(57)【要約】      （修正有）【課題】可撓性を有する安全性の高いリチウムイオン蓄電池または電子機器の提供。【解決手段】内部構造物と、外装体と、を有し、内部構造物は、第１の積層体と、第２の積層体と、を少なくとも有し、第１の積層体は、第１の集電体を有し、第２の積層体は、第２の集電体を有し、第１の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第１の領域を有し、第２の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第２の領域を有し、外装体は、前記内部構造物を包み、第１の領域の少なくとも一部は、前記第２の領域の少なくとも一部と接している、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。【選択図】図５
2020009771.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
構造物と、前記構造物を包む外装体と、を有し、
前記外装体と前記構造物との間に、電解液を有し、
前記構造物は、第１の積層体と、第２の積層体と、を有し、
前記第１の積層体は、第１の集電体と、前記第１の集電体の一方の面に設けられた第１の電極活物質と、を有し、
前記第２の積層体は、第２の集電体と、前記第２の集電体の一方の面に設けられた第２の電極活物質と、を有し、
前記第１の集電体の他方の面と、前記第２の集電体の他方の面とが接する、リチウムイオン蓄電池。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の集電体は正極集電体であり、
前記第２の集電体は正極集電体である、リチウムイオン蓄電池。
【請求項３】
請求項１において、
前記第１の集電体は負極集電体であり、
前記第２の集電体は負極集電体である、リチウムイオン蓄電池。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
前記リチウムイオン蓄電池は可撓性を有する、リチウムイオン蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池及び電子機器に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の
一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。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）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明
の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装
置、蓄電池、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙
げることができる。
【背景技術】
【０００３】
近年、リチウムイオン蓄電池等の蓄電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池、燃料電
池等、種々の蓄電池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
リチウムイオン蓄電池は、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（Ｐ
ＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車、定置用蓄電池など、半導体産業の発展お
よび省エネルギー化の要求の高まりに伴い急速にその需要が拡大し、現代社会に不可欠な
ものとなっている。さらに近年、フレキシブルデバイス或いはウエアラブルデバイスに対
する期待が高まっており、デバイスの変形に追従して変形することができる可撓性を有す
るリチウムイオン蓄電池、すなわち、可撓性を有する蓄電池の開発が急務であり、一部開
始されている（特許文献１）。
【０００４】
リチウムイオン蓄電池は、正極と、負極と、セパレータと、電解液と、これらを覆う外装
体と、を有する。一般的に、リチウムイオン蓄電池では、アルミニウム等の金属からなる
正極集電体の両面にリチウムイオンを吸蔵・放出する正極活物質を含む正極合剤を塗布し
た正極と、銅等からなる負極集電体の両面にリチウムイオンを吸蔵放出する負極活物質を
含む負極合剤を塗布した負極が用いられる。また、これら正極と負極の間にセパレータが
挟まれることで絶縁され、正極及び負極は、外装体に設けられた正極端子及び負極端子と
電気的に接続されている。外装体は、円筒形や多角形等の一定の形状を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−２４１２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
可撓性を有するリチウムイオン蓄電池が積層型のリチウムイオン蓄電池である場合、変形
に伴い蓄電池にかかる応力は、積層された構造物の各部で異なる。例えば、積層型のリチ
ウムイオン蓄電池をある軸を巻きつけるように変形させると、蓄電池内部の積層された構
造物は、軸に近い部分においては圧縮応力が加わり、軸から遠い部分においては引っ張り
応力が加わる。
【０００７】
このように蓄電池内部の構造物が一体化されていると、蓄電池の変形に伴い各部に生じる
応力が緩和する余地がなく、蓄電池の変形を繰り返すとやがて内部の積層構造物に疲労（
ダメージ）が蓄積され、破壊に至る場合がある。
【０００８】
また、内部の積層構造物だけでなく、蓄電池の変形の回数が増すごとに、電池の各部材や
電解液を保持する外装体に疲労（ダメージ）が蓄積される。また、内部の構造物の変形の
様子と外装体の変形の様子は異なるため、例えば外装体が許容できる内部構造物の変形の
程度を超えて、内部構造物に変形応力がかかる場合がある。この場合、内部の構造物が外
装体に対して直接的に応力をかけ、外装体に疲労（ダメージ）が蓄積される。疲労（ダメ
ージ）の蓄積が進むと、やがて外装体または封止構造が破壊され、蓄電池内部に空気が入
り込むという問題が発生する場合がある。
【０００９】
リチウムイオン蓄電池が破損し内部に空気が入り込むと、蓄電池の内部の部材が空気中の
水分とする場合や熱を発して発火する場合があり、さらに爆発といった重大事故につなが
ることもある。
【００１０】
上記に鑑み、本発明の一態様は、可撓性を有する蓄電池において、変形に伴う外装体の破
損が抑制された蓄電池を提供することを課題の一つとする。または、変形に伴う内部構造
物の破損が抑制された蓄電池を提供することを課題の一つとする。または、内部構造物の
変形を許容できる外装体を有する蓄電池を提供することを課題の一つとする。または、可
撓性を有する蓄電池における安全性の確保を実現することを課題の一つとする。
【００１１】
また、本発明の一態様は、可撓性を有する安全性の高いリチウムイオン蓄電池または電子
機器を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、新規のリチウムイ
オン蓄電池、または、新規な電子機器などを提供することを課題の一つとする。
【００１２】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一
態様は、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。なお、これら以外の課題
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
本発明の一態様は、内部構造物と、外装体と、を有し、内部構造物は、第１の積層体と、
第２の積層体と、を少なくとも有し、第１の積層体は、第１の集電体を有し、第２の積層
体は、第２の集電体を有し、第１の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第１
の領域を有し、第２の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第２の領域を有し
、外装体は、内部構造物を包み、第１の領域の少なくとも一部は、第２の領域の少なくと
も一部と接している、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池である。
【００１４】
また、本発明の他の一態様は、内部構造物と、外装体と、を有し、内部構造物は、第１の
積層体と、第２の積層体と、を少なくとも有し、第１の積層体は、第１の集電体を有し、
第２の積層体は、第２の集電体を有し、第１の集電体の表面は、電極活物質が形成されて
いない第１の領域を有し、第２の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第２の
領域を有し、外装体は、内部構造物と、空隙とを包み、第１の領域の少なくとも一部は、
第２の領域の少なくとも一部と接しており、第１の積層体と第２の積層体とは、互いに摺
動することができ、摺動により、内部構造物は、空隙の少なくとも一部の領域を占めるこ
とができる、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池である。
【００１５】
また、本発明の一態様は、内部構造物と、外装体と、を有し、内部構造物は、第１の積層
体と、第２の積層体と、を少なくとも有し、第１の積層体は、第１の集電体を有し、第２
の積層体は、第２の集電体を有し、第１の集電体の表面は、電極活物質が形成されていな
い第１の領域を有し、第２の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第２の領域
を有し、外装体は、内部構造物と、空隙とを包み、第１の領域の少なくとも一部は、第２
の領域の少なくとも一部と接しており、摺動により、内部構造物は、空隙の少なくとも一
部の領域を占めることができ、内部構造物は、第１の軸を中心として変形することができ
、空隙は、第１の軸に垂直な面における断面形状の外縁の長さＡが、式（１）を満たす、
可撓性を有するリチウムイオン蓄電池である。
【００１６】
【数１】
2020009771.tif 000003
【００１７】
ただし、式（１）において、Ｌは、内部構造物の該面における断面形状の長さを表し、Ｔ
は、内部構造物の該面における断面形状の厚さを表し、ｒ２は、内部構造物の第１の軸か
ら最も遠い面から第１の軸までの距離を表す。
【００１８】
なお、本発明の一態様において、さらに、電解液を有する可撓性を有するリチウムイオン
蓄電池としてもよい。また、本発明の一態様において、さらに、電解液を有し、空隙は、
電解液が占めることができる、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池としてもよい。また
、本発明の一態様において、第１の集電体は正極集電体であり、第２の集電体は正極集電
体である、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池としてもよい。また、本発明の一態様に
おいて、第１の集電体は負極集電体であり、第２の集電体は負極集電体である、可撓性を
有するリチウムイオン蓄電池としてもよい。
【００１９】
また、本発明の一態様に係る可撓性を有するリチウムイオン蓄電池と、ディスプレイと、
操作ボタンと、を有する電子機器としてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一態様は、可撓性を有する蓄電池において、変形に伴う外装体の破損が抑制され
た蓄電池を提供することができる。または、変形に伴う内部構造物の破損が抑制された蓄
電池を提供することができる。または、内部構造物の変形を許容できる外装体を有する蓄
電池を提供することができる。または、可撓性を有する蓄電池における安全性の確保を実
現することができる。
【００２１】
また、本発明の一態様は、可撓性を有する安全性の高いリチウムイオン蓄電池または電子
機器を提供することができる。または、本発明の一態様は、新規のリチウムイオン蓄電池
、または、新規な電子機器などを提供することができる。
【００２２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】リチウムイオン蓄電池を説明する図。
【図２】リチウムイオン蓄電池の断面構造を説明する図。
【図３】リチウムイオン蓄電池の内部構造物の断面構造を説明する図。
【図４】リチウムイオン蓄電池とその断面構造を説明する図。
【図５】リチウムイオン蓄電池の断面構造と、変形状態における断面構造を説明する図。
【図６】内部構造物の断面形状について説明する図。
【図７】曲率半径を説明する図。
【図８】曲率半径を説明する図。
【図９】コイン型の蓄電池を説明する図。
【図１０】円筒型の蓄電池を説明する図。
【図１１】ラミネート型の蓄電池を説明する図。
【図１２】蓄電池の外観を示す図。
【図１３】蓄電池の外観を示す図。
【図１４】蓄電池の作製方法を説明するための図。
【図１５】可撓性を有するラミネート型の蓄電池を説明する図。
【図１６】蓄電池の例を説明するための図。
【図１７】蓄電池の例を説明するための図。
【図１８】蓄電池の例を説明するための図。
【図１９】蓄電池の例を説明するための図。
【図２０】蓄電池の例を説明するための図。
【図２１】蓄電池の応用形態を示す図。
【図２２】本発明の一態様を説明するブロック図。
【図２３】本発明の一態様を説明する概念図。
【図２４】本発明の一態様を説明する回路図。
【図２５】本発明の一態様を説明する回路図。
【図２６】本発明の一態様を説明する概念図。
【図２７】本発明の一態様を説明するブロック図。
【図２８】本発明の一態様を説明するフローチャート。
【図２９】蓄電池の構成の例を説明する斜視図、上面図および断面図。
【図３０】蓄電池の作製方法の例を説明する図。
【図３１】蓄電池の構成の例を説明する斜視図、上面図および断面図。
【図３２】蓄電池の作製方法の例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
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。
【００２５】
なお、本明細書で説明する各図において、正極、負極、活物質層、セパレータ、外装体な
どの大きさや厚さ等の各構成要素の大きさは、個々に説明の明瞭化のために誇張されてい
る場合がある。よって、必ずしも各構成要素はその大きさに限定されず、また各構成要素
間での相対的な大きさに限定されない。
【００２６】
また、本明細書等において、第１、第２、第３などとして付される序数詞は、便宜上用い
るものであって工程の順番や上下の位置関係などを示すものではない。そのため、例えば
、「第１の」を「第２の」又は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。
また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられ
る序数詞は一致しない場合がある。
【００２７】
また、本明細書等で説明する本発明の構成において、同一部分又は同様の機能を有する部
分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また
、同様の機能を有する部分を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さ
ない場合がある。
【００２８】
また、本明細書において可撓性とは、物体が柔軟であり、曲がることが可能である性質を
指す。物体にかかる外力に応じて物体が変形することができる性質であり、弾性や変形前
の形状への復元性の有無を問題にはしない。可撓性を有する蓄電池は、外力に応じて変形
することができる。可撓性を有する蓄電池は、変形した状態で固定して使用することもで
き、繰り返し変形させて使用してもよく、変形していない状態で使用することもできる。
また、本明細書等において、外装体の内部とは、リチウムイオン蓄電池において外装体で
囲われた領域を指し、正極、負極、活物質層、セパレータ等の構造物、及び、電解液等が
存在する領域である。
【００２９】
また、この発明を実施するための形態に記載の内容は、適宜組み合わせて用いることがで
きる。
【００３０】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池１１０と、その作製方法
について説明する。
【００３１】
図１は、本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池１１０を示した図である。リチウム
イオン蓄電池１１０は、外装体１１６に包まれた内部構造物１１７を有している。内部構
造物１１７は、電極とセパレータとを有しており、電極はリード電極１１５と電気的に接
続されている。
【００３２】
図２は、本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池１１０を、図１のＡ１−Ａ２で切断
した際の断面図と、その拡大図である。本実施の形態において説明するリチウムイオン蓄
電池１１０は、図２に示す通り、電解液１０７と、内部構造物１１７として、第１の積層
体１００ａ、第２の積層体１００ｂ、第３の積層体１００ｃ、第４の積層体１００ｄ、を
有する。なお、本実施の形態において説明するリチウムイオン蓄電池１１０が有する積層
体の数は主に４であるが、これに限定されない。各積層体は負極集電体１０１、負極活物
質層１０２、セパレータ１０３、正極活物質層１０４、正極集電体１０５を有する。
【００３３】
また、本実施の形態において説明するリチウムイオン蓄電池１１０において、図２の拡大
図に示す通り、第１の積層体１００ａ乃至第４の積層体１００ｄは、それぞれ同様の積層
構造ではあるが、各積層体は、構成する層の積層順が互い違いに逆の関係となっている。
ただし、各積層体は互いに同一の積層構造であることには限定されない。
【００３４】
本実施の形態において説明するリチウムイオン蓄電池１１０においては、第１の積層体１
００ａの正極集電体の活物質が形成されていない面と、第２の積層体１００ｂの正極集電
体の活物質が形成されていない面とが接しており、第２の積層体１００ｂの負極集電体の
活物質が形成されていない面と、第３の積層体１００ｃの負極集電体の活物質が形成され
ていない面とが接しており、第３の積層体１００ｃの負極集電体の活物質が形成されてい
ない面と、第４の積層体１００ｄの負極集電体の活物質が形成されていない面とが接して
いる。ただし、本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池１１０において、すべての積
層体が、互いの集電体同士で接していることには限定されない。
【００３５】
各集電体は、後述の通り金属材料から構成される薄膜状の部材であるため、表面は極めて
平坦でかつ摩擦係数が小さい。ただし、表面に活物質層が形成された面においては、一般
的には、活物質が形成されていない集電体の表面はより大きな凹凸を有する形状となり、
摩擦係数が大きくなり、さらに活物質層を形成する材料の構成によっては、表面に接する
構造物に対して、接着性を発現する場合もある。
【００３６】
すなわち、各積層体内部においては、集電体及びセパレータが活物質層を介して積層して
いる構造であるため、各層間の摩擦が大きく、積層体を構成する構造体すべてが一体とし
て扱われることができ、外部から一定以上の大きさの力が加えられない限り、各層が互い
に分離することはない。一方、各積層体は集電体表面同士が接触しており、各集電体の表
面は摩擦係数が小さいため、各積層体は外部からの力に応じて容易に互いに摺動すること
ができる。
【００３７】
本発明の一態様に係る可撓性を有する積層型のリチウムイオン蓄電池１１０において、リ
チウムイオン蓄電池１１０が変形すると外装体及び内部の構造物も変形し、該変形に起因
する応力がかかる。ここで、積層型リチウムイオン蓄電池の内部構造の変形前後の様子を
、図３を用いて説明する。
【００３８】
図３（Ａ）に、変形前の積層型のリチウムイオン蓄電池１１０の内部構造物の断面図を示
す。図３（Ｂ）及び図３（Ｃ）に、変形した状態における積層型のリチウムイオン蓄電池
１１０の内部構造物の断面図を示す。図３（Ｄ）は、図３（Ｂ）の一部を拡大した図であ
り、図３（Ｅ）は、図３（Ｃ）の一部を拡大した図である。なお、図３において１００ａ
乃至１００ｄは、各積層体を示している。図３においては積層体の数は４であるが、積層
体の数はこれに限定されない。
【００３９】
まず、図３（Ｂ）は、各積層体間の摩擦が大きく、リチウムイオン蓄電池１１０が変形し
ても各積層体間で摺動が生じず、一体として変形する場合を示す図である。また、図３（
Ｄ）は、図３（Ｂ）の一部を拡大した図である。各積層体間の摩擦が大きく、変形による
各積層体間の摺動が生じない場合を表している。変形に起因して、一部の積層体には引っ
張り応力が生じる一方で、別の一部の積層体には圧縮応力が生じるため、各積層体には様
子の異なる応力がかかるが、これを解消することができない。
【００４０】
変形の大きさが限度を超えると、各積層体にかかる応力の差が大きくなりすぎ、各積層体
間に不可逆的な剥離が生じる。または、各積層体を構成する各層にかかる応力も大きくな
りすぎるため、各層に亀裂や破断といった損傷（ダメージ）を生じる。変形の大きさが限
度を超えない場合であっても、変形を数多く繰り返すと、やはり応力によるダメージの蓄
積により、このような問題が生じる。いずれにせよ、リチウムイオン蓄電池１１０の機能
にとって重大な問題となり、それ以上の使用に耐えない状態となる。
【００４１】
一方、図３（Ｃ）は、例えば、各積層体間は集電体の活物質が形成されていない面同士で
接しているなどの理由により、各積層体間の摩擦が小さい場合を示す図である。また、図
３（Ｅ）は、図３（Ｃ）の一部を拡大した図である。各積層体間の摩擦が小さい場合、リ
チウムイオン蓄電池１１０の変形に応じて各積層体にかかる応力は、各積層体間が摺動す
ることにより緩和される。
【００４２】
そのため、リチウムイオン蓄電池１１０が大きく変形しても、生じる応力は摺動により緩
和されるため、各積層体間に剥離は生じにくい。または、各積層体を構成する各層にかか
る応力も緩和されるため、各層に与えられる損傷（ダメージ）が小さくなり亀裂や破断も
生じにくくなる。さらに、変形を数多く繰り返す場合においても、応力が緩和されやすい
構造であるため、ダメージの蓄積も少ない。
【００４３】
本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池は、各積層体間の摩擦が小さく、蓄電池の変
形に応じて各積層体が互いに摺動できるため、変形に伴う外装体の破損が抑制された蓄電
池となる。または、変形に伴う内部構造物の破損が抑制された蓄電池となる。したがって
、可撓性を有する蓄電池における安全性の確保を実現することができる。
【００４４】
ところで、本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池においては、各積層体を互いに摺
動ができ変形による損傷が抑制されるが、際限なく大きく変形させることができるわけで
はない。蓄電池の変形の大きさを増していくと、別の問題が発生するからである。
【００４５】
該問題について図４及び図５を用いて説明する。図４（Ａ）は、本発明の一態様に係るリ
チウムイオン蓄電池１１０を示しており、図４（Ｂ）は、図４（Ａ）の破線Ｂ１−Ｂ２に
おける断面構造を示している。本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池においては、
各積層体は互いに摺動することができるが、該蓄電池は外部に電力を供給するためのリー
ド電極１１５を有し、リード電極１１５は複数の集電体に接続されているため、各積層体
はリード電極１１５が存在する側の端部において、互いに固定されていることが望ましい
。端部が固定されていない場合、該蓄電池が変形した際に各積層体に異なる量の摺動を生
じるため、各積層体が有する集電体が接続されたリード電極１１５に摺動の大きさの差に
起因する応力が生じるためである。
【００４６】
各積層体を一端で互いに固定したリチウムイオン蓄電池１１０の変形に伴う断面形状の変
化の様子を図５に示す。まず、図５（Ａ）は変形前のリチウムイオン蓄電池の断面構造を
示す図である。本図において、積層体の数は４であるが、本発明の一態様に係るリチウム
イオン蓄電池において、積層体の数は４には限定されない。なお、図５（Ａ）に示す通り
、外装体は内部の積層体すべてを包むのに足る大きさよりも大きくしておくことができる
。このようにして蓄電池内部に空隙１１８（実際には、電解液により占められる領域）を
設けることにより、外装体と積層体とが互いに摺動できる余地が発生し、外装体及び積層
体に予期せぬ損傷が生じることを防止することができる。
【００４７】
図５（Ｂ）に、変形したリチウムイオン蓄電池１１０の断面構造を示す。リード電極１１
５を有する側において、各積層体は互いに固定されている一方、その他の部分において、
各積層体は互いに摺動するため、図５（Ｂ）に示す断面構造となる。ここで、図５（Ｂ）
から理解される通り、リチウムイオン蓄電池の変形の度合が増すと、その断面形状の変化
により蓄電池内部の空隙（電解液により占められる領域）１１８が小さくなる。さらに該
蓄電池が、図５（Ｂ）に示すよりも大きく変形しようとする場合、該空隙が使い尽くされ
外装体との間に干渉を生じ、やがて積層体が外装体に応力を与え外装体もしくは積層体に
損傷が生じる場合がある。そのため、蓄電池に想定される変形の大きさに応じた空隙１１
８を蓄電池内部に設けることが望ましい。
【００４８】
その一方で、空隙１１８を過度に大きくすると、蓄電池の容量には直接的に関係しない体
積増加を生じるため、蓄電池の体積あたりの容量値が低下させるため問題となる。
【００４９】
該空隙は、図５（Ａ）に示される断面における外装体の長さを、内部構造物を覆うのに必
要な長さ以上にすることにより設けられる。想定される該蓄電池に与えられる変形の大き
さから、内部構造物を干渉なく覆い続けるのに必要な空隙の大きさを導出することができ
、また、その大きさの空隙を設けるために必要な外装体の長さを導出することができる。
【００５０】
そこで、下記に、該蓄電池の変形による外装体の損傷を防止でき、かつ、空隙の増加によ
る体積あたりの容量低下を極力抑えた可撓性を有するリチウムイオン蓄電池について説明
する。
【００５１】
＜可撓性を有するリチウムイオン蓄電池の形状変化と空隙の設定＞
まず、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池の形状変化について説明する。なお、説明を
より明瞭にするために、図５（Ａ）における蓄電池の内部構造物（積層体すべてを合せた
もの）の外輪形状の略図を図６（Ａ）に示す。すなわち、図６（Ａ）は変形する前のリチ
ウムイオン蓄電池の内部構造物１１７の外輪形状を示す図である。また、図５（Ｂ）にお
けるリチウムイオン蓄電池の内部構造物１１７の外輪形状の略図を図６（Ｂ）に示す。す
なわち、図６（Ｂ）は変形しているリチウムイオン蓄電池１１０の内部構造物１１７の外
輪形状を示す図である。本図において、内部構造物の曲率中心１１０１から遠い側の端部
を１１０５、内部構造物の曲率中心１１０１から遠い側の端部をそれぞれ１１０３および
１１０５、内部構造物の曲率中心に近い側の端部をそれぞれ１１０２および１１０４とし
、内部構造物の曲率中心に近い側の点を１１０６とする。
【００５２】
図６（Ａ）において、当該断面における積層体の長さ（例えば１１０２と１１０４との間
の長さ）をＬ、内部構造物の厚さ（例えば１１０２と１１０３との間の長さ）をＴとする
。次に図６（Ｂ）は、空隙を使い切る大きさの変形が与えられたリチウムイオン蓄電池の
内部構造物１１７の断面構造を示す図である。図６（Ｂ）において、変形の曲率中心１１
０１を起点として、該曲率中心１１０１から遠い側の内部構造物１１７の端部１１０３を
終点とする距離（弧の半径）をｒ２とする。さらに、曲率中心１１０１を起点として、該
曲率中心１１０１に近い側の内部構造物の端部１１０２までの距離（弧の半径）をｒ１と
する。
【００５３】
まず、図６（Ａ）の断面における内部構造物１１７の外輪形状の周囲の長さは、２Ｌ＋２
Ｔとなる。次に、図６（Ｂ）の断面における内部構造物の外輪形状の長さを検討する。ま
ず、各積層体が互いに固定された一端における内部構造物の厚さ（１１０４と１１０５と
の間の長さ）は、変形前後で変化しないためＴとなる。
【００５４】
次に、内部構造物の曲率中心に近い部分（１１０２と１１０４との間の弧）、及び曲率中
心のから遠い部分（１１０３と１１０５との間の弧）の長さは、やはり蓄電池の変形前後
で変化しないため、それぞれＬとなる。本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池にお
いて、各積層体は互いに摺動することができるため、蓄電池の変形に応じて各積層体は互
いに摺動し応力が緩和されるため、両部分の長さは変化しないからである。
【００５５】
したがって、蓄電池の変形に伴う内部構造物１１７の外輪形状の周囲の長さの変化は、残
りの部分（１１０２と１１０３との間）の長さを検討することにより求められる。ここで
、内部構造物の曲率中心に近い側の点１１０６について説明する。当該点１１０６を、内
部構造物の曲率中心から遠い側の端部１１０３と曲率中心１１０１とを結ぶ直線と、内部
構造物の外輪形状の曲率中心に近い側との交点とする。すると、曲率中心１１０１は、内
部構造物の曲率中心に近い側の形状である弧（１１０２と１１０４との間の弧）の曲率中
心でもあるため、当該弧と、内部構造物の曲率中心から遠い側の端部１１０３と曲率中心
１１０１とを結ぶ直線とは、当該点１１０６において直交する。また、端部１１０２と点
１１０６との間の弧は、中心角が小さいため、直線で近似することができる。したがって
、端部１１０３と端部１１０２と点１１０６とを結ぶと直角三角形となるため、端部１１
０２と端部１１０３との間の長さは、該三角形の他の２辺の長さを用いて、ピタゴラスの
定理により求めることができる。
【００５６】
まず、点１１０６と端部１１０３との間の長さは、内部構造物１１７の厚さであるため、
Ｔとなる。
【００５７】
次に、点１１０６と端部１１０２との間の長さは、端部１１０２と端部１１０４を結んだ
弧の長さＬから、点１１０６と端部１１０４との間の弧の長さを差し引いた長さである。
そこで、点１１０６と端部１１０４との間の弧の長さＬ１を検討する。
【００５８】
弧の長さは、直径と円周率πの積に、３６０°に占める中心角の大きさの割合をかけた値
となる。即ち、Ｌ１は下記式（２）で表される。
【００５９】
【数２】
2020009771.tif 000004
【００６０】
ここで、ｒ１は内部構造物の曲率中心に近い側の形状である弧の半径を表し、θは当該弧
の中心角を表す。ところで、内部構造物の曲率中心のから遠い部分（１１０３と１１０５
との間の弧）の長さはＬであるが、当該部分は中心角がθ、半径がｒ２の弧であるため、
同様に下記の式（３）が成立する。
【００６１】
【数３】
2020009771.tif 000005
【００６２】
ここで、式（３）を式（２）に適用すると、下記式（４）が成り立つ。
【００６３】
【数４】
2020009771.tif 000006
【００６４】
したがって、端部１１０３と端部１１０２と点１１０６とを結ぶ直角三角形において、斜
辺の長さをＴ１とすると、ピタゴラスの定理により、下記の式（５）が成り立つ。
【００６５】
【数５】
2020009771.tif 000007
【００６６】
式（４）を式（５）に適用すると、Ｔ１の長さについて下記式（６）が成り立つ。
【００６７】
【数６】
2020009771.tif 000008
【００６８】
さらに、曲率中心１１０１から遠い側の内部構造物の外輪形状の弧の半径がｒ２であり、
曲率中心１１０１に近い側の内部構造物の外輪形状の弧の半径がｒ１であり、その差が内
部構造物の厚さＴであるため、ｒ１はｒ２からＴを引いた値となる。したがって、式（６
）からＴ１は下記式（７）で表される。
【００６９】
【数７】
2020009771.tif 000009
【００７０】
リチウムイオン蓄電池が変形する前の状態において、端部１１０３と端部１１０２との間
の長さは、内部構造物の厚さＴである。変形後の状態における端部１１０３と端部１１０
２との間の長さはＴ１であるから、リチウムイオン蓄電池の変形により端部１１０３と端
部１１０２との間の長さの増加は、Ｔ１−Ｔであり、下記式（８）で表された値となる。
【００７１】
【数８】
2020009771.tif 000010
【００７２】
すなわち、該増加を許容するだけの空隙が蓄電池の内部に用意されることが望ましく、要
するに、図６に示される断面において、外装体の内部の長さは変形前の内部構造物の外縁
の長さである２Ｌ＋２Ｔに、変形による増加分であるＴ１−Ｔを加えた長さとされること
が望ましい。換言すると、内部構造物の厚さと長さを元に、蓄電池の変形の大きさとして
所望される曲率半径から、蓄電池の外装体の損傷を防止するための空隙の大きさを導くこ
とができる。
【００７３】
結論としては、リチウムイオン蓄電池１１０を曲率中心である軸により変形させるとき、
該軸に垂直な面における外装体の断面の長さを、変形時の内部構造物１１７の外輪形状の
長さである２Ｌ＋Ｔ＋Ｔ１以上の長さとすればよい。その際の外装体の長さをＡとすると
、Ａは下記の式（１）を満たす。
【００７４】
【数９】
2020009771.tif 000011
【００７５】
なお、当該技術的思想は、各積層体間の摩擦が小さく、蓄電池の変形に応じて各積層体が
互いに摺動し応力から解放される、という本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池に
おいてのみ存在する課題をも解決するものである。
【００７６】
次に、本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池について説明する。
【００７７】
≪正極の構成≫
まず、正極について説明する。正極は、正極活物質層１０４と、正極集電体１０５とを含
む。
【００７８】
正極活物質層１０４に用いられる正極活物質材料としては、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。
【００７９】
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）またはＮｉ（ＩＩ）））の代表例としては、ＬｉＦｅＰＯ４、Ｌｉ
ＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＦｅａＮｉｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＣ
ｏｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＭｎｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＭｎｂＰＯ
４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦｅｃＮｉｄＣｏｅＰＯ４、Ｌｉ
ＦｅｃＮｉｄＭｎｅＰＯ４、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。
【００８０】
例えば、リン酸鉄リチウム（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。
【００８１】
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、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ
０．２Ｏ２等のＮｉＣｏ系（一般式は、ＬｉＮｉｘＣｏ１−ｘＯ２（０＜ｘ＜１））、Ｌ
ｉＮｉ０．５Ｍｎ０．５Ｏ２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、Ｌｉ２
ＭｎＯ３−ＬｉＭＯ２（ＭはＣｏ、ＮｉまたはＭｎ）等も挙げられる。
【００８２】
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。
【００８３】
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、Ｌ
ｉ１＋ｘＭｎ２−ｘＯ４、Ｌｉ（ＭｎＡｌ）２Ｏ４、ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４等が
挙げられる。
【００８４】
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。
【００８５】
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）、またはＮｉ（ＩＩ））（ｊは０以上２以下）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、Ｌ
ｉ（２−ｊ）ＭｎＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｋＮｉｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）Ｆｅ
ｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｋＭｎｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｋＣｏｌ
ＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｋＭｎｌＳｉＯ４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ
＜１）、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｍＮｉｎＣｏｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｍＮｉｎＭｎ
ｑＳｉＯ４、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。
【００８６】
また、正極活物質として、ＡｘＭ２（ＸＯ４）３（ＡはＬｉ、Ｎａ、または、Ｍｇ）（Ｍ
はＦｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、または、Ａｌ）（ＸはＳ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、または
、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、Ｌｉ５Ｍ
Ｏ４（ＭはＦｅまたはＭｎ）の一般式で表される化合物、ＮａＦｅＦ３、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、
有機硫黄等の材料を用いることができる。
【００８７】
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。
【００８８】
また、正極活物質として、上記材料を複数組み合わせた材料を用いてもよい。例えば、上
記材料を複数組み合わせた固溶体を正極活物質として用いることができる。例えば、Ｌｉ
Ｃｏ１／３Ｍｎ１／３Ｎｉ１／３Ｏ２とＬｉ２ＭｎＯ３の固溶体を正極活物質として用い
ることができる。
【００８９】
正極活物質は、一次粒子の平均粒径が５０ｎｍ以上１００μｍ以下のものを用いるとよい
。
【００９０】
正極活物質は負極活物質と共に、蓄電池の電池反応の中心的役割を担いキャリアイオンの
放出及び吸収を行う物質である。蓄電池の寿命を高めるためには、電池反応の不可逆反応
に係る容量が少ない材料であることが好ましく、充放電効率の高い材料であることが好ま
しい。
【００９１】
活物質は電解液と接するため、活物質と電解液とが反応し、反応により活物質が失われ劣
化すると、蓄電池の容量が低下するため、劣化の少ない蓄電池を実現するためには、蓄電
池内のこのような反応が生じないことが望ましい。
【００９２】
電極の導電助剤として、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。
【００９３】
導電助剤により、電極中に電気伝導のネットワークを形成することができる。導電助剤に
より、正極活物質どうしの電気伝導の経路を維持することができる。正極活物質層中に導
電助剤を添加することにより、高い電気伝導性を有する正極活物質層１０１を実現するこ
とができる。
【００９４】
また、バインダーとして、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、フッ素ゴム、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。
【００９５】
正極活物質層１０４の総量に対するバインダーの含有量は、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１０１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。
【００９６】
塗布法を用いて正極活物質層１０４を形成する場合は、正極活物質とバインダーと導電助
剤と分散媒を混合して電極スラリーを作製し、正極集電体１０５上に塗布して乾燥させれ
ばよい。
【００９７】
なお、正極集電体１０５にはステンレス、金、白金、アルミニウム、チタン等の金属、及
びこれらの合金など、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、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。
【００９８】
なお、正極集電体１０５の片面に正極活物質層１０４を設け、もう一方の面に正極活物質
層を設けない構成とすることができる。その場合、正極活物質層が設けられていない状態
において、正極集電体１０５の表面は平坦で摩擦係数が小さい。そのため、該表面に、他
の正極集電体の正極活物質層が設けられていない面が接するとき、応力に応じて両集電体
は互いに摺動することができる。
【００９９】
以上の工程でリチウムイオン蓄電池の正極を作製することができる。
【０１００】
≪負極の構成≫
次に負極について説明する。負極は、負極活物質層１０２と、負極集電体１０１とを含む
。負極を形成する工程を以下に説明する。
【０１０１】
負極活物質層１０２に用いられる負極活物質として、炭素系材料としては、黒鉛、易黒鉛
化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）、カーボンナノチュー
ブ、グラフェン、カーボンブラック等がある。黒鉛としては、メソカーボンマイクロビー
ズ（ＭＣＭＢ）、コークス系人造黒鉛、ピッチ系人造黒鉛等の人造黒鉛や、球状化天然黒
鉛等の天然黒鉛がある。また、黒鉛の形状としては鱗片状のものや球状のものなどがある
。
【０１０２】
負極活物質として、炭素系材料以外に、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材料も用いることができる。例えば、Ｇａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、
Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ等のうち少なくとも一つを含む材料を
用いることができる。このような元素は炭素と比べて容量が大きく、特にシリコンは理論
容量が４２００ｍＡｈ／ｇと高く好ましい。このような元素を用いた合金系材料としては
、例えば、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｇｅ、Ｍｇ２Ｓｎ、ＳｎＳ２、Ｖ２Ｓｎ３、ＦｅＳｎ２、
ＣｏＳｎ２、Ｎｉ３Ｓｎ２、Ｃｕ６Ｓｎ５、Ａｇ３Ｓｎ、Ａｇ３Ｓｂ、Ｎｉ２ＭｎＳｂ、
ＣｅＳｂ３、ＬａＳｎ３、Ｌａ３Ｃｏ２Ｓｎ７、ＣｏＳｂ３、ＩｎＳｂ、ＳｂＳｎ等があ
る。
【０１０３】
また、負極活物質として、ＳｉＯ、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、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。
【０１０４】
また、負極活物質として、リチウムと遷移金属の複窒化物である、Ｌｉ３Ｎ型構造をもつ
Ｌｉ３−ｘＭｘＮ（ＭはＣｏ、Ｎｉまたは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。
【０１０５】
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
ることができる。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも、あら
かじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させることで、負極活物質としてリチ
ウムと遷移金属の複窒化物を用いることができる。
【０１０６】
また、コンバージョン反応が生じる材料を負極活物質として用いることもできる。例えば
、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）等の、リチウム
と合金化反応を行わない遷移金属酸化物を負極活物質に用いてもよい。コンバージョン反
応が生じる材料としては、さらに、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＲｕＯ２、Ｃｒ２Ｏ
３等の酸化物、ＣｏＳ０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ３Ｎ２、Ｃｕ３Ｎ、Ｇ
ｅ３Ｎ４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。
【０１０７】
負極活物質は、一例としては、粒径が５０ｎｍ以上１００μｍ以下のものを用いるとよい
。
【０１０８】
なお、正極活物質層１０４においても負極活物質層１０２においても、活物質材料は複数
の材料を特定の割合で組み合わせて用いてもよい。活物質層に複数の材料を用いることで
、より詳細に活物質層の性能を選択することができる。
【０１０９】
電極の導電助剤として、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。
【０１１０】
導電助剤により、電極中に電気伝導のネットワークを形成することができる。導電助剤に
より、負極活物質どうしの電気伝導の経路を維持することができる。負極活物質層中に導
電助剤を添加することにより、高い電気伝導性を有する負極活物質層１０２を実現するこ
とができる。
【０１１１】
また、バインダーとして、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。
【０１１２】
負極活物質層１０２の総量に対するバインダーの含有量は、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１０３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。
【０１１３】
次いで、負極集電体１０１上に負極活物質層１０２を形成する。塗布法を用いて負極活物
質層１０２を形成する場合は、負極活物質とバインダーと導電助剤と分散媒を混合してス
ラリーを作製し、負極集電体１０１に塗布して乾燥させる。また、乾燥後に必要があれば
プレス処理を行ってもよい。
【０１１４】
なお、負極集電体１０１には、ステンレス、金、白金、鉄、銅、チタン、タンタル等の金
属、及びこれらの合金など、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１０２は、箔状、板状（シート状）
、網状、円柱状、コイル状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状等の形状を適宜
用いることができる。負極集電体１０１は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下のものを用い
るとよい。また、電極集電体の表面の一部に、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。
【０１１５】
なお、負極集電体１０１の片面に負極活物質層１０２を設け、もう一方の面に負極活物質
層を設けない構成とすることができる。その場合、負極活物質層が設けられていない状態
において、負極集電体１０１の表面は平坦で摩擦係数が小さい。そのため、該表面に、他
の負極集電体の負極活物質層が設けられていない面が接するとき、応力に応じて両集電体
は互いに摺動することができる。
【０１１６】
以上の工程でリチウムイオン蓄電池の負極を作製することができる。
【０１１７】
≪セパレータの構成≫
セパレータ１０３について説明する。セパレータ１０３の材料としては、紙、不織布、ガ
ラス繊維、あるいは、ナイロン（ポリアミド）、ビニロン（ポリビニルアルコール系繊維
）、ポリエステル、アクリル、ポリオレフィン、ポリウレタンといった合成繊維等を用い
ればよい。ただし、後述の電解液に溶解しない材料を選ぶ必要がある。
【０１１８】
より具体的には、セパレータ１０３の材料として、例えば、フッ素系ポリマー、ポリエチ
レンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等のポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタク
リレート、ポリメチルアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリメタクリロニトリル、
ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリブタジエン、
ポリスチレン、ポリイソプレン、ポリウレタン系高分子及びこれらの誘導体、セルロース
、紙、不織布、ガラス繊維から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合せて用いる
ことができる。
【０１１９】
セパレータ１０３は、両極の接触を防ぐ絶縁性能、電解液を保持する性能、イオンの伝導
性がなければならない。セパレータとしての機能を有する膜を製造する方法として、膜の
延伸による方法がある。例えば、溶融したポリマー材料を展開して放熱させ、得られた膜
を膜と平行の二軸方向に延伸して孔を形成する、延伸開孔法がある。
【０１２０】
以上の工程でリチウムイオン蓄電池にセパレータを組み込むことができる。
【０１２１】
≪電解液の構成≫
【０１２２】
本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池に用いることができる電解液１０７は、電解
質（溶質）を含む非水溶液（溶媒）とすることが好ましい。
【０１２３】
電解液１０７の溶媒としては、キャリアイオンが移動可能な材料を用いる。例えば、非プ
ロトン性有機溶媒が好ましく、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（ＤＭ
Ｅ）、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。
【０１２４】
また、電解液１０７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、リチウムイオン蓄電池の薄型化及び軽量化が可能である。ゲ
ル化される高分子材料の代表例としては、シリコーンゲル、アクリルゲル、アクリロニト
リルゲル、ポリエチレンオキサイド系ゲル、ポリプロピレンオキサイド系ゲル、フッ素系
ポリマーのゲル等がある。
【０１２５】
また、電解液の溶媒として、難燃性及び難蒸発性であるイオン液体（常温溶融塩ともいう
）を一つまたは複数用いることで、リチウムイオン蓄電池の内部短絡や、過充電等によっ
て内部温度が上昇しても、リチウムイオン蓄電池の破裂や発火などを防ぐことができる。
これにより、リチウムイオン蓄電池の安全性を高めることができる。
【０１２６】
また、蓄電池に用いる電解液は、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質量比を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。
【０１２７】
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、Ｌｉ
ＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０、Ｌｉ２Ｂ１２Ｃｌ１
２、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＣ（Ｃ２
Ｆ５ＳＯ２）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。
【０１２８】
なお、上記の電解質では、キャリアイオンがリチウムイオンである場合について説明した
が、リチウムイオン以外のキャリアイオンも用いることができる。リチウムイオン以外の
キャリアイオンとしては、アルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンの場合、電解質
として、上記リチウム塩において、リチウムの代わりに、アルカリ金属（例えば、ナトリ
ウムやカリウム等）、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリウ
ム、ベリリウム、またはマグネシウム等）を用いてもよい。
【０１２９】
なお、電解液は、正極の集電体と反応し、正極集電体を腐食する場合がある。そのような
腐食を防止するため、電解液に数ｗｔ％のＬｉＰＦ６を添加することが好ましい。正極集
電体表面に不導体膜を生じ、該不導体膜が電解液と正極集電体との反応を抑制するためで
ある。ただし、正極活物質層を溶解させないために、ＬｉＰＦ６の濃度は１０ｗｔ％以下
、好ましくは５ｗｔ％以下、より好ましくは３ｗｔ％以下とするとよい。
【０１３０】
≪外装体の構成≫
次に、外装体１１６について説明する。外装体１１６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フィルムを用いることができる。このような三層構造とすることで
、電解液や気体の透過を遮断するとともに、絶縁性を確保し、併せて耐電解液性を有する
。外装体を内側に折り曲げて重ねて、または、２つの外装体それぞれの内面を向い合せて
重ねて熱を加えることにより、内面の材料が融け２つの外装体を融着することができ、封
止構造を作製することができる。
【０１３１】
外装体が融着等され封止構造が形成されている箇所を封止部とすると、外装体を内側に折
り曲げて重ねた場合は、折り目以外の個所に封止部が形成され、外装体の第１の領域と、
該第１の領域と重なる第２の領域とが融着等された構造となる。また、２枚の外装体を重
ねた場合は熱融着等の方法で外周すべてに封止部が形成される。
【０１３２】
なお、本発明の一態様において、外装体１１６は上述の通り、リチウムイオン蓄電池１１
０の内部に空隙を設けるため、一定以上の長さであることが望ましい。
【０１３３】
≪可撓性の蓄電池≫
本実施の形態にて示された各部材の材料から、可撓性を有する材料を選択して用いると、
可撓性を有するリチウムイオン蓄電池を作製することができる。近年、変形可能なデバイ
スの研究及び開発が盛んである。そのようなデバイスに用いる蓄電池として、可撓性を有
する蓄電池の需要が生じている。
【０１３４】
２枚のフィルムを外装体として電極・電解液など１８０５を挟む蓄電池を湾曲させた場合
には、蓄電池の曲率中心１８００に近い側のフィルム１８０１の曲率半径１８０２は、曲
率中心１８００から遠い側のフィルム１８０３の曲率半径１８０４よりも小さい（図７（
Ａ））。蓄電池を湾曲させて断面を円弧状とすると曲率中心１８００に近いフィルムの表
面には圧縮応力がかかり、曲率中心１８００から遠いフィルムの表面には引っ張り応力が
かかる（図７（Ｂ））。
【０１３５】
可撓性を有するリチウムイオン蓄電池を変形させたとき、外装体に大きな応力がかかるが
、外装体の表面に凹部または凸部で形成される模様を形成すると、蓄電池の変形により圧
縮応力や引っ張り応力がかかったとしても、ひずみによる影響を抑えることができる。そ
のため、蓄電池は、曲率中心に近い側の外装体の曲率半径が５０ｍｍ好ましくは３０ｍｍ
となる範囲で変形することができる。
【０１３６】
面の曲率半径について、図８を用いて説明する。図８（Ａ）において、曲面１７００を切
断した平面１７０１において、曲面１７００に含まれる曲線１７０２の一部を円の弧に近
似して、その円の半径を曲率半径１７０３とし、円の中心を曲率中心１７０４とする。図
８（Ｂ）に曲面１７００の上面図を示す。図８（Ｃ）に、平面１７０１で曲面１７００を
切断した断面図を示す。曲面を平面で切断するとき、曲面に対する平面の角度や切断する
位置に応じて、断面に現れる曲線の曲率半径は異なるものとなるが、本明細書等では、最
も小さい曲率半径を面の曲率半径とする。
【０１３７】
なお、蓄電池の断面形状は、単純な円弧状に限定されず、一部が円弧を有する形状にする
ことができ、例えば図７（Ｃ）に示す形状や、波状（図７（Ｄ））、Ｓ字形状などとする
こともできる。蓄電池の曲面が複数の曲率中心を有する形状となる場合は、複数の曲率中
心それぞれにおける曲率半径の中で、最も曲率半径が小さい曲面において、２枚の外装体
の曲率中心に近い方の外装体の曲率半径が、５０ｍｍ好ましくは３０ｍｍとなる範囲で蓄
電池が変形することができる。
【０１３８】
≪蓄電池の組み立て及びエージング≫
次に、上述の構成部材を組み合わせて、外装体２０７を封止することにより図１及び図２
に示す通り、正極集電体１０５と、正極活物質層１０４と、セパレータ１０３と、負極活
物質層１０２と、負極集電体１０１とを積み重ねた積層体を複数有する内部構造物を、電
解液１０７とともに外装体１０７により封止された状態とする。
【０１３９】
次に、エージング工程を行う。まず環境温度を例えば室温程度に保ち、低いレートで一致
電圧まで定電流充電を行う。次に、充電により外装体内部の領域に発生したガスを、外装
体外部に放出させる。次に、さらに初回の充電よりも高いレートで充電を行う。
【０１４０】
その後、やや高い温度環境下で長時間保存する。例えば４０℃以上の環境下で２４時間以
上保存する。
【０１４１】
やや高い温度環境下で長時間保存した後、再び外装体内部の領域に発生したガスを放出さ
せる。さらに室温環境下で０．２Ｃのレートで放電し、同レートにて充電し、再び同レー
トで放電した後、さらに同レートで充電する。そして、同レートで放電することによりエ
ージング工程を終了する。
【０１４２】
以上のようにして、本発明に係る蓄電池を製造することができる。
【０１４３】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１４４】
なお、本明細書等においては、ある一つの実施の形態において述べる図または文章におい
て、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位概念を導き出すことは
、当業者であれば容易に理解される。したがって、ある一つの実施の形態において述べる
図または文章において、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位概
念も、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可
能である。そして、その発明の一態様は、明確であると言える。
【０１４５】
なお、本明細書等においては、少なくとも図に記載した内容（図の中の一部でもよい）は
、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能で
ある。したがって、ある内容について、図に記載されていれば、文章を用いて述べていな
くても、その内容は、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構
成することが可能である。同様に、図の一部を取り出した図についても、発明の一態様と
して開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。そして、そ
の発明の一態様は明確であると言える。
【０１４６】
なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。または、他の実施の形態
において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定さ
れない。つまり、本実施の形態および他の実施の形態では、様々な発明の態様が記載され
ているため、本発明の一態様は、特定の態様に限定されない。例えば、本発明の一態様と
して、可撓性を有するリチウムイオン二次電池に適用した場合の例を示したが、本発明の
一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態
様は、様々な二次電池、鉛蓄電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄
電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化
銀・亜鉛蓄電池、固体電池、空気電池、一次電池、キャパシタ、または、電気二重層キャ
パシタ、ウルトラ・キャパシタ、スーパー・キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、な
どに適用してもよい。または例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の
一態様は、リチウムイオン二次電池に適用しなくてもよい。
【０１４７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る蓄電池の構造について、図９乃至図１１を参照
して説明する。
【０１４８】
≪コイン型蓄電池≫
図９（Ａ）は、コイン型（単層偏平型）の蓄電池の外観図であり、図９（Ｂ）は、その断
面図である。
【０１４９】
コイン型の蓄電池３００は、正極端子を兼ねた正極缶３０１と負極端子を兼ねた負極缶３
０２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。正極活物質層３０６は、正極活物質の他、正極活物質の密着性を高める
ための結着剤（バインダー）、正極活物質層の導電性を高めるための導電助剤等を有して
もよい。
【０１５０】
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。負極活物質層３０９は、負極活物質の他、負極活物質の密着性
を高めるための結着剤（バインダー）、負極活物質層の導電性を高めるための導電助剤等
を有してもよい。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３１
０と、電解質（図示せず）とを有する。
【０１５１】
各構成部材には、実施の形態１で示した材料を用いることができる。
【０１５２】
正極缶３０１、負極缶３０２には、電解液に対して耐腐食性のある、ニッケル、チタン等
の金属、また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、ニッケル等を被覆することが好
ましい。正極缶３０１は正極３０４と、負極缶３０２は負極３０７とそれぞれ電気的に接
続する。
【０１５３】
これら負極３０７、正極３０４及びセパレータ３１０を電解質に含浸させ、図９（Ｂ）に
示すように、正極缶３０１を下にして正極３０４、セパレータ３１０、負極３０７、負極
缶３０２をこの順で積層し、正極缶３０１と負極缶３０２とをガスケット３０３を介して
圧着してコイン形の蓄電池３００を製造する。
【０１５４】
ここで図９（Ｃ）を用いて蓄電池の充電時の電流の流れを説明する。リチウムを用いた蓄
電池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、リチウムを用いた蓄電池では、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、逆パルス電流を流す場合であっても、充電電流を
流す場合であっても、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。
【０１５５】
図９（Ｃ）に示す２つの端子には充電器が接続され、蓄電池４００が充電される。蓄電池
４００の充電が進めば、電極間の電位差は大きくなる。図９（Ｃ）では、蓄電池４００の
外部の端子から、正極４０２の方へ流れ、蓄電池４００の中において、正極４０２から負
極４０４の方へ流れ、負極から蓄電池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。
【０１５６】
≪円筒型蓄電池≫
次に、円筒型の蓄電池の一例について、図１０を参照して説明する。円筒型の蓄電池６０
０は図１０（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
底面に電池缶（外装缶）６０２を有している。これら正極キャップと電池缶（外装缶）６
０２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。
【０１５７】
図１０（Ｂ）は、円筒型の蓄電池の断面を模式的に示した図である。中空円柱状の電池缶
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。電池缶６０２は、一端が閉じられ、他端が開いている。電池缶６０２には
、電解液に対して耐腐食性のあるニッケル、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、ニッケル等を被覆することが好ましい。電池缶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電池缶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、コイン型の蓄電池と同様のものを用
いることができる。
【０１５８】
正極６０４及び負極６０６は、上述したコイン型の蓄電池の正極及び負極と同様に製造す
ればよいが、円筒型の蓄電池に用いる正極及び負極は捲回するため、集電体の両面に活物
質を形成する点において異なる。正極６０４には正極端子（正極集電タブ）６０３が接続
され、負極６０６には負極端子（負極集電タブ）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は電池缶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６
０１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。
【０１５９】
≪ラミネート型蓄電池≫
次に、ラミネート型の蓄電池の一例について、図１１（Ａ）を参照して説明する。ラミネ
ート型の蓄電池は、可撓性を有する構成とすれば、可撓性を有する部位を少なくとも一部
有する電子機器に実装すれば、電子機器の変形に合わせて蓄電池も曲げることもできる。
【０１６０】
図１１（Ａ）に示すラミネート型の蓄電池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。電解液５０８には、実施
の形態１で示した電解液を用いることができる。
【０１６１】
図１１（Ａ）に示すラミネート型の蓄電池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、タブ電極を用いてそのタブ電極と正極集電体５０１、或いは負極集電体
５０４と超音波接合させてタブ電極を外側に露出するようにしてもよい。
【０１６２】
ラミネート型の蓄電池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。
【０１６３】
また、ラミネート型の蓄電池５００の断面構造の一例を図１１（Ｂ）に示す。図１１（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。
【０１６４】
図１１（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
ても蓄電池５００は、可撓性を有する。図１１（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１１（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池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池とすることができる。
【０１６５】
ここで、ラミネート型の蓄電池５００の外観図の一例を図１２及び図１３に示す。図１２
及び図１３は、正極５０３、負極５０６、セパレータ５０７、外装体５０９、正極タブ電
極５１０及び負極タブ電極５１１を有する。
【０１６６】
図１４（Ａ）は正極５０３及び負極５０６の外観図を示す。正極５０３は正極集電体５０
１を有し、正極活物質層５０２は正極集電体５０１の表面に形成されている。また、正極
５０３は正極集電体５０１が一部露出する領域（タブ領域という）を有する。負極５０６
は負極集電体５０４を有し、負極活物質層５０５は負極集電体５０４の表面に形成されて
いる。また、負極５０６は負極集電体５０４が一部露出する領域、すなわちタブ領域を有
する。正極及び負極が有するタブ領域の面積や形状は、図１４（Ａ）に示す例に限られな
い。
【０１６７】
≪ラミネート型蓄電池の作製方法≫
ここで、図１２に外観図を示すラミネート型蓄電池の作製方法の一例について、図１４（
Ｂ）、（Ｃ）を用いて説明する。
【０１６８】
まず、負極５０６、セパレータ５０７及び正極５０３を積層する。図１４（Ｂ）に積層さ
れた負極５０６、セパレータ５０７及び正極５０３を示す。ここでは負極を５組、正極を
４組使用する例を示す。次に、正極５０３のタブ領域同士の接合と、最表面の正極のタブ
領域への正極タブ電極５１０の接合を行う。接合には、例えば超音波溶接等を用いればよ
い。同様に、負極５０６のタブ領域同士の接合と、最表面の負極のタブ領域への負極タブ
電極５１１の接合を行う。
【０１６９】
次に外装体５０９上に、負極５０６、セパレータ５０７及び正極５０３を配置する。
【０１７０】
次に、図１４（Ｃ）に示すように、外装体５０９を破線で示した部分で折り曲げる。その
後、外装体５０９の外周部を接合する。接合には例えば熱圧着等を用いればよい。この時
、後に電解液５０８を入れることができるように、外装体５０９の一部（または一辺）に
接合されない領域（以下、導入口という）を設ける。
【０１７１】
次に、外装体５０９に設けられた導入口から、電解液５０８を外装体５０９の内側へ導入
する。電解液５０８の導入は、減圧雰囲気下、或いは不活性ガス雰囲気下で行うことが好
ましい。そして最後に、導入口を接合する。このようにして、ラミネート型の蓄電池であ
る蓄電池５００を作製することができる。
【０１７２】
なお、本実施の形態では、蓄電池として、コイン型、ラミネート型及び円筒型の蓄電池を
示したが、その他の封止型蓄電池、角型蓄電池等様々な形状の蓄電池を用いることができ
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。
【０１７３】
また、可撓性を有するラミネート型の蓄電池を電子機器に実装する例を図１０に示す。フ
レキシブルな形状を備える蓄電池を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置
（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタル
カメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯
電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの
大型ゲーム機などが挙げられる。
【０１７４】
また、フレキシブルな形状を備える蓄電池を、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。
【０１７５】
図１５（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
池７４０７を有している。
【０１７６】
図１５（Ｂ）は、携帯電話機７４００を湾曲させた状態を示している。携帯電話機７４０
０を外部の力により変形させて全体を湾曲させると、その内部に設けられている蓄電池７
４０７も湾曲される。また、その時、曲げられた蓄電池７４０７の状態を図１５（Ｃ）に
示す。蓄電池７４０７はラミネート型の蓄電池である。
【０１７７】
図１５（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、及び蓄電池７１０４を備える。ま
た、図１５（Ｅ）に曲げられた蓄電池７１０４の状態を示す。
【０１７８】
≪蓄電池の構造例≫
蓄電池の構造例について、図１６乃至図２０を用いて説明する。
【０１７９】
図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、蓄電池の外観図を示す図である。蓄電池は、回路基板
９００と、蓄電池９１３と、を有する。蓄電池９１３には、ラベル９１０が貼られている
。さらに、図１６（Ｂ）に示すように、蓄電池は、端子９５１と、端子９５２と、アンテ
ナ９１５と、を有する。
【０１８０】
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、及び回路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。
【０１８１】
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及
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
蓄電池は、アンテナ９１４及びアンテナ９１５と、蓄電池９１３との間に層９１６を有す
る。層９１６は、例えば蓄電池９１３による電磁界への影響を防止することができる機能
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。
【０１８４】
なお、蓄電池の構造は、図１６に限定されない。
【０１８５】
例えば、図１７（Ａ−１）及び図１７（Ａ−２）に示すように、図１６（Ａ）及び図１６
（Ｂ）に示す蓄電池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１７（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１７（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１６（Ａ）及び図
１６（Ｂ）に示す蓄電池と同じ部分については、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す蓄
電池の説明を適宜援用できる。
【０１８６】
図１７（Ａ−１）に示すように、蓄電池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１７（Ａ−２）に示すように、蓄電池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、例えば蓄電池９１３によ
る電磁界への影響を防止することができる機能を有する。層９１７としては、例えば磁性
体を用いることができる。
【０１８７】
上記構造にすることにより、アンテナ９１４及びアンテナ９１５の両方のサイズを大きく
することができる。
【０１８８】
又は、図１７（Ｂ−１）及び図１７（Ｂ−２）に示すように、図１６（Ａ）及び図１６（
Ｂ）に示す蓄電池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１７（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１７（
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１６（Ａ）及び
図１６（Ｂ）に示す蓄電池と同じ部分については、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示す
蓄電池の説明を適宜援用できる。
【０１８９】
図１７（Ｂ−１）に示すように、蓄電池９１３の一対の面の一方に層９１６を挟んでアン
テナ９１４及びアンテナ９１５が設けられ、図１７（Ｂ−２）に示すように、蓄電池９１
３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及びアンテナ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を介した蓄電池と他の機器との通信方式としては、ＮＦＣな
ど、蓄電池と他の機器と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
。
【０１９０】
又は、図１８（Ａ）に示すように、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す蓄電池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１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す蓄電池と同じ部分については、図１
６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す蓄電池の説明を適宜援用できる。
【０１９１】
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。
【０１９２】
又は、図１８（Ｂ）に示すように、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す蓄電池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、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す蓄電池と同じ部分については
、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す蓄電池の説明を適宜援用できる。
【０１９３】
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、蓄電池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。
【０１９４】
さらに、蓄電池９１３の構造例について図１９及び図２０を用いて説明する。
【０１９５】
図１９（Ａ）に示す蓄電池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１９（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及び端子９５２
が筐体９３０の外に延在している。筐体９３０としては、金属材料又は樹脂材料を用いる
ことができる。
【０１９６】
なお、図１９（Ｂ）に示すように、図１９（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１９（Ｂ）に示す蓄電池９１３は、筐体９３０ａと筐体９３
０ｂが貼り合わされており、筐体９３０ａ及び筐体９３０ｂで囲まれた領域に捲回体９５
０が設けられている。
【０１９７】
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、蓄電池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。
【０１９８】
さらに、捲回体９５０の構造について図２０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。
【０１９９】
負極９３１は、端子９５１及び端子９５２の一方を介して図１６に示す端子９１１に接続
される。正極９３２は、端子９５１及び端子９５２の他方を介して図１６に示す端子９１
１に接続される。
【０２００】
≪電子機器の一例：車両に搭載する例≫
次に、蓄電池を車両に搭載する例について示す。蓄電池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。
【０２０１】
図１６において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図２１（Ａ）に示す自動車８
１００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、繰り返し充放電することがで
きる車両を実現することができる。また、自動車８１００は蓄電池を有する。蓄電池は電
気モーターを駆動するだけでなく、ヘッドライト８１０１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。
【０２０２】
また、蓄電池は、自動車８１００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、蓄電池は、自動車８１００が有するナビゲーシ
ョン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。
【０２０３】
図２１（Ｂ）に示す自動車８１００は、自動車８１００が有する蓄電池にプラグイン方式
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２１（Ｂ）に、地上設置型の充電装置８０２１から自動車８１００に搭載された蓄電
池に、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８１００に搭載された蓄電池８０２
４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。
【０２０４】
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池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。
【０２０５】
本発明の一態様によれば、蓄電池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、蓄電池の特性を向上することができ、よって
、蓄電池自体を小型軽量化することができる。蓄電池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
池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。
【０２０６】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２０７】
（実施の形態３）
実施の形態１及び２で説明した蓄電池を電池セルとして、これと組み合わせて用いること
ができる電池制御ユニット（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ：ＢＭＵ
）、及び該電池制御ユニットを構成する回路に適したトランジスタについて、図２２乃至
図２８を参照して説明する。本実施の形態では、特に直列に接続された電池セルを有する
蓄電池の電池制御ユニットについて説明する。
【０２０８】
直列に接続された複数の電池セルに対して充放電を繰り返していくと、電池セル間の特性
のばらつきに応じて、容量（出力電圧）が異なってくる。直列に接続された電池セルでは
、全体の放電時の容量が、容量の小さい電池セルに依存する。容量にばらつきがあると放
電時の容量が小さくなる。また、容量が小さい電池セルを基準にして充電を行うと、充電
不足となる虞がある。また、容量の大きい電池セルを基準にして充電を行うと、過充電と
なｒる虞がある。
【０２０９】
そのため、直列に接続された電池セルを有する蓄電池の電池制御ユニットは、充電不足や
、過充電の原因となる、電池セル間の容量のばらつきを揃える機能を有する。電池セル間
の容量のばらつきを揃える回路構成には、抵抗方式、キャパシタ方式、あるいはインダク
タ方式等あるが、ここではオフ電流の小さいトランジスタを利用して容量のばらつきを揃
えることのできる回路構成を一例として挙げて説明する。
【０２１０】
オフ電流の小さいトランジスタとしては、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトラ
ンジスタ（ＯＳトランジスタ）が好ましい。オフ電流の小さいＯＳトランジスタを蓄電池
の電池制御ユニットの回路構成に用いることで、電池から漏洩する電荷量を減らし、時間
の経過による容量の低下を抑制することができる。
【０２１１】
チャネル形成領域に用いる酸化物半導体は、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ｇａ、Ｓｎ、
Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、またはＮｄ）を用いる。酸化物半導体膜を成膜するために用いる
ターゲットにおいて、金属元素の原子数比をＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝ｘ１：ｙ１：ｚ１とすると
、ｘ１／ｙ１は、１／３以上６以下、さらには１以上６以下であって、ｚ１／ｙ１は、１
／３以上６以下、さらには１以上６以下であることが好ましい。なお、ｚ１／ｙ１を１以
上６以下とすることで、酸化物半導体膜としてＣＡＡＣ−ＯＳ膜が形成されやすくなる。
【０２１２】
ここで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について説明する。
【０２１３】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、ｃ軸配向した複数の結晶部を有する酸化物半導体膜の一つである。
【０２１４】
透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｐｅ）によって、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の明視野像および回折パターンの複合解析像（
高分解能ＴＥＭ像ともいう。）を観察することで複数の結晶部を確認することができる。
一方、高分解能ＴＥＭ像によっても明確な結晶部同士の境界、即ち結晶粒界（グレインバ
ウンダリーともいう。）を確認することができない。そのため、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、結
晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。
【０２１５】
試料面と略平行な方向から、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の断面の高分解能ＴＥＭ像を観察すると、
結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層は、
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の膜を形成する面（被形成面ともいう。）または上面の凹凸を反映した
形状であり、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の被形成面または上面と平行に配列する。
【０２１６】
一方、試料面と略垂直な方向から、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の平面の高分解能ＴＥＭ像を観察す
ると、結晶部において、金属原子が三角形状または六角形状に配列していることを確認で
きる。しかしながら、異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られない。
【０２１７】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜に対し、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ−Ｒａｙ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装
置を用いて構造解析を行うと、例えばＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜
のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、回折角（２θ）が３１°近傍にピークが
現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶の（００９）面に帰属される
ことから、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜の結晶がｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に略
垂直な方向を向いていることが確認できる。
【０２１８】
なお、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法
による解析では、２θが３１°近傍のピークの他に、２θが３６°近傍にもピークが現れ
る場合がある。２θが３６°近傍のピークは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中の一部に、ｃ軸配向性
を有さない結晶が含まれることを示している。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、２θが３１°近傍に
ピークを示し、２θが３６°近傍にピークを示さないことが好ましい。
【０２１９】
ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、不純物濃度の低い酸化物半導体膜である。不純物は、水素、炭素、
シリコン、遷移金属元素などの酸化物半導体膜の主成分以外の元素である。特に、シリコ
ンなどの、酸化物半導体膜を構成する金属元素よりも酸素との結合力の強い元素は、酸化
物半導体膜から酸素を奪うことで酸化物半導体膜の原子配列を乱し、結晶性を低下させる
要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二酸化炭素などは、原子半径
（または分子半径）が大きいため、酸化物半導体膜内部に含まれると、酸化物半導体膜の
原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。なお、酸化物半導体膜に含まれる不純
物は、キャリアトラップやキャリア発生源となる場合がある。
【０２２０】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、欠陥準位密度の低い酸化物半導体膜である。例えば、酸化物
半導体膜中の酸素欠損は、キャリアトラップとなることや、水素を捕獲することによって
キャリア発生源となることがある。
【０２２１】
不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い（酸素欠損の少ない）ことを、高純度真性または
実質的に高純度真性と呼ぶ。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜
は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。したがって、
当該酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性（
ノーマリーオンともいう。）になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高純
度真性である酸化物半導体膜は、キャリアトラップが少ない。そのため、当該酸化物半導
体膜を用いたトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとな
る。なお、酸化物半導体膜のキャリアトラップに捕獲された電荷は、放出するまでに要す
る時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、不純物濃度が
高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、電気特性が不安定と
なる場合がある。
【０２２２】
また、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性
の変動が小さい。
【０２２３】
なお、ＯＳトランジスタは、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタ（Ｓｉト
ランジスタ）に比べてバンドギャップが大きいため、高電圧を印加した際の絶縁破壊が生
じにくい。直列に電池セルを接続する場合、数１００Ｖの電圧が生じることになるが、こ
のような電池セルに適用される蓄電池の電池制御ユニットの回路構成には、前述のＯＳト
ランジスタで構成することが適している。
【０２２４】
図２２には、蓄電池のブロック図の一例を示す。図２２に示す蓄電池ＢＴ００は、端子対
ＢＴ０１と、端子対ＢＴ０２と、切り替え制御回路ＢＴ０３と、切り替え回路ＢＴ０４と
、切り替え回路ＢＴ０５と、変圧制御回路ＢＴ０６と、変圧回路ＢＴ０７と、直列に接続
された複数の電池セルＢＴ０９を含む電池部ＢＴ０８と、を有する。
【０２２５】
また、図２２の蓄電池ＢＴ００において、端子対ＢＴ０１と、端子対ＢＴ０２と、切り替
え制御回路ＢＴ０３と、切り替え回路ＢＴ０４と、切り替え回路ＢＴ０５と、変圧制御回
路ＢＴ０６と、変圧回路ＢＴ０７とにより構成される部分を、電池制御ユニットと呼ぶこ
とができる。
【０２２６】
切り替え制御回路ＢＴ０３は、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５の動作を
制御する。具体的には、切り替え制御回路ＢＴ０３は、電池セルＢＴ０９毎に測定された
電圧に基づいて、放電する電池セル（放電電池セル群）、及び充電する電池セル（充電電
池セル群）を決定する。
【０２２７】
さらに、切り替え制御回路ＢＴ０３は、当該決定された放電電池セル群及び充電電池セル
群に基づいて、制御信号Ｓ１及び制御信号Ｓ２を出力する。制御信号Ｓ１は、切り替え回
路ＢＴ０４へ出力される。この制御信号Ｓ１は、端子対ＢＴ０１と放電電池セル群とを接
続させるように切り替え回路ＢＴ０４を制御する信号である。また、制御信号Ｓ２は、切
り替え回路ＢＴ０５へ出力される。この制御信号Ｓ２は、端子対ＢＴ０２と充電電池セル
群とを接続させるように切り替え回路ＢＴ０５を制御する信号である。
【０２２８】
また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、切り替え回路ＢＴ０４、切り替え回路ＢＴ０５、及
び変圧回路ＢＴ０７の構成を踏まえ、端子対ＢＴ０２と充電電池セル群との間で、同じ極
性の端子同士が接続されるように、制御信号Ｓ１及び制御信号Ｓ２を生成する。
【０２２９】
切り替え制御回路ＢＴ０３の動作の詳細について述べる。
【０２３０】
まず、切り替え制御回路ＢＴ０３は、複数の電池セルＢＴ０９毎の電圧を測定する。そし
て、切り替え制御回路ＢＴ０３は、例えば、所定の閾値以上の電圧の電池セルＢＴ０９を
高電圧の電池セル（高電圧セル）、所定の閾値未満の電圧の電池セルＢＴ０９を低電圧の
電池セル（定電圧セル）と判断する。
【０２３１】
なお、高電圧セル及び低電圧セルを判断する方法については、様々な方法を用いることが
できる。例えば、切り替え制御回路ＢＴ０３は、複数の電池セルＢＴ０９の中で、最も電
圧の高い、又は最も電圧の低い電池セルＢＴ０９の電圧を基準として、各電池セルＢＴ０
９が高電圧セルか低電圧セルかを判断してもよい。この場合、切り替え制御回路ＢＴ０３
は、各電池セルＢＴ０９の電圧が基準となる電圧に対して所定の割合以上か否かを判定す
る等して、各電池セルＢＴ０９が高電圧セルか低電圧セルかを判断することができる。そ
して、切り替え制御回路ＢＴ０３は、この判断結果に基づいて、放電電池セル群と充電電
池セル群とを決定する。
【０２３２】
なお、複数の電池セルＢＴ０９の中には、高電圧セルと低電圧セルが様々な状態で混在し
得る。例えば、切り替え制御回路ＢＴ０３は、高電圧セルと低電圧セルが混在する中で、
高電圧セルが最も多く連続して直列に接続された部分を放電電池セル群とする。また、切
り替え制御回路ＢＴ０３は、低電圧セルが最も多く連続して直列に接続された部分を充電
電池セル群とする。また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、過充電又は過放電に近い電池セ
ルＢＴ０９を、放電電池セル群又は充電電池セル群として優先的に選択するようにしても
よい。
【０２３３】
ここで、本実施形態における切り替え制御回路ＢＴ０３の動作例を、図２３を用いて説明
する。図２３は、切り替え制御回路ＢＴ０３の動作例を説明するための図である。なお、
説明の便宜上、図２３では４個の電池セルＢＴ０９が直列に接続されている場合を例に説
明する。
【０２３４】
まず、図２３（Ａ）の例では、電池セルａ乃至ｄの電圧を電圧Ｖａ乃至電圧Ｖｄとすると
、Ｖａ＝Ｖｂ＝Ｖｃ＞Ｖｄの関係にある場合を示している。つまり、連続する３つの高電
圧セルａ乃至ｃと、１つの低電圧セルｄとが直列に接続されている。この場合、切り替え
制御回路ＢＴ０３は、連続する３つの高電圧セルａ乃至ｃを放電電池セル群として決定す
る。また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、低電圧セルＤを充電電池セル群として決定する
。
【０２３５】
次に、図２３（Ｂ）の例では、Ｖｃ＞Ｖｂ＝Ｖｃ＞＞Ｖｄの関係にある場合を示している
。つまり、連続する２つの低電圧セルａ、ｂと、１つの高電圧セルｃと、１つの過放電間
近の低電圧セルｄとが直列に接続されている。この場合、切り替え制御回路ＢＴ０３は、
高電圧セルｃを放電電池セル群として決定する。また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、低
電圧セルｄが過放電間近であるため、連続する２つの低電圧セルａ及びｂではなく、低電
圧セルｄを充電電池セル群として優先的に決定する。
【０２３６】
最後に、図２３（Ｃ）の例では、Ｖａ＞Ｖｂ＝Ｖｃ＝Ｖｄの関係にある場合を示している
。つまり、１つの高電圧セルａと、連続する３つの低電圧セルｂ乃至ｄとが直列に接続さ
れている。この場合、切り替え制御回路ＢＴ０３は、高電圧セルａを放電電池セル群と決
定する。また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、連続する３つの低電圧セルｂ乃至ｄを充電
電池セル群として決定する。
【０２３７】
切り替え制御回路ＢＴ０３は、上記図２３（Ａ）乃至（Ｃ）の例のように決定された結果
に基づいて、切り替え回路ＢＴ０４の接続先である放電電池セル群を示す情報が設定され
た制御信号Ｓ１と、切り替え回路ＢＴ０５の接続先である充電電池セル群を示す情報が設
定された制御信号Ｓ２を、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５に対してそれ
ぞれ出力する。
【０２３８】
以上が、切り替え制御回路ＢＴ０３の動作の詳細に関する説明である。
【０２３９】
切り替え回路ＢＴ０４は、切り替え制御回路ＢＴ０３から出力される制御信号Ｓ１に応じ
て、端子対ＢＴ０１の接続先を、切り替え制御回路ＢＴ０３により決定された放電電池セ
ル群に設定する。
【０２４０】
端子対ＢＴ０１は、対を成す端子Ａ１及びＡ２により構成される。切り替え回路ＢＴ０４
は、この端子Ａ１及びＡ２のうち、いずれか一方を放電電池セル群の中で最も上流（高電
位側）に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続し、他方を放電電池セル群の中で最
も下流（低電位側）に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子と接続することにより、端子
対ＢＴ０１の接続先を設定する。なお、切り替え回路ＢＴ０４は、制御信号Ｓ１に設定さ
れた情報を用いて放電電池セル群の位置を認識することができる。
【０２４１】
切り替え回路ＢＴ０５は、切り替え制御回路ＢＴ０３から出力される制御信号Ｓ２に応じ
て、端子対ＢＴ０２の接続先を、切り替え制御回路ＢＴ０３により決定された充電電池セ
ル群に設定する。
【０２４２】
端子対ＢＴ０２は、対を成す端子Ｂ１及びＢ２により構成される。切り替え回路ＢＴ０５
は、この端子Ｂ１及びＢ２のうち、いずれか一方を充電電池セル群の中で最も上流（高電
位側）に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続し、他方を充電電池セル群の中で最
も下流（低電位側）に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子と接続することにより、端子
対ＢＴ０２の接続先を設定する。なお、切り替え回路ＢＴ０５は、制御信号Ｓ２に設定さ
れた情報を用いて充電電池セル群の位置を認識することができる。
【０２４３】
切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５の構成例を示す回路図を図２４及び図２
５に示す。
【０２４４】
図２４では、切り替え回路ＢＴ０４は、複数のトランジスタＢＴ１０と、バスＢＴ１１及
びＢＴ１２とを有する。バスＢＴ１１は、端子Ａ１と接続されている。また、バスＢＴ１
２は、端子Ａ２と接続されている。複数のトランジスタＢＴ１０のソース又はドレインの
一方は、それぞれ１つおきに交互に、バスＢＴ１１及びＢＴ１２と接続されている。また
、複数のトランジスタＢＴ１０のソース又はドレインの他方は、それぞれ隣接する２つの
電池セルＢＴ０９の間に接続されている。
【０２４５】
なお、複数のトランジスタＢＴ１０のうち、最上流に位置するトランジスタＢＴ１０のソ
ース又はドレインの他方は、電池部ＢＴ０８の最上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極
端子と接続されている。また、複数のトランジスタＢＴ１０のうち、最下流に位置するト
ランジスタＢＴ１０のソース又はドレインの他方は、電池部ＢＴ０８の最下流に位置する
電池セルＢＴ０９の負極端子と接続されている。
【０２４６】
切り替え回路ＢＴ０４は、複数のトランジスタＢＴ１０のゲートに与える制御信号Ｓ１に
応じて、バスＢＴ１１に接続される複数のトランジスタＢＴ１０のうちの１つと、バスＢ
Ｔ１２に接続される複数のトランジスタＢＴ１０のうちの１つとをそれぞれ導通状態にす
ることにより、放電電池セル群と端子対ＢＴ０１とを接続する。これにより、放電電池セ
ル群の中で最も上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子は、端子対の端子Ａ１又はＡ
２のいずれか一方と接続される。また、放電電池セル群の中で最も下流に位置する電池セ
ルＢＴ０９の負極端子は、端子対の端子Ａ１又はＡ２のいずれか他方、すなわち正極端子
と接続されていない方の端子に接続される。
【０２４７】
トランジスタＢＴ１０には、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。ＯＳトランジス
タはオフ電流が小さいため、放電電池セル群に属しない電池セルから漏洩する電荷量を減
らし、時間の経過による容量の低下を抑制することができる。またＯＳトランジスタは高
電圧を印加した際の絶縁破壊が生じにくい。そのため、放電電池セル群の出力電圧が大き
くても、非導通状態とするトランジスタＢＴ１０が接続された電池セルＢＴ０９と端子対
ＢＴ０１とを絶縁状態とすることができる。
【０２４８】
また、図２４では、切り替え回路ＢＴ０５は、複数のトランジスタＢＴ１３と、電流制御
スイッチＢＴ１４と、バスＢＴ１５と、バスＢＴ１６とを有する。バスＢＴ１５及びＢＴ
１６は、複数のトランジスタＢＴ１３と、電流制御スイッチＢＴ１４との間に配置される
。複数のトランジスタＢＴ１３のソース又はドレインの一方は、それぞれ１つおきに交互
に、バスＢＴ１５及びＢＴ１６と接続されている。また、複数のトランジスタＢＴ１３の
ソース又はドレインの他方は、それぞれ隣接する２つの電池セルＢＴ０９の間に接続され
ている。
【０２４９】
なお、複数のトランジスタＢＴ１３のうち、最上流に位置するトランジスタＢＴ１３のソ
ース又はドレインの他方は、電池部ＢＴ０８の最上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極
端子と接続されている。また、複数のトランジスタＢＴ１３のうち、最下流に位置するト
ランジスタＢＴ１３のソース又はドレインの他方は、電池部ＢＴ０８の最下流に位置する
電池セルＢＴ０９の負極端子と接続されている。
【０２５０】
トランジスタＢＴ１３には、トランジスタＢＴ１０と同様に、ＯＳトランジスタを用いる
ことが好ましい。ＯＳトランジスタはオフ電流が小さいため、充電電池セル群に属しない
電池セルから漏洩する電荷量を減らし、時間の経過による容量の低下を抑制することがで
きる。またＯＳトランジスタは高電圧を印加した際の絶縁破壊が生じにくい。そのため、
充電電池セル群を充電するための電圧が大きくても、非導通状態とするトランジスタＢＴ
１３が接続された電池セルＢＴ０９と端子対ＢＴ０２とを絶縁状態とすることができる。
【０２５１】
電流制御スイッチＢＴ１４は、スイッチ対ＢＴ１７とスイッチ対ＢＴ１８とを有する。ス
イッチ対ＢＴ１７の一端は、端子Ｂ１に接続されている。また、スイッチ対ＢＴ１７の他
端は２つのスイッチで分岐しており、一方のスイッチはバスＢＴ１５に接続され、他方の
スイッチはバスＢＴ１６に接続されている。スイッチ対ＢＴ１８の一端は、端子Ｂ２に接
続されている。また、スイッチ対ＢＴ１８の他端は２つのスイッチで分岐しており、一方
のスイッチはバスＢＴ１５に接続され、他方のスイッチはバスＢＴ１６に接続されている
。
【０２５２】
スイッチ対ＢＴ１７及びスイッチ対ＢＴ１８が有するスイッチは、トランジスタＢＴ１０
及びトランジスタＢＴ１３と同様に、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。
【０２５３】
切り替え回路ＢＴ０５は、制御信号Ｓ２に応じて、トランジスタＢＴ１３、及び電流制御
スイッチＢＴ１４のオン／オフ状態の組み合わせを制御することにより、充電電池セル群
と端子対ＢＴ０２とを接続する。
【０２５４】
切り替え回路ＢＴ０５は、一例として、以下のようにして充電電池セル群と端子対ＢＴ０
２とを接続する。
【０２５５】
切り替え回路ＢＴ０５は、複数のトランジスタＢＴ１０のゲートに与える制御信号Ｓ２に
応じて、充電電池セル群の中で最も上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続さ
れているトランジスタＢＴ１３を導通状態にする。また、切り替え回路ＢＴ０５は、複数
のトランジスタＢＴ１０のゲートに与える制御信号Ｓ２に応じて、充電電池セル群の中で
最も下流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子に接続されているトランジスタＢＴ１３
を導通状態にする。
【０２５６】
端子対ＢＴ０２に印加される電圧の極性は、端子対ＢＴ０１と接続される放電電池セル群
、及び変圧回路ＢＴ０７の構成によって変わり得る。また、充電電池セル郡を充電する方
向に電流を流すためには、端子対ＢＴ０２と充電電池セル群との間で、同じ極性の端子同
士を接続する必要がある。そこで、電流制御スイッチＢＴ１４は、制御信号Ｓ２により、
端子対ＢＴ０２に印加される電圧の極性に応じてスイッチ対ＢＴ１７及びスイッチ対ＢＴ
１８の接続先をそれぞれ切り替えるように制御される。
【０２５７】
一例として、端子Ｂ１が正極、端子Ｂ２が負極となるような電圧が端子対ＢＴ０２に印加
されている状態を挙げて説明する。この時、電池部ＢＴ０８の最下流の電池セルＢＴ０９
が充電電池セル群である場合、スイッチ対ＢＴ１７は、制御信号Ｓ２により、当該電池セ
ルＢＴ０９の正極端子と接続されるように制御される。すなわち、スイッチ対ＢＴ１７の
バスＢＴ１６に接続されるスイッチがオン状態となり、スイッチ対ＢＴ１７のバスＢＴ１
５に接続されるスイッチがオフ状態となる。一方、スイッチ対ＢＴ１８は、制御信号Ｓ２
により、当該電池セルＢＴ０９の負極端子と接続されるように制御される。すなわち、ス
イッチ対ＢＴ１８のバスＢＴ１５に接続されるスイッチがオン状態となり、スイッチ対Ｂ
Ｔ１８のバスＢＴ１６に接続されるスイッチがオフ状態となる。このようにして、端子対
ＢＴ０２と充電電池セル群との間で、同じ極性をもつ端子同士が接続される。そして、端
子対ＢＴ０２から流れる電流の方向が、充電電池セル群を充電する方向となるように制御
される。
【０２５８】
また、電流制御スイッチＢＴ１４は、切り替え回路ＢＴ０５ではなく、切り替え回路ＢＴ
０４に含まれていてもよい。この場合、電流制御スイッチＢＴ１４、制御信号Ｓ１に応じ
て、端子対ＢＴ０１に印加される電圧の極性を制御することにより、端子対ＢＴ０２に印
加される電圧の極性を制御する。そして、電流制御スイッチＢＴ１４は、端子対ＢＴ０２
から充電電池セル群に流れる電流の向きを制御する。
【０２５９】
図２５は、図２４とは異なる、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５の構成例
を示す回路図である。
【０２６０】
図２５では、切り替え回路ＢＴ０４は、複数のトランジスタ対ＢＴ２１と、バスＢＴ２４
及びバスＢＴ２５とを有する。バスＢＴ２４は、端子Ａ１と接続されている。また、バス
ＢＴ２５は、端子Ａ２と接続されている。複数のトランジスタ対ＢＴ２１の一端は、それ
ぞれトランジスタＢＴ２２とトランジスタＢＴ２３とにより分岐している。トランジスタ
ＢＴ２２のソース又はドレインの一方は、バスＢＴ２４と接続されている。また、トラン
ジスタＢＴ２３のソース又はドレインの一方は、バスＢＴ２５と接続されている。また、
複数のトランジスタ対の他端は、それぞれ隣接する２つの電池セルＢＴ０９の間に接続さ
れている。なお、複数のトランジスタ対ＢＴ２１のうち、最上流に位置するトランジスタ
対ＢＴ２１の他端は、電池部ＢＴ０８の最上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と
接続されている。また、複数のトランジスタ対ＢＴ２１のうち、最下流に位置するトラン
ジスタ対ＢＴ２１の他端は、電池部ＢＴ０８の最下流に位置する電池セルＢＴ０９の負極
端子と接続されている。
【０２６１】
切り替え回路ＢＴ０４は、制御信号Ｓ１に応じてトランジスタＢＴ２２及びトランジスタ
ＢＴ２３の導通／非導通状態を切り換えることにより、当該トランジスタ対ＢＴ２１の接
続先を、端子Ａ１又は端子Ａ２のいずれか一方に切り替える。詳細には、トランジスタＢ
Ｔ２２が導通状態であれば、トランジスタＢＴ２３は非導通状態となり、その接続先は端
子Ａ１になる。一方、トランジスタＢＴ２３が導通状態であれば、トランジスタＢＴ２２
は非導通状態となり、その接続先は端子Ａ２になる。トランジスタＢＴ２２及びトランジ
スタＢＴ２３のどちらが導通状態になるかは、制御信号Ｓ１によって決定される。
【０２６２】
端子対ＢＴ０１と放電電池セル群とを接続するには、２つのトランジスタ対ＢＴ２１が用
いられる。詳細には、制御信号Ｓ１に基づいて、２つのトランジスタ対ＢＴ２１の接続先
がそれぞれ決定されることにより、放電電池セル群と端子対ＢＴ０１とが接続される。２
つのトランジスタ対ＢＴ２１のそれぞれの接続先は、一方が端子Ａ１となり、他方が端子
Ａ２となるように、制御信号Ｓ１によって制御される。
【０２６３】
切り替え回路ＢＴ０５は、複数のトランジスタ対ＢＴ３１と、バスＢＴ３４及びバスＢＴ
３５とを有する。バスＢＴ３４は、端子Ｂ１と接続されている。また、バスＢＴ３５は、
端子Ｂ２と接続されている。複数のトランジスタ対ＢＴ３１の一端は、それぞれトランジ
スタＢＴ３２とトランジスタＢＴ３３とにより分岐している。トランジスタＢＴ３２によ
り分岐する一端は、バスＢＴ３４と接続されている。また、トランジスタＢＴ３３により
分岐する一端は、バスＢＴ３５と接続されている。また、複数のトランジスタ対ＢＴ３１
の他端は、それぞれ隣接する２つの電池セルＢＴ０９の間に接続されている。なお、複数
のトランジスタ対ＢＴ３１のうち、最上流に位置するトランジスタ対ＢＴ３１の他端は、
電池部ＢＴ０８の最上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続されている。また
、複数のトランジスタ対ＢＴ３１のうち、最下流に位置するトランジスタ対ＢＴ３１の他
端は、電池部ＢＴ０８の最下流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子と接続されている
。
【０２６４】
切り替え回路ＢＴ０５は、制御信号Ｓ２に応じてトランジスタＢＴ３２及びトランジスタ
ＢＴ３３の導通／非導通状態を切り換えることにより、当該トランジスタ対ＢＴ３１の接
続先を、端子Ｂ１又は端子Ｂ２のいずれか一方に切り替える。詳細には、トランジスタＢ
Ｔ３２が導通状態であれば、トランジスタＢＴ３３は非導通状態となり、その接続先は端
子Ｂ１になる。逆に、トランジスタＢＴ３３が導通状態であれば、トランジスタＢＴ３２
は非導通状態となり、その接続先は端子Ｂ２になる。トランジスタＢＴ３２及びトランジ
スタＢＴ３３のどちらが導通状態となるかは、制御信号Ｓ２によって決定される。
【０２６５】
端子対ＢＴ０２と充電電池セル群とを接続するには、２つのトランジスタ対ＢＴ３１が用
いられる。詳細には、制御信号Ｓ２に基づいて、２つのトランジスタ対ＢＴ３１の接続先
がそれぞれ決定されることにより、充電電池セル群と端子対ＢＴ０２とが接続される。２
つのトランジスタ対ＢＴ３１のそれぞれの接続先は、一方が端子Ｂ１となり、他方が端子
Ｂ２となるように、制御信号Ｓ２によって制御される。
【０２６６】
また、２つのトランジスタ対ＢＴ３１のそれぞれの接続先は、端子対ＢＴ０２に印加され
る電圧の極性によって決定される。具体的には、端子Ｂ１が正極、端子Ｂ２が負極となる
ような電圧が端子対ＢＴ０２に印加されている場合、上流側のトランジスタ対ＢＴ３１は
、トランジスタＢＴ３２が導通状態となり、トランジスタＢＴ３３が非導通状態となるよ
うに、制御信号Ｓ２によって制御される。一方、下流側のトランジスタ対ＢＴ３１は、ト
ランジスタＢＴ３３が導通状態、トランジスタＢＴ３２が非導通状態となるように、制御
信号Ｓ２によって制御される。また、端子Ｂ１が負極、端子Ｂ２が正極となるような電圧
が端子対ＢＴ０２に印加されている場合は、上流側のトランジスタ対ＢＴ３１は、トラン
ジスタＢＴ３３が導通状態となり、トランジスタＢＴ３２が非導通状態となるように、制
御信号Ｓ２によって制御される。一方、下流側のトランジスタ対ＢＴ３１は、トランジス
タＢＴ３２が導通状態、トランジスタＢＴ３３が非導通状態となるように、制御信号Ｓ２
によって制御される。このようにして、端子対ＢＴ０２と充電電池セル群との間で、同じ
極性をもつ端子同士が接続される。そして、端子対ＢＴ０２から流れる電流の方向が、充
電電池セル群を充電する方向となるように制御される。
【０２６７】
変圧制御回路ＢＴ０６は、変圧回路ＢＴ０７の動作を制御する。変圧制御回路ＢＴ０６は
、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数と、充電電池セル群に含まれる電池
セルＢＴ０９の個数とに基づいて、変圧回路ＢＴ０７の動作を制御する変圧信号Ｓ３を生
成し、変圧回路ＢＴ０７へ出力する。
【０２６８】
なお、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が充電電池セル群に含まれる電
池セルＢＴ０９の個数よりも多い場合は、充電電池セル群に対して過剰に大きな充電電圧
が印加されることを防止する必要がある。そのため、変圧制御回路ＢＴ０６は、充電電池
セル群を充電できる範囲で放電電圧（Ｖｄｉｓ）を降圧させるように変圧回路ＢＴ０７を
制御する変圧信号Ｓ３を出力する。
【０２６９】
また、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が、充電電池セル群に含まれる
電池セルＢＴ０９の個数以下である場合は、充電電池セル群を充電するために必要な充電
電圧を確保する必要がある。そのため、変圧制御回路ＢＴ０６は、充電電池セル群に過剰
な充電電圧が印加されない範囲で放電電圧（Ｖｄｉｓ）を昇圧させるように変圧回路ＢＴ
０７を制御する変圧信号Ｓ３を出力する。
【０２７０】
なお、過剰な充電電圧とする電圧値は、電池部ＢＴ０８で使用される電池セルＢＴ０９の
製品仕様等に鑑みて決定することができる。また、変圧回路ＢＴ０７により昇圧及び降圧
された電圧は、充電電圧（Ｖｃｈａ）として端子対ＢＴ０２に印加される。
【０２７１】
ここで、本実施形態における変圧制御回路ＢＴ０６の動作例を、図２６（Ａ）乃至（Ｃ）
を用いて説明する。図２６（Ａ）乃至（Ｃ）は、図２３（Ａ）乃至（Ｃ）で説明した放電
電池セル群及び充電電池セル群に対応させた、変圧制御回路ＢＴ０６の動作例を説明する
ための概念図である。なお図２６（Ａ）乃至（Ｃ）は、電池制御ユニットＢＴ４１を図示
している。電池制御ユニットＢＴ４１は、上述したように、端子対ＢＴ０１と、端子対Ｂ
Ｔ０２と、切り替え制御回路ＢＴ０３と、切り替え回路ＢＴ０４と、切り替え回路ＢＴ０
５と、変圧制御回路ＢＴ０６と、変圧回路ＢＴ０７とにより構成される。
【０２７２】
図２６（Ａ）に示される例では、図２３（Ａ）で説明したように、連続する３つの高電圧
セルａ乃至ｃと、１つの低電圧セルｄとが直列に接続されている。この場合、図２３（Ａ
）を用いて説明したように、切り替え制御回路ＢＴ０３は、高電圧セルａ乃至ｃを放電電
池セル群として決定し、低電圧セルｄを充電電池セル群として決定する。そして、変圧制
御回路ＢＴ０６は、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数を基準とした時の
、充電電地セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比に基づいて、放電電圧（Ｖｄｉ
ｓの昇降圧比Ｎを算出する。
【０２７３】
なお放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が、充電電池セル群に含まれる電
池セルＢＴ０９の個数よりも多い場合に、放電電圧を変圧せずに端子対ＢＴ０２にそのま
ま印加すると、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９に、端子対ＢＴ０２を介して
過剰な電圧が印加される可能性がある。そのため、図２６（Ａ）に示されるような場合で
は、端子対ＢＴ０２に印加される充電電圧（Ｖｃｈａ）を、放電電圧よりも降圧させる必
要がある。さらに、充電電池セル群を充電するためには、充電電圧は、充電電池セル群に
含まれる電池セルＢＴ０９の合計電圧より大きい必要がある。そのため、変圧制御回路Ｂ
Ｔ０６は、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数を基準とした時の、充電電
地セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比よりも、昇降圧比Ｎを大きく設定する。
【０２７４】
変圧制御回路ＢＴ０６は、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数を基準とし
た時の、充電電地セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比に対して、昇降圧比Ｎを
１乃至１０％程度大きくするのが好ましい。この時、充電電圧は充電電池セル群の電圧よ
りも大きくなるが、実際には充電電圧は充電電池セル群の電圧と等しくなる。ただし、変
圧制御回路ＢＴ０６は昇降圧比Ｎに従い充電電池セル群の電圧を充電電圧と等しくするた
めに、充電電池セル群を充電する電流を流すこととなる。この電流は変圧制御回路ＢＴ０
６に設定された値となる。
【０２７５】
図２６（Ａ）に示される例では、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が３
個で、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の数が１個であるため、変圧制御回路
ＢＴ０６は、１／３より少し大きい値を昇降圧比Ｎとして算出する。そして、変圧制御回
路ＢＴ０６は、放電電圧を当該昇降圧比Ｎに応じて降圧し、充電電圧に変換する変圧信号
Ｓ３を変圧回路ＢＴ０７に出力する。そして、変圧回路ＢＴ０７は、変圧信号Ｓ３に応じ
て変圧された充電電圧を、端子対ＢＴ０２に印加する。そして、端子対ＢＴ０２に印加さ
れる充電電圧によって、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９が充電される。
【０２７６】
また、図２６（Ｂ）や図２６（Ｂ）に示される例でも、図２６（Ａ）と同様に、昇降圧比
Ｎが算出される。図２６（Ｂ）や図２６（Ｃ）に示される例では、放電電池セル群に含ま
れる電池セルＢＴ０９の個数が、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数以下
であるため、昇降圧比Ｎは１以上となる。よって、この場合は、変圧制御回路ＢＴ０６は
、放電電圧を昇圧して受電電圧に変換する変圧信号Ｓ３を出力する。
【０２７７】
変圧回路ＢＴ０７は、変圧信号Ｓ３に基づいて、端子対ＢＴ０１に印加される放電電圧を
充電電圧に変換する。そして、変圧回路ＢＴ０７は、変換された充電電圧を端子対ＢＴ０
２に印加する。ここで、変圧回路ＢＴ０７は、端子対ＢＴ０１と端子対ＢＴ０２との間を
電気的に絶縁している。これにより、変圧回路ＢＴ０７は、放電電池セル群の中で最も下
流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子の絶対電圧と、充電電池セル群の中で最も下流
に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子の絶対電圧との差異による短絡を防止する。さら
に、変圧回路ＢＴ０７は、上述したように、変圧信号Ｓ３に基づいて放電電池セル群の合
計電圧である放電電圧を充電電圧に変換する。
【０２７８】
また、変圧回路ＢＴ０７は、例えば絶縁型ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）−ＤＣ
コンバータ等を用いることができる。この場合、変圧制御回路ＢＴ０６は、絶縁型ＤＣ−
ＤＣコンバータのオン／オフ比（デューティー比）を制御する信号を変圧信号Ｓ３として
出力することにより、変圧回路ＢＴ０７で変換される充電電圧を制御する。
【０２７９】
なお、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータには、フライバック方式、フォワード方式、ＲＣＣ（
Ｒｉｎｇｉｎｇ  Ｃｈｏｋｅ  Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）方式、プッシュプル方式、ハーフブ
リッジ方式、及びフルブリッジ方式等が存在するが、目的とする出力電圧の大きさに応じ
て適切な方式が選択される。
【０２８０】
絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた変圧回路ＢＴ０７の構成を図２７に示す。絶縁型Ｄ
Ｃ−ＤＣコンバータＢＴ５１は、スイッチ部ＢＴ５２とトランス部ＢＴ５３とを有する。
スイッチ部ＢＴ５２は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの動作のオン／オフを切り替えるス
イッチであり、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やバイポーラ型トランジス
タ等を用いて実現される。また、スイッチ部ＢＴ５２は、変圧制御回路ＢＴ０６から出力
される、オン／オフ比を制御する変圧信号Ｓ３に基づいて、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ
ＢＴ５１のオン状態とオフ状態を周期的に切り替える。なお、スイッチ部ＢＴ５２は、使
用される絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの方式によって様々な構成を取り得る。トランス部
ＢＴ５３は、端子対ＢＴ０１から印加される放電電圧を充電電圧に変換する。詳細には、
トランス部ＢＴ５３は、スイッチ部ＢＴ５２のオン／オフ状態と連動して動作し、そのオ
ン／オフ比に応じて放電電圧を充電電圧に変換する。この充電電圧は、スイッチ部ＢＴ５
２のスイッチング周期において、オン状態となる時間が長いほど大きくなる。一方、充電
電圧は、スイッチ部ＢＴ５２のスイッチング周期において、オン状態となる時間が短いほ
ど小さくなる。なお、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを用いる場合、トランス部ＢＴ５３の
内部で、端子対ＢＴ０１と端子対ＢＴ０２は互いに絶縁することができる。
【０２８１】
本実施形態における蓄電池ＢＴ００の処理の流れを、図２８を用いて説明する。図２８は
、蓄電池ＢＴ００の処理の流れを示すフローチャートである。
【０２８２】
まず、蓄電池ＢＴ００は、複数の電池セルＢＴ０９毎に測定された電圧を取得する（ステ
ップＳ００１）。そして、蓄電池ＢＴ００は、複数の電池セルＢＴ０９の電圧を揃える動
作の開始条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ００２）。この開始条件は、例えば
、複数の電池セルＢＴ０９毎に測定された電圧の最大値と最小値との差分が、所定の閾値
以上か否か等とすることができる。この開始条件を満たさない場合は（ステップＳ００２
：ＮＯ）、各電池セルＢＴ０９の電圧のバランスが取れている状態であるため、蓄電池Ｂ
Ｔ００は、以降の処理を実行しない。一方、開始条件を満たす場合は（ステップＳ００２
：ＹＥＳ）、蓄電池ＢＴ００は、各電池セルＢＴ０９の電圧を揃える処理を実行する。こ
の処理において、蓄電池ＢＴ００は、測定されたセル毎の電圧に基づいて、各電池セルＢ
Ｔ０９が高電圧セルか低電圧セルかを判定する（ステップＳ００３）。そして、蓄電池Ｂ
Ｔ００は、判定結果に基づいて、放電電池セル群及び充電電池セル群を決定する（ステッ
プＳ００４）。さらに、蓄電池ＢＴ００は、決定された放電電池セル群を端子対ＢＴ０１
の接続先に設定する制御信号Ｓ１、及び決定された充電電池セル群を端子対ＢＴ０２の接
続先に設定する制御信号Ｓ２を生成する（ステップＳ００５）。蓄電池ＢＴ００は、生成
された制御信号Ｓ１及び制御信号Ｓ２を、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０
５へそれぞれ出力する。そして、切り替え回路ＢＴ０４により、端子対ＢＴ０１と放電電
池セル群とが接続され、切り替え回路ＢＴ０５により、端子対ＢＴ０２と放電電池セル群
とが接続される（ステップＳ００６）。また、蓄電池ＢＴ００は、放電電池セル群に含ま
れる電池セルＢＴ０９の個数と、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数とに
基づいて、変圧信号Ｓ３を生成する（ステップＳ００７）。そして、蓄電池ＢＴ００は、
変圧信号Ｓ３に基づいて、端子対ＢＴ０１に印加される放電電圧を充電電圧に変換し、端
子対ＢＴ０２に印加する（ステップＳ００８）。これにより、放電電池セル群の電荷が充
電電池セル群へ移動される。
【０２８３】
また、図２８のフローチャートでは、複数のステップが順番に記載されているが、各ステ
ップの実行順序は、その記載の順番に制限されない。
【０２８４】
以上、本実施形態によれば、放電電池セル群から充電電池セル群へ電荷を移動させる際、
キャパシタ方式のように、放電電池セル群からの電荷を一旦蓄積し、その後充電電池セル
群へ放出させるような構成を必要としない。これにより、単位時間あたりの電荷移動効率
を向上させることができる。また、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５によ
り、放電電池セル群及び充電電池セル群が各々個別に切り替えられる。
【０２８５】
さらに、変圧回路ＢＴ０７により、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数と
充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９群の個数とに基づいて、端子対ＢＴ０１に印
加される放電電圧が充電電圧に変換され、端子対ＢＴ０２に印加される。これにより、放
電側及び充電側の電池セルＢＴ０９がどのように選択されても、問題なく電荷の移動を実
現できる。
【０２８６】
さらに、トランジスタＢＴ１０及びトランジスタＢＴ１３にＯＳトランジスタを用いるこ
とにより、充電電池セル群及び放電電池セル群に属しない電池セルＢＴ０９から漏洩する
電荷量を減らすことができる。これにより、充電及び放電に寄与しない電池セルＢＴ０９
の容量の低下を抑制することができる。また、ＯＳトランジスタは、Ｓｉトランジスタに
比べて熱に対する特性の変動が小さい。これにより、電池セルＢＴ０９の温度が上昇して
も、制御信号Ｓ１、Ｓ２に応じた導通状態と非導通状態の切り替えといった、正常な動作
をさせることができる。
【０２８７】
なお、本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２８８】
（実施の形態４）
≪蓄電池の他の構造例≫
【０２８９】
図２９に、本発明の一態様に係る蓄電池２１００を示す。該蓄電池は外装体２１０７の３
辺が封止されている。また、正極リード２１２１および負極リード２１２５、および正極
２１１１、負極２１１５およびセパレータ２１０３を有する。なお、図が煩雑となるため
各電極を単層で示しているが、少なくとも一部の電極は２以上の集電体を有し、該集電体
は互いの活物質が形成されていない面で接している。
【０２９０】
ここで図３０を用いて、図２９に示す蓄電池２１００の作製方法の一部について説明する
。
【０２９１】
まずセパレータ２１０３上に、負極２１１５を配置する（図３０（Ａ））。このとき、負
極２１１５が有する負極活物質層が、セパレータ２１０３と重畳するように配置する。
【０２９２】
次に、セパレータ２１０３を折り曲げ、負極２１１３の上にセパレータ２１０３を重ねる
。次に、セパレータ２１０３の上に、正極２１１１を重ねる（図３０（Ｂ））。このとき
、正極２１１１が有する正極活物質層２１０２が、セパレータ２１０３および負極活物質
層２１０６と重畳するように配置する。なお、集電体の片面に活物質層が形成されている
電極を用いる場合は、正極２１１１の正極活物質層１０２と、負極２１１５の負極活物質
層２１０６がセパレータ２１０３を介して対向するように配置する。
【０２９３】
セパレータ２１０３にポリプロピレン等の熱溶着が可能な材料を用いている場合は、セパ
レータ２１０３同士が重畳している領域を熱溶着してから次の電極を重ねることで、作製
工程中に電極がずれることを抑制できる。具体的には、負極２１１５または正極２１１１
と重畳しておらず、セパレータ２１０３同士が重畳している領域、たとえば図３０（Ｂ）
の領域２１０３ａで示す領域を熱溶着することが好ましい。
【０２９４】
この工程を繰り返すことで、図３０（Ｃ）に示すように、セパレータ２１０３を挟んで正
極２１１１および負極２１１５を積み重ねることができる。
【０２９５】
なお、あらかじめ繰り返し折り曲げたセパレータ２１０３に、複数の負極２１１５および
複数の正極２１１１を交互に挟むように配置してもよい。
【０２９６】
次に、図３０（Ｃ）に示すように、セパレータ２１０３で複数の正極２１１１および複数
の負極２１１５を覆う。
【０２９７】
さらに、図３０（Ｄ）に示すように、セパレータ２１０３同士が重畳している領域、例え
ば図３０（Ｄ）に示す領域２１０３ｂを熱溶着することで、複数の正極２１１１と複数の
負極２１１５を、セパレータ２１０３によって覆い、結束する。
【０２９８】
なお、複数の正極２１１１、複数の負極２１１５およびセパレータ２１０３を、結束材を
用いて結束してもよい。
【０２９９】
このような工程で正極２１１１および負極２１１５を積み重ねるため、セパレータ２１０
３は、１枚のセパレータ２１０３の中で、複数の正極２１１１と複数の負極２１１５に挟
まれている領域と、複数の正極２１１１と複数の負極２１１５を覆うように配置されてい
る領域とを有する。
【０３００】
換言すれば、図２９の蓄電池２１００が有するセパレータ２１０３は、一部が折りたたま
れた１枚のセパレータである。セパレータ２１０３の折りたたまれた領域に、複数の正極
２１１１と、複数の負極２１１５が挟まれている。
【０３０１】
蓄電池２１００の、外装体２１０７の接着領域、および正極２１１１、負極２１１５、セ
パレータ２１０３および外装体２１０７の形状、正極リード２１２１および負極リード２
１２５の位置形状以外の構成は、実施の形態１の記載を参酌することができる。また、正
極２１１１および負極２１１５を積み重ねる工程以外の蓄電池２１００ｄの作製方法は、
実施の形態１に記載の作製方法を参酌することができる。
【０３０２】
図３１に、図２９と異なる蓄電池１００ｅを示す。図３１（Ａ）は蓄電池２２００の斜視
図、図３１（Ｂ）は蓄電池２２００の上面図である。図３１（Ｃ１）は第１の電極組立体
２１３０、図３１（Ｃ２）は第２の電極組立体２１３１の断面図である。図３１（Ｄ）は
、図３１（Ｂ）の一点破線Ｈ１−Ｈ２における断面図である。なお、図３１（Ｄ）では図
を明瞭にするため、第１の電極組立体２１３０、電極組立体２１３１およびセパレータ２
１０３を抜粋して示す。また、図が煩雑となるため各電極を単層で示しているが、少なく
とも一部の電極は２以上の集電体を有し、該集電体は互いの活物質が形成されていない面
で接している。
【０３０３】
図３１に示す蓄電池２２００は、正極２１１１と負極２１１５の配置、およびセパレータ
２１０３の配置が図２９の蓄電池２１００と異なる。
【０３０４】
図３１（Ｄ）に示すように、蓄電池２２００は、複数の第１の電極組立体２１３０および
複数の電極組立体２１３１を有する。
【０３０５】
図３１（Ｃ１）に示すように、第１の電極組立体２１３０では、正極集電体２１０１の両
面に正極活物質層２１０２を有する正極２１１１ａ、セパレータ２１０３、負極集電体２
１０５の両面に負極活物質層２１０６を有する負極２１１５ａ、セパレータ２１０３、正
極集電体２１０１の両面に正極活物質層２１０２を有する正極２１１１ａがこの順に積層
されている。また図３１（Ｃ２）に示すように、第２の電極組立体２１３１では、負極集
電体２１０５の両面に負極活物質層２１０６を有する負極２１１５ａ、セパレータ２１０
３、正極集電体２１０１の両面に正極活物質層２１０２を有する正極２１１１ａ、セパレ
ータ２１０３、負極集電体２１０５の両面に負極活物質層２１０６を有する負極２１１５
ａがこの順に積層されている。
【０３０６】
さらに図３１（Ｄ）に示すように、複数の第１の電極組立体２１３０および複数の第２の
電極組立体２１３１は、巻回したセパレータ２１０３によって覆われている。
【０３０７】
ここで図３２を用いて、図３１に示す蓄電池２２００の作製方法の一部について説明する
。
【０３０８】
まずセパレータ２１０３上に、第１の電極組立体２１３０を配置する（図３２（Ａ））。
【０３０９】
次に、セパレータ２１０３を折り曲げ、第１の電極組立体２１３０の上にセパレータ２１
０３を重ねる。次に、第１の電極組立体２１３０の上下に、セパレータ２１０３を介して
、２組の第２の電極組立体２１３１を重ねる（図３２（Ｂ））。
【０３１０】
次に、セパレータ２１０３を、２組の第２の電極組立体２１３１を覆うように巻回させる
。さらに、２組の第２の電極組立体２１３１の上下に、セパレータ２１０３を介して、２
組の第１の電極組立体２１３０を重ねる（図３２（Ｃ））。
【０３１１】
次に、セパレータ２１０３を、２組の第１の電極組立体２１３０を覆うように巻回させる
（図３２（Ｄ））。
【０３１２】
このような工程で複数の第１の電極組立体２１３０および複数の電極組立体２１３１を積
み重ねるため、これらの電極組立体は、渦巻き状に巻回されたセパレータ２１０３の間に
配置される。
【０３１３】
なお、最も外側に配置される電極組立体２１３０の正極２１１１ａは、外側には正極活物
質層２１０２を設けないことが好ましい。
【０３１４】
また図３２（Ｃ１）および（Ｃ２）では、電極組立体が電極３枚とセパレータ２枚を有す
る構成を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。電極を４枚以上、セパレータを３
枚以上有する構成としてもよい。電極を増やすことで、蓄電池２２００の容量をより向上
させることができる。また電極を２枚、セパレータを１枚有する構成としてもよい。電極
が少ない場合、より湾曲に強い蓄電池２２００とすることができる。また図３２（Ｄ）で
は、蓄電池２２００が第１の電極組立体２１３０を３組、第２の電極組立体２１３１を２
組有する構成を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。さらに多くの電極組立体を
有する構成としてもよい。電極組立体を増やすことで、蓄電池２２００の容量をより向上
させることができる。またより少なり電極組立体を有する構成としてもよい。電極組立体
が少ない場合、より湾曲に強い蓄電池２２００とすることができる。
【０３１５】
蓄電池２２００の、正極２１１１と負極２１１５の配置、およびセパレータ２１０３の配
置の他は、図２９についての記載を参酌することができる。
【０３１６】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【０３１７】
１００ａ    積層体
１００ｂ    積層体
１００ｃ    積層体
１００ｄ    積層体
１０１    負極集電体
１０２    負極活物質層
１０３    セパレータ
１０４    正極活物質層
１０５    正極集電体
１０７    電解液
１１０    リチウムイオン蓄電池
１１５    リード電極
１１６    外装体
１１７    内部構造物
１１８    空隙
３００    蓄電池
３０１    正極缶
３０２    負極缶
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    蓄電池
４０２    正極
４０４    負極
５００    蓄電池
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
５１０    正極タブ電極
５１１    負極タブ電極
５１５    タブ電極
５１６    タブ電極
６００    蓄電池
６０１    正極キャップ
６０２    電池缶
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
６１０    ガスケット
６１１    ＰＴＣ素子
６１２    安全弁機構
９００    回路基板
９１０    ラベル
９１１    端子
９１２    回路
９１３    蓄電池
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
９３０ａ    筐体
９３０ｂ    筐体
９３１    負極
９３２    正極
９３３    セパレータ
９５１    端子
９５２    端子
１１０１    曲率中心
１１０２    内部構造物の曲率中心に近い側の端部
１１０３    内部構造物の曲率中心から遠い側の端部
１１０４    内部構造物の曲率中心に近い側の端部
１１０５    内部構造物の曲率中心から遠い側の端部
１１０６    内部構造物の曲率中心に近い側の点
１７００    曲面
１７０１    平面
１７０２    曲線
１７０３    曲率半径
１７０４    曲率中心
１８００    曲率中心
１８０１    フィルム
１８０２    曲率半径
１８０３    フィルム
１８０４    曲率半径
１８０５    電極・電解液など
２１００    蓄電池
２１０１    正極集電体
２１０２    正極活物質層
２１０３    セパレータ
２１０３ａ    領域
２１０３ｂ    領域
２１０５    負極集電体
２１０６    負極活物質層
２１０７    外装体
２１１１    正極
２１１１ａ    正極
２１１５    負極
２１１５ａ    負極
２１２１    正極リード
２１２５    負極リード
２１３０    第１の電極組立体
２１３１    第２の電極組立体
２２００    蓄電池
７１００    携帯表示装置
７１０１    筐体
７１０２    表示部
７１０３    操作ボタン
７１０４    蓄電池
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    蓄電池
８０２１    充電装置
８０２２    ケーブル
８０２４    蓄電池
８１００    自動車
８１０１    ヘッドライト
Ｓ１    制御信号
Ｓ２    制御信号
Ｓ３    変圧信号
ＢＴ００    蓄電池
ＢＴ０１    端子対
ＢＴ０２    端子対
ＢＴ０３    切り替え制御回路
ＢＴ０４    切り替え回路
ＢＴ０５    切り替え回路
ＢＴ０６    変圧制御回路
ＢＴ０７    変圧回路
ＢＴ０８    電池部
ＢＴ０９    電池セル
ＢＴ１０    トランジスタ
ＢＴ１１    バス
ＢＴ１２    バス
ＢＴ１３    トランジスタ
ＢＴ１４    電流制御スイッチ
ＢＴ１５    バス
ＢＴ１６    バス
ＢＴ１７    スイッチ対
ＢＴ１８    スイッチ対
ＢＴ２１    トランジスタ対
ＢＴ２２    トランジスタ
ＢＴ２３    トランジスタ
ＢＴ２４    バス
ＢＴ２５    バス
ＢＴ３１    トランジスタ対
ＢＴ３２    トランジスタ
ＢＴ３３    トランジスタ
ＢＴ３４    バス
ＢＴ３５    バス
ＢＴ４１    電池制御ユニット
ＢＴ５１    絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ
ＢＴ５２    スイッチ部
ＢＴ５３    トランス部
Ｓ００１    ステップ
Ｓ００２    ステップ
Ｓ００３    ステップ
Ｓ００４    ステップ
Ｓ００５    ステップ
Ｓ００６    ステップ
Ｓ００７    ステップ
Ｓ００８    ステップ
【図１】
2020009771.tif 000012
【図２】
2020009771.tif 000013
【図３】
2020009771.tif 000014
【図４】
2020009771.tif 000015
【図５】
2020009771.tif 000016
【図６】
2020009771.tif 000017
【図７】
2020009771.tif 000018
【図８】
2020009771.tif 000019
【図９】
2020009771.tif 000020
【図１０】
2020009771.tif 000021
【図１１】
2020009771.tif 000022
【図１２】
2020009771.tif 000023
【図１３】
2020009771.tif 000024
【図１４】
2020009771.tif 000025
【図１５】
2020009771.tif 000026
【図１６】
2020009771.tif 000027
【図１７】
2020009771.tif 000028
【図１８】
2020009771.tif 000029
【図１９】
2020009771.tif 000030
【図２０】
2020009771.tif 000031
【図２１】
2020009771.tif 000032
【図２２】
2020009771.tif 000033
【図２３】
2020009771.tif 000034
【図２４】
2020009771.tif 000035
【図２５】
2020009771.tif 000036
【図２６】
2020009771.tif 000037
【図２７】
2020009771.tif 000038
【図２８】
2020009771.tif 000039
【図２９】
2020009771.tif 000040
【図３０】
2020009771.tif 000041
【図３１】
2020009771.tif 000042
【図３２】
2020009771.tif 000043