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CN116706239A - 蓄电装置及电子设备 - Google Patents

蓄电装置及电子设备 Download PDF

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CN116706239A
CN116706239A CN202310744981.XA CN202310744981A CN116706239A CN 116706239 A CN116706239 A CN 116706239A CN 202310744981 A CN202310744981 A CN 202310744981A CN 116706239 A CN116706239 A CN 116706239A
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CN
China
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positive electrode
storage device
electrolyte
power storage
negative electrode
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CN202310744981.XA
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成田和平
田岛亮太
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
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Abstract

本公开涉及蓄电装置及电子设备。提供一种其充放电特性不容易因加热处理而劣化的蓄电装置或者一种针对加热处理的安全性高的蓄电装置。该蓄电装置包括正极、负极、隔离体、电解质以及外包装体。隔离体位于正极与负极之间，并包含聚苯硫醚或纤维素纤维。电解质包含碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、及碳酸亚乙烯酯、六氟磷酸锂及双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂。相对于电解质的六氟磷酸锂浓度的重量比为0.01wt％以上且1.9wt％以下。

Description

蓄电装置及电子设备
本分案申请是基于申请号为201780072406.2，申请日为2017年11月22日，发明名称为“蓄电装置及电子设备”的中国专利申请的分案申请。
技术领域
本发明的一个实施方式涉及一种蓄电装置及电子设备。
注意，本发明的一个实施方式不局限于上述技术领域。本说明书等所公开的发明的一个实施方式涉及一种物品、方法或制造方法。本发明的一个实施方式涉及一种工艺(process)、机器(machine)、产品(manufacture)或组合物(composition of matter)。具体而言，作为本说明书所公开的发明的一个实施方式的技术领域的例子包括半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、摄像装置、这些装置的驱动方法和这些装置的制造方法。
在本说明书中，蓄电装置是表示具有蓄电功能的单元以及装置的总称。例如，锂离子二次电池等蓄电装置(也称为二次电池)、锂离子电容器及双电层电容器等都包括在蓄电装置的范畴内。
背景技术
近年来，对锂离子二次电池、锂离子电容器及空气电池等各种蓄电装置积极地进行了开发。尤其是，移动电话、智能手机、笔记本个人计算机等便携式信息终端、便携式音乐播放机、数码相机、医疗设备、混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)或插电式混合动力汽车(PHEV)等新一代清洁能源汽车等的半导体产业的发展，高输出、高能量密度的锂离子二次电池的需求剧增。作为现代信息化社会的能够反复充电的能量供应源，锂离子二次电池是必不可少的。
如此，锂离子二次电池被应用于各种领域或用途。这种锂离子二次电池被要求的特性是高能量密度、高循环特性及在各种工作环境下的安全性等。
锂离子二次电池至少包括正极、负极以及电解质(专利文献1)。
[参考文献]
[专利文献]
[专利文献1]日本专利申请公开第2012-009418号公报
发明内容
搭载于可穿戴设备、便携式信息终端等电子设备的蓄电池需要能够承受电子设备加工时的加热处理。尤其是，在该电子设备的框体与锂离子蓄电池一体形成时，锂离子电池需要对该框体的制造温度以上的温度具有耐热性。
为了蓄电装置得到耐热性，被要求电解质的高耐热性。为了提高电解质的耐热性，抑制电解质因热而分解或者抑制电解质因热与其他构件起反应而分解被认为是有效的。电解质与其他构件的反应的例子包括与正极、负极、隔离体或外包装体的反应。
鉴于上述问题，本发明的一个实施方式的目的是提供一种其充放电特性不容易因加热处理而劣化的蓄电装置。本发明的一个实施方式的另一个目的是提供一种针对加热处理的安全性高的蓄电装置。本发明的一个实施方式的另一个目的是提供一种柔性高的蓄电装置。本发明的一个实施方式的另一个目的是提供一种新的蓄电装置或电子设备等。
注意，这些目的的记载并不妨碍其他目的的存在。本发明的一个实施方式并不需要实现所有上述目的。可以从说明书、附图、权利要求书等的记载得知并提取上述以外的目的。
本发明的一个实施方式的蓄电装置包括正极、负极、第一隔离体、电解质以及外包装体。正极包括正极活性物质层及正极集流体。负极包括负极物质层及负极集流体。第一隔离体位于正极与负极之间。第一隔离体包含聚苯硫醚或纤维素纤维。电解质包含碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、六氟磷酸锂及以下述通式(G1)表示的锂盐。
[化学式1]
在通式(G1)中，R1及R2分别独立地表示氟、或者直链状、支链状或环状的碳原子数为1至10的氟烷基。
蓄电装置优选包括第二隔离体。第二隔离体优选位于正极和负极中的一个或两个与外包装体之间，并包含聚苯硫醚或纤维素纤维。
在蓄电装置中，相对于电解质的六氟磷酸锂浓度的重量比优选为0.01wt％以上且1.9wt％以下。
在蓄电装置中，以通式(G1)表示的锂盐优选为双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂。
在上述蓄电装置中，正极集流体优选包含铝或不锈钢。
本发明的一个实施方式的电子设备包括上述蓄电装置、表带、显示面板以及框体。蓄电装置包括正极引线及负极引线。正极引线与正极电连接。负极引线与负极电连接。蓄电装置埋入在表带中。正极引线的一部分及负极引线的一部分从表带突出。蓄电装置具有柔性。蓄电装置与显示面板电连接。显示面板包括在框体中。表带与框体连接。表带包含橡胶材料。
在电子设备中，橡胶材料优选为氟橡胶或硅酮橡胶。
本发明的一个实施方式可以提供一种其充放电特性不容易因加热处理而劣化的蓄电装置。本发明的一个实施方式可以提供一种针对加热处理的安全性高的蓄电装置。本发明的一个实施方式可以提供一种柔性高的蓄电装置。本发明的一个实施方式可以提供一种新的蓄电装置或电子设备等。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。本发明的一个实施方式并不需要实现所有上述效果。说明书、附图以及权利要求书等的记载中显然存在上述效果以外的效果，可以从说明书、附图以及权利要求书等的记载中获得上述效果以外的效果。
附图说明
图1A至图1C示出蓄电装置及电极的例子。
图2A及图2B各自示出蓄电装置的例子。
图3A及图3B示出蓄电装置的例子。
图4A及图4B示出蓄电装置的例子。
图5A及图5B示出蓄电装置的例子。
图6A至图6F示出压花加工的例子。
图7A及图7B示出蓄电装置的例子。
图8示出蓄电装置的例子。
图9示出蓄电装置的例子。
图10A至图10C示出蓄电装置的制造方法的例子。
图11A至图11C示出蓄电装置的制造方法的例子。
图12A至图12C示出蓄电装置的制造方法的例子。
图13示出蓄电装置的制造方法的例子。
图14A至图14C示出电子设备、表带及蓄电装置的例子。
图15A至图15C示出表带及蓄电装置的例子。
图16A及图16B示出蓄电装置的例子。
图17A至图17C示出泄漏检测方法的例子。
图18A及图18B示出蓄电装置的例子。
图19A及图19B示出蓄电装置的例子。
图20示出蓄电装置的例子。
图21A至图21D示出蓄电装置的制造方法。
图22A、图22B、图22C1及图22C2示出蓄电装置的例子。
图23示出蓄电装置的例子。
图24A至图24D示出蓄电装置的制造方法。
图25示出蓄电装置的例子。
图26A至图26F各自示出电子设备的例子。
图27A至图27D各自示出电子设备的例子。
图28A至图28C各自示出电子设备的例子。
图29示出电子设备的例子。
图30A及图30B各自示出电子设备的例子。
图31A至图31D各自示出实施例1中的充放电曲线。
图32A至图32D各自示出实施例1中的充放电曲线。
图33A至图33D各自示出实施例1中的充放电曲线。
图34A至图34D各自示出实施例1中的充放电曲线。
图35A至图35D各自示出实施例1中的循环特性。
图36A至图36D各自示出实施例1中的循环特性。
图37A至图37D各自示出实施例1中的循环特性。
图38A至图38D各自示出实施例1中的循环特性。
图39A至图39D各自示出实施例1中的循环特性。
图40A至图40D各自示出实施例1中的循环特性。
图41A至图41D各自示出实施例1中的循环特性。
图42A至图42D各自示出实施例1中的循环特性。
图43A及图43B示出六氟磷酸锂浓度与循环特性的关系。
图44A至图44D各自示出实施例2中的充放电曲线。
图45A及图45B各自示出实施例2中的充放电曲线。
图46A至图46C各自示出实施例2中的循环特性。
图47A至图47C各自示出实施例2中的循环特性。
图48A至图48C各自示出实施例2中的循环特性。
图49A至图49C各自示出实施例2中的循环特性。
图50A及图50B示出六氟磷酸锂浓度与循环特性的关系。
图51示出实施例3中的XPS测定位置。
图52A至图52C各自示出实施例3中的XPS光谱。
图53A至图53C各自示出实施例3中的XPS光谱。
图54A至图54C各自示出实施例3中的XPS光谱。
图55A及图55B各自示出实施例3中的XPS光谱。
图56A及图56B示出实施例3中的TG-DTA测定结果。
图57示出实施例4中的TG-DTA测定结果。
具体实施方式
以下参照附图对实施方式进行详细的说明。本发明不局限于以下说明，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。
注意，在下面说明的发明的结构中，在不同的附图中共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，而省略反复说明。此外，将相同的阴影线应用于具有相同功能的部分，而且有时该部分不特别附加有附图标记。
另外，为了便于理解，有时附图等中示出的各构成的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图等所公开的位置、大小、范围等。
在本说明书等中，柔性是指柔韧且可弯曲的物体的性质。换言之，柔性是物体能够根据施加到物体的外力而变形的性质，不考虑弹性或恢复到变形前形状的恢复性。具有柔性的蓄电装置诸如柔性蓄电装置可以根据外力变形。柔性蓄电装置可以在固定为变形状态下使用，以反复变形的方式使用或在没有变形的状态下使用。在本说明书等中，外包装体的内部是指蓄电池中的由外包装体包围的区域，在该区域中容纳正极、负极、活性物质层、隔离体等的结构物及电解质等。
此外，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”。例如，有时可以将“导电层”换成为“导电膜”。此外，有时可以将“绝缘膜”换成为“绝缘层”。
(实施方式1)
在本实施方式中，参照图1A至图1C至图13说明本发明的实施方式的蓄电装置。
本发明的一个实施方式的蓄电装置包括正极、负极、隔离体、电解质及外包装体。
为了蓄电装置得到高耐热性，需要电解质的高耐热性。为了提高电解质的耐热性，抑制电解质因热而分解或者抑制电解质因热与其他构件起反应而分解被认为是有效的。电解质与其他构件的反应例子包括与正极、负极、隔离体或外包装体的反应。
注意，在本说明书等中，电解质是指具有导电性的物质。电解质不局限于液体，也可以为凝胶或固体。有时将液态的电解质称为电解液。电解液可以通过将溶质溶解于溶剂中而制造。有时将固态的电解质称为固体电解质。
例如，作为被用作电解质的溶质的锂盐，以通式(100)表示的六氟磷酸锂(LiPF6)已经普及。但是，六氟磷酸锂的化学稳定性及热稳定性差。例如，微量水分引起加水分解而产生HF，这会成为蓄电装置的劣化原因。此外，也可以说是在高温下六氟磷酸锂分解成LiF和PF5，并且PF5分解溶剂。溶质在高温下可能具有低稳定性。六氟磷酸锂的热分解温度为154℃左右。热分解温度是粉末状态下的重量因热分解减少5％时的温度。因热分解产生的重量变动可以通过利用热重-差热分析(TG-DTA：Thermogravimetry-Differential ThermalAnalysis)等测定。
[化学式2]
通式(G1)表示本发明的一个实施方式所使用的锂盐。
[化学式3]
在通式(G1)中，R1及R2分别独立地表示氟、或者直链状、支链状或环状的碳原子数为1至10的氟烷基。
在本说明书等中，氟烷基是指烷基的氢原子的一部分或全部被氟原子取代的基。优选烷基的氢原子的60％以上被氟原子取代。氟烷基也可以具有除碳、氢、氟外的原子诸如氧、硫、氮。
以通式(G1)表示的锂盐的化学稳定性及热稳定性高。由于锂盐的分解温度及耐热性高，所以可以提高包括被用作溶质的锂盐的蓄电池的耐热性。此外，由于以通式(G1)表示的锂盐包含电负性高的氟，所以氟烷磺酸基呈现强吸电子性，并锂离子解离性非常高。因此，在锂离子二次电池等蓄电装置中适合用于电解质的溶质。氟烷基所包含的氟原子越多越好。
在通式(G1)中，R1更优选为氟、或者直链状、支链状或环状的碳原子数为1至7的氟烷基。在通式(G1)中，R2更优选为氟、或者直链状、支链状或环状的碳原子数为1至7的氟烷基。在将这种锂盐用作电解质的溶质时，可以提高蓄电装置的耐热性。
在通式(G1)中，R1更优选为氟、或者直链状、支链状或环状的碳原子数为1至5的氟烷基。在通式(G1)中，R2更优选为氟、或者直链状、支链状或环状的碳原子数为1至5的氟烷基。此时，以通式(G1)表示的锂盐的解离性得到提高。由此，电解质可以具有高离子传导率。此外，以通式(G1)表示的锂盐的分子量不增大，并且溶解于溶剂中的锂盐重量很小。由此，可以抑制电解质的粘度增大，而可以抑制电池特性的劣化。此外，也可以抑制成本。
下面示出以通式(G1)表示的锂盐的具体结构式。优选将以结构式(101)表示的双(氟磺酰基)酰胺锂(LiN(FSO2)2N，简称：LiFSA)、以结构式(102)表示的双(三氟甲基磺酰)酰胺锂(Li(CF3SO2)2N，简称：LiTFSA)、以结构式(103)表示的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(Li(C2F5SO2)2N，简称：LiBETA)、以结构式(104)表示的(全氟丁基磺酰氟)(三氟甲基磺酰氟)酰胺锂(LiN(C4F9SO2)(CF3SO2))等用作溶质。这些材料的热分解温度高。由此，包括这些材料作为溶质的蓄电装置可以提高耐热性。例如，双(氟磺酰基)酰胺锂的熔点及热分解温度分别为140℃及300℃左右。双(三氟甲基磺酰)酰胺锂的熔点及热分解温度分别为233℃及380℃左右。双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂的熔点及热分解温度分别为328℃及350℃左右。
[化学式4]
然而，以通式(G1)表示的锂盐有时与集流体起反应而导致集流体的腐蚀。集流体的腐蚀有可能成为电池容量降低等的原因。
有时上述以结构式(100)表示的六氟磷酸锂与集流体起反应，来在集流体表面上形成钝态膜并抑制集流体的腐蚀。
由此，在本发明的一个实施方式中，电解质的溶质优选包含以通式(G1)表示的锂盐及以结构式(100)表示的六氟磷酸锂(LiPF6)。六氟磷酸锂(LiPF6)在集流体表面形成钝态膜，并抑制集流体的腐蚀。优选以足以在集流体表面形成钝态膜的量使用六氟磷酸锂(LiPF6)。此外，以通式(G1)表示的锂盐主要供应用作载流子离子的锂离子，并还具有高耐热性。并且，通过使用以通式(G1)表示的锂盐及以结构式(100)表示的六氟磷酸锂(LiPF6)，可以使蓄电装置具有高耐热性。即使进行蓄电池的加热处理，蓄电装置的容量及能量密度也在反复进行充放电之后不容易降低。
为了提高蓄电装置的耐热性，包含在电解质中的溶剂的沸点优选高，且其蒸气压优选低。该溶剂的介电常数及溶解溶质能力优选都高。作为这种溶剂，可以使用碳酸酯。碳酸酯是指在其分子结构中包含至少一个碳酸酯的化合物，并且在其范畴内包括环状碳酸酯及链状碳酸酯。链状包括直链状和支链状。作为环状碳酸酯，例如可以使用以结构式(301)表示的碳酸乙烯酯(EC)、以结构式(302)表示的碳酸丙烯酯(PC)及以结构式(303)表示的碳酸亚乙烯酯(VC)。碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)及碳酸亚乙烯酯(VC)的沸点分别为243℃、242℃及162℃。这些碳酸酯的耐压性高且蒸气压低，由此优选将它们用作溶剂。
[化学式5]
在石墨(层状石墨)被用作负极时，有时碳酸丙烯酯(PC)在石墨表面上不形成钝态膜，而与锂离子一起插入在石墨层之间，由此有时石墨层的一部分从石墨粒子剥离。因此，优选混合电解质和具有在石墨表面上形成钝态膜的功能的溶剂。具有在石墨表面上形成钝态膜的功能的溶剂的例子包括碳酸乙烯酯(EC)、碳酸亚乙烯酯(VC)等。在本发明的一个实施方式中，作为电解质的溶剂，使用碳酸丙烯酯(PC)、碳酸乙烯酯(EC)及碳酸亚乙烯酯(VC)。由此，可以抑制石墨层的一部分从石墨粒子剥离。
在本发明的一个实施方式中，作为电解质的溶剂优选包含碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)及碳酸亚乙烯酯(VC)，并且电解质的溶质优选包含以通式(G1)表示的锂盐以及六氟磷酸锂(LiPF6)。
在本发明的一个实施方式的蓄电装置中，优选使用通过下述方法形成的电解质：混合碳酸亚乙烯酯(VC)与混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液，并将双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂溶解在溶剂中。
具体而言，溶解于电解质中的碳酸亚乙烯酯(VC)的重量比为0.1wt％以上且5.0wt％以下，优选为1.0wt％。优选溶解于电解质中的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)的摩尔浓度为0.1mol/L以上且5.0mol/L以下，优选为1mol/L。相对于电解质的六氟磷酸锂的重量比优选为0.01wt％以上且1.9wt％以下，更优选为0.05wt％以上且1.2wt％以下，进一步优选为0.1wt％以上且0.8wt％以下。
可以通过X射线光电子能谱法(XPS：X-ray photoelectron spectroscopy)、气相色谱质谱联用分析法(GC-MS：gas chromatography-mass spectrometry)、液相色谱质谱联用分析(LC-MS：liquid chromatography mass spectrometry)、离子色谱法(IC：ionchromatography)、电感耦合等离子体原子发射光谱法(ICP-AES：inductively coupledplasma atomic emission spectroscopy)、原子吸收光谱法(AAS：atomic absorptionspectrometry)、辉光放电质谱分析(GD-MS：glow discharge mass spectrometry)、核磁共振法(NMR：nuclear magnetic resonance)、傅立叶变换红外光谱法(FT-IR：fouriertransform infrared spectroscopy)等调查电解质的组成。
一般被用作隔离体的聚乙烯、聚丙烯等对热敏感。有时在高温下隔离体的微细孔被堵塞，而导致蓄电装置的故障。
于是，在本发明的一个实施方式的蓄电装置中，优选使用包含聚苯硫醚(PSS：Polyphenylene sulfide)或纤维素纤维的隔离体。
包含聚苯硫醚的隔离体及包含溶剂纺丝再生纤维素纤维的隔离体具有优异的耐热性及抗药性。
此外，包含聚苯硫醚的隔离体及包含溶剂纺丝再生纤维素纤维的隔离体在高温下与电解液的反应性很低。因此，可以抑制输出特性或充放电循环特性的下降。
<蓄电装置的结构例子>
下面，对本发明的一个实施方式的蓄电装置的具体结构进行说明。
图1A示出本发明的一个实施方式的蓄电装置的蓄电装置500。作为蓄电装置500的一个例子，图1A示出薄型蓄电装置的方式，但是本发明的一个实施方式的蓄电装置不局限于此。
如图1A所示，蓄电装置500包括正极503、负极506、第一隔离体507、第二隔离体520及外包装体509。蓄电装置500也可以包括正极引线510及负极引线511。接合部518对应于外包装体509的外周的热压接合的部分。
图1B示出正极503的外观图。正极503包括正极集流体501及正极活性物质层502。
如图1B所示，正极503优选具有极耳区域281。正极引线510优选与极耳区域281的一部分焊接。极耳区域281优选具有正极集流体501露出的区域。在正极引线510与正极集流体501露出的区域焊接时，可以进一步降低接触电阻。图1B示出正极集流体501露出在极耳区域281整个区域中的例子，但是极耳区域281也可以部分地具有正极活性物质层502。
图1C示出负极506的外观。负极506包括负极集流体504及负极活性物质层505。
如图1C所示，负极506优选具有极耳区域282。负极引线511优选与极耳区域282的一部分焊接。极耳区域282优选具有负极集流体504露出的区域。在负极引线511与负极集流体504露出的区域焊接时，可以进一步降低接触电阻。图1C示出负极集流体504露出在极耳区域282整个区域中的例子，但是极耳区域282也可以部分地具有负极活性物质层505。
如图1A所示，第一隔离体507包括与正极503及负极506重叠的区域。第二隔离体520包括与极耳区域281及极耳区域282重叠的区域。注意，也可以不设置第二隔离体520。
图2A及图2B各自示出沿着图1A中的点划线A1-A2的截面图的例子。图2A和图2B各自示出使用一组正极503和负极506制造的蓄电装置500的截面结构。
如图2A及图2B所示，蓄电装置500包括正极503、负极506、第一隔离体507、第二隔离体520、电解质508及外包装体509。第一隔离体507位于正极503与负极506之间。第二隔离体520位于正极503与外包装体509之间及负极506与外包装体509之间。在外包装体509内充满有电解质508。
正极503包括正极活性物质层502和正极集流体501。负极506包括负极活性物质层505和负极集流体504。活性物质层形成在集流体的一个表面或相对表面上即可。第一隔离体507位于正极集流体501与负极集流体504之间。
蓄电装置包括一个以上的正极及一个以上的负极。例如，蓄电装置可以具有包括多个正极及多个负极的叠层结构。
正极503及负极506优选包括极耳区域，以使所层叠的多个正极可以彼此电连接并且所层叠的多个负极彼此电连接。另外，引线优选与极耳区域电连接。
图3A及图3B分别示出沿着图1A中的点划线B3-B4的截面图的例子以及沿着点划线B5-B6的截面图的例子。沿着点划线B3-B4的截面图对应于包括正极引线510及正极503的区域。沿着点划线B5-B6的截面图对应于包括负极引线511及负极506的区域。图3A和图3B示出使用一组正极503和负极506制造的蓄电装置500的截面结构。
如图3A所示，第二隔离体520设置在正极503与外包装体509之间。第二隔离体520优选具有与正极所包括的极耳区域281及正极引线510重叠的区域。如图3B所示，第二隔离体520设置在负极506与外包装体509之间。第二隔离体520优选具有与负极所包括的极耳区域282及负极引线511重叠的区域。
在作为外包装体509的外面使用导电材料且作为其内侧(正极及负极一侧)使用具有绝缘性的树脂时，有时该树脂因加热处理溶解，且外侧的导电材料露出。在外包装体的导电材料接触于正极引线510、负极引线511、正极集流体501或负极集流体504时，有可能引起泄漏。在将第二隔离体520设置在正极503与外包装体509之间以及负极506与外包装体509之间时，可以抑制泄漏。注意，也可以不设置第二隔离体520。
图4A示出沿着图1A中的点划线A1-A2的截面图的其他例子。图4B示出沿着图1A中的点划线B1-B2的截面图。
图4A及图4B各自示出使用多组正极503和负极506形成的蓄电装置500的截面结构。对蓄电装置500所包括的电极层的个数没有特别的限定。在电极层的个数多的情况下，蓄电装置可以实现大容量。另一方面，在电极层的个数少的情况下，蓄电装置可以实现薄型且高柔性。
图4A及图4B中的例子都包括各自在正极集流体501的一个表面上设置有正极活性物质层502的两个正极503；各自在正极集流体501的相对表面上设置有正极活性物质层502的两个正极503；以及各自在负极集流体504的相对表面上设置有负极活性物质层505的三个负极506。就是说，蓄电装置500包括六个正极活性物质层502和六个负极活性物质层505。注意，图4A和图4B示出第一隔离体507为袋状的例子，但是本发明不局限于此，第一隔离体507也可以为长方形或波纹管状。
另外，优选将图4A及图4B的在正极集流体501的两个表面上设置有正极活性物质层502的一个正极用在正极集流体501的一个表面上设置有正极活性物质层502的两个正极替换。同样地，优选将在负极集流体504的两个表面上设置有负极活性物质层505的一个负极用在负极集流体504的一个表面上设置有负极活性物质层505的两个负极替换。在图5A及图5B的蓄电装置500中，正极集流体501的没设置有正极活性物质层502的面相对并彼此接触，且负极集流体504的没设置有负极活性物质层505的面相对并彼此接触。在使蓄电装置500弯曲时，上述结构使两个正极集流体501的界面以及两个负极集流体504的界面用作滑动面，因此可以缓和产生在蓄电装置500中的应力。
虽然图1A示出正极503的端部与负极506的端部大致对齐的例子，但是正极503也可以延伸超出位于负极506的端部。
在蓄电装置500中，负极506不与正极503重叠的区域的面积优选尽量小。
在图2A所示的例子中，负极506的端部位于正极503的内侧。通过采用这种结构，负极506整体可以与正极503重叠，或者负极506不与正极503重叠的区域的面积可以减小。
蓄电装置500中的正极503及负极506的面积优选大致相同。例如，隔着第一隔离体507相对的正极503和负极506的面积优选大致相同。例如，隔着第一隔离体507相对的正极活性物质层502和负极活性物质层505的面积优选大致相同。
在图2B示出的例子中，正极503的端部位于负极506的端部的内侧。通过采用这种结构，正极503整体可以与负极506重叠，或者正极503不与负极506重叠的区域的面积可以减小。在负极506的端部位于正极503的端部的内侧时，有时电流会集中在负极506的端部。例如，电流集中在负极506的一部分，这有时导致锂会析出在负极506上。通过减少正极503不与负极506重叠的区域的面积，可以抑制负极506的一部分中的电流集中。由此，例如可以抑制负极506上的锂析出，所以是优选的。
如图4A及图4B所示，即使使用多个正极503和负极506，正极503的端部也可以位于负极506的内侧。正极503的端部可以与负极506的端部大致对齐。负极506的端部可以位于正极503的内侧。
如图1A所示，正极引线510优选与正极503电连接。同样地，负极引线511优选与负极506电连接。正极引线510及负极引线511露出到外包装体509的外侧而被用作与外部电接触的端子。
正极集流体501及负极集流体504也可以兼作与外部电接触的端子。此时，也可以不使用引线而将正极集流体501及负极集流体504以它们的一部分露出到外包装体509的外侧的方式进行配置。
另外，外包装体509的表面的一部分优选具有凸凹。由此，在使蓄电装置500弯曲时可以缓和施加到外包装体509的应力。蓄电装置500可以具有高柔性。这种凸凹可以在组装蓄电装置500之前对外包装体509进行压花加工来形成。
这里，对压制加工之一的压花加工进行说明。
图6A至图6F是示出压花加工的例子的截面图。注意，压花加工是指通过将其表面具有凸凹的压花辊压在膜上来在该膜上形成凸凹的处理。另外，压花辊是其表面有图案的辊。
图6A示出对用于外包装体509的膜50的一个表面进行压花加工的例子。
图6A示出在接触于膜的一个表面的压花辊53与接触于另一个表面的辊54之间夹有膜50且该膜50在方向60上被传送的情况。可以利用加压或者加热在膜表面形成图案。
图6A所示的处理还被称为单面压花加工(one-side embossing)，其中通过组合压花辊53与辊54(金属辊或弹性辊诸如橡胶辊)进行该压花处理。
图6B示出在压花辊53与辊54之间夹有其一个表面经过压花加工的膜51且该膜51在方向60上被传送的情况。压花辊53沿着膜51的未进行压花加工的面而旋转，由此，膜51的两个表面被进行压花加工。如在此所示，一个膜可以被进行一次以上的压花加工。
图6C是两个表面被进行过压花加工的膜52的截面的放大图。此外，H1表示凹部或凸部中的膜厚度，而H2表示凹部和与该凹部相邻的凸部的边界部分的膜厚度、或凸部和与该凸部相邻的凹部的边界部分的膜厚度。膜厚度不均匀，并且H2比H1小。
图6D示出膜的两个表面被进行压花加工的其他例子。
图6D示出接触于膜的一个表面的压花辊53与接触于另一个表面的压花辊55之间夹有膜50且该膜50在方向60上被传送的情况。
图6D示出压花辊53和压花辊55的组合，它们是公模压花辊及母模压花辊。由用于膜50表面的凸花部分(embossing part)和凹花部分(debossing part)的交替设置的凸凹，膜50表面被进行图案化。
图6E示出使用压花辊53和具有图6D所示的压花辊55上的突起的距离不同的距离的压花辊56。注意，突起的距离或凸花的距离是相邻的突起的顶点之间的距离。例如，将图6E所示的距离P为突起的距离或凸花的距离。图6E示出在压花辊53与压花辊56之间夹有膜50且该膜50在方向60上被传送的情况。在使用其突起的距离不同的压花辊被进行加工的膜表面上可以具有距离不同的凸花。
图6F示出在接触于膜的一个表面的压花辊57与接触于另一个表面的压花辊58之间夹有膜50且该膜50在方向60上被传送的情况。
图6F所示的加工被称为尖到尖(Tip to Tip)式双面压花加工，其是组合压花辊57和具有与压花辊57相同图案的压花辊58进行的处理。通过使两个压花辊的凸凹的相位相同，可以在膜50的两个表面上形成几乎相同的图案。与图6F不同，也可以不使同一压花辊的凸凹的相位相同地进行压花加工。
另外，也可以使用压花板(embossing plate)代替压花辊。此外，也可以不采用压花加工，而可以采用在膜的一部分中能够形成浮雕的任何方法。
图7A示出使用具有通过上述压花加工而形成的凸凹的外包装体529的蓄电装置500的例子。图7B是沿着图7A中的点划线H1-H2的截面图。图7B的除包装体529以外的结构与图4B同样。
外包装体529的凸凹以包括与正极503及负极506重叠的区域的方式形成。在图7A中，接合部518没有凸凹，但是接合部518也可以具有凸凹。
此外，外包装体529的凸凹在蓄电装置500的长轴方向(图7A所示的Y方向)上周期性地形成。换言之，一个凹及一个凸以在蓄电装置500的短轴方向(图7A所示的X方向)上延伸的方式形成。在长轴方向上使蓄电装置500弯曲时，这种凸凹可以缓和应力。
另外，外包装体529的凸凹也可以以具有在两个方向上斜线彼此交叉的几何图案的方式形成(参照图8)。上述凸凹可以缓和因在至少两个方向上弯曲蓄电装置500而产生的应力。
在图1A中，将正极引线510及负极引线511配置在蓄电装置500的同一边上，但是如图9所示，也可以将正极引线510及负极引线511配置在蓄电装置500的不同边上。本发明的一个实施方式的蓄电装置的引线可以自由地配置，因此其设计自由度高。因此，包括本发明的一个实施方式的蓄电装置的产品可以具有高设计自由度。另外，可以提高包括本发明的一个实施方式的蓄电装置的产品的生产率。
<蓄电装置的制造方法例子>
下面，参照图10A和图10B至图13对作为本发明的一个实施方式的蓄电装置的蓄电装置500的制造方法的一个例子进行说明。
首先，层叠正极503、负极506及第一隔离体507。具体而言，在正极503上配置第一隔离体507。然后，在第一隔离体507上配置负极506。在使用两组以上的正极和负极时，在负极506上配置另一个第一隔离体507，然后配置正极503。如此，正极503和负极506交替层叠并由第一隔离体507分开。
或者，第一隔离体507也可以是袋状。在使用第一隔离体507包围电极时，该电极不容易在制造工序中被损伤，所以是优选的。
首先，在第一隔离体507上配置正极503。接着，沿着图10A所示的虚线将第一隔离体507折叠，以使用第一隔离体507夹着正极503。在此对使用第一隔离体507夹着正极503的例子进行了说明，但是也可以使用第一隔离体507夹着负极506。
在此，优选接合正极503的外侧的第一隔离体507的外周，以将第一隔离体507形成为袋状(或者信封(envelope)状)。第一隔离体507的外周的接合可以通过使用粘合剂等，通过使用超声波焊接或通过加热熔融接合来实现。
接着，通过加热来接合第一隔离体507的外周。图10A示出接合部514。这样，可以使用第一隔离体507覆盖正极503。
此外，当使用粘合剂等接合第一隔离体507的外周时，粘合剂量优选为少。由于以不使由第一隔离体507夹持的电极(图10A中的正极503)从第一隔离体507露出的方式进行第一隔离体507的外周的接合，所以例如在如图10B所示形成接合部514时，可以减少粘合剂量。在图10B中，接合部514形成在第一隔离体507的外周的如下部分中：与形成有折痕的边相交的两个边的折痕附近的部分；以及与形成有折痕的边相对的边的一部分。
接着，如图10C所示，交替重叠负极506和由隔离体覆盖的正极503。另外，准备各自具有密封层115的正极引线510及负极引线511。作为密封层115，可以使用聚丙烯等热塑性树脂。
接着，如图11A所示，将具有密封层115的正极引线510连接到正极503的极耳区域281。图11B是连接部的放大图。边对接合部512施加压力边照射超音波，由此使正极503的极耳区域281及正极引线510彼此电连接(超音波焊接)。此时，优选在极耳区域281中设置弯曲部513。
该弯曲部513可以缓和在制造蓄电装置500之后因从外部施加的力量而产生的应力。因此，蓄电装置500可以具有高可靠性。
可以以同样的方法将负极506的极耳区域282与负极引线511电连接。
接着，在第二隔离体520上配置正极503、负极506及第一隔离体507。
接着，沿着图11C中的虚线将第二隔离体520折叠，从而第二隔离体520夹着正极503、负极506及第一隔离体507。第二隔离体520优选覆盖极耳区域281及极耳区域282。
在此，优选接合第二隔离体520的外周，以将第二隔离体520形成为袋状(或者信封状)。第二隔离体520的外周的接合可以通过使用粘合剂等，通过使用超声波焊接或通过加热熔融接合来实现。
接着，通过加热来接合第二隔离体520的外周。图12A示出接合部521。这样，可以使用第二隔离体520覆盖正极503、负极506及第一隔离体507。
注意，当使用粘合剂等接合第二隔离体520的外周时，粘合剂量优选为少。由于以不使由第二隔离体520夹持的正极503及负极506和第一隔离体507从第二隔离体520露出的方式进行第二隔离体520的外周的接合，所以例如在如图12B所示形成接合部521时，可以减少粘合剂量。在图12B中，接合部521形成在第二隔离体520的外周的如下部分中：与形成有折痕的边相交的两个边的折痕附近的部分；以及与形成有极耳区域281和极耳区域282附近。
注意，也可以不设置第二隔离体520。在不设置第二隔离体520的情况下，可以省略与第二隔离体520有关的工序。
接着，在外包装体509上配置正极503、负极506、第一隔离体507及第二隔离体520。
接着，将外包装体509沿着由图12C的外包装体509的中央附近的点线表示的部分折叠。
在图13中，将外包装体509的外周中的热压合的部分表示为接合部118。然后，利用热压合将用来放入电解质508的导入口119以外的外包装体509的外周接合。在热压合时，设置在引线上的密封层也熔化，由此可以使引线与外包装体509彼此固定。另外，可以提高外包装体509和引线的密接性。
然后，在减压气氛或惰性气体气氛下，将所希望的量的电解质508从导入口119放入外包装体509的内侧。最后，利用热压合将导入口119密封。通过上述步骤，可以制造作为薄型蓄电装置的蓄电装置500。
此外，也可以在制造蓄电装置500之后进行熟成工序。例如，熟成工序在下面条件下进行。以0.001C以上且0.2C以下的速率进行充电。可以将温度设定为室温以上且50℃以下。在电解质分解，且气体产生而积累在电极之间时，在有的区域中电解质不能与电极表面接触。就是说，电极的实效反应面积减小，实效的电阻增高。
在电阻过高时，负极电位下降。由此，锂嵌入石墨中并析出在石墨表面上。该锂析出可能降低容量。例如，如果在锂析出之后涂膜等在表面上成长，则析出在表面上的锂不能再次溶出。该锂不能有助于容量。而且，在所析出的锂物理性地破损而失去与电极的导通时，锂还不能有助于容量。因此，为了防止在因充电电压上升而使负极电位到达锂电位，优选释放气体。
在进行脱气时，例如将薄型蓄电装置的外包装体的一部分切断来拆开该蓄电装置。当外包装体因气体而膨胀时，优选调整外包装体的形状。在进行密封之前，也可以根据需要添加电解质。当不能进行脱气时，也可以在电池中设置用来释放气体的空间，以使积累在电极之间的气体能够从电极间释放。可以将通过使用上述进行过压花加工的层压外包装来形成的空间作为用来释放气体的空间。
在释放气体之后，也可以将充电状态在高于室温的温度下，优选为30℃以上且60℃以下、更优选为35℃以上且50℃以下的温度下保持例如1小时以上且100小时以下。在初次进行充电时，在表面分解的电解质形成涂膜。因此，例如当在释放气体之后在高于室温的温度下保持充电状态时，有可能使所形成的涂膜致密化。
在此，对充电速率及放电速率进行说明。充电速率(也被称为C速率)是指相对于电池容量的恒流充电电流的相对值(充电时的电流值[A]÷电池容量[Ah])，并以单位C表示。例如，在以2A的恒电流对容量10Ah的电池进行充电的情况可以说是：以0.2C进行充电。1C的充电速率意味着电池的充电在1小时内完成的电流量。充电速率越高，充电越快地完成。此外，放电速率(也被称为C速率)是指相对于电池容量的恒流放电电流的相对值(放电时的电流值[A]÷电池容量[Ah])，并以单位C表示。例如，在以2A的恒电流对容量10Ah的电池进行放电的情况可以说是：以0.2C进行放电。1C的放电速率意味着电池的放电在1小时内完成的电流量。放电速率越高，放电越快地完成。
<蓄电装置的各构成要素>
以下，对本发明的一个实施方式的蓄电装置的其他构成要素进行详细说明。当从本实施方式所示的各构件的材料中选择柔性材料时，可以制造柔性蓄电装置。
《电解质》
电解质包含溶质及溶剂。
作为电解质的溶剂，使用具有载流子离子迁移性的材料。尤其是，溶剂优选具有高耐热性高并对石墨负极具有低反应性。在本发明的一个实施方式的蓄电装置中，混合有碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯和碳酸亚乙烯酯并将其用作溶剂。
作为溶剂，优选使用非质子性有机溶剂。例如，可以使用碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸乙烯酯、EC、PC、碳酸丁烯酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、二甲亚砜、甲基二甘醇二甲醚(methyl diglyme)、苯甲腈和环丁砜中的一种或者也可以以任意组合及比率使用这些溶剂的两种以上。
通过使用凝胶化的高分子材料作为电解质的溶剂，防漏液性等的安全性得到提高。此外，可以实现蓄电装置的薄型化及轻量化。凝胶化的高分子材料的典型例子包括硅酮凝胶、丙烯类酸胶、丙烯腈胶、聚氧化乙烯类凝胶、聚氧化丙烯类凝胶、氟类聚合物凝胶等。
另外，通过使用一种或多种具有阻燃性及难蒸发性的离子液体(室温熔融盐)作为电解质的溶剂，即使产生蓄电装置的内部短路或因过充电等而使内部温度上升，也可以防止蓄电装置的破裂或起火等。由此，可以提高蓄电装置的安全性。
作为溶质，可以使用具有载流子离子迁移性并包含载流子离子的材料。在载流子离子是锂离子的情况下，溶质是锂盐。作为锂盐，优选使用耐热性高的LiBETA、双(三氟甲基磺酰)酰胺锂(Li(CF3SO2)2N，简称：LiTFSA)、双(氟磺酰)酰胺锂(Li(FSO2)2N简称：LiFSA)、LiBF4、双乙二酸硼酸锂(LiB(C2O4)2，简称：LiBOB)等。
在蓄电装置中，在因电解质与正极的集流体起反应而使包含在该集流体中的金属溶出时，蓄电装置的容量减少且蓄电装置劣化。也就是说，在经过蓄电装置的循环特性测试时，随着充放电的反复而容量显著减少，并且蓄电装置的使用寿命变短。此外，当在来自引线与集流体之间的连接部的溶出发展时，可能产生断开。在本发明的一个实施方式中，电解质所包含的溶质材料使用因不容易与该集流体起反应而不容易导致集流体中的金属溶出的材料。
正极的集流体材料中的金属包括铝或不锈钢。在本发明的一个实施方式中，作为用于电解质的溶质材料，也可以使用不容易使正极集流体所包括的这些金属溶解的溶质。具体而言，作为在本发明的一个实施方式的溶质中能够用作溶质的锂盐，可以举出以上述通式(G1)表示的锂盐以及LiPF6。
在本发明的一个实施方式的蓄电装置中，由于抑制正极集流体所包括的金属溶出到电解质中，从而抑制正极集流体的劣化。另外，抑制金属析出到负极表面上，因此容量的减少小且蓄电装置可以具有优异的循环寿命。
除了上述溶质以外，可以以任意组合及比率使用LiPF6、LiClO4、LiAsF6、LiAlCl4、LiSCN、LiBr、LiI、Li2SO4、Li2B10Cl10、Li2B12Cl12、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiC(CF3SO2)3、LiC(C2F5SO2)3、LiN(FSO2)2、LiN(CF3SO2)2、LiN(C2F5SO2)2、LiN(C4F9SO2)(CF3SO2)等锂盐中的一种或两种以上。
虽然说明了在上述电解质中载流子离子为锂离子的情况，但是还可以使用锂离子以外的载流子离子。在锂离子以外的载流子离子是碱金属离子或碱土金属离子的情况下，作为溶质，也可以使用碱金属(例如，钠、钾)、碱土金属(例如，钙、锶、钡、铍或镁)代替锂盐中的锂。
此外，也可以对电解液添加碳酸亚乙烯酯(VC)、丙磺酸内酯(PS)、叔丁基苯(TBB)、碳酸氟乙烯酯(FEC)、双乙二酸硼酸锂(LiBOB)或丁二腈、己二腈等二腈化合物等添加剂。溶剂整体中的添加剂浓度例如为0.1wt％以上且5wt％以下。
通过使用上述溶剂及电解质，可以形成本发明的一个实施方式的蓄电装置的电解质。
《集流体》
只要在蓄电装置中不会引起显著的化学变化而呈现高导电性，对集流体没有特别的限制。例如，正极集流体及负极集流体的材料可以使用不锈钢、金、铂、锌、铁、镍、铜、铝、钛、钽、锰等金属、这些金属的合金或烧结的碳等形成。此外，也可以使用由碳、镍或钛等覆盖的铜或不锈钢。另外，集流体也可以使用添加有硅、钛、钕、钪、钼等提高耐热性的元素的铝合金形成。另外，也可以使用与硅起反应而形成硅化物的金属元素来形成集流体。与硅起反应而形成硅化物的金属元素的例子包括锆、钛、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、钴、镍。
在正极集流体的表面或负极集流体的表面上，有时产生与电解质的不可逆反应。因此，正极集流体及负极集流体优选与电解质的反应性低。
正极集流体及负极集流体都可以适当地具有包括箔状、板状(薄片状)、网状、圆柱状、线圈状、冲孔金属网状、拉制金属网状、多孔状及无纺布状的各种各样的形状。为了提高与活性物质层的紧密性，正极集流体及负极集流体也可以形成为在其表面具有微小的不规则性。正极集流体及负极集流体都优选具有5μm以上至30μm以下的厚度。
另外，也可以在集流体的表面的一部分设置底涂层。底涂层是指用来降低集流体与活性物质层之间的接触电阻或者用来提高集流体与活性物质层之间的紧密性的覆盖层。注意，底涂层不一定必须形成在集流体的整个面上，并也可以部分地形成而具有岛状。另外，底涂层也可以被用作活性物质而具有容量。作为底涂层，例如可以使用碳材料。碳材料的例子包括石墨、乙炔黑等碳黑、碳纳米管等。底涂层的例子包括金属层、包含碳及高分子的层、以及包含金属及高分子的层。
《活性物质层》
活性物质层包含活性物质。活性物质只是指与用作载体的离子的嵌入及脱嵌有关的物质。在本说明书等中，将包含活性物质的层称为活性物质层。活性物质层除了活性物质之外还可以包含导电助剂及粘结剂(binder)。
正极活性物质层包含一种以上的正极活性物质。负极活性物质层包含一种以上的负极活性物质。
正极活性物质及负极活性物质在蓄电装置的电池反应中起中心作用，释放并吸收载流子离子。为了延长蓄电装置的寿命，活性物质的与电池反应的不可逆反应有关的容量优选小，并且该活性物质优选具有高充放电效率。
正极活性物质的例子是具有层状岩盐型结晶结构的复合氧化物及具有尖晶石型结晶结构的复合氧化物。另外，正极活性物质的例子是聚阴离子正极材料。聚阴离子正极材料的例子具有橄榄石型结晶结构的材料及具有钠超离子导体(NASICON)结构的材料等。此外，正极活性物质的例子是包含硫的正极材料。
作为正极活性物质，可以使用各种各样的复合氧化物。作为活性物质粒子，可以使用LiFeO2、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、Li2MnO3、V2O5、Cr2O5、MnO2等化合物。
具有层状岩盐型结晶结构的材料的例子包括由LiMO2表示的复合氧化物。元素M优选选自Co和Ni中的一个以上的元素。LiCoO2是优选的，因为例如其具有大容量、大气中的稳定性及某个程度的热稳定性。作为元素M，除了选自Co和Ni中的一个以上之外还可以包括选自Al和Mn中的一个以上。
例如，可以使用LiNixMnyCozOw(例如，x、y及z都为1/3或其附近，且w为2或其附近)。例如，可以使用LiNixMnyCozOw(x为0.8或其附近，y为0.1或其附近，z为0.1或其附近，且w为2或其附近)。例如，可以使用LiNixMnyCozOw(x为0.5或其附近，y为0.3或其附近，z为0.2或其附近，且w为2或其附近)。例如，可以使用LiNixMnyCozOw(x为0.6或其附近，y为0.2或其附近，z为0.2或其附近，且w为2或其附近)。例如，可以使用LiNixMnyCozOw(x为0.4或其附近，y为0.4或其附近，z为0.2或其附近，且w为2或其附近)。
附近是大于规定值的0.9倍且小于该值的1.1倍的值。
作为正极活性物质，也可以使用：其中选自Fe、Co、Ni、Cr、Al、Mg等中的一个以上的元素取代正极活性物质所包含的过渡金属或锂的一部分的材料；其中对正极活性物质掺杂选自Fe、Co、Ni、Cr、Al、Mg等中的一个以上的元素的材料。
作为正极活性物质，例如可以使用组合了两个以上的复合氧化物的固溶体。例如，可以使用LiNixMnyCozO2(x、y、z>0，x+y+z＝1)和Li2MnO3的固溶体作为正极活性物质。
具有尖晶石型结晶结构的材料的例子包括由LiM2O4表示的复合氧化物。作为元素M优选包括Mn。例如，可以使用LiMn2O4。因为有时可以提高二次电池的放电电压及能量密度，所以优选作为元素M除了Mn之外还含有Ni。由于可以提高二次电池的特性，因此优选对LiMn2O4等含有锰的具有尖晶石型的结晶结构的含锂材料添加少量的锂镍氧化物(LiNiO2或LiNi1-xMxO2(M＝Co或Al等))。
例如，正极活性物质的一次粒子的平均粒径优选为1nm以上且100μm以下，更优选为50nm以上且50μm以下，进一步优选为1μm以上且30μm以下。比表面积优选为1m2/g以上且20m2/g以下。此外，二次粒子的平均粒径优选为5μm以上且50μm以下。注意，平均粒径可以通过利用激光衍射及散射法的粒度分布仪等或者利用扫描电子显微镜(SEM)或TEM的观察进行测定。比表面积可以利用气体吸附法测定。
可以在正极活性物质的表面设置碳层等导电材料。通过设置碳层等导电材料，可以提高电极的导电性。例如，通过在焙烧正极活性物质时混合葡萄糖等碳水化合物，可以形成覆盖正极活性物质的碳层。作为导电材料，可以使用石墨烯、多层石墨烯、氧化石墨烯(GO：Graphene Oxide)或RGO(Reduced Graphene Oxide：还原氧化石墨烯)。注意，RGO例如是指使氧化石墨烯(GO)还原而得到的化合物。
可以在正极活性物质的表面设置包含氧化物和/或氟化物的层。氧化物与正极活性物质可以具有不同或相同的组成。
作为聚阴离子正极材料，例如，含有氧、元素X、金属A及金属M的复合氧化物。金属M为Fe、Mn、Co、Ni、Ti、V和Nb中的一个以上，金属A为Li、Na和Mg中的一个以上，元素X为S、P、Mo、W、As和Si中的一个以上。
作为具有橄榄石型结晶结构的材料，例如可以将复合材料(LiMPO4(通式))(M为Fe(II)、Mn(II)、Co(II)、Ni(II)中的一种以上)用作正极活性物质。LiMPO4的典型例子是LiFePO4、LiNiPO4、LiCoPO4、LiMnPO4、LiFeaNibPO4、LiFeaCobPO4、LiFeaMnbPO4、LiNiaCobPO4、LiNiaMnbPO4(a+b≤1,0<a<1且0<b<1)、LiFecNidCoePO4、LiFecNidMnePO4、LiNicCodMnePO4(c+d+e≤1,0<c<1，0<d<1且0<e<1)、LiFefNigCohMniPO4(f+g+h+i≤1，0<f<1，0<g<1，0<h<1且0<i<1)等锂化合物。
尤其是，LiFePO4均衡地满足正极活性物质被要求的条件诸如安全性、稳定性、高容量密度、高电位、初期氧化(充电)时能够脱嵌的锂离子的存在等，所以是优选的。
例如，具有橄榄石型结晶结构的正极活性物质的一次粒子的平均粒径优选为1nm以上且20μm以下，更优选为10nm以上且5μm以下，进一步优选为50nm以上且2μm以下。此外，比表面积优选为1m2/g以上且20m2/g以下。再者，二次粒子的平均粒径优选为5μm以上且50μm以下。
或者，作为正极活性物质可以使用Li(2-j)MSiO4(通式)(M为Fe(II)、Mn(II)、Co(II)、Ni(II)中的一个以上且0≤j≤2)等复合材料。通式Li(2-j)MSiO4的典型例子是Li(2-j)FeSiO4、Li(2-j)NiSiO4、Li(2-j)CoSiO4、Li(2-j)MnSiO4、Li(2-j)FekNilSiO4、Li(2-j)FekColSiO4、Li(2-j)FekMnlSiO4、Li(2-j)NikColSiO4、Li(2-j)NikMnlSiO4(k+l≤1，0<k<1且0<l<1)、Li(2-j)FemNinCoqSiO4、Li(2-j)FemNinMnqSiO4、Li(2-j)NimConMnqSiO4(m+n+q≤1，0<m<1，0<n<1且0<q<1)、Li(2-j)FerNisCotMnuSiO4(r+s+t+u≤1，0<r<1，0<s<1，0<t<1且0<u<1)等锂化合物等。
此外，作为正极活性物质还可以使用由AxM2(XO4)3(通式)(A＝Li、Na或Mg、M＝Fe、Mn、Ti、V或Nb、X＝S、P、Mo、W、As或Si)表示的钠超离子导体型化合物。钠超离子导体型化合物的例子是Fe2(MnO4)3、Fe2(SO4)3及Li3Fe2(PO4)3。此外，作为正极活性物质可以使用由Li2MPO4F、Li2MP2O7或Li5MO4(通式)(M＝Fe、Mn)表示的化合物。
此外，可以使用含有V的聚阴离子正极材料。其典型例子是α-LiVOPO4、β-LiVOPO4、α1-LiVOPO4、LiVPO4F、LiVPO4O、LiVP2O7、LiVOSO4、Li2VOSiO4及LiVMoO6。
此外，作为正极活性物质，还可以使用如NaFeF3、FeF3等钙钛矿型氟化物、如TiS2、MoS2等金属硫族化合物(硫化物、硒化物、碲化物)、LiMVO4等具有反尖晶石型结晶结构的氧化物、钒氧化物类(V2O5、V6O13、LiV3O8等)、锰氧化物、有机硫黄化合物等材料。
另外，作为正极活性物质，还可以使用由LiMBO3(M为Fe(II)、Mn(II)或Co(II))表示的硼酸盐类正极材料。
正极活性物质的另一例子是由组成式LiaMnbMcOd表示的锂锰复合氧化物。在此，元素M优选为锂、锰之外的金属元素或者硅或磷，更优选为镍。另外，在对锂锰复合氧化物的粒子整体进行测定时，优选放电时满足：0<a/(b+c)<2；c>0；且0.26≤(b+c)/d<0.5。为了实现大容量，锂锰复合氧化物优选包括结晶结构、结晶取向或氧含量在表层部及中心部不同的区域。为了能够得到上述锂锰复合氧化物，组成式优选为1.6≤a≤1.848；0.19≤c/b≤0.935；且2.5≤d≤3。此外，特别优选使用以组成式Li1.68Mn0.8062Ni0.318O3表示的锂锰复合氧化物。在本说明书等中，以组成式Li1.68Mn0.8062Ni0.318O3表示的锂锰复合氧化物是指将原料材料的量的比例(摩尔比)设定为Li2CO3：MnCO3：NiO＝0.84：0.8062：0.318来形成的锂锰复合氧化物。该锂锰复合氧化物以组成式Li1.68Mn0.8062Ni0.318O3表示，但该组成与该锂锰复合氧化物可以偏离。
此外，锂锰复合氧化物的粒子整体的金属、硅、磷等的比例例如可以利用感应耦合等离子体质谱(ICP-MS：inductively coupled plasma mass spectrometry)进行测定。锂锰复合氧化物的粒子整体的氧的比例例如可以利用能量分散型X射线分析法(EDX：energydispersive X-ray spectroscopy)进行测定。锂锰复合氧化物的粒子整体的氧的比例还可以与ICP-MS分析一起利用融合气体分析、XAFS(X-ray absorption fine structure：X射线吸收微细结构)分析的价数评价来进行测定。另外，锂锰复合氧化物是至少包含锂和锰的氧化物，还可以包含铬、钴、铝、镍、铁、镁、钼、锌、铟、镓、铜、钛、铌、硅和磷等中的至少一种。
在载流子离子是锂离子以外的碱金属离子或碱土金属离子的情况下，作为正极活性物质，也可以使用碱金属(例如，钠、钾)或碱土金属(例如，钙、锶、钡、铍、镁)代替锂。例如，正极活性物质可以使用含有钠的层状氧化物。
作为正极活性物质，例如可以使用含有钠的氧化物诸如NaFeO2、Na2/3[Fe1/2Mn1/2]O2、Na2/3[Ni1/3Mn2/3]O2、Na2Fe2(SO4)3、Na3V2(PO4)3、Na2FePO4F、NaVPO4F、NaMPO4(M为Fe(II)、Mn(II)、Co(II)、Ni(II))、Na2FePO4F、Na4Co3(PO4)2P2O7。
此外，作为正极活性物质，可以使用含有锂的金属硫化物。含有锂的金属硫化物的例子是Li2TiS3、Li3NbS4。
作为负极活性物质，例如可以使用碳类材料或合金类材料等。
碳类材料的例子包括石墨、易石墨化碳(graphitizing carbon)(软碳)、难石墨化碳(non-graphitizing carbon)(硬碳)、碳纳米管、石墨烯及碳黑等。石墨的例子包括中间相碳微球(MCMB)、焦炭类人造石墨(coke-based artificial graphite)、沥青类人造石墨(pitch-based artificial graphite)等人造石墨及球形天然石墨等天然石墨。另外，石墨的形状的例子包括鳞片状及球状。
当锂离子嵌入在石墨中(锂-石墨层间化合物生成)时，石墨具有与锂金属大致相同的低电位。由此，锂离子二次电池可以具有高工作电压。因为具有如上所述的优点，即每单位体积的容量较大、体积膨胀小、便宜及与锂金属相比安全性高等，所以石墨是优选的。
这里，说明石墨材料。石墨是多个石墨烯层通过范德华力相互平行地层叠的层状化合物。石墨材料的表面包括平行于石墨烯层的面(也称为基底面)及多个石墨烯层的端部排列形成的面(也称为端面)。在基底面中，使构成石墨的石墨烯层中最外层的一个面露出。在端面中，使多个石墨烯层的端部露出。在进行二次电池的充放电时，石墨材料的端面被用作锂对石墨材料的嵌入和锂从石墨材料的脱嵌的主要出入口。
在使用石墨作为负极活性物质的情况下，有可能因端面的露出部分和包含PC的电解质接触而在充放电时产生石墨与PC的副反应。在用于本发明的一个实施方式的蓄电装置所包括的负极活性物质的球形天然石墨中，由于以与端面接触的方式形成其结晶性比石墨层低的层，所以有时可以抑制石墨与PC的副反应。
例如，在载流子离子为锂离子的情况下，作为合金类材料，可以使用包含Mg、Ca、Ga、Si、Al、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Ag、Au、Zn、Cd、Hg和In等中的至少一种的材料。这种元素的容量比碳大。尤其是硅的理论容量为4200mAh/g，由此可以增大蓄电装置的容量。使用这种元素的合金类材料(化合物系材料)的例子包括Mg2Si、Mg2Ge、Mg2Sn、SnS2、V2Sn3、FeSn2、CoSn2、Ni3Sn2、Cu6Sn5、Ag3Sn、Ag3Sb、Ni2MnSb、CeSb3、LaSn3、La3Co2Sn7、CoSb3、InSb及SbSn。
此外，作为负极活性物质，可以使用氧化物诸如SiO、SnO、SnO2、二氧化钛(TiO2)、锂钛氧化物(Li4Ti5O12)、锂-石墨层间化合物(LixC6)、五氧化铌(Nb2O5)、氧化钨(WO2)或氧化钼(MoO2)等。在此，SiO是包含硅和氧的化合物。在相对于氧的硅的原子个数比表示为α：β的情况下，α优选具有接近β的值。在此，在α具有接近β的值时，α与β之差的绝对值优选为β值的20％以下，更优选为β值10％以下。
此外，作为负极活性物质，可以使用包含锂和过渡金属的氮化物的具有Li3N型结构的Li3-xMxN(M为Co、Ni或Cu)。例如，Li2.6Co0.4N3具有大充放电容量(900mAh/g及1890mAh/cm3)，所以是优选的。
当使用包含锂和过渡金属的氮化物时，在负极活性物质中包含有锂离子，因此可以将负极活性物质与不包含锂离子的正极活性物质材料诸如V2O5、Cr3O8等组合而使用。当将含有锂离子的材料用于正极活性物质时，通过预先使包含在正极活性物质中的锂离子脱嵌，也可以将包含锂和过渡金属的氮化物用作负极活性物质。
此外，也可以将引起转化反应的材料用于负极活性物质：例如，可以将氧化钴(CoO)、氧化镍(NiO)、氧化铁(FeO)等不与锂起合金化反应的过渡金属氧化物用于负极活性物质。引起转化反应的材料的另一例子还包括Fe2O3、CuO、Cu2O、RuO2、Cr2O3等氧化物、CoS0.89、NiS、CuS等硫化物、Zn3N2、Cu3N、Ge3N4等氮化物、NiP2、FeP2、CoP3等磷化物及FeF3、BiF3等氟化物。
负极活性物质的一次粒子的平均粒径例如优选为5nm以上且100μm以下。
正极活性物质层及负极活性物质层也可以包含导电助剂。
导电助剂的例子包括碳材料、金属材料或导电性陶瓷材料。此外，作为导电助剂，也可以使用纤维状材料。活性物质层中的导电助剂含量优选为1wt％以上且10wt％以下，更优选为1wt％以上且5wt％以下。
通过导电助剂，可以在电极中形成导电网络。导电助剂还可以维持负极活性物质彼此之间的导电路径。通过对活性物质层添加导电助剂，可以提高活性物质层的电导性。
导电助剂的例子包括天然石墨、中间相碳微球等人造石墨及碳纤维。碳纤维的例子包括中间相沥青类碳纤维、各向同性沥青类碳纤维、碳纳米纤维及碳纳米管。例如，可以通过气相生长法来制造碳纳米管。导电助剂的另一例子包括使用碳黑(例如，乙炔黑(AB))、石墨(例如，黑铅)粒子、石墨烯、氧化石墨烯及富勒烯等碳材料。例如，可以使用铜、镍、铝、银、金等的金属粉末或金属纤维或者导电性陶瓷材料等。
薄片状的石墨烯具有良好电特性如高导电性以及优良物理特性如高柔软性及高机械强度。因此，通过将石墨烯用作导电助剂可以增高活性物质的接触点及接触面积。
石墨烯能够实现接触电阻低的面接触，并即使其厚度薄也具有非常高的导电性。因此，即使是少量石墨烯也可以在活性物质层中高效地形成传导通路。
在使用平均粒径小(例如，1μm以下)的活性物质时，活性物质的比表面积大，所以活性物质需要更多的传导通路。在这种情况下，特别优选使用导电性非常高且即使是少量也可以高效地形成传导通路的石墨烯。
正极活性物质层及负极活性物质层都可以包含粘结剂。
在本说明书中，粘结剂具有粘结或粘合活性物质的功能及/或粘结或粘合活性物质层与集流体的功能。在电极或电池的制造中，粘结剂的状态有时发生变化。例如，粘结剂有时是液体、固体和凝胶等中的至少一个。在电极或电池的制造中，粘结剂有时从单体变化到聚合物。
作为粘结剂，例如可以使用水溶性高分子化合物。作为水溶性高分子化合物，可以使用多糖类等。作为多糖类，可以使用羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰纤维素、再生纤维素等纤维素衍生物、淀粉等。
作为粘结剂，可以使用丁苯橡胶(SBR：styrene-butadiene rubber)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯橡胶(styrene-isoprene-styrene rubber)、丙烯腈-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶(butadiene rubber)、氟橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物(ethylene-propylene-dienecopolymer)等橡胶材料。这些橡胶材料可以与上述水溶性高分子化合物组合而使用。这些橡胶材料由于具有橡胶弹性并容易伸缩，因此可以得到能够耐受因充放电而发生的活性物质的膨胀收缩、电极的弯曲等所导致的应力的可靠性高的电极。另一方面，这些橡胶材料有时具有疏水基而不容易溶解于水。在此情况下，因为粒子在不溶解的状态下分散在水溶液中，所以有时难以将包含用于形成活性物质层的溶剂的组合物(也称为电极合剂组合物)的粘度提高到适合于涂敷的粘度。粘度调节功能高的水溶性高分子化合物例如多糖类可以适当地提高溶液的粘度并与橡胶材料一起均匀地分散。由此，可以得到均匀性高的良好的电极(例如，厚度或电阻均匀的电极)。
作为粘结剂，可以使用PVDF、聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇(PVA)、聚环氧乙烷(PEO)、聚环氧丙烷、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、聚异丁烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯、尼龙、聚丙烯腈(PAN)、三元乙丙聚合物、聚醋酸乙烯酯或硝酸纤维素等材料。
作为粘结剂，也可以组合使用上述材料中的两种以上。
活性物质层中的粘结剂含量优选为1wt％以上且10wt％以下，更优选为2wt％以上且8wt％以下，进一步优选为2wt％以上且5wt％以下。
《隔离体》
于是，在本发明的一个实施方式的蓄电装置中，使用包含聚苯硫醚(PPS)的隔离体或包含纤维素纤维的隔离体。隔离体也可以具有单层结构或叠层结构。例如，也可以使用包含纤维素纤维的隔离体与其他隔离体的叠层结构。
作为用于隔离体的材料，除了聚苯硫醚及纤维素纤维之外，还可以使用选自如下材料中的一种或多种材料：聚丙硫醚、氟类聚合物、纤维素、纸、无纺布、玻璃纤维、陶瓷、或者合成纤维如尼龙(聚酰胺)、维尼纶(聚乙烯醇类纤维)、聚酯、亚克力、聚烯烃或聚氨酯等。
《外包装体》
外包装体509的与电解质508接触的面，即外包装体509的内侧的面优选不与电解质508起明显的反应。当水分从外部进入蓄电装置500中时，会与电解质508的成分等起反应。因此，外包装体509优选具有低水分透过性。
作为外包装体509，例如可以使用具有三层结构的膜。在该三层结构中，在使用聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、离聚物、聚酰胺等形成的膜上设置有铝、不锈钢、铜、镍等柔性高的金属薄膜，并且在该金属薄膜上设置有聚酰胺类树脂、聚酯类树脂等绝缘性合成树脂膜作为外包装体的外表面。通过采用上述三层结构，可以遮断电解质及气体的透过，并且可以提供绝缘性及耐电解质性。将外包装体向内侧对折或者以两个外包装体的内面互相相对的方式重叠，由此进行加热来使与内面重叠的材料熔化而将两个外包装体熔融接合。因此，可以形成密封结构。
将外包装体因熔融接合等而形成有密封结构的部分看作密封部。在将外包装体向内侧对折的情况下，密封部形成在折痕以外的部分，形成外包装体的第一区域和与该第一区域重叠的第二区域被熔融接合。在重叠两个外包装体时，通过热熔融接合等沿着整个外周形成密封部。
通过使用具有柔性的外包装体509，蓄电装置500可以具有柔性。当蓄电装置具有柔性时，可以将其用于至少一部分具有柔性的电子设备中，并且也可以随着电子设备的变形而使蓄电装置500弯曲。
在本发明的一个实施方式中，可以将石墨烯化合物用于蓄电装置的各构件。如后面所述，在进行修饰时，石墨烯化合物可以选择更多种结构及特性。因此，根据使用石墨烯化合物的构件，可以呈现优选的性质。此外，由于石墨烯化合物的机械强度高，所以石墨烯化合物可以应用于构成柔性蓄电装置的构件。下面，说明石墨烯化合物。
石墨烯具有排列为一个原子层的碳原子。π键存在于碳原子之间。有时将包括两个以上且一百个以下的层的石墨烯称为多层石墨烯。例如，石墨烯及多层石墨烯的长边方向上或面内的长轴长度为50nm以上且100μm以下或800nm以上且50μm以下。
在本说明书等中，将以石墨烯或多层石墨烯为基本骨架的化合物称为石墨烯化合物(graphene compound)。石墨烯化合物包括石墨烯及多层石墨烯。
下面，详细地说明石墨烯化合物。
石墨烯化合物例如是以碳以外的原子或包含碳以外的原子的原子团对石墨烯或多层石墨烯进行修饰的化合物。此外，石墨烯化合物也可以是以烷基、亚烷基等以碳为主的原子团对石墨烯或多层石墨烯进行修饰的化合物。有时将对石墨烯或多层石墨烯进行修饰的原子团称为取代基、官能团或特性基等。在本说明书等中修饰是指通过取代反应、加成反应或其他反应，对石墨烯、多层石墨烯、石墨烯化合物或氧化石墨烯(后面说明)引入碳以外的原子、包括碳以外的原子的原子团或主要由碳构成的原子团。
注意，也可以以不同的原子或原子团对石墨烯的表面及背面进行修饰。此外，也可以以不同原子或原子团对多层石墨烯的各个层进行修饰。
上述的以原子或原子团修饰的石墨烯的例子是以氧或包含氧的官能团修饰的石墨烯或多层石墨烯。包含氧的官能团的例子包括环氧基、羧基等的羰基或羟基等。有时将以氧或包含氧的官能团修饰的石墨烯化合物称为氧化石墨烯。在本说明书中，氧化石墨烯包括多层氧化石墨烯。
作为氧化石墨烯的修饰的例子，说明氧化石墨烯的硅烷化。首先，在氮气氛中，在容器中放入氧化石墨烯，在容器中添加正丁胺(C4H9NH2)，保持为60℃搅拌1小时。接着，在容器中添加甲苯，还添加烷基三氯硅烷作为硅烷化剂，在氮气氛中保持为60℃搅拌5小时。接着，在容器中进一步添加甲苯，对所得到的溶剂进行抽滤而获得固体粉末。该粉末分散在乙醇中，进而对所得到的溶剂进行抽滤而获得固体粉末。该粉末分散在丙酮中，进而对所得到的溶剂进行抽滤而获得固体粉末。使固体粉末的液体气化而获得硅烷化的氧化石墨烯。
修饰不局限于硅烷化，硅烷化也不局限于上述方法。此外，修饰不仅引入一种原子或原子团，而且也可以进行两种以上的修饰引入两种以上的原子或原子团。通过对石墨烯化合物引入指定的原子团，可以改变石墨烯化合物的物性。因此，通过根据石墨烯化合物的使用进行所希望的修饰，可以有意使石墨烯化合物呈现所希望的性质。
下面，说明氧化石墨烯的形成方法的例子。通过使上述石墨烯或多层石墨烯氧化，可以得到氧化石墨烯。或者，通过分离氧化石墨，可以得到氧化石墨烯。通过使石墨氧化，可以得到氧化石墨。氧化石墨烯也可以进一步以上述原子或原子团修饰。
有时将使氧化石墨烯还原来得到的化合物称为还原氧化物石墨烯(RGO：reducedgraphene oxide)。有时在RGO中，不是氧化石墨烯所包含的所有氧都脱离，且该氧的一部分以氧或包含与碳键合的氧的原子团的状态残留。例如，RGO有时包括环氧基、羧基等的羰基或羟基等官能团。
石墨烯化合物也可以具有多个石墨烯化合物部分地重叠的片状。有时将这种石墨烯化合物称为石墨烯化合物片。石墨烯化合物片例如具有厚度为0.33nm以上且10mm以下的区域，更优选具有大于0.34nm且为10μm以下的区域。石墨烯化合物片也可以被碳以外的原子、包含碳以外的原子的原子团或烷基等主要由碳构成的原子团等进行修饰。石墨烯化合物片中的多个层也可以被不同的原子或原子团修饰。
除了由碳构成的六元环之外，石墨烯化合物还可以包括由碳构成的五元环或由碳构成的七元环以上的多元环。在七元环以上的多元环附近有时产生锂离子能够穿过的区域。
此外，例如，多个石墨烯化合物也可以集合而形成片状。
因为石墨烯化合物具有平面形状，所以可以形成面接触。
有时石墨烯化合物即使薄也具有高导电性。各石墨烯化合物之间或石墨烯化合物和活性物质之间的接触面积由于面接触而增加。因此，即使每单位体积中的石墨烯化合物量少，也可以高效率地形成导电路径。
另一方面，石墨烯化合物可以被用作绝缘体。例如，石墨烯化合物片也可以被用作片状绝缘体。例如，有时氧化石墨烯的绝缘性比不被氧化的石墨烯化合物高。有时被原子团修饰的石墨烯化合物可以根据修饰的原子团的种类而具有得到提高的绝缘性。
在本说明书等中，石墨烯化合物也可以具有石墨烯前体。石墨烯前体是指用来制造石墨烯的物质。石墨烯前体也可以包含上述氧化石墨烯或氧化石墨等。
有时将包含碱金属的石墨烯或包含氧等碳以外的元素的石墨烯称为石墨烯类似物。在本说明书等中，石墨烯化合物包括石墨烯类似物。
本说明书等中的石墨烯化合物也可以在层间具有原子、原子团及它们的离子。在石墨烯化合物在层间存在原子、原子团及它们的离子时，有时石墨烯化合物的物性，例如导电性或离子传导性会产生变化。此外，有时层间距离会变大。
石墨烯化合物有时具有优良电特性如高导电性以及优良物理特性如高柔性及高机械强度。被修饰的石墨烯化合物可以根据修饰的种类而具有极低的导电性并被用作绝缘体。石墨烯化合物具有平面形状。石墨烯化合物可以形成电阻低的面接触。
本实施方式可以与任意的其他实施方式适当地组合。
(实施方式2)
在本实施方式中，参照图14A至图14C至图17A至图17C说明本发明的实施方式的电子设备。
<智能手表的结构例子1>
图14A示出手表型便携式信息终端(也称为智能手表)700的透视图。便携式信息终端700包括框体701、显示面板702、表带扣703、表带705A、705B、操作按钮711、712。
安装在兼作框架(bezel)的框体701中的显示面板702包括矩形的显示区域。显示区域具有曲面。显示面板702优选具有柔性。此外，显示区域也可以是非矩形。
表带705A及表带705B与框体701连接。表带扣703与表带705A连接。表带705A与框体701例如在连接部按照能够以针(pin)为轴转动的方式连接。通过同样方式，表带705B与框体701彼此连接且表带705A与表带扣703彼此连接。
图14B及图14C各自是表带705A及蓄电装置750的透视图。表带705A包括蓄电装置750。作为蓄电装置750，例如可以使用在实施方式1中说明的蓄电装置500。蓄电装置750埋入在表带705A中，正极引线751的一部分及负极引线752的一部分从表带705A突出(参照图14B)。正极引线751及负极引线752与显示面板702电连接。蓄电装置750的表面由外包装体753覆盖(参照图14C)。此外，针也可以具有电极的功能。具体而言，正极引线751与显示面板702可以通过连接表带705A与框体701的针而彼此电连接，且负极引线752与显示面板702可以通过该针而彼此电连接。在此情况下，可以使表带705A和框体701之间的连接部的结构简化。
蓄电装置750具有柔性。具体而言，在外包装体753的表面优选具有在实施方式1中说明的通过压花加工形成的凸凹。此外，蓄电装置750优选具有图5A及图5B所示的蓄电装置500的滑动面。
表带705A可以与蓄电装置750一体形成。例如，在与表带705A的外形对应的模具中放入蓄电装置750，并将表带705A的材料浇注到该模具使该材料固化，从而可以形成图14B所示的表带705A。
当作为表带705A的材料使用橡胶材料时，通过加热处理使橡胶固化。例如当使用氟橡胶作为橡胶材料时，通过在170℃下进行10分钟的加热处理进行固化。当使用硅酮橡胶作为橡胶材料时，通过在150℃下进行10分钟的加热处理进行固化。由于本发明的一个实施方式的蓄电装置的耐热性高，所以可以抑制在与橡胶材料一体形成时因加热处理而导致损坏或充放电特性的劣化。
表带705A的材料的例子包括氟橡胶、硅酮橡胶、氟硅酮橡胶、聚氨酯橡胶。
包括熟成(aging)的蓄电装置750的通电优选在蓄电装置750与表带705A一体形成之后进行。换言之，优选在蓄电装置500的通电之前对在实施方式1中说明的蓄电装置500进行加热处理。该加热处理优选在110℃以上至190℃以下的温度下进行适合橡胶材料的硫化的时间，例如在170℃下进行10分钟。如此，可以抑制因加热处理导致的蓄电装置500的充放电特性的劣化。
图14A所示的便携式信息终端700可以具有各种功能，诸如在显示区域上显示多种信息(例如，静态图像、动态图像及文字图像)的功能、触摸屏、显示日历、日期或时间等的功能、以多种软件(程序)控制处理的功能、无线通信功能、使用无线通信功能与多种计算机网络连接的功能、使用无线通信功能发送并接收多种数据的功能以及读取在存储介质内储存的程序或数据并且将该程序或数据显示于显示区域上的功能等。
框体701可以包括扬声器、传感器(具有测定力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、转速、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、斜率、振动、气味或红外线的功能)、麦克风等。此外，便携式信息终端700可以使用用于显示面板702的发光元件来制造。
图14A至图14C示出蓄电装置750内置在表带705A中的例子，但是蓄电装置750也可以内置在表带705B中。表带705B可以使用与表带705A相同的材料形成。
用于表带705A的橡胶材料优选具有高耐化学品性。具体而言，橡胶材料优选对包含在蓄电装置750中的电解质具有低反应性。
在不管具有高耐化学品性，表带705A产生裂缝或剥落时，便携式信息终端700的使用者有可能接触到从蓄电装置750漏出的电解质。当便携式信息终端700具有检测电解质泄漏的功能时，一检测到电解质泄漏，使用者就可以停止便携式信息终端700的操作，并摘下便携式信息终端700。因此，便携式信息终端700可以实现高安全性。
<智能手表的结构例子2>
图15A是具有与图14B所示的表带705A不同的结构的表带735A的透视图。与表带735A连接的框体731包括具有检测蓄电装置的电解质泄漏功能的泄漏检测电路(未图示)(参照图14A)。包括泄漏检测电路的便携式信息终端730的透视图与便携式信息终端700相同。
表带735A包括蓄电装置760。蓄电装置760埋入在表带735A中，并且正极引线751的一部分、负极引线752的一部分、端子761的一部分及端子762的一部分从表带735A突出。正极引线751及负极引线752与显示面板702电连接。端子761及端子762例如与上述泄漏检测电路电连接。
图15B示出蓄电装置760的透视图。图15B为了明确起见放大示出图15A。蓄电装置760与包括端子761、端子762、布线771及布线772的图14C所示的蓄电装置750不同。端子761与布线771电连接。端子762与布线772电连接。
为了明确起见，在图15B中以不同的阴影图案表示布线771及布线772，但是优选使用相同材料形成布线771及布线772来实现成本的缩减。以同一阴影图案表示端子761与布线771，并以同一阴影图案表示端子762与布线772，但是也可以使用不同材料形成端子761与布线771，并也可以使用不同材料形成端子762与布线772。
布线771及布线772以规定间隔设置在外包装体753的表面(参照图15B)上。当电解质漏出到外包装体753的表面时，布线771与布线772通过电解质电连接，由此泄漏检测电路可以检测到电解质的泄漏。
在图15B中，各自具有直线状的布线771及布线772设置在蓄电装置760的长轴方向上，但是本发明的一个实施方式不局限于此。例如，如图15C所示，各自具有梳齿状的布线771及布线772也可以设置在以隔开间隔互相咬合的方式设置。
图15C示出布线771、772只设置在外包装体753的顶面上的例子，但如图16A所示，布线771、772优选设置在外包装体753的整个面上。图16B是图16A所示的蓄电装置760的背面透视图。
当布线771、772的厚度薄且宽度窄时，能够保持蓄电装置760的柔性，所以是优选的。例如，蓄电装置760优选包括布线771、772的厚度为5μm以上至500μm以下的区域。此外，在布线771与布线772的间隔小且布线771及布线772的宽度窄时，即使电解质的泄漏少也可以检测出泄漏，所以是优选的。例如，蓄电装置760优选包括布线771与布线772的间隔为0.5mm和20mm(包括0.5nm和20nm)的区域。此外，蓄电装置760优选包括布线771、772的宽度为0.5mm和5mm(包括0.5nm和5nm)的区域。在布线771、772在外包装体753的表面所占的面积过小时，有时不能在外包装体753的整个面进行电解质泄漏的检测，从而在该面积过大时蓄电装置760的柔性低。在蓄电装置760中，相对于外包装体753的表面积的除布线771、772的侧面(与外包装体753接触的面)以外的布线771、772的表面积的比率优选为5％以上至50％以下。
布线771、772优选包含延性或展性高的材料。尤其是，通过使用延性及展性都高的材料，可以抑制因蓄电装置760的弯曲导致的布线771、772的断开。延性及展性都高的材料的例子包括金、银、铂、铁、镍、铜、铝、锌、锡等金属材料或包含上述金属材料的合金等。
《泄漏检测方法》
下面，说明在便携式信息终端730中检测电解质泄漏的检测方法的例子。图17A是电解质736泄漏时的便携式信息终端730的结构的方框图。在图17A中，包括箭头的线根据箭头的方向示出有线信号或无线信号的传送方向。因此，有时由该线连接的各构成要素彼此电连接。不包括箭头的线表示布线，由该线连接的各构成要素彼此电连接。
便携式信息终端730包括泄漏检测电路732、电源733、电流计734、布线771、布线772(参照图17A)。泄漏检测电路732、电源733及电流计734包括在框体731中。电源733及电流计734也可以包括在泄漏检测电路732中。便携式信息终端730还包括功能电路739。功能电路739包括扬声器、传感器、麦克风等。功能电路739包括在框体731中。
布线771、772与电源733电连接，并且在布线771与布线772之间施加有任意电压(参照图17A)。电源733的开关由泄漏检测电路732控制。
图17B是示出在便携式信息终端730中检测电解质泄漏的流程的流程图。例如，在便携式信息终端730中检测电解质泄漏的方法包括如下四个步骤。
当蓄电装置760的电解质736泄漏时，电解质736附着在外包装体753的表面上(参照图17A、图17B中的S1)。附着在外包装体753的表面的电解质736与布线771及布线772接触，由此在布线771及布线772中有电流流过(参照图17B中的S2)。当检测电流时，与布线772并联连接的电流计734向泄漏检测电路732输出检测信号(参照图17B中的S3)。泄漏检测电路732根据该检测信号停止显示面板702及/或功能电路739的工作(参照图17B中的S4)。
在图17A中示出电流计734与布线772连接的例子，但电流计734也可以与布线771连接。此外，电源733及电流计734包括在泄漏检测电路732中，泄漏检测电路732也可以与布线771、772电连接(参照图17C)。此时，泄漏检测电路732具有对布线771、772施加规定电压的功能及检测在布线771、772中流过的电流的功能。
本实施方式可以与任意的其他实施方式适当地组合。
(实施方式3)
在本实施方式中，参照图18A及图18B至图25对本发明的实施方式的具有柔性的蓄电装置进行说明。本发明的一个实施方式的蓄电装置也可以具有弯曲形状。本发明的一个实施方式的蓄电装置具有柔性，无论在弯曲状态还是在非弯曲状态下都可以使用。
〈结构实例1〉
图18A示出二次电池200的透视图，图18B示出二次电池200的俯视图。
图19A是沿图18B中的点划线C1-C2的截面图，图19B是沿图18B中的点划线C3-C4的截面图。注意，为了明确起见，图19A和图19B不示出所有构成要素。
二次电池200包括正极211、负极215及隔离体203。二次电池200还包括正极引线221、负极引线225及外包装体207。
正极211及负极215都包括集流体及活性物质层。正极211及负极215以隔着隔离体203使活性物质层彼此相对的方式配置。
位于弯曲部分的外径一侧的二次电池200的电极(正极211及负极215)中的一个电极优选在电极弯曲的方向上比位于弯曲部分的内径一侧的另一个电极长。通过采用该结构，在以某个曲率使二次电池200弯曲时，可以使正极211的端部与负极215的端部对齐。就是说，可以使正极211所具有的正极活性物质层的所有区域与负极215所具有的负极活性物质层相对。由此，正极211所具有的正极活性物质可以有助于电池反应。由此，可以增大二次电池200的每单位体积的容量。该结构特别有效于在使用二次电池200时二次电池200的曲率被固定的情况。
正极引线221与多个正极211电连接。负极引线225与多个负极215电连接。正极引线221及负极引线225都包括密封层220。
外包装体207覆盖多个正极211、多个负极215及多个隔离体203。二次电池200在被外包装体207覆盖的区域中具有电解质(未图示)。通过粘合外包装体207的三个边来密封二次电池200。
在图21A及图21B中，使用各自具有长方形的隔离体203且每一对正极211和负极215都夹着隔离体203，但是本发明的一个实施方式不局限于该结构。此外，也可以通过将一个薄片状的隔离体曲折(也可以曲折为波纹管状)或卷绕而使隔离体位于正极与负极之间。
图21A至图21D示出二次电池200的制造方法的例子。图20示出采用上述制造方法时的沿图18B中的点划线C1-C2的截面图。
首先，负极215位于隔离体203上(图21A)，从而负极215的负极活性物质层与隔离体203重叠。
接着，折叠隔离体203来将其重叠在负极215上。然后，正极211与隔离体203重叠(图21B)，从而正极211的正极活性物质层与隔离体203及负极活性物质层重叠。另外，当使用在集流体的一个表面上形成有活性物质层的电极时，将正极211的正极活性物质层及负极215的负极活性物质层设置为在其间隔着隔离体203彼此相对。
在使用聚丙烯等能够进行热熔接的材料形成隔离体203的情况下，通过将隔离体203彼此重叠的区域加以热熔接，然后将另一个电极重叠在隔离体203上，可以抑制在制造过程中电极错开。具体而言，优选将不与负极215或正极211重叠且在其中隔离体203彼此重叠的区域，例如以图21B的区域203a所示的区域加以热熔接。
通过反复上述工序，如图21C所示那样，可以以夹着隔离体203的方式将正极211与负极215层叠。
此外，也可以将多个负极215与多个正极211交替夹在预先反复折叠的隔离体203之间来设置。
接着，如图21C所示，利用隔离体203覆盖多个正极211及多个负极215。
再者，如图21D所示，通过将隔离体203彼此重叠的区域，例如图21D所示的区域203b加以热熔接，利用隔离体203覆盖多个正极211及多个负极215并将它们捆扎在一起。
此外，也可以使用捆扎材料将多个正极211、多个负极215及隔离体203捆扎在一起。
因为通过上述步骤将正极211及负极215重叠，所以一个隔离体203包括被夹在多个正极211和多个负极215之间的区域以及覆盖多个正极211和多个负极215的区域。
换言之，图20和图21D中的二次电池200所包括的隔离体203是其一部分被折叠的单个隔离体。在隔离体203的折叠区域中设置有多个正极211以及多个负极215。
〈结构实例2〉
图22A是二次电池250的透视图，图22B是二次电池250的俯视图。另外，图22C1是第一电极组装体230的截面图，图22C2是第二电极组装体231的截面图。
二次电池250包括第一电极组装体230、第二电极组装体231及隔离体203。二次电池250还包括正极引线221、负极引线225及外包装体207。
如图22C1所示，在第一电极组装体230中，依次层叠有正极211a、隔离体203、负极215a、隔离体203及正极211a。正极211a及负极215a都在集流体的相对表面上包括活性物质层。
如图22C2所示，在第二电极组装体231中，依次层叠有负极215a、隔离体203、正极211a、隔离体203及负极215a。正极211a及负极215a都在集流体的相对表面上包括活性物质层。
换言之，在第一电极组装体230及第二电极组装体231的每一个中，正极及负极以活性物质层隔着隔离体203彼此相对的方式配置。
正极引线221与多个正极211电连接。负极引线225与多个负极215电连接。正极引线221及负极引线225都包括密封层220。
图23是沿图22B中的点划线D1-D2的截面图的例子。为了明确起见，图23不示出所有构成要素。
如图23所示，二次电池250具有多个第一电极组装体230及多个第二电极组装体231被卷绕的隔离体203覆盖的结构。
外包装体207覆盖多个第一电极组装体230、多个第二电极组装体231及隔离体203。二次电池200在被外包装体207覆盖的区域中具有电解质(未图示)。通过粘合外包装体207的三个边来密封二次电池200。
图24A至图24D示出二次电池250的制造方法的例子。
首先，第一电极组装体230位于隔离体203上(图24A)。
接着，折叠隔离体203来将其重叠于第一电极组装体230。然后，两个第二电极组装体231以各自隔着隔离体203的方式位于第一电极组装体230之上下(图24B)。
接着，使隔离体203覆盖两个第二电极组装体231地卷绕。再者，两个第一电极组装体230以各自隔着隔离体203的方式位于两个第二电极组装体231之上下(图24C)。
接着，使隔离体203覆盖两个第一电极组装体230地卷绕(图24D)。
因为通过上述工序层叠多个第一电极组装体230和多个第二电极组装体231，所以这些电极组装体由被卷绕为螺旋状的隔离体203围绕地设置。
另外，设置于最外侧的电极优选在外侧不包括活性物质层。
虽然图22C1及图22C2各自示出电极组装体包括三个电极和两个隔离体的结构，但是本发明的一个实施方式不局限于此。电极组装体也可以包括四个以上的电极和三个以上的隔离体。电极的个数越多，二次电池250的容量越高。另外，电极组装体也可以包括两个电极和一个隔离体。电极的个数越少，可以使二次电池对弯曲的耐受性越高。虽然图23示出二次电池250包括三个第一电极组装体230和两个第二电极组装体231的结构，但是本发明的一个实施方式不局限于此。另外，也可以增加电极组装体的个数。电极组装体的个数越多，二次电池250的容量越高。此外，也可以减少电极组装体的个数。电极组装体的个数越少，可以使二次电池对弯曲的耐受性越高。
图23示出沿图22B中的点划线D1-D2的截面图的其他例子。如图23所示，也可以通过将隔离体203折叠为波纹管状来使隔离体203位于第一电极组装体230与第二电极组装体231之间。
本实施方式可以与任意的其他实施方式适当地组合。
(实施方式4)
在本实施方式中，参照图26A至图26F至图30A和图30B对本发明的一个实施方式的蓄电装置的实例进行说明。
本发明的一个实施方式的蓄电装置例如可以用于电子设备或照明装置。本发明的一个实施方式的蓄电装置具有优良的充放电特性。因此，通过进行一次充电，可以长时间使用电子设备或照明装置。另外，因为伴随着充放电循环数的增加的容量降低得到抑制，所以充电之间的时间不容易因反复充电而缩短。另外，本发明的一个实施方式的蓄电装置呈现优良的充放电特性和长期可靠性，并在包括高温环境的广泛的温度范围内具有高安全性，因此可以提高电子设备或照明装置的安全性和可靠性。
电子设备的例子包括电视装置(也称为电视或电视接收机)、用于计算机等的显示器、数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话(也称为移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置、弹珠机等大型游戏机等。
因为本发明的一个实施方式的蓄电装置具有柔性，所以也可以将蓄电装置或者使用该蓄电装置的电子设备或照明装置沿着房屋及高楼的内壁或外壁的曲面或者汽车的内部装饰或外部装饰的曲面组装。
图26A示出移动电话的例子。移动电话7400设置有组装在框体7401中的显示部7402、操作按钮7403、外部连接端口7404、扬声器7405、麦克风7406等。此外，移动电话7400具有蓄电装置7407。
图26B示出弯曲状态的移动电话7400。在利用外部的力量使移动电话7400的整体弯曲时，包括在移动电话7400的蓄电装置7407也被弯曲。蓄电装置7407是薄型蓄电装置。蓄电装置7407在弯曲状态下被固定。图26C示出弯曲状态的蓄电装置7407。
图26D示出手镯型显示装置的例子。便携式显示装置7100包括框体7101、显示部7102、操作按钮7103及蓄电装置7104。图26E示出被弯曲的蓄电装置7104。
图26F示出手表型便携式信息终端的例子。便携式信息终端7200包括框体7201、显示部7202、表带7203、带扣7204、操作按钮7205、输入输出端子7206等。
便携式信息终端7200可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编写、音乐播放、网络通讯、电脑游戏等各种应用程序。
显示部7202的显示面弯曲，能够在弯曲的显示面上进行显示。另外，显示部7202包括触摸传感器，并且可以用手指或触屏笔等触摸屏幕来进行操作。例如，通过触摸显示于显示部7202的图标7207，可以启动应用程序。
通过操作按钮7205，可以进行时刻设定、电源开关、无线通讯的开关、静音模式的设置及取消、省电模式的设置及取消等各种功能。例如，可以由组装在便携式信息终端7200中的操作系统自由地设定操作按钮7205的功能。
另外，便携式信息终端7200可以采用根据现有通信标准的通信方式的近距离通信。例如，通过进行便携式信息终端7200与可无线通讯的耳麦之间的相互通信，可以进行免提通话。
另外，便携式信息终端7200包括输入输出端子7206，并且可以通过连接器直接向其他信息终端发送数据或从其他信息终端接收数据。另外，也可以通过输入输出端子7206进行充电。此外，充电工作也可以利用无线供电进行，而不利用输入输出端子7206。
便携式信息终端7200的显示部7202设置有本发明的一个实施方式的蓄电装置。例如，可以将弯曲状态的图26E所示的蓄电装置7104组装在框体7201中。或者，图26E所示的蓄电装置7104能够以可弯曲的方式组装在表带7203中。
图27A示出手腕穿戴式活动量计的例子。活动量计7250包括框体7251、表带7203、带扣7204等。此外，在框体7251组装有无线通信器、脉搏传感器、加速度传感器、温度传感器等。活动量计7250具有利用脉搏传感器、加速度传感器得到使用者的脉搏变化、活动量等数据并通过无线通信器向外部的便携式信息终端传送数据的功能。此外，活动量计7250也可以具有测定使用者的消耗热量及摄入热量的功能、获取步数的功能、检测睡眠状态的功能等。此外，活动量计7250也可以设置有用来在显示部上显示通过上述功能取得的数据的显示部。
活动量计7250包括本发明的一个实施方式的蓄电装置。例如，可以将弯曲状态的图26E所示的蓄电装置7104设置在框体7201中。或者，图26E所示的蓄电装置7104能够以可弯曲的方式组装在表带7203中。
图27B示出袖章型显示装置的例子。显示装置7300包括显示部7304以及本发明的一个实施方式的蓄电装置。显示装置7300也可以包括显示部7304中的触摸传感器，并被用作便携式信息终端。
显示部7304的显示面弯曲，并且能够在弯曲的显示面进行显示。显示装置7300例如可以通过根据现有的通信标准的近距离通信方式改变显示情况。
显示装置7300包括输入输出端子，并且可以通过连接器直接向其他信息终端发送数据或从其他信息终端接收数据。另外，也可以通过输入输出端子进行充电。此外，充电工作也可以利用无线供电进行，而不利用输入输出端子。
图27C示出眼镜型显示装置的例子。显示装置7350包括眼镜片7351、眼镜框7352等。此外，在眼镜片7351上投影图像或影像的投影部(未图示)设置在眼镜框7352中或与眼镜框7352的接触。显示装置7350具有在眼镜片7351的整体上在使用者能够看到的方向上显示图像7351A的功能。或者，显示装置7350具有在眼镜片7351的一部分上在使用者能够看到的方向上显示图像7351B的功能。
显示装置7350包括本发明的一个实施方式的蓄电装置。图27D示出眼镜框7352的端部7355的放大图。端部7355可以使用氟橡胶或硅酮橡胶等橡胶材料形成。在端部7355中埋入有本发明的一个实施方式的蓄电装置7360，并且正极引线7361及负极引线7362从端部7355突出。正极引线7361及负极引线7362与设置在眼镜框7352中并与投影部等连接的布线电连接。此外，端部7355可以如实施方式2所示那样与蓄电装置7360一体形成。
端部7355及蓄电装置7360具有柔性。因此，显示装置7350可以沿着使用者的头部形状以与使用者密接的方式戴上。
图28A及图28B示出可对折的平板终端的例子。图28A及图28B所示的平板终端9600包括一对框体9630、连接一对框体9630的可动部9640、显示部9631a、显示部9631b、显示模式切换开关9626、电源开关9627、省电模式切换开关9625、扣件9629以及操作开关9628。图28A示出打开的平板终端9600，而图28B示出合上的平板终端9600。
平板终端9600包括框体9630的内部的蓄电体9635。蓄电体9635穿过可动部9640以跨越框体9630的方式设置。
显示部9631a的一部分可以成为触摸屏区域9632a，并且可以通过接触所显示的操作键9638来输入数据。作为例子，图28A示出显示部9631a的一半区域只具有显示功能，而另一半区域具有触摸屏功能。但是，显示部9631a的结构不局限于此，而显示部9631a的整个区域都具有触摸屏的功能。例如，显示部9631a的整个面可以显示键盘并被其用作触摸屏，而显示部9631b被用作显示屏幕。
如显示部9631a中那样，显示部9631b的一部分也可以成为触摸屏区域9632b。在使用手指或触屏笔等接触显示于触摸屏上的键盘显示切换按钮9639时，可以在显示部9631b上显示键盘。
此外，也可以在触摸屏的区域9632a和触摸屏的区域9632b中同时进行触摸输入。
显示模式切换开关9626能够切换竖屏显示模式和横屏显示模式以及黑白显示和彩色显示等。省电模式切换开关9625可以根据由内置在平板终端9600的光传感器检测的使用平板终端9600时的外光量而控制亮度。除了光传感器以外，平板终端还可以内置陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器等其他检测装置。
在图28A中，显示部9631a的面积与显示部9631b的面积相同，但是本发明的一个实施方式不局限于此。显示部9631a与显示部9631b可以具有不同面积和不同显示质量。例如，显示部9631a和9631b中的一个可以显示比另一个高精细的图像。
在图28B中，平板终端合上。平板终端包括框体9630、太阳能电池9633、包括DCDC转换器9636的充放电控制电路9634。作为蓄电体9635，使用本发明的一个实施方式的蓄电装置。
平板终端9600能够折叠，因此不使用时框体9630可以彼此重叠。由此，可以保护显示部9631a和显示部9631b，从而可以提高平板终端9600的耐久性。使用本发明的一个实施方式的蓄电体9635具有柔性，并可以不显著降低充放电容量地反复弯曲。因此可以提供可靠性高的平板终端。
图28A及图28B所示的平板终端还可以具有在显示部上显示各种各样的信息(例如，静态图像、动态图像及文字图像)的功能、在显示部上显示日历、日期或时刻等的功能、对显示在显示部上的信息进行触摸输入操作或编辑的触摸输入功能以及通过各种各样的软件(程序)控制处理的功能等。
安装在平板终端的表面上的太阳能电池9633将电力供应到触摸屏、显示部及图像信号处理部等。此外，太阳能电池9633可以设置在框体9630的一个表面或相对表面上，并且蓄电体9635可以高效地进行充电。通过使用锂离子电池作为蓄电体9635，可以得到小型化等优点。
参照图28C所示的方框图而对图28B所示的充放电控制电路9634的结构和工作进行说明。图28C示出太阳能电池9633、蓄电体9635、DCDC转换器9636、转换器9637、开关SW1至开关SW3以及显示部9631，并且蓄电体9635、DCDC转换器9636、转换器9637、开关SW1至开关SW3对应图28B中的充放电控制电路9634。
首先，说明在利用外光由太阳能电池9633产生电力时的工作例子。使用DCDC转换器9636对太阳能电池所产生的电力进行升压或降压以使它成为用来对蓄电体9635进行充电的电压。当利用来自太阳能电池9633的电力使显示部9631工作时，开关SW1开启，并且，利用转换器9637将其升压或降压到显示部9631所需要的电压。当不进行显示部9631上的显示时，开关SW1关闭且开关SW2开启，从而可以对蓄电体9635进行充电。
另外，作为发电方式的例子示出太阳能电池9633，但是本发明的一个实施方式不局限于此。蓄电体9635也可以使用压电元件(piezoelectric element)或热电转换元件(珀耳帖元件(Peltier element))等其他发电方式进行充电。例如，蓄电体9635也可以使用以无线(不接触)的方式能够收发电力来进行充电的无接点电力传输模块或组合其他充电方法进行充电。
图29示出电子设备的其他例子。在图29中，显示装置8000是包括本发明的一个实施方式的蓄电装置8004的电子设备的例子。具体地说，显示装置8000相当于电视广播接收用显示装置，包括框体8001、显示部8002、扬声器部8003及蓄电装置8004。本发明的一个实施方式的蓄电装置8004设置在框体8001中。显示装置8000可以接受来自商业电源的电力供应。或者，显示装置8000还可以使用蓄积在蓄电装置8004中的电力。因此，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将本发明的一个实施方式的蓄电装置8004用作不间断电源，可以使显示装置8000工作。
作为显示部8002，可以使用半导体显示装置诸如液晶显示装置、在每个像素中具备有机EL元件等发光元件的发光装置、电泳显示装置、数字微镜装置(DMD：digitalmicromirror device)、等离子体显示面板(PDP：plasma display panel)及场致发射显示器(FED：field emission display)等。
此外，除了电视广播接收用信息显示装置之外，显示装置在其范围中包括所有信息显示装置，例如个人计算机用信息显示装置或广告显示用信息显示装置等。
在图29中，安镶型照明装置8100是包括本发明的一个实施方式的蓄电装置8103的电子设备的例子。具体地说，照明装置8100包括框体8101、光源8102及蓄电装置8103。虽然在图29中例示出蓄电装置8103设置在安镶有框体8101及光源8102的天花板8104中的情况，但是蓄电装置8103也可以设置在框体8101中。照明装置8100可以接受来自商业电源的电力供应。或者，照明装置8100还可以使用蓄积在蓄电装置8103中的电力。因此，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将本发明的一个实施方式的蓄电装置8103用作不间断电源，可以使照明装置8100工作。
虽然在图29中例示出设置在天花板8104中的安镶型照明装置8100，但是本发明的一个实施方式的蓄电装置可以用于设置在天花板8104以外的例如侧壁8105、地板8106或窗户8107等的安镶型照明装置。此外，本发明的一个实施方式的蓄电装置还可以用于台式照明装置等。
作为光源8102，可以使用利用电力人工性地发光的人工光源。具体地说，作为人工光源的例子，可以举出白炽灯泡、荧光灯等放电灯、以及LED及有机EL元件等发光元件。
在图29中，具有室内机8200及室外机8204的空调器是包括本发明的一个实施方式的蓄电装置8203的电子设备的一个例子。具体地说，室内机8200包括框体8201、送风口8202及蓄电装置8203。虽然图29示出蓄电装置8203设置在室内机8200中的情况，但是蓄电装置8203也可以设置在室外机8204中。或者，也可以在室内机8200和室外机8204的双方中设置有蓄电装置8203。空调器可以接受来自商业电源的电力供应。或者，空调器还可以使用蓄积在蓄电装置8203中的电力。尤其是，当在室内机8200和室外机8204的双方中设置有蓄电装置8203时，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将本发明的一个实施方式的蓄电装置8203用作不间断电源，可以使空调器工作。
虽然在图29中例示包括室内机和室外机的分体式空调器，但是也可以将根据本发明的一个实施方式的蓄电装置用于在一个框体中兼具室内机和室外机的功能的空调器。
在图29中，电冷藏冷冻箱8300是包括本发明的一个实施方式的蓄电装置8304的电子设备的例子。具体地说，电冷藏冷冻箱8300包括框体8301、冷藏室门8302、冷冻室门8303及蓄电装置8304。在图29中，蓄电装置8304设置在框体8301中。电冷藏冷冻箱8300可以接受来自商业电源的电力供应。或者，电冷藏冷冻箱8300还可以使用蓄积在蓄电装置8304中的电力。因此，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将本发明的一个实施方式的蓄电装置8304用作不间断电源，可以使电冷藏冷冻箱8300工作。
微波炉等高频加热装置和电饭煲等电子设备在短时间内需要高功率。通过将本发明的一个实施方式的蓄电装置用作用来辅助商业电源不能充分供应的电力的辅助电源，可以在使用电子设备时防止商业电源的总开关跳闸。
另外，在不使用电子设备的时间段，尤其是在商业电源的供应源能够供应的电力总量中实际使用的电力的比率(称为电力使用率)低的时间段中，将电力蓄积在蓄电装置中，由此可以在使用电子设备的时间段中降低电力使用率。例如，在是电冷藏冷冻箱8300的情况下，在气温低且不经常地进行冷藏室门8302或冷冻室门8303的开关的夜间，将电力蓄积在蓄电装置8304中。另一方面，在气温高且经常地进行冷藏室门8302或冷冻室门8303的开关的白天，将蓄电装置8304用作辅助电源，由此可以降低白天的电力使用率。
另外，可以将本发明的一个实施方式的蓄电装置设置在车辆中。
通过将蓄电装置搭载在车辆中，可以实现混合动力汽车(HEV)、电动汽车(EV)及插电式混合动力汽车(PHEV)等新一代清洁能源汽车。
图30A及图30B各自示出使用本发明的一个实施方式的车辆的例子。图30A所示的汽车8400是使用电发动机的动力运行的电动汽车。或者，汽车8400是能够适当地使用电发动机或引擎运行的混合动力汽车。本发明的一个实施方式可以提供高里程车辆。汽车8400具备蓄电装置。蓄电装置不但可以驱动电发动机，而且还可以将电力供应到车头灯8401或室内灯(未图示)等发光装置。
蓄电装置还可以将电力供应到汽车8400所具有的速度表、转速计等显示装置。此外，蓄电装置可以将电力供应到汽车8400所具有的半导体装置诸如导航系统等。
图30B示出包括蓄电装置的汽车8500。当通过利用插件方式或非接触供电方式等外部充电设备被供应电力时，汽车8500可以进行充电。在图30B中，使用地上设置型充电装置8021通过电缆8022对包括在汽车8500中的蓄电装置进行充电。当进行充电时，作为充电方法或连接器的规格等，可以适当地采用CHAdeMO(注册商标)或联合充电系统(CombinedCharging System)等的规定的方式。地上设置型充电装置8021也可以为设置在商业设施的充电站或家庭的电源。例如，通过利用插件技术，可以从外部供应电力来对包括在汽车8500中的蓄电装置进行充电。可以通过ACDC转换器等转换装置将AC电力转换成DC电力来进行充电。
虽然未图示，但是车辆也可以包括受电装置，从而该车辆通过从地上的送电装置非接触地供应电力来进行充电。在是非接触供电方式的情况下，通过在公路或外壁中固定送电装置，不但停车中可以进行充电，而且行驶中也可以进行充电。此外，也可以利用该非接触供电方式，在车辆之间进行电力的发送及接收。再者，还可以在车辆的外部设置太阳能电池，在停车时或行驶时进行蓄电装置的充电。为了由这样的非接触方式供电，可以利用电磁感应方式或磁场共振方式。
根据本发明的一个实施方式，蓄电装置的循环特性及可靠性得到提高。此外，根据本发明的一个实施方式，蓄电装置的特性得到提高，从而可以使蓄电装置本身小型轻量化。小型轻量的蓄电装置有助于车辆的轻量化，从而可以延长行驶距离。另外，可以将包括在车辆中的蓄电装置用作车辆之外的电力供应源。此时，可以避开在电力需求高峰时使用商业电源。
本实施方式可以与任意的其他实施方式适当地组合。
[实施例1]
在本实施例中，根据实施方式1制造本发明的一个实施方式的蓄电装置，并与比较用蓄电装置一起在25℃下进行循环寿命测试。
〈样品的制造方法〉
在本实施例中，制造图1A所示的蓄电装置500。下面说明样品的制造方法。
本发明的一个实施方式应用于14种样品，即样品A1、样品A2、样品B1、样品B2、样品C1、样品C2、样品D1、样品D2、样品E1、样品E2、样品F1、样品F2、样品B3及样品B4。为了进行比较，制造2种比较样品，即a1及a2。
作为样品A1、样品A2、样品B1、样品B2、样品C1、样品C2、样品D1、样品D2、样品E1、样品E2、样品F1、样品F2、样品B3及样品B4的溶质，使用双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂。样品A1、样品A2、样品B1、样品B2、样品C1、样品C2、样品D1、样品D2、样品E1、样品E2、样品F1、样品F2、样品B3及样品B4中的六氟磷酸锂的浓度彼此不同。作为比较样品a1及比较样品a2的溶质，使用双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)而不使用六氟磷酸锂。
作为样品A1、样品A2、样品B1、样品B2、样品C1、样品C2、样品D1、样品D2、样品E1、样品E2、样品F1、样品F2、比较样品a1及比较样品a2中的隔离体，使用纤维素纤维。作为样品B3及样品B4，使用聚苯硫醚(PPS)。
在制造蓄电装置500之后，对样品A2、样品B2、样品C2、样品D2、样品E2、样品F2、样品B4及比较样品a2以170℃进行15分钟的加热处理。该加热处理是假设如实施方式2所示的与氟橡胶一体形成而进行的。对样品A1、样品B1、样品C1、样品D1、样品E1、样品F1、样品B3及比较样品a1不进行加热处理。
表1示出各样品的电解质、隔离体及加热处理条件。
[表1]
对电解质的制造方法进行说明。
对用于比较样品a1及比较样品a2的电解质a进行说明。如下面表示地形成电解质a：混合混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液和碳酸亚乙烯酯(VC)，并且该混合液溶解有双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)。溶解于电解质a中的碳酸亚乙烯酯(VC)量的重量比为1wt％。溶解于电解质a中的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)量的摩尔浓度为1mol/L。
对用于样品A1及样品A2的电解质A进行说明。如下面表示地形成电解质A：混合混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液和碳酸亚乙烯酯(VC)，并且该混合液溶解有双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂。溶解于电解质A中的碳酸亚乙烯酯(VC)量的重量比为1wt％。溶解于电解质A中的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)量的摩尔浓度为1mol/L。溶解于电解质A中的六氟磷酸锂量的重量比为0.18wt％。
对用于样品B1、样品B2、样品B3及样品B4的电解质B进行说明。如下面表示地形成电解质B：混合混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液和碳酸亚乙烯酯(VC)，并且该混合液溶解有双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂。溶解于电解质B中的碳酸亚乙烯酯(VC)量的重量比为1wt％。溶解于电解质B中的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)量的摩尔浓度为1mol/L。溶解于电解质B中的六氟磷酸锂量的重量比为0.27wt％。
对用于样品C1及样品C2的电解质C进行说明。如下面表示地形成电解质C：混合混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液和碳酸亚乙烯酯(VC)，并且该混合液溶解有双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂。溶解于电解质C中的碳酸亚乙烯酯(VC)量的重量比为1wt％。溶解于电解质C中的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)量的摩尔浓度为1mol/L。溶解于电解质C中的六氟磷酸锂量的重量比为0.51wt％。
对用于样品D1及样品D2的电解质D进行说明。如下面表示地形成电解质D：混合混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液和碳酸亚乙烯酯(VC)，并且该混合液溶解有双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂。溶解于电解质D中的碳酸亚乙烯酯(VC)量的重量比为1wt％。溶解于电解质D中的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)量的摩尔浓度为1mol/L。溶解于电解质D中的六氟磷酸锂量的重量比为1.1wt％。
对用于样品E1及样品E2的电解质E进行说明。如下面表示地形成电解质E：混合混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液和碳酸亚乙烯酯(VC)，并且该混合液溶解有双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂。溶解于电解质E中的碳酸亚乙烯酯(VC)量的重量比为1wt％。溶解于电解质E中的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)量的摩尔浓度为1mol/L。溶解于电解质A中的六氟磷酸锂量的重量比为2.0wt％。
对用于样品F1及样品F2的电解质F进行说明。如下面表示地形成电解质F：混合混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液和碳酸亚乙烯酯(VC)，并且该混合液溶解有双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂。溶解于电解质F中的碳酸亚乙烯酯(VC)量的重量比为1wt％。溶解于电解质F中的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)量的摩尔浓度为1mol/L。溶解于电解质F中的六氟磷酸锂量的重量比为3.0wt％。
作为以1：1的体积比混合有碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液，使用由KISHIDA化学公司制造的锂电池级(lithium battery grade)(产品号码：LBG-00798)。作为碳酸亚乙烯酯(VC)，使用由KISHIDA化学公司制造的锂电池级(产品号码：LBG-84923)。作为双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)，使用由IoLiTec(Ionic Liquids TechnologiesInc.)制造的产品(产品号码：KI-0016-HP)。作为六氟磷酸锂(LiPF6)，使用由KISHIDA化学公司制造的锂电池级(产品号码：LBG-45860)。
接着，对负极的制造方法进行说明。在样品A1、样品A2、样品B1、样品B2、样品C1、样品C2、样品D1、样品D2、样品E1、样品E2、样品F1、样品F2、样品B3、样品B4、比较样品a1及比较样品a2中，负极的制造方法是共用的。
作为负极活性物质，使用比表面积为6.3m2/g、平均粒径为15μm的球形天然石墨(日本黑铅工业株式会社制造的CGB-15)。作为粘结剂，使用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)及SBR。所使用的CMC-Na的聚合度为600以上且800以下，1wt％的CMC-Na水溶液的粘度在300mPa·s以上且500mPa·s以下的范围内。将石墨：CMC-Na：SBR的配合比设定为97：1：1.5(wt％)。
首先，混合CMC-Na的粉末和活性物质，用混合机进行混炼，来得到第一混合物。
接着，对第一混合物添加少量水，进行干稠混炼，来得到第二混合物。在此，“干稠混炼”是指“以高粘度进行混炼”。
接着，进一步添加水，用混合机进行混炼，来得到第三混合物。
接着，添加50wt％的SBR水分散液，并用混合机进行混合。然后，在减压下对所得到的混合物进行脱泡，以得到浆料。
接着，用连续涂敷机将浆料涂敷在负极集流体上。使用厚度为18μm的压延铜箔作为负极集流体。涂敷速度为0.75m/min。
接着，在干燥炉中使涂敷在负极集流体上的浆料的溶剂气化。先在大气气氛下以50℃进行120秒钟的气化处理，然后以80℃进行120秒钟的气化处理。接着，在减压气氛(-100kPa)下以100℃进行10小时的气化处理。
通过上述工序，在负极集流体的一个表面上形成负极活性物质层，来制造负极。
接着，对正极的制造方法进行说明。在样品A1、样品A2、样品B1、样品B2、样品C1、样品C2、样品D1、样品D2、样品E1、样品E2、样品F1、样品F2、样品B3、样品B4、比较样品a1及比较样品a2中，负极的制造方法是共用的。
LiCoO2、聚偏氟乙烯(PVDF)及乙炔黑被用作正极活性物质、粘结剂及导电助剂。使用比表面积为0.55m2/g、平均粒径为6.3μm的由日本化学工业公司制造的LiCoO2(C-5hV)。LiCoO2：PVDF：乙炔黑的配合比为95：3：2(wt％)。
另外，本说明书等中的平均粒径是以体积为基准的50％的累计值(D50)。
首先，用混合机混合乙炔黑和PVDF，来得到第三混合物。
接着，对第三混合物添加活性物质，来得到第四混合物。
接着，对第四混合物添加N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)的溶剂，并用混合机进行混合。通过上述工序形成浆料。
接着，用大型混合机进行混合。
接着，用连续涂敷机将浆料涂敷在正极集流体上。使用20μm厚的铝集流体作为正极集流体。涂敷速度为0.2m/min。
接着，在干燥炉中使涂敷在正极集流体上的浆料中的溶剂气化。在大气气氛下以70℃进行7.5分钟的溶剂气化处理，然后以90℃进行7.5分钟的溶剂气化处理。
接着，在减压气氛(-100kPa的表压)下以170℃进行10小时的加热处理。然后，利用辊压法对正极活性物质层进行按压而使其巩固。
通过上述工序，在正极集流体的一个表面上形成正极活性物质层，来制造正极。
表2示出各正极活性物质层的活性物质的担载量、厚度及密度的平均，而表3示出各负极活性物质层的活性物质的担载量、厚度及密度的平均。本说明书所示的这些数值是在制造样品时使用的各电极的测定值的平均。在集流体的相对表面上形成活性物质层的情况下，这些数值是集电体的一个表面上的活性物质层的活性物质的担载量、厚度及密度的平均。
根据电极面积及利用电子天平测出的重量算出担载量。根据利用测微器测出的厚度算出密度。
[表2]
[表3]
接着，说明蓄电装置的制造方法。本实施例中制造的样品各自包括在正极集流体的一个表面上设置有正极活性物质层的一个正极以及在负极集流体的一个表面上设置有负极活性物质层的一个负极。也就是说，本实施例的样品各自包括一个正极活性物质层以及一个负极活性物质层。
首先，切断正极、负极和第一隔离体。正极、负极及第一隔离体的尺寸分别为20.49cm2、23.84cm2及24.75cm2。
作为样品A1、样品A2、样品B1、样品B2、样品C1、样品C2、样品D1、样品D2、样品E1、样品E2、样品F1、样品F2、比较样品a1及比较样品a2的隔离体使用纤维素纤维。具体而言，使用由日本高度纸工业公司制造的30μm厚的溶剂纺丝再生纤维素纤维(产品号码：TF40)。作为样品B3及样品B4，使用聚苯硫醚。具体而言，使用两个由Toray工业公司制造的46μm厚的聚苯硫醚纸(产品号码：PS0020)。
接着，去除极耳区域中的正极活性物质及负极活性物质，来使集流体露出。
接着，夹着第一隔离体层叠正极及负极。此时，以正极活性物质层和负极活性物质层彼此面对的方式层叠正极和负极。
接着，使用超声波焊接将引线接合到正极及负极。
接着，使用第二隔离体包裹层叠有电极并接合有引线的区域。由此，可以防止外包装体的树脂层因后续的加热处理溶解及使外包装体的铝与电极接触。第二隔离体的尺寸为104cm2。
接着，通过加热对外包装体的四边之中的两边彼此相对的部分进行接合。
作为外包装体，使用其相对表面由树脂层覆盖的铝膜。
接着，以与外包装体的密封层重叠的方式配置设置于引线的密封层，并通过加热进行接合。此时，除用来注入电解液的边之外的外装体的边的相对部分彼此接合。
接着，在减压气氛(-100kPa的表压)下以80℃进行用来使外包装体及由外包装体包裹的正极、隔离体及负极干燥的加热处理10小时。
接着，在氩气氛下，从未密封的外包装体的一边注入大约600μL的电解质。电解质a注入到比较样品a1及比较样品a2中。电解质A注入到样品A1及样品A2中。电解质B注入到样品B1至样品B4中。电解质C注入到样品C1及样品C2。电解质D注入到样品D1及样品D2中。电解质E注入到样品E1及样品E2中。电解质F注入到样品F1及样品F2中。
然后，在减压气氛(-100kPa的表压)下通过加热对外包装体的一边进行密封。通过上述工序，制造各薄型蓄电池。
接着，对样品A2、样品B2、样品C2、样品D2、样品E2、样品F2、样品B4及比较样品a2进行加热处理。假设在实施方式2中说明的各样品与氟橡胶一体形成，加热处理在大气压气氛下以170℃进行15分钟。具体而言，在将恒温槽升温至大约170℃之后，将各样品放入恒温槽，在15分钟之后取出各样品。在各样品的外包装体中不产生伴随加热处理的膨胀。
通过上述工序制造样品A1、样品A2、样品B1、样品B2、样品C1、样品C2、样品D1、样品D2、样品E1、样品E2、样品F1、样品F2、样品B3、样品B4、比较样品a1及比较样品a2。
<充放电特性的测定>
接着，对本实施例的各样品的在25℃下的充放电特性进行评价。使用充放电测定仪(由日本东洋系统公司制造)进行该测定。到达4.3V的上限为止进行恒电流-恒电压充电，且到达2.5V的下限为止进行恒电流放电。以0.1C的速率进行充放电3个循环，然后以0.3C的速率进行长期循环测试。在充放电后设置10分钟的休止时间。
此外，以用作正极活性物质的LiCoO2的充电上限电压为4.3V时得到的容量的170mAh/g为基准来算出速率。
图31A示出比较样品a1的充电曲线及放电曲线，图31B对应于比较样品a2，图31C对应于样品A1，图31D对应于样品A2，图32A对应于样品B1，图32B对应于样品B2，图32C对应于样品C1，图32D对应于样品C2，图33A对应于样品D1，图33B对应于样品D2，图33C对应于样品E1，图33D对应于样品E2，图34A对应于样品F1，图34B对应于样品F2，图34C对应于样品B3，且图34D对应于样品B4。在图31A至图34D中，横轴及纵轴分别表示容量[mAh/g]及电压[V]。关于各样品，示出第1循环及第300循环时的充电及放电特性。容量是正极活性物质的每个重量。
可确认到：在对经过170℃、15分钟的加热处理的样品中反复进行充放电导致容量降低。可确认到：与不包含六氟磷酸锂的比较样品a2相比，本发明的实施方式的包含六氟磷酸锂的样品A2、样品B2、样品C2、样品D2及样品B4的反复进行充放电之后的容量降低得到抑制。
图35A示出比较样品a1及比较样品a2的放电容量的循环特性，图35B对应于样品A1及样品A2，图35C对应于样品B1及样品B2，图35D对应于样品C1及样品C2，图36A对应于样品D1及样品D2，图36B对应于样品E1及样品E2，图36C对应于样品F1及样品F2，且图36D对应于样品B3及样品B4。在图35A至图35D以及图36A至图36D中，横轴及纵轴分别表示循环[次]及容量[mAh/g]。
图37A示出比较样品a1及比较样品a2的放电容量保持率的循环特性，图37B对应于样品A1及样品A2，图37C对应于样品B1及样品B2，图37D对应于样品C1及样品C2，图38A对应于样品D1及样品D2，图38B对应于样品E1及样品E2，图38C对应于样品F1及样品F2，且图38D对应于样品B3及样品B4。在图37A至图37D以及图38A至图38D中，横轴及纵轴分别表示循环[次]及容量保持率[％]。容量保持率是相对于各样品的放电容量的最大值的各循环的放电容量的比率。
可确认到：由于在对经过170℃、15分钟的加热处理的样品中反复进行充放电而导致容量降低。可确认到：与不包含六氟磷酸锂的比较样品a2相比，本发明的实施方式的包含六氟磷酸锂的样品A2、样品B2、样品C2、样品D2及样品B4的反复进行充放电之后的容量降低得到抑制。
在本实施方式中可知，耐热性高的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)主要供应用作载流子离子的锂离子，因此即使进行加热处理，也可以防止反复进行充放电之后的容量降低。此外，可认为：由于六氟磷酸锂，在170℃的加热处理或充放电时，钝化膜形成在被用作正极集流体的铝的表面上，因此保持良好的循环特性。另外，与比较样品a2相比，样品E2及样品F2的容量大幅度地降低。这可认为是由于样品E2及样品F2的六氟磷酸锂的浓度高，所以六氟磷酸锂在170℃的加热处理中分解为LiF和PF5，而PF5使溶剂分解，于是导致容量降低等电池特性的劣化。也就是说，可知：优选使用足以在集流体表面形成钝化膜的量的六氟磷酸锂(LiPF6)。
在本发明的一个实施方式中，因为作为溶质使用双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂(LiPF6)，所以即使进行蓄电池的加热处理，反复进行充放电之后的容量也不容易降低。
图39A示出比较样品a1及比较样品a2的能量密度的循环特性，图39B对应于样品A1及样品A2，图39C对应于样品B1及样品B2，图39D对应于样品C1及样品C2，图40A对应于样品D1及样品D2，图40B对应于样品E1及样品E2，图40C对应于样品F1及样品F2，且图40D对应于样品B3及样品B4。在图39A至图39D以及图40A至图40D中，横轴及纵轴分别表示循环[次]及能量密度[mWh/g]。能量密度是图31A至图31D、图32A至图32D、图33A至图33D以及图34A至图34D的放电曲线所示的放电容量与电压之积。
图41A示出比较样品a1及比较样品a2的能量密度的循环特性，图41B对应于样品A1及样品A2，图41C对应于样品B1及样品B2，图41D对应于样品C1及样品C2，图42A对应于样品D1及样品D2，图42B对应于样品E1及样品E2，图42C对应于样品F1及样品F2，且图42D对应于样品B3及样品B4。在图41A至图41D以及图42A至图42D中，横轴及纵轴分别表示循环[次]及能量密度保持率[％]。能量密度保持率是相对于各样品的能量密度的最大值的各循环的能量密度的比率。
可确认到：由于在对经过170℃、15分钟的加热处理的样品中反复进行充放电而导致能量密度降低。可确认到：与不包含六氟磷酸锂的比较样品a2相比，本发明的实施方式的包含六氟磷酸锂的样品A2、样品B2、样品C2、样品D2及样品B4的反复进行充放电之后的能量密度降低得到抑制。
在本实施方式中可知，耐热性高的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)主要供应用作载流子离子的锂离子，因此即使进行加热处理，也可以防止反复进行充放电之后的能量密度降低。此外，可认为：由于六氟磷酸锂，在170℃的加热处理或充放电时，钝化膜形成在被用作正极集流体的铝的表面上，因此保持良好的循环特性。另外，与比较样品a2相比，样品E2及样品F2的能量密度大幅度地降低。这可认为是由于样品E2及样品F2的六氟磷酸锂的浓度高，所以六氟磷酸锂在170℃的加热处理中分解为LiF和PF5，而PF5使溶剂分解，于是导致能量密度降低等电池特性的劣化。也就是说，可知：优选使用足以在集流体表面形成钝化膜的量的六氟磷酸锂(LiPF6)。
在本发明的一个实施方式中，因为作为溶质使用双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂(LiPF6)，所以即使进行蓄电池的加热处理，反复进行充放电之后的能量密度也不容易降低。
表3及图43A示出经过170℃的加热处理的比较样品a2、样品A2、样品B2、样品C2、样品D2、样品E2、样品F2及样品B4的LiPF6相对于电解质的浓度与容量保持率的关系。在图43A中，横轴及纵轴分别表示LiPF6的浓度[wt％]及容量保持[％]。在图43A中，黑色圆表示作为隔离体使用纤维素纤维的比较样品a2、样品A2、样品B2、样品C2、样品D2、样品E2及样品F2的数据，叉号表示作为隔离体使用聚苯硫醚的样品B4的数据。容量保持率是指图37A至图37D以及图38A至图38D所示的各样品的第300循环时的值。
表4及图43B示出经过170℃、15分钟的加热处理的比较样品a2、样品A2、样品B2、样品C2、样品D2、样品E2、样品F2及样品B4的六氟磷酸锂相对于电解质的浓度与能量密度保持率的关系。在图43B中，横轴及纵轴分别表示六氟磷酸锂的浓度[wt％]及能量密度保持率[％]。在图43B中，黑色圆点表示作为隔离体使用纤维素纤维的比较样品a2、样品A2、样品B2、样品C2、样品D2、样品E2及样品F2的数据，叉号表示作为隔离体使用聚苯硫醚的样品B4的数据。能量密度保持率是指图41A至图41D以及图42A至图42D所示的各样品的第300循环时的值。
[表4]
如表4、图43A及图43B所示，与不包含六氟磷酸锂的比较样品a2相比，本发明的实施方式的样品A2、样品B2、样品C2、样品D2及样品B4在反复进行充放电之后的容量保持率及能量保持率高。另一方面，LiPF6浓度高的样品E2及样品F2的容量保持率及能量保持率降低。
根据上述结果可知：电解质优选包含碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂。溶解于电解质中的六氟磷酸锂量优选为0.01wt％以上且1.9wt％以下，更优选为0.05wt％以上且1.2wt％以下，进一步优选为0.1wt％以上且0.8wt％以下。
可知通过作为电解质的溶质使用双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂，可以制造耐热性高的蓄电池。
[实施例2]
在本实施例中，根据实施方式1制造本发明的一个实施方式的蓄电装置，并与比较用蓄电装置一起在45℃下对蓄电装置进行循环寿命测试。
〈样品的制造方法〉
在本实施例中，制造图1A所示的蓄电装置500。下面说明样品的制造方法。
本发明的一个实施方式应用于4种样品，即样品G1、样品G2、样品H1及样品H2。为了进行比较，制造2种比较样品，即比较样品a3及比较样品a4。
作为样品G1、样品G2、样品H1及样品H2的溶质，使用双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂。样品G1、样品G2、样品H1及样品H2中的六氟磷酸锂的浓度彼此不同。作为比较样品a3及比较样品a4的溶质，使用双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)而不使用六氟磷酸锂。
在样品G1、样品G2、样品H1、样品H2、比较样品a3及比较样品a4中，作为隔离体使用纤维素纤维。
在制造蓄电装置500之后，对样品G2、样品H2及比较样品a4以170℃进行15分钟的加热处理。假设样品与氟橡胶如实施方式2表示地一体形成而进行该加热处理。对样品G1、样品H1及比较样品a3不进行加热处理。
表5示出各样品的电解质、隔离体及加热处理的条件。
[表5]
对电解质的制造方法进行说明。
作为比较样品a3及比较样品a4的电解质使用电解质a。关于电解质a可以参照上述实施例1，所以在此省略其说明。
对用于样品G1及样品G2的电解质G进行说明。如下面表示地形成电解质G：混合混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液和碳酸亚乙烯酯(VC)，并且该混合液溶解有双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂。溶解于电解质G中的碳酸亚乙烯酯(VC)量的重量比为1wt％。溶解于电解质G中的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)量的摩尔浓度为1mol/L。溶解于电解质G中的六氟磷酸锂量的重量比为0.26wt％。
对用于样品H1及样品H2的电解质H进行说明。如下面表示地形成电解质H：混合混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液和碳酸亚乙烯酯(VC)，并且该混合液溶解有双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂。溶解于电解质H中的碳酸亚乙烯酯(VC)量的重量比为1wt％。溶解于电解质H中的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)量的摩尔浓度为1mol/L。溶解于电解质H中的六氟磷酸锂量的重量比为0.51wt％。
作为以1：1的体积比混合有碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液，使用由日本KISHIDA化学公司制造的锂电池级(产品号码：LBG-00798)。作为碳酸亚乙烯酯(VC)，使用由日本KISHIDA化学公司制造的锂电池级(产品号码：LBG-84923)。作为双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)，使用由IoLiTec(Ionic Liquids Technologies Inc.)制造的产品(产品号码：KI-0016-HP)。作为六氟磷酸锂，使用由日本KISHIDA化学公司制造的锂电池级(产品号码：LBG-45860)。
接着，形成负极。关于负极的制造方法可以参照上述实施例1，所以省略其说明。
接着，形成正极。关于正极的制造方法可以参照上述实施例1，所以省略其说明。
表6示出各正极活性物质层的活性物质的担载量、厚度及密度的平均，表7示出各负极活性物质层的活性物质的担载量、厚度及密度的平均。
[表6]
[表7]
接着，说明蓄电装置的制造方法。本实施例中制造的样品各自包括在正极集流体的一个表面上设置有正极活性物质层的一个正极以及在负极集流体的一个表面上设置有负极活性物质层的一个负极。也就是说，本实施例的样品各自包括一个正极活性物质层以及一个负极活性物质层。
首先，切断正极、负极和第一隔离体。正极、负极及第一隔离体的尺寸分别为20.49cm2、23.84cm2及24.75cm2。
作为样品G1、样品G2、样品H1、样品H2、比较样品a3及比较样品a4的隔离体使用纤维素纤维。具体而言，使用由日本高度纸工业公司制造的30μm厚的溶剂纺丝再生纤维素纤维(产品号码：TF40)。
接着，去除极耳区域中的正极活性物质及负极活性物质，来使集流体露出。
接着，夹着第一隔离体层叠正极及负极。此时，以正极活性物质层和负极活性物质层彼此面对的方式层叠正极和负极。
接着，使用超声波焊接将引线接合到正极及负极。
接着，使用第二隔离体包裹层叠有电极并接合有引线的区域。由此，可以防止外包装体的树脂层因后续的加热处理溶解及使外包装体的铝与电极接触。第二隔离体的尺寸为104cm2。
接着，通过加热对外包装体的四边之中的两边彼此相对的部分进行接合。
作为外包装体，使用其相对表面由树脂层覆盖的铝膜。
接着，以与外包装体的密封层重叠的方式配置设置于引线的密封层，并通过加热进行接合。此时，除用来注入电解质的边之外的外装体的边的相对部分彼此接合。
接着，在减压气氛(-100kPa的表压)下以80℃进行用来使外包装体及由外包装体包裹的正极、隔离体及负极干燥的加热处理10小时。
接着，在氩气氛下，从未密封的外装体的一边注入大约600μL的电解质。电解质a注入到比较样品a3及比较样品a4中。电解质G注入到样品G1及样品G2中。电解质H注入到样品H1及样品H2中。
然后，在减压气氛(-100kPa的表压)下通过加热对外包装体的一边进行密封。通过上述工序，制造各薄型蓄电池。
接着，对样品G2、样品H2及比较样品a4进行加热处理。假设在实施方式2中说明的各样品与氟橡胶的一体形成，加热处理在大气压气氛下以170℃进行15分钟。具体而言，在将恒温槽升温至大约170℃之后，将各样品放入恒温槽，在15分钟之后取出各样品。在各样品的外包装体中不产生伴随加热处理的膨胀。
通过上述工序制造样品G1、样品G2、样品H1、样品H2、比较样品a3及比较样品a4。
<充放电特性的测定>
接着，对本实施例的各样品的在45℃下的充放电特性进行评价。使用充放电测定仪(由日本东洋系统公司制造)进行该测定。到达4.3V的上限为止进行恒电流-恒电压充电，且到达2.5V的下限为止进行恒电压放电。以0.1C的速率进行充放电，在充电后设置10分钟的休止时间。进行充放电2次循环。
此外，以用作正极活性物质的LiCoO2的充电上限电压为4.3V时得到的容量的170mAh/g为基准来算出速率。
图44A示出比较样品a3的充电曲线及放电曲线，图44B对应于比较样品a4，图44C对应于样品G1，图44D对应于样品G2，图45A对应于样品H1，且图34D对应于样品H2。在图44A至图44D以及图45A及图45B中，横轴及纵轴分别表示容量[mAh/g]及电压[V]。关于各样品，示出第1循环及第300循环时的充电及放电特性。容量是正极活性物质的每个重量。
此外，在不包含六氟磷酸锂的比较样品a3及比较样品a4的第300循环时的容量几乎为零。
图46A示出比较样品a3及比较样品a4的放电容量的循环特性，图46B对应于样品G1及样品G2，且图46C对应于样品H1及样品H2。在图46A至图46C中，横轴及纵轴分别表示循环[次]及容量[mAh/g]。
图47A示出比较样品a3及比较样品a4的放电容量保持率的循环特性，图47B对应于样品G1及样品G2，图47C对应于样品H1及样品H2。在图47A至图47C中，横轴及纵轴分别表示循环[次]及容量保持率[％]。容量保持率是相对于各样品的放电容量的最大值的各循环的放电容量的比率。
不包含六氟磷酸锂的比较样品a3及比较样品a4的大约150循环时的容量几乎为零。可认为在反复在45℃进行充放电时，因双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)导致用作正极集流体的铝的腐蚀。与比较样品a3及比较样品a4相比，本发明的实施方式的样品G1、样品G2、样品H1及样品H2即使在反复进行充放电循环之后也抑制容量降低。尤其是，虽然样品H2经过170℃、15分钟的加热处理，但是该样品H2具有高容量保持率。可认为由六氟磷酸锂在铝表面上形成钝化膜，由此即使进行加热处理也可以抑制铝腐蚀。
图48A示出比较样品a3及比较样品a4的能量密度的循环特性，图48B对应于样品G1及样品G2，且图48C对应于样品H1及样品H2。在图48A至图48C中，横轴及纵轴分别表示循环[次]及能量密度[mWh/g]。能量密度是图44A至图44D以及图45A和图45B中的放电曲线所示的放电容量与电压之积。
图49A示出比较样品a3及比较样品a4的能量密度保持率的循环特性，图49B对应于样品G1及样品G2，且图49C对应于样品H1及样品H2。在图49A至图49C中，横轴及纵轴分别表示循环[次]及能量密度保持率[％]。能量密度保持率是相对于各样品的能量密度的最大值的各循环的能量密度的比率。
不包含六氟磷酸锂的比较样品a3及比较样品a4的大约150循环时的能量密度几乎为零。与比较样品a3及比较样品a4相比，本发明的实施方式的样品G1、样品G2、样品H1及样品H2即使在反复进行充放电循环之后也抑制容量降低。尤其是，虽然样品H2经过170℃、15分钟的加热处理，但是该样品H2具有高能量密度保持率。
表5及图50A示出经过170℃的加热处理的比较样品a3、样品G2及样品H2的相对于电解质的LiPF6浓度与容量保持率的关系。在图50A中，横轴及纵轴分别表示LiPF6浓度[wt％]及容量保持率[％]。容量保持率是图47A至图47C所示的各样品的第300循环时的值。
表8及图50B示出经过170℃、15分钟的加热处理的比较样品a4、样品G2及样品H4的相对于电解质的LiPF6浓度与能量密度的关系。在图50B中，横轴及纵轴分别表示LiPF6浓度[wt％]及能量密度[％]。能量密度保持率是指图49A至图49C所示的各样品的第300循环时的值。
[表8]
如表8、图50A及图50B所示，与不包含六氟磷酸锂的比较样品a4相比，本发明的实施方式的样品G2及样品H2在反复进行充放电之后的容量保持率及能量保持率很高。
根据上述结果可知电解质优选包含碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸亚乙烯酯(VC)、双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂。还可知溶解于电解质中的六氟磷酸锂量优选为0.01wt％以上且1.9wt％以下，更优选为0.05wt％以上且1.2wt％以下，进一步优选为0.1wt％以上且0.8wt％以下。
可知通过作为电解质的溶剂使用双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂，可以制造即使在高温环境(45℃)下也具有良好的充放电特性及高耐热性的蓄电池。
[实施例3]
在本实施例中，说明确认用作正极集流体的铝与电解质的反应的结果。
<样品的制造方法>
在本实施例中，形成本发明的一个实施方式的蓄电池，并进行170℃、15分钟的加热处理。然后从蓄电池取出正极，利用XPS测定对正极的铝表面进行组成分析。将经过170℃、15分钟的加热处理的蓄电池称为蓄电池1。将从蓄电池1取出的正极称为正极1。为了比较，对制造正极之后不进行蓄电池的组装及加热处理的样品(比较正极1)进行XPS分析。
对正极的制造方法进行说明。对比较正极1及蓄电池1(正极1)的制造使用相同的制造方法。
作为各正极活性物质，使用比表面积为0.21m2/g、平均粒径为10μm的LiCoO2。作为粘结剂，使用聚偏氟乙烯(PVDF)。作为导电助剂使用乙炔黑。LiCoO2、PVDF和乙炔黑的配合比为LiCoO2：乙炔黑：PVDF＝95：3：2(wt％)。
首先，用混合机混合乙炔黑和PVDF，来得到第五混合物。
接着，对第五混合物添加活性物质，来得到第六混合物。
接着，对第四混合物添加用作溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，用混合机进行混合。通过上述工序制造浆料。
接着，用大型混合机进行混合。
接着，用连续涂敷机将浆料涂敷在正极集流体上。使用20μm厚的铝集流体作为正极集流体。涂敷速度为0.2m/min。
接着，在干燥炉中使涂敷在正极集流体的浆料中的溶剂气化。在大气气氛下以70℃进行7.5分钟的溶剂气化处理，然后以90℃进一步进行7.5分钟的溶剂气化处理。
接着，在减压气氛(-100kPa的表压)下以170℃进行10小时的加热处理。然后，利用辊压法对正极活性物质层进行按压而使其巩固。
通过上述工序，在正极集流体的一个表面上形成正极活性物质层。
将通过至此的工序得到的样品用作比较正极1。
接着，说明蓄电池1的制造方法。
对负极的制造方法进行说明。
作为负极活性物质，使用比表面积为6.3m2/g、平均粒径为15μm的球形天然石墨(日本黑铅工业株式会社制造的CGB-15)。作为粘结剂，使用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)及SBR。所使用的CMC-Na的聚合度为600以上且800以下，1wt％的CMC-Na水溶液的粘度在300mPa·s以上且500mPa·s以下的范围内。将石墨：CMC-Na：SBR的配合比设定为97：1.5：1.5(wt％)。
首先，混合CMC-Na的粉末和活性物质，用混合机进行混炼，来得到第七混合物。
接着，对第七混合物添加少量水，进行干稠混炼，来得到第八混合物。在此，“干稠混炼”是指“以高粘度进行混炼”。
接着，进一步添加水，用混合机进行混炼，来得到第八混合物。
接着，对第三混合物添加50wt％的SBR水分散液，并用混合机进行混合。然后，在减压下对所得到的混合物进行脱泡，以得到浆料。
接着，用连续涂敷机将浆料涂敷在负极集流体上。使用厚度为18μm的压延铜箔作为负极集流体。涂敷速度为0.75m/min。
接着，在干燥炉中使涂敷在负极集流体上的浆料的溶剂气化。先在大气气氛下以50℃进行120秒钟的气化处理，然后以80℃进行120秒钟的气化处理。接着，在减压气氛(-100kPa)下以100℃进行10小时的气化处理。
通过上述工序，在负极集流体的一个表面上形成负极活性物质层，来制造负极。
对蓄电池1的电解质的制造方法进行说明。
如下面表示地形成电解质B2：与碳酸亚乙烯酯(VC)混合混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液，并且该混合液溶解有双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)及六氟磷酸锂。溶解于电解质A中的碳酸亚乙烯酯(VC)量的重量比为1wt％。溶解于电解质B2中的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)量的摩尔浓度为1mol/L。溶解于电解质B2中的六氟磷酸锂量的重量比为0.27wt％。在本实施例中使用的电解质B2以与上述实施例1所示的电解质B相同的方法形成。
接着，切断正极、负极和第一隔离体。正极、负极及第一隔离体的尺寸分别为20.49cm2、23.84cm2及24.75cm2。
作为隔离体使用纤维素纤维。具体而言，使用由日本高度纸工业公司制造的30μm厚的溶剂纺丝再生纤维素纤维(产品号码：TF40)。
接着，去除极耳区域中的正极活性物质及负极活性物质，来使集流体露出。
接着，夹着第一隔离体层叠正极及负极。此时，以正极活性物质层和负极活性物质层彼此面对的方式层叠正极和负极。
接着，使用超声波焊接将引线接合到正极及负极。
接着，使用隔离体包裹层叠有电极并接合有引线的区域。由此，可以防止外包装体的树脂层因后续的加热处理溶解及使外包装体的铝与电极接触。第二隔离体的尺寸为104cm2。
接着，通过加热对外包装体的四边之中的两边彼此相对的部分进行接合。
作为外包装体，使用其相对表面由树脂层覆盖的铝膜。
接着，以与外包装体的密封层重叠的方式配置设置于引线的密封层，并通过加热进行接合。此时，除用来注入电解质的边之外的外装体的边的相对部分彼此接合。
接着，在减压气氛(-100kPa的表压)下以80℃进行用来使外包装体及由外包装体包裹的正极、隔离体及负极干燥的加热处理10小时。
接着，在氩气氛下，从未密封的外装体的一边注入大约600μL的电解质B2。
然后，在减压气氛(-100kPa的表压)下通过加热对外包装体的一边进行密封。通过上述工序，制造各薄型蓄电池。
通过上述工序，制造蓄电池1。
接着，对蓄电池1进行加热处理。假设在实施方式2中说明的各样品与氟橡胶一体形成，加热处理在大气压气氛下以170℃进行15分钟。具体而言，将恒温槽升温至大约170℃，将各样品放入恒温槽中，且在15分钟之后取出蓄电池1。
接着，在氮气氛的手套箱中拆开蓄电池1，取出蓄电池1的正极的正极1。使用碳酸二甲酯(DMC：dimethyl carbonate)洗涤正极1，并进行干燥。
通过上述工序，制造正极1。
<X射线光电子能谱>
接着，对比较正极1及正极1进行X射线光电子能谱(XPS)。将X射线照射到没有涂敷正极活性物质的铝表面。图51示出进行XPS测定的位置。图51中的箭头表示X射线的照射方向。
将由PHYSICAL ELECTRONICS公司制造的Quantera SXM用于XPS测定。作为X射线源使用单色的Al Kα线(1486.6eV)。将检测区域设定为100μmφ。将提取角设定为45°。检测深度估计大约是4nm至5nm。
图52A示出通过XPS测定而得到的Al2q的谱图，图52B对应于C1s，图52C对应于O1s，图53A对应于S2p，图53B对应于Li1s，图53C对应于F1s，图54A对应于P2s，图54B对应于N1s，图54C对应于Si2s，图55A对应于Na1s，且图55B对应于Ca2p。在图52A至图52C、图53A至图53C、图54A至图54C以及图55A及图55B中，横轴及纵轴分别表示键能[eV]及光电子强度(任意单位)。
从不进行加热处理的比较正极1检测出Al、O、C、微量的F及微量的Si。从进行加热处理的正极1检测出Al、F、O、Li、C、微量的P、微量的N、微量的Na及微量的Ca。
表9示出根据XPS谱图得到的各元素的定量值。注意，定量精度为±1atomic％左右。虽然各元素有差异，但是检测下限为1atomic％左右。
[表9]
与比较正极1相比，正极1的O含量较少且F含量较多。可知比较正极1的Al存在于氧化状态及金属状态中，从而正极1的Al存在于氟化状态及金属状态中。此外，从正极1检测出的Li主要存在于LiPFx、LiF等的状态中。此外，可认为从正极1检测出的Si主要存在于氧化状态中，且C主要存在于C-C或C-H状态中。
由上述结果可知，包含氟化铝的膜形成在与本发明的一个实施方式的电解质一起被加热的铝表面上。也就是说，可知在制造工序中经过加热工序的包括包含六氟磷酸锂的电解液的二次电池在正极集流体上形成膜，由此有助于抑制充放电循环劣化。
[实施例4]
在本实施例中，对双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)的耐热性的测试结果进行说明。
<样品的制造方法>
在本实施例中使用样品1、样品2及样品3的3种样品。
对样品1进行说明。样品1是双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)。作为双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)，使用IoLiTec(Ionic Liquids Technologies Inc.)的产品(产品号码：KI-0016-HP)。对电力状态的产品进行测定。
对样品2进行说明。将混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液用作样品2。作为混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液，使用由日本KISHIDA化学公司制造的锂电池级(产品号码：LBG-00798)。
对样品3进行说明。作为样品3，形成混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液，并将双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)溶解于该混合液中。溶解于样品3中的双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)量的摩尔浓度为1mol/L。通过上述工序形成样品3。作为混合有体积比为1：1的碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的混合液，使用日本KISHIDA化学公司的锂电池级(产品号码：LBG-00798)。作为双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)，使用由IoLiTec(Ionic Liquids Technologies Inc.)制造的产品(产品号码：KI-0016-HP)。
<热重量检测-差热分析>
接着，进行热重-差热分析(TG-DTA：thermogravimetry-differential thermalanalysis)。在氦气流下(流量：300ml/min)，以10℃/min的升温速度从室温到600℃利用Thermo Mass Photo(由理学公司制造)进行TG-DTA测定。
图56A、图56B及图57分别示出样品1、样品2及样品3的TG-DTA测定结果。在图56A、图56B及图57中，横轴表示温度[℃]，左边的纵轴表示重量变化率ΔW[％]，右边的纵轴表示热流[μV]。重量变化率ΔW是加热中的重量相对于初始重量(加热前)的变化率。其负值表示因加热而降低的重量。
样品1的重量在330℃附近开始下降，在420℃附近为相对于初始重量的大约-95％。此外，在327.4℃附近及416.7℃附近观察到吸热反应。可认为327.4℃附近的吸热反应起因于双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)。因此，可知在室温至300℃附近双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)稳定。
样品2的重量在150℃附近开始下降，在235℃附近为相对于初始重量的大约-96％。此外，在232.5℃附近观察到吸热反应。可认为232.5℃附近的吸热反应起因于碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)的蒸发。
样品3的重量在150℃附近开始下降，在300℃附近为相对于初始重量的大约-78％，在450℃附近为大约-100％。从室温到300℃附近的重量变化与上述样品2的倾向大致一致。可认为该温度范围内的变化几乎起因于碳酸乙烯酯(EC)和碳酸丙烯酯(PC)。因此，可知即使在300℃以下的溶剂中，双(五氟乙烷磺酰基)酰胺锂(LiBETA)也对热稳定。
符号说明
50：膜，51：膜，52：膜，53：压花辊，54：辊，55：压花辊，56：压花辊，57：压花辊，58：压花辊，60：方向，115：密封层，118：接合部，119：导入口，200：二次电池，203：隔离体，203a：区域，203b：区域，207：外包装体，211：正极，211a：正极，215：负极，215a：负极，220：密封层，221：正极引线，225：负极引线，230：电极组装体，231：电极组装体，250：二次电池，281：极耳区域，282：极耳区域，500：蓄电装置，501：正极集流体，502：正极活性物质层，503：正极，504：负极集流体，505：负极活性物质层，506：负极，507：隔离体，508：电解质，509：外包装体，510：正极引线，511：负极引线，512：接合部，513：弯曲部，514：接合部，518：接合部，520：隔离体，521：接合部，529：外包装体，700：便携式信息终端，701：框体，702：显示面板，703：表带扣，705A：表带，705B：表带，711：操作按钮，712：操作按钮，730：便携式信息终端，731：框体，732：泄漏检测电路，733：电源，734：电流计，735A：表带，736：电解质，739：功能电路，750：蓄电装置，751：正极引线，752：负极引线，753：外包装体，760：蓄电装置，761：端子，762：端子，771：布线，772：布线，7100：便携式显示装置，7101：框体，7102：显示部，7103：操作按钮，7104：蓄电装置，7200：便携式信息终端，7201：框体，7202：显示部，7203：表带，7204：带扣，7205：操作按钮，7206：输入输出端子，7207：图标，7250：活动量计，7251：框体，7300：显示装置，7304：显示部，7350：显示装置，7351：眼镜片，7351A：图像，7351B：图像，7352：眼镜框，7355：端部，7360：蓄电装置，7361：正极引线，7362：负极引线，7400：移动电话，7401：框体，7402：显示部，7403：操作按钮，7404：外部连接端口，7405：扬声器，7406：麦克风，7407：蓄电装置，8000：显示装置，8001：框体，8002：显示部，8003：扬声器部，8004：蓄电装置，8021：充电装置，8022：电缆，8024：蓄电装置，8100：照明装置，8101：框体，8102：光源，8103：蓄电装置，8104：天花板，8105：侧壁，8106：地板，8107：窗户，8200：室内机，8201：框体，8202：送风口，8203：蓄电装置，8204：室外机，8300：电冷藏冷冻箱，8301：框体，8302：冷藏室，8303：冷冻室，8304：蓄电装置，8400：汽车，8401：车头灯，8500：汽车，9600：平板终端，9625：开关，9626：开关，9627：电源开关，9628：操作开关，9629：扣件，9630：框体，9631：显示部，9631a：显示部，9631b：显示部，9632a：区域，9632b：区域，9633：太阳能电池，9634：充放电控制电路，9635：蓄电体，9636：DCDC转换器，9637：转换器，9638：控制键，9639：按钮，9640：可动部。
本申请基于2016年12月2日提交到日本专利局的日本专利申请No.2016-234674，通过引用将其完整内容并入在此。

Claims (8)

1.一种蓄电装置，包括：
正极，包括正极集流体和在所述正极集流体上并与所述正极集流体接触的膜；
负极；
第一隔离体；以及
电解质，
其中，所述正极集流体包含铝，
其中，所述膜包含氟化铝，
其中，所述第一隔离体位于所述正极和所述负极之间，
其中，所述电解质包含碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、六氟磷酸锂及以下述通式(G1)表示的锂盐，
其中，R1及R2独立地表示氟、或者直链状、支链状或环状的碳原子数为1至10的氟烷基，并且
其中，六氟磷酸锂相对于所述电解质的浓度以重量比计为0.01wt％以上且1.9wt％以下。
2.一种蓄电装置，包括：
正极，包括正极集流体和在所述正极集流体上并与所述正极集流体接触的膜；
负极；
第一隔离体；以及
电解质，
其中，所述正极集流体包含铝，
其中，所述膜包含氟化铝，
其中，所述第一隔离体位于所述正极和所述负极之间，
其中，所述电解质包含碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、六氟磷酸锂及锂盐，
其中，所述锂盐的热分解温度高于六氟磷酸锂的的热分解温度，并且
其中，六氟磷酸锂相对于所述电解质的浓度以重量比计为0.01wt％以上且1.9wt％以下。
3.一种蓄电装置，包括：
正极，包括正极集流体和在所述正极集流体上并与所述正极集流体接触的膜；
负极；
第一隔离体；以及
电解质，
其中，所述正极集流体包含铝，
其中，所述膜包含氟化铝，
其中，所述第一隔离体位于所述正极和所述负极之间，
其中，所述电解质至少包含碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯及六氟磷酸锂，并且
其中，六氟磷酸锂相对于所述电解质的浓度以重量比计为0.01wt％以上且1.9wt％以下。
4.一种蓄电装置，包括：
正极，包括正极集流体和在所述正极集流体上并与所述正极集流体接触的膜；
负极；
第一隔离体；以及
电解质，
其中，所述正极集流体包含铝，
其中，所述膜包含氟化铝，
其中，所述第一隔离体位于所述正极和所述负极之间，
其中，所述电解质至少包含碳酸丙烯酯、碳酸乙烯酯、碳酸亚乙烯酯及六氟磷酸锂。
5.根据权利要求4所述的蓄电装置，其中，所述电解质还包含丙磺酸内酯、碳酸氟乙烯酯、及丁二腈和己二腈中的一者或两者。
6.根据权利要求1至4中任一项所述的蓄电装置，其中，所述第一隔离体包含聚苯硫醚或纤维素纤维。
7.一种电子设备，包括：
权利要求1至4中任一项所述的蓄电装置；
表带；
显示面板；以及
框体，
其中，所述蓄电装置包括正极引线及负极引线，
所述正极引线与所述正极电连接，
所述负极引线与所述负极电连接，
所述蓄电装置埋入在所述表带中，
所述正极引线的一部分及所述负极引线的一部分从所述表带突出，
所述蓄电装置具有柔性，
所述蓄电装置与所述显示面板电连接，
所述显示面板包括在所述框体中，
所述表带与所述框体连接，
并且，所述表带包含橡胶材料。
8.根据权利要求7所述的电子设备，其中，所述橡胶材料为氟橡胶或硅酮橡胶。
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