(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】P2024020155
(43)【公開日】2024-02-14
(54)【発明の名称】正極およびこれを用いる電池
(51)【国際特許分類】
H01M 4/13 20100101AFI20240206BHJP
H01M 4/62 20060101ALI20240206BHJP
H01M 50/46 20210101ALI20240206BHJP
H01M 50/449 20210101ALI20240206BHJP
H01M 50/434 20210101ALI20240206BHJP
H01M 10/052 20100101ALI20240206BHJP
H01M 10/0566 20100101ALI20240206BHJP
【ＦＩ】
H01M4/13
H01M4/62 Z
H01M50/46
H01M50/449
H01M50/434
H01M10/052
H01M10/0566
【審査請求】有
【請求項の数】13
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023118792
(22)【出願日】2023-07-21
(31)【優先権主張番号】63/391,537
(32)【優先日】2022-07-22
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(31)【優先権主張番号】111145823
(32)【優先日】2022-11-30
(33)【優先権主張国・地域又は機関】TW
(71)【出願人】
【識別番号】390023582
【氏名又は名称】財團法人工業技術研究院
【氏名又は名称原語表記】ＩＮＤＵＳＴＲＩＡＬ ＴＥＣＨＮＯＬＯＧＹ ＲＥＳＥＡＲＣＨ ＩＮＳＴＩＴＵＴＥ
【住所又は居所原語表記】Ｎｏ．１９５，Ｓｅｃ．４，ＣｈｕｎｇＨｓｉｎｇＲｄ．，Ｃｈｕｔｕｎｇ，Ｈｓｉｎｃｈｕ，Ｔａｉｗａｎ ３１０４０
(74)【代理人】
【識別番号】110000914
【氏名又は名称】弁理士法人ＷｉｓｅＰｌｕｓ
(72)【発明者】
【氏名】謝登存
(72)【発明者】
【氏名】林裕涵
(72)【発明者】
【氏名】蘇静怡
(57)【要約】 （修正有）
【課題】電池の安全性を高めることができる正極およびこれを用いる電池を提供する。
【解決手段】正極および前記正極を用いる電池が提供される。正極は正極活性層および第１の層を含み、第１の層は正極活性層上に配置される。第１の層はリチウム鉄リン含有酸化物および第１のバインダーを含む。第１の層と正極活性層との電気抵抗比は１００以上である。
【選択図】なし
【解決手段】正極および前記正極を用いる電池が提供される。正極は正極活性層および第１の層を含み、第１の層は正極活性層上に配置される。第１の層はリチウム鉄リン含有酸化物および第１のバインダーを含む。第１の層と正極活性層との電気抵抗比は１００以上である。
【選択図】なし
【特許請求の範囲】
【請求項1】
正極であって、
正極活性層と、
前記正極活性層上に配置された第１の層と、
を含み、
前記第１の層がリチウム鉄リン含有酸化物および第１のバインダーを含み、前記第１の層と前記正極活性層との電気抵抗比が１００以上である、正極。
正極活性層と、
前記正極活性層上に配置された第１の層と、
を含み、
前記第１の層がリチウム鉄リン含有酸化物および第１のバインダーを含み、前記第１の層と前記正極活性層との電気抵抗比が１００以上である、正極。
【請求項2】
前記リチウム鉄リン含有酸化物が、リチウム鉄マンガンリン酸塩、リチウム鉄リン酸塩、またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載の正極。
【請求項3】
前記第１のバインダーと前記リチウム鉄リン含有酸化物との重量比が１：９９から５：９５である、請求項１に記載の正極。
【請求項4】
前記第１の層が第１の無機粉末をさらに含み、前記第１の無機粉末と前記リチウム鉄リン含有酸化物との重量比が０．１：９９．９から１：９９である、請求項１に記載の正極。
【請求項5】
前記第１の無機粉末が、導電性粉末、第１の金属酸化物、またはこれらの組み合わせである、請求項４に記載の正極。
【請求項6】
前記導電性粉末が、金属、前記金属の合金、導電性カーボンブラック、導電性グラファイト、フルオロカーボン、還元グラフェン、窒素ドープグラファイト、窒素ドープグラフェン、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、またはこれらの組み合わせであり、前記金属が、ジルコニウム、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、オスミウム、コバルト、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、インジウム、スズ、鉛、またはアルミニウムである、請求項５に記載の正極。
【請求項7】
前記第１の金属酸化物が、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化スズ、またはこれらの組み合わせである、請求項５に記載の正極。
【請求項8】
前記第１の層上に配置された第２の層をさらに含み、
前記第２の層は第２の無機粉末を含み、前記第２の無機粉末は、第２の金属酸化物、安定化リチウム金属粒子、またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載の正極。
前記第２の層は第２の無機粉末を含み、前記第２の無機粉末は、第２の金属酸化物、安定化リチウム金属粒子、またはこれらの組み合わせである、請求項１に記載の正極。
【請求項9】
前記第２の金属酸化物が、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化スズ、またはこれらの組み合わせである、請求項８に記載の正極。
【請求項10】
前記第２の層が第２のバインダーをさらに含み、前記第２のバインダーと前記第２の無機粉末との重量比が０．１：９９．９から１０：９０である、請求項８に記載の正極。
【請求項11】
請求項１～１０のいずれか１項に記載の正極である正極と、
セパレータと、
前記セパレータを介して前記正極と分離されている負極と、
を含む電池。
セパレータと、
前記セパレータを介して前記正極と分離されている負極と、
を含む電池。
【請求項12】
前記正極と前記負極との間に配置された液体電解質をさらに含む請求項１１に記載の電池。
【請求項13】
前記セパレータ上に配置され、かつ前記セパレータと前記正極との間に配置された金属酸化物層をさらに含む請求項１１に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は正極およびこれを用いる電池に関する。
【背景技術】
【0002】
リチウムイオン二次電池は主流の商用製品であり、それらは現在、軽量、低体積、およびより安全になるよう、ならびにより高いエネルギー容量およびより長いサイクル寿命を持つように開発されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】米国特許第９１９６９０１Ｂ２号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
内部短絡は、リチウム電池の安全性に深刻に影響する現象である。内部短絡が起こると、短絡箇所の抵抗がゼロに近づいて、電池中に含まれるエネルギーが大電流の形で流れると共に、膨大な熱エネルギーが即座に放出されるようになる。このことは、漏液、電池の膨れ、発熱、発煙、燃焼、または爆発を含む一連の安全性の問題を引き起こし、その使用可能性を大幅に制限してしまう。
【0005】
短絡の原因には、例えば針状のリチウムデンドライトの成長または電池への圧迫のような電池内の内部応力状態の変化が含まれ、それは電池内部の正極と負極との導通を引き起こす。電池内の短絡時における連鎖反応の発生を軽減（つまり、エネルギー放出の期間を延長）することができれば、電池の安全性を高めることができる。
【0006】
よって、上述の問題を解決するために、新規な電池電極の材料およびアセンブリ設計が求められる。
【課題を解決するための手段】
【0007】
本開示は正極を提供する。正極は正極活性層および第１の層を含み、第１の層は正極活性層上に配置される。第１の層はリチウム鉄リン含有酸化物（lithium-iron-phosphorus-containing oxide）および第１のバインダーを含んでいてよく、第１の層と正極活性層との電気抵抗比は１００以上である。
【0008】
本開示のいくつかの実施形態によれば、本開示は正極を提供する。正極は、正極活性層、第１の層、および第２の層を含み、第１の層は正極活性層上に配置されていてよく、第２の層は第１の層上に配置されていてよい。第１の層はリチウム鉄リン含有酸化物および第１のバインダーを含み、第２の層は安定化リチウム金属粒子を含む。
【0009】
本開示の実施形態によれば、本開示は電池も提供する。電池は、本開示の正極、セパレータ、および負極を含み、負極はセパレータを介して正極と分離されている。
【発明の効果】
【0010】
本開示は、正極（例えばリチウム電池の正極）およびこれを用いる電池（例えばリチウム電池）を提供する。本開示の実施形態によれば、本開示の正極は、正極活性層および第１の層（リチウム鉄リン含有酸化物を含む）を含み、第１の層は比較的高い抵抗および熱安定性を示す。本開示の第１の層は、正極活性層と共に用いるのに適し、フェールセーフ層として機能し得る。第１の層と正極活性層との特定の抵抗比によって、電池が過充電されたとき、当該正極を含むリチウム電池内で内部短絡が発生する時間が延長され得る。また、当該正極を含むリチウム電池が内部短絡を起こしたとき、電池エネルギーの放出は減速し得る（つまり、エネルギー放出レートが低下する）ため、使用時におけるリチウム電池の安全性が高まる。
添付の図面を参照にして、以下の詳細な説明および例を読むことにより、本発明をより十分に理解することができる。
添付の図面を参照にして、以下の詳細な説明および例を読むことにより、本発明をより十分に理解することができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の実施形態による電池の正極の断面図である。
【図2】本開示の別の実施形態による電池の正極の断面図である。
【図3】本開示のまた別の実施形態による電池の正極の断面図である。
【図4】本開示の実施形態による正極を含む電池の概略図である。
【図5】本開示の別の実施形態による正極を含む電池の概略図である。
【図6】本開示のまた別の実施形態による正極を含む電池の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
本開示の正極およびこれを用いる電池が以下の記載で詳細に説明される。以下の詳細な記載では、説明の目的で、本開示が十分理解されるように多数の特定の詳細と実施形態が示される。以下の詳細な記載において記載される特定の要素および構成は、本開示を明確に説明するために示されるものである、しかしながら、ここに示される例示的な実施形態は、単に説明の目的のために用いられるに過ぎず、本発明概念はそれらの例示的な実施形態に限定されることなく様々な形式で具体化可能であるという点は、明らかであろう。加えて、本開示を明確に説明するため、それぞれ異なる実施形態の図面では、類似および／または対応する要素を示すのに類似および／または対応する数字を用いることがある。しかしながら、それぞれ異なる実施形態の図面における類似および／または対応する数字の使用は、異なる実施形態間の何らの相関関係をも示唆しない。本明細書において使用されるとき、数量的な用語における用語「約」は、当業者にとって一般的かつ合理的である量だけプラスまたはマイナスすることを指す。
【0013】
本開示の図面における要素または装置が、当業者には既知である任意の形式または構成で存在し得るという点について、留意されなければならない。加えて、「別の層を覆う層」、「層が別の層の上側に配置される」、「層が別の層上に配置される」、および「層が別の層の上方に配置される」という表現は、他の層に直接接触する層に言及する場合があり、それらはまた、他の層と直接接触しない層であって、他の層との間に１つまたはそれ以上の中間層が存在する層に言及する場合もある。
【0014】
また、構成要素を修飾するための、本開示における順序を表す用語、例えば「第１」、「第２」、「第３」等の使用は、それ自体で、１つのクレームの構成要素の他に対する何らの優先度、優先順位、順番、またはそれが形成される時間的順序も示唆するものではなく、単に、特定の名称を持つ１つのクレームの構成要素を、同じ名称を持つ別の構成要素と区別する標識として用いられて（順序を示す用語の使用がなければ）、クレームの構成要素どうしを区別するに過ぎない。
【0015】
描かれている図は概略に過ぎず、非限定的なものである。説明の目的で、図における構成要素のうちいくつかのサイズ、形状または厚さは誇張されており、縮尺で描かれていないことがある。寸法および相対寸法は、本開示を実施するための実際の位置に対応していない。本開示は、特定の実施形態について、かつ特定の図に関して説明されるが、本開示がこれに限定されることはない。
【0016】
本開示の実施形態によれば、本開示の正極は正極活性層および複合層を含み、複合層は比較的高い抵抗および熱安定性を示す。複合層は正極活性層と共に用いるのに適しており、かつフェールセーフ層として機能する。複合層は第１の層（リチウム鉄リン含有酸化物を含む）および第２の層（安定化リチウム金属粒子（ＳＬＭＰ）を含む）を含むため、リチウム電池（本開示の正極を含む）の安全性が高まると共に、容量維持率が低下しないという前提の下、リチウム電池の放電比容量（discharging specific capacity）が高まり得る。
【0017】
本開示の実施形態によれば、本開示は、電池の正極（例えば、リチウム電池の正極）として機能し得る正極を提供する。本開示の実施形態によれば、図１に示されるように、本開示の正極１０は正極活性層１２および第１の層１４（例えばフェールセーフ層）を含んでいてよく、第１の層１４は正極活性層１２上に配置されてよい。本開示の実施形態によれば、正極活性層１２は正極活物質を含み、第１の層１４はリチウム鉄リン含有酸化物（例えば、リチウム鉄マンガンリン酸塩（lithium iron manganese phosphate，ＬＭＦＰ）、リチウム鉄リン（ＬＦＰ）またはこれらの組み合わせ）を含む。また、リチウム鉄リン含有酸化物は、ニッケル、コバルト、ネオジム、プラセオジム、エルビウム、イットリウム、バナジウム、モリブデンまたはこれらの組み合わせがさらにドープされていてよい。電池が短絡したときに、電池における内部短絡の発生する時間を延長し、かつ電池エネルギーの放出を減速させるという目的を達成するため、第１の層と正極活性層の電気抵抗比は１００以上にすることができる。例えば、第１の層と正極活性層の電気抵抗比は１００から１×１０８である。例えば、第１の層と正極活性層の電気抵抗比は１００から１×１０６（例えば、３×１０２、１×１０３、６×１０４、または７×１０５）である。第１の層と正極活性層の電気抵抗比が低すぎると、電池の安全性が強化され得ない。第１の層と正極活性層の電気抵抗比が高すぎると、第１の層の抵抗がより高くなるために、電池の性能が大幅に低下する。本開示の第１の層および正極活性層の抵抗は、四探針抵抗計（DU-5211 Ohm Meter、DELTA UNITED INSTRUMENT CO. LTDから市販されている）を用いて測定する。その方法は次のステップを含む。サンプルを四探針抵抗計中に置いた。圧力０．０７ＭＰａ下で探針をサンプルの表面に接触させた。接触後、四探針抵抗計により抵抗（ｏｈｍｓ）を測定する前に、システムを３秒静置した。
【0018】
本開示の実施形態によれば、正極活性層１２の厚さは限定されず、当該分野において通常の知識を有する者が任意に変更することができる。例えば、正極活性層１２の厚さは約５０μｍから２００μｍ（例えば約７０μｍ、１００μｍ、１５０μｍまたは１８０μｍ）であってよい。本開示の実施形態によれば、第１の層１４の厚さは限定されず、当該分野において通常の知識を有する者が任意に変更することができる。例えば、第１の層１４の厚さは約１μｍから５０μｍ（例えば約２μｍ、５μｍ、１０μｍ、２０μｍ、３０μｍまたは４０μｍ）であってよい。
【0019】
本開示の実施形態によれば、正極活物質は、硫黄、有機硫化物、硫黄・炭素複合体（sulfur-carbon composite）、金属含有酸化リチウム、 金属含有硫化リチウム、金属含有セレン化リチウム、金属含有テルル化リチウム、金属含有ケイ化リチウム、金属含有ホウ化リチウム、またはこれらの組み合わせであってよく、当該金属は、アルミニウム、バナジウム、チタン、クロム、銅、モリブデン、ニオブ、鉄、ニッケル、コバルトおよびマンガンからなる群より選ばれる。本開示の実施形態によれば、正極活物質は、リチウムコバルト酸化物、リチウムニッケル酸化物、リチウムマンガン酸化物、リチウムコバルトマンガン酸化物、リチウムニッケルコバルト酸化物、リチウムニッケルマンガン酸化物、リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物、リチウムクロムマンガン酸化物、リチウムニッケルバナジウム酸化物、リチウムマンガンニッケル酸化物、リチウムコバルトバナジウム酸化物、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物またはこれらの組み合わせであってよい。本開示の実施形態によれば、リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物は化学構造ＬｉＮｉｘＣｏｙＭｎｚＯ２を有していてよく、式中０＜ｘ＜１、０＜ｙ＜１、０＜ｚ＜１、かつｘ＋ｙ＋ｚ＝１である。本開示の実施形態によれば、リチウムニッケルコバルトアルミニウム酸化物は化学構造ＬｉＮｉ０．８０Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２を有していてよい。本開示の実施形態によれば、リチウムコバルト酸化物は化学構造ＬｉＣｏＯ２を有していてよい。
【0020】
本開示の実施形態によれば、正極活性層１２はバインダーをさらに含んでいてよく、バインダーには、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレン・ブタジエンコポリマー、フッ素ゴム、ポリウレタン、ポリビニルピロリドン、ポリ（エチルアクリレート），ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリブタジエン、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、またはこれらの組み合わせが含まれ得る。本開示の実施形態によれば、正極活性層１２中、正極活物質およびバインダーの総重量に対し、正極活物質の重量百分率は約９０ｗｔ％から９９．９ｗｔ％（例えば、９１ｗｔ％、９２ｗｔ％、９３ｗｔ％、９４ｗｔ％、９５ｗｔ％、９６ｗｔ％、９７ｗｔ％、９８ｗｔ％または９９ｗｔ％）であってよく、バインダーの重量百分率は約０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％（例えば１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％、５ｗｔ％、６ｗｔ％、７ｗｔ％、８ｗｔ％または９ｗｔ％）であってよい。本開示の実施形態によれば、正極活性層１２中、バインダーと正極活物質との重量比は０．１：９９．９から１０：９０（例えば１：９９、２：９８、３：９７、４：９６、５：９５、６：９４、７：９３、８：９２または９：９１）であってよい。本開示の実施形態によれば、正極活性層１２はバインダーおよび正極活物質からなるものであってよい。
【0021】
本開示の実施形態によれば、正極活性層１２は導電性添加剤をさらに含んでいてよく、導電性添加剤は導電性カーボンブラック、導電性グラファイト、フルオロカーボン、還元グラフェン、窒素ドープグラファイト、窒素ドープグラフェン、カーボンファイバー、カーボンナノチューブまたはこれらの組み合わせであってよい。本開示の実施形態によれば、正極活性層１２中、正極活物質、バインダーおよび導電性添加剤の総重量に対し、正極活物質の重量百分率は約９０ｗｔ％から９９．８ｗｔ％（例えば９１ｗｔ％、９２ｗｔ％、９３ｗｔ％、９４ｗｔ％、９５ｗｔ％、９６ｗｔ％、９７ｗｔ％、９８ｗｔ％または９９ｗｔ％）であってよく、バインダーの重量百分率は約０．１ｗｔ％から６ｗｔ％（例えば１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％、５ｗｔ％または５．５ｗｔ％）であってよく、導電性添加剤の重量百分率は約０．１ｗｔ％から６ｗｔ％（例えば１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％、５ｗｔ％または５．５ｗｔ％）であってよい。本開示の実施形態によれば、正極活性層１２中、バインダーと正極活物質との重量比は１：９９から５：９５（例えば１．５：９８．５、２：９８、３：９７、４：９６または４．５：９５．５）であってよく、導電性添加剤と正極活物質との重量比は１：９９から５：９５（例えば１．５：９８．５、２：９８、３：９７、４：９６または４．５：９５．５）であってよい。本開示の実施形態によれば、正極活性層１２はバインダー、導電性添加剤および正極活物質からなるものであってよい。
【0022】
本開示の実施形態によれば、リチウム鉄リン含有酸化物はリチウム鉄マンガンリン酸塩であってよい。リチウム鉄マンガンリン酸塩の化学構造はＬｉＭｎｘＦｅ１－ｘＰＯ４であってよく、式中０≦ｘ＜１であり、例えばｘは０．５１、０．５２、０．５３、０．５５、０．６０、０．６５、０．７０、０．７５、０．８０、０．８５、０．９０、０．９５、０．９７、０．９８または０．９９であってよい。本開示の実施形態によれば、リチウム鉄リン含有酸化物の粒径は限定されず、当該分野において通常の知識を有する者が任意で変更することができ、１ｎｍから１００μｍ、例えば１０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、５００ｎｍ、１μｍ、１０μｍ、５０μｍまたは８０μｍであってよい。
【0023】
本開示の実施形態によれば、第１の層１４は第１のバインダーをさらに含んでいてよく、第１のバインダーにはポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレン・ブタジエンコポリマー、フッ素ゴム、ポリウレタン、ポリビニルピロリドン、ポリ（エチルアクリレート）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリブタジエン、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、またはこれらの組み合わせが含まれ得る。本開示の実施形態によれば、第１の層１４中、リチウム鉄リン含有酸化物および第１のバインダーの総重量に対し、リチウム鉄リン含有酸化物の重量百分率は約９０ｗｔ％から９９．９ｗｔ％（例えば９１ｗｔ％、９２ｗｔ％、９３ｗｔ％、９４ｗｔ％、９５ｗｔ％、９６ｗｔ％、９７ｗｔ％、９８ｗｔ％または９９ｗｔ％）であってよく、第１のバインダーの重量百分率は約０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％（例えば１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％、５ｗｔ％、６ｗｔ％、７ｗｔ％、８ｗｔ％または９ｗｔ％）であってよい。本開示の実施形態によれば、第１の層１４中、第１のバインダーとリチウム鉄リン含有酸化物との重量比は１：９９から５：９５（例えば１．５：９８．５、２：９８、３：９７、４：９６または４．５：９５．５）であってよい。本開示の実施形態によれば、第１の層１４は第１のバインダーおよびリチウム鉄リン含有酸化物からなるものであってよい。
【0024】
本開示の実施形態によれば、第１の層１４は無機粉末をさらに含んでいてよく、無機粉末は導電性粉末、金属酸化物、またはこれらの組み合わせであってよい。本開示の実施形態によれば、導電性粉末は金属、その金属の合金、導電性カーボンブラック、導電性グラファイト、フルオロカーボン、還元グラフェン、窒素ドープグラファイト、窒素ドープグラフェン、カーボンファイバー、カーボンナノチューブ、またはこれらの組み合わせであってよく、このうち金属はジルコニウム、クロム、モリブデン、タングステン、マンガン、鉄、オスミウム、コバルト、ニッケル、パラジウム、白金、銅、銀、金、亜鉛、インジウム、スズ、鉛またはアルミニウムであってよい。本開示の実施形態によれば、金属酸化物は酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化スズ、またはこれらの組み合わせであってよい。本開示の実施形態によれば、無機粉末の粒径は限定されず、当該分野において通常の知識を有する者が任意で変更することができ、１ｎｍから１００μｍ、例えば１０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、５００ｎｍ、１μｍ、１０μｍ、５０μｍまたは８０μｍであってよい。本開示の実施形態によれば、第１の層１４中、リチウム鉄リン含有酸化物、第１のバインダーおよび無機粉末の総重量に対し、リチウム鉄リン含有酸化物の重量百分率は約９０ｗｔ％から９９．８ｗｔ％（例えば９１ｗｔ％、９２ｗｔ％、９３ｗｔ％、９４ｗｔ％、９５ｗｔ％、９６ｗｔ％、９７ｗｔ％、９８ｗｔ％または９９ｗｔ％）であってよく、第１のバインダーの重量百分率は約０．１ｗｔ％から６ｗｔ％（例えば１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％、５ｗｔ％または６ｗｔ％）であってよく、無機粉末の重量百分率は約０．１ｗｔ％から４ｗｔ％（例えば０．１ｗｔ％、０．２ｗｔ％、０．３ｗｔ％、０．４ｗｔ％、０．５ｗｔ％、０．６ｗｔ％、０．７ｗｔ％、０．８ｗｔ％、１ｗｔ％、２ｗｔ％または３ｗｔ％）であってよい。本開示の実施形態によれば、第１の層１４中、第１のバインダーとリチウム鉄リン含有酸化物との重量比は１：９９から５：９５（例えば１．５：９８．５、２：９８、３：９７、４：９６または４．５：９５．５）であってよく、無機粉末とリチウム鉄リン含有酸化物の重量比は０．１：９９．９から１：９９（例えば０．２：９９．８、０．５：９９．５または０．８：９９．２）であってよい。本開示の実施形態によれば、第１の層１４は第１のバインダー、無機粉末およびリチウム鉄リン含有酸化物からなるものであってよい。
【0025】
本開示の実施形態によれば、図２に示されるように、本開示の正極１０は正極活性層１２、第１の層１４、および正極集電層１６を含んでいてよく、正極活性層１２は正極集電層１６上に配置されてよく、第１の層１４は正極活性層１２上に配置されてよい。
【0026】
本開示の実施形態によれば、図２に示される正極１０を作製する方法は次のステップを含んでいてよい。先ず、正極活性層の成分（例えば、正極活物質、導電性添加剤およびバインダー）を溶媒（例えば１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ピロリドン、Ｎ－ドデシルピロリドン、γ－ブチロラクトンまたはこれらの組み合わせ）中に分散させ、正極活性層スラリーを得る。その正極活性層スラリーの固形分は約３０ｗｔ％から８０ｗｔ％であり得る。次いで、正極集電層１６を準備する。次いで、塗布プロセスにより正極スラリーのコーティングを正極集電層１６上に形成する。次いで、そのコーティングに（温度９０℃から１８０℃で）乾燥プロセスを行い、正極活性層１２を得る。次いで、第１の層の成分（例えば、リチウム鉄リン含有酸化物、無機粉末および第１のバインダー）を溶媒中に分散させ、第１のスラリーを得る。次いで、塗布プロセスにより第１のスラリーのコーティングを正極活性層１２上に形成する。次いで、そのコーティングに（温度約９０℃から１８０℃で）乾燥プロセスを行い、第１の層１４を得る。塗布プロセスは、スクリーン印刷、スピンコーティング、バーコーティング、ブレードコーティング、ローラーコーティング、溶媒キャスティングまたはディップコーティングであってよい。
【0027】
正極集電層１６の厚さは限定されず、当該分野において通常の知識を有する者が任意に変更することができる。例えば、正極集電層１６の厚さは約５μｍから２００μｍ（例えば、約１０μｍ、３０μｍ、５０μｍ、６０μｍ、７０μｍ、８０μｍ、９０μｍ、１００μｍまたは１５０μｍ）であってよい。
【0028】
本開示の実施形態によれば、正極集電層１６は、導電性カーボン基板、金属箔または多孔質構造を有する金属材料、例えばカーボンクロス、カーボンフェルト、カーボンペーパー、銅箔、ニッケル箔、アルミニウム箔、ニッケルメッシュ、銅メッシュ、モリブデンメッシュ、ニッケルフォーム、銅フォームまたはモリブデンフォームであってよい。本開示の実施形態によれば、多孔質構造を有する金属材料の気孔率は約１０％から９９．９％（例えば２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％または９０％）であってよい。
【0029】
本開示の実施形態によれば、図３に示されるように、本開示の正極１０は、正極活性層１２、第１の層１４、正極集電層１６、および第２の層１８を含んでいてよく、正極活性層１２は正極集電層１６上に配置されてよく、第１の層１４は正極活性層１２上に配置されてよく、第２の層１８は第１の層１４上に配置されてよい。
【0030】
本開示の実施形態によれば、第２の層１８の厚さは限定されず、当該分野において通常の知識を有する者が任意に変更することができる。例えば、第２の層１８の厚さは約１０ｎｍから１μｍ（例えば約２０ｎｍ、３０ｎｍ、５０ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、８００ｎｍまたは９００ｎｍ）であってよい。
【0031】
本開示の実施形態によれば、第２の層１８は無機粉末を含み、無機粉末は、金属酸化物、安定化リチウム金属粒子、またはこれらの組み合わせであってよい。本開示の実施形態によれば、金属酸化物は酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化スズ、またはこれらの組み合わせであってよい。本開示の実施形態によれば、安定化リチウム金属粒子は実質的にコアシェル構造を有し、コアと、コアを包み込むシェルとを含む。コアはリチウム金属またはリチウム金属合金を含んでいてよい。シェルはリチウム塩を含み、コアを取り囲んで包み込む。シェルは密閉式であってよく、これにより水または空気（酸素を含む）がコアと接触して反応してしまうことが防がれるまたは実質的に抑制される。本開示の実施形態によれば、コアは元素イオン（elemental lithium）を含む。本開示の実施形態によれば、コアはリチウム合金を含んでいてよく、リチウム合金は、リチウムと、アルミニウム、ケイ素、ゲルマニウム、スズ、鉛、およびビスマスからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素とを含む。シェルはリチウム塩を含み、リチウム塩にはリチウム錯体、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＦ３ＳＯ３、Ｌｉ２ＣＯ３またはこれらの組み合わせが含まれ得る。安定化リチウム金属粒子は、空気、酸素、または水にさらされたときに、実質的に非反応性または不燃性を示すものである。安定化リチウム金属粒子は、次の条件：例えば、周囲環境、空気、酸素、または高温の水蒸気にさらされるという条件の下で化学的不活性を示し得る。前記高温は５０℃、１００℃、１５０℃、または２００℃より高い温度であり得る。本開示の実施形態によれば、無機粉末の粒径は限定されず、当該分野において通常の知識を有する者が任意に変更することができる。無機粉末の粒径は１ｎｍから１μｍ、例えば５ｎｍ、１０ｎｍ、２０ｎｍ、３０ｎｍ、５０ｎｍ、８０ｎｍ、１００ｎｍ、２００ｎｍ、３００ｎｍ、５００ｎｍ、６００ｎｍ、８００ｎｍまたは９００ｎｍであってよい。
【0032】
本開示の実施形態によれば、第２の層１８は第２のバインダーをさらに含んでいてよく、第２のバインダーには、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレン・ブタジエンコポリマー、フッ素ゴム、ポリウレタン、ポリビニルピロリドン、ポリ（エチルアクリレート）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリブタジエン、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、またはこれらの組み合わせが含まれ得る。本開示の実施形態によれば、第２の層１８中、無機粉末および第２のバインダーの総重量に対し、無機粉末の重量百分率は約９０ｗｔ％から９９．９ｗｔ％（例えば９１ｗｔ％、９２ｗｔ％、９３ｗｔ％、９４ｗｔ％、９５ｗｔ％、９６ｗｔ％、９７ｗｔ％、９８ｗｔ％または９９ｗｔ％）であってよく、第２のバインダーの重量百分率は約０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％（例えば１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％、５ｗｔ％、６ｗｔ％、７ｗｔ％、８ｗｔ％または９ｗｔ％）であってよい。本開示の実施形態によれば、第２の層１８中、第２のバインダーと無機粉末との重量比は、０．１：９９．９から１０：９０（例えば１：９９、２：９８、３：９７、４：９６、５：９５、６：９４、７：９３、８：９２または９：９１）であってよい。本開示の実施形態によれば、第２の層１８は第２のバインダーおよび無機粉末からなるものであってよい。
【0033】
本開示の実施形態によれば、図３に示されるように、本開示の正極１０は正極集電層１６、正極活性層１２、第１の層１４、および第２の層１８をこの順で含み、第１の層１４はリチウム鉄リン含有酸化物（例えばリチウム鉄マンガンリン酸塩（ＬＭＦＰ））を含み、第２の層は安定化リチウム金属粒子（ＳＬＭＰ）を含む。本開示の実施形態によれば、第１の層１４および第２の層１８を含む積層は、フェールセーフ層として機能し得る。本開示の実施形態によれば、第１の層１４は第１のバインダーおよびリチウム鉄リン含有酸化物を含んでいてよい。本開示の実施形態によれば、第１の層１４は第１のバインダー、無機粉末、およびリチウム鉄リン含有酸化物を含んでいてよい。本開示の実施形態によれば、第１の層１４は第１のバインダーおよびリチウム鉄リン含有酸化物からなるものであってよい。本開示の実施形態によれば、第１の層１４は第１のバインダー、無機粉末およびリチウム鉄リン含有酸化物からなるものであってよい。本開示の実施形態によれば、第２の層１８は第２のバインダーおよび安定化リチウム金属粒子を含んでいてよい。本開示の実施形態によれば、第２の層１８は第２のバインダーおよび安定化リチウム金属粒子からなるものであってよい。本開示の実施形態によれば、第２の層１８中、安定化リチウム金属粒子および第２のバインダーの総重量に対し、安定化リチウム金属粒子の重量百分率は約９０ｗｔ％から９９．９ｗｔ％（例えば９１ｗｔ％、９２ｗｔ％、９３ｗｔ％、９４ｗｔ％、９５ｗｔ％、９６ｗｔ％、９７ｗｔ％、９８ｗｔ％または９９ｗｔ％）であってよく、第２のバインダーの重量百分率は約０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％（例えば１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％、５ｗｔ％、６ｗｔ％、７ｗｔ％、８ｗｔ％または９ｗｔ％）えあってよい。本開示の実施形態によれば、第２の層１８中、第２のバインダーと安定化リチウム金属粒子との重量比は０．１：９９．９から１０：９０（例えば１：９９、２：９８、３：９７、４：９６、５：９５、６：９４、７：９３、８：９２または９：９１）であってよい。
【0034】
本開示の実施形態によれば、図３に示される正極１０を作製する方法は、次のステップを含んでいてよい。先ず、正極活性層の成分（例えば、正極活物質、導電性添加剤およびバインダー）を溶媒（例えば１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ，Ｎ－ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、ピロリドン、Ｎ－ドデシルピロリドン、γ－ブチロラクトンまたはこれらの組み合わせ）中に分散させ、正極活性層スラリーを得る。その正極活性層スラリーの固形分は３０ｗｔ％から８０ｗｔ％であり得る。次いで、正極集電層１６を準備する。次いで、塗布プロセスにより正極活性層スラリーのコーティングを正極集電層１６上に形成する。次いで、そのコーティングに（温度約９０℃から１８０℃で）乾燥プロセスを行い、正極活性層１２を得る。次いで、第１の層の成分（例えば、リチウム鉄リン含有酸化物および第１のバインダー）を溶媒中に分散させ、第１のスラリーを得る。次いで、塗布プロセスにより第１のスラリーを正極活性層１２上に形成する。次いで、そのコーティングに（温度約９０℃から１８０℃で）乾燥プロセスを行い、第１の層１４を得る。次いで、第２の層の成分（例えば、安定化リチウム金属粒子）を第１の層１４上に配置して粉末層を形成する。次いで、その粉末層に圧力を印加して、第２の層１８を得る。圧力を印加する方法はカレンダープロセスまたは圧延プロセスであってよい。いくつかの実施形態において、第２の層１８を形成する方法は、第１の層１４の形成後に、次のステップを含んでいてよい。第２の層の成分（例えば、安定化リチウム金属粒子および第２のバインダー）を溶媒中に分散させ、第２のスラリーを得る。次いで、塗布プロセスにより第２のスラリーを第１の層１４上に形成する。そのコーティングに（温度約９０℃から１８０℃で）乾燥プロセスを行い、第２の層１８を得る。塗布プロセスはスクリーン印刷、スピンコーティング、バーコーティング、ブレードコーティング、ローラーコーティング、溶媒キャスティングまたはディップコーティングであってよい。
【0035】
本開示の実施形態によれば、図４に示されるように、本開示は電池１００、例えばリチウム電池、リチウムイオン電池またはリチウム金属電池も提供する。電池１００は、図２に示される正極１０、セパレータ２０、および負極３０を含む。負極３０は正極１０とセパレータ２０を介して分離されている。本開示の実施形態によれば、正極１０はセパレータ２０と直接接触していてよい、および／または負極３０はセパレータ２０と直接接触していてよい。本開示の実施形態によれば、正極１０はセパレータ２０と特定の距離だけ離間していてよい、および／または負極３０はセパレータ２０と特定の距離だけ離間していてよい。本開示の実施形態によれば、電池１００は液体電解質４０をさらに含んでいてよく、液体電解質４０は正極１０と負極３０との間に配置される。つまり、正極１０、セパレータ２０および負極３０が積層された構造を液体電解質４０中に浸漬させる（即ち、電池１００が液体電解質で満たされる）。本開示のいくつかの実施形態によれば、本開示の正極活性層１２はセパレータ２０と正極集電層１６との間に配置されてよく、本開示の第１の層１４はセパレータ２０と正極活性層１２との間に配置されてよく、本開示の第１の層１４はセパレータ２０に直接接触していてよい。本開示の実施形態によれば、本開示の電池１００は正極１０、セパレータ２０、負極３０、および液体電解質４０からなるものであってよい。本開示の実施形態によれば、図５に示されるように、電池１００は、図３に示される正極１０、セパレータ２０、負極３０、および液体電解質４０を含んでいてよい。
【0036】
本開示の実施形態によれば、セパレータ２０は絶縁材料、例えばポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、ポリアミド、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ（フッ化ビニリデン）、ポリアニリン、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、ポリスチレン（ＰＳ）、セルロース、またはこれらの組み合わせを含んでいてよい。例えば、セパレータ２０はＰＥ／ＰＰ／ＰＥ多層複合構造であってよい。本開示の実施形態によれば、セパレータは多孔質構造を有していてよい。つまり、セパレータの気孔は、セパレータ全体にわたり均一に分布されている。
【0037】
本開示の実施形態によれば、液体電解質４０は溶媒およびリチウム塩（またはリチウム含有化合物）を含んでいてよい。本開示の実施形態によれば、溶媒中のリチウム塩の濃度は約０．８Ｍから１．６Ｍ、例えば約０．９Ｍ、１．０Ｍ、１．１Ｍ、１．２Ｍ、１．３Ｍ、１．４Ｍ、または１．５Ｍであってよい。本開示の実施形態によれば、溶媒は、有機溶媒、例えばエステル系溶媒、ケトン系溶媒、カーボネート系溶媒、エーテル系溶媒、アルカン系溶媒、アミド系溶媒、またはこれらの組み合わせであってよい。本開示の実施形態によれば、溶媒は、１，２－ジエトキシエタン、１，２－ジメトキシエタン、１，２－ジブトキシエタン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、２－メチルテトラヒドロフラン、ジメチルアセトアミド（ＤＭＡｃ）、１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）、酢酸メチル、酢酸エチル、酪酸メチル、酪酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、酢酸プロピル（ＰＡ）、γ－ブチロラクトン（ＧＢＬ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ビニレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ジプロピルカーボネート、フルオロエチレンカーボネート、１、３－プロパンスルトン、またはこれらの組み合わせであってよい。本開示の実施形態によれば、リチウム塩は、ヘキサフルオロりん酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、過塩素酸リチウム（lithium perchlorate）（ＬｉＣｌＯ４）、ビス（フルオロスルホニル）イミドリチウム（ＬｉＮ（ＳＯ２Ｆ）２）（ＬｉＦＳＩ）、リチウムジフルオロ（オキサラト）ボレート（ＬｉＢＦ２（Ｃ２Ｏ４））（ＬｉＤＦＯＢ）、リチウムテトラフルオロボレート（ＬｉＢＦ４）、リチウムトリフルオロメタンスルホナート（ＬｉＳＯ３ＣＦ３）、ビス（トリフルオロメタン）スルホンイミドリチウム（ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ３）２）（ＬｉＴＦＳＩ）、リチウムビスパーフルオロエタンエタンスルホンイミド（ＬｉＮ（ＳＯ２ＣＦ２ＣＦ３）２）、ヘキサフルオロヒ酸リチウム（ＬｉＡｓＦ６）、リチウムヘキサフルオロアンチモネート（ＬｉＳｂＦ６）、リチウムテトラクロロアルミネート（ＬｉＡｌＣｌ４）、リチウムテトラクロロガラート（lithium tetrachlorogallate（ＬｉＧａＣｌ４））、リチウムニトレート（ＬｉＮＯ３）、トリス（トリフルオロメタンスルホニル）メチルリチウム（ＬｉＣ（ＳＯ２ＣＦ３）３）、チオシアン酸リチウム水和物（ＬｉＳＣＮ）、ＬｉＯ３ＳＣＦ２ＣＦ３、ＬｉＣ６Ｆ５ＳＯ３、ＬｉＯ２ＣＣＦ３、リチウムフルオロスルホナート（ＬｉＳＯ３Ｆ）、リチウムテトラキス（ペンタフルオロフェニル）ボレート（ＬｉＢ（Ｃ６Ｈ５）４）、リチウムビス（オキサラト）ボレート（ＬｉＢ（Ｃ２Ｏ４）２）（ＬｉＢＯＢ）、またはこれらの組み合わせであってよい。
【0038】
本開示の実施形態によれば、負極３０は負極集電層３２、および負極集電層３２上に配置された負極活性層３４を含んでいてよく、負極活性層３４は負極活物質を含む。いくつかの実施形態において、負極活性層３４はバインダーをさらに含んでいてよい。バインダーには、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレン・ブタジエンコポリマー、フッ素ゴム、ポリウレタン、ポリビニルピロリドン、ポリ（エチルアクリレート）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリブタジエン、ポリアクリル酸（ＰＡＡ），またはこれらの組み合わせが含まれ得る。本開示の実施形態によれば、負極３０は負極集電層３２および負極活性層３４からなるものであってよい。加えて、本開示の実施形態によれば、負極３０は負極集電層３２からなるものであってよい。
【0039】
本開示の実施形態によれば、負極活性層３４中、負極活物質およびバインダーの総重量に対し、負極活物質の重量百分率は約９０ｗｔ％から９９．９ｗｔ％（例えば９１ｗｔ％、９２ｗｔ％、９３ｗｔ％、９４ｗｔ％、９５ｗｔ％、９６ｗｔ％、９７ｗｔ％、９８ｗｔ％または９９ｗｔ％）であってよく、バインダーの重量百分率は約０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％（例えば１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％、５ｗｔ％、６ｗｔ％、７ｗｔ％、８ｗｔ％または９ｗｔ％）であってよい。本開示の実施形態によれば、負極活性層３４中、バインダーと負極活物質との重量比は０．１：９９．９から１０：９０（例えば１：９９、２：９８、３：９７、４：９６、５：９５、６：９４、７：９３、８：９２または９：９１）であってよい。本開示の実施形態によれば、負極活性層３４はバインダーおよび負極活物質からなるものであってよい。本開示の実施形態によれば、負極集電層３２は導電性カーボン基板、金属箔、または多孔質構造を有する金属材料、例えばカーボンクロス、カーボンフェルト、カーボンペーパー、銅箔、ニッケル箔、アルミニウム箔、ニッケルメッシュ、銅メッシュ、モリブデンメッシュ、ニッケルフォーム、銅フォームまたはモリブデンフォームであってよい。本開示の実施形態によれば、多孔質構造を有する金属材料の気孔率は約１０％から９９．９％（例えば２０％、３０％、４０％、５０％、６０％、７０％、８０％または９０％）であってよい。
【0040】
本開示のいくつかの実施形態によれば、本開示の負極活性層３４はセパレータ２０と負極集電層３２との間に配置されてよい。本開示の実施形態によれば、負極活物質には、カーボン材料、リチウム、遷移金属酸化物、リチウム含有化合物、ケイ素含有材料、またはこれらの組み合わせが含まれる。本開示の実施形態によれば、カーボン材料には、準安定相球状カーボン（metastable phase spherical carbon, ＭＣＭＢ）、気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ）、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、コークス、カーボンブラック、グラファイト、グラフェン、アセチレンブラック、カーボンファイバー、またはこれらの組み合わせが含まれ得る。本開示の実施形態によれば、リチウム含有化合物には、ＬｉＡｌ、ＬｉＭｇ、ＬｉＺｎ、Ｌｉ３Ｂｉ、Ｌｉ３Ｃｄ、Ｌｉ３Ｓｂ、Ｌｉ４Ｓｉ、Ｌｉ４．４Ｐｂ、Ｌｉ４．４Ｓｎ、ＬｉＣ６、Ｌｉ３ＦｅＮ２、Ｌｉ２．６Ｃｏ０．４Ｎ、またはＬｉ２．６Ｃｕ０．４Ｎが含まれ得る。本開示の実施形態によれば、ケイ素含有材料には、炭素修飾（carbon-modified）酸化ケイ素、炭化ケイ素または純ケイ素材料が含まれ得る。本開示の実施形態によれば、遷移金属酸化物にはＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２またはＴｉＮｂ２Ｏが含まれ得る。
【0041】
本開示の実施形態によれば、図６に示されるように、本開示の電池１００が図２に示される正極を含むとき、電池１００はセパレータ２０上に配置された金属酸化物層２２をさらに含んでいてよく、金属酸化物層２２はセパレータ２０と正極１０との間に配置される。金属酸化物層２２および本開示の正極１０の組み合わせによって、電池が過充電されたときに、正極を含むリチウム電池内で内部短絡が発生する時間が延長され得る。また、正極を含むリチウム電池は、内部短絡を生じたときに、電池エネルギーの放出が減速され得る（つまり、エネルギー放出レートを低下させる）ため、使用時におけるリチウム電池の安全性が高まる。
【0042】
本開示の実施形態によれば、金属酸化物層２２は、金属酸化物粉末、例えば、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム、酸化亜鉛、酸化ケイ素、酸化スズ、またはこれらの組み合わせを含んでいてよい。本開示の実施形態によれば、金属酸化物粉末の粒径は限定されず、当該分野において通常の知識を有する者が任意に変更することができる。金属酸化物粉末の粒径は１ｎｍから５μｍ、例えば１０ｎｍ、５０ｎｍ、１００ｎｍ、５００ｎｍ、１μｍまたは３μｍであってよい。本開示の実施形態によれば、金属酸化物層２２はバインダーをさらに含んでいてよく、バインダーには、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースナトリウム、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、スチレン・ブタジエンコポリマー、フッ素ゴム、ポリウレタン、ポリビニルピロリドン、ポリ（エチルアクリレート）、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリブタジエン、ポリアクリル酸（ＰＡＡ）、またはこれらの組み合わせが含まれ得る。本開示の実施形態によれば、金属酸化物層２２中、金属酸化物粉末およびバインダーの総重量に対し、金属酸化物粉末の重量百分率は約９０ｗｔ％から９９．９ｗｔ％（例えば９１ｗｔ％、９２ｗｔ％、９３ｗｔ％、９４ｗｔ％、９５ｗｔ％、９６ｗｔ％、９７ｗｔ％、９８ｗｔ％または９９ｗｔ％）であってよく、バインダーの重量百分率は約０．１ｗｔ％から１０ｗｔ％（例えば１ｗｔ％、２ｗｔ％、３ｗｔ％、４ｗｔ％、５ｗｔ％、６ｗｔ％、７ｗｔ％、８ｗｔ％または９ｗｔ％）であってよい。本開示の実施形態によれば、金属酸化物層２２中、バインダーと金属酸化物粉末との重量比は０．１：９９．９から１０：９０（例えば１：９９、２：９８、３：９７、４：９６、５：９５、６：９４、７：９３、８：９２または９：９１）であってよい。本開示の実施形態によれば、金属酸化物層２２はバインダーおよび金属酸化物粉末からなるものであってよい。
【0043】
本開示の実施形態によれば、金属酸化物層２２の厚さは限定されず、当該分野において通常の知識を有する者が任意に変更することができる。例えば、金属酸化物層２２の厚さは約１μｍから１０μｍ（例えば約２μｍ、３μｍ、４μｍ、５μｍ、６μｍまたは８μｍ）であってよい。
【0044】
以下に、当該分野において通常の知識を有する者が容易に理解できるよう、添付の図面を参照にして、例示的な実施形態を詳細に説明する。本発明概念は、ここに示される例示的な実施形態に限定されることなく、様々な形式で具体化され得る。明瞭にするため、周知の部分についての説明は省かれ、かつ全体を通して類似する参照数字は類似する構成要素を示すものとする。
【実施例0045】
実施例１
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２を有する）（取引番号NMC622でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd. から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている、厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約６５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００８Ωであった。
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２を有する）（取引番号NMC622でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd. から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている、厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約６５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００８Ωであった。
【0046】
次いで、リチウム鉄マンガンリン酸塩（ＬＭＦＰ）（取引番号GEでHCM CO.,LTD. から市販されている）９７重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）０．１重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２．９重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、リチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを得た。次いで、そのリチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを正極活性層上に塗布した。乾燥後、第１の層を得た（正極活性層上に配置）（厚さ約１８μｍ、面積重量（area weight）約４ｍｇ／ｃｍ２）。正極集電層、正極活性層、および第１の層の積層を正極とした。得られた第１の層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、第１の層の抵抗は約４８０Ωであった。測定後、第１の層と正極活性層との電気抵抗比は約６×１０４であった。
【0047】
次いで、銅箔（取引番号BFR-FでChang Chun Groupから市販されている）（負極となる）およびポリエチレン（ＰＥ）セパレータ（取引番号N9620でAsahi Kaseiから市販されている）（厚さ約１６μｍ）を準備した。次いで、負極、セパレータおよび正極を順番に配置し（正極の第１の層をセパレータに向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。液体電解質はＬｉＰＦ６および溶媒を含むものとし、溶媒はエチレンカーボネート（ＥＣ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とし、ＥＣとＤＥＣとの体積比は１：１、ＬｉＰＦ６の濃度は１．１Ｍとした。
【0048】
次いで、その電池を１Ｃの充電レートで充電して過充電とし、電池が１９Ｖまで充電されたときの現象を記録した。その結果は表１に示されている。
【0049】
比較例１
実施例１の正極集電層および正極活性層の積層を準備した。
実施例１の正極集電層および正極活性層の積層を準備した。
【0050】
次いで、銅箔（取引番号BFR-FでChang Chun Groupから市販されている）（負極となる）およびポリエチレン（ＰＥ）セパレータ（取引番号N9620でAsahi Kaseiから市販されている）（厚さ約１６μｍ）を準備した。次いで、負極、セパレータおよび正極を順番に配置し（正極の第１の層をセパレータに向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ）））内に封止してから、液体電解質をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。液体電解質はＬｉＰＦ６および溶媒を含むものとし、溶媒はエチレンカーボネート（ＥＣ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とし、ＥＣとＤＥＣとの体積比は１：１、ＬｉＰＦ６の濃度は１．１Ｍとした。
【0051】
次いで、その電池を１Ｃの充電レートで充電して過充電にし、電池が１９Ｖまで充電されたときの現象を記録した。その結果は表１に示されている。
【0052】
【表1】
【0053】
表１に示されるように、比較例１の電池と比較して、電池（つまり、実施例１の電池）が本開示の正極（正極活性層上に配置されたリチウム鉄マンガンリン酸塩を有する）を用いている場合、電池を１９Ｖまで充電するのにかかる時間が延長され、電池を１９Ｖまで充電した後に続けて充電しているときも電池は１９Ｖに維持され得るため、電池の爆発が防がれる。
【0054】
実施例２
実施例１の正極、銅箔（取引番号BFR-F、 Chang Chun Groupから市販されている）（負極となる）および酸化アルミニウム層（BenQから市販されている。厚さ約１８μｍ、このうち酸化アルミニウム層の厚さは２μｍ）を有するセパレータを準備した。
実施例１の正極、銅箔（取引番号BFR-F、 Chang Chun Groupから市販されている）（負極となる）および酸化アルミニウム層（BenQから市販されている。厚さ約１８μｍ、このうち酸化アルミニウム層の厚さは２μｍ）を有するセパレータを準備した。
【0055】
次いで、負極、酸化アルミニウム層を有するセパレータ、および正極を順番に配置し（正極の第１の層を酸化アルミニウム層に向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。液体電解質はＬｉＰＦ６および溶媒を含むものとし、溶媒はエチレンカーボネート（ＥＣ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とし、ＥＣとＤＥＣとの体積比は１：１、ＬｉＰＦ６の濃度は１．１Ｍとした。
【0056】
次いで、その電池を１Ｃの充電レートで充電して過充電にし、電池が１９Ｖまで充電されたときの現象を記録した。その結果は表２に示されている。
【0057】
比較例２
実施例１の正極集電層および正極活性層の積層を準備した。銅箔（取引番号BFR-F、Chang Chun Groupから市販されている）（負極となる）および実施例２の酸化アルミニウム層を有するセパレータを準備した。
実施例１の正極集電層および正極活性層の積層を準備した。銅箔（取引番号BFR-F、Chang Chun Groupから市販されている）（負極となる）および実施例２の酸化アルミニウム層を有するセパレータを準備した。
【0058】
次いで、負極、酸化アルミニウム層を有するセパレータ、および正極を順番に配置し（正極の第１の層を酸化アルミニウム層に向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。液体電解質はＬｉＰＦ６および溶媒を含むものとし、溶媒はエチレンカーボネート（ＥＣ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とし、ＥＣとＤＥＣとの体積比は１：１、ＬｉＰＦ６の濃度は１．１Ｍとした。
【0059】
次いで、その電池を１Ｃの充電レートで充電して過充電にし、電池が１９Ｖまで充電されたときの現象を記録した。その結果は表２に示されている。
【0060】
【表2】
【0061】
表２に示されるように、比較例２の電池と比較して、電池（つまり、実施例２の電池）が本開示の正極（正極活性層上に配置されたリチウム鉄マンガンリン酸塩を有する）を用いている場合、電池を１９Ｖまで充電するのにかかる時間が延長され、電池を１９Ｖまで充電した後に続けて充電しているときも電池は１９Ｖに維持され得るため、電池の爆発が防がれる。
【0062】
実施例３
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．８３～０．８５Ｍｎ０．４～０．５Ｃｏ０．１１～０．１２Ｏ２を有する）（取引番号NMC811でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている。厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約８５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００９Ωであった。
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．８３～０．８５Ｍｎ０．４～０．５Ｃｏ０．１１～０．１２Ｏ２を有する）（取引番号NMC811でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている。厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約８５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００９Ωであった。
【0063】
次いで、リチウム鉄マンガンリン酸塩（ＬＭＦＰ）（取引番号GEでHCM CO.,LTD. から市販されている）９７重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）０．１重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー （取引番号PVDF-5130、 Solvayから市販されている）２．９重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、リチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを得た。次いで、そのリチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを正極活性層上に塗布した。乾燥後、第１の層を得た（正極活性層上に配置）（厚さ約１８μｍ、面積重量（area weight）約４ｍｇ／ｃｍ２）。正極集電層、正極活性層、および第１の層の積層を正極とした。得られた第１の層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、第１の層の抵抗は約９０Ωであった。測定後、第１の層と正極活性層との電気抵抗比は約１×１０４であった。
【0064】
次いで、銅箔（取引番号BFR-F、Chang Chun Groupから市販されている）（負極となる）および酸化アルミニウム層を有するセパレータ（BenQから市販されている。厚さ約１８μｍ、酸化アルミニウム層の厚さは２μｍ）を準備した。
【0065】
次いで、負極、酸化アルミニウム層を有するセパレータ、および正極を順番に配置し（正極の第１の層を酸化アルミニウム層に向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質（取引番号NDFX2でHopax Chemicals Manufacturing Co Ltd.から市販されている）をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。
【0066】
次いで、その電池を１Ｃの充電レートで充電して過充電にし、電池が６Ｖまで充電されたときの現象を記録した。その結果は表３に示されている。
【0067】
比較例３
実施例３の正極集電層および正極活性層の積層を準備した。銅箔（取引番号BER-F、Chang Chun Groupから市販されている)(負極となる）および実施例３の酸化アルミニウム層を有するセパレータを準備した。
実施例３の正極集電層および正極活性層の積層を準備した。銅箔（取引番号BER-F、Chang Chun Groupから市販されている)(負極となる）および実施例３の酸化アルミニウム層を有するセパレータを準備した。
【0068】
次いで、負極、酸化アルミニウム層を有するセパレータ、および正極を順番に配置し（正極の第１の層を酸化アルミニウム層に向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質（取引番号NDFX2でHopax Chemicals Manufacturing Co Ltd.から市販されている）をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。
【0069】
次いで、その電池を１Ｃの充電レートで充電して過充電にし、電池が６Ｖまで充電されたときの現象を記録した。その結果は表３に示されている。
【0070】
実施例４
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．８３～０．８５Ｍｎ０．４～０．５Ｃｏ０．１１～０．１２Ｏ２を有する）（取引番号NMC811でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号 Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている。厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約８５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．８３～０．８５Ｍｎ０．４～０．５Ｃｏ０．１１～０．１２Ｏ２を有する）（取引番号NMC811でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号 Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている。厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約８５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。
【0071】
次いで、リチウム鉄マンガンリン酸塩（ＬＭＦＰ）（取引番号GEで HCM CO.,LTD. から市販されている）９７重量部およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）３重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、リチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを得た。次いで、そのリチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを正極活性層上に塗布した。乾燥後、第１の層を得た（正極活性層上に配置）（厚さ１８μｍ、面積重量（area weight）約４ｍｇ／ｃｍ２）
【0072】
安定化リチウム金属粒子（取引番号SLMPでLiventから市販されている）１０ｍｇを第１の層に均一に分散させた。次いで、１００ｇｆの圧力を印加して、安定化リチウム金属粒子を第１の層に付着させ、第２の層（第１の層上に配置）（面積重量（area weight）約０．２ｍｇ／ｃｍ２）を形成した。正極集電層、 正極活性層、第１の層、および第２の層の積層は正極となる。
【0073】
銅箔（取引番号BFR-F、Chang Chun Groupから市販されている）（負極となる）および酸化アルミニウム層を有するセパレータ（BenQから市販されている）（厚さ約１８μｍ、酸化アルミニウム層の厚さは２μｍ）を準備した。
【0074】
次いで、負極、酸化アルミニウム層を有するセパレータ、および正極を順番に配置し（正極の第１の層を酸化アルミニウム層に向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質（取引番号NDFX2でHopax Chemicals Manufacturing Co Ltd.から市販されている、）をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。
【0075】
次いで、その電池を１Ｃの充電レートで充電して過充電にし、電池が６Ｖまで充電されたときの現象を記録した。その結果は表３に示されている。
【0076】
【表3】
【0077】
表３に示されるように、比較例３の電池と比較して、電池（つまり、実施例３の電池）が本開示の正極（正極活性層上に配置されたリチウム鉄マンガンリン酸塩層を有する）を用いている場合、電池を６Ｖまで充電するのにかかる時間が延長され、電池を６Ｖまで充電した後に続けて充電しているときも電池は６Ｖで維持され得るため、電池の爆発が防がれる。また、電池（つまり、実施例４の電池）が本開示の正極（正極活性層上に配置されたリチウム鉄マンガンリン酸塩層および安定化リチウム金属粒子層を有する）を用いている場合、電池を６Ｖまで充電するのにかかる時間が延長され、電池を６Ｖまで充電した後に続けて充電しているときも電池は６Ｖに維持され得るため、電池の爆発が防がれる。
【0078】
比較例４
実施例３の正極集電層および正極活性層の積層を準備した。
実施例３の正極集電層および正極活性層の積層を準備した。
【0079】
安定化リチウム金属粒子（取引番号SLMPでLivent から市販されている）10mgを正極活性層上に均一に分散させた。次いで、１００ｇｆの圧力を印加して、安定化リチウム金属粒子を正極活性層に付着させ、安定化リチウム金属粒子層（正極活性層上に配置）（面積重量（area weight）約０．２ｍｇ／ｃｍ２）を形成した。正極集電層、正極活性層、および安定化リチウム金属粒子層の積層は正極となる。
【0080】
銅箔（取引番号BFR-F、Chang Chun Groupから市販されている）（負極とする）および実施例３の酸化アルミニウム層を有するセパレータを準備した。
【0081】
次いで、負極、酸化アルミニウム層を有するセパレータ、および正極を順番に配置し（正極の安定化リチウム金属粒子層を酸化アルミニウム層に向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質（取引番号NDFX2でHopax Chemicals Manufacturing Co Ltd.から市販されている）をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。
【0082】
実施例３および４ならびに比較例３および４の電池の初回充電／放電サイクルにおける放電比容量を、０．１Ｃ／０．１Ｃ（４．５Ｖから３Ｖ）の充電レートおよび放電レートで測定した。結果は表４に示されるとおりである。
【0083】
【表4】
【0084】
表４に示されるように、本開示の正極（正極活性層上に配置されたリチウム鉄マンガンリン酸塩層を有する）を用いた電池（つまり、実施例３の電池）は十分な放電比容量を示している。さらに、比較例３の電池と比べてみると、比較例４の電池は、安定化リチウム金属粒子層が正極活性層と直接接触するとき、より低い放電比容量を示している。比較例４の電池に比して、実施例４の電池は本開示の正極（正極活性層上に配置されたリチウム鉄マンガンリン酸塩層および安定化リチウム金属粒子層を有する）を用いているため、実施例４の電池は放電比容量が高まっている。
【0085】
実施例５
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２を有する）（取引番号NMC622でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号 Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている。厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約６５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００８Ωであった。
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２を有する）（取引番号NMC622でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号 Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている。厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約６５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００８Ωであった。
【0086】
次いで、リチウム鉄マンガンリン酸塩（ＬＭＦＰ）（取引番号GEでHCM CO.,LTD. から市販されている）９７重量部およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）３重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、リチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを得た。次いで、そのリチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを正極活性層上に塗布した。乾燥後、第１の層を得た（正極活性層上に配置）（厚さ約１８μｍ、面積重量（area weight）約２ｍｇ／ｃｍ２）。正極集電層、正極活性層、および第１の層の積層を正極とした。得られた第１の層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、第１の層の抵抗は約３１３Ωであった。測定後、第１の層と正極活性層との電気抵抗比は約３．９×１０４であった。
【0087】
次いで、銅箔（取引番号BFR-FでChang Chun Groupから市販されている）（負極となる）およびポリエチレン（ＰＥ）セパレータ（取引番号 N9620でAsahi Kaseiから市販されている）（厚さ約１６μｍ）を準備した。次いで、負極、酸化アルミニウム層を有するセパレータ、および正極を順番に配置し（正極の第１の層をセパレータに向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。液体電解質はＬｉＰＦ６および溶媒を含むものとし、溶媒はエチレンカーボネート（ＥＣ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とし、ＥＣとＤＥＣとの体積比は１：１、ＬｉＰＦ６の濃度は１．１Ｍとした。
【0088】
次いで、その電池を１Ｃの充電レートで充電して過充電にし、電池が１９Ｖまで充電されたときの現象を記録した。その結果は表５に示されている。
【0089】
実施例６
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２を有する）（取引番号NMC622でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている。厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約６５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００８Ωであった。
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２を有する）（取引番号NMC622でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている。厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約６５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００８Ωであった。
【0090】
次いで、リチウム鉄マンガンリン酸塩（ＬＭＦＰ）（取引番号GEでHCM CO.,LTD. から市販されている）９６．５重量部、ＶＧＦＣ ０．５重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）３重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、リチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを得た。次いで、そのリチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを正極活性層上に塗布した。乾燥後、第１の層を得た（正極活性層上に配置）（厚さ約１８μｍ、面積重量（area weight）約２mg/cm2）。正極集電層、正極活性層、および第１の層の積層を正極とした。得られた第１の層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、第１の層の抵抗は約９２Ωであった。測定後、第１の層と正極活性層との電気抵抗比は約１．１×１０４であった。
【0091】
次いで、銅箔（取引番号BFR-FでChang Chun Groupから市販されている）（負極となる）およびポリエチレン（ＰＥ）セパレータ（取引番号N9620でAsahi Kaseiから市販されている）（厚さ約１６μｍ）を準備した。次いで、負極、酸化アルミニウム層を有するセパレータ、および正極を順番に配置し（正極の第１の層をセパレータに向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。液体電解質はＬｉＰＦ６および溶媒を含むものとし、溶媒はエチレンカーボネート（ＥＣ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とし、ＥＣとＤＥＣとの体積比は１：１、ＬｉＰＦ６の濃度は１．１Ｍとした。
【0092】
次いで、その電池を１Ｃの充電レートで充電して過充電にし、電池が１９Ｖまで充電されたときの現象を記録した。その結果は表５に示されている。
【0093】
比較例５
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２を有する）（取引番号NMC622でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている、厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約６５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００８Ωであった。
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２を有する）（取引番号NMC622でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている、厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約６５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００８Ωであった。
【0094】
次いで、リチウム鉄マンガンリン酸塩（ＬＭＦＰ）（取引番号GEでHCM CO.,LTD. から市販されている）９６．５重量部、ＶＧＣＦ ０．５重量部、カーボンナノチューブ（取引番号CNTでBeijing Cnano Technologyから市販されている）０．１重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２．９重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、リチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを得た。次いで、そのリチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを正極活性層上に塗布した。乾燥後、第１の層を得た（正極活性層上に配置）（厚さ約１０μｍ、面積重量（area weight）約２ｍｇ／ｃｍ２）。正極集電層、正極活性層、および第１の層の積層を正極とした。得られた第１の層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、第１の層の抵抗は約０．０１９６Ωであった。測定後、第１の層と正極活性層との電気抵抗比は約２．５であった。
【0095】
次いで、銅箔（取引番号BFR-FでChang Chun Groupから市販されている）（負極となる）およびポリエチレン（ＰＥ）セパレータ（取引番号N9620でAsahi Kaseiから市販されている）（厚さ約１６μｍ）を準備した。次いで、負極、酸化アルミニウム層を有するセパレータ、および正極を順番に配置し（正極の第１の層をセパレータに向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。液体電解質はＬｉＰＦ６および溶媒を含むものとし、溶媒はエチレンカーボネート（ＥＣ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とし、ＥＣとＤＥＣとの体積比は１：１、ＬｉＰＦ６の濃度は１．１Ｍとした。
【0096】
次いで、その電池を１Ｃの充電レートで充電して過充電にし、電池が１９Ｖまで充電されたときの現象を記録した。その結果は表５に示されている。
【0097】
【表5】
【0098】
表５に示されるように、比較例５の電池と比較して、電池（つまり、実施例５～６の電池）が本開示の正極（正極活性層上に配置されたリチウム鉄マンガンリン酸塩層を有する）を用いている場合、電池を１９Ｖまで充電するのにかかる時間が延長され、電池を１９Ｖまで充電した後に続けて充電しているときも電池は１９Ｖに維持され得るため、電池の爆発が防がれる。
【0099】
実施例７
ＳｉＯ／Ｃ（酸化ケイ素および炭素の混合物）（取引名KYX-2でKaijin New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６．３重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）０．３重量部、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）（JSRから市販されている）１．５重量部、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）（取引番号CMC-2200、Daicel Chemical industriesから市販されている）１．３重量部、およびカーボンナノチューブ（取引番号TUBALL（登録商標）、OCSiAlから市販されている）０．６重量部を混合してから、脱イオン水中に均一に分散させ、負極活性層スラリーを得た。次いで、その負極活性層スラリーを銅箔（取引番号BFR-FでChang Chun Groupから市販されている）（厚さ約１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、負極を得た。
ＳｉＯ／Ｃ（酸化ケイ素および炭素の混合物）（取引名KYX-2でKaijin New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６．３重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）０．３重量部、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）（JSRから市販されている）１．５重量部、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）（取引番号CMC-2200、Daicel Chemical industriesから市販されている）１．３重量部、およびカーボンナノチューブ（取引番号TUBALL（登録商標）、OCSiAlから市販されている）０．６重量部を混合してから、脱イオン水中に均一に分散させ、負極活性層スラリーを得た。次いで、その負極活性層スラリーを銅箔（取引番号BFR-FでChang Chun Groupから市販されている）（厚さ約１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、負極を得た。
【0100】
実施例３の正極および酸化アルミニウム層を有するセパレータを準備した。
【0101】
次いで、負極、酸化アルミニウム層を有するセパレータ、および正極を順番に配置し（正極の第１の層を酸化アルミニウム層に向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質（取引番号LD88でFormosa Plastics Corporationから市販されている）をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。
【0102】
実施例８
実施例７の負極、実施例４の正極、および実施例３の酸化アルミニウム層を有するセパレータを準備した。
実施例７の負極、実施例４の正極、および実施例３の酸化アルミニウム層を有するセパレータを準備した。
【0103】
次いで、負極、酸化アルミニウム層を有するセパレータ、および正極を順番に配置し（正極の第２の層を酸化アルミニウム層に向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質（取引番号LD88でFormosa Plastics Corporationから市販されている）をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。
【0104】
実施例７および８の電池の初回サイクルの充電／放電における放電比容量を、０．１Ｃ／０．１Ｃ（４．２Ｖから２．８Ｖ）の充電レートおよび放電レートで測定した。結果は表６に示されるとおりである。
【0105】
【表6】
【0106】
表６に示されるように、電池（つまり、実施例８の電池）は、本開示の正極（正極活性層上に配置されたリチウム鉄マンガンリン酸塩層および安定化リチウム金属粒子層を有する）を用いているため、放電比容量が高まっている。
【0107】
次いで、実施例７および８の電池の容量維持率を測定した。その結果は表７に示されている。容量維持率は、０．１Ｃ／０．１Ｃの充電レートおよび放電レート、２５℃で、初回サイクルの充電／放電における放電比容量、および５０サイクル目の充電／放電における放電比容量を測定することにより測った。
【0108】
【表7】
【0109】
表６および７に示されるように、本開示の正極を用いた電池は、容量維持率が低下しないという前提の下、放電比容量が高まっている。
【0110】
実施例９
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２を有する）（取引番号NMC622でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている、厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約６５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００８Ωであった。
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２を有する）（取引番号NMC622でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている、厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約６５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００８Ωであった。
【0111】
次いで、リチウム鉄マンガンリン酸塩（ＬＭＦＰ）（取引番号GEでHCM CO.,LTD. から市販されている）９６．５重量部、ＶＧＣＦ ０．５重量部、カーボンナノチューブ（取引番号CNTでBeijing Cnano Technologyから市販されている）０．０７重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２．９３重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、リチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを得た。次いで、そのリチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを正極活性層上に塗布した。乾燥後、第１の層を得た（正極活性層上に配置）（厚さ約１８μｍ、面積重量（area weight）約２ｍｇ／ｃｍ２）。正極集電層、正極活性層、および第１の層の積層を正極とした。得られた第１の層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、第１の層の抵抗は約２．４１８Ωであった。測定後、第１の層と正極活性層との電気抵抗比は約３０２であった。
【0112】
次いで、銅箔（取引番号BFR-FでChang Chun Groupから市販されている）（負極となる）およびポリエチレン（ＰＥ）セパレータ（取引番号N9620でAsahi Kaseiから市販されている）（厚さ約１６μｍ）を準備した。次いで、負極、酸化アルミニウム層を有するセパレータ、および正極を順番に配置し（正極の第１の層をセパレータに向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。液体電解質はＬｉＰＦ６および溶媒を含むものとし、溶媒はエチレンカーボネート（ＥＣ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とし、ＥＣとＤＥＣとの体積比は１：１、ＬｉＰＦ６の濃度は１．１Ｍとした。
【0113】
次いで、その電池を１Ｃの充電レートで充電して過充電にし、電池が１９Ｖまで充電されたときの現象を記録した。その結果は表８に示されている。
【0114】
実施例１０
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２を有する）（取引番号NMC622でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている。厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約６５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００８Ωであった。
リチウムニッケルマンガンコバルト酸化物（化学構造ＬｉＮｉ０．６Ｍｎ０．２Ｃｏ０．２Ｏ２を有する）（取引番号NMC622でNingbo Ronbay New Energy Technology Co.,Ltd.から市販されている）９６重量部、導電性カーボンブラック（取引番号Super-PでTimcalから市販されている）２重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）２重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、正極活性層スラリーを得た。次いで、その正極活性層スラリーをアルミニウム箔（正極集電層となる）（An Chuan Enterprise Co.,Ltd.から市販されている。厚さ１２μｍ）上に塗布した。乾燥後、正極活性層を得た（正極集電層上に配置）（厚さ約６５μｍ、面積重量（area weight）約１９ｍｇ／ｃｍ２）。得られた正極活性層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、正極活性層の抵抗は約０．００８Ωであった。
【0115】
次いで、リチウム鉄マンガンリン酸塩（ＬＭＦＰ）（取引番号GEでHCM CO.,LTD. から市販されている）９６重量部、およびポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）バインダー（取引番号PVDF-5130、Solvayから市販されている）４重量部を１－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）中に均一に分散させ、リチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを得た。次いで、そのリチウム鉄マンガンリン酸塩スラリーを正極活性層上に塗布した。乾燥後、第１の層を得た（正極活性層上に配置）（厚さ約１８μｍ、面積重量（area weight）約２ｍｇ／ｃｍ２）。正極集電層、正極活性層、および第１の層の積層を正極とした。得られた第１の層の抵抗を、四探針抵抗計を用いて測定したところ、第１の層の抵抗は約５７５０Ωであった。測定後、第１の層と正極活性層との電気抵抗比は約７．２×１０５であった。
【0116】
次いで、銅箔（取引番号BFR-FでChang Chun Groupから市販されている）（負極となる）およびポリエチレン（ＰＥ）セパレータ（取引番号N9620でAsahi Kaseiから市販されている）（厚さ約１６μｍ）を準備した。次いで、負極、酸化アルミニウム層を有するセパレータ、および正極を順番に配置し（正極の第１の層をセパレータに向けた）、アルミニウム箔セル（サイズ５ｍｍ（厚さ）×６０ｍｍ（幅）×８０ｍｍ（長さ））内に封止してから、液体電解質をそのアルミニウム箔セル中に注入して電池を得た。液体電解質はＬｉＰＦ６および溶媒を含むものとし、溶媒はエチレンカーボネート（ＥＣ）およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とし、ＥＣとＤＥＣとの体積比は１：１、ＬｉＰＦ６の濃度は１．１Ｍとした。
【0117】
次いで、その電池を１Ｃの充電レートで充電して過充電にし、電池が１９Ｖまで充電されたときの現象を記録した。その結果は表８に示されている。
【0118】
【表8】
【0119】
したがって、本開示の正極の特定の組成および構造により、当該正極を含むリチウム電池内で内部短絡が発生する時間が延長され得る。加えて、当該正極を含むリチウム電池が内部短絡を起こしたとき、電池エネルギーの放出は減速し得る（つまり、エネルギー放出レートが低下する）ため、使用時におけるリチウム電池の安全性が高まる。また、本開示の正極（特定の組成および構造を有する）を用いたリチウム電池は、容量維持率が低下しないという前提の下、放電比容量が高まる。
【0120】
本発明を例の方式で、好ましい実施形態により説明したが、本発明が開示された実施形態に限定されないということが理解されなければならない。むしろ、（当業者には明らかであろう）各種の変更および類似する構成をカバーすることが意図されている。故に、添付のクレームの範囲は、かかる各種の変更および類似する構成を全て包含するよう、最も広い解釈が与えられなければならない。
【符号の説明】
【0121】
１０・・・正極
１２・・・正極活性層
１４・・・第１の層
１６・・・正極集電層
１８・・・第２の層
２０・・・セパレータ
２２・・・金属酸化物層
３０・・・負極
３２・・・負極集電層
３４・・・負極活性層
４０・・・液体電解質
１００・・・電池
１２・・・正極活性層
１４・・・第１の層
１６・・・正極集電層
１８・・・第２の層
２０・・・セパレータ
２２・・・金属酸化物層
３０・・・負極
３２・・・負極集電層
３４・・・負極活性層
４０・・・液体電解質
１００・・・電池
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【外国語明細書】
Ｔｉｔｌｅ ｏｆ Ｉｎｖｅｎｔｉｏｎ
Ｆｉｇｕｒｅ １
Ｆｉｇｕｒｅ ２
Ｆｉｇｕｒｅ ３
Ｆｉｇｕｒｅ ４
Ｆｉｇｕｒｅ ５
Ｆｉｇｕｒｅ ６
