特開 2023-182636 蓄電装置

(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】P2023182636

(43)【公開日】2023-12-26

(54)【発明の名称】蓄電装置

(51)【国際特許分類】

   H01M 10/052 20100101AFI20231219BHJP

   H01M 10/0568 20100101ALI20231219BHJP

   H01M 10/0569 20100101ALI20231219BHJP

   H01M 10/0567 20100101ALI20231219BHJP

   H01M 4/587 20100101ALI20231219BHJP

   H01M 4/525 20100101ALI20231219BHJP

   H01M 4/66 20060101ALI20231219BHJP

   H01G 11/64 20130101ALI20231219BHJP

   H01G 11/60 20130101ALI20231219BHJP

   H01G 11/62 20130101ALI20231219BHJP

   H01G 11/46 20130101ALI20231219BHJP

   H01G 11/42 20130101ALI20231219BHJP

【ＦＩ】

H01M10/052

H01M10/0568

H01M10/0569

H01M10/0567

H01M4/587

H01M4/525

H01M4/66 A

H01G11/64

H01G11/60

H01G11/62

H01G11/46

H01G11/42

【審査請求】有

【請求項の数】5

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023158359

(22)【出願日】2023-09-22

(62)【分割の表示】P 2021088123の分割

【原出願日】2016-11-29

(31)【優先権主張番号】P 2015240755

(32)【優先日】2015-12-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(71)【出願人】

【識別番号】000153878

【氏名又は名称】株式会社半導体エネルギー研究所

(72)【発明者】

【氏名】成田 和平

(72)【発明者】

【氏名】田島 亮太

(72)【発明者】

【氏名】小國 哲平

(57)【要約】

【課題】加熱処理による充放電特性の劣化が少ない蓄電装置を提供する。または、加熱処
理における安全性が高い蓄電装置を提供する。
【解決手段】正極と、負極と、セパレータと、電解液と、外装体と、を有し、セパレータ
は、正極および負極の間に位置し、セパレータは、ポリフェニレンサルファイドまたは溶
剤紡糸再生セルロース繊維を含み、電解液は、溶質および二種以上の溶媒を有し、溶質は
、ＬｉＢＥＴＡを含み、溶媒は、プロピレンカーボネートを含む、蓄電装置。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

正極と、負極と、セパレータと、電解液と、外装体と、を有し、
前記正極は、正極活物質層と、正極集電体と、を含み、
前記負極は、負極活物質層と、負極集電体と、を含み、
前記セパレータは、前記正極および前記負極の間に位置し、
前記電解液は、溶質、溶媒及び添加剤を有し、
前記溶質は、ＬｉＢＥＴＡ（リチウムビスペンタフルオロエタンスルホニルアミド）を含み、
前記溶媒は、プロピレンカーボネート及びエチレンカーボネートを含み、
前記添加剤は、プロパンスルトンを含む、
蓄電装置。

【請求項2】

請求項１において、
前記負極活物質層が、黒鉛を含む、
蓄電装置。

【請求項3】

請求項２において、
前記負極活物質層が、球状化天然黒鉛を含み、
前記球状化天然黒鉛は、第１の領域及び第２の領域を有し、
前記第１の領域は前記第２の領域を覆い、
前記第１の領域は前記第２の領域より結晶性が低い、
蓄電装置。

【請求項4】

請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記正極活物質層が、ＬｉＣｏＯ_２を含む、
蓄電装置。

【請求項5】

請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記正極集電体が、アルミニウムまたはステンレスを含む、
蓄電装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の一態様は、蓄電装置及び電子機器に関する。

【0002】

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の
一態様は、物、方法、又は製造方法に関する。本発明の一態様は、プロセス、マシン、マ
ニュファクチャ、又は組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。そのため、よ
り具体的に本明細書で開示する発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置
、発光装置、蓄電装置、記憶装置、撮像装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法
を一例として挙げることができる。

【0003】

なお、本明細書中において、蓄電装置とは、蓄電機能を有する素子及び装置全般を指すも
のである。例えば、リチウムイオン二次電池などの蓄電装置（二次電池ともいう）、リチ
ウムイオンキャパシタ、及び電気二重層キャパシタなどを含む。

【背景技術】

【0004】

近年、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池等、種々の蓄電装
置の開発が盛んに行われている。特に高出力、高エネルギー密度であるリチウムイオン二
次電池は、携帯電話、スマートフォン、もしくはノート型コンピュータ等の携帯情報端末
、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ、医療機器、又は、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電
気自動車（ＥＶ）、もしくはプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーン
エネルギー自動車など、半導体産業の発展と併せて急速にその需要が拡大し、繰り返し充
電可能なエネルギーの供給源として現代の情報化社会に不可欠なものとなっている。

【0005】

このように、様々な分野又は用途でリチウムイオン二次電池は用いられている。そのなか
で、リチウムイオン二次電池に求められる特性として、高エネルギー密度、高サイクル特
性、及び様々な動作環境での安全性などがある。

【0006】

また、リチウムイオン二次電池は、少なくとも、正極、負極、及び電解液を有している（
特許文献１）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0007】

【特許文献1】特開２０１２－９４１８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

リチウムイオン二次電池は、ウェアラブルデバイスや携帯情報端末等の電子機器に搭載さ
れる際、電子機器の加工に伴う加熱処理に耐えられる必要がある。特に、該電子機器の筐
体がリチウムイオン二次電池と一体形成される場合、該筐体の作製温度以上の耐熱性を有
する必要がある。

【0009】

本発明の一態様は、加熱処理による充放電特性の劣化が少ない蓄電装置を提供することを
課題の一とする。

【0010】

または、本発明の一態様は、加熱処理における安全性が高い蓄電装置を提供することを課
題の一とする。

【0011】

または、本発明の一態様は、可撓性の高い蓄電装置を提供することを課題の一とする。ま
たは、本発明の一態様は、新規な蓄電装置や電子機器等を提供することを課題の一とする
。

【0012】

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

【課題を解決するための手段】

【0013】

本発明の一態様は、正極と、負極と、セパレータと、電解液と、外装体と、を有し、正極
は、正極活物質層と、正極集電体とを含み、負極は、負極活物質層と、負極集電体とを含
み、セパレータは、正極および負極の間に位置し、セパレータは、ポリフェニレンサルフ
ァイドまたは溶剤紡糸再生セルロース繊維を含み、電解液は、溶質および二種以上の溶媒
を有し、溶質は、ＬｉＢＥＴＡ（リチウムビスペンタフルオロエタンスルホニルアミド）
を含み、溶媒は、プロピレンカーボネートを含む、蓄電装置である。

【0014】

また、溶媒が、プロピレンカーボネートおよびエチレンカーボネートを含む前述の蓄電装
置も、本発明の一態様である。

【0015】

また、負極活物質層が黒鉛を含む前述の蓄電装置も、本発明の一態様である。

【0016】

また、負極活物質層が球状化天然黒鉛を含み、球状化天然黒鉛は、第１の領域および第２
の領域を有し、第１の領域は第２の領域を覆い、第１の領域は第２の領域より結晶性が低
い前述の蓄電装置も、本発明の一態様である。

【0017】

また、正極活物質層がＬｉＣｏＯ_２を含む前述の蓄電装置も、本発明の一態様である。

【0018】

また、正極集電体がアルミニウムまたはステンレスを含む前述の蓄電装置も、本発明の一
態様である。

【0019】

また、前述の蓄電装置の作製方法であって、蓄電装置の通電前に第１の温度で１０分の加
熱工程を行い、第１の温度は、１１０℃以上１９０℃以下である、蓄電装置の作製方法も
、本発明の一態様である。

【0020】

本発明の一態様は、前述の蓄電装置と、バンドと、表示パネルと、筐体と、を有し、蓄電
装置は、正極リードおよび負極リードを有し、正極リードは、正極と電気的に接続され、
負極リードは、負極と電気的に接続され、蓄電装置は、バンドの内部に埋め込まれ、正極
リードの一部および負極リードの一部は、バンドから突出し、蓄電装置は、可撓性を有し
、蓄電装置は、表示パネルと電気的に接続され、表示パネルは、筐体に含まれ、バンドは
、筐体と接続され、バンドは、ゴム材料を含む、電子機器である。

【0021】

また、ゴム材料が、フッ素ゴムまたはシリコーンゴムである前述の電子機器も、本発明の
一態様である。

【発明の効果】

【0022】

本発明の一態様により、加熱処理による充放電特性の劣化が少ない蓄電装置を提供するこ
とができる。

【0023】

または、本発明の一態様により、加熱処理における安全性が高い蓄電装置を提供すること
ができる。

【0024】

または、本発明の一態様により、可撓性の高い蓄電装置を提供することができる。または
、本発明の一態様により、新規な蓄電装置や電子機器等を提供することができる。

【0025】

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は
、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面
、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

【図面の簡単な説明】

【0026】

【図1】蓄電装置の一例及び電極の一例を示す図。

【図2】蓄電装置の一例を示す図。

【図3】蓄電装置の一例を示す図。

【図4】蓄電装置の一例を示す図。

【図5】エンボス加工の一例を示す図。

【図6】蓄電装置の一例を示す図。

【図7】蓄電装置の一例を示す図。

【図8】蓄電装置の一例を示す図。

【図9】蓄電装置の作製方法の一例を示す図。

【図10】蓄電装置の作製方法の一例を示す図。

【図11】蓄電装置の作製方法の一例を示す図。

【図12】電子機器、バンドおよび蓄電装置の一例を示す図。

【図13】バンドおよび蓄電装置の一例を示す図。

【図14】蓄電装置の一例を示す図。

【図15】漏液検出方法の一例を示す図。

【図16】蓄電装置の一例を示す図。

【図17】蓄電装置の一例を示す図。

【図18】蓄電装置の一例を示す図。

【図19】蓄電装置の作製方法の一例を示す図。

【図20】蓄電装置の一例を示す図。

【図21】蓄電装置の一例を示す図。

【図22】蓄電装置の作製方法の一例を示す図。

【図23】蓄電装置の一例を示す図。

【図24】電子機器の一例を示す図。

【図25】電子機器の一例を示す図。

【図26】電子機器の一例を示す図。

【図27】電子機器の一例を示す図。

【図28】電子機器の一例を示す図。

【図29】実施例１に係る充放電カーブを示す図。

【図30】実施例１に係る充放電カーブを示す図。

【図31】実施例２に係る断面ＴＥＭ像。

【図32】実施例２に係るラマンスペクトルの測定結果。

【図33】実施例３に係る充放電カーブを示す図。

【発明を実施するための形態】

【0027】

実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定さ
れず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し
得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の
記載内容に限定して解釈されるものではない。

【0028】

なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な機能を有する部分には同
一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の
機能を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。

【0029】

また、図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解の簡単のため、実
際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必
ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。

【0030】

なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、又は、状況に応じ
て、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」
という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語
を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。

【0031】

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の蓄電装置について図１乃至図１１を用いて説明する
。

【0032】

本発明の一態様の蓄電装置は、正極、負極、セパレータ、電解液、及び外装体を有する。

【0033】

なお、本明細書等において、電解液は、液体に限られず、ゲルや固体であってもよい。

【0034】

蓄電装置の耐熱性を高くするためには、まず電解液に含まれる溶質の高温での安定性が高
いことが求められる。例えば溶質であるリチウム塩として普及している六フッ化リン酸リ
チウム（ＬｉＰＦ_６）は、高温でＬｉＦとＰＦ_５に分解するが、ＰＦ_５が溶媒の分解を引
き起こすと言われており、溶質としての高温における安定性は低いと考えられる。

【0035】

そこで、本発明の一態様の蓄電装置では、電解液に含まれる溶質としてリチウムビスペン
タフルオロエタンスルホニルアミド（Ｌｉ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２Ｎ、略称：ＬｉＢＥＴＡ
）を用いることが好ましい。ＬｉＢＥＴＡは分解温度が３５０℃であり、耐熱性が高い。
また正極集電体にアルミニウムなどを用いた場合に、蓄電装置の充放電において集電体表
面に不動態被膜を形成しやすく、正極集電体の溶出を抑制できるため好ましい。

【0036】

また、蓄電装置の耐熱性を高くするために、電解液に含まれる溶媒を沸点が高く、蒸気圧
が低いものとすることが好ましい。たとえば沸点が２４２℃の非水溶媒としてプロピレン
カーボネート（ＰＣ）が挙げられる。

【0037】

しかし、負極活物質を黒鉛とした場合に、ＰＣは黒鉛表面に不動態被膜を形成せず、リチ
ウムイオンと共に黒鉛層間に挿入されることで、黒鉛層の一部が黒鉛粒子から剥離してし
まう場合がある。

【0038】

よって、本発明の一態様の蓄電装置では、電解液は二種以上の溶媒を含み、溶媒は少なく
ともＰＣを含む。ＰＣ以外に電解液に含まれる溶媒は、負極表面に不動態被膜を形成する
機能を有することが好ましい。ＰＣ以外に電解液に含まれる溶媒として、例えばエチレン
カーボネート（ＥＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）などが挙げられる。

【0039】

ＥＣの沸点は２４８℃であり、耐熱性が高くかつ蒸気圧が低い。また、選択する黒鉛材料
によっては、ＰＣおよびＥＣを混合した溶媒は黒鉛層の剥離が抑制できる。例えばＰＣお
よびＥＣを、体積比で１：１の割合で混合したものを溶媒として用いることができる。ま
た、負極に黒鉛を用いる場合、ＰＣの層間挿入が低減される黒鉛材料を選ぶことが好まし
い。本発明の一態様の蓄電装置は、負極活物質として球状化天然黒鉛を用いる。球状化天
然黒鉛は、表面側に結晶性が低い領域を有し、それによりＰＣの層間挿入を低減できる可
能性がある。

【0040】

１ｍｏｌ／ｌのＬｉＢＥＴＡを溶解させた、ＰＣおよびＥＣを体積比１：１で混合した電
解液を内部に密封されたアルミラミネートセルは、１７０℃１５分の加熱処理によって膨
張が起こらないことが確認されている。よって、ＰＣおよびＥＣを、体積比で１：１の割
合で混合した溶媒は高温における安定性が高く、かつ蒸気圧が低い。

【0041】

また、セパレータとして一般的に使用されるポリエチレン、ポリプロピレン等は熱に弱い
。高温下ではセパレータの微細孔が閉塞し、蓄電装置が動作しなくなる場合がある。

【0042】

そこで、本発明の一態様の蓄電装置では、ポリフェニレンサルファイドを含むセパレータ
または溶剤紡糸再生セルロース繊維を含むセパレータを用いる。

【0043】

ポリフェニレンサルファイドを含むセパレータ、および溶剤紡糸再生セルロース繊維を含
むセパレータは、耐熱性や耐薬品性に優れる。

【0044】

また、ポリフェニレンサルファイドを含むセパレータおよび溶剤紡糸再生セルロース繊維
を含むセパレータは、高温下における電解液との反応性が低い。そのため、出力特性や充
放電サイクル特性の低下を抑制することができる。

【0045】

＜蓄電装置の構成例＞
次に、本発明の一態様の蓄電装置の具体的な構成について説明する。

【0046】

図１（Ａ）に、本発明の一態様の蓄電装置である、蓄電装置５００を示す。図１（Ａ）で
は、蓄電装置５００の一例として、薄型の蓄電装置の形態を示すが、本発明の一態様の蓄
電装置はこれに限られない。

【0047】

図１（Ａ）に示すように、蓄電装置５００は、正極５０３、負極５０６、セパレータ５０
７、及び外装体５０９を有する。蓄電装置５００は、正極リード５１０及び負極リード５
１１を有してもよい。また接合部５１８は、外装体５０９の外周を熱圧着によって接合し
た部位である。

【0048】

図２（Ａ）、（Ｂ）に、図１（Ａ）における一点鎖線Ａ１－Ａ２間の断面図の一例をそれ
ぞれ示す。図２（Ａ）、（Ｂ）には、正極５０３と負極５０６を１組用いて作製した蓄電
装置５００の断面構造をそれぞれ示す。

【0049】

図２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、蓄電装置５００は、正極５０３、負極５０６、セパレ
ータ５０７、電解液５０８、及び外装体５０９を有する。セパレータ５０７は、正極５０
３と負極５０６の間に位置する。外装体５０９内は、電解液５０８で満たされている。

【0050】

正極５０３は、正極活物質層５０２と、正極集電体５０１とを含む。負極５０６は、負極
活物質層５０５と、負極集電体５０４とを含む。活物質層は、集電体の片面又は両面に形
成すればよい。セパレータ５０７は、正極集電体５０１と負極集電体５０４の間に位置す
る。

【0051】

蓄電装置は、正極及び負極をそれぞれ１つ以上有していればよい。例えば、蓄電装置は、
複数の正極及び複数の負極からなる積層構造とすることもできる。

【0052】

図３（Ａ）に、図１（Ａ）における一点鎖線Ａ１－Ａ２間の断面図の別の例を示す。また
、図３（Ｂ）に図１（Ａ）における一点鎖線Ｂ１－Ｂ２間の断面図を示す。

【0053】

図３（Ａ）、（Ｂ）には、正極５０３と負極５０６を複数組用いて作製した蓄電装置５０
０の断面構造を示す。蓄電装置５００が有する電極層数に限定はない。電極層数が多い場
合には、より多くの容量を有する蓄電装置とすることができる。また、電極層数が少ない
場合には、薄型化でき、可撓性に優れた蓄電装置とすることができる。

【0054】

図３（Ａ）、（Ｂ）では、正極集電体５０１の片面に正極活物質層５０２を有する正極５
０３を２つと、正極集電体５０１の両面に正極活物質層５０２を有する正極５０３を２つ
と、負極集電体５０４の両面に負極活物質層５０５を有する負極５０６を３つ用いる例を
示す。つまり、蓄電装置５００は、６層の正極活物質層５０２と、６層の負極活物質層５
０５を有する。なお、図３（Ａ）、（Ｂ）では、セパレータ５０７が袋状の例を示すが、
これに限定されず、セパレータ５０７は短冊状であっても、蛇腹状であってもよい。

【0055】

また、図３において、正極集電体５０１の両面に正極活物質層５０２を有する一の正極を
、正極集電体５０１の片面に正極活物質層５０２を有する２つの正極に置き換えることが
好ましい。同様に、負極集電体５０４の両面に負極活物質層５０５を有する一の負極を、
負極集電体５０４の片面に負極活物質層５０５を有する２つの負極に置き換えることが好
ましい。図４に示す蓄電装置５００は、正極集電体５０１の正極活物質層５０２が付着し
ていない面同士、ならびに負極集電体５０４の負極活物質層５０５が付着していない面同
士が向かい合わせとなって接している。このような構成とすることで、蓄電装置５００を
湾曲させた場合に、２つの正極集電体５０１の界面および２つの負極集電体５０４の界面
が滑り面となり、蓄電装置５００内部に生じる応力を緩和できる。

【0056】

次に、図１（Ｂ）に、正極５０３の外観図を示す。正極５０３は、正極集電体５０１及び
正極活物質層５０２を有する。

【0057】

また、図１（Ｃ）に、負極５０６の外観図を示す。負極５０６は、負極集電体５０４及び
負極活物質層５０５を有する。

【0058】

ここで、正極５０３及び負極５０６は、積層される複数の正極同士又は複数の負極同士を
電気的に接続するために、タブ領域を有することが好ましい。また、タブ領域にはリード
を電気的に接続することが好ましい。

【0059】

図１（Ｂ）に示すように、正極５０３は、タブ領域２８１を有することが好ましい。タブ
領域２８１の一部は、正極リード５１０と溶接されることが好ましい。タブ領域２８１は
正極集電体５０１が露出する領域を有することが好ましく、正極集電体５０１が露出する
領域に正極リード５１０を溶接することにより、接触抵抗をより低くすることができる。
また、図１（Ｂ）ではタブ領域２８１の全域において正極集電体５０１が露出している例
を示すが、タブ領域２８１は、その一部に正極活物質層５０２を有してもよい。

【0060】

図１（Ｃ）に示すように、負極５０６は、タブ領域２８２を有することが好ましい。タブ
領域２８２の一部は、負極リード５１１と溶接されることが好ましい。タブ領域２８２は
負極集電体５０４が露出する領域を有することが好ましく、負極集電体５０４が露出する
領域に負極リード５１１を溶接することにより、接触抵抗をより低くすることができる。
また、図１（Ｃ）ではタブ領域２８２の全域において負極集電体５０４が露出している例
を示すが、タブ領域２８２は、その一部に負極活物質層５０５を有してもよい。

【0061】

なお、図１（Ａ）では、正極５０３と負極５０６の端部が概略揃っている例を示すが、正
極５０３は、負極５０６の端部よりも外側に位置する部分を有していてもよい。

【0062】

蓄電装置５００において、負極５０６の正極５０３と重ならない領域の面積は小さいほど
好ましい。

【0063】

図２（Ａ）では、負極５０６の端部が、正極５０３の内側に位置する例を示す。このよう
な構成とすることにより、負極５０６を全て正極５０３と重ねる、又は負極５０６の正極
５０３と重ならない領域の面積を小さくすることができる。

【0064】

または、蓄電装置５００において、正極５０３と負極５０６の面積は概略同じであること
が好ましい。例えば、セパレータ５０７を挟んで向かい合う正極５０３と負極５０６の面
積は、概略同じであることが好ましい。例えば、セパレータ５０７を挟んで向かい合う正
極活物質層５０２の面積と負極活物質層５０５の面積は概略同じであることが好ましい。

【0065】

例えば、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、正極５０３のセパレータ５０７側の面の面積
と負極５０６のセパレータ５０７側の面の面積は概略同じであることが好ましい。正極５
０３の負極５０６側の面の面積と負極５０６の正極５０３側の面の面積を概略同じとする
ことにより、負極５０６の正極５０３と重ならない領域を小さくする（あるいは理想的に
はなくす）ことができ、蓄電装置５００の不可逆容量を減少させることができるため好ま
しい。または、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、正極活物質層５０２のセパレータ５０
７側の面の面積と負極活物質層５０５のセパレータ５０７側の面の面積は概略同じである
ことが好ましい。

【0066】

また、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、正極５０３の端部と負極５０６の端部は概略揃
うことが好ましい。また、正極活物質層５０２と負極活物質層５０５の端部は概略揃うこ
とが好ましい。

【0067】

また、図２（Ｂ）では、正極５０３の端部が、負極５０６の内側に位置する例を示す。こ
のような構成とすることにより、正極５０３を全て負極５０６と重ねる、又は正極５０３
の負極５０６と重ならない領域の面積を小さくすることができる。負極５０６の端部が正
極５０３の端部よりも内側に位置すると、負極５０６の端部に電流が集中してしまう場合
がある。例えば、負極５０６の一部に電流が集中することで、負極５０６上にリチウムが
析出してしまうことがある。正極５０３の負極５０６と重ならない領域の面積を小さくす
ることで、負極５０６の一部に電流が集中することを抑制できる。これにより、例えば、
負極５０６上へのリチウムの析出が抑制でき、好ましい。

【0068】

図１（Ａ）に示すように、正極リード５１０は、正極５０３に電気的に接続することが好
ましい。同様に、負極リード５１１は、負極５０６に電気的に接続することが好ましい。
正極リード５１０及び負極リード５１１は外装体５０９の外側に露出し、外部との電気的
接触を得る端子として機能する。

【0069】

または、正極集電体５０１及び負極集電体５０４は、外部との電気的接触を得る端子の役
割を兼ねることもできる。その場合は、リードを用いずに、正極集電体５０１及び負極集
電体５０４の一部を外装体５０９から外側に露出するように配置してもよい。

【0070】

なお、外装体５０９の表面の一部が凹凸を有することが好ましい。外装体５０９が凹凸を
有することで、蓄電装置５００を湾曲させた場合に外装体５０９にかかる応力を緩和する
ことができる。よって、蓄電装置５００の可撓性を高めることができる。上記のような凹
凸は、蓄電装置５００を組み立てる前の外装体５０９に対してエンボス加工を行うことで
形成できる。

【0071】

ここで、プレス加工の一種であるエンボス加工の説明をする。

【0072】

図５は、エンボス加工の一例を示す断面図である。なお、エンボス加工とは、表面に凹凸
のあるエンボスロールをフィルムに圧接させ、エンボスロールの凹凸に対応する凹凸をフ
ィルムに形成する処理のことを指している。エンボスロールは、表面に模様を彫刻したロ
ールである。

【0073】

図５（Ａ）は、外装体５０９に用いるフィルム５０の片方の面にエンボス加工を行う例で
ある。

【0074】

図５（Ａ）において、フィルムの一方の面に接するエンボスロール５３と、もう一方の面
に接するロール５４との間にフィルム５０が挟まれ、フィルム５０がフィルムの進行方向
６０に送り出されている途中を示している。圧力や熱によってフィルム表面に模様を形成
している。

【0075】

図５（Ａ）は、片面エンボス加工とも呼ばれ、エンボスロール５３とロール５４（金属ロ
ールまたは弾性ロール（ゴムロールなど））の組み合わせである。

【0076】

また、図５（Ｂ）はエンボスロール５３とロール５４との間に、一度片面にエンボス加工
を行ったフィルム５１が挟まれ、進行方向６０の方向に送り出されている途中を示してい
る。エンボスロール５３は、フィルム５１のまだエンボス加工がされていない面に接して
回転するため、フィルム５１は両面にエンボス加工が行われる。この例のように、１枚の
フィルムについて複数回エンボス加工を行うことも可能である。

【0077】

また、図５（Ｃ）は両面にエンボス加工をしたフィルム５２の断面の拡大図を示している
。Ｈ_１はフィルムの凹部または凸部におけるフィルムの膜厚を示している。また、Ｈ_２は
凹部とその凹部と隣り合う凸部の境界部分の膜厚、または、凸部とその凸部と隣り合う凹
部の境界部分のフィルムの膜厚を示している。フィルムの膜厚は均一でなく、Ｈ_２はＨ_１
よりも小さい。

【0078】

また、図５（Ｄ）はフィルムの両面にエンボス加工を行う別の例である。

【0079】

図５（Ｄ）において、フィルムの一方の面に接するエンボスロール５３と、もう一方の面
に接するエンボスロール５５との間にフィルム５０が挟まれ、フィルム５０がフィルムの
進行方向６０に送り出されている途中を示している。

【0080】

図５（Ｄ）は、雄柄のエンボスロールであるエンボスロール５３と雌柄のエンボスロール
５５の組み合わせである。また、フィルム５０の表面の一部を浮き上がらせるエンボスと
、表面をへこませたデボスが連続している凸凹により、フィルム５０の表面に模様を形成
している。

【0081】

図５（Ｅ）は図５（Ｄ）の一方のエンボスロール５５に形成された突起のピッチを変えた
エンボスロール５６を使用している。ここで、突起のピッチあるいはエンボスのピッチと
は、隣り合う突起の頂点間の距離のことをいう。たとえば、図５（Ｅ）における距離Ｐを
突起のピッチあるいはエンボスのピッチという。図５（Ｅ）はエンボスロール５３とエン
ボスロール５６の間にフィルム５０を挟み、進行方向６０へ送り出される途中を示してい
る。突起のピッチを変えることで、フィルムの両面にエンボスピッチの異なる加工を行う
ことができる。

【0082】

図５（Ｆ）において、フィルムの一方の面に接するエンボスロール５７と、もう一方の面
に接するエンボスロール５８との間にフィルム５０が挟まれ、フィルム５０がフィルムの
進行方向６０に送り出されている途中を示している。

【0083】

図５（Ｆ）は、Ｔｉｐ ｔｏ Ｔｉｐの両面エンボス加工とも呼ばれ、エンボスロール５
７と、そのエンボスロール５７と同じ柄のエンボスロール５８の組み合わせである。同一
のエンボスロールの凸部と凹部の位相を合わせたものであり、フィルム５０の表裏に差の
ほとんど無い模様を形成することができる。また、図５（Ｆ）とは異なり、同一のエンボ
スロールの凸部と凹部の位相は合わせずにエンボス加工をすることも可能である。

【0084】

また、エンボスロールを用いることに限定されず、エンボスプレートを用いてもよい。ま
た、エンボス加工に限定されず、フィルムの一部に浮き彫り（レリーフ）を形成すればよ
い。

【0085】

上記のエンボス加工を行って凹凸を形成した外装体５２９を用いた蓄電装置５００の一例
を図６（Ａ）に示す。また、図６（Ｂ）に図６（Ａ）における一点鎖線Ｈ１－Ｈ２間の断
面図を示す。図６（Ｂ）の外装体５２９を除いた構成は、図３（Ｂ）と同様である。

【0086】

外装体５２９が有する凹凸は、正極５０３、負極５０６と重なる領域を含むように形成さ
れている。図６（Ａ）では接合部５１８に凹凸が形成されていないが、接合部５１８に凹
凸が形成されていてもよい。

【0087】

また外装体５２９が有する凹凸は、蓄電装置５００の長軸方向（図６（Ａ）に示すＹ方向
）に周期的に形成されている。言い換えると、一の凹および一の凸は、蓄電装置５００の
短軸方向（図６（Ａ）に示すＸ方向）に延在するように形成されている。このような凹凸
を有することで、蓄電装置５００を長軸方向に湾曲させる場合にかかる応力を緩和できる
。

【0088】

なお、外装体５２９が有する凹凸が、二方向の斜めの線が交差した幾何学模様が視認でき
るように形成されていてもよい（図７参照）。このような凹凸を有することで、蓄電装置
５００の少なくとも二方向の湾曲において発生する応力を緩和できる。

【0089】

また、図１（Ａ）では、正極リード５１０と負極リード５１１は、蓄電装置５００の同じ
辺に配置されているが、図８に示すように、正極リード５１０と負極リード５１１を蓄電
装置５００の異なる辺に配置してもよい。このように、本発明の一態様の蓄電装置は、リ
ードを自由に配置することができるため、設計自由度が高い。よって、本発明の一態様の
蓄電装置を用いた製品の設計自由度を高めることができる。また、本発明の一態様の蓄電
装置を用いた製品の生産性を高めることができる。

【0090】

＜蓄電装置の作製方法例＞
次に、本発明の一態様の蓄電装置である蓄電装置５００の作製方法の一例を、図９乃至図
１１を用いて説明する。

【0091】

まず、正極５０３、負極５０６、及びセパレータ５０７を積層する。具体的には、正極５
０３の上にセパレータ５０７を配置する。その後、セパレータ５０７の上に負極５０６を
配置する。正極と負極を２組以上用いる場合は、さらに負極５０６の上にセパレータ５０
７を配置した後、正極５０３を配置する。このようにセパレータ５０７を正極５０３と負
極５０６の間に挟みながら正極５０３と負極５０６を交互に積層する。

【0092】

あるいは、セパレータ５０７を袋状にしてもよい。セパレータ５０７で電極を包むことで
、該電極が製造工程中に損傷しにくくなり、好ましい。

【0093】

まず、セパレータ５０７上に正極５０３を配置する。次いで、セパレータ５０７を図９（
Ａ）の破線で示した部分で折り、セパレータ５０７で正極５０３を挟む。なお、ここでは
正極５０３をセパレータ５０７で挟む例について説明したが、負極５０６をセパレータ５
０７で挟んでもよい。

【0094】

ここで、正極５０３の外側のセパレータ５０７の外周部分を接合して、セパレータ５０７
を袋状（又はエンベロープ状）とすることが好ましい。セパレータ５０７の外周部分の接
合は、接着剤などを用いて行ってもよいし、超音波溶接や、加熱による融着により行って
もよい。

【0095】

次に、セパレータ５０７の外周部分を加熱により接合する。図９（Ａ）に接合部５１４を
示す。このようにして、正極５０３をセパレータ５０７で覆うことができる。

【0096】

なお、セパレータ５０７としてセルロースや紙等の材料を用いる場合、セパレータ５０７
の外周部を接着剤などを用いて接合するが、接着剤の量は少ないことが好ましい。セパレ
ータ５０７に挟み込む電極（図９（Ａ）においては正極５０３）がセパレータ５０７から
はみ出ないように外周部の接合を行えばよいため、例えば図９（Ｂ）に示すように接合部
５１４を形成することで、接着剤の量を減らすことができる。図９（Ｂ）では、セパレー
タ５０７の外周部のうち、折り目が形成された辺と交わる２辺の折り目近傍部と、折り目
が形成された辺と向かい合う辺の一部に接合部５１４が形成されている。

【0097】

次に、図９（Ｃ）に示すように、負極５０６と、セパレータに覆われた正極５０３と、を
交互に重ねる。また、封止層１１５を有する正極リード５１０及び負極リード５１１を準
備する。

【0098】

次に、図１０（Ａ）に示すように、正極５０３のタブ領域２８１に、封止層１１５を有す
る正極リード５１０を接続する。図１０（Ｂ）に接続部の拡大図を示す。接合部５１２に
圧力を加えながら超音波を照射して、正極５０３のタブ領域２８１及び正極リード５１０
を電気的に接続する（超音波溶接）。このとき、タブ領域２８１に湾曲部５１３を設ける
とよい。

【0099】

湾曲部５１３を設けることによって、蓄電装置５００の作製後に外から力が加えられて生
じる応力を緩和することができる。よって、蓄電装置５００の信頼性を高めることができ
る。

【0100】

同様の方法を用いて、負極５０６のタブ領域２８２と、負極リード５１１と、を電気的に
接続することができる。

【0101】

次に、外装体５０９上に、正極５０３、負極５０６、及びセパレータ５０７を配置する。

【0102】

次に、外装体５０９を、図１０（Ｃ）の外装体５０９の中央付近に破線で示した部分で折
り曲げる。

【0103】

図１１に、外装体５０９の外周を熱圧着により接合した部位を、接合部１１８として示す
。電解液５０８を入れるための導入口１１９以外の外装体５０９の外周部を、熱圧着によ
り接合する。熱圧着の際、リードに設けられた封止層も溶けてリードと外装体５０９との
間を固定することができる。また、外装体５０９とリードとの間の密着性を向上すること
ができる。

【0104】

そして、減圧雰囲気下、或いは不活性ガス雰囲気下で所望の量の電解液５０８を導入口１
１９から外装体５０９の内側に入れる。そして、最後に、導入口１１９を熱圧着により接
合する。このようにして、薄型の蓄電装置である蓄電装置５００を作製することができる
。

【0105】

蓄電装置５００を作製した後には、エージングを行ってもよい。エージング条件の一例に
ついて以下に説明する。まず初めに０．００１Ｃ以上０．２Ｃ以下のレートで充電を行う
。温度は例えば室温以上５０℃以下とすればよい。このときに、電解液の分解が生じ、ガ
スが発生した場合には、そのガスが電極間にたまると、電解液が電極表面と接することが
できない領域が発生してしまう。つまり、電極の実効的な反応面積が減少し、実効的な抵
抗が高くなることに相当する。

【0106】

過度に抵抗が高くなると、負極電位が下がることによって、黒鉛へのリチウムの挿入が起
こると同時に、黒鉛表面にリチウムが析出してしまう。このリチウムの析出は容量の低下
を招く場合がある。例えば、リチウムが析出した後、表面に被膜等が成長してしまうと、
表面に析出したリチウムが再溶出できなくなり、容量に寄与しないリチウムが生じてしま
う。また、析出したリチウムが物理的に崩落し、電極との導通を失った場合にも、やはり
容量に寄与しないリチウムが生じてしまう。よって、負極電位が充電電圧上昇によりリチ
ウム電位まで到達しないように、ガスを抜くことが好ましい。

【0107】

ガス抜きを行う場合には、例えば薄型の蓄電装置の外装体の一部を切断し、開封すればよ
い。ガスにより外装体が膨張している場合には、再度、外装体の形を整えることが好まし
い。また、再封止の前に必要に応じて電解液を足してもよい。ガス抜きを実施できない場
合は、セル内部にガス退避用の空間を設け、電極間に溜まったガスを電極間から退避させ
てもよい。前記で説明したエンボス加工したラミネート外装を用いることで生まれる空間
をガス退避用の空間として利用することも可能である。

【0108】

また、ガス抜きを行った後に、室温よりも高い温度、好ましくは３０℃以上６０℃以下、
より好ましくは３５℃以上５０℃以下において、例えば１時間以上１００時間以下の間、
充電状態で保持してもよい。初めに行う充電の際に、表面で分解した電解液は被膜を形成
する。よって、例えばガス抜き後に室温よりも高い温度で保持することにより、形成され
た被膜が緻密化する場合も考えられる。

【0109】

＜蓄電装置の各構成要素＞
以下では、本発明の一態様の蓄電装置の構成要素について、詳述する。なお、本実施の形
態にて示す各部材の材料から、可撓性を有する材料を選択して用いると、可撓性を有する
蓄電装置を作製することができる。

【0110】

≪セパレータ≫
本発明の一態様の蓄電装置では、ポリフェニレンサルファイドまたは溶剤紡糸再生セルロ
ース繊維を含むセパレータを用いる。セパレータは、単層構造であっても積層構造であっ
てもよい。例えば、溶剤紡糸再生セルロース繊維を含むセパレータと、他のセパレータと
、の積層構造であってもよい。

【0111】

セパレータに用いることができる材料として、ポリフェニレンサルファイドや溶剤紡糸再
生セルロース繊維の他に、ポリプロピレンサルファイド、フッ素系ポリマー、セルロース
、紙、不織布、ガラス繊維、セラミックス、あるいは、ナイロン（ポリアミド）、ビニロ
ン（ポリビニルアルコール系繊維）、ポリエステル、アクリル、ポリオレフィン、ポリウ
レタンといった合成繊維等から選ばれる一種以上を用いることができる。

【0112】

≪電解液≫
電解液は、電解質および溶媒を含む。なお、本明細書等においては、電解質を溶質と記す
場合がある。

【0113】

電解液の溶媒としては、キャリアイオンが移動可能な材料を用いる。特に耐熱性が高く、
かつ黒鉛負極との反応性が低い溶媒が好ましい。本発明の一態様の蓄電装置では、ＰＣお
よびＥＣを混合したものを溶媒として用いる。

【0114】

また、溶媒としては非プロトン性有機溶媒が好ましく、ＥＣ、ＰＣのほかに、ブチレンカ
ーボネート、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、ジメチルスルホキシド、メチル
ジグライム、ベンゾニトリル、スルホランの１種、又はこれらのうちの２種以上を任意の
組み合わせ及び比率で用いることができる。

【0115】

また、電解液の溶媒としてゲル化される高分子材料を用いることで、漏液性等に対する安
全性が高まる。また、蓄電装置の薄型化及び軽量化が可能である。ゲル化される高分子材
料の代表例としては、シリコーンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリエチ
レンオキサイド系ゲル、ポリプロピレンオキサイド系ゲル、フッ素系ポリマーのゲル等が
ある。

【0116】

また、電解液の溶媒として、難燃性及び難蒸発性であるイオン液体（常温溶融塩ともいう
）を一つまたは複数用いることで、蓄電装置の内部短絡や、過充電等によって内部温度が
上昇しても、蓄電装置の破裂や発火などを防ぐことができる。これにより、蓄電装置の安
全性を高めることができる。

【0117】

溶質としては、キャリアイオンを移動することが可能であり、且つキャリアイオンを有す
る材料を用いることができる。キャリアイオンがリチウムイオンである場合、溶質はリチ
ウム塩である。用いるリチウム塩としては、耐熱性の高いＬｉＢＥＴＡ、リチウムビスト
リフルオロメタンスルホニルアミド（Ｌｉ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ、略称：ＬｉＴＦＳＡ）
、リチウムビスフルオロスルホニルアミド（Ｌｉ（ＦＳＯ_２）_２Ｎ、略称：ＬｉＦＳＡ）
、ＬｉＢＦ_４、リチウムビスオキサラトボレート（ＬｉＢ（Ｃ_２Ｏ_４）_２、略称：ＬｉＢ
ＯＢ）などが好ましい。

【0118】

ところで、蓄電装置中の電池反応において、電解液が正極の集電体と反応し該集電体に含
まれる金属が溶出すると、蓄電装置の容量の低下を生じ蓄電装置が劣化する。すなわち蓄
電装置のサイクル特性試験を行うと充放電を重ねる毎に容量の低下が著しく、短寿命の蓄
電装置となる。また、リードとの接続部の集電体の溶出が進行すると、断線に至る場合も
ある。そこで、本発明の一態様においては、電解液が有する溶質材料は、該集電体との反
応が抑制され、かつ該集電体中の金属の溶出が抑制された材料を用いる。

【0119】

正極の集電体材料中の金属としては、例えばアルミニウムまたはステンレスが挙げられる
。本発明の一態様において、電解液に用いる溶質の材料は、これらの金属の正極集電体か
らの溶出が抑制される溶質を用いる。具体的には、本発明の一態様に用いることができる
溶質には、リチウム塩として、ＬｉＢＥＴＡが挙げられる。

【0120】

本発明の一態様に係る蓄電装置は、正極集電体中の金属の電解液への溶出が抑制されるた
め、正極集電体の劣化が抑制され、また、負極表面での金属の析出も抑制されるため、容
量の劣化が小さくサイクル寿命の良好な蓄電装置とすることができる。

【0121】

また、上記の電解質以外には、例えばＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＡ
ｌＣｌ_４、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、Ｌｉ_２ＳＯ_４、Ｌｉ_２Ｂ_１０Ｃｌ_１０、Ｌｉ
_２Ｂ_１２Ｃｌ_１２、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３
、ＬｉＣ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_３、ＬｉＮ（Ｃ_４Ｆ_９ＳＯ_２）（ＣＦ_３ＳＯ_２）、ＬｉＮ（
Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２等のリチウム塩を１種以上、任意の組み合わせ及び比率で用いること
ができる。

【0122】

なお、上記の電解質では、キャリアイオンがリチウムイオンである場合について説明した
が、リチウムイオン以外のキャリアイオンも用いることができる。リチウムイオン以外の
キャリアイオンとしては、アルカリ金属イオンや、アルカリ土類金属イオンの場合、電解
質として、上記リチウム塩において、リチウムの代わりに、アルカリ金属（例えば、ナト
リウムやカリウム等）、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリ
ウム、ベリリウム、またはマグネシウム等）を用いてもよい。

【0123】

また、電解液にＶＣ、プロパンスルトン（ＰＳ）、ｔｅｒｔ－ブチルベンゼン（ＴＢＢ）
、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、ＬｉＢＯＢなどの添加剤を添加してもよい
。添加剤の濃度は、例えば溶媒全体に対して０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下とすればよい
。

【0124】

上述の溶媒と上述の電解質を用いると、本発明の一態様に係る蓄電装置の電解液を作製す
ることができる。

【0125】

≪集電体≫
集電体は、蓄電装置内で顕著な化学変化を引き起こさずに高い導電性を示す限り、特別な
制限はない。正極集電体及び負極集電体には、例えば、ステンレス、金、白金、亜鉛、鉄
、ニッケル、銅、アルミニウム、チタン、タンタル、マンガン等の金属、これらの合金、
又は焼結した炭素などをそれぞれ用いることができる。または、銅もしくはステンレス鋼
を炭素、ニッケルもしくはチタン等で被覆して用いてもよい。または、シリコン、チタン
、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐熱性を向上させる元素が添加されたアル
ミニウム合金を用いることができる。または、シリコンと反応してシリサイドを形成する
金属元素で集電体を形成してもよい。シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素
としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム
、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル等がある。

【0126】

正極集電体の表面や、負極集電体の表面では、電解液との不可逆な反応が生じる場合があ
る。よって、正極集電体や負極集電体は、電解液との反応性が低いことが好ましい。

【0127】

また、正極集電体及び負極集電体には、それぞれ、箔状、板状（シート状）、網状、円柱
状、コイル状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状、多孔質状、及び不織布を包
括する様々な形態の形状を適宜用いることができる。さらに、活物質層との密着性を上げ
るために、正極集電体及び負極集電体は、それぞれ、表面に細かい凹凸を有していてもよ
い。また、正極集電体及び負極集電体は、それぞれ、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下のも
のを用いるとよい。

【0128】

また、集電体の表面の一部にアンダーコート層を設けてもよい。ここでアンダーコート層
とは、集電体と活物質層との接触抵抗の低減や、集電体と活物質層との密着性向上のため
の被覆層をいう。なお、アンダーコート層は、集電体の一面全体に形成されていなくても
よく、島状に（部分的に）形成されていてもよい。また、アンダーコート層が活物質とし
て容量を発現しても構わない。アンダーコート層としては、例えば炭素材料を用いること
ができる。炭素材料としては、例えば、黒鉛や、アセチレンブラック等のカーボンブラッ
ク、カーボンナノチューブなどを用いることができる。また、アンダーコート層として、
金属層、炭素及び高分子を含む層、並びに金属及び高分子を含む層を用いることもできる
。

【0129】

≪活物質層≫
活物質層は、活物質を含む。活物質とは、キャリアであるイオンの挿入・脱離に関わる物
質のみを指し、本明細書等では、活物質が含まれている層を活物質層と呼ぶ。活物質層に
は活物質に加えて導電助剤および結着剤（バインダー）が含まれていても良い。

【0130】

正極活物質層は、１種類以上の正極活物質を有する。負極活物質層は、１種類以上の負極
活物質を有する。

【0131】

正極活物質及び負極活物質は、蓄電装置の電池反応の中心的役割を担いキャリアイオンの
放出及び吸収を行う物質である。蓄電装置の寿命を高めるためには、活物質が、電池反応
の不可逆反応に係る容量が小さい材料であることが好ましく、充放電効率の高い材料であ
ることが好ましい。

【0132】

正極活物質には、リチウムイオン等のキャリアイオンの挿入及び脱離が可能な材料を用い
ることができる。正極活物質としては、例えば、オリビン型の結晶構造、層状岩塩型の結
晶構造、スピネル型の結晶構造、ＮＡＳＩＣＯＮ型の結晶構造を有する材料等が挙げられ
る。

【0133】

例えば、正極活物質として、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、Ｖ_２Ｏ_５、
Ｃｒ_２Ｏ_５、ＭｎＯ_２、ＬｉＦｅＯ_２等の化合物を材料として用いることができる。

【0134】

オリビン型の結晶構造を有する材料としては、リチウム含有複合リン酸塩（一般式ＬｉＭ
ＰＯ_４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上））
が挙げられる。一般式ＬｉＭＰＯ_４の代表例としては、ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４
、ＬｉＣｏＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＮｉ_ｂＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＣｏ_ｂＰＯ_４
、ＬｉＦｅ_ａＭｎ_ｂＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ａＣｏ_ｂＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ａＭｎ_ｂＰＯ_４（ａ＋ｂ
は１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦｅ_ｃＮｉ_ｄＣｏ_ｅＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ｃＮｉ
_ｄＭｎ_ｅＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ｃＣｏ_ｄＭｎ_ｅＰＯ_４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０
＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅ_ｆＮｉ_ｇＣｏ_ｈＭｎ_ｉＰＯ_４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以
下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、０＜ｉ＜１）等の化合物が挙げられる。

【0135】

例えば、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）は、安全性、安定性、高容量密度、高電位
、初期酸化（充電）時に引き抜けるリチウムイオンの存在等、正極活物質に求められる事
項をバランスよく満たしているため、好ましい。

【0136】

層状岩塩型の結晶構造を有する材料としては、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ
_２）、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎＯ_２、Ｌｉ_２ＭｎＯ_３、ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．２Ｏ_２等
のＮｉＣｏ系（一般式は、ＬｉＮｉ_ｘＣｏ_１－ｘＯ_２（０＜ｘ＜１））、ＬｉＮｉ_０．５
Ｍｎ_０．５Ｏ_２等のＮｉＭｎ系（一般式は、ＬｉＮｉ_ｘＭｎ_１－ｘＯ_２（０＜ｘ＜１））
、ＬｉＮｉ_１／３Ｍｎ_１／３Ｃｏ_１／３Ｏ_２等のＮｉＭｎＣｏ系（ＮＭＣともいう。一般
式は、ＬｉＮｉ_ｘＭｎ_ｙＣｏ_{１－ｘ－ｙ}Ｏ_２（ｘ＞０、ｙ＞０、ｘ＋ｙ＜１））が挙げら
れる。さらに、Ｌｉ（Ｎｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５）Ｏ_２、Ｌｉ_２ＭｎＯ_３－Ｌ
ｉＭＯ_２（ＭはＣｏ、Ｎｉ又はＭｎ）等も挙げられる。

【0137】

特に、ＬｉＣｏＯ_２は、容量が大きいこと、ＬｉＮｉＯ_２に比べて大気中で安定であるこ
と、ＬｉＮｉＯ_２に比べて熱的に安定であること等の利点があるため、好ましい。

【0138】

スピネル型の結晶構造を有する材料としては、例えば、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_１＋ｘＭｎ
_２－ｘＯ_４、ＬｉＭｎ_２－ｘＡｌ_ｘＯ_４（０＜ｘ＜２）、ＬｉＭｎ_１．５Ｎｉ_０．５Ｏ_４
等が挙げられる。

【0139】

ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のマンガンを含むスピネル型の結晶構造を有する材料に、少量のニッケ
ル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２やＬｉＮｉ_１－ｘＭ_ｘＯ_２（０＜ｘ＜１、Ｍ＝Ｃｏ、Ａｌ等
））を混合すると、マンガンの溶出を抑制する、電解液の分解を抑制する等の利点があり
好ましい。

【0140】

または、正極活物質として、一般式Ｌｉ_{（２－ｊ）}ＭＳｉＯ_４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍ
ｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上、０≦ｊ≦２）等のリチウム含有複合
ケイ酸塩を用いることができる。一般式Ｌｉ_{（２－ｊ）}ＭＳｉＯ_４の代表例としては、Ｌ
ｉ_{（２－ｊ）}ＦｅＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}ＮｉＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}ＣｏＳｉＯ_４
、Ｌｉ_{（２－ｊ）}ＭｎＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｆｅ_ｋＮｉ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}
Ｆｅ_ｋＣｏ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｆｅ_ｋＭｎ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｎｉ_ｋＣ
ｏ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｎｉ_ｋＭｎ_ｌＳｉＯ_４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０
＜ｌ＜１）、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｆｅ_ｍＮｉ_ｎＣｏ_ｑＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｆｅ_ｍＮｉ_ｎ
Ｍｎ_ｑＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｎｉ_ｍＣｏ_ｎＭｎ_ｑＳｉＯ_４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０
＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１）、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｆｅ_ｒＮｉ_ｓＣｏ_ｔＭｎ_ｕＳｉＯ
_４（ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは１以下、０＜ｒ＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等の
化合物が挙げられる。

【0141】

または、正極活物質として、Ａ_ｘＭ_２（ＸＯ_４）_３（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｍ＝Ｆｅ、
Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｘ＝Ｓ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉ）の一般式で表される
ＮＡＳＩＣＯＮ型化合物を用いることができる。ＮＡＳＩＣＯＮ型化合物としては、Ｆｅ
_２（ＭｎＯ_４）_３、Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３、Ｌｉ_３Ｆｅ_２（ＰＯ_４）_３等が挙げられる。

【0142】

または、正極活物質として、Ｌｉ_２ＭＰＯ_４Ｆ、Ｌｉ_２ＭＰ_２Ｏ_７、Ｌｉ_５ＭＯ_４（Ｍ＝
Ｆｅ、Ｍｎ）の一般式で表される化合物、ＦｅＦ_３等のペロブスカイト型フッ化物、Ｔｉ
Ｓ_２、ＭｏＳ_２等の金属カルコゲナイド（硫化物、セレン化物、テルル化物）、ＬｉＭＶ
Ｏ_４等の逆スピネル型の結晶構造を有する材料、バナジウム酸化物系（Ｖ_２Ｏ_５、Ｖ_６Ｏ
_１３、ＬｉＶ_３Ｏ_８、ＬｉＶＯＰＯ_４等）、マンガン酸化物、有機硫黄化合物等の材料を
用いることができる。

【0143】

また、正極活物質として、上記材料を複数組み合わせた材料を用いてもよい。例えば、上
記材料を複数組み合わせた固溶体を正極活物質として用いることができる。例えば、Ｌｉ
Ｃｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｎｉ_１／３Ｏ_２とＬｉ_２ＭｎＯ_３の固溶体を正極活物質として用い
ることができる。

【0144】

なお、キャリアイオンが、リチウムイオン以外のアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属
イオンの場合、正極活物質として、上記リチウム化合物、リチウム含有複合リン酸塩、及
びリチウム含有複合ケイ酸塩において、リチウムを、アルカリ金属（例えば、ナトリウム
やカリウム等）、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、
ベリリウム、マグネシウム等）などのキャリアで置換した化合物を用いてもよい。

【0145】

正極活物質の一次粒子の平均粒径は、例えば５ｎｍ以上１００μｍ以下が好ましい。

【0146】

また、例えば正極活物質としてオリビン型構造のリチウム含有複合リン酸塩を用いた場合
には、リチウムの拡散経路が一次元であるため、リチウム拡散が遅い。よって、オリビン
型構造のリチウム含有複合リン酸塩を用いた場合、充放電の速度を高めるためには正極活
物質の平均粒径は、例えば好ましくは５ｎｍ以上１μｍ以下とするとよい。または、正極
活物質の比表面積は、例えば好ましくは１０ｍ^２／ｇ以上５０ｍ^２／ｇ以下とするとよい
。

【0147】

オリビン構造を有する活物質では、例えば層状岩塩型の結晶構造を有する活物質などと比
較して充放電に伴う構造変化がきわめて少なく、結晶構造が安定であるため、過充電など
の動作に対しても安定であり、正極活物質として用いた場合に安全性の高い蓄電装置を実
現することができる。

【0148】

負極活物質としては、例えば炭素系材料、合金系材料等を用いることができる。

【0149】

炭素系材料としては、黒鉛、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハー
ドカーボン）、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラック等がある。黒鉛と
しては、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、コークス系人造黒鉛、ピッチ系人造
黒鉛等の人造黒鉛や、球状化天然黒鉛等の天然黒鉛がある。また、黒鉛の形状としては鱗
片状のものや球状のものなどがある。

【0150】

黒鉛はリチウムイオンが黒鉛に挿入されたとき（リチウム－黒鉛層間化合物の生成時）に
リチウム金属と同程度に卑な電位を示す。これにより、リチウムイオン二次電池は高い作
動電圧を示すことができる。前述の通り、黒鉛は、単位体積当たりの容量が比較的高い、
体積膨張が小さい、安価である、リチウム金属に比べて安全性が高い等の利点を有するた
め、好ましい。

【0151】

ここで、黒鉛材料について説明する。黒鉛とは複数のグラフェン層が、ファンデルワール
ス力によって互いに平行に積層した層状化合物である。黒鉛材料の表面は、グラフェン層
に平行な面（ベーサル面、基底面ともいう。）と、複数のグラフェン層の端部が配列して
形成される面（エッジ面、端面ともいう。）と、を含んでいる。ベーサル面では黒鉛を構
成するグラフェン層のうち最外層に位置するグラフェン層の一方の面が露出しており、エ
ッジ面では複数のグラフェン層の端部が露出している。二次電池の充放電に際しては、リ
チウムの挿入脱離は黒鉛材料のエッジ面が黒鉛材料への主たる出入り口となる。

【0152】

負極活物質として黒鉛を用いる場合、エッジ面が露出した箇所においてＰＣを含む電解液
が触れると、充放電時に黒鉛とＰＣとの副反応が生じる場合がある。本発明の一態様の蓄
電装置が有する負極活物質として用いる球状化天然黒鉛は、上記エッジ面に接して、黒鉛
層よりも結晶性の低い層が形成されているため、黒鉛とＰＣとの副反応を抑制できる場合
がある。

【0153】

キャリアイオンがリチウムイオンである場合、合金系材料としては、例えば、Ｍｇ、Ｃａ
、Ｇａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、
Ｈｇ、Ｉｎ等のうち少なくとも一つを含む材料を用いることができる。このような元素は
炭素と比べて容量が大きく、特にシリコンは理論容量が４２００ｍＡｈ／ｇと高いため、
蓄電装置の容量を高めることができる。このような元素を用いた合金系材料（化合物系材
料）としては、例えば、Ｍｇ_２Ｓｉ、Ｍｇ_２Ｇｅ、Ｍｇ_２Ｓｎ、ＳｎＳ_２、Ｖ_２Ｓｎ_３、
ＦｅＳｎ_２、ＣｏＳｎ_２、Ｎｉ_３Ｓｎ_２、Ｃｕ_６Ｓｎ_５、Ａｇ_３Ｓｎ、Ａｇ_３Ｓｂ、Ｎｉ
_２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ_３、ＬａＳｎ_３、Ｌａ_３Ｃｏ_２Ｓｎ_７、ＣｏＳｂ_３、ＩｎＳｂ、Ｓ
ｂＳｎ等がある。

【0154】

また、負極活物質として、ＳｉＯ、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、リチ
ウムチタン酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）、リチウム－黒鉛層間化合物（Ｌｉ_ｘＣ_６）、
五酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化タングステン（ＷＯ_２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ_２
）等の酸化物を用いることができる。ここで、ＳｉＯとは、珪素と酸素を有する化合物で
あり、珪素と酸素の原子数比を珪素：酸素＝α：βとすると、αは、βの近傍の値を有す
ることが好ましい。ここで近傍の値を有するとは、例えばαとβの差の絶対値は、βの値
に対して好ましくは２０％以下、より好ましくは１０％以下であればよい。

【0155】

また、負極活物質として、リチウムと遷移金属の複窒化物である、Ｌｉ_３Ｎ型構造をもつ
Ｌｉ_３－ｘＭ_ｘＮ（ＭはＣｏ、Ｎｉ又はＣｕ）を用いることができる。例えば、Ｌｉ_２．
６Ｃｏ_０．４Ｎ_３は大きな充放電容量（９００ｍＡｈ／ｇ、１８９０ｍＡｈ／ｃｍ^３）を
示し好ましい。

【0156】

リチウムと遷移金属の複窒化物を用いると、負極活物質中にリチウムイオンを含むため、
正極活物質としてリチウムイオンを含まないＶ_２Ｏ_５、Ｃｒ_３Ｏ_８等の材料と組み合わせ
ることができる。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも、あら
かじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させることで、負極活物質としてリチ
ウムと遷移金属の複窒化物を用いることができる。

【0157】

また、コンバージョン反応が生じる材料を負極活物質として用いることもできる。例えば
、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）等の、リチウム
と合金化反応を行わない遷移金属酸化物を負極活物質に用いてもよい。コンバージョン反
応が生じる材料としては、さらに、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、Ｃｕ_２Ｏ、ＲｕＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ
_３等の酸化物、ＣｏＳ_０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ_３Ｎ_２、Ｃｕ_３Ｎ、Ｇ
ｅ_３Ｎ_４等の窒化物、ＮｉＰ_２、ＦｅＰ_２、ＣｏＰ_３等のリン化物、ＦｅＦ_３、ＢｉＦ_３
等のフッ化物が挙げられる。

【0158】

負極活物質の一次粒子の平均粒径は、例えば５ｎｍ以上１００μｍ以下が好ましい。

【0159】

正極活物質層及び負極活物質層は、それぞれ、導電助剤を有してもよい。

【0160】

導電助剤としては、例えば炭素材料、金属材料、又は導電性セラミックス材料等を用いる
ことができる。また、導電助剤として繊維状の材料を用いてもよい。活物質層の総量に対
する導電助剤の含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が好ましく、１ｗｔ％以上５ｗｔ
％以下がより好ましい。

【0161】

導電助剤により、電極中に電気伝導のネットワークを形成することができる。導電助剤に
より、負極活物質どうしの電気伝導の経路を維持することができる。活物質層中に導電助
剤を添加することにより、高い電気伝導性を有する活物質層を実現することができる。

【0162】

導電助剤としては、例えば天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ等の人造黒鉛、炭素繊
維などを用いることができる。炭素繊維としては、例えばメソフェーズピッチ系炭素繊維
、等方性ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維を用いることができる。また炭素繊維として、カ
ーボンナノファイバーやカーボンナノチューブなどを用いることができる。カーボンナノ
チューブは、例えば気相成長法などで作製することができる。また、導電助剤として、例
えばカーボンブラック（アセチレンブラック（ＡＢ）など）、グラファイト（黒鉛）粒子
、グラフェン、酸化グラフェン、フラーレンなどの炭素材料を用いることができる。また
、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金などの金属粉末や金属繊維、導電性セラ
ミックス材料等を用いることができる。

【0163】

薄片状のグラフェンは、高い導電性を有するという優れた電気特性、及び柔軟性並びに機
械的強度という優れた物理特性を有する。そのため、グラフェンを、導電助剤として用い
ることにより、活物質同士の接触点や、接触面積を増大させることができる。

【0164】

グラフェンは、接触抵抗の低い面接触を可能とするものであり、また、薄くても導電性が
非常に高く、少ない量でも効率よく活物質層内で導電パスを形成することができる。

【0165】

平均粒径の小さい活物質、例えば１μｍ以下の活物質を用いる場合には、活物質の比表面
積が大きく、活物質同士を繋ぐ導電パスがより多く必要となる。このような場合には、導
電性が非常に高く少ない量でも効率よく導電パスを形成することができるグラフェンを用
いることが、特に好ましい。

【0166】

正極活物質層及び負極活物質層は、それぞれ、結着剤を有してもよい。

【0167】

本明細書中において、結着剤は、活物質と活物質を結着もしくは接着させる機能、及び／
又は、活物質層と集電体を結着もしくは接着させる機能を有する。また、結着剤は、電極
又は電池の作製中に、その状態が変化する場合がある。例えば、結着剤は、液体、固体、
又はゲル等の少なくともいずれか一の状態をとることがある。また、結着剤は、電極又は
電池の作製中に、単量体（モノマー）から重合体（ポリマー）に変化する場合がある。

【0168】

例えば、結着剤として水溶性の高分子を用いることができる。水溶性の高分子としては、
例えば多糖類などを用いることができる。多糖類としては、カルボキシメチルセルロース
（ＣＭＣ）、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ジ
アセチルセルロース、再生セルロースなどのセルロース誘導体や、澱粉などを用いること
ができる。

【0169】

また、結着剤として、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン・イソプレン・ス
チレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、エチレ
ン・プロピレン・ジエン共重合体などのゴム材料を用いることができる。これらのゴム材
料は、前述の水溶性の高分子と併用して用いてもよい。これらのゴム材料は、ゴム弾性を
有し、伸び縮みしやすいため、充放電に伴う活物質の膨張収縮や、電極の曲げなどに伴う
ストレスに強く、信頼性の高い電極を得ることができる一方で、疎水基を有し水に溶けに
くい場合がある。このような場合には、水溶液中で粒子が水に溶解しない状態で分散する
ので、活物質層の形成に使用する溶剤を含む組成物（電極合剤組成物ともいう）を、塗布
するために適した粘度にまで高めることが難しいことがある。この際に、粘度調整機能の
高い水溶性高分子、例えば多糖類を用いると、溶液の粘度を適度に高める効果が期待でき
るうえに、ゴム材料と互いに均一に分散し、均一性の高い良好な電極、例えば電極膜厚や
電極抵抗の均一性が高い電極を得ることができる。

【0170】

または、結着剤として、ＰＶｄＦ、ポリスチレン、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリ
ル酸メチル（ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、ポリアクリル酸ナトリウム、ポ
リビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキ
シド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリ
プロピレン、ポリイソブチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリアクリロ
ニトリル（ＰＡＮ）、エチレンプロピレンジエンポリマー、ポリ酢酸ビニル、ニトロセル
ロース等の材料を用いることができる。

【0171】

結着剤は上記のうち二種類以上を組み合わせて使用してもよい。

【0172】

活物質層の総量に対する結着剤の含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が好ましく、２
ｗｔ％以上８ｗｔ％以下がより好ましく、３ｗｔ％以上５ｗｔ％以下がさらに好ましい。

【0173】

≪外装体≫
外装体５０９は、電解液５０８と接する面、すなわち内側の面が電解液５０８と顕著な反
応を生じないことが好ましい。また、蓄電装置５００の外部から蓄電装置５００内に水分
が混入すると、電解液５０８の成分等と水との反応が生じる場合がある。よって外装体５
０９は、水分の透過性が低いことが好ましい。

【0174】

外装体５０９には、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アイオノ
マー、ポリアミド等を用いた膜上に、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル等の可撓
性に優れた金属薄膜を設け、さらに該金属薄膜上に外装体の外面としてポリアミド系樹脂
、ポリエステル系樹脂等の絶縁性合成樹脂膜を設けた三層構造のフィルムを用いることが
できる。このような三層構造とすることで、電解液や気体の透過を遮断するとともに、絶
縁性を確保し、併せて耐電解液性を有する。外装体を内側に折り曲げて重ねて、又は、２
つの外装体それぞれの内面を向かい合わせて重ねて熱を加えることにより、内面の材料が
融け２つの外装体を融着することができ、封止構造を作製することができる。

【0175】

外装体が融着等され封止構造が形成されている箇所を封止部とすると、外装体を内側に折
り曲げて重ねた場合は、折り目以外の個所に封止部が形成され、外装体の第１の領域と、
該第１の領域と重なる第２の領域とが融着等された構造となる。また、２枚の外装体を重
ねた場合は熱融着等の方法で外周全てに封止部が形成される。

【0176】

蓄電装置５００は、可撓性を有する外装体５０９を用いることで、可撓性を有する構成と
することができる。可撓性を有する構成とすれば、可撓性を有する部位を少なくとも一部
有する電子機器に実装することができ、電子機器の変形に合わせて蓄電装置５００も曲げ
ることもできる。

【0177】

なお、本発明の一態様において、蓄電装置を構成する各部材にグラフェン化合物を用いる
ことができる。グラフェン化合物は後述の通り、修飾により構造及び特性を幅広く選択す
ることができため、グラフェン化合物を適用しようとする部材に応じて、好ましい性質を
発現させることができる。また、グラフェン化合物は機械的強度が高いため、グラフェン
化合物は可撓性を有する蓄電装置を構成する各部材にも適用することができる。以下、グ
ラフェン化合物について説明する。

【0178】

グラフェンは、炭素原子が１原子層配列したものであり、炭素原子間にπ結合を有する。
グラフェンが２層以上１００層以下重なったものを、マルチグラフェンと呼ぶ場合がある
。グラフェンおよびマルチグラフェンは、例えば、長手方向、あるいは面における長軸の
長さが５０ｎｍ以上１００μｍ以下または８００ｎｍ以上５０μｍ以下である。

【0179】

本明細書等において、グラフェンまたはマルチグラフェンを基本骨格として有する化合物
を「グラフェン化合物（「グラフェンコンパウンド：Ｇｒａｐｈｅｎｅ Ｃｏｍｐｏｕｎ
ｄ」ともいう）」と呼ぶ。グラフェン化合物には、グラフェンとマルチグラフェンを含む
。

【0180】

以下に、グラフェン化合物について詳細を説明する。

【0181】

グラフェン化合物は例えば、グラフェンまたはマルチグラフェンが、炭素以外の原子、ま
たは炭素以外の原子を有する原子団に修飾された化合物である。また、グラフェンまたは
マルチグラフェンが、アルキル基、アルキレン等の炭素を主とした原子団に修飾された化
合物であってもよい。なお、グラフェンまたはマルチグラフェンを修飾する原子団を、置
換基、官能基、または特性基等と呼ぶ場合がある。ここで、本明細書等において修飾とは
、置換反応、付加反応またはその他の反応により、グラフェン、マルチグラフェン、グラ
フェン化合物、または酸化グラフェン（後述）に、炭素以外の原子、炭素以外の原子を有
する原子団、または炭素を主とした原子団を導入することをいう。

【0182】

なお、グラフェンの表面と裏面は、それぞれ異なる原子や原子団により修飾されていても
よい。また、マルチグラフェンにおいては、それぞれの層が異なる原子や原子団に修飾さ
れていてもよい。

【0183】

上述の原子または原子団により修飾されたグラフェンの一例として、酸素または酸素を含
む官能基に修飾されたグラフェンまたはマルチグラフェンが挙げられる。ここで酸素を含
む官能基として例えば、エポキシ基、カルボキシル基などのカルボニル基、または水酸基
等が挙げられる。酸素または酸素を有する官能基により修飾されたグラフェン化合物を、
酸化グラフェンと呼ぶ場合がある。また、本明細書においては、酸化グラフェンは多層の
酸化グラフェンをも含むものとする。

【0184】

酸化グラフェンにおける修飾の一例として、酸化グラフェンのシリル化について説明する
。まず、窒素雰囲気中において、容器内に酸化グラフェンを入れ、容器にｎ－ブチルアミ
ン（Ｃ_４Ｈ_９ＮＨ_２）を加え、６０℃に保ち１時間撹拌する。次に、容器にトルエンを加
え、シリル化剤として、アルキルトリクロロシランをさらに加えて、窒素雰囲気中におい
て、６０℃に保ち５時間撹拌する。次に、容器にさらにトルエンを加え、吸引濾過して固
体粉末を得て、これをエタノール中に分散させる。さらにこれを吸引濾過して固体粉末を
得て、アセトンに分散させる。さらに、これを吸引濾過して固体粉末を得て、液体成分を
気化してシリル化された酸化グラフェンが得られる。

【0185】

なお修飾は、シリル化に限定されず、シリル化も上述の方法に限定されない。また、１種
類の原子または原子団を導入するだけでなく、複数の種類の修飾を施し、複数の種類の原
子または原子団を導入してもよい。グラフェン化合物に特定の原子団を導入することで、
グラフェン化合物の物性を変化させることができる。従って、グラフェン化合物の用途に
応じて望ましい修飾を施すことにより、グラフェン化合物に所望の性質を意図的に発現さ
せることができる。

【0186】

次に、酸化グラフェンの作製方法の一例を説明する。酸化グラフェンは、上記グラフェン
またはマルチグラフェンを酸化して得ることができる。または、酸化グラフェンは、酸化
グラファイトを分離して得ることができる。酸化グラファイトは、グラファイトを酸化し
て得ることができる。ここで、酸化グラフェンに、さらに上述の原子または原子団を修飾
してもよい。

【0187】

酸化グラフェンを還元して得られる化合物を、「ＲＧＯ（Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｇｒａｐｈｅ
ｎｅ Ｏｘｉｄｅ）」と呼ぶ場合がある。なお、ＲＧＯには、酸化グラフェンに含まれる
酸素は全て脱離されずに、一部の酸素または酸素を含む原子団が炭素に結合した状態で残
存する場合がある。例えばＲＧＯは、エポキシ基、カルボキシル基などのカルボニル基、
または水酸基等の官能基を有する場合がある。

【0188】

グラフェン化合物は、複数のグラフェン化合物が部分的に重なりながら１枚のシート状と
なっていてもよい。このようなグラフェン化合物を、グラフェン化合物シートと呼ぶ場合
がある。グラフェン化合物シートは例えば、厚さが０．３３ｎｍ以上１０ｍｍ以下、より
好ましくは０．３４ｎｍより大きく１０μｍ以下の領域を有する。グラフェン化合物シー
トは、炭素以外の原子、炭素以外の原子を有する原子団、またはアルキル基等の炭素を主
とした原子団等により修飾されていてもよい。また、グラフェン化合物シートが有する複
数の層のそれぞれにおいて、異なる原子または原子団により修飾されていてもよい。

【0189】

グラフェン化合物は、炭素で構成される六員環の他に、炭素で構成される五員環や、炭素
で構成される七員環以上の多員環を有してもよい。ここで、七員環以上の多員環の近傍で
は、リチウムイオンが通過可能な領域が生じる場合がある。

【0190】

また例えば、複数のグラフェン化合物が集まって、シート状の形状となっていてもよい。

【0191】

グラフェン化合物は平面的な形状を有するため、面接触を可能とする。

【0192】

グラフェン化合物は薄くても導電性が高い場合があり、また面接触によりグラフェン化合
物同士、あるいはグラフェン化合物と活物質との間の接触面積を増加させることができる
。よって、体積あたりの量が少なくても効率よく導電パスを形成することができる。

【0193】

一方で、グラフェン化合物を絶縁体として用いることもできる。例えばグラフェン化合物
シートをシート状の絶縁体として用いることができる。ここで例えば、酸化グラフェンは
酸化されていないグラフェン化合物と比較して絶縁性が高い場合がある。また、原子団に
修飾されたグラフェン化合物は、修飾する原子団の種類により、絶縁性を高めることがで
きる場合がある。

【0194】

ここで、本明細書等においてグラフェン化合物は、グラフェン前駆体を有してもよい。グ
ラフェン前駆体とは、グラフェンを製造するために用いられる物質のことをいい、グラフ
ェン前駆体には例えば、上述の酸化グラフェンや、酸化グラファイトなどを含んでもよい
。

【0195】

なお、アルカリ金属を有するグラフェンや、酸素等の炭素以外の元素を有するグラフェン
を、グラフェン類似体と呼ぶ場合がある。本明細書等においてグラフェン化合物には、グ
ラフェン類似体も含まれる。

【0196】

また、本明細書等におけるグラフェン化合物は、層間に原子、原子団、およびそれらのイ
オンを有してもよい。なお、グラフェン化合物が層間に原子、原子団、およびそれらのイ
オンを有することにより、グラフェン化合物の物性、例えば電気伝導性やイオン伝導性が
変化する場合がある。また、層間距離が大きくなる場合がある。

【0197】

グラフェン化合物は、高い導電性を有するという優れた電気特性と、高い柔軟性および高
い機械的強度を有するという優れた物理特性と、を有する場合がある。また、グラフェン
化合物は、修飾の種類に応じて、導電性を極めて低くし絶縁体とすることができる場合が
ある。また、グラフェン化合物は平面的な形状を有する。グラフェン化合物は、接触抵抗
の低い面接触を可能とする。

【0198】

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

【0199】

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図１２乃至図１５を用いて説明
する。

【0200】

＜スマートウォッチの構成例１＞
図１２（Ａ）に、腕時計型の携帯情報端末（スマートウォッチとも呼ぶ）７００の斜視図
を示す。携帯情報端末７００は、筐体７０１、表示パネル７０２、留め金７０３、バンド
７０５Ａ、７０５Ｂ、操作ボタン７１１、７１２を有する。

【0201】

ベゼル部を兼ねる筐体７０１に搭載された表示パネル７０２は、矩形状の表示領域を有し
ている。また、該表示領域は曲面を構成している。表示パネル７０２は可撓性を有するこ
とが好ましい。なお、表示領域は非矩形状であってもよい。

【0202】

バンド７０５Ａおよびバンド７０５Ｂは、筐体７０１と接続される。留め金７０３は、バ
ンド７０５Ａと接続される。バンド７０５Ａと筐体７０１とは、例えば接続部でピンを軸
にして動かせるように接続される。バンド７０５Ｂと筐体７０１、ならびにバンド７０５
Ａと留め金７０３の接続についても同様である。

【0203】

図１２（Ｂ）、図１２（Ｃ）にそれぞれ、バンド７０５Ａおよび蓄電装置７５０の斜視図
を示す。バンド７０５Ａは蓄電装置７５０を有する。蓄電装置７５０には、例えば実施の
形態１で説明した蓄電装置５００を用いることができる。蓄電装置７５０はバンド７０５
Ａの内部に埋め込まれ、正極リード７５１および負極リード７５２はそれぞれ一部がバン
ド７０５Ａから突出している（図１２（Ｂ）参照）。正極リード７５１および負極リード
７５２は、表示パネル７０２と電気的に接続される。また蓄電装置７５０の表面は外装体
７５３で覆われている（図１２（Ｃ）参照）。なお、上記のピンが電極の機能を有してい
てもよい。具体的には、正極リード７５１および表示パネル７０２、ならびに負極リード
７５２および表示パネル７０２が、それぞれバンド７０５Ａと筐体７０１とを接続するピ
ンを介して電気的に接続されていてもよい。このようにすることで、バンド７０５Ａおよ
び筐体７０１の接続部における構成を簡略化できる。

【0204】

蓄電装置７５０は可撓性を有する。具体的には、外装体７５３の表面には実施の形態１で
説明したエンボス加工によって形成された凹凸を有することが好ましい。また、蓄電装置
７５０は、図４に示す蓄電装置５００が有する滑り面を有することが好ましい。

【0205】

バンド７０５Ａは、蓄電装置７５０と一体形成することで作製できる。例えば、バンド７
０５Ａの外形に対応する金型に蓄電装置７５０をセットし、バンド７０５Ａの材料を該金
型に流し込み、該材料を硬化させることで図１２（Ｂ）に示すバンド７０５Ａを作製でき
る。

【0206】

バンド７０５Ａの材料としてゴム材料を用いる場合、加熱処理によってゴムを硬化させる
。例えばゴム材料としてフッ素ゴムを用いる場合、１７０℃、１０分の加熱処理によって
硬化させる。また、ゴム材料としてシリコーンゴムを用いる場合、１５０℃、１０分の加
熱処理によって硬化させる。本発明の一態様の蓄電装置は耐熱性が高いため、ゴム材料と
の一体形成に伴う加熱処理における破壊や充放電特性の劣化を抑制できる。

【0207】

バンド７０５Ａに用いる材料としては、フッ素ゴム、シリコーンゴムのほか、フロロシリ
コーンゴム、ウレタンゴムが挙げられる。

【0208】

なお、エージングを含む蓄電装置７５０への通電は、上記のバンド７０５Ａとの一体形成
後に行うことが好ましい。換言すると、実施の形態１で説明した蓄電装置５００は、蓄電
装置５００の通電前に、加熱処理を行うことが好ましい。該加熱処理は、１１０℃以上１
９０℃以下において、上記ゴム材料に対する適切な加硫時間、たとえば１７０℃において
１０分行うことが好ましい。このようにすることで、加熱処理による蓄電装置５００の充
放電特性の劣化を抑制できる。

【0209】

なお、図１２（Ａ）に示す携帯情報端末７００は、様々な機能を有することができる。例
えば、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示領域に表示する機能、タッ
チパネル機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示する機能、様々なソフトウェア（プ
ログラム）によって処理を制御する機能、無線通信機能、無線通信機能を用いて様々なコ
ンピュータネットワークに接続する機能、無線通信機能を用いて様々なデータの送信又は
受信を行う機能、記録媒体に記録されているプログラム又はデータを読み出して表示領域
に表示する機能、等を有することができる。

【0210】

また、筐体７０１の内部に、スピーカ、センサ（力、変位、位置、速度、加速度、角速
度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電
圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むも
の）、マイクロフォン等を有することができる。なお、携帯情報端末７００は、発光素子
をその表示パネル７０２に用いることにより作製することができる。

【0211】

なお、図１２では蓄電装置７５０がバンド７０５Ａに含まれる例を示したが、蓄電装置７
５０がバンド７０５Ｂに含まれていてもよい。バンド７０５Ｂとしてはバンド７０５Ａと
同様の材料を用いることができる。

【0212】

バンド７０５Ａに用いるゴム材料は、耐薬品性が高いことが好ましい。具体的には、蓄電
装置７５０に含まれる電解液に対する反応性が低いことが好ましい。

【0213】

ここで、バンド７０５Ａが耐薬品性に優れていても、バンド７０５Ａに亀裂や剥落が生じ
た場合、蓄電装置７５０から漏れた電解液に携帯情報端末７００の使用者が触れてしまう
可能性がある。携帯情報端末７００が電解液の漏れを検出する機能を有していると、電解
液の漏れを検出した時点で使用者が携帯情報端末７００の操作を止め、取り外すことがで
きる。よって、安全性の高い携帯情報端末７００とすることができる。

【0214】

＜スマートウォッチの構成例２＞
図１３（Ａ）は、図１２（Ｂ）に示すバンド７０５Ａとは異なる構成のバンド７３５Ａの
斜視図である。バンド７３５Ａと接続される筐体７３１は、蓄電装置の電解液の漏れを検
出する機能を有する漏液検知回路（図示しない）を備える（図１２（Ａ）参照）。なお、
漏液検知回路を有する携帯情報端末７３０の斜視図は、携帯情報端末７００と同様である
。

【0215】

バンド７３５Ａは蓄電装置７６０を有する。蓄電装置７６０はバンド７３５Ａの内部に埋
め込まれ、正極リード７５１、負極リード７５２、端子７６１および端子７６２がバンド
７３５Ａから突出している。正極リード７５１および負極リード７５２は、表示パネル７
０２と電気的に接続される。端子７６１および端子７６２は、例えば、上記の漏液検知回
路と電気的に接続される。

【0216】

図１３（Ｂ）に、蓄電装置７６０の斜視図を示す。図１３（Ｂ）は明確化のため図１３（
Ａ）よりも拡大して示している。蓄電装置７６０は、端子７６１、端子７６２、配線７７
１および配線７７２を有する点が、図１２（Ｃ）に示す蓄電装置７５０と異なる。端子７
６１と配線７７１は電気的に接続される。また端子７６２と配線７７２は電気的に接続さ
れる。

【0217】

なお、明示化のため図１３（Ｂ）において配線７７１と配線７７２は異なるハッチングで
示しているが、配線７７１と配線７７２は同じ材料で形成することで作製コストを削減で
きるため好ましい。また端子７６１と配線７７１、ならびに端子７６２と配線７７２はそ
れぞれ同じハッチングで示しているが、端子７６１と配線７７１、ならびに端子７６２と
配線７７２がそれぞれ異なる材料で形成されていてもよい。

【0218】

配線７７１および配線７７２は、所定の間隔をあけて外装体７５３の表面に敷設されてい
る（図１３（Ｂ）参照）。電解液が外装体７５３の表面に漏出した場合、配線７７１と配
線７７２が電解液を介して導通することで漏液検知回路が電解液の漏れを検知できる。

【0219】

図１３（Ｂ）では配線７７１および配線７７２が蓄電装置７６０の長軸方向に直線状に設
けられた配置を示しているが、これに限られない。例えば、図１３（Ｃ）に示すように、
配線７７１および配線７７２を、櫛歯状に間隔をあけてかみ合うように設けてもよい。

【0220】

また、図１３（Ｃ）は配線７７１、７７２が外装体７５３の上面にのみ設けられた例であ
るが、図１４（Ａ）に示すように外装体７５３の全面にわたって設けられていることが好
ましい。図１４（Ｂ）は、図１４（Ａ）に示す蓄電装置７６０の背面斜視図である。

【0221】

配線７７１、７７２の膜厚が薄く、かつ幅が小さいと、蓄電装置７６０が有する可撓性を
維持できるため好ましい。例えば、蓄電装置７６０が、配線７７１、７７２の膜厚が５μ
ｍ以上５００μｍ以下となる領域を有することが好ましい。また、配線７７１と配線７７
２の間隔が小さく、それらの幅が小さいことで、電解液の漏れが少量であっても検出でき
るため好ましい。例えば、蓄電装置７６０が、配線７７１と配線７７２の間隔が０．５ｍ
ｍ以上２０ｍｍ以下となる領域を有することが好ましい。また、蓄電装置７６０が、配線
７７１、７７２の幅が０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下となる領域を有することが好ましい。ま
た、外装体７５３の表面に占める配線７７１、７７２の面積が小さすぎると電解液の漏れ
に対して外装体７５３表面の全体をカバーできず、該面積が大きすぎると蓄電装置７６０
が有する可撓性が低下する場合がある。蓄電装置７６０において、外装体７５３の表面積
に対する、配線７７１、７７２の側面（外装体７５３と接する面）を除く表面積の割合が
５％以上５０％以下であることが好ましい。

【0222】

配線７７１、７７２としては、延性または展性の高い材料を含むことが好ましい。特に、
延性と展性のいずれも高い材料を用いることで、蓄電装置７６０の湾曲に伴う配線７７１
、７７２の断線を抑制できる。延性及び展性の高い材料としては、金、銀、白金、鉄、ニ
ッケル、銅、アルミニウム、亜鉛、スズなどの金属材料や、当該金属材料を含む合金など
が挙げられる。

【0223】

≪漏液を検出する方法≫
以下より、携帯情報端末７３０における電解液の漏れを検出する方法の一例について説明
する。図１５（Ａ）に、電解液７３６が漏出した状態における、携帯情報端末７３０が有
する構成のブロック図を示す。図１５（Ａ）において、矢印を含む線は矢印の向きによっ
て有線信号または無線信号の伝達方向を示す。よって、該線で結ばれた各要素は電気的に
接続される場合がある。また矢印を含まない線は配線を示し、該線で結ばれた各要素は電
気的に接続される。

【0224】

携帯情報端末７３０は、漏液検知回路７３２と、電源７３３と、電流計７３４と、配線７
７１と、配線７７２と、を有する（図１５（Ａ）参照）。漏液検知回路７３２、電源７３
３および電流計７３４は、筐体７３１に含まれる。電源７３３および電流計７３４が、漏
液検知回路７３２に含まれる構成としてもよい。また、携帯情報端末７３０は機能回路７
３９を有する。機能回路７３９は、上記のスピーカ、センサ、マイクロフォン等を含む。
機能回路７３９は、筐体７３１に含まれる。

【0225】

配線７７１、７７２は電源７３３と電気的に接続され、配線７７１と配線７７２の間には
任意の電圧が印加されている（図１５（Ａ）参照）。電源７３３のオンオフは漏液検知回
路７３２によって制御される。

【0226】

図１５（Ｂ）は携帯情報端末７３０において電解液の漏れを検出する流れを示すフローチ
ャートである。例えば、携帯情報端末７３０において電解液の漏れを検出する方法は以下
の４つのステップを有する。

【0227】

蓄電装置７６０の電解液７３６が漏れた場合、電解液７３６は外装体７５３の表面に付着
する（図１５（Ａ）、（Ｂ）Ｓ１参照）。外装体７５３の表面に付着する電解液７３６が
配線７７１および配線７７２と接触することで、配線７７１および配線７７２に電流が流
れる（図１５（Ｂ）Ｓ２参照）。該電流を、配線７７２に並列接続された電流計７３４が
検知すると、電流計７３４は検知信号を漏液検知回路７３２に出力する（図１５（Ｂ）Ｓ
３参照）。漏液検知回路７３２は該検知信号に従って、表示パネル７０２または／および
機能回路７３９の動作を停止する（図１５（Ｂ）Ｓ４参照）。

【0228】

なお、図１５（Ａ）では電流計７３４が配線７７２に接続された例を示すが、電流計７３
４が配線７７１に接続されていてもよい。また、電源７３３および電流計７３４が漏液検
知回路７３２に含まれ、漏液検知回路７３２が配線７７１、７７２と電気的に接続されて
いてもよい（図１５（Ｃ）参照）。この場合、漏液検知回路７３２は配線７７１、７７２
に所定の電圧を負荷する機能および配線７７１、７７２に流れる電流を検知する機能を有
する。

【0229】

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

【0230】

（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様である、可撓性を有する蓄電装置について、図１６乃
至図２３を用いて説明する。本発明の一態様の蓄電装置は、湾曲した形状であってもよい
。また、本発明の一態様の蓄電装置は、可撓性を有し、湾曲した状態と湾曲していない状
態の双方の状態において使用できてもよい。

【0231】

〈構成例１〉
図１６（Ａ）に二次電池２００の斜視図を示し、図１６（Ｂ）に二次電池２００の上面図
を示す。

【0232】

図１７（Ａ）に、図１６（Ｂ）における一点鎖線Ｃ１－Ｃ２間の断面図を示し、図１７（
Ｂ）に、図１６（Ｂ）における一点鎖線Ｃ３－Ｃ４間の断面図を示す。なお、図１７（Ａ
）、（Ｂ）では図を明瞭にするため、一部の構成要素を抜粋して示す。

【0233】

二次電池２００は、正極２１１、負極２１５、及びセパレータ２０３を有する。二次電池
２００は、さらに、正極リード２２１、負極リード２２５、及び外装体２０７を有する。

【0234】

正極２１１及び負極２１５は、それぞれ、集電体及び活物質層を有する。正極２１１及び
負極２１５は、セパレータ２０３を介して、活物質層が互いに対向するように配置されて
いる。

【0235】

二次電池２００が有する電極（正極２１１及び負極２１５）は、湾曲の内径側に位置する
ものより、外径側に位置するものの方が、湾曲の方向について長いことが好ましい。この
ような構成とすることで、二次電池２００をある曲率で湾曲させた際、正極２１１及び負
極２１５の端部を揃えることができる。すなわち、正極２１１が有する正極活物質層のす
べての領域を、負極２１５の有する負極活物質層と対向して配置することができる。その
ため正極２１１が有する正極活物質を無駄なく電池反応に寄与させることができる。その
ため、二次電池２００の体積当たりの容量を大きくすることができる。この構成は、二次
電池２００を使用する際に二次電池２００の曲率が固定される場合に特に有効である。

【0236】

正極リード２２１は、複数の正極２１１と電気的に接続されている。負極リード２２５は
、複数の負極２１５と電気的に接続されている。正極リード２２１及び負極リード２２５
は、それぞれ封止層２２０を有する。

【0237】

外装体２０７は、複数の正極２１１、複数の負極２１５、及び複数のセパレータ２０３を
覆う。二次電池２００は、外装体２０７で覆われた領域に電解液（図示しない）を有する
。二次電池２００は、外装体２０７の３辺を接着することで封止されている。

【0238】

図１７（Ａ）、（Ｂ）では、短冊状のセパレータ２０３を複数用い、正極２１１と負極２
１５の間にそれぞれ１つずつセパレータ２０３を配置する例を示したが、本発明の一態様
はこれに限られない。１枚のシート状のセパレータをつづら折りにする（蛇腹型にする、
ともいえる）、又は捲回することで、正極と負極の間にセパレータが位置するようにして
もよい。

【0239】

例えば、図１９（Ａ）乃至（Ｄ）に二次電池２００の作製方法を示す。この作製方法を用
いる場合の図１６（Ｂ）における一点鎖線Ｃ１－Ｃ２間の断面図を、図１８に示す。

【0240】

まず、セパレータ２０３上に、負極２１５を配置する（図１９（Ａ））。このとき、負極
２１５が有する負極活物質層が、セパレータ２０３と重畳するように配置する。

【0241】

次に、セパレータ２０３を折り曲げ、負極２１５の上にセパレータ２０３を重ねる。次に
、セパレータ２０３の上に、正極２１１を重ねる（図１９（Ｂ））。このとき、正極２１
１が有する正極活物質層が、セパレータ２０３及び負極活物質層と重畳するように配置す
る。なお、集電体の片面に活物質層が形成されている電極を用いる場合は、正極２１１の
正極活物質層と、負極２１５の負極活物質層がセパレータ２０３を介して対向するように
配置する。

【0242】

セパレータ２０３にポリプロピレン等の熱溶着が可能な材料を用いている場合は、セパレ
ータ２０３同士が重畳している領域を熱溶着してから次の電極を重ねることで、作製工程
中に電極がずれることを抑制できる。具体的には、負極２１５又は正極２１１と重畳して
おらず、セパレータ２０３同士が重畳している領域、たとえば図１９（Ｂ）の領域２０３
ａで示す領域を熱溶着することが好ましい。

【0243】

この工程を繰り返すことで、図１９（Ｃ）に示すように、セパレータ２０３を挟んで正極
２１１及び負極２１５を積み重ねることができる。

【0244】

なお、あらかじめ繰り返し折り曲げたセパレータ２０３に、複数の負極２１５及び複数の
正極２１１を交互に挟むように配置してもよい。

【0245】

次に、図１９（Ｃ）に示すように、セパレータ２０３で複数の正極２１１及び複数の負極
２１５を覆う。

【0246】

さらに、図１９（Ｄ）に示すように、セパレータ２０３同士が重畳している領域、例えば
図１９（Ｄ）に示す領域２０３ｂを熱溶着することで、複数の正極２１１と複数の負極２
１５を、セパレータ２０３によって覆い、結束する。

【0247】

なお、複数の正極２１１、複数の負極２１５及びセパレータ２０３を、結束材を用いて結
束してもよい。

【0248】

このような工程で正極２１１及び負極２１５を積み重ねるため、セパレータ２０３は、１
枚のセパレータ２０３の中で、複数の正極２１１と複数の負極２１５に挟まれている領域
と、複数の正極２１１と複数の負極２１５を覆うように配置されている領域とを有する。

【0249】

換言すれば、図１８、図１９（Ｄ）に示す二次電池２００が有するセパレータ２０３は、
一部が折りたたまれた１枚のセパレータである。セパレータ２０３の折りたたまれた領域
に、複数の正極２１１と、複数の負極２１５が挟まれている。

【0250】

〈構成例２〉
図２０（Ａ）に二次電池２５０の斜視図を示し、図２０（Ｂ）に二次電池２５０の上面図
を示す。また、図２０（Ｃ１）に第１の電極組立体２３０の断面図を示し、図２０（Ｃ２
）に第２の電極組立体２３１の断面図を示す。

【0251】

二次電池２５０は、第１の電極組立体２３０、第２の電極組立体２３１、及びセパレータ
２０３を有する。二次電池２５０は、さらに、正極リード２２１、負極リード２２５、及
び外装体２０７を有する。

【0252】

図２０（Ｃ１）に示すように、第１の電極組立体２３０は、正極２１１ａ、セパレータ２
０３、負極２１５ａ、セパレータ２０３、及び正極２１１ａがこの順で積層されている。
正極２１１ａ及び負極２１５ａは、それぞれ、集電体の両面に活物質層を有する構成であ
る。

【0253】

図２０（Ｃ２）に示すように、第２の電極組立体２３１は、負極２１５ａ、セパレータ２
０３、正極２１１ａ、セパレータ２０３、及び負極２１５ａがこの順で積層されている。
正極２１１ａ及び負極２１５ａは、それぞれ、集電体の両面に活物質層を有する構成であ
る。

【0254】

つまり、第１の電極組立体２３０及び第２の電極組立体２３１において、正極及び負極は
、セパレータ２０３を介して、活物質層が互いに対向するように配置されている。

【0255】

正極リード２２１は、複数の正極２１１と電気的に接続されている。負極リード２２５は
、複数の負極２１５と電気的に接続されている。正極リード２２１及び負極リード２２５
は、それぞれ封止層２２０を有する。

【0256】

図２１に、図２０（Ｂ）における一点鎖線Ｄ１－Ｄ２間の断面図の一例を示す。なお、図
２１では図を明瞭にするため、一部の構成要素を抜粋して示す。

【0257】

図２１に示すように、二次電池２５０は、複数の第１の電極組立体２３０及び複数の第２
の電極組立体２３１が、捲回したセパレータ２０３によって覆われている構成を有する。

【0258】

外装体２０７は、複数の第１の電極組立体２３０、複数の第２の電極組立体２３１、及び
セパレータ２０３を覆う。二次電池２００は、外装体２０７で覆われた領域に電解液（図
示しない）を有する。二次電池２００は、外装体２０７の３辺を接着することで封止され
ている。

【0259】

例えば、図２２（Ａ）乃至（Ｄ）に二次電池２５０の作製方法を示す。

【0260】

まずセパレータ２０３上に、第１の電極組立体２３０を配置する（図２２（Ａ））。

【0261】

次に、セパレータ２０３を折り曲げ、第１の電極組立体２３０の上にセパレータ２０３を
重ねる。次に、第１の電極組立体２３０の上下に、セパレータ２０３を介して、２組の第
２の電極組立体２３１を重ねる（図２２（Ｂ））。

【0262】

次に、セパレータ２０３を、２組の第２の電極組立体２３１を覆うように捲回させる。さ
らに、２組の第２の電極組立体２３１の上下に、セパレータ２０３を介して、２組の第１
の電極組立体２３０を重ねる（図２２（Ｃ））。

【0263】

次に、セパレータ２０３を、２組の第１の電極組立体２３０を覆うように捲回させる（図
２２（Ｄ））。

【0264】

このような工程で複数の第１の電極組立体２３０及び複数の第２の電極組立体２３１を積
み重ねるため、これらの電極組立体は、渦巻き状に捲回されたセパレータ２０３の間に配
置される。

【0265】

なお、最も外側に配置される電極は、外側に活物質層を有さないことが好ましい。

【0266】

また図２０（Ｃ１）、（Ｃ２）では、電極組立体が電極３枚とセパレータ２枚を有する構
成を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。電極を４枚以上、セパレータを３枚以
上有する構成としてもよい。電極を増やすことで、二次電池２５０の容量をより向上させ
ることができる。また電極を２枚、セパレータを１枚有する構成としてもよい。電極が少
ない場合、より湾曲に強い二次電池とすることができる。また、図２１では、二次電池２
５０が第１の電極組立体２３０を３組、第２の電極組立体２３１を２組有する構成を示し
たが、本発明の一態様はこれに限らない。さらに多くの電極組立体を有する構成としても
よい。電極組立体を増やすことで、二次電池２５０の容量をより向上させることができる
。また、より少ない電極組立体を有する構成としてもよい。電極組立体が少ない場合、よ
り湾曲に強い二次電池とすることができる。

【0267】

また、図２３に、図２０（Ｂ）における一点鎖線Ｄ１－Ｄ２間の断面図の別の例を示す。
図２３に示すように、セパレータ２０３を蛇腹状に折りたたむことで、第１の電極組立体
２３０と第２の電極組立体２３１の間にセパレータ２０３を配置してもよい。

【0268】

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

【0269】

（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の蓄電装置の使用例について図２４乃至図２８を用い
て説明する。

【0270】

本発明の一態様の蓄電装置は、例えば、電子機器や照明装置に用いることができる。本発
明の一態様の蓄電装置は、充放電特性に優れる。したがって、電子機器や照明装置を、一
度の充電で長時間使用することができる。また、充放電サイクルに伴う容量の減少が抑制
されているため、充電を繰り返しても、使用可能な時間が短くなりにくい。また、本発明
の一態様の蓄電装置は、高温環境を含む、広い温度範囲で、優れた充放電特性を示し、長
期信頼性や安全性が高いため、電子機器や照明装置の安全性や信頼性を高めることができ
る。

【0271】

電子機器としては、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともい
う）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタル
フォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携
帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。

【0272】

本発明の一態様の蓄電装置は可撓性を有するため、当該蓄電装置自体、又は、当該蓄電装
置を用いた電子機器もしくは照明装置を、家屋やビルの内壁もしくは外壁、又は、自動車
の内装もしくは外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。

【0273】

図２４（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１
に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、ス
ピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、蓄電
装置７４０７を有している。

【0274】

図２４（Ｂ）は、携帯電話機７４００を湾曲させた状態を示している。携帯電話機７４０
０を外部の力により変形させて全体を湾曲させると、その内部に設けられている蓄電装置
７４０７も湾曲する。蓄電装置７４０７は薄型の蓄電装置である。蓄電装置７４０７は曲
げられた状態で固定されている。湾曲した状態の蓄電装置７４０７を図２４（Ｃ）に示す
。

【0275】

図２４（Ｄ）は、バングル型の表示装置の一例を示している。携帯表示装置７１００は、
筐体７１０１、表示部７１０２、操作ボタン７１０３、及び蓄電装置７１０４を備える。
図２４（Ｅ）に曲げられた蓄電装置７１０４の状態を示す。

【0276】

図２４（Ｆ）は、腕時計型の携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末７２００は
、筐体７２０１、表示部７２０２、バンド７２０３、バックル７２０４、操作ボタン７２
０５、入出力端子７２０６などを備える。

【0277】

携帯情報端末７２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インタ
ーネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができ
る。

【0278】

表示部７２０２はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うこ
とができる。また、表示部７２０２はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に
触れることで操作することができる。例えば、表示部７２０２に表示されたアイコン７２
０７に触れることで、アプリケーションを起動することができる。

【0279】

操作ボタン７２０５は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ
動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持
たせることができる。例えば、携帯情報端末７２００に組み込まれたオペレーティングシ
ステムにより、操作ボタン７２０５の機能を自由に設定することもできる。

【0280】

また、携帯情報端末７２００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能で
ある。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで
通話することもできる。

【0281】

また、携帯情報端末７２００は入出力端子７２０６を備え、他の情報端末とコネクターを
介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子７２０６を介して充電
を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子７２０６を介さずに無線給電により行
ってもよい。

【0282】

携帯情報端末７２００の表示部７２０２には、本発明の一態様の蓄電装置を有している。
例えば、図２４（Ｅ）に示した蓄電装置７１０４を、筐体７２０１の内部に湾曲した状態
で、又はバンド７２０３の内部に湾曲可能な状態で組み込むことができる。

【0283】

図２５（Ａ）は、手首装着型の活動量計の一例を示している。活動量計７２５０は、筐体
７２５１、バンド７２０３、バックル７２０４などを備える。また筐体７２５１の内部に
無線通信器、脈拍センサ、加速度センサ、温度センサなどを備える。活動量計７２５０は
、脈拍センサ、加速度センサにより装着者の脈拍推移、活動量などの情報を取得し、無線
通信器によって外部の携帯情報端末に該情報を送信する機能を有する。また、活動量計７
２５０は、装着者の消費カロリー、摂取カロリーを計測する機能、歩数を取得する機能、
睡眠状態を計測する機能などを有していてもよい。なお、活動量計７２５０が表示部を有
し、上記の機能により取得した情報を表示できるようにしてもよい。

【0284】

活動量計７２５０は、本発明の一態様の蓄電装置を有している。例えば、図２４（Ｅ）に
示した蓄電装置７１０４を、筐体７２０１の内部に湾曲した状態で、又はバンド７２０３
の内部に湾曲可能な状態で組み込むことができる。

【0285】

図２５（Ｂ）は、腕章型の表示装置の一例を示している。表示装置７３００は、表示部７
３０４を有し、本発明の一態様の蓄電装置を有している。また、表示装置７３００は、表
示部７３０４にタッチセンサを備えることもでき、また、携帯情報端末として機能させる
こともできる。

【0286】

表示部７３０４はその表示面が湾曲しており、湾曲した表示面に沿って表示を行うことが
できる。また、表示装置７３００は、通信規格された近距離無線通信などにより、表示状
況を変更することができる。

【0287】

また、表示装置７３００は入出力端子を備え、他の情報端末とコネクターを介して直接デ
ータのやりとりを行うことができる。また入出力端子を介して充電を行うこともできる。
なお、充電動作は入出力端子を介さずに無線給電により行ってもよい。

【0288】

図２５（Ｃ）は、メガネ型の表示装置の一例を示している。表示装置７３５０は、レンズ
７３５１、フレーム７３５２などを有する。また、フレーム７３５２の内部またはフレー
ム７３５２と接して、レンズ７３５１に画像または映像を投影する投影部（図示しない）
を有する。表示装置７３５０は、レンズ７３５１の全体に画像７３５１Ａを装着者が視認
できる向きに表示する機能を有する。または、レンズ７３５１の一部に画像７３５１Ｂを
装着者が視認できる向きに表示する機能を有する。

【0289】

表示装置７３５０は、本発明の一態様の蓄電装置を有している。図２５（Ｄ）に、フレー
ム７３５２の先端部７３５５を拡大した図を示す。先端部７３５５はフッ素ゴム、シリコ
ーンゴム等のゴム材料で形成できる。先端部７３５５の内部には本発明の一態様の蓄電装
置７３６０が埋め込まれ、正極リード７３６１および負極リード７３６２が先端部７３５
５から突出している。正極リード７３６１および負極リード７３６２は、フレーム７３５
２の内部に設けられ投影部等と接続される配線と電気的に接続される。なお、先端部７３
５５は蓄電装置７３６０とともに、実施の形態２で説明した一体形成によって作製するこ
とができる。

【0290】

先端部７３５５および蓄電装置７３６０は可撓性を有する。よって、表示装置７３５０は
使用者の頭部形状に合わせて密着するように装着できる。

【0291】

図２６（Ａ）、（Ｂ）に、２つ折り可能なタブレット型端末の一例を示す。図２６（Ａ）
、（Ｂ）に示すタブレット型端末９６００は、一対の筐体９６３０、一対の筐体９６３０
を接続する可動部９６４０、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂ、表示モード切り替え
スイッチ９６２６、電源スイッチ９６２７、省電力モード切り替えスイッチ９６２５、留
め具９６２９、操作スイッチ９６２８を有する。図２６（Ａ）は、タブレット型端末９６
００を開いた状態を示し、図２６（Ｂ）は、タブレット型端末９６００を閉じた状態を示
している。

【0292】

また、タブレット型端末９６００は、筐体９６３０の内部に蓄電体９６３５を有する。蓄
電体９６３５は、可動部９６４０を通り、一方の筐体９６３０から他方の筐体９６３０に
渡って設けられている。

【0293】

表示部９６３１ａは、一部をタッチパネルの領域９６３２ａとすることができ、表示され
た操作キー９６３８にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部９６３
１ａにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、残りの半分の領
域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部９６
３１ａの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部９
６３１ａの全面にキーボードボタンを表示させてタッチパネルとし、表示部９６３１ｂを
表示画面として用いることができる。

【0294】

また、表示部９６３１ｂにおいても表示部９６３１ａと同様に、表示部９６３１ｂの一部
をタッチパネルの領域９６３２ｂとすることができる。また、タッチパネルのキーボード
表示切り替えボタン９６３９が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで
表示部９６３１ｂにキーボードボタン表示することができる。

【0295】

また、タッチパネルの領域９６３２ａとタッチパネルの領域９６３２ｂに対して同時にタ
ッチ入力することもできる。

【0296】

また、表示モード切り替えスイッチ９６２６は、縦表示又は横表示などの表示の向きを切
り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイ
ッチ９６２５は、タブレット型端末９６００に内蔵している光センサで検出される使用時
の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は
光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出
装置を内蔵させてもよい。

【0297】

また、図２６（Ａ）では表示部９６３１ａと表示部９６３１ｂの表示面積が同じ例を示し
ているが特に限定されず、一方の表示部のサイズと他方の表示部のサイズが異なっていて
もよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行え
る表示パネルとしてもよい。

【0298】

図２６（Ｂ）は、閉じた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、太陽電池９６
３３、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を含む充放電制御回路９６３４を有する。また、蓄電
体９６３５として、本発明の一態様の蓄電装置を用いる。

【0299】

なお、タブレット型端末９６００は２つ折り可能なため、未使用時に一対の筐体９６３０
を重ね合せるように折りたたむことができる。折りたたむことにより、表示部９６３１ａ
、表示部９６３１ｂを保護できるため、タブレット型端末９６００の耐久性を高めること
ができる。また、本発明の一態様の蓄電体を用いた蓄電体９６３５は可撓性を有し、曲げ
伸ばしを繰り返しても充放電容量が低下しにくい。よって、信頼性の優れたタブレット型
端末を提供できる。

【0300】

また、この他にも図２６（Ａ）、（Ｂ）に示したタブレット型端末は、様々な情報（静止
画、動画、テキスト画像など）を表示部に表示する機能、カレンダー、日付又は時刻など
を表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入
力機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、等を有するこ
とができる。

【0301】

タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６３３によって、電力をタッチパネル、
表示部、又は映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６３３は、筐
体９６３０の片面又は両面に設けることができ、蓄電体９６３５の充電を効率的に行う構
成とすることができるため好適である。なお、蓄電体９６３５としては、リチウムイオン
電池を用いると、小型化を図れる等の利点がある。

【0302】

また、図２６（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成及び動作について、図２６（Ｃ
）にブロック図を示し説明する。図２６（Ｃ）には、太陽電池９６３３、蓄電体９６３５
、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３、表示
部９６３１について示しており、蓄電体９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバ
ータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図２６（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３
４に対応する箇所となる。

【0303】

まず、外光により太陽電池９６３３により発電がされる場合の動作の例について説明する
。太陽電池で発電した電力は、蓄電体９６３５を充電するための電圧となるようＤＣＤＣ
コンバータ９６３６で昇圧又は降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に太陽電
池９６３３からの電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コンバータ９６３
７で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧又は降圧をすることとなる。また、表示部９６３
１での表示を行わない際には、スイッチＳＷ１をオフにし、スイッチＳＷ２をオンにして
蓄電体９６３５の充電を行う構成とすればよい。

【0304】

なお、太陽電池９６３３については、発電手段の一例として示したが、特に限定されず、
圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電手段による蓄
電体９６３５の充電を行う構成であってもよい。例えば、無線（非接触）で電力を送受信
して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成と
してもよい。

【0305】

図２７に、他の電子機器の例を示す。図２７において、表示装置８０００は、本発明の一
態様に係る蓄電装置８００４を用いた電子機器の一例である。具体的に、表示装置８００
０は、ＴＶ放送受信用の表示装置に相当し、筐体８００１、表示部８００２、スピーカ部
８００３、蓄電装置８００４等を有する。本発明の一態様に係る蓄電装置８００４は、筐
体８００１の内部に設けられている。表示装置８０００は、商用電源から電力の供給を受
けることもできるし、蓄電装置８００４に蓄積された電力を用いることもできる。よって
、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る
蓄電装置８００４を無停電電源として用いることで、表示装置８０００の利用が可能とな
る。

【0306】

表示部８００２には、液晶表示装置、有機ＥＬ素子などの発光素子を各画素に備えた発光
装置、電気泳動表示装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉ
ｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ
Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの、半導体表示装置を用いることができる。

【0307】

なお、表示装置には、ＴＶ放送受信用の他、パーソナルコンピュータ用、広告表示用など
、全ての情報表示用表示装置が含まれる。

【0308】

図２７において、据え付け型の照明装置８１００は、本発明の一態様に係る蓄電装置８１
０３を用いた電子機器の一例である。具体的に、照明装置８１００は、筐体８１０１、光
源８１０２、蓄電装置８１０３等を有する。図２７では、蓄電装置８１０３が、筐体８１
０１及び光源８１０２が据え付けられた天井８１０４の内部に設けられている場合を例示
しているが、蓄電装置８１０３は、筐体８１０１の内部に設けられていても良い。照明装
置８１００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８１０３に蓄
積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が
受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置８１０３を無停電電源として用いる
ことで、照明装置８１００の利用が可能となる。

【0309】

なお、図２７では天井８１０４に設けられた据え付け型の照明装置８１００を例示してい
るが、本発明の一態様に係る蓄電装置は、天井８１０４以外、例えば側壁８１０５、床８
１０６、窓８１０７等に設けられた据え付け型の照明装置に用いることもできるし、卓上
型の照明装置などに用いることもできる。

【0310】

また、光源８１０２には、電力を利用して人工的に光を得る人工光源を用いることができ
る。具体的には、白熱電球、蛍光灯などの放電ランプ、ＬＥＤや有機ＥＬ素子などの発光
素子が、上記人工光源の一例として挙げられる。

【0311】

図２７において、室内機８２００及び室外機８２０４を有するエアコンディショナーは、
本発明の一態様に係る蓄電装置８２０３を用いた電子機器の一例である。具体的に、室内
機８２００は、筐体８２０１、送風口８２０２、蓄電装置８２０３等を有する。図２７で
は、蓄電装置８２０３が、室内機８２００に設けられている場合を例示しているが、蓄電
装置８２０３は室外機８２０４に設けられていても良い。或いは、室内機８２００と室外
機８２０４の両方に、蓄電装置８２０３が設けられていても良い。エアコンディショナー
は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８２０３に蓄積された電
力を用いることもできる。特に、室内機８２００と室外機８２０４の両方に蓄電装置８２
０３が設けられている場合、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時で
も、本発明の一態様に係る蓄電装置８２０３を無停電電源として用いることで、エアコン
ディショナーの利用が可能となる。

【0312】

なお、図２７では、室内機と室外機で構成されるセパレート型のエアコンディショナーを
例示しているが、室内機の機能と室外機の機能とを１つの筐体に有する一体型のエアコン
ディショナーに、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることもできる。

【0313】

図２７において、電気冷凍冷蔵庫８３００は、本発明の一態様に係る蓄電装置８３０４を
用いた電子機器の一例である。具体的に、電気冷凍冷蔵庫８３００は、筐体８３０１、冷
蔵室用扉８３０２、冷凍室用扉８３０３、蓄電装置８３０４等を有する。図２７では、蓄
電装置８３０４が、筐体８３０１の内部に設けられている。電気冷凍冷蔵庫８３００は、
商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８３０４に蓄積された電力を
用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時
でも、本発明の一態様に係る蓄電装置８３０４を無停電電源として用いることで、電気冷
凍冷蔵庫８３００の利用が可能となる。

【0314】

なお、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器などの電子機器は、短時間で高い電力
を必要とする。よって、商用電源では賄いきれない電力を補助するための補助電源として
、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることで、電子機器の使用時に商用電源のブレー
カーが落ちるのを防ぐことができる。

【0315】

また、電子機器が使用されない時間帯、特に、商用電源の供給元が供給可能な総電力量の
うち、実際に使用される電力量の割合（電力使用率と呼ぶ）が低い時間帯において、蓄電
装置に電力を蓄えておくことで、上記時間帯以外において電力使用率が高まるのを抑える
ことができる。例えば、電気冷凍冷蔵庫８３００の場合、気温が低く、冷蔵室用扉８３０
２、冷凍室用扉８３０３の開閉が行われない夜間において、蓄電装置８３０４に電力を蓄
える。そして、気温が高くなり、冷蔵室用扉８３０２、冷凍室用扉８３０３の開閉が行わ
れる昼間において、蓄電装置８３０４を補助電源として用いることで、昼間の電力使用率
を低く抑えることができる。

【0316】

また、本発明の一態様の蓄電装置は、車両に搭載することもできる。

【0317】

蓄電装置を車両に搭載すると、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、又はプ
ラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車を実現できる
。

【0318】

図２８（Ａ）、（Ｂ）に、本発明の一態様の蓄電装置を用いた車両を例示する。図２８（
Ａ）に示す自動車８４００は、走行のための動力源として電気モーターを用いる電気自動
車である。または、走行のための動力源として電気モーターとエンジンを適宜選択して用
いることが可能なハイブリッド自動車である。本発明の一態様を用いることで、航続距離
の長い車両を実現することができる。また、自動車８４００は蓄電装置を有する。蓄電装
置は電気モーターを駆動するだけでなく、ヘッドライト８４０１やルームライト（図示せ
ず）などの発光装置に電力を供給することができる。

【0319】

また、蓄電装置は、自動車８４００が有するスピードメーター、タコメーターなどの表示
装置に電力を供給することができる。また、蓄電装置は、自動車８４００が有するナビゲ
ーションシステムなどの半導体装置に電力を供給することができる。

【0320】

図２８（Ｂ）に示す自動車８５００は、自動車８５００が有する蓄電装置にプラグイン方
式や非接触給電方式等により外部の充電設備から電力供給を受けて、充電することができ
る。図２８（Ｂ）に、地上設置型の充電装置８０２１から自動車８５００に搭載された蓄
電装置に、ケーブル８０２２を介して充電を行っている状態を示す。充電に際しては、充
電方法やコネクターの規格等はＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）やコンボ等の所定の方式で適
宜行えばよい。充電装置８０２１は、商用施設に設けられた充電ステーションでもよく、
また家庭の電源であってもよい。例えば、プラグイン技術によって、外部からの電力供給
により自動車８５００に搭載された蓄電装置を充電することができる。充電は、ＡＣＤＣ
コンバータ等の変換装置を介して、交流電力を直流電力に変換して行うことができる。

【0321】

また、図示しないが、受電装置を車両に搭載し、地上の送電装置から電力を非接触で供給
して充電することもできる。この非接触給電方式の場合には、道路や外壁に送電装置を組
み込むことで、停車中に限らず走行中に充電を行うこともできる。また、この非接触給電
の方式を利用して、車両同士で電力の送受信を行ってもよい。さらに、車両の外装部に太
陽電池を設け、停車時や走行時に蓄電装置の充電を行ってもよい。このような非接触での
電力の供給には、電磁誘導方式や磁界共鳴方式を用いることができる。

【0322】

本発明の一態様によれば、蓄電装置のサイクル特性が良好となり、信頼性を向上させるこ
とができる。また、本発明の一態様によれば、蓄電装置の特性を向上することができ、よ
って、蓄電装置自体を小型軽量化することができる。蓄電装置自体を小型軽量化できれば
、車両の軽量化に寄与するため、航続距離を向上させることができる。また、車両に搭載
した蓄電装置を車両以外の電力供給源として用いることもできる。この場合、電力需要の
ピーク時に商用電源を用いることを回避することができる。

【0323】

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせることができる。

【実施例0324】

本実施例では、本発明の一態様の蓄電装置を作製し、その特性を評価した結果について説
明する。

【0325】

本実施例では、図１（Ａ）に示す蓄電装置５００を作製した。

【0326】

本実施例の試料は、本発明の一態様を適用した試料Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２、Ｃ１、Ｃ２
、Ｄ１、Ｄ２の計８個である。

【0327】

本実施例で作製した各試料では、正極集電体の片面に正極活物質層を有する正極を１つと
、負極集電体の片面に負極活物質層を有する負極を１つ用いた。つまり、本実施例の各試
料は、１層の正極活物質層と、１層の負極活物質層を有する構成である。

【0328】

まず、電極の作製方法について説明する。

【0329】

［負極の作製方法］
負極の作製方法は、本実施例の試料全てにおいて共通である。

【0330】

負極活物質には比表面積６．３ｍ^２／ｇ、平均粒径１５μｍの球状化天然黒鉛（日本黒鉛
工業株式会社製、ＣＧＢ－１５）を用いた。また、結着剤としてカルボキシメチルセルロ
ースナトリウム（ＣＭＣ－Ｎａ）及びＳＢＲを用いた。用いたＣＭＣ－Ｎａの重合度は６
００以上８００以下、１ｗｔ％水溶液として用いた場合の水溶液粘度は３００ｍＰａ・ｓ
以上５００ｍＰａ・ｓ以下の範囲の値であった。黒鉛、ＣＭＣ－Ｎａ、及びＳＢＲの配合
は、黒鉛：ＣＭＣ－Ｎａ：ＳＢＲ＝９７：１．５：１．５（ｗｔ％）とした。

【0331】

まず、ＣＭＣ－Ｎａの粉末と活物質とを混合し、混練機で混練し、第１の混合物を得た。

【0332】

次に、第１の混合物に少量の水を添加し、固練りを行い、第２の混合物を得た。ここで、
固練りとは、高粘度による混練のことである。

【0333】

次に、水をさらに添加し、混練機を用いて混練し、第３の混合物を得た。

【0334】

次に、ＳＢＲの５０ｗｔ％水分散液を添加し、混練機を用いて混練した。その後、減圧下
での脱泡を行い、スラリーを得た。

【0335】

次に、連続塗工機を用いて、負極集電体にスラリーの塗布を行った。負極集電体には膜厚
１８μｍの圧延銅箔を用いた。塗工速度は、０．７５ｍ／ｍｉｎとした。

【0336】

次に、負極集電体上に塗布したスラリーの溶媒を、乾燥炉を用いて気化した。まず、大気
雰囲気下で、５０℃、１２０秒間の処理を行った後に、８０℃で１２０秒間の処理を行っ
た。さらに、減圧雰囲気下（ゲージ圧で－１００ｋＰａ）で、１００℃、１０時間の処理
を行った。

【0337】

以上の工程により、負極集電体の片面に負極活物質層を作製し、負極を作製した。

【0338】

［正極の作製方法］
正極の作製方法は、本実施例の試料全てにおいて共通である。

【0339】

正極活物質には比表面積０．２１ｍ^２／ｇ、平均粒径１０μｍのＬｉＣｏＯ_２を用い、結
着剤としてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用い、導電助剤としてアセチレンブラッ
クを用いた。ＬｉＣｏＯ_２、ＰＶｄＦ、及びアセチレンブラックの配合は、ＬｉＣｏＯ_２
：アセチレンブラック：ＰＶｄＦ＝９０：５：５（ｗｔ％）とした。

【0340】

初めに、アセチレンブラックとＰＶｄＦとを混合し、混練機で混練し、第１の混合物を得
た。

【0341】

次に、第１の混合物に活物質を添加し、第２の混合物を得た。

【0342】

次に、第２の混合物に溶媒であるＮ－メチル－２－ピロリドン（ＮＭＰ）を添加し、混練
機を用いて混練した。以上の工程により、スラリーを作製した。

【0343】

次に、大型の混練機で混練を行った。

【0344】

次に、連続塗工機を用いて、正極集電体にスラリーの塗布を行った。正極集電体には、ア
ルミ集電体（膜厚２０μｍ）を用いた。塗工速度は０．２ｍ／ｍｉｎとした。

【0345】

その後、正極集電体上に塗布したスラリーの溶媒を、乾燥炉を用いて気化した。溶媒の気
化は、大気雰囲気下で行い、７０℃で７．５分間の処理を行った後に９０℃で７．５分間
の処理を行った。

【0346】

次に、減圧雰囲気下（ゲージ圧で－１００ｋＰａ）で、１７０℃、１０時間の加熱処理を
行った。その後、正極活物質層を、ロールプレス法によりプレスして圧密化した。

【0347】

以上の工程により、正極集電体の片面に正極活物質層を作製し、正極を作製した。

【0348】

作製した正極活物質層及び負極活物質層の活物質担持量、膜厚、及び密度の平均値を表１
に示す。なお、本明細書中で示すこれらの値は、試料を作製する際に用いた電極の各測定
値の平均値である。集電体の両面に活物質層を有する場合、これらの値は、片面の活物質
層における活物質担持量、膜厚、及び密度の平均値に相当する。

【0349】

【表1】

【0350】

電解液には、溶媒として、ＥＣ（エチレンカーボネート）とＰＣ（プロピレンカーボネー
ト）を体積比１：１で混合したものを用い、溶質および添加剤としては、表２に示す条件
振りを行った。試料Ａ１、Ａ２（以下、これらの試料の電解液の構成を条件Ａとする）は
、電解液の溶質として１ｍｏｌ／ｌのＬｉＴＦＳＡ（リチウムビストリフルオロメタンス
ルホニルアミド）を用い、１ｗｔ％のＶＣ（ビニレンカーボネート）および２ｗｔ％のＬ
ｉＦＳＡ（リチウムビスフルオロスルホニルアミド）を添加剤として用いた。試料Ｂ１、
Ｂ２（以下、条件Ｂとする）は、電解液の溶質として１ｍｏｌ／ｌのＬｉＦＳＡを用い、
１ｗｔ％のＶＣを添加剤として用いた。試料Ｃ１、Ｃ２（以下、条件Ｃとする）は、電解
液の溶質として１ｍｏｌ／ｌのＬｉＢＥＴＡ（リチウムビスペンタフルオロエタンスルホ
ニルアミド）を用い、１ｗｔ％のＶＣを添加剤として用いた。試料Ｄ１、Ｄ２（以下、条
件Ｄとする）は、電解液の溶質として１ｍｏｌ／ｌのＬｉＢＥＴＡを用い、１ｗｔ％のＰ
Ｓ（プロパンスルトン）を添加剤として用いた。条件Ａの各試料にはＬｉＦＳＡが添加剤
として、条件Ｂの各試料にはＬｉＦＳＡが溶質として用いられている。

【0351】

【表2】

【0352】

また、セパレータとしてはポリフェニレンサルファイドを用いた厚さ４６μｍのセパレー
タ（以下、ＰＰＳセパレータとも記す）を２枚重ねたものを用いた。

【0353】

また、外装体には、アルミの両面に、樹脂層を被覆したフィルムを用いた。

【0354】

次に、試料の作製方法について説明する。

【0355】

まず、正極、負極、及びセパレータを切断した。正極の大きさは２０．４９ｃｍ^２、負極
の大きさは２３．８４ｃｍ^２とした。

【0356】

次に、タブ領域上の正極活物質及び負極活物質を剥がして、集電体を露出させた。

【0357】

次に、セパレータを挟んで正極および負極を積層した。このとき、正極および負極は、正
極活物質層と、負極活物質層が向かい合うように積層した。

【0358】

次に、正極及び負極にリードを超音波溶接によって取り付けた。

【0359】

次に、外装体の４辺のうち２辺を残して、外装体を加熱により接合した。

【0360】

次に、リードに設けられた封止層と外装体の封止層が重なるように配置し、加熱により接
合した。この時、電解液を注入する辺以外を接合した。

【0361】

次に、外装体と、外装体で包まれた正極、セパレータ、及び負極を乾燥させるための加熱
処理を行った。加熱条件は、減圧雰囲気下（ゲージ圧で－１００ｋＰａ）で８０℃、１０
時間とした。

【0362】

次に、アルゴンガス雰囲気下で、封止されていない１辺から約６００μｌの電解液を注入
した。その後、減圧雰囲気下（ゲージ圧で－６０ｋＰａ）で、加熱により外装体の１辺を
封止した。以上の工程により、薄型の蓄電装置を作製した。

【0363】

次に、試料Ａ２、Ｂ２、Ｃ２、Ｄ２の加熱処理を行った。加熱条件は、実施の形態２で説
明したフッ素ゴムとの一体形成を想定して大気圧雰囲気下で１７０℃、１５分とした。具
体的には、恒温槽を約１７０℃まで昇温後、各試料を恒温槽に投入し、１５分後に各試料
を取り出した。該加熱処理において、各試料の外装体内部における膨張は見られなかった
。

【0364】

以上により、試料を作製した。

【0365】

次に、本実施例の各試料の２５℃における充放電特性を評価した。該測定は、充放電測定
機（東洋システム社製）を用いて行った。４．３Ｖを上限として定電流－定電圧充電を行
い、２．５Ｖを下限として定電圧放電を行った。充放電は０．１Ｃのレートで行い、充電
後に１０分の休止時間を設けた。充放電は２サイクル行った。

【0366】

ここで充電レート及び放電レートについて説明する。充電レート１Ｃとは、容量Ｘ（Ａｈ
）のセルを定電流充電して、ちょうど１時間で充電終了となる電流値のことである。１Ｃ
＝Ｉ（Ａ）であるとすると、充電レート０．２ＣとはＩ／５（Ａ）のことであり、すなわ
ちちょうど５時間で充電終了となる電流値を意味する。同様に、放電レート１Ｃとは、容
量Ｘ（Ａｈ）のセルを定電流放電して、ちょうど１時間で放電終了となる電流値のことで
あり、放電レート０．２Ｃとは、Ｉ／５（Ａ）のことであり、すなわちちょうど５時間で
放電終了となる電流値を意味する。なお、正極活物質であるＬｉＣｏＯ_２の充電上限電圧
を４．３Ｖとした時に得られる容量である１７０ｍＡｈ／ｇを基準として、レートを算出
した。

【0367】

図２９（Ａ）には試料Ａ１の、図２９（Ｂ）には試料Ａ２の、図２９（Ｃ）には試料Ｂ１
の、図２９（Ｄ）には試料Ｂ２の充放電カーブを示す。また図３０（Ａ）には試料Ｃ１の
、図３０（Ｂ）には試料Ｃ２の、図３０（Ｃ）には試料Ｄ１の、図３０（Ｄ）には試料Ｄ
２の充放電カーブを示す。図２９（Ａ）乃至図３０（Ｄ）は、横軸が容量（ｍＡｈ／ｇ）
であり、縦軸が電圧（Ｖ）である。

【0368】

図２９（Ａ）、（Ｃ）に示すように、試料Ａ１、Ａ２、Ｂ１、Ｂ２においては、１回目の
充電時に異常が生じ、１回目の放電時に特性が急激に劣化していることがわかる。また、
２回目の放電においてはさらなる劣化がみられる。これは、電解液の溶質であるＬｉＴＦ
ＳＡおよびＬｉＦＳＡが、正極が高電位の状態で正極集電体のアルミニウムを腐食してし
まうことを示していると考えられる。条件Ａおよび条件Ｂの試料は、加熱処理を行った場
合にも同様の特性異常がみられる（図２９（Ｂ）、（Ｄ）参照）。

【0369】

一方で図３０（Ａ）、（Ｃ）に示すように、試料Ｃ１、Ｃ２、Ｄ１、Ｄ２においては、１
回目および２回目の充電が正常に行われ、良好な充放電特性が得られていることがわかる
。この結果より、溶質にＬｉＢＥＴＡを用いた蓄電装置は充電電圧４．３Ｖの充放電にお
いても正極集電体の腐食を抑制でき、安定した動作を行うことがわかる。また図３０（Ｂ
）、（Ｄ）に示すように、条件Ｃおよび条件Ｄの試料は、加熱処理を行った場合にも容量
の低下が小さく、正常な充放電特性が得られており、耐熱性が高いことがわかる。表３に
は、条件Ｃおよび条件Ｄの試料の加熱処理による放電容量の維持率を示す。放電容量の維
持率の算出には、それぞれの試料の、２回目の放電容量を用いた。

【0370】

【表3】

【0371】

図３０（Ｂ）、（Ｄ）および表３より、条件Ｄの電解液を用いた蓄電装置が最も耐熱性が
高く、高い電池容量を得られることがわかった。

【実施例0372】

本実施例では、本発明の一態様の蓄電装置が有する負極活物質として用いる球状化天然黒
鉛の表面状態を確認する実験を行った結果について説明する。

【0373】

［断面ＴＥＭ観察］
球状化天然黒鉛の粉末を収束イオンビーム（ＦＩＢ）法により薄片化して取り出した試料
に対して断面ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）観察を行った。断面ＴＥＭ観察に用いた装置は
、株式会社日立ハイテクノロジーズ社製のＨ－９０００ＮＡＲであり、観察は加速電圧２
００ｋＶで行った。得られたＴＥＭ像を図３１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す。図３１（Ｂ）、
（Ｃ）は、それぞれ図３１（Ａ）に示すエッジ面近傍を含む領域９００、ベーサル面近傍
を含む領域９０１を拡大したＴＥＭ像である。ただし、断面ＴＥＭ観察においてベーサル
面と見られる面においても、微小なエッジは存在しているものと考えられる。

【0374】

球状化天然黒鉛は、黒鉛層が折り畳まれた構造を有する（図３１（Ａ）参照）。図３１（
Ｂ）、（Ｃ）より、球状化天然黒鉛はエッジ面近傍、ベーサル面近傍のいずれにおいても
、規則的に配列された黒鉛層９１１より外側（最表面層）に、黒鉛層９１１より結晶性の
低い被覆層９１２を有することがわかる。

【0375】

［ラマンスペクトル測定］
次に、ラマン分光法によりラマンスペクトルを測定した結果について説明する。測定には
、（株）堀場製作所の顕微Ｒａｍａｎ装置ＬａｂＲＡＭを用い、球状化天然黒鉛の粉末に
対して２点測定した。なおラマン測定に用いたレーザーの波長は５３２ｎｍである。

【0376】

球状化天然黒鉛の粉末のラマン測定結果を図３２に示す。図３２において、黒鉛の結晶の
乱れを示すＤバンド（ラマンスペクトルにおける１３６０ｃｍ^－１付近のピーク）が明確
に認められる。また、Ｇバンド（ラマンスペクトルにおける１５８０ｃｍ^－１付近のピー
ク）とＤバンドの強度比の値（Ｒ値）を表４に示す。Ｄバンドが明確に認められることに
対応し、Ｒ値は０．２８および０．３８という小さくない値となっている。このようにＲ
値が小さくないことは、図３１（Ｂ）、（Ｃ）に示すように球状化天然黒鉛の表面に結晶
性が低下した層が認められたことと対応しているものと考えられる。

【0377】

【表4】

【0378】

本実施例で示すような、ＴＥＭ観察やラマン分光分析によって認められる、黒鉛粒子の最
表面に存在する結晶性の低い層が、ＰＣの黒鉛層への挿入を抑制できる可能性がある。