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JP2015092474A - 蓄電体 - Google Patents

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哲平 小國
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託也 三輪
裕之 三宅
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裕之 三宅
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Abstract

【課題】曲げ伸ばしを繰り返しても充放電容量が低下しにくい蓄電体を実現する。
【解決手段】可撓性を有する蓄電体において、活物質を含む活物質層の総量に対するバインダの含有量を、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下、好ましくは２ｗｔ％以上８ｗｔ％以下、より好ましくは３ｗｔ％以上５ｗｔ％以下とする。
【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法に関する。特に、本発明の一態様は、蓄電体およびその作製方法に関する。
なお、本明細書中において蓄電体とは、蓄電機能を有する素子及び装置全般を指すものである。また、本明細書中において電気化学デバイスとは、蓄電体、導電層、抵抗、容量素子などを利用することで機能しうる装置全般を指している。
近年、リチウムイオン二次電池等の二次電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池等、種々の蓄電体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、携帯電話やスマートフォン、ノート型パーソナルコンピュータ等の携帯情報端末、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ等の電子機器、あるいは医療機器、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など、半導体産業の発展に伴い急速にその需要が拡大し、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。
リチウムイオン電池に求められる特性として、高エネルギー密度化、サイクル特性の向上及び様々な動作環境での安全性、長期信頼性の向上などがある。
また、近年、頭部に装着する表示装置など、人体や湾曲面に装着して使用される可撓性を有する表示装置が提案されている。また、湾曲面に装着可能な可撓性を有する蓄電体が求められている。
また、リチウムイオン電池の一例としては、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）。
特開２０１２−９４１８号公報
可撓性を有する蓄電体は、曲げ伸ばし（曲げ戻し）を繰り返すと充放電容量が低下するという問題があった。そこで、曲げ伸ばしを繰り返しても充放電容量が低下しにくい蓄電体などを実現することを課題の一つとする。
または、不良が起きにくい電極などを実現することを課題の一つとする。または、新規な蓄電体などを提供することを課題の一つとする。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。
発明者は、活物質の密着性を高めるために混合する結着剤（バインダ）に着目し、曲げ伸ばしを繰り返しても充放電容量が低下しにくい蓄電体を実現することを見出した。
例えば、活物質を含む活物質層の総量に対するバインダの含有量を、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下、好ましくは２ｗｔ％以上８ｗｔ％以下、より好ましくは３ｗｔ％以上５ｗｔ％以下とする。
本発明の一態様は、第１結着剤を含む正極活物質層を有する正極と、第２結着剤を含む負極活物質層を有する負極と、を有し、第１結着剤の含有量が、正極活物質層の総量の１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを特徴とする蓄電体である。
または、本発明の一態様は、第１結着剤を含む正極活物質層を有する正極と、第２結着剤を含む負極活物質層を有する負極と、を有し、第２結着剤の含有量が、負極活物質層の総量の１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを特徴とする蓄電体である。
または、本発明の一態様は、第１結着剤を含む正極活物質層を有する正極と、第２結着剤を含む負極活物質層を有する負極と、を有し、第１結着剤の含有量が、正極活物質層の総量の１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であり、第２結着剤の含有量が、負極活物質層の総量の１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを特徴とする蓄電体である。
曲げ伸ばしを繰り返しても充放電容量が低下しにくい蓄電体などを実現することができる。または、新規な蓄電体などを提供することができる。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。
正極の一例を示す図。 負極の一例を示す図。 ラミネート型の蓄電体の一例を示す図。 コイン型の蓄電体の一例を示す図。 円筒型の蓄電体の一例を示す図。 蓄電装置の一例を示す図。 蓄電装置の一例を示す図。 蓄電装置の一例を示す図。 蓄電装置の一例を示す図。 蓄電装置の一例を示す図。 蓄電体を用いた電子機器の一例を示す図。 蓄電体を用いた電子機器の一例を示す図。 蓄電体を用いた電子機器の一例を示す図。 蓄電体を用いた車両の一例を示す図。 繰り返し曲げ試験装置の外観写真および該試験装置を説明する図。 充放電容量の測定結果を示す図。 放電容量の維持率を示す図。
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明の一態様は以下の説明に限定されず、その形態およ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。また、本発明の一態様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。
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、発明を明瞭化するために誇張または省略されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、工程順または積層順など、なんらかの順番や順位を示すものではない。また、本明細書等において序数詞が付されていない用語であっても、構成要素の混同を避けるため、特許請求の範囲において序数詞が付される場合がある。
（実施の形態１）
蓄電体の構成例について図１および図２を用いて説明する。
［１．正極］
まず、蓄電体を構成する正極の一例について、図１を用いて説明する。
正極６０００は、正極集電体６００１と、正極集電体６００１上に形成された正極活物質層６００２などにより構成される。図１（Ａ）においては、シート状（又は帯状）の正極集電体６００１の両面に正極活物質層６００２を設けた例を示しているが、これに限られず、正極活物質層６００２は、正極集電体６００１の一方の面にのみ設けてもよい。また、図１（Ａ）においては、正極活物質層６００２は、正極集電体６００１上の全域に設けているが、これに限られず、正極集電体６００１の一部に設けても良い。例えば、正極集電体６００１と正極タブとが接続する部分には、正極活物質層６００２を設けない構成とするとよい。
正極集電体６００１には、金、白金、亜鉛、鉄、銅、アルミニウム、チタン等の金属、及びこれらの合金（例えば、ステンレス）など、導電性の高い材料を用いることができる。また、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、シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成してもよい。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。正極集電体６００１は、箔状、板状（シート状）、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。正極集電体６００１は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下のものを用いるとよい。また、正極集電体６００１の表面に、グラファイトなどを用いてアンダーコート層を設けてもよい。
図１（Ｂ）に、正極活物質層６００２の表面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で撮影した写真を例示する。正極活物質層６００２は、粒状の正極活物質６００３と、導電助剤６００４と、バインダ６００５とを含む。
正極活物質６００３は、原料化合物を所定の比率で混合し焼成した焼成物を、適当な手段により粉砕、造粒及び分級した、平均粒径や粒径分布を有する二次粒子からなる粒状の正極活物質である。このため、正極活物質の形状は、図１（Ｂ）に示した形状に限られるものではない。正極活物質６００３の形状としては、例えば粒状、板状、棒状、円柱状、粉状、鱗片状等任意の形状とすることができる。また、板状の表面に凹凸形状を有するものや、表面に微細な凹凸形状を有するもの、多孔質形状を有するものなど立体形状を有するものであってもよい。
正極活物質６００３としては、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、例えば、オリビン型の結晶構造、層状岩塩型の結晶構造、又はスピネル型の結晶構造を有するリチウム含有材料等が挙げられる。
オリビン型構造のリチウム含有材料（一般式ＬｉＭＰＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上））の代表例としては、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＦｅａＮｉｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＭｎｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＭｎｂＰＯ４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦｅｃＮｉｄＣｏｅＰＯ４、ＬｉＦｅｃＮｉｄＭｎｅＰＯ４、ＬｉＮｉｃＣｏｄＭｎｅＰＯ４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅｆＮｉｇＣｏｈＭｎｉＰＯ４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、０＜ｉ＜１）等がある。
特にＬｉＦｅＰＯ４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。
層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有材料としては、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎＯ２、Ｌｉ２ＭｎＯ３、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．２Ｏ２等のＮｉＣｏ系（一般式は、ＬｉＮｉｘＣｏ１−ｘＯ２（０＜ｘ＜１））、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．５Ｏ２等のＮｉＭｎ系（一般式は、ＬｉＮｉｘＭｎ１−ｘＯ２（０＜ｘ＜１））、ＬｉＮｉ１／３Ｍｎ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２等のＮｉＭｎＣｏ系（ＮＭＣともいう。一般式は、ＬｉＮｉｘＭｎｙＣｏ１−ｘ−ｙＯ２（ｘ＞０、ｙ＞０、ｘ＋ｙ＜１））が挙げられる。さらに、Ｌｉ（Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５）Ｏ２、Ｌｉ２ＭｎＯ３−ＬｉＭＯ２（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ）等も挙げられる。
特に、ＬｉＣｏＯ２は、容量が大きいこと、ＬｉＮｉＯ２に比べて大気中で安定であること、ＬｉＮｉＯ２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。
スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有材料としては、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ１＋ｘＭｎ２−ｘＯ４、Ｌｉ（ＭｎＡｌ）２Ｏ４、ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４等が挙げられる。
ＬｉＭｎ２Ｏ４等のマンガンを含むスピネル型の結晶構造を有するリチウム含有材料に、少量のニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２やＬｉＮｉ１−ｘＭＯ２（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。
また、正極活物質として、一般式Ｌｉ（２−ｊ）ＭＳｉＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上、０≦ｊ≦２）で表される複合酸化物を用いることができる。一般式Ｌｉ（２−ｊ）ＭＳｉＯ４の代表例としては、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は１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｍＮｉｎＣｏｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｍＮｉｎＭｎｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｍＣｏｎＭｎｑＳｉＯ４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１）、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｒＮｉｓＣｏｔＭｎｕＳｉＯ４（ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは１以下、０＜ｒ＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等が挙げられる。
また、正極活物質として、ＡｘＭ２（ＸＯ４）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ナシコン型化合物を用いることができる。ナシコン型化合物としては、Ｆｅ２（ＭｎＯ４）３、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、Ｌｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３等が挙げられる。また、正極活物質として、Ｌｉ２ＭＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＭＰ２Ｏ７、Ｌｉ５ＭＯ４（Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ）の一般式で表される化合物、ＮａＦ３、ＦｅＦ３等のペロブスカイト型フッ化物、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２等の金属カルコゲナイド（硫化物、セレン化物、テルル化物）、ＬｉＭＶＯ４等の逆スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有材料、バナジウム酸化物系（Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、ＬｉＶ３Ｏ８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。
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や、アルカリ土類金属イオンの場合、正極活物質６００３として、上記化合物や酸化物において、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、マグネシウム等）を用いてもよい。例えば、ＮａＦｅＯ２や、Ｎａ２／３［Ｆｅ１／２Ｍｎ１／２］Ｏ２などのナトリウム含有層状酸化物を正極活物質として用いることができる。
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、ＬｉＣｏ１／３Ｍｎ１／３Ｎｉ１／３Ｏ２とＬｉ２ＭｎＯ３の固溶体を正極活物質として用いることができる。
なお、図示しないが、正極活物質６００３の表面に炭素層や、酸化ジルコニウムなどの酸化物層を設けてもよい。炭素層や酸化物層を設けることで、電極の導電性を向上させることができる。正極活物質６００３への炭素層の被覆は、正極活物質の焼成時にグルコース等の炭水化物を混合することで形成することができる。
粒状の正極活物質６００３の一次粒子の平均粒径は、５０ｎｍ以上１００μｍ以下のものを用いるとよい。
導電助剤６００４としては、アセチレンブラック（ＡＢ）、グラファイト（黒鉛）粒子、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレンなどを用いることができる。
導電助剤６００４により、正極６０００中に電子伝導のネットワークを形成することができる。導電助剤６００４により、正極活物質６００３どうしの電気伝導の経路を維持することができる。正極活物質層６００２中に導電助剤６００４を添加することにより、高い電子伝導性を有する正極活物質層６００２を実現することができる。
また、バインダ６００５として、代表的なポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の他、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルクロライド、エチレンプロピレンジエンポリマー、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ニトロセルロース等を用いることができる。
正極活物質層６００２の総量に対するバインダ６００５の含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が好ましく、２ｗｔ％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。また、正極活物質層６００２の総量に対する導電助剤６００４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。
塗布法を用いて正極活物質層６００２を形成する場合は、正極活物質６００３とバインダ６００５と導電助剤６００４を混合して正極ペースト（スラリー）を作製し、正極集電体６００１上に塗布して乾燥させればよい。
［２．負極］
次に、蓄電体を構成する負極の一例について、図２を用いて説明する。
負極６１００は、負極集電体６１０１と、負極集電体６１０１上に形成された負極活物質層６１０２などにより構成される。図２（Ａ）においては、シート状（又は帯状）の負極集電体６１０１の両面に負極活物質層６１０２を設けた例を示しているが、これに限られず、負極活物質層６１０２は、負極集電体６１０１の一方の面にのみ設けてもよい。また、図２（Ａ）においては、負極活物質層６１０２は、負極集電体６１０１上の全域に設けているが、これに限られず、負極集電体６１０１の一部に設けても良い。例えば、負極集電体６１０１と負極タブとが接続する部分には、負極活物質層６１０２を設けない構成とするとよい。
負極集電体６１０１には、白金、鉄、銅、チタン、タンタル、マンガン等の金属、及びこれらの合金（例えば、ステンレス）など、導電性の高く、リチウム等のキャリアイオンと合金化しない材料を用いることができる。また、シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成してもよい。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。負極集電体６１０１は、箔状、板状（シート状）、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。負極集電体６１０１は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下のものを用いるとよい。また、負極集電体６１０１の表面に、グラファイトなどを用いてアンダーコート層を設けてもよい。
図２（Ｂ）に、負極活物質層６１０２の表面を走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で撮影した写真を例示する。図２（Ｂ）では、負極活物質層６１０２が、負極活物質６１０３とバインダ６１０５（結着剤）を含む例を示しているが、負極活物質層６１０２に導電助剤を加えてもよい。
負極活物質６１０３は、リチウムの溶解・析出、又はリチウムイオンの挿入・脱離が可能な材料であれば、特に限定されない。負極活物質６１０３の材料としては、リチウム金属やチタン酸リチウムの他、蓄電分野に一般的な炭素系材料や、合金系材料等が挙げられる。
リチウム金属は、酸化還元電位が低く（標準水素電極に対して−３．０４５Ｖ）、重量及び体積当たりの比容量が大きい（それぞれ３８６０ｍＡｈ／ｇ、２０６２ｍＡｈ／ｃｍ３）ため、好ましい。
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挙げられる。
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挙げられる。
黒鉛は、リチウムイオンが層間に挿入されたときに（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（０．１乃至０．３Ｖ ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）。これにより、リチウムイオン電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、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。
負極活物質として、リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが可能な合金系材料も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、合金系材料としては、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ及びＩｎ等のうち少なくとも一つを含む材料が挙げられる。このような元素は炭素に対して容量が大きく、特にシリコンは理論容量が４２００ｍＡｈ／ｇと飛躍的に高い。このため、負極活物質にシリコンを用いることが好ましい。このような元素を用いた合金系材料としては、例えば、ＳｉＯ、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｇｅ、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、Ｍｇ２Ｓｎ、ＳｎＳ２、Ｖ２Ｓｎ３、ＦｅＳｎ２、ＣｏＳｎ２、Ｎｉ３Ｓｎ２、Ｃｕ６Ｓｎ５、Ａｇ３Ｓｎ、Ａｇ３Ｓｂ、Ｎｉ２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ３、ＬａＳｎ３、Ｌａ３Ｃｏ２Ｓｎ７、ＣｏＳｂ３、ＩｎＳｂ、ＳｂＳｎ等が挙げられる。
また、負極活物質６１０３として、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、リチウムチタン酸化物（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、リチウム−黒鉛層間化合物（ＬｉｘＣ６）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タングステン（ＷＯ２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物を用いることができる。
また、負極活物質６１０３として、リチウムと遷移金属の複窒化物である、Ｌｉ３Ｎ型構造をもつＬｉ３−ｘＭｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）を用いることができる。例えば、Ｌｉ２．６Ｃｏ０．４Ｎ３は大きな充放電容量（９００ｍＡｈ／ｇ、１８９０ｍＡｈ／ｃｍ３）を示し好ましい。
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Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ３Ｏ８等の材料と組み合わせることができ好ましい。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ておくことで、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。
また、コンバージョン反応が生じる材料を負極活物質６１０３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、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＲｕＯ２、Ｃｒ２Ｏ３等の酸化物、ＣｏＳ０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ３Ｎ２、Ｃｕ３Ｎ、Ｇｅ３Ｎ４等の窒化物、ＮｉＰ２、ＦｅＰ２、ＣｏＰ３等のリン化物、ＦｅＦ３、ＢｉＦ３等のフッ化物でも起こる。なお、上記フッ化物の電位は高いため、正極活物質６００３として用いてもよい。
負極活物質の形状は、図２（Ｂ）に示した形状に限られるものではない。負極活物質６１０３の形状としては、例えば粒状、板状、棒状、円柱状、粉状、鱗片状等任意の形状とすることができる。また、板状の表面に凹凸形状を有するものや、表面に微細な凹凸形状を有するもの、多孔質形状を有するものなど立体形状を有するものであってもよい。
塗布法を用いて負極活物質層６１０２を形成する場合は、負極活物質６１０３と結着剤６１０５を混合して負極ペースト（スラリー）を作製し、負極集電体６１０１上に塗布して乾燥させればよい。なお、負極ペーストに導電助剤を添加してもよい。
また、負極活物質層６１０２にリチウムをプレドープしてもよい。プレドープの方法としては、スパッタリング法により負極活物質層６１０２表面にリチウム層を形成してもよい。また、負極活物質層６１０２の表面にリチウム箔を設けることで、負極活物質層６１０２にリチウムをプレドープすることもできる。
また、負極活物質６１０３の表面に、グラフェンを形成してもよい。例えば、負極活物質６１０３をシリコンとした場合、充放電サイクルにおけるキャリアイオンの吸蔵・放出に伴う体積の変化が大きいため、負極集電体６１０１と負極活物質層６１０２との密着性が低下し、充放電により電池特性が劣化してしまう。そこで、シリコンを含む負極活物質６１０３の表面にグラフェンを形成すると、充放電サイクルにおいて、シリコンの体積が変化したとしても、負極集電体６１０１と負極活物質層６１０２との密着性の低下を抑制することができ、電池特性の劣化が低減されるため好ましい。
また、負極活物質６１０３の表面に、酸化物等の被膜を形成してもよい。充電時において電解液の分解等により形成される被膜は、その形成時に消費された電荷量を放出することができず、不可逆容量を形成する。これに対し、酸化物等の被膜をあらかじめ負極活物質６１０３の表面に設けておくことで、不可逆容量の発生を抑制又は防止することができる。
このような負極活物質６１０３を被覆する被膜には、ニオブ、チタン、バナジウム、タンタル、タングステン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、クロム、アルミニウム若しくはシリコンのいずれか一の酸化膜、又はこれら元素のいずれか一とリチウムとを含む酸化膜を用いることができる。このような被膜は、従来の電解液の分解生成物により負極表面に形成される被膜に比べ、十分緻密な膜である。
例えば、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）は、電気伝導度が１０−９Ｓ／ｃｍ２と低く、高い絶縁性を示す。このため、酸化ニオブ膜は負極活物質と電解液との電気化学的な分解反応を阻害する。一方で、酸化ニオブのリチウム拡散係数は１０−９ｃｍ２／ｓｅｃであり、高いリチウムイオン伝導性を有する。このため、リチウムイオンを透過させることが可能である。
負極活物質６１０３を被覆する被膜の形成には、例えばゾル−ゲル法を用いることができる。ゾル−ゲル法とは、金属アルコキシドや金属塩等からなる溶液を、加水分解反応・重縮合反応により流動性を失ったゲルとし、このゲルを焼成して薄膜を形成する方法である。ゾル−ゲル法は液相から薄膜を形成する方法であるから、原料を分子レベルで均質に混合することができる。このため、溶媒の段階の金属酸化膜の原料に、黒鉛等の負極活物質を加えることで、容易にゲル中に活物質を分散させることができる。このようにして、負極活物質６１０３の表面に被膜を形成することができる。当該被膜を用いることで、蓄電体の容量の低下を防止することができる。
負極活物質層６１０２の総量に対するバインダ６１０５の含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が好ましく、２ｗｔ％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。
また、負極活物質層６１０２に導電助剤を添加する場合は、負極活物質層６１０２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。
［３．電解液］
蓄電体に用いる電解液の溶媒としては、非プロトン性有機溶媒が好ましく、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ギ酸メチル、酢酸メチル、酪酸メチル、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジメチルスルホキシド、ジエチルエーテル、メチルジグライム、アセトニトリル、ベンゾニトリル、テトラヒドロフラン、スルホラン、スルトン等の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。
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、蓄電体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、ポリプロピレンオキサイド、フッ素系ポリマー等がある。
また、電解液の溶媒として、難燃性及び難揮発性であるイオン液体（常温溶融塩）を一つ又は複数用いることで、蓄電体の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても、蓄電体の破裂や発火などを防ぐことができる。
また、上記の溶媒に溶解させる電解質としては、キャリアにリチウムイオンを用いる場合、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０、Ｌｉ２Ｂ１２Ｃｌ１２、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＣ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２等のリチウム塩を一種、又はこれらのうちの二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。
また、蓄電体に用いる電解液は、粒状のごみや電解液の構成元素以外の元素（以下、単に「不純物」ともいう。）の含有量が少ない高純度化された電解液を用いることが好ましい。具体的には、電解液に対する不純物の重量比を１％以下、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．０１％以下とすることが好ましい。また、電解液にビニレンカーボネートなどの添加剤を加えてもよい。
［４．セパレータ］
蓄電体のセパレータには、セルロースや、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブテン、ナイロン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン等の多孔性絶縁体を用いることができる。また、ガラス繊維等の不織布や、ガラス繊維と高分子繊維を複合した隔膜を用いてもよい。
本実施の形態は、他の実施の形態および実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態２）
本実施の形態では、ラミネート型の蓄電体の一例について、図３（Ａ）を参照して説明する。ラミネート型の蓄電体を、可撓性を有する構成とすることで、湾曲面へ装着を容易とすることができる。また、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れば、電子機器の変形に合わせて蓄電体も曲げることもできる。
図３（Ａ）に示すラミネート型の蓄電体５００は、正極集電体５０１および正極活物質層５０２を有する正極５０３と、負極集電体５０４および負極活物質層５０５を有する負極５０６と、セパレータ５０７と、電解液５０８と、外装体５０９と、を有する。外装体５０９内に設けられた正極５０３と負極５０６との間にセパレータ５０７が設置されている。また、外装体５０９内は、電解液５０８で満たされている。
図３（Ａ）に示すラミネート型の蓄電体５００において、正極集電体５０１および負極集電体５０４は、外部との電気的接触を得る端子の役割も兼ねている。そのため、正極集電体５０１および負極集電体５０４の一部は、外装体５０９から外側に露出するように配置してもよい。また、正極集電体５０１および負極集電体５０４を、外装体５０９から外側に露出させず、リード電極を用いてそのリード電極と正極集電体５０１、或いは負極集電体５０４と超音波接合させてリード電極を外側に露出するようにしてもよい。
ラミネート型の蓄電体５００において、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、ポリアミド等の材料からなる膜上に、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ラミネートフィルムを用いることができる。
また、ラミネート型の蓄電体５００の断面構造の一例を図３（Ｂ）に示す。図３（Ａ）では簡略のため、２つの集電体で構成する例を示しているが、実際は、複数の電極層で構成する。
図３（Ｂ）では、一例として、電極層数を１６としている。なお、電極層数を１６としても蓄電体５００は、可撓性を有する。図３（Ｂ）では負極集電体５０４が８層と、正極集電体５０１が８層の合計１６層の構造を示している。なお、図３（Ｂ）は負極の取り出し部の断面を示しており、８層の負極集電体５０４を超音波接合させている。勿論、電極層数は１６に限定されず、多くてもよいし、少なくてもよい。電極層数が多い場合には、より多くの容量を有する蓄電体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体とすることができる。
なお、本実施の形態では、蓄電体として、ラミネート型の蓄電体を示したが、本発明の一態様は、コイン型、円筒型、その他の封止型蓄電体、角型蓄電体等様々な形状の蓄電体に用いることができる。また、正極、負極、及びセパレータが複数積層された構造、正極、負極、及びセパレータが捲回された構造であってもよい。
なお、正極５０３は、上記実施の形態に開示した正極６０００と同様に作製することができる。また、負極５０６は、上記実施の形態に開示した負極６１００と同様に作製することができる。上記実施の形態に開示した正極および負極を用いることで、曲げ伸ばしを繰り返しても充放電容量が低下しにくい蓄電体を実現することができる。
本実施の形態は、他の実施の形態および実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態３）
本実施の形態では、コイン型の蓄電体の一例について、図４（Ａ）を参照して説明する。コイン型の蓄電体を、可撓性を有する構成とすることで、湾曲面へ装着を容易とすることができる。また、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れば、電子機器の変形に合わせて蓄電体も曲げることもできる。
図４（Ａ）は、コイン型（単層偏平型）の蓄電体の外観図であり、図４（Ｂ）は、その断面図である。
コイン型の蓄電体３００は、正極端子を兼ねた外装体３０１と負極端子を兼ねた外装体３０２とが、ポリプロピレン等で形成されたガスケット３０３で絶縁シールされている。正極３０４は、正極集電体３０５と、これと接するように設けられた正極活物質層３０６により形成される。また、正極３０４は、実施の形態１に開示した正極６０００と同様に作製することができる。
また、負極３０７は、負極集電体３０８と、これに接するように設けられた負極活物質層３０９により形成される。また、負極３０７は、実施の形態１に開示した負極６１００と同様に作製することができる。なお、正極活物質層３０６と負極活物質層３０９との間には、セパレータ３１０と、電解質（図示せず）とを有する。
実施の形態１に開示した正極および負極を用いることで、曲げ伸ばしを繰り返しても充放電容量が低下しにくいコイン型の蓄電体を実現することができる。
外装体３０１、外装体３０２には、可撓性を有し、電解液に対して耐腐食性のあるニッケル、アルミニウム、チタン等の金属、又はこれらの合金やこれらと他の金属との合金（例えば、ステンレス鋼等）を用いることができる。また、電解液による腐食を防ぐため、ニッケルやアルミニウム等を被覆することが好ましい。外装体３０１は正極３０４と、外装体３０２は負極３０７とそれぞれ電気的に接続する。
これら負極３０７、正極３０４及びセパレータ３１０を電解液に含浸させ、図４（Ｂ）に示すように、外装体３０１を下にして正極３０４、セパレータ３１０、負極３０７、外装体３０２をこの順で積層し、外装体３０１と外装体３０２とをガスケット３０３を介して圧着して可撓性を有するコイン型の蓄電体３００を製造することができる。
ここで、図４（Ｃ）を用いてバッテリーの充電時の電流の流れを説明しておく。リチウムを用いたバッテリーを一つの閉回路とみなした時、リチウムイオンの動きと電流の流れは同じ向きになる。なお、リチウムを用いたバッテリーでは、充電と放電でアノード（陽極）とカソード（陰極）が入れ替わり、酸化反応と還元反応とが入れ替わることになるため、反応電位が高い電極を正極と呼び、反応電位が低い電極を負極と呼ぶ。したがって、本明細書においては、充電中であっても、放電中であっても、正極は「正極」または「＋極（プラス極）」と呼び、負極は「負極」または「−極（マイナス極）」と呼ぶこととする。酸化反応や還元反応に関連したアノード（陽極）やカソード（陰極）という用語を用いると、充電時と放電時とでは、逆になってしまい、混乱を招く可能性がある。したがって、アノード（陽極）やカソード（陰極）という用語は、本明細書においては用いないこととする。仮にアノード（陽極）やカソード（陰極）という用語を用いる場合には、充電時か放電時かを明記し、正極（プラス極）と負極（マイナス極）のどちらに対応するものかも併記することとする。
図４（Ｃ）に示す蓄電体４００は、正極４０２、負極４０４、電解液４０６、およびセパレータ４０８を有する。また、正極４０２と負極４０４のそれぞれに端子が接続されている。それぞれの端子には充電器が接続され、蓄電体４００が充電される。蓄電体４００の充電が進めば、正極４０２と負極４０４の電位差は大きくなる。図４（Ｃ）では、蓄電体４００の外部の端子から、正極４０２の方へ流れ、蓄電体４００の中において、正極４０２から負極４０４の方へ流れ、負極４０４から蓄電体４００の外部の端子の方へ流れる電流の向きを正の向きとしている。つまり、充電電流の流れる向きを電流の向きとしている。
本実施の形態は、他の実施の形態および実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態４）
本実施の形態では、円筒型の蓄電体の一例について、図５を参照して説明する。円筒型の蓄電体を、可撓性を有する構成とすることで、湾曲面へ装着を容易とすることができる。また、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れば、電子機器の変形に合わせて蓄電体も曲げることもできる。
円筒型の蓄電体６００は図５（Ａ）に示すように、上面に正極キャップ（電池蓋）６０１を有し、側面及び底面に外装体６０２を有している。これら正極キャップと外装体６０２とは、ガスケット（絶縁パッキン）６１０によって絶縁されている。
図５（Ｂ）は、円筒型の蓄電体の断面を模式的に示した図である。中空円柱状の外装体６０２の内側には、帯状の正極６０４と負極６０６とがセパレータ６０５を間に挟んで捲回された電池素子が設けられている。図示しないが、電池素子はセンターピンを中心に捲回されている。外装体６０２は、一端が閉じられ、他端が開いている。外装体６０２には、電解液に対して耐腐食性のあるニッケル、アルミニウム、チタン等の金属、又はこれらの合金やこれらと他の金属との合金（例えば、ステンレス鋼等）を用いることができる。また、電解液による腐食を防ぐため、ニッケルやアルミニウム等を被覆することが好ましい。外装体６０２の内側において、正極、負極及びセパレータが捲回された電池素子は、対向する一対の絶縁板６０８、６０９により挟まれている。また、電池素子が設けられた外装体６０２の内部は、非水電解液（図示せず）が注入されている。非水電解液は、コイン型の蓄電体と同様のものを用いることができる。
正極６０４および負極６０６は、実施の形態１に開示した正極６０００および負極６１００と同様に作製すればよい。実施の形態１に開示した正極および負極を用いることで、曲げ伸ばしを繰り返しても充放電容量が低下しにくい可撓性を有する円筒型の蓄電体を実現することができる。
正極６０４には正極端子（正極集電リード）６０３が接続され、負極６０６には負極端子（負極集電リード）６０７が接続される。正極端子６０３及び負極端子６０７は、ともにアルミニウムなどの金属材料を用いることができる。正極端子６０３は安全弁機構６１２に、負極端子６０７は外装体６０２の底にそれぞれ抵抗溶接される。安全弁機構６１２は、ＰＴＣ素子（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）６１１を介して正極キャップ６０１と電気的に接続されている。安全弁機構６１２は電池の内圧の上昇が所定の閾値を超えた場合に、正極キャップ６０１と正極６０４との電気的な接続を切断するものである。また、ＰＴＣ素子６１１は温度が上昇した場合に抵抗が増大する熱感抵抗素子であり、抵抗の増大により電流量を制限して異常発熱を防止するものである。ＰＴＣ素子には、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）系半導体セラミックス等を用いることができる。
本実施の形態は、他の実施の形態および実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態５）
本実施の形態では、蓄電装置（蓄電池）の構造例について、図６乃至図１０を用いて説明する。蓄電装置を、可撓性を有する構成とすることで、湾曲面へ装着を容易とすることができる。また、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れば、電子機器の変形に合わせて蓄電装置も曲げることもできる。なお、本明細書等において、蓄電装置は、少なくとも本発明の一態様に係る蓄電体を有する。
図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、蓄電装置の外観図を示す図である。図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す蓄電装置は、回路基板９００と、蓄電体９１３と、を有する。蓄電体９１３には、ラベル９１０が貼られている。さらに、図６（Ｂ）に示すように、蓄電装置は、端子９５１と、端子９５２と、を有し、ラベル９１０の裏にアンテナ９１４と、アンテナ９１５と、を有する。
回路基板９００は、端子９１１と、回路９１２と、を有する。端子９１１は、端子９５１、端子９５２、アンテナ９１４、アンテナ９１５、および回路９１２に接続される。なお、端子９１１を複数設けて、複数の端子９１１のそれぞれを、制御信号入力端子、電源端子などとしてもよい。
回路９１２は、回路基板９００の裏面に設けられていてもよい。なお、アンテナ９１４およびアンテナ９１５は、コイル状に限定されず、例えば線状、板状であってもよい。また、平面アンテナ、開口面アンテナ、進行波アンテナ、ＥＨアンテナ、磁界アンテナ、誘電体アンテナ等のアンテナを用いてもよい。又は、アンテナ９１４若しくはアンテナ９１５は、平板状の導体でもよい。この平板状の導体は、電界結合用の導体の一つとして機能することができる。つまり、コンデンサの有する２つの導体のうちの一つの導体として、アンテナ９１４若しくはアンテナ９１５を機能させてもよい。これにより、電磁界、磁界だけでなく、電界で電力のやり取りを行うこともできる。
アンテナ９１４の線幅は、アンテナ９１５の線幅よりも大きいことが好ましい。これにより、アンテナ９１４により受電する電力量を大きくできる。
蓄電装置は、アンテナ９１４およびアンテナ９１５と、蓄電体９１３との間に層９１６を有する。層９１６は、例えば蓄電体９１３による電磁界を遮蔽する機能を有する。層９１６としては、例えば磁性体を用いることができる。層９１６を遮蔽層としてもよい。
なお、蓄電装置の構造は、図６に限定されない。
例えば、図７（Ａ−１）および図７（Ａ−２）に示すように、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す蓄電体９１３のうち、対向する一対の面のそれぞれにアンテナを設けてもよい。図７（Ａ−１）は、上記一対の面の一方側方向から見た外観図であり、図７（Ａ−２）は、上記一対の面の他方側方向から見た外観図である。なお、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す蓄電装置の説明を適宜援用できる。
図７（Ａ−１）に示すように、蓄電体９１３の一対の面の一方に層９１６を挟んでアンテナ９１４が設けられ、図７（Ａ−２）に示すように、蓄電体９１３の一対の面の他方に層９１７を挟んでアンテナ９１５が設けられる。層９１７は、例えば蓄電体９１３による電磁界を遮蔽する機能を有する。層９１７としては、例えば磁性体を用いることができる。層９１７を遮蔽層としてもよい。
上記構造にすることにより、アンテナ９１４およびアンテナ９１５の両方のサイズを大きくすることができる。
又は、図７（Ｂ−１）および図７（Ｂ−２）に示すように、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す蓄電体９１３のうち、対向する一対の面のそれぞれに別のアンテナを設けてもよい。図７（Ｂ−１）は、上記一対の面の一方側方向から見た外観図であり、図７（Ｂ−２）は、上記一対の面の他方側方向から見た外観図である。なお、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す蓄電装置の説明を適宜援用できる。
図７（Ｂ−１）に示すように、蓄電体９１３の一対の面の一方に層９１６を挟んでアンテナ９１４およびアンテナ９１５が設けられ、図７（Ｂ−２）に示すように、蓄電体９１３の一対の面の他方に層９１７を挟んでアンテナ９１８が設けられる。アンテナ９１８は、例えば、外部機器とのデータ通信を行うことができる機能を有する。アンテナ９１８には、例えばアンテナ９１４およびアンテナ９１５に適用可能な形状のアンテナを適用することができる。アンテナ９１８を介した蓄電装置と他の機器との通信方式としては、ＮＦＣなど、蓄電装置と他の機器の間で用いることができる応答方式などを適用することができる。
又は、図８（Ａ）に示すように、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す蓄電体９１３に表示装置９２０を設けてもよい。表示装置９２０は、端子９１９を介して端子９１１に電気的に接続される。なお、表示装置９２０が設けられる部分にラベル９１０を設けなくてもよい。なお、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す蓄電装置の説明を適宜援用できる。
表示装置９２０には、例えば充電中であるか否かを示す画像、蓄電量を示す画像などを表示してもよい。表示装置９２０としては、例えば電子ペーパー、液晶表示装置、エレクトロルミネセンス（ＥＬともいう）表示装置などを用いることができる。例えば、電子ペーパーを用いることにより表示装置９２０の消費電力を低減することができる。
又は、図８（Ｂ）に示すように、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す蓄電体９１３にセンサ９２１を設けてもよい。センサ９２１は、端子９２２を介して端子９１１に電気的に接続される。なお、センサ９２１は、ラベル９１０の裏側に設けられてもよい。なお、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示す蓄電装置の説明を適宜援用できる。
センサ９２１としては、例えば、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ことができる機能を有すればよい。センサ９２１を設けることにより、例えば、蓄電装置が置かれている環境を示すデータ（温度など）を検出し、回路９１２内のメモリに記憶しておくこともできる。
さらに、蓄電体９１３の構造例について図９および図１０を用いて説明する。
図９（Ａ）に示す蓄電体９１３は、筐体９３０の内部に端子９５１と端子９５２が設けられた捲回体９５０を有する。捲回体９５０は、筐体９３０の内部で電解液に含浸される。端子９５２は、筐体９３０に接し、端子９５１は、絶縁材などを用いることにより筐体９３０に接していない。なお、図９（Ａ）では、便宜のため、筐体９３０を分離して図示しているが、実際は、捲回体９５０が筐体９３０に覆われ、端子９５１および端子９５２が筐体９３０の外に延在している。筐体９３０としては、金属材料（例えばアルミニウムなど）又は樹脂材料を用いることができる。
なお、図９（Ｂ）に示すように、図９（Ａ）に示す筐体９３０を複数の材料によって形成してもよい。例えば、図９（Ｂ）に示す蓄電体９１３は、筐体９３０ａと筐体９３０ｂが貼り合わされており、筐体９３０ａおよび筐体９３０ｂで囲まれた領域に捲回体９５０が設けられている。
筐体９３０ａとしては、有機樹脂など、絶縁材料を用いることができる。特に、アンテナが形成される面に有機樹脂などの材料を用いることにより、蓄電体９１３による電界の遮蔽を抑制できる。なお、筐体９３０ａによる電界の遮蔽が小さければ、筐体９３０ａの内部にアンテナ９１４やアンテナ９１５などのアンテナを設けてもよい。筐体９３０ｂとしては、例えば金属材料を用いることができる。
さらに、捲回体９５０の構造について図１０に示す。捲回体９５０は、負極９３１と、正極９３２と、セパレータ９３３と、を有する。捲回体９５０は、セパレータ９３３を挟んで負極９３１と、正極９３２が重なり合って積層され、該積層シートを捲回させた捲回体である。なお、負極９３１と、正極９３２と、セパレータ９３３と、の積層を、さらに複数重ねてもよい。
負極９３１は、端子９５１および端子９５２の一方を介して図６に示す端子９１１に接続される。正極９３２は、端子９５１および端子９５２の他方を介して図６に示す端子９１１に接続される。
本実施の形態は、他の実施の形態および実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
（実施の形態６）
本発明の一態様に係る蓄電体は、電力により駆動する様々な電子機器の電源として用いることができる。図１１乃至図１４に、本発明の一態様に係る蓄電体を用いた電子機器の具体例を示す。
本発明の一態様に係る蓄電体を用いた電子機器として、テレビ、モニタ等の表示装置、照明装置、デスクトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などの記録媒体に記憶された静止画又は動画を再生する画像再生装置、ポータブルＣＤプレーヤ、ラジオ、テープレコーダ、ヘッドホンステレオ、ステレオ、置き時計、壁掛け時計、コードレス電話子機、トランシーバ、携帯電話、自動車電話、携帯型ゲーム機、タブレット型端末、パチンコ機などの大型ゲーム機、電卓、携帯情報端末、電子手帳、電子書籍、電子翻訳機、音声入力機器、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電気シェーバ、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器、電気洗濯機、電気掃除機、温水器、扇風機、毛髪乾燥機、エアコンディショナー、加湿器、除湿器などの空調設備、食器洗い器、食器乾燥器、衣類乾燥器、布団乾燥器、電気冷蔵庫、電気冷凍庫、電気冷凍冷蔵庫、ＤＮＡ保存用冷凍庫、懐中電灯、チェーンソー等の工具、煙感知器、透析装置等の医療機器などが挙げられる。さらに、誘導灯、信号機、ベルトコンベア、エレベータ、エスカレータ、産業用ロボット、電力貯蔵システム、電力の平準化やスマートグリッドのための蓄電装置等の産業機器が挙げられる。また、燃料を用いたエンジンや、非水系二次電池からの電力を用いて電動機により推進する移動体なども、電子機器の範疇に含まれるものとする。上記移動体として、例えば、電気自動車（ＥＶ）、内燃機関と電動機を併せ持ったハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）、これらのタイヤ車輪を無限軌道に変えた装軌車両、電動アシスト自転車を含む原動機付自転車、自動二輪車、電動車椅子、ゴルフ用カート、小型又は大型船舶、潜水艦、ヘリコプター、航空機、ロケット、人工衛星、宇宙探査機や惑星探査機、宇宙船などが挙げられる。
また、本発明の一態様に係る蓄電体を、家屋やビルの内壁または外壁や、自動車の内装または外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
図１１（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。
図１１（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７４００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も湾曲される。また、その時、曲げられた蓄電装置７４０７の状態を図１１（Ｃ）に示す。蓄電装置７４０７はラミネート型の蓄電体である。
図１１（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。また、図１１（Ｅ）に曲げられた蓄電装置７１０４の状態を示す。
図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に、２つ折り可能なタブレット型端末の一例を示す。図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示すタブレット型端末９６００は、筐体９６３０ａ、筐体９６３０ｂ、筐体９６３０ａと筐体９６３０ｂを接続する可動部９６４０、表示部９６３１ａと表示部９６３１ｂを有する表示部９６３１、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１２（Ａ）は、タブレット型端末９６００を開いた状態を示し、図１２（Ｂ）は、タブレット型端末９６００を閉じた状態を示している。
また、タブレット型端末９６００は、筐体９６３０ａおよび筐体９６３０ｂの内部に蓄電体９６３５を有する。蓄電体９６３５は、可動部９６４０を通り、筐体９６３０ａと筐体９６３０ｂに渡って設けられている。
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９６３１ａ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、もう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９６３１ａ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９６３１ａの全面をキーボードボタン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。
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。
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。
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。
また、図１２（Ａ）では表示部９６３１ｂと表示部９６３１ａの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方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。
図１２（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９６３３、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を含む充放電制御回路９６３４有する。また、蓄電体９６３５として、本発明の一態様の蓄電体を用いる。
なお、タブレット型端末９６００は２つ折り可能なため、未使用時に筐体９６３０ａおよび筐体９６３０ｂ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。
また、この他にも図１２（Ａ）および図１２（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。
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の一面又は二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。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。
また、図１２（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、および動作について図１２（Ｃ）にブロック図を示し説明する。図１２（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１２（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４に対応する箇所となる。
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９６３７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９６３１での表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、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。
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。
図１３に、他の電子機器の例を示す。図１３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８０００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。
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 Ｄｅｖｉｃｅ）、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。
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。
図１３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８１０３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１３では、蓄電装置８１０３が、筐体８１０１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。
なお、図１３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８１０６、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。
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。
図１３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１３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８２０３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。
なお、図１３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。
図１３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１３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。
なお、上述した電子機器のうち、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。
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８３０２、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。
また、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。
図１４において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図１４（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。
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。
図１４（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１４（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。
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、車両どうし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。
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。
本実施の形態は、他の実施の形態および実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
上記実施の形態に開示したラミネート型の蓄電体１２００を作製し、蓄電体１２００の繰り返し曲げ試験前後での充放電容量を測定した。
＜蓄電体の構成＞
まず、作製したラミネート型の蓄電体１２００の構成について説明する。
［正極］
正極の集電体として、厚さ２０μｍのアルミニウムを用い、正極の集電体上に正極活物質層を形成した。正極活物質層は、活物質、導電助剤、バインダを混合して形成した。また、正極活物質としてＬｉＣｏＯ２を用い、導電助剤としてアセチレンブラックを用い、バインダとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いた。導電助剤は、正極活物質層の総量に対して５ｗｔ％含有させた。なお、バインダの含有量については後述する。
［負極］
負極の集電体として、厚さ１８μｍの銅を用い、負極の集電体上に負極活物質層を形成した。負極活物質層は、負極活物質とバインダを混合して形成した。また、負極活物質としてＭＣＭＢ（人造黒鉛）を用い、バインダとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いた。なお、バインダの含有量については後述する。
［電解液］
エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）を３：７の容量比で混ぜた溶媒１Ｌに対して、ＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ混合し、電解液として用いた。
［セパレータ］
セパレータとして、ポリプロピレン（ＰＰ）を用いた。
［外装体］
外装体として、ナイロンとポリプロピレンでアルミニウムを挟んだ三層構造のラミネートフィルムを用いた。該ラミネートフィルムのポリプロピレン側に、正極、負極、電解液、およびセパレータが配置される。
＜繰り返し曲げ試験＞
続いて、曲げ伸ばし動作を反復する「繰り返し曲げ試験」を行い、繰り返し曲げ試験前後における放電容量の変化を調べた。繰り返し曲げ試験を行った試験装置、試験方法、および試験結果について説明する。
［試験装置］
図１５（Ａ）に、試験装置１１００の外観写真を示す。図１５（Ｂ）および図１５（Ｃ）は、試験装置１１００を側面から見た図である。また、図１５（Ｂ）および図１５（Ｃ）は、試験装置１１００の動作を説明するための図である。説明をわかりやすくするため、図１５（Ｂ）および図１５（Ｃ）では、試験装置１１００の一部の構成要素の記載を省略している。
作製した蓄電体１２００は、２枚の保持板１１０１の間に挟まれた状態で、試験装置１１００の上部に配置されている。保持板１１０１は、フレキシブル性を有し、かつ、繰り返し曲げ試験に耐えうる材料を用いる必要がある。本実施例では、保持板１１０１として厚さ０．２ｍｍのリン青銅板を用いた。ただし、保持板１１０１として用いることができる材料はこれに限定されない。保持板１１０１に用いる材料は、リン青銅などの金属材料に限らず、樹脂材料などでもよい。なお、保持板１１０１に用いたリン青銅は遮光性を有する。図１５（Ａ）では、保持板１１０１に遮られて蓄電体１２００を直接視認できないため、蓄電体１２００を破線で示している。
また、試験装置１１００は奥行き方向に伸びた半径４０ｍｍの円柱状の支持体１１０３を蓄電体１２００の直下に有する（図１５（Ｂ）および図１５（Ｃ）参照。）。
また、試験装置１１００は、長軸と短軸を有するＬ字型のアーム１１０２ａおよびアーム１１０２ｂを有する。また、試験装置１１００は、ロッド１１０６を有するエアシリンダ１１０５、および部品１１０７を有する。
アーム１１０２ａは、長軸が左側、短軸が下側に伸びた状態で支持体１１０３の左側に配置され、アーム１１０２ｂは、長軸が右側、短軸が下側に伸びた状態で支持体１１０３の右側に配置されている（図１５（Ｂ）および図１５（Ｃ）参照。）。また、アーム１１０２ａは、長軸と短軸の交差部分が支点１１０４ａと機械的に接続され、アーム１１０２ｂは、長軸と短軸の交差部分が支点１１０４ｂと機械的に接続されている。なお、支持体１１０３、支点１１０４ａ、および支点１１０４ｂは固定されている。
また、アーム１１０２ａが有する短軸の先端と、アーム１１０２ｂが有する短軸の先端は、部品１１０７と機械的に接続されている。また、アーム１１０２ａが有する長軸の先端は、保持板１１０１の一方の端部と機械的に接続され、アーム１１０２ｂが有する長軸の先端は、保持板１１０１の他方の端部と機械的に接続されている。
エアシリンダ１１０５は、圧縮空気を用いてロッド１１０６を動かすことができる。例えば、本実施例では、エアシリンダ１１０５はロッド１１０６を上昇または下降させることができる。部品１１０７はロッド１１０６と接続されており、ロッド１１０６の上昇または下降に連動して、部品１１０７も上昇または下降する。
部品１１０７を下降させると、アーム１１０２ａは、支点１１０４ａを中心にして回転し、長軸の先端部分が上昇する。また、部品１１０７を下降させると、アーム１１０２ｂは、支点１１０４ｂを中心にして回転し、長軸の先端部分が上昇する（図１５（Ｂ）参照。）。また、部品１１０７を上昇させると、アーム１１０２ａは、支点１１０４ａを中心にして回転し、長軸の先端部分が下降する。また、部品１１０７を上昇させると、アーム１１０２ｂは、支点１１０４ｂを中心にして回転し、長軸の先端部分が下降する（図１５（Ｃ）参照。）。
前述した通り、アーム１１０２ａおよびアーム１１０２ｂの長軸の先端部分は保持板１１０１の端部と機械的に接続されている。アーム１１０２ａおよびアーム１１０２ｂの長軸の先端部分を下げることにより、支持体１１０３に沿って保持板１１０１を曲げることができる。また、本実施例に示す繰り返し曲げ試験は、蓄電体１２００を２枚の保持板１１０１で挟んだ状態で行っている。よって、アーム１１０２ａおよびアーム１１０２ｂの長軸の先端部分を下げる（部品１１０７を上げる）ことにより、円柱状の支持体１１０３に沿って、蓄電体１２００を曲げることができる（図１５（Ｃ）参照。）。具体的には、本実施例では支持体１１０３の半径を４０ｍｍとして、蓄電体１２００が曲率半径４０ｍｍで曲がるようにした。
また、アーム１１０２ａおよびアーム１１０２ｂの長軸の先端部分を上げる（部品１１０７を下げる）ことにより、支持体１１０３と蓄電体１２００の接触が減り、前述した曲率半径を大きくすることができる（図１５（Ｂ）参照。）。具体的には、本実施例ではアーム１１０２ａおよびアーム１１０２ｂの長軸の先端部分が最も上がった時に、前述した曲率半径が１５０ｍｍとなるようにした。
また、蓄電体１２００の繰り返し曲げ試験を、蓄電体１２００を２枚の保持板１１０１で挟んだ状態で行うことにより、不要な力が蓄電体１２００に加わることを防ぐことができる。また、蓄電体１２００全体を均一な力で曲げることができる。
［試験方法］
正極活物質層および負極活物質層とも、総量に対してバインダを１０ｗｔ％含有させた蓄電体１２００ａと、５ｗｔ％含有させた蓄電体１２００ｂを用いて、表１に示す条件で繰り返し曲げ試験を行った。
また、試験前後において、表２に示す条件で充放電容量を測定した。
［試験結果］
図１６に充放電容量の測定結果を示す。図１６（Ａ）は、蓄電体１２００ａの充放電容量の測定結果であり、図１６（Ｂ）は、蓄電体１２００ｂの充放電容量の測定結果である。図１６（Ａ）、図１６（Ｂ）とも、横軸は正極活物質層１ｇあたりの容量を示し、縦軸は電圧を示している。
図１６（Ａ）中、曲線８１１は繰り返し曲げ試験前の充電容量を示し、曲線８１２は繰り返し曲げ試験後の充電容量を示している。また、曲線８１３は繰り返し曲げ試験前の放電容量を示し、曲線８１４は繰り返し曲げ試験後の放電容量を示している。また、図１６（Ｂ）中、曲線８２１は繰り返し曲げ試験前の充電容量を示し、曲線８２２は繰り返し曲げ試験後の充電容量を示している。また、曲線８２３は繰り返し曲げ試験前の放電容量を示し、曲線８２４は繰り返し曲げ試験後の放電容量を示している。
図１７（Ａ）（Ｂ）に、蓄電体１２００ａおよび蓄電体１２００ｂの繰り返し曲げ試験前後における放電容量の測定結果を示す。なお、図１７（Ａ）中の維持率は、試験前の放電容量に対する試験後の放電容量の割合を百分率で示した値である。また、図１７（Ｂ）に、図１７（Ａ）に示した蓄電体１２００ａおよび蓄電体１２００ｂそれぞれの維持率を棒グラフで示す。図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）より、蓄電体１２００ａおよび蓄電体１２００ｂとも、放電容量の維持率は９５％以上であることがわかる。特に、蓄電体１２００ｂの放電容量の維持率は９９％であり、繰り返し曲げ試験前後において容量の劣化がほとんど生じていないことがわかる。
３００ 蓄電体
３０１ 外装体
３０２ 外装体
３０３ ガスケット
３０４ 正極
３０５ 正極集電体
３０６ 正極活物質層
３０７ 負極
３０８ 負極集電体
３０９ 負極活物質層
３１０ セパレータ
４００ 蓄電体
４０２ 正極
４０４ 負極
４０６ 電解液
４０８ セパレータ
５００ 蓄電体
５０１ 正極集電体
５０２ 正極活物質層
５０３ 正極
５０４ 負極集電体
５０５ 負極活物質層
５０６ 負極
５０７ セパレータ
５０８ 電解液
５０９ 外装体
６００ 蓄電体
６０１ 正極キャップ
６０２ 外装体
６０３ 正極端子
６０４ 正極
６０５ セパレータ
６０６ 負極
６０７ 負極端子
６０８ 絶縁板
６０９ 絶縁板
６１１ ＰＴＣ素子
６１２ 安全弁機構
８１１ 曲線
８１２ 曲線
８１３ 曲線
８１４ 曲線
８２１ 曲線
８２２ 曲線
８２３ 曲線
８２４ 曲線
９００ 回路基板
９１０ ラベル
９１１ 端子
９１２ 回路
９１３ 蓄電体
９１４ アンテナ
９１５ アンテナ
９１６ 層
９１７ 層
９１８ アンテナ
９１９ 端子
９２０ 表示装置
９２１ センサ
９２２ 端子
９３０ 筐体
９３１ 負極
９３２ 正極
９３３ セパレータ
９５０ 捲回体
９５１ 端子
９５２ 端子
１１００ 試験装置
１１０１ 保持板
１１０３ 支持体
１２００ 蓄電体
６０００ 正極
６００１ 正極集電体
６００２ 正極活物質層
６００３ 正極活物質
６００４ 導電助剤
６００５ バインダ
６１００ 負極
６１０１ 負極集電体
６１０２ 負極活物質層
６１０３ 負極活物質
６１０５ バインダ
７１００ 携帯表示装置
７１０１ 筐体
７１０２ 表示部
７１０３ 操作ボタン
７１０４ 蓄電装置
７４００ 携帯電話機
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
７４０７ 蓄電装置
８０００ 表示装置
８００１ 筐体
８００２ 表示部
８００３ スピーカ部
８００４ 蓄電装置
８０２１ 充電装置
８０２２ ケーブル
８１００ 照明装置
８１０１ 筐体
８１０２ 光源
８１０３ 蓄電装置
８１０４ 天井
８１０５ 側壁
８１０６ 床
８１０７ 窓
８２００ 室内機
８２０１ 筐体
８２０２ 送風口
８２０３ 蓄電装置
８２０４ 室外機
８３００ 電気冷凍冷蔵庫
８３０１ 筐体
８３０２ 冷蔵室用扉
８３０３ 冷凍室用扉
８３０４ 蓄電装置
８４００ 自動車
８４０１ ヘッドライト
８５００ 自動車
９６００ タブレット型端末
９６２５ スイッチ
９６２６ スイッチ
９６２７ 電源スイッチ
９６２８ 操作スイッチ
９６２９ 具
９６３０ 筐体
９６３１ 表示部
９６３３ 太陽電池
９６３４ 充放電制御回路
９６３５ 蓄電体
９６３６ ＤＣＤＣコンバータ
９６３７ コンバータ
９６３８ 操作キー
９６３９ ボタン
９６４０ 可動部
１２００ａ 蓄電体
１２００ｂ 蓄電体
９３０ａ 筐体
９３０ｂ 筐体
９６３０ａ 筐体
９６３０ｂ 筐体
９６３１ａ 表示部
９６３１ｂ 表示部
９６３２ａ 領域
９６３２ｂ 領域
１１０２ａ アーム
１１０２ｂ アーム
１１０４ａ 支点
１１０４ｂ 支点
１１０５ シリンダ
１１０６ ロッド
１１０７ 部品

Claims (3)

  1. 第１結着剤を含む正極活物質層を有する正極と、
    第２結着剤を含む負極活物質層を有する負極と、を有し、
    前記第１結着剤の含有量が、前記正極活物質層の総量の
    １ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを特徴とする蓄電体。
  2. 第１結着剤を含む正極活物質層を有する正極と、
    第２結着剤を含む負極活物質層を有する負極と、を有し、
    前記第２結着剤の含有量が、前記負極活物質層の総量の
    １ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを特徴とする蓄電体。
  3. 第１結着剤を含む正極活物質層を有する正極と、
    第２結着剤を含む負極活物質層を有する負極と、
    を有し、
    前記第１結着剤の含有量が、前記正極活物質層の総量の
    １ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であり、
    前記第２結着剤の含有量が、前記負極活物質層の総量の
    １ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下であることを特徴とする蓄電体。
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