(57)【要約】【課題】より安全性の高い蓄電装置を提供する。また、サイクル寿命が向上した蓄電装置を提供する。【解決手段】電解液の溶媒にイオン液体を用いている蓄電装置において、外装体を、導電性を有する部材で覆い、正極集電体と外装体が直接触れないようにする。このようにすることで、異種金属の接触により正極集電体の溶出を抑制し、溶出した正極集電体の金属が負極に析出し、析出した金属が正極と接触して起こる内部短絡を防ぐことができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、電解液を介して前記正極と対向する負極とが、外装体内に収容された蓄電装置であって、
前記電解液は、溶媒としてイオン液体を含み、
前記正極に含まれる正極集電体と前記外装体との間に、導電性を有する保護部材が接して設けられていることを特徴とする蓄電装置。
【請求項２】
前記保護部材は、アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１に記載の蓄電装置。
【請求項３】
前記外装体は、鉄またはニッケルを含むことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蓄電装置。
【請求項４】
前記正極集電体は、アルミニウムを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の蓄電装置。
【請求項５】
前記イオン液体は、複素環カチオン、芳香族カチオン、４級アンモニウムカチオン、４級スルホニウムカチオン、４級ホスホニウムカチオン、３級スルホニウムカチオン、非環式４級アンモニウムカチオンまたは非環式４級ホスホニウムカチオンのいずれか一を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか一に記載の蓄電装置。
【請求項６】
前記イオン液体は、１価のアミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルボレート、またはヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルホスフェートのいずれか一を含むことを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか一に記載の蓄電装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蓄電装置に関する。なお、蓄電装置とは、蓄電機能を有する素子および装置全般を指すものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、リチウムイオン電池（ＬＩＢ）等の非水系二次電池、リチウムイオンキャパシタ（ＬＩＣ）、空気電池等、種々の蓄電装置の開発が盛んに行われている。特に高出力、高エネルギー密度であるリチウムイオン二次電池は、携帯電話やスマートフォン、ノート型コンピュータ等の携帯情報端末、携帯音楽プレーヤー、デジタルカメラ等の電気機器、あるいは医療機器、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、またはプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車など、半導体産業の発展と併せて急速にその需要が拡大し、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。
【０００３】
汎用されているリチウムイオン二次電池の多くは、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、フッ素化された環状エステル、フッ素化された鎖状エステル、フッ素化された環状エーテルまたはフッ素化された鎖状エーテルなどの有機溶媒と、リチウムイオンを有するリチウム塩とを含む非水電解質（非水電解液または単に電解液ともいう）を用いている。なお、ここで、フッ素化された環状エステルとは、フッ化アルキルを有する環状エステルのように、化合物中の水素がフッ素に置換された環状エステルのことをいう。それゆえ、フッ素化された鎖状エステル、フッ素化された環状エーテルまたはフッ素化された鎖状エーテルにおいても、化合物中の水素がフッ素に置換されたものをいう。
【０００４】
しかし、有機溶媒は揮発性および低引火点を有しており、この有機溶媒をリチウムイオン二次電池に用いた場合、内部短絡や過充電等に起因したリチウムイオン二次電池の内部温度の上昇によるリチウムイオン二次電池の破裂や発火等が生じる可能性がある。また、有機溶媒の一部は、加水分解反応によりフッ酸が発生し、このフッ酸は金属を腐食させるため、電池の信頼性が懸念される。
【０００５】
上記の問題を考慮し、難揮発性および難燃性であるイオン液体をリチウムイオン二次電池の非水電解質の非水溶媒として用いることが検討されている。例えば、エチルメチルイミダゾリウム（ＥＭＩ）カチオンを含むイオン液体、またはＮ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウム（ＰＰ１３）カチオンを含むイオン液体などがある（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３３１９１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
汎用されているリチウムイオン二次電池のセルの構成において、外装体は、強度があり、耐酸化性のあるステンレス鋼（ＳＵＳ）などで形成されることが好ましいが、このＳＵＳは、電解液の溶媒であるイオン液体中で、アルミニウムなどで形成されている正極集電体と直接接すると、異種金属の接触により正極集電体の溶出が起き、電池のサイクル寿命を損なってしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、本発明の一態様は、より安全性の高い蓄電装置を提供することを課題の一とする。また、本発明の一態様は、サイクル寿命が向上した蓄電装置を提供することを課題の一とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題に鑑みて、本発明の一態様は、電解液の溶媒がイオン液体である蓄電装置において、外装体と正極集電体の間に導電性を有する部材を設け、正極集電体と外装体が直接触れないようにする。
【００１０】
具体的には、正極と、電解液を介して正極と対向する負極とが、外装体内に収容された蓄電装置であって、電解液は、溶媒としてイオン液体を含み、正極に含まれる正極集電体と外装体との間に、導電性を有する保護部材が接して設けられていることを特徴とする蓄電装置である。
【００１１】
また、上記構成において、保護部材は、アルミニウムを含むことを特徴とする。
【００１２】
また、上記構成において、外装体は、鉄またはニッケルを含むことを特徴とする。
【００１３】
また、上記構成において、正極集電体は、アルミニウムを含むことを特徴とする。
【００１４】
また、上記構成において、イオン液体のカチオンは、複素環カチオン、芳香族カチオン、４級アンモニウムカチオン、４級スルホニウムカチオン、４級ホスホニウムカチオン、３級スルホニウムカチオン、非環式４級アンモニウムカチオンまたは非環式４級ホスホニウムカチオンのいずれか一を含むことを特徴とする。
【００１５】
また、上記構成において、イオン液体のアニオンは、１価のアミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルボレート、またはヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルホスフェートのいずれか一を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一様態により、安全性の高い蓄電装置を提供することができる。また、サイクル寿命が向上した蓄電装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】コイン型蓄電装置を示す外観図および断面図。
【図２】正極を説明する図。
【図３】負極を説明する図。
【図４】円筒型蓄電装置を説明する図。
【図５】電気機器を説明する図。
【図６】電気機器を説明する図。
【図７】電気機器を説明する図。
【図８】コイン型蓄電装置の放電特性を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
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、本発明の趣旨およびその範囲から逸脱することなく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。従って、本発明は、以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、図面を用いて発明の構成を説明するにあたり、同じものを指す符号は異なる図面間でも共通して用いる。また、同様のものを指す際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。また、便宜上、絶縁層は上面図には表さない場合がある。なお、各図面において示す各構成の、大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されて表記している場合がある。従って、必ずしもそのスケールに限定されない。
【００１９】
（実施の形態１）
本発明の一態様に係る蓄電装置の構造およびその製造方法について、図面を用いて説明する。以下、蓄電装置の一例として、リチウムイオン二次電池の場合について説明する。
【００２０】
図１（Ａ）はコイン型の蓄電装置１００の外観図であり、図１（Ｂ）はコイン型の蓄電装置１００の断面図を示す。
【００２１】
コイン型の蓄電装置１００は、外装体であり、正極端子を兼ねた正極缶１０１および負極端子を兼ねた負極缶１０２と、ポリプロピレン等で形成されたガスケット１０３と、正極缶１０１を被覆する保護部材１１１と、正極缶１０１および負極缶１０２で囲まれた空間に浸透した電解液（図示せず）を有する。なお、電解液には、イオン液体を用いる。蓄電装置１００は、ガスケット１０３を介して正極缶１０１と負極缶１０２とが絶縁性を有するように固定されている（図１（Ａ）参照）。
【００２２】
また、コイン型の蓄電装置１００は、正極１０４と、負極１０７とがセパレータ１１０を介して対向して設けられている。正極１０４は保護部材１１１に接して正極集電体１０５が設けられており、正極集電体１０５に接して正極活物質層１０６が設けられている。負極１０７は負極缶１０２に接して負極集電体１０８が設けられており、負極集電体１０８に接して負極活物質層１０９が設けられている（図１（Ｂ）参照）。
【００２３】
電解液の溶媒としては、難燃性および難揮発性であり、常温常圧にて液体であるイオン液体を一つまたは複数用いることで、二次電池の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても、二次電池の破裂や発火などを防ぐことができる。また、本明細書において、常温とは５℃以上３５℃以下の範囲をいう。
【００２４】
イオン液体は、液体状態の塩であり、イオン移動度（伝導度）が高い。また、イオン液体は、カチオンとアニオンとを含む。カチオンとして、複素環カチオン、芳香族カチオン、４級アンモニウムカチオン、４級スルホニウムカチオン、４級ホスホニウムカチオン、３級スルホニウムカチオン、非環式４級アンモニウムカチオンまたは非環式４級ホスホニウムカチオン、芳香族カチオン等が挙げられる。また、アニオンとして、１価のアミドアニオン、１価のメチドアニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルボレート、ヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ６−）またはパーフルオロアルキルホスフェート等が挙げられる。そして、１価のアミドアニオンとしては、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｎ−（ｎ＝０〜３）、１価の環状のアミドアニオンとしては、ＣＦ２（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−などがある。。１価のメチドアニオンとしては、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）３Ｃ−（ｎ＝０〜３）、１価の環状のメチドアニオンとしては、ＣＦ２（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｃ−（ＣＦ３ＳＯ２）などがある。パーフルオロアルキルスルホン酸アニオンとしては、（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ３）−（ｍ＝０〜４）などがある。パーフルオロアルキルボレートとしては、｛ＢＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ）４−ｎ｝−（ｎ＝０〜３、ｍ＝１〜４、ｋ＝０〜２ｍ）などがある。パーフルオロアルキルホスフェートとしては、｛ＰＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ）６−ｎ｝−（ｎ＝０〜５、ｍ＝１〜４、ｋ＝０〜２ｍ）などがある。なお、当該アニオンはこれらに限るものではない。
【００２５】
イオン液体として、下記に示す一般式（Ｇ１）を用いることができる。
【００２６】
【化１】
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【００２７】
一般式（Ｇ１）中、Ｒ１〜Ｒ５は、水素原子、炭素数が１〜２０のアルキル基、メトキシ基、メトキシメチル基、またはメトキシエチル基のいずれかを表し、Ｒ１〜Ｒ５のうち一が、炭素数が１〜２０のアルキル基、メトキシ基、メトキシメチル基、またはメトキシエチル基のいずれかである場合、他の四は水素原子であり、Ｒ１〜Ｒ５のうち二が、炭素数が１〜２０のアルキル基、メトキシ基、メトキシメチル基、またはメトキシエチル基のいずれかである場合、他の三は水素原子であり、Ｒ１〜Ｒ５のうち三が、炭素数が１〜２０のアルキル基、メトキシ基、メトキシメチル基、またはメトキシエチル基のいずれかである場合、他の二は水素原子であり、Ｒ１〜Ｒ５のうち四が、炭素数が１〜２０のアルキル基、メトキシ基、メトキシメチル基、またはメトキシエチル基のいずれかである場合、他の一は水素原子である。また、Ａ−は、１価のアミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルボレート、またはヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルホスフェート等を用いることができる。そして、１価のアミドアニオンとしては、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｎ−（ｎ＝０〜３）、１価の環状のアミドアニオンとしてはＣＦ２（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−などがある。１価のメチドアニオンとしては、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）３Ｃ−（ｎ＝０〜３）、１価の環状のメチドアニオンとしては、ＣＦ２（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｃ−（ＣＦ３ＳＯ２）などがある。パーフルオロアルキルスルホン酸アニオンとしては、（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ３）−（ｍ＝０〜４）などがある。パーフルオロアルキルボレートとしては、｛ＢＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ）４−ｎ｝−（ｎ＝０〜３、ｍ＝１〜４、ｋ＝０〜２ｍ）などがある。パーフルオロアルキルホスフェートとしては、｛ＰＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ）６−ｎ｝−（ｎ＝０〜５、ｍ＝１〜４、ｋ＝０〜２ｍ）などがある。なお、当該アニオンはこれらに限るものではない。
【００２８】
また、カチオンの具体的な構造を有する上記一般式（Ｇ１）の例として例えば構造式（１００）〜構造式（１１６）が挙げられる。なお、本一般式（Ｇ１）のカチオンのＲ１とＲ５は、ピペリジンのＮ＋とＲ３とを結んだ線分を軸にして対称性を有する。また、本一般式（Ｇ１）のカチオンのＲ２とＲ４も同様に対称性を有する。例えば下記構造式（１０１）〜構造式（１０２）ではカチオンのＲ１〜Ｒ２にメチル基が導入されたものを示しており、これらと等価な構造式は図示しない。すなわち、構造式（１０１）においてＲ１に代えてＲ５にメチル基を有する構造式、構造式（１０２）においてＲ２に代えてＲ４にメチル基を有する構造式はそれぞれ、構造式（１０１）、構造式（１０２）と等価であり、同じ性質を有するため、図示しない。また、下記の他の構造式も同様である。
【００２９】
【化２】
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【００３０】
【化３】
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【００３１】
また、イオン液体は、例えば上記の構造式（１０１）、構造式（１０２）および構造式（１０４）のカチオンなどのキラル分子（非対称分子）を用いた方が不安定であるため、融点が低下し、液体である温度範囲が広い。そのため、例えば、常温よりも低い低温環境下でもイオン伝導性の低下を抑制することができる。
【００３２】
また、メチル基やメトキシ基のような電子供与性の置換基を複素環に導入することで複素環の電子密度を減弱し、安定な電位範囲（電位窓ともいう）を広くすることができ、耐還元性が強くなるため、二次電池に用いたときのサイクル特性を向上させることができる。なお、電子供与性の置換基は、複素環のオルト位に導入した方が効果的である。
【００３３】
また、イオン液体として、下記に示す一般式（Ｇ２）を用いることができる。
【００３４】
【化４】
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【００３５】
一般式（Ｇ２）中、Ｒ１は、炭素数１〜４のアルキル基を表し、Ｒ２〜Ｒ５のうち、一または二は、炭素数が１〜２０のアルキル基、メトキシ基、メトキシメチル基、またはメトキシエチル基のいずれかを表し、他の三または二は、水素原子とし、Ａ−は、１価のアミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルボレート、またはヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルホスフェート等を用いることができる。そして、１価のアミドアニオンとしては、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｎ−（ｎ＝０〜３）、１価の環状のアミドアニオンとしてはＣＦ２（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−などがある。１価のメチドアニオンとしては、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）３Ｃ−（ｎ＝０〜３）、１価の環状のメチドアニオンとしては、ＣＦ２（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｃ−（ＣＦ３ＳＯ２）などがある。パーフルオロアルキルスルホン酸アニオンとしては、（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ３）−（ｍ＝０〜４）などがある。パーフルオロアルキルボレートとしては、｛ＢＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ）４−ｎ｝−（ｎ＝０〜３、ｍ＝１〜４、ｋ＝０〜２ｍ）などがある。パーフルオロアルキルホスフェートとしては、｛ＰＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ）６−ｎ｝−（ｎ＝０〜５、ｍ＝１〜４、ｋ＝０〜２ｍ）などがある。なお、当該アニオンはこれらに限るものではない。
【００３６】
また、カチオンの具体的な構造を有する上記一般式（Ｇ２）の例として例えば構造式（２００）〜構造式（２１９）が挙げられる。なお、本一般式（Ｇ２）のカチオンのＲ２とＲ５は、ピロリジンのＮ＋とＲ３およびＲ４の中間点とを結んだ線分を軸にして対称性を有する。また、本一般式（Ｇ２）のカチオンのＲ３とＲ４も同様に対称性を有する。例えば下記構造式（２０１）〜構造式（２０２）ではカチオンのＲ２〜Ｒ３にメチル基が導入されたものを示しており、これらと等価な構造式は図示しない。すなわち、構造式（２０１）においてＲ２に代えてＲ５にメチル基を有する構造式、構造式（２０２）においてＲ３に代えてＲ４にメチル基を有する構造式はそれぞれ、構造式（２０１）、構造式（２０２）と等価であり、同じ性質を有するため、図示しない。また、下記の他の構造式も同様である。
【００３７】
【化５】
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【００３８】
また、一般式（Ｇ１）のような６員環のイオン液体よりも一般式（Ｇ２）のような５員環のイオン液体のほうが粘度は低くなり、イオン伝導度が向上する。
【００３９】
また、イオン液体として、スピロ環を含んでいてもよい。例えば、五員環と五員環の組み合わせである下記に示す一般式（Ｇ３）を用いることができる。
【００４０】
【化６】
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【００４１】
一般式（Ｇ３）中、Ｒ１〜Ｒ８は水素原子、炭素数が１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、炭素数が１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルコキシ基、または炭素数が１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルコキシアルキル基を表す。Ａ−は１価のアミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルボレート、またはヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルホスフェート等を用いることができる。そして、１価のアミドアニオンとしては、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｎ−（ｎ＝０〜３）、１価の環状のアミドアニオンとしてはＣＦ２（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−などがある。１価のメチドアニオンとしては、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）３Ｃ−（ｎ＝０〜３）、１価の環状のメチドアニオンとしては、ＣＦ２（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｃ−（ＣＦ３ＳＯ２）などがある。パーフルオロアルキルスルホン酸アニオンとしては、（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ３）−（ｍ＝０〜４）などがある。パーフルオロアルキルボレートとしては、｛ＢＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ）４−ｎ｝−（ｎ＝０〜３、ｍ＝１〜４、ｋ＝０〜２ｍ）などがある。パーフルオロアルキルホスフェートとしては、｛ＰＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ）６−ｎ｝−（ｎ＝０〜５、ｍ＝１〜４、ｋ＝０〜２ｍ）などがある。なお、当該アニオンはこれらに限るものではない。
【００４２】
また、スピロ環は五員環と六員環の組み合わせでもよい。例えば、下記に示す一般式（Ｇ４）を用いることができる。
【００４３】
【化７】
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【００４４】
一般式（Ｇ４）中、Ｒ１〜Ｒ９は水素原子、炭素数が１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルキル基、炭素数が１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルコキシ基、または炭素数が１〜４の直鎖状若しくは分岐鎖状のアルコキシアルキル基を表す。Ａ−は１価のアミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルボレート、またはヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルホスフェート等を用いることができる。そして、１価のアミドアニオンとしては、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｎ−（ｎ＝０〜３）、１価の環状のアミドアニオンとしてはＣＦ２（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−などがある。１価のメチドアニオンとしては、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）３Ｃ−（ｎ＝０〜３）、１価の環状のメチドアニオンとしては、ＣＦ２（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｃ−（ＣＦ３ＳＯ２）などがある。パーフルオロアルキルスルホン酸アニオンとしては、（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ３）−（ｍ＝０〜４）などがある。パーフルオロアルキルボレートとしては、｛ＢＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ）４−ｎ｝−（ｎ＝０〜３、ｍ＝１〜４、ｋ＝０〜２ｍ）などがある。パーフルオロアルキルホスフェートとしては、｛ＰＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ）６−ｎ｝−（ｎ＝０〜５、ｍ＝１〜４、ｋ＝０〜２ｍ）などがある。なお、当該アニオンはこれらに限るものではない。
【００４５】
また、上記のスピロ環の他に五員環と七員環の組み合わせや六員環と七員環の組み合わせや七員環と七員環の組み合わせなどを用いてもよい。上記一般式（Ｇ３）、一般式（Ｇ４）、五員環と七員環を組み合わせたスピロ環、六員環と七員環を組み合わせたスピロ環および七員環と七員環を組み合わせたスピロ環のカチオンの具体例として例えば構造式（３００）〜構造式（４９７）が挙げられる。なお、一般式（Ｇ２）と同様に、同じ性質をもち、等価である構造式は、重複を避けるように記載している。
【００４６】
【化８】
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【００４７】
【化９】
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【００４８】
【化１０】
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【００４９】
【化１１】
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【００５０】
【化１２】
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【００５１】
【化１３】
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【００５２】
【化１４】
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【００５３】
【化１５】
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【００５４】
【化１６】
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【００５５】
【化１７】
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【００５６】
【化１８】
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【００５７】
【化１９】
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【００５８】
【化２０】
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【００５９】
【化２１】
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【００６０】
【化２２】
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【００６１】
【化２３】
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【００６２】
【化２４】
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【００６３】
【化２５】
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【００６４】
構造式（３００）〜構造式（４９７）中、Ａ−は１価のアミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、フルオロスルホン酸アニオン（ＳＯ３Ｆ−）、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート（ＢＦ４−）、パーフルオロアルキルボレート、またはヘキサフルオロホスフェート（ＰＦ６−）、パーフルオロアルキルホスフェート等を用いることができる。そして、１価のアミドアニオンとしては、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２Ｎ−（ｎ＝０〜３）、１価の環状のアミドアニオンとしてはＣＦ２（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｎ−などがある。１価のメチドアニオンとしては、（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）３Ｃ−（ｎ＝０〜３）、１価の環状のメチドアニオンとしては、ＣＦ２（ＣＦ２ＳＯ２）２Ｃ−（ＣＦ３ＳＯ２）などがある。パーフルオロアルキルスルホン酸アニオンとしては、（ＣｍＦ２ｍ＋１ＳＯ３）−（ｍ＝０〜４）などがある。パーフルオロアルキルボレートとしては、｛ＢＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ）４−ｎ｝−（ｎ＝０〜３、ｍ＝１〜４、ｋ＝０〜２ｍ）などがある。パーフルオロアルキルホスフェートとしては、｛ＰＦｎ（ＣｍＨｋＦ２ｍ＋１−ｋ）６−ｎ｝−（ｎ＝０〜５、ｍ＝１〜４、ｋ＝０〜２ｍ）などがある。なお、当該アニオンはこれらに限るものではない。
【００６５】
また、上記の溶媒に溶解させる電解質としては、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、またはこれらのうちの二種以上を任意の組み合わせおよび比率で用いることができる。
【００６６】
保護部材１１１は、正極缶１０１と正極集電体１０５の間に接して挟まれている。保護部材１１１は、正極缶１０１に蒸着され、薄膜状、箔状、板状（シート状）等の形状とすることができる。
【００６７】
例えば、正極缶１０１を保護部材１１１で被覆する方法としては、正極缶１０１に保護部材１１１が接していれば特に限定はされず、クラッド式等を用いることができる。クラッド式とは、金属同士を圧着させる（張り合わせる）方法で構成される方式をいう。
【００６８】
イオン液体を用いた電解液中では、正極缶１０１と正極集電体１０５が直接接すると、異種金属の接触により正極集電体１０５の溶出が生じてしまい、溶出した正極集電体１０５を構成する金属が負極１０７で析出する。その析出した金属が正極１０４に接触すると内部短絡し、急激な容量減少が起き、電池のサイクル寿命を損なっていたが、保護部材１１１を正極缶１０１と正極集電体１０５の間に接して設けることにより、正極集電体１０５の溶出を防ぐことができ、よりサイクル寿命を向上させることができる。
【００６９】
保護部材１１１は、正極缶１０１と正極集電体１０５を電気的に接続する。保護部材１１１としては、鉄、ニッケル、クロムを除く導電性を有する部材であればよく、例えば、アルミニウム、炭素、白金、導電性高分子等を用いることができる。また、アルミニウムは密度が小さいため、アルミニウムを保護部材１１１に用いると蓄電装置全体を軽量化でき好ましい。
【００７０】
セパレータ１１０として、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、上記電解液に溶解しない材料を選ぶ必要がある。
【００７１】
より具体的には、セパレータ１１０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およびこれらの誘導体、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、または二種以上を組み合せて用いることができる。
【００７２】
正極缶１０１、負極缶１０２には、鉄、ニッケル、クロムを含むステンレス鋼や鉄、ニッケル、アルミニウム、チタン等の金属を用いることができる。特に、ステンレスや鉄は、強度があるため好ましい。また、ステンレス、ニッケルは耐食性があるため好ましい。特に、蓄電装置１００の充放電によって生じる電解液中の非水溶媒に起因する腐食を防ぐため、ニッケル等の耐食性金属をめっきすることが好ましい。正極缶１０１は正極１０４と、負極缶１０２は負極１０７とそれぞれ電気的に接続する。
【００７３】
次に、正極１０４の構成について説明する。
【００７４】
図２（Ａ）は正極１０４の断面図である。正極１０４は、正極集電体１０５上に正極活物質層１０６が形成される。
【００７５】
正極集電体１０５には、ステンレス、金、白金、亜鉛、鉄、銅、アルミニウム、チタン等の金属、およびこれらの合金など、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１０５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。
【００７６】
正極活物質層１０６には、正極活物質の他、導電助剤、バインダ（結着剤）を含有させてもよい。
【００７７】
正極活物質層１０６の正極活物質としては、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ５、ＭｎＯ２等の化合物を材料として用いることができる。
【００７８】
または、オリビン型構造のリチウム含有複合塩（一般式ＬｉＭＰＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上））を用いることができる。一般式ＬｉＭＰＯ４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）等のリチウム化合物を活物質材料として用いることができる。
【００７９】
または、一般式Ｌｉ２ＭＳｉＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上）等のリチウム含有複合塩を用いることができる。一般式Ｌｉ２ＭＳｉＯ４の代表例としては、Ｌｉ２ＦｅＳｉＯ４、Ｌｉ２ＮｉＳｉＯ４、Ｌｉ２ＣｏＳｉＯ４、Ｌｉ２ＭｎＳｉＯ４、Ｌｉ２ＦｅｋＮｉｌＳｉＯ４、Ｌｉ２ＦｅｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ２ＦｅｋＭｎｌＳｉＯ４、Ｌｉ２ＮｉｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ２ＮｉｋＭｎｌＳｉＯ４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ２ＦｅｍＮｉｎＣｏｑＳｉＯ４、Ｌｉ２ＦｅｍＮｉｎＭｎｑＳｉＯ４、Ｌｉ２ＮｉｍＣｏｎＭｎｑＳｉＯ４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１）、Ｌｉ２ＦｅｒＮｉｓＣｏｔＭｎｕＳｉＯ４（ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは１以下、０＜ｒ＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いることができる。
【００８０】
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、正極活物質層１０６として、上記リチウム化合物およびリチウム含有複合塩において、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、マグネシウム等）を用いてもよい。
【００８１】
また、正極活物質層１０６は、正極集電体１０５上に直接接して形成する場合に限らない。正極集電体１０５と正極活物質層１０６との間に、正極集電体１０５と正極活物質層１０６との密着性の向上を目的とした密着層や、正極集電体１０５の表面の凹凸形状を緩和するための平坦化層、放熱のための放熱層、正極集電体１０５または正極活物質層１０６の応力を緩和するための応力緩和層等の機能層を、金属等の導電性材料を用いて形成してもよい。
【００８２】
図２（Ｂ）は、正極活物質層１０６の平面図である。正極活物質層１０６として、キャリアイオンの吸蔵放出が可能な粒子状の正極活物質１５３を用いている。また、当該正極活物質１５３の複数を覆いつつ、当該正極活物質１５３が内部に詰められたグラフェン１５４を含有する例である。複数の正極活物質１５３の表面を異なるグラフェン１５４が覆う。また、一部において、正極活物質１５３が露出していてもよい。
【００８３】
正極活物質１５３の粒径は、２０ｎｍ以上１００ｎｍ以下が好ましい。なお、正極活物質１５３内を電子が移動するため、正極活物質１５３の粒径はより小さい方が好ましい。
【００８４】
また、正極活物質１５３の表面にグラファイト層が被覆されていなくとも十分な特性が得られるが、グラファイト層が被覆されている正極活物質とグラフェンを共に用いると、キャリアが正極活物質間をホッピングし、電流が流れるためより好ましい。
【００８５】
図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）の正極活物質層１０６の一部における断面図である。正極活物質１５３、および該正極活物質１５３を覆うグラフェン１５４を有する。グラフェン１５４は断面図においては線状で観察される。複数の正極活物質は、同一のグラフェンまたは複数のグラフェンの間の間に挟まれるように設けられる。なお、グラフェンは袋状になっており、複数の正極活物質をその内部に包み込む場合がある。また、グラフェンに覆われず、一部の正極活物質が露出している場合がある。
【００８６】
正極活物質層１０６の厚さは、２０μｍ以上１００μｍ以下の間で所望の厚さを選択する。なお、クラックや剥離が生じないように、正極活物質層１０６の厚さを適宜調整することが好ましい。
【００８７】
なお、正極活物質層１０６は、グラフェンの体積の０．１倍以上１０倍以下のアセチレンブラック粒子や１次元の拡がりを有するカーボンナノファイバー等のカーボン粒子など、公知の導電助剤を有してもよい。
【００８８】
なお、正極活物質の材料によっては、キャリアとなるイオンの吸蔵により体積が膨張するものがある。このため、充放電により、正極活物質層が脆くなり、正極活物質層の一部が崩落してしまい、この結果、蓄電装置の信頼性が低下する。しかしながら、正極活物質が充放電により体積膨張しても、当該周囲をグラフェンが覆うため、グラフェンは正極活物質の分散や正極活物質層の崩落を妨げることが可能である。即ち、グラフェンは、充放電にともない正極活物質の体積が増減しても、正極活物質同士の結合を維持する機能を有する。
【００８９】
また、グラフェン１５４は、複数の正極活物質と接しており、導電助剤としても機能する。また、キャリアイオンの吸蔵放出が可能な正極活物質を保持する機能を有する。このため、正極活物質層にバインダを混合する必要がなく、正極活物質層当たりの正極活物質量を増加させることが可能であり、非水系二次電池の放電容量を高めることができる。
【００９０】
次に、正極活物質層１０６の製造方法について説明する。
【００９１】
まず、粒子状の正極活物質および酸化グラフェンを含むスラリーを形成する。次に、正極集電体１０５上に、当該スラリーを塗布した後、還元雰囲気での加熱により還元処理を行って、正極活物質を焼成すると共に、酸化グラフェンに含まれる酸素を脱離させ、グラフェンを形成する。なお、酸化グラフェンに含まれる酸素は全て脱離されず、一部の酸素はグラフェンに残存する。以上の工程により、正極集電体１０５上に正極活物質層１０６を形成することができる。この結果、正極活物質層１０６の導電性が高まる。
【００９２】
酸化グラフェンは酸素を含むため、極性溶媒中では負に帯電する。この結果、酸化グラフェンは極性溶媒内で互いに分散する。このため、スラリーに含まれる正極活物質が凝集しにくくなり、凝集による正極活物質の粒径の増大を低減することができる。このため、正極活物質内の電子の移動が容易となり、正極活物質層の導電性を高めることができる。
【００９３】
次に、負極１０７の構成について説明する。
【００９４】
図３（Ａ）は負極１０７の断面図である。負極１０７は、負極集電体１０８と、負極集電体１０８に設けられた負極活物質層１０９と、を有する。
【００９５】
負極集電体１０８としては、リチウム等のキャリアイオンと合金化することがない、導電性の高い材料により構成される。例えば、ステンレス、鉄、銅、ニッケル、またはチタンを用いることができる。また、負極集電体１０８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１０８は、厚みが１０μｍ以上３０μｍ以下のものを用いるとよい。
【００９６】
負極活物質層１０９には、キャリアイオンの吸蔵放出が可能であれば特に限定されるものではなく、例えば、リチウム金属、炭素系材料、シリコン、シリコン合金、スズなどがある。また、リチウムイオンの挿入および脱離が可能な炭素系材料としては、非晶質若しくは結晶性を有する炭素材料、例えば、粉末状若しくは繊維状の黒鉛を用いることができる。
【００９７】
図３（Ｂ）を用いて、負極活物質層１０９を説明する。図３（Ｂ）は負極活物質層１０９の一部における断面である。負極活物質層１０９は、負極活物質１６３と、導電助剤１６４と、バインダ（図示せず）を有する。粒状の負極活物質１６３は、表面の一部に無機化合物膜を有する。
【００９８】
導電助剤１６４は負極活物質１６３間や負極活物質１６３と負極集電体１０８との導電性を向上させるものであり、負極活物質層１０９に添加することが好ましい。導電助剤１６４としては比表面積が大きい材料が望ましく、アセチレンブラック（ＡＢ）等を用いるとよい。また、カーボンナノチューブ、フラーレン、グラフェンまたは多層グラフェン、といった炭素材料を用いることもできる。なお、一例としてグラフェンを用いる場合については後述する。
【００９９】
また、バインダは負極活物質、導電助剤、また、集電体を結着するものであればよい。バインダとして、例えばポリフッ化ビニリデン、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオライド−テトラフルオロエチレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアミド、ポリイミド等の樹脂材料を用いることができる。
【０１００】
負極１０７は、以下のように作製する。まず、上記列挙した材料で形成された粒状の負極活物質を、ポリフッ化ビニリデン等のフッ化ビニリデン系重合体等を溶かしたＮＭＰ（Ｎ−メチルピロリドン）等の溶媒に混合し、スラリーを形成する。
【０１０１】
次に、負極集電体１０８に、当該スラリーを塗布し乾燥させ、負極活物質層１０９を形成する。この後、ロールプレス機を用いて圧延加工し、負極１０７が作製される。
【０１０２】
次に、負極活物質層１０９に添加する導電助剤としてグラフェンを用いた例について、図３（Ｃ）および図３（Ｄ）を用いて説明する。
【０１０３】
図３（Ｃ）は、グラフェンを用いた負極活物質層１０９の一部における平面図である。負極活物質層１０９は、表面の一部に無機化合物膜を有する粒状の負極活物質１６３と、粒状の負極活物質１６３の複数を覆いつつ、粒状の負極活物質１６３が内部に詰められたグラフェン１６５を有する。また、負極活物質層１０９は、表面の一部に無機化合物膜を有する粒状の負極活物質と、負極活物質の露出部、無機化合物膜、およびグラフェンに接する被膜とを有する（図示しない）。図示していないバインダについては、添加してもよいが、グラフェン１６５が互いに結着することでバインダとして十分機能を果たす程度に含有される場合には、バインダの添加は必ずしも必要ではない。平面視の負極活物質層１０９は、複数の負極活物質層１０９の表面を異なるグラフェン１６５が覆っている。なお、一部において、負極活物質１６３が露出していてもよい。
【０１０４】
図３（Ｄ）は、図３（Ｃ）の負極活物質層１０９の一部における断面図である。負極活物質１６３、および負極活物質層１０９の平面視において負極活物質１６３を覆っているグラフェン１６５が図示されている。断面図において、グラフェン１６５は線状に観察される。同一のグラフェンまたは複数のグラフェンは複数の負極活物質１６３に重畳する、または、同一のグラフェンまたは複数のグラフェンにより、複数の負極活物質１６３を内在する。なお、グラフェン１６５は袋状になっており、該内部において、複数の負極活物質を内包する場合がある。また、グラフェン１６５は、一部開放部があり、当該領域において、負極活物質１６３が露出している場合がある。
【０１０５】
負極活物質層１０９の厚さは、２０μｍ以上１５０μｍ以下の間で所望の厚さを選択する。
【０１０６】
なお、負極活物質層１０９にリチウムをプレドープしてもよい。リチウムのプレドープ方法としては、スパッタリング法により負極活物質層１０９表面にリチウム層を形成してもよい。または、負極活物質層１０９の表面にリチウム箔を設けることで、負極活物質層１０９にリチウムをプレドープすることができる。
【０１０７】
なお、負極活物質１６３においては、キャリアイオンの吸蔵により体積が膨張するものがある。このため、充放電により、負極活物質層が脆くなり、負極活物質層の一部が崩壊してしまうことで、サイクル特性等の蓄電装置の信頼性が低下する。しかしながら、負極活物質が充放電により体積膨張しても、当該周囲をグラフェンが覆うため、グラフェンは負極活物質の分散や負極活物質層の崩落を妨げることが可能である。即ち、グラフェンは、充放電にともない負極活物質の体積が増減しても、負極活物質同士の結合を維持する機能を有する。
【０１０８】
つまり、負極活物質層１０９を形成する際にバインダを用いる必要が無く、一定重量（一定体積）の負極活物質層１０９において、負極活物質量を増加させることが可能である。従って、電極重量（電極体積）あたりの充放電容量を増大させることができる。
【０１０９】
また、グラフェン１６５は導電性を有しており、且つ複数の負極活物質１６３と接しているため導電助剤としても機能する。つまり、負極活物質層１０９を形成する際に導電助剤を用いる必要がなく、一定重量（一定体積）の負極活物質層１０９において、負極活物質量を増加させることが可能である。従って、電極重量（電極体積）あたりの充放電容量を増大させることができる。
【０１１０】
また、グラフェン１６５は、負極活物質層１０９に効率良く且つ十分な電子伝導の経路を形成するため、蓄電装置用負極の導電性を向上させることができる。
【０１１１】
なお、グラフェン１６５は、キャリアイオンの吸蔵放出が可能な負極活物質としても機能するため、後に形成される蓄電装置用負極の充電容量を向上させることができる。
【０１１２】
次に、図３（Ｃ）および図３（Ｄ）に示す負極活物質層１０９の作製方法について説明する。
【０１１３】
まず、粒状の負極活物質１６３と、酸化グラフェンを含む分散液を用いて混練し、スラリーを形成する。
【０１１４】
次に、負極集電体１０８上に、上記スラリーを塗布する。次に、一定時間、真空乾燥を行って負極集電体１０８上に塗工したスラリーから溶媒を除去する。この後、ロールプレス機により圧延加工する。
【０１１５】
その後、電気エネルギーを用いた酸化グラフェンの電気化学的な還元や、加熱処理による酸化グラフェンの熱的な還元によって、グラフェン１６５を生成する。特に、電気化学的な還元処理を行った場合、加熱処理によって形成したグラフェンに比べてπ結合である二重結合の炭素−炭素結合を有する割合が増大するため、導電性の高いグラフェン１６５を形成することができる。以上の工程により、負極集電体１０８にグラフェンを導電助剤として用いた負極活物質層１０９を形成することができ、負極１０７を作製することができる。
【０１１６】
以上の工程により、負極集電体１０８にグラフェンを導電助剤として用いた負極活物質層１０９を形成することができ、負極１０７を製造することができる。
【０１１７】
これら正極１０４、負極１０７およびセパレータ１１０を電解液であるイオン液体に含浸させ、図１（Ｂ）に示すように、保護部材１１１で被覆された正極缶１０１を下にして正極１０４、セパレータ１１０、負極１０７、負極缶１０２をこの順で積層し、正極缶１０１と負極缶１０２とをガスケット１０３を介して圧着する。または、保護部材１１１が正極缶１０１と分離されている場合は、正極缶１０１を下にして保護部材１１１、正極１０４、セパレータ１１０、負極１０７、負極缶１０２をこの順で積層し、正極缶１０１と負極缶１０２とをガスケット１０３を介して圧着する。このようにすることで、イオン液体中での正極集電体１０５の溶出を防ぐことができ、安全でかつ、よりサイクル寿命を向上させたコイン型の蓄電装置１００を作製できる。
【０１１８】
（実施の形態２）
本発明の一態様に係る他の蓄電装置の構造について、図面を用いてして説明する。以下、蓄電装置の一例として、リチウムイオン二次電池の場合について説明する。
【０１１９】
円筒型の蓄電装置の一例について、図４を参照して説明する。円筒型の蓄電装置３００は、図４（Ａ）に示すように、上面に外装体である正極キャップ３０１（電池蓋ともいう）を有し、側面および底面に外装体である電池缶３０２を有している。これら正極キャップ３０１と電池缶３０２とは、ガスケット３１０（絶縁パッキンともいう）によって絶縁されている。
【０１２０】
図４（Ｂ）は、円筒型の蓄電装置の断面を模式的に示した図である。中空円柱状の電池缶３０２の内側には、帯状の正極３０４と負極３０６とがセパレータ３０５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３０２は、一端が閉じられ、他端が開いている。電池缶３０２には、二次電池の充放電時において電解液などの液体に対して耐腐食性を有するニッケル、アルミニウム、チタン等の金属、当該金属の合金、当該金属と他の金属との合金（例えば、ステンレスなど）、当該金属の積層、当該金属と前掲した合金との積層（例えば、ステンレス＼アルミニウムなど）、当該金属と他の金属との積層（例えば、ニッケル＼鉄＼ニッケルなど）を用いることができる。電池缶３０２の内側において、正極、負極、およ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３０８、絶縁板３０９により挟まれている。また、電池素子が設けられた電池缶３０２の内部は、電解液（図示せず）が注入されている。また、蓄電装置を逆さにするときや注入するときに電解液に、正極端子３０３や安全弁機構３１２が浸ることがある。電解液は、コイン型の蓄電装置と同様のものを用いることができる。
【０１２１】
正極３０４および負極３０６は、上述したコイン型の蓄電装置の正極および負極と同様に製造すればよいが、円筒型の蓄電装置に用いる正極およ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３０４には正極集電体の一部である正極端子３０３（正極集電リードともいう）が接続され、負極３０６には負極集電体の一部である負極端子３０７（負極集電リードともいう）が接続される。正極端子３０３および負極端子３０７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３０３は安全弁機構３１２に、負極端子３０７は電池缶３０２の底にそれぞれ抵抗溶接される。また、正極キャップ３０１および安全弁機構３１２は、ともにステンレス鋼を用いることができる。また、板状の保護部材３１１は、安全弁機構３１２と正極端子３０３との間に設けられている。安全弁機構３１２は、ＰＴＣ素子（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）３１３を介して正極キャップ３０１と電気的に接続されている。安全弁機構３１２は電池の内圧の上昇が所定のしきい値を超えた場合に、正極キャップ３０１と正極３０４との電気的な接続を切断するものである。また、ＰＴＣ素子３１３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。
【０１２２】
なお、本実施の形態では、蓄電装置として、円筒型の蓄電装置を示したが、その他の封止型蓄電装置、角型蓄電装置など様々な形状の蓄電装置を用いることができる。また、正極、負極、およびセパレータが複数積層された構造、正極、負極、およびセパレータが捲回された構造であってもよい。
【０１２３】
本実施の形態で示す蓄電装置３００の電解液には、イオン液体が適用され、外装体である正極キャップと電気的に接続する安全弁機構および正極端子の間に保護部材が設けられている。そのため、イオン液体中での正極の溶出を防ぐことができ、安全でかつ、よりサイクル寿命を向上させた蓄電装置を作製できる。
【０１２４】
以上、本発明の一態様により、高性能な蓄電装置を提供することができる。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。
【０１２５】
（実施の形態３）
本実施の形態では、先の実施の形態で説明した蓄電装置とは構成が異なる蓄電装置について説明する。具体的にはリチウムイオンキャパシタおよび電気二重層キャパシタ（ＥＤＬＣ）を例に説明する。
【０１２６】
リチウムイオンキャパシタは、電気二重層キャパシタの正極に、炭素材料を用いたリチウムイオン二次電池の負極を組み合わせたハイブリッドキャパシタであり、正極と負極の蓄電原理が異なる非対称キャパシタである。正極が電気二重層を形成し物理的作用により充放電を行うのに対して、負極はリチウムの化学的作用により充放電を行う。この負極活物質である炭素材料等に予めリチウムを吸蔵させた負極を用いることで、従来の負極に活性炭を用いた電気二重層キャパシタに比べ、エネルギー密度を飛躍的に向上させている。
【０１２７】
リチウムイオンキャパシタは、先の実施の形態で示した蓄電装置の正極活物質層に代えて、リチウムイオンおよびアニオンの少なくとも一つを可逆的に担持できる材料を用いればよい。このような材料として、例えば活性炭、導電性高分子、ポリアセン系有機半導体（ＰＡＳ）等が挙げられる。
【０１２８】
リチウムイオンキャパシタは、充放電の効率が高く、急速充放電が可能であり、繰り返し利用による寿命も長い。
【０１２９】
このようなリチウムイオンキャパシタの電解液に、イオン液体を用いることで、低温環境下でも動作し、幅広い温度範囲で動作可能なリチウムイオンキャパシタを作製できる。さらに、低温環境下での電池特性劣化が抑制されたリチウムイオンキャパシタを作製できる。
【０１３０】
なお、電気二重層キャパシタの場合、正極活物質層および負極活物質層として、活性炭、導電性高分子、ポリアセン有機半導体（ＰＡＳ）などを用いることができる。また、電気二重層キャパシタの電解液は、塩を用いず、イオン液体のみで構成することができる。このようにすることで、低温環境下でも動作し、幅広い温度範囲で動作可能な電気二重層キャパシタを作製できる。さらに、低温環境下での電池特性劣化が抑制された電気二重層キャパシタを作製できる。
【０１３１】
以上、本発明の一態様により、高性能な蓄電装置を作製することができる。なお、本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１３２】
（実施の形態４）
本発明の一態様である蓄電装置は、電力により駆動する様々な電気機器の電源として用いることができる。
【０１３３】
本発明の一態様である蓄電装置を用いた電気機器の具体例として、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、ブルーレイディスク（Ｂｌｕ−ｒａｙ  Ｄｉｓｃ）(登録商標)などの記録媒体に記憶された静止画または動画を再生する画像再生装置、携帯電話、スマートフォン、携帯情報端末、携帯型ゲーム機、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器、電気洗濯機、エアコンディショナーなどの空調設備、電気冷蔵庫、電気冷凍庫、電気冷凍冷蔵庫、ＤＮＡ保存用冷凍庫、透析装置などが挙げられる。また、蓄電装置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、電気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、内燃機関と電動機を併せ持った複合型自動車（ハイブリッドカー）、電動アシスト自転車を含む原動機付自転車などが挙げられる。
【０１３４】
なお、上記電気機器は、消費電力の殆ど全てを賄うための蓄電装置（主電源と呼ぶ）として、本発明の一態様である蓄電装置を用いることができる。また、上記電気機器は、上記主電源や商用電源からの電力の供給が停止した場合に、電気機器への電力の供給を行うことができる蓄電装置（無停電電源と呼ぶ）として、本発明の一態様である蓄電装置を用いることができる。また、上記電気機器は、上記主電源や商用電源からの電気機器への電力の供給と並行して、電気機器への電力の供給を行うための蓄電装置（補助電源と呼ぶ）として、本発明の一態様である蓄電装置を用いることができる。
【０１３５】
図５に上記電気機器の具体的な構成を示す。図５において、表示装置５０００は、蓄電装置５００４を用いた電気機器の一例である。具体的に、表示装置５０００は、ＴＶ放送受信用の表示装置に相当し、筐体５００１、表示部５００２、スピーカー部５００３、蓄電装置５００４等を有する。蓄電装置５００４は、筐体５００１の内部に設けられている。表示装置５０００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５００４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、蓄電装置５００４を無停電電源として用いることで、表示装置５０００の利用が可能となる。
【０１３６】
表示部５００２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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
図５において、据え付け型の照明装置５１００は、蓄電装置５１０３を用いた電気機器の一例である。具体的に、照明装置５１００は、筐体５１０１、光源５１０２、蓄電装置５１０３等を有する。図５では、蓄電装置５１０３が、筐体５１０１および光源５１０２が据え付けられた天井５１０４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５１０３は、筐体５１０１の内部に設けられていても良い。照明装置５１００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５１０３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、蓄電装置５１０３を無停電電源として用いることで、照明装置５１００の利用が可能となる。
【０１３９】
なお、図５では天井５１０４に設けられた据え付け型の照明装置５１００を例示しているが、本発明の一態様である蓄電装置は、天井５１０４以外、例えば側壁５１０５、床５１０６、窓５１０７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。
【０１４０】
また、光源５１０２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。
【０１４１】
図５において、室内機５２００および室外機５２０４を有するエアコンディショナーは、蓄電装置５２０３を用いた電気機器の一例である。具体的に、室内機５２００は、筐体５２０１、送風口５２０２、蓄電装置５２０３等を有する。図５では、蓄電装置５２０３が、室内機５２００に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置５２０３は室外機５２０４に設けられていてもよい。或いは、室内機５２００と室外機５２０４の両方に、蓄電装置５２０３が設けられていてもよい。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５２０３に蓄積された電力を用いることもできる。特に、室内機５２００と室外機５２０４の両方に蓄電装置５２０３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、本発明の一態様である蓄電装置５２０３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。
【０１４２】
なお、図５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、本発明の一態様である蓄電装置を用いることもできる。
【０１４３】
図５において、電気冷凍冷蔵庫５３００は、蓄電装置５３０４を用いた電気機器の一例である。具体的に、電気冷凍冷蔵庫５３００は、筐体５３０１、冷蔵室用扉５３０２、冷凍室用扉５３０３、蓄電装置５３０４等を有する。図５では、蓄電装置５３０４が、筐体５３０１の内部に設けられている。電気冷凍冷蔵庫５３００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５３０４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、蓄電装置５３０４を無停電電源として用いることで電気冷凍冷蔵庫５３００の利用が可能となる。
【０１４４】
なお、上述した電気機器のうち、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器などの電気機器は、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、本発明の一態様である蓄電装置を用いることで電気機器の使用時に商用電源の規定電力量を超えることを抑制することができる。
【０１４５】
また、電気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５３００の場合、気温が低く、冷蔵室用扉５３０２、冷凍室用扉５３０３の開閉が行われない夜間において、蓄電装置５３０４に電力を蓄える。そして、気温が高くなり、冷蔵室用扉５３０２、冷凍室用扉５３０３の開閉が行われる昼間において、蓄電装置５３０４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。
【０１４６】
また、本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１４７】
（実施の形態５）
次に、本発明の一態様である蓄電装置を備えた電気機器の一例として、携帯情報端末について説明する。
【０１４８】
図６（Ａ）に携帯情報端末６５０の表側の模式図を示す。図６（Ｂ）に携帯情報端末６５０の裏側の模式図を示す。携帯情報端末６５０は、筐体６５１、表示部６５２（表示部６５２ａおよび表示部６５２ｂを含む。）、電源スイッチ６５３、光センサ６５４、カメラ用レンズ６５５、スピーカー６５６、マイクロフォン６５７および電源６５８を有する。
【０１４９】
表示部６５２ａおよび表示部６５２ｂはタッチパネルであり、文字入力を行うためのキーボードボタンは必要に応じて表示させることでき、当該キーボードボタンに指やスタイラスなどでふれることにより文字入力を行うことができる。また、当該キーボードボタンを表示させず、指やスタイラスなどを用いて表示部６５２ａに直接文字や図をかくことで表示部６５２ａにその文字や図を表示させることができる。
【０１５０】
また、表示部６５２ｂには携帯情報端末６５０で行うことができる機能が表示されており、所望の機能を示すマーカーを指やスタイラスでふれることにより、携帯情報端末６５０は当該機能を実行する。例えば、マーカー６５９にふれることで電話としての機能を行うことができるようになり、スピーカー６５６およびマイクロフォン６５７用いて通話することができる。
【０１５１】
携帯情報端末６５０はジャイロ、加速度センサなど傾きを検出する検出装置（図示せず）を内蔵している。そのため、筐体６５１を縦または横にすることで、表示部６５２ａおよび表示部６５２ｂにおいて縦表示または横表示などの表示方向を切り替えることができる。
【０１５２】
また、携帯情報端末６５０には光センサ６５４が設けられており、携帯情報端末６５０は、光センサ６５４で検出される外光の光量に応じて表示部６５２ａおよび表示部６５２ｂの輝度を最適に制御することができる。
【０１５３】
携帯情報端末６５０には電源６５８が設けられており、電源６５８は太陽電池６６０、および充放電制御回路６７０を有する。なお、図６（Ｃ）では充放電制御回路６７０の一例としてバッテリー６７１、ＤＣＤＣコンバータ６７２、コンバータ６７３を有する構成について示しており、バッテリー６７１は、上記実施の形態で説明した蓄電装置を有している。
【０１５４】
また、携帯情報端末６５０はこの他に、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、日付また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また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。
【０１５５】
携帯情報端末６５０に装着された太陽電池６６０によって、電力を表示部また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６６０は、筐体６５１の片面又は両面に設けることができ、バッテリー６７１の充電を効率的に行う構成とすることができる。なおバッテリー６７１としては、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いると、小型化を図ることができるなどの利点がある。
【０１５６】
また、図６（Ｂ）に示す充放電制御回路６７０の構成、および動作について図６（Ｃ）に示したブロック図を用いて説明する。図６（Ｃ）には、太陽電池６６０、バッテリー６７１、ＤＣＤＣコンバータ６７２、コンバータ６７３、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３、表示部６５２について示しており、バッテリー６７１、ＤＣＤＣコンバータ６７２、コンバータ６７３、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図６（Ｂ）に示す充放電制御回路６７０に対応する箇所となる。
【０１５７】
まず、外光により太陽電池６６０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６６０で発電した電力は、バッテリー６７１を充電するための電圧となるようＤＣＤＣコンバータ６７２で昇圧または降圧がなされる。そして、表示部６５２の動作に太陽電池６６０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６７３で表示部６５２に必要な電圧に昇圧または降圧をすることとなる。また、表示部６５２での表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにしてバッテリー６７１の充電を行う構成とすればよい。
【０１５８】
なお、太陽電池６６０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バッテリー６７１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。
【０１５９】
また、本発明の一態様は、上記実施の形態で説明した蓄電装置を具備していれば、図６に示した携帯情報端末に限定されないことは言うまでもない。なお、本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１６０】
（実施の形態６）
さらに、電気機器の一例である移動体の例について、図７を用いて説明する。
【０１６１】
先の実施の形態で説明した蓄電装置を制御用のバッテリーに用いることができる。制御用のバッテリーは、プラグイン技術や非接触給電による外部からの電力供給により充電をすることができる。なお、移動体が鉄道用電気車両の場合、架線や導電軌条からの電力供給により充電をすることができる。
【０１６２】
図７は、電気自動車の一例を示している。電気自動車６８０には、バッテリー６８１が搭載されている。バッテリー６８１の電力は、制御回路６８２により出力が調整されて、駆動装置６８３に供給される。制御回路６８２は、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等を有する処理装置６８４によって制御される。
【０１６３】
駆動装置６８３は、直流電動機若しくは交流電動機単体、または電動機と内燃機関と、を組み合わせて構成される。処理装置６８４は、電気自動車６８０の運転者の操作情報（加速、減速、停止など）や走行時の情報（上り坂や下り坂等の情報、駆動輪にかかる負荷情報など）の入力情報に基づき、制御回路６８２に制御信号を出力する。制御回路６８２は、処理装置６８４の制御信号により、バッテリー６８１から供給される電気エネルギーを調整して駆動装置６８３の出力を制御する。交流電動機を搭載している場合は、図示していないが、直流を交流に変換するインバータも内蔵される。
【０１６４】
バッテリー６８１は、プラグイン技術による外部からの電力供給により充電することができる。例えば、商用電源から電源プラグを通じてバッテリー６８１に充電する。充電は、ＡＣ／ＤＣコンバータ等の変換装置を介して、一定の電圧値を有する直流定電圧に変換して行うことができる。バッテリー６８１として、本発明の一態様に係る蓄電装置を搭載することで、電池の高容量化などに寄与することができ、利便性を向上させることができる。また、バッテリー６８１の特性の向上により、バッテリー６８１自体を小型軽量化することができれば、車両の軽量化に寄与するため、燃費を向上させることができる。
【０１６５】
なお、本発明の一態様は、上記実施の形態で説明した蓄電装置を具備していれば、図７で示した電気自動車に限定されないことは言うまでもない。なお、本実施の形態は、他の実施の形態に記載した構成と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例１】
【０１６６】
本実施例では、外装体である正極缶と正極集電体との間に保護部材が接して設けられているリチウムイオン二次電池と、正極缶と正極集電体とが直接接するリチウムイオン二次電池との放電特性について比較した結果について説明する。
【０１６７】
はじめに、本実施例で作製したリチウムイオン二次電池について図１を参照して説明する。
【０１６８】
正極１０４は正極集電体１０５であるアルミニウム箔と、厚さ約５０μｍの正極活物質層１０６との積層構造とした。正極活物質層１０６はリン酸鉄（ＩＩ）リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）と、導電助剤であるアセチレンブラックと、バインダであるポリフッ化ビニリデンとを重量比８５：８：７の割合で混合した混合物を用い、当該アルミニウム箔の片側に形成した。なお、正極１０４において、ＬｉＦｅＰＯ４の担持量は約６．０ｍｇ／ｃｍ２とし、単極理論容量は約１．０ｍＡｈ／ｃｍ２とした。
【０１６９】
負極１０７は負極集電体１０８である銅箔と、厚さ約１００μｍの負極活物質層１０９との積層構造とした。負極活物質層１０９は径が９μｍのメソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）粉末と、導電助剤であるアセチレンブラックと、バインダであるポリフッ化ビニリデンとを重量比９３：２：５の割合で混合した混合物を用い、当該銅箔の片側に形成した。なお、負極１０７において、ＭＣＭＢの担持量は約９．３ｍｇ／ｃｍ２とし、単極理論容量は約３．５ｍＡｈ／ｃｍ２とした。
【０１７０】
保護部材１１１は、正極缶が十分に被覆される厚さのアルミニウム膜を用いた。
【０１７１】
電解液として、非水溶媒として下記の構造式で表されるＰ１３−ＦＳＡを用い、リチウム塩としてリチウムビス（トリフルオロメチルスルホニル）アミド（以下、ＬｉＴＦＳＡと略記する）を用い、ＬｉＴＦＳＡを１Ｍの割合でＰ１３−ＦＳＡに溶解させた溶液を用いた。
【０１７２】
【化２６】
2014089948.tif 000028
【０１７３】
セパレータ１１０は、親水処理を施した厚さ約１２５μｍのポリフッ化ビニリデン膜を用いた。なお、セパレータは、上記電解液に含浸させて、セパレータ１１０に上記電解液を含ませた。
【０１７４】
正極缶１０１および負極缶１０２はステンレス鋼（ＳＵＳ）で形成されているものを用いた。また、ガスケット１０３としてスペーサーやワッシャーを用いた。
【０１７５】
図１に示したように、保護部材１１１が被覆された正極缶１０１と、正極１０４と、セパレータ１１０と、負極１０７と、ガスケット１０３と、負極缶１０２とを重ね、「コインかしめ機」で正極缶１０１と負極缶１０２とをかしめてコイン型リチウムイオン二次電池を作製した。作製したコイン型リチウムイオン二次電池を試料１とする。
【０１７６】
また、試料１の保護部材１１１がなく、正極缶１０１と正極集電体１０５とが直接接するコイン型リチウムイオン二次電池を比較例１とする。なお、比較例１において、リチウム塩の濃度など他の構成は試料１と同じであり、試料１と同様に作製した。
【０１７７】
試料１および比較例１の充放電特性について測定を行った。当該測定は充放電測定器（東洋システム社製）を用い、試料１および比較例１を６０℃に加熱保持した状態で行った。また、当該測定の充放電は２．０Ｖ以上４．０Ｖ以下の範囲においておおよそ０．２Ｃのレートで充放電を行った（定電流充放電）。
【０１７８】
図８は、試料１および比較例１のサイクル特性を示しており、縦軸は二次電池の放電容量［ｍＡｈ／ｇ］を示し、横軸はサイクル数［回］を示す。太線は試料１の結果を示し、細線は比較例１の結果を示す。
【０１７９】
測定の結果、比較例１の場合、サイクル数が２５０回を超えるとともに放電容量は急激に低下し、劣化が著しい結果となった。
【０１８０】
これに対し、試料１の二次電池においては、放電容量は低下の傾向はみせるものの、保護部材を有さないものに比べて急激な容量の低下は見られず、劣化が十分に抑制されていることがわかった。特に、環境温度６０℃という条件下で劣化の抑制ができた。これにより、サイクル特性の向上が可能となった。
【０１８１】
以上のことから、正極缶と正極集電体との間に保護部材が接して設けることで、異種金属の接触による正極集電体の溶出を抑制し、リチウムイオン電池のサイクル特性を向上させることができた。
【符号の説明】
【０１８２】
１００    蓄電装置
１０１    正極缶
１０２    負極缶
１０３    ガスケット
１０４    正極
１０５    正極集電体
１０６    正極活物質層
１０７    負極
１０８    負極集電体
１０９    負極活物質層
１１０    セパレータ
１１１    保護部材
１５３    正極活物質
１５４    グラフェン
１６３    負極活物質
１６４    導電助剤
１６５    グラフェン
３００    蓄電装置
３０１    正極キャップ
３０２    電池缶
３０３    正極端子
３０４    正極
３０５    セパレータ
３０６    負極
３０７    負極端子
３０８    絶縁板
３０９    絶縁板
３１０    ガスケット
３１１    保護部材
３１２    安全弁機構
３１３    ＰＴＣ素子
６５０    携帯情報端末
６５１    筐体
６５２    表示部
６５２ａ    表示部
６５２ｂ    表示部
６５３    電源スイッチ
６５４    光センサ
６５５    カメラ用レンズ
６５６    スピーカー
６５７    マイクロフォン
６５８    電源
６５９    マーカー
６６０    太陽電池
６７０    充放電制御回路
６７１    バッテリー
６７２    ＤＣＤＣコンバータ
６７３    コンバータ
６８０    電気自動車
６８１    バッテリー
６８２    制御回路
６８３    駆動装置
６８４    処理装置
５０００    表示装置
５００１    筐体
５００２    表示部
５００３    スピーカー部
５００４    蓄電装置
５１００    照明装置
５１０１    筐体
５１０２    光源
５１０３    蓄電装置
５１０４    天井
５１０５    側壁
５１０６    床
５１０７    窓
５２００    室内機
５２０１    筐体
５２０２    送風口
５２０３    蓄電装置
５２０４    室外機
５３００    電気冷凍冷蔵庫
５３０１    筐体
５３０２    冷蔵室用扉
５３０３    冷凍室用扉
５３０４    蓄電装置
【図１】
2014089948.tif 000029
【図２】
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【図３】
2014089948.tif 000031
【図４】
2014089948.tif 000032
【図５】
2014089948.tif 000033
【図６】
2014089948.tif 000034
【図７】
2014089948.tif 000035
【図８】
2014089948.tif 000036