(57)【要約】【課題】急速な充電と放電を繰り返しても、特性が悪化しにくい蓄電装置を提供する。【解決手段】集電体と、当該集電体上の活物質層と、第１の保護層とを有し、当該第１の保護層は、当該活物質層および当該集電体を囲み、当該第１の保護層は、グラフェン化合物を有し、当該集電体は、鉄、ニッケル、コバルト、チタンおよびタンタルから選ばれる一以上を有し、当該活物質層は、活物質と、第２の保護層と、を有し、当該第２の保護層は、当該活物質を囲み、当該第２の保護層は、グラフェン化合物を有する電極を提供する。【選択図】図１
2018092934.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
集電体と、前記集電体上の活物質層と、第１の保護層とを有し、
前記第１の保護層は、前記活物質層および前記集電体を囲み、
前記第１の保護層は、グラフェン化合物を有する、電極。
【請求項２】
請求項１において、
前記集電体は、鉄、ニッケル、コバルト、チタンおよびタンタルから選ばれる一以上を有する、電極。
【請求項３】
請求項１または請求項２において、
前記活物質層は、活物質と、第２の保護層と、を有し、
前記第２の保護層は、前記活物質を囲み、
前記第２の保護層は、グラフェン化合物を有する、電極。
【請求項４】
第１の電極と、第２の電極と、を有し、
前記第１の電極は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の電極であって、
前記第１の電極は、正極または負極のいずれか一方として機能し、
前記第２の電極は、正極または負極のいずれか他方として機能する、蓄電装置。
【請求項５】
請求項４に記載の蓄電装置において、
前記第２の電極は、請求項１乃至請求項３のいずれか一に記載の電極である、蓄電装置。
【請求項６】
活物質、グラフェン化合物および第１の溶媒を有する第１の混合物を形成し、
前記第１の溶媒を蒸発させることにより第２の混合物を形成し、
前記第２の混合物、還元剤および第２の溶媒を有する第３の混合物を形成し、
前記第３の混合物をろ過して固形物を回収し、
前記固形物を加熱する、電極の製造方法。
【請求項７】
活物質および第１の溶媒を有する第１の混合物を形成し、
集電体上に前記第１の混合物を設け、
前記第１の溶媒を蒸発させることにより活物質層を形成し、
グラフェン化合物および第２の溶媒を有する第２の混合物を形成し、
前記集電体および前記活物質層上に前記第２の混合物を設け、
前記第２の混合物を加熱する電極の製造方法。
【請求項８】
請求項７において、
前記第２の混合物の加熱を、窒素および水素雰囲気下４００℃以上８００℃以下で行う電極の製造方法。
【請求項９】
活物質、第１のグラフェン化合物および第１の溶媒を有する第１の混合物を形成し、
前記第１の溶媒を蒸発させることにより第２の混合物を形成し、
前記第２の混合物および第２の溶媒を有する第３の混合物を形成し、
集電体上に前記第３の混合物を設け、
前記第３の混合物を熱することにより活物質層を形成し、
第２のグラフェン化合物および第３の溶媒を有する第４の混合物を形成し、
前記集電体および前記活物質層上に前記第４の混合物を設け、
前記第４の混合物を加熱する電極の製造方法。
【請求項１０】
請求項９において、
前記第４の混合物の加熱を、窒素および水素雰囲気下４００℃以上８００℃以下で行う電極の製造方法。
【請求項１１】
活物質、第１のグラフェン化合物および第１の溶媒を有する第１の混合物を形成し、
前記第１の溶媒を蒸発させることにより第２の混合物を形成し、
前記第２の混合物、還元剤および第２の溶媒を有する第３の混合物を形成し、
前記第３の混合物をろ過して固形物を回収し、
前記固形物および第２の溶媒を有する第４の混合物を形成し、
集電体上に前記第４の混合物を設け、
前記第４の混合物を熱することにより活物質層を形成し、
第２のグラフェン化合物および第３の溶媒を有する第５の混合物を形成し、
前記集電体および前記活物質層上に前記第５の混合物を設け、
前記第５の混合物を加熱する電極の製造方法。
【請求項１２】
請求項１１において、
前記第５の混合物の加熱を、窒素および水素雰囲気下４００℃以上８００℃以下で行う電極の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一様態は、物、方法、又は、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、照明装置または電子機器の製造方法に関する。特に、電子機器およびそのオペレーティングシステムに関する。
【０００２】
なお、本明細書中において、蓄電装置とは、蓄電機能を有する素子及び装置全般を指すものである。例えば、リチウムイオン二次電池などの蓄電池（二次電池ともいう）、リチウムイオンキャパシタ、及び電気二重層キャパシタなどを含む。
【０００３】
また、本明細書中において電子機器とは、蓄電装置を有する装置全般を指し、蓄電装置を有する電気光学装置、蓄電装置を有する情報端末装置などは全て電子機器である。
【背景技術】
【０００４】
近年、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池等、種々の蓄電装置の開発が盛んに行われている。特に高出力、高容量であるリチウムイオン二次電池は、携帯電話、スマートフォン、もしくはノート型コンピュータ等の携帯情報端末、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ、医療機器、又は、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、もしくはプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車など、半導体産業の発展と併せて急速にその需要が拡大し、充電可能なエネルギーの供給源として現代の情報化社会に不可欠なものとなっている。
【０００５】
現在リチウムイオン二次電池に要求されている特性としては、さらなる高容量化、サイクル特性の向上及び様々な動作環境での安全性、長期信頼性の向上などがある。リチウムイオン二次電池のサイクル特性の向上および高容量化のために、例えば、正極活物質の改良が検討されている（特許文献１および特許文献２）。
【０００６】
また、リチウムイオン二次電池等の蓄電装置の需要が拡大すると同時に、蓄電装置を急速充電させるための技術の需要が高まっている。例えば、特許文献３には、自動車に搭載される蓄電装置の急速充電を行うことのできる充電装置が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１２−０１８９１４号公報
【特許文献２】特開２０１６−０７６４５４号公報
【特許文献３】特開２０１２−５３４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
リチウムイオン二次電池に対して充電と放電とを繰り返すことによって、特に、急速な充電と放電とを繰り返すことによって、リチウムイオン二次電池の特性が悪化する問題が発生することがある。リチウムイオン二次電池の正極電極の構成要素の一である正極活物質が、リチウムイオン二次電池の充電と放電との繰り返しに伴って劣化しやすくなる場合があることが、この問題の原因として挙げられる。
【０００９】
より詳細に説明すると、リチウムイオン二次電池の急速な充電と放電を行うことによって、正極活物質に対して急速にリチウムイオンの挿入および脱離が行われる。これによって、正極活物質は、膨張および収縮を繰り返し、劣化し、粒径が非常に小さくなってしまう場合がある。このように粒径が小さくなった正極活物質は正極から外れてしまうことにより、リチウムイオン二次電池のサイクル特性が悪化する原因となる。
【００１０】
また、リチウムイオン二次電池において、劣化した正極活物質の粒径がセパレータの有する微細孔を通過するほどに小さい場合、当該正極活物質は、セパレータの有する微細孔を通過して負極に接触することによって、ショートが発生する恐れがある。また、粒径が小さくなった正極活物質が、正極から外れてしまうことにより、蓄電装置内を移動し、セパレータによって遮られない部分を通って負極に接触し、ショートが発生する恐れがある。
【００１１】
そこで、本発明の一態様は、急速な充電と放電を繰り返すことによるサイクル特性の低下が抑制された蓄電装置を提供することを課題とする。または、本発明の一態様は、蓄電装置の安全性を高めることを課題とする。または、本発明の一態様は充放電特性の優れた蓄電装置を提供することを課題とする。
【００１２】
または、本発明の一態様は、新規な蓄電装置または新規なリチウムイオン二次電池を提供することを課題の一とする。
【００１３】
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、明細書、図面、請求項の記載から、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】
【００１４】
本発明の一態様は、集電体と、当該集電体上の活物質層と、第１の保護層とを有し、当該第１の保護層は、当該活物質層および当該集電体を囲み、当該第１の保護層は、グラフェン化合物を有する、電極である。
【００１５】
上記構成の電極において、当該集電体は、鉄、ニッケル、コバルト、チタンおよびタンタルから選ばれる一以上を有するとより好ましい。
【００１６】
上記各構成の電極において、当該活物質層は、活物質と、第２の保護層と、を有し、当該第２の保護層は、当該活物質を囲み、当該第２の保護層は、グラフェン化合物を有するとより好ましい。
【００１７】
または、本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、を有し、当該第１の電極は、上記各構成の電極であって、当該第１の電極は、正極または負極のいずれか一方として機能し、当該第２の電極は、正極または負極のいずれか他方として機能する、蓄電装置である。
【００１８】
または、本発明の一態様は、第１の電極と第２の電極とを有し、当該第１の電極および当該第２の電極は、それぞれ上記各構成の電極であって、当該第１の電極は、正極または負極のいずれか一方として機能し、当該第２の電極は、正極または負極のいずれか他方として機能する、蓄電装置である。
【００１９】
また、本発明の一態様は、活物質、グラフェン化合物および第１の溶媒を有する第１の混合物を形成し、当該第１の溶媒を蒸発させることにより第２の混合物を形成し、当該第２の混合物、還元剤および第２の溶媒を有する第３の混合物を形成し、当該第３の混合物をろ過して固形物を回収し、当該固形物を加熱する、電極の製造方法である。
【００２０】
また、本発明の一態様は、活物質および第１の溶媒を有する第１の混合物を形成し、集電体上に当該第１の混合物を設け、当該第１の溶媒を蒸発させることにより活物質層を形成し、グラフェン化合物および第２の溶媒を有する第２の混合物を形成し、当該集電体および当該活物質層上に当該第２の混合物を設け、当該第２の混合物を加熱する電極の製造方法である。
【００２１】
また、上記構成の電極の製造方法において、当該第２の混合物の加熱を、窒素および水素雰囲気下４００℃以上８００℃以下で行うとより好ましい。
【００２２】
また、本発明の一態様は、活物質、第１のグラフェン化合物および第１の溶媒を有する第１の混合物を形成し、当該第１の溶媒を蒸発させることにより第２の混合物を形成し、当該第２の混合物および第２の溶媒を有する第３の混合物を形成し、集電体上に当該第３の混合物を設け、当該第３の混合物を熱することにより活物質層を形成し、第２のグラフェン化合物および第３の溶媒を有する第４の混合物を形成し、当該集電体および当該活物質層上に当該第４の混合物を設け、当該第４の混合物を加熱する電極の製造方法である。
【００２３】
また、上記構成の電極の製造方法において、当該第４の混合物の加熱を、窒素および水素雰囲気下４００℃以上８００℃以下で行うとより好ましい。
【００２４】
また、本発明の一態様は、活物質、第１のグラフェン化合物および第１の溶媒を有する第１の混合物を形成し、当該第１の溶媒を蒸発させることにより第２の混合物を形成し、当該第２の混合物、還元剤および第２の溶媒を有する第３の混合物を形成し、当該第３の混合物をろ過して固形物を回収し、当該固形物および第２の溶媒を有する第４の混合物を形成し、集電体上に当該第４の混合物を設け、当該第４の混合物を熱することにより活物質層を形成し、第２のグラフェン化合物および第３の溶媒を有する第５の混合物を形成し、当該集電体および当該活物質層上に当該第５の混合物を設け、当該第５の混合物を加える電極の製造方法である。
【００２５】
また、上記構成の電極の製造方法において、当該第５の混合物の加熱を、窒素および水素雰囲気下４００℃以上８００℃以下で行うとより好ましい。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の一態様により、急速な充電と放電を繰り返すことによるサイクル特性の低下が抑制された蓄電装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、蓄電装置の安全性を高めることができる。また、本発明の一態様により充放電特性の優れた蓄電装置を提供することができる。
【００２７】
または、本発明の一態様により、新規な蓄電装置または新規なリチウムイオン二次電池を提供することができる。
【００２８】
なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一態様を説明するための正面図および断面図。
【図２】電極の断面の一部を説明する図。
【図３】本発明の一態様を説明するためのフローチャート。
【図４】本発明の一態様を説明するためのフローチャート。
【図５】蓄電池を説明する図。
【図６】蓄電池の断面図を説明する図。
【図７】蓄電池の作製方法を説明する図。
【図８】蓄電池の作製方法を説明する図。
【図９】蓄電池を説明する図。
【図１０】面の曲率半径を説明する図。
【図１１】フィルムの曲率半径を説明する図。
【図１２】コイン型蓄電池を説明する図。
【図１３】円筒型蓄電池を説明する図。
【図１４】蓄電池の断面図の一部を説明する図。
【図１５】蓄電池の断面図の一部を説明する図。
【図１６】蓄電池の断面図の一部を説明する図。
【図１７】蓄電池の一例を示す図。
【図１８】蓄電池の一例を示す図。
【図１９】蓄電システムの例を説明するための図。
【図２０】蓄電システムの例を説明するための図。
【図２１】蓄電システムの例を説明するための図。
【図２２】電子機器の一例を説明する図。
【図２３】電子機器の一例を説明する図。
【図２４】電子機器の一例を説明する図。
【図２５】電子機器の一例を説明する図。
【図２６】活物質層を示す断面ＳＥＭ像。
【図２７】電極の側面を示すＳＥＭ像。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
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。
【００３１】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様である電極について、図１乃至図４を用いて説明する。なお、本実施の形態では、本発明の一態様である電極について説明するために、電極５０を例に挙げて説明する。
【００３２】
＜電極の構成＞
図１（Ａ）は、電極５０を説明する正面図である。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）に示す一点鎖線Ａ１−Ｂ１における電極５０の断面図の一例である。図１（Ｃ）は、図１（Ａ）に示す一点鎖線Ａ１−Ｂ１における電極５０の断面図の別の例である。また、図１（Ｄ）および図１（Ｅ）は、それぞれ、図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示す領域５５の拡大図である。
【００３３】
図１（Ａ）乃至図１（Ｃ）に示すように、電極５０は、シート状の集電体５１と、シート状の活物質層５２と、保護層５３と、を有する。電極５０において、活物質層５２は、集電体５１上に設けられる。また、電極５０において、保護層５３は、活物質層５２および集電体５１の両方を囲むように設けられる。また、保護層５３は、リチウムイオン等のキャリアイオンを透過する機能を有する層である。
【００３４】
なお、図１（Ｂ）に示すように、活物質層５２は、シート状の集電体５１の一方の面上に設けられてもよい。また、図１（Ｃ）に示すように、活物質層５２は、シート状の集電体５１の両方の面上に設けられていてもよい。
【００３５】
集電体５１には、導電性を有する材料を用いることができる。特に、導電性を有し、耐熱性の高い材料を集電体５１に用いると、集電体５１の熱による変形、または、熱による劣化等の発生を防ぐことができ、好ましい。例えば、集電体５１に耐熱性の高い材料を用いると、電極５０の製造方法において、保護層５３の形成等のために、集電体５１が高温に加熱される工程が含まれるとしても、集電体５１の変形または劣化を防ぐことができ、好ましい。
【００３６】
従って、電極５０を蓄電装置の正極として機能させる場合、導電性を有し、耐熱性の高い材料である、鉄、ステンレス、ニッケル、コバルト、チタン等の金属、及びこれらの合金などを集電体５１に用いると好ましい。または、導電性を有する材料である金、白金、アルミニウム等の金属、およびこれらの合金などを集電体５１に用いてもよい。
【００３７】
また、電極５０を蓄電装置の負極として機能させる場合、集電体５１に、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。したがって、電極５０を蓄電装置の負極として機能させる場合、導電性を有し、耐熱性が高く、リチウムイオン等のキャリアイオンと合金化しない材料であるチタン、タンタル等の金属、及びこれらの合金などを集電体５１に用いると好ましい。または、導電性を有し、リチウムイオン等のキャリアイオンと合金化しない材料であるステンレス、白金、鉄、銅などを集電体５１に用いてもよい。
【００３８】
集電体５１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。
【００３９】
また、集電体５１の表面に、フッ素化合物を含む被覆層を設けてもよい。これによって、集電体５１の有する金属が溶解し、拡散するのを抑制できる場合がある。
【００４０】
なお、被覆層として用いることのできるフッ素化合物としては、例えば、四フッ化チタン（ＴｉＦ４）、二フッ化ニッケル（ＮｉＦ２）等が挙げられる。
【００４１】
図１（Ｂ）および図１（Ｃ）に示すように、保護層５３が集電体５１および活物質層５２を囲むように設けられることで、集電体５１および活物質層５２を保護することができ、また、電極５０の耐久性を向上させることができる。また、電極５０を用いる蓄電装置において充電および放電を繰り返すことにより、活物質５４が劣化し、粒径が非常に小さくなってしまった場合であっても、当該粒子が活物質層から離れることを抑制することができる。したがって、急速な充放電を繰り返すことによって電極５０を有する蓄電装置のサイクル特性が低下するのを抑制することができる。また、当該粒子が、セパレータを通過し、ショートが発生することを防ぐことができるため、蓄電装置の安全性を高めることができる。
【００４２】
また、保護層５３は、リチウムイオン等のキャリアイオン以外の物質を透過しにくい場合がある。保護層５３に囲まれた領域には、他の領域から、キャリアイオン以外の物質が入ってくるのを抑制することができる場合がある。また、保護層５３に囲まれた領域から、他の領域へ、キャリアイオン以外の物質が出ていくのを抑制することができる場合がある。したがって、保護層５３が集電体５１および活物質層５２を囲むように設けられることで、電極５０を用いる蓄電装置においては、保護層５３の外側から活物質層５２の周囲にキャリアイオン以外の物質が入ってくるのを抑制することができ、活物質層５２の周囲から、保護層５３の外側へ、キャリアイオン以外の物質が出ていくのを抑制することができる場合がある。そのため、例えば、コバルトイオンのような活物質層５２の成分が溶け出した場合であっても、当該成分が保護層５３の外側へ出ていくのを抑制することができる可能性がある。したがって、保護層５３に囲まれる領域における当該成分の濃度の低下を抑制することができるため、活物質層５２の成分がそれ以上に溶け出すのを抑制することができる。よって、電極５０を用いる蓄電装置のサイクル特性の低下を抑制することができる。
【００４３】
また、保護層５３が活物質層５２上にのみ設けられる場合と比較すると、保護層５３が集電体５１および活物質層５２を囲むように設けられる場合の方が、保護層５３が電極５０から剥離しにくく、好ましい。
【００４４】
活物質層５２は、粒子状の活物質５４を有する。電極５０が活物質５４として正極活物質を有する場合、電極５０は、蓄電装置の正極として機能することができる。一方、電極５０が活物質５４として負極活物質を有する場合、電極５０は、蓄電装置の負極として機能することができる。正極活物質および負極活物質に用いることのできる材料については後述する。
【００４５】
図１（Ｄ）および図１（Ｅ）に示すように、保護層５３は、活物質５４と接触する領域を有すると好ましい。なお、図１（Ｂ）乃至図１（Ｄ）において、保護層５３は、ひと続きの層状またはひと続きのシート状として表すが、図１（Ｅ）に示すように、保護層５３は、複数の層または複数のシートによって構成されていてもよい。なお、保護層５３が複数の層または複数のシートによって構成されていたとしても、ひと続きの層上またはひと続きのシート状として観察されることがある。また、保護層５３は、活物質層５２の有する空隙等に入り込んでいてもよい。
【００４６】
また、活物質層５２は、活物質５４を囲む保護層５６を有していてもよい。保護層５６が活物質５４を囲むことで、活物質５４の表面を保護することができる。したがって、電極５０を用いる蓄電装置において充電および放電を繰り返すことにより、活物質５４が劣化するのを抑制することができる。また、活物質５４が劣化し、粒径が非常に小さくなってしまった場合であっても、当該粒子が活物質層から離れることを抑制することができる。したがって、急速な充放電を繰り返すことによって電極５０を有する蓄電装置のサイクル特性が低下するのを抑制することができる。また、当該粒子が、セパレータを通過し、ショートが発生することを防ぐことができるため、蓄電装置の安全性を高めることができる。
【００４７】
また、保護層５６が活物質５４を囲むことで、電極５０を用いる蓄電装置において活物質５４と電解液とが接触する領域が小さくなるため、活物質５４と電解液との間の副反応を抑制することができる場合がある。
【００４８】
図２に、活物質５４を囲む保護層５６を有する場合の活物質層５２の断面図を示す。なお、図２に示す活物質層５２は、活物質５４、保護層５６に加えて、導電助剤６２およびバインダ６１を有する。導電助剤およびバインダに用いることのできる材料については後述する。
【００４９】
図２において、活物質５４は、その表面において、他の粒状の活物質と接触する領域を有する場合がある。また、活物質５４は、その表面において、導電助剤６２と接触する領域を有する。また、活物質５４は、その表面において、バインダ６１と接触する領域を有する。これらの領域を除いた活物質５４の表面は、その一部または全部が、保護層５６によって覆われている。保護層５６は、上記領域を除いた活物質５４の表面の全てを覆うことが好ましいが、活物質５４の表面の一部に設けられているだけでもよい。また、複数の活物質５４どうしは、互いに接触する領域を有する状態、導電助剤６２を介して隣接している状態、導電助剤６２及び保護層５６を介して隣接している状態で、バインダ６１によって結着されている。また、活物質層５２には、複数の活物質５４によって形成された空隙６３が存在することもある。
【００５０】
なお、本明細書等において、活物質層５２は、複合体であるということもできる。
【００５１】
保護層５３および保護層５６に、導電性を有する材料を有する層を使用すると活物質層５２において導電パスを形成することができる。活物質層５２において導電パスが形成されることにより、電極５０を使用する蓄電装置の放電容量を向上させることができる。保護層５３および保護層５６に用いることのできる導電性を有する材料としては、例えば、グラフェン化合物を用いると好ましい。
【００５２】
［グラフェン化合物］
ここで、保護層５３および保護層５６に用いることのできるグラフェン化合物について説明する。
【００５３】
グラフェン化合物は、グラフェンまたはマルチグラフェンが、炭素以外の原子、または炭素以外の原子を有する原子団に修飾された化合物である。また、グラフェン化合物は、グラフェンまたはマルチグラフェンが、アルキル基、アルキレン等の炭素を主とした原子団に修飾された化合物であってもよい。
【００５４】
ここで、グラフェンとは、炭素原子が１原子層配列したものであり、炭素原子間にπ結合を有する。グラフェンが２層以上１００層以下重なったものを、マルチグラフェンと呼ぶ場合がある。グラフェンおよびマルチグラフェンは、例えば、長手方向、あるいは面における長軸の長さが５０ｎｍ以上１００μｍ以下または８００ｎｍ以上５０μｍ以下である。
【００５５】
なお、グラフェンまたはマルチグラフェンを修飾する原子団を、置換基、官能基、または特性基等と呼ぶ場合がある。ここで、本明細書等において修飾とは、置換反応、付加反応またはその他の反応により、グラフェン、マルチグラフェン、グラフェン化合物、または酸化グラフェン（後述）に、炭素以外の原子、炭素以外ン原子団、または炭素以外の原子を有する原子団を導入することをいう。
【００５６】
炭素以外の原子、または炭素以外の原子を有する原子団に修飾されたグラフェンまたはマルチグラフェンの一例として、酸素または酸素を含む官能基に修飾されたグラフェンまたはマルチグラフェンが挙げられる。ここで酸素を含む官能基として例えば、エポキシ基、カルボニル基、カルボキシル基、または水酸基等が挙げられる。酸素または酸素を有する官能基により修飾されたグラフェン化合物を、酸化グラフェンと呼ぶ場合がある。また、本明細書においては、酸化グラフェンは多層の酸化グラフェンをも含むものとする。
【００５７】
酸化グラフェンは、上記グラフェンまたはマルチグラフェンを酸化して得ることができる。または、酸化グラフェンは、酸化グラファイトを分離して得ることができる。酸化グラファイトは、グラファイトを酸化して得ることができる。ここで、酸化グラフェンに、さらに上述の原子または原子団を修飾してもよい。
【００５８】
また、酸化グラフェンを還元して得られる化合物を、「ＲＧＯ（Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｇｒａｐｈｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅ）」と呼ぶ場合がある。なお、ＲＧＯには、酸化グラフェンに含まれる酸素は全て脱離されずに、一部の酸素または酸素を含む原子団が炭素に結合した状態で残存する場合がある。例えばＲＧＯは、エポキシ基、カルボキシル基などのカルボニル基、または水酸基等の官能基を有する場合がある。
【００５９】
グラフェン化合物は薄くても導電性が高い場合があり、また面接触によりグラフェン化合物同士、あるいはグラフェン化合物と活物質との間の接触面積を増加させることができる。よって、体積あたりの量が少なくても効率よく導電パスを形成することができる。
【００６０】
一方で、グラフェン化合物を絶縁体として用いることもできる。例えばグラフェン化合物シートをシート状の絶縁体として用いることができる。ここで例えば、酸化グラフェンは酸化されていないグラフェン化合物またはＲＧＯと比較して絶縁性が高い場合がある。また、原子団に修飾されたグラフェン化合物は、修飾する原子団の種類により、絶縁性を高めることができる場合がある。
【００６１】
また、原子団に修飾されたグラフェン化合物は、修飾された原子団の種類により、高いリチウムイオン伝導性を有する場合がある。例えば、保護層５３が有するグラフェン化合物が、絶縁性およびリチウムイオン伝導性を有する場合には、電極５０を有する蓄電装置において、保護層５３がリチウムイオンの透過を妨げることを抑制することができるため好ましい。また、保護層５６が有するグラフェン化合物が、絶縁性及びリチウムイオン導電性を有する場合には、電極５０を有する蓄電装置における、活物質５４と電解液との間の副反応を抑制することができるため好ましい。
【００６２】
また、本明細書等においてグラフェン化合物には、グラフェン前駆体が含まれる。グラフェン前駆体とは、グラフェンを製造するために用いられる物質のことをいい、グラフェン前駆体には例えば、上述の酸化グラフェンや、酸化グラファイトなどを含んでもよい。
【００６３】
なお、アルカリ金属を有するグラフェンや、酸素等の炭素以外の元素を有するグラフェンを、グラフェン類似体と呼ぶ場合がある。本明細書等においてグラフェン化合物には、グラフェン類似体も含まれる。
【００６４】
以上が、保護層５３および保護層５６に用いることのできるグラフェン化合物についての説明である。
【００６５】
以上が、電極５０の構成に関する説明である。続いて、電極５０の製造方法について説明する。
【００６６】
＜保護層５６の形成方法＞
まず、図３を用いて、活物質５４を囲む保護層５６の形成方法について説明する。
【００６７】
［第１のステップ］
まず、活物質５４、グラフェン化合物および溶媒を有する第１の混合物を形成する（図３（Ｔ１）参照）。
【００６８】
第１の混合物に用いる溶媒は、極性溶媒であることが好ましい。例えば、水、メタノール、エタノール、アセトン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、Ｎ，Ｎージメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）、ジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびグリセリンのいずれか一種又は二種以上の混合液を用いることができる。
【００６９】
第１の混合物の形成には、例えば混練機などを用いればよい。
【００７０】
［第２のステップ］
次に、第１の混合物に含まれる溶媒を蒸発させることにより、第２の混合物を形成する（図３（Ｔ２）参照）。溶媒が蒸発することにより、活物質の表面にグラフェン化合物が被覆される。
【００７１】
例えば、第１の混合物を４０℃以上１７０℃以下、好ましくは６０℃以上１００℃以下の温度で、１分以上１５時間以下加熱することにより、溶媒を蒸発させることができる。また、本工程は、減圧雰囲気下で行うとより好ましい。
【００７２】
ここで、乳鉢等を用いて第２の混合物を解砕し、粒径を小さくしてもよい。また、ふるい等を用いて粒径を揃える工程をおこなってもよい。
【００７３】
上記の第１のステップおよび第２のステップを行うことにより、グラフェン化合物を有する保護層５６を形成することができる。
【００７４】
また、グラフェン化合物が酸化グラフェンである場合、第２のステップでの第２の加熱に加えて、減圧雰囲気下または不活性雰囲気下、１分以上１０時間以下、１００℃以上３００℃以下で加熱を行うことによって、酸化グラフェンが還元され、ＲＧＯが生成する場合がある。また、保護層５６の有するグラフェン化合物が酸化グラフェンである場合、下記の第３のステップ以降を行うことによっても、酸化グラフェンを還元しＲＧＯとすることができる。
【００７５】
なお、本製造方法は、保護層５６の有するグラフェン化合物が酸化グラフェンである場合であっても、酸化グラフェンを還元することに限定されない。また、本製造方法は、保護層５６の有するグラフェン化合物が、酸化グラフェンである場合であっても下記の第３のステップ以降を行うことに限定されない。
【００７６】
［第３のステップ］
第２のステップの次に、第２の混合物に対して、還元剤および溶媒を加え、第３の混合物を形成する（図３（Ｔ３）参照）。このとき、ｐＨ調整剤を加えてもよい。第３の混合物を形成し、撹拌することによって、保護層５６の有するグラフェン化合物は還元される。したがって、保護層５６が酸化グラフェンを有する場合には、酸化グラフェンが還元され、ＲＧＯが生成する。
【００７７】
還元剤としては、アスコルビン酸、ヒドラジン、ジメチルヒドラジン、ヒドロキノン、水素化硼素ナトリウム（ＮａＢＨ４）、水素化アルミニウムリチウム（ＬｉＡｌＨ４）、またはＮ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン、あるいはそれらの誘導体を用いることができる。特に、アスコルビン酸及びヒドロキノンは、ヒドラジンや水素化硼素ナトリウムに比べ還元力が弱いため安全性が高く、工業的に利用しやすい点において好ましい。
【００７８】
溶媒としては、極性溶媒を用いることができる。還元剤を溶解することができるものであれば、限定されない。例えば、水、メタノール、エタノール、アセトン、ＴＨＦ、ＤＭＦ、ＮＭＰ、ＤＭＳＯ、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびグリセリンのいずれか一種または二種以上の混合液を用いることができる。
【００７９】
ｐＨ調整剤としては、各種アルカリ溶液またはアルカリ塩を用いることができ、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化カルシウム、水酸化リチウム、水酸化アンモニウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、炭酸カルシウムまたは炭酸リチウム等を用いることができる。
【００８０】
［第４のステップ］
次に、第３の混合物をろ過し、固形物を回収する（図３（Ｔ４）参照）。このとき、得られた固形物を水およびアセトン等で洗浄してもよい。このとき固形物には、活物質５４およびグラフェン化合物が含まれ、ろ液には、還元剤、溶媒およびｐＨ調整剤等が含まれる。したがって、ろ過することによって、還元剤、溶媒およびｐＨ調整剤等を除去し、活物質５４およびグラフェン化合物のみを回収することができる。
【００８１】
［第５のステップ］
次に、得られた固形物を減圧雰囲気下または不活性雰囲気下、加熱する（図３（Ｔ５）参照）。これによって、当該固形物中に残留した溶媒を蒸発させることができる。また、第３のステップにおけるグラフェン化合物の還元反応が十分に進行していなかったとしても、本ステップにおいて加熱を行うことにより、再度グラフェン化合物の還元反応を進行させることができる。
【００８２】
減圧雰囲気下、４０℃以上３００℃以下の温度で、１分以上１０時間以下加熱することにより、当該固形物に残留した溶媒を蒸発させ、また、酸化グラフェンを還元することができる。
【００８３】
以上が、活物質５４を囲む保護層５６の形成方法である。
【００８４】
＜電極の製造方法＞
次に、図４を用いて保護層５３を有する電極５０の製造方法について説明する。
【００８５】
［第１のステップ］
まず、活物質５４および溶媒を有する第１の混合物を形成する（図４（Ｓ１）参照）。
【００８６】
第１の混合物に用いる溶媒は、極性溶媒であることが好ましい。例えば、水、メタノール、エタノール、アセトン、ＴＨＦ、ＤＭＦ、ＮＭＰ及びＤＭＳＯのいずれか一種又は二種以上の混合液を用いることができる。
【００８７】
活物質５４として、正極活物質を用いると、蓄電装置の正極として機能する電極を製造することができる。また、活物質５４として負極活物質を用いると、蓄電装置の負極として機能する電極を製造することができる。
【００８８】
なお、活物質５４として保護層５６に囲まれる活物質５４を使用することにより、保護層５６に囲まれる活物質５４を有する電極５０を製造することが可能である。
【００８９】
また、第１の混合物は、活物質５４及び溶媒の他に、導電助剤およびバインダ等を有していてもよい。
【００９０】
正極活物質、負極活物質層、導電助剤およびバインダとして用いることのできる材料については、後述する。
【００９１】
［第２のステップ］
次に、第１の混合物を集電体５１上に設ける（図４（Ｓ２）参照）。第１の混合物を集電体５１上に設ける方法としては、アプリケータロールなどのロールコート法、スクリーン印刷法、ドクターブレード法、スピンコート法、バーコート法等の塗布方法を適用することができる。
【００９２】
上述のように、集電体５１には、耐熱性の高い材料を用いることができる。
【００９３】
［第３のステップ］
次に、第１の混合物に含まれる溶媒を蒸発させ、活物質層５２を形成する（図４（Ｓ３）参照）。
【００９４】
例えば、４０℃以上１７０℃以下、好ましくは６０℃以上１００℃以下の温度で、１分以上１０時間以下加熱することにより、溶媒を蒸発させることができる。
【００９５】
［第４のステップ］
次に、グラフェン化合物および溶媒を有する第２の混合物を形成する（図４（Ｓ４）参照）。
【００９６】
グラフェン化合物としては、例えば、酸化グラフェンを用いることができる。
【００９７】
第２の混合物に用いる溶媒は、極性溶媒であることが好ましい。例えば、水、メタノール、エタノール、アセトン、ＴＨＦ、ＤＭＦ、ＮＭＰ、ＤＭＳＯ、エチレングリコール、ジエチレングリコールおよびグリセリンのいずれか一種又は二種以上の混合液を用いることができる。
【００９８】
［第５のステップ］
次に、第２の混合物を集電体５１上および活物質層５２上に設ける（図４（Ｓ５）参照）。第２の混合物を集電体５１上および活物質層５２上に設ける方法としては、第１の混合物を集電体５１上に設ける方法と同様の方法を用いる、または、ディップコート法、キャスト法または電気泳動電着法等を用いることができる。
【００９９】
次に、第２の混合物を大気雰囲気下、加熱する。これによって、第４の混合物に含まれる溶媒が蒸発し、保護層５３が形成される。
【０１００】
例えば、４０℃以上１７０℃以下、好ましくは６０℃以上１００℃以下の温度で、１分以上１０時間以下加熱することにより、溶媒を蒸発させることができる。
【０１０１】
［第６のステップ］
次に、集電体５１、活物質層５２および保護層５３を、窒素および水素雰囲気下で加熱する（図４（Ｓ６）参照）。
【０１０２】
保護層５３がグラフェン化合物として酸化グラフェンを有する場合、第７のステップにおいて保護層５３に含まれる酸化グラフェンは還元され、ＲＧＯが生成する。したがって、グラフェン化合物としてＲＧＯを有する層である保護層５３が形成される。ただし、本製造方法は、第２の混合物がグラフェン化合物として酸化グラフェンを有する場合、酸化グラフェンを還元することに限定されない。第２の混合物がグラフェン化合物として酸化グラフェンを有する場合に、酸化グラフェンを還元しなくてもよい。
【０１０３】
窒素および水素雰囲気下、４００℃以上８００℃以下の温度で、１分以上１０時間以下加熱することにより、酸化グラフェンを還元することができる。
【０１０４】
上述のように、集電体に耐熱性の高い材料を用いることにより、集電体の熱による変形、または、熱による劣化等を防ぐことができる。したがって、第６のステップに記載のように高温での加熱を行っても集電体５１の変形または劣化を防ぐことができ、好ましい。
【０１０５】
以上が、電極５０の製造方法に関する説明である。
【０１０６】
＜材料＞
次に、電極５０の有する材料について説明する。
【０１０７】
［正極活物質］
正極活物質として例えば、層状岩塩型の結晶構造、またはスピネル型の結晶構造を有する複合酸化物等を用いることができる。また、正極活物質として例えば、ポリアニオン系の正極材料を用いることができる。ポリアニオン系の正極材料として例えば、オリビン型の結晶構造を有する材料、ナシコン型の材料、等が挙げられる。また、正極活物質として例えば、硫黄を有する正極材料を用いることができる。
【０１０８】
正極活物質として、様々な複合酸化物を用いることができる。例えば、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ２ＭｎＯ３、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ５、ＭｎＯ２等の化合物を用いることができる。
【０１０９】
層状岩塩型の結晶構造を有する材料として例えば、ＬｉＭＯ２で表される複合酸化物を用いることができる。元素Ｍは、ＣｏまたはＮｉより選ばれる一以上であることが好ましい。ＬｉＣｏＯ２は、容量が大きいこと、大気中で安定であること、熱的に比較的安定であること等の利点があるため、好ましい。また、元素Ｍとして、ＣｏおよびＮｉより選ばれる一以上に加えて、ＡｌおよびＭｎより選ばれる一以上を有してもよい。
【０１１０】
例えば、ＬｉＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯｗ（ｘ、ｙ、ｚおよびｗはそれぞれ例えばｘ＝ｙ＝ｚ＝１／３またはその近傍、ｗ＝２またはその近傍）を用いることができる。また、例えば、ＬｉＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯｗ（ｘ、ｙ、ｚおよびｗはそれぞれ例えばｘ＝０．８またはその近傍、ｙ＝０．１またはその近傍、ｚ＝０．１またはその近傍、ｗ＝２またはその近傍）を用いることができる。また、例えば、ＬｉＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯｗ（ｘ、ｙ、ｚおよびｗはそれぞれ例えばｘ＝０．５またはその近傍、ｙ＝０．３またはその近傍、ｚ＝０．２またはその近傍、ｗ＝２またはその近傍）を用いることができる。また、例えば、ＬｉＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯｗ（ｘ、ｙ、ｚおよびｗはそれぞれ例えばｘ＝０．６またはその近傍、ｙ＝０．２またはその近傍、ｚ＝０．２またはその近傍、ｗ＝２またはその近傍）を用いることができる。また、例えば、ＬｉＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯｗ（ｘ、ｙ、ｚおよびｗはそれぞれ例えばｘ＝０．４またはその近傍、ｙ＝０．４またはその近傍、ｚ＝０．２またはその近傍、ｗ＝２またはその近傍）を用いることができる。
【０１１１】
近傍とは例えば、その値の０．９倍より大きく１．１倍より小さい値である。
【０１１２】
正極活物質が有する遷移金属やリチウムの一部をＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇなどから選ばれる一以上の元素で置換した材料や、正極活物質にＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｇなどから選ばれる一以上の元素をドープした材料を正極活物質として使用してもよい。
【０１１３】
また、正極活物質として例えば、複合酸化物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、ＬｉＮｉｘＭｎｙＣｏｚＯ２（ｘ、ｙ、ｚ＞０、ｘ＋ｙ＋ｚ＝１）とＬｉ２ＭｎＯ３の固溶体を正極活物質として用いることができる。
【０１１４】
スピネル型の結晶構造を有する材料として例えば、ＬｉＭ２Ｏ４で表される複合酸化物を用いることができる。元素ＭとしてＭｎを有することが好ましい。例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４を用いることができる。また元素Ｍとして、Ｍｎに加えてＮｉを有することにより、二次電池の放電電圧が向上し、エネルギー密度が向上する場合があり、好ましい。また、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−ｘＭｘＯ２（Ｍ＝Ｃｏ、Ａｌ等））を混合することにより、二次電池の特性を向上させることができ好ましい。
【０１１５】
正極活物質は例えば、一次粒子の平均粒子径が、１ｎｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、５０ｎｍ以上５０μｍ以下であることがより好ましく、１μｍ以上３０μｍ以下であることがより好ましい。また比表面積が１ｍ２／ｇ以上２０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。また、二次粒子の平均粒子径は、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。なお平均粒子径は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）またはＴＥＭによる観察、またはレーザ回折・散乱法を用いた粒度分布計等によって測定することができる。また比表面積は、ガス吸着法により測定することができる。
【０１１６】
正極活物質の表面に炭素層などの導電性材料を設けてもよい。炭素層などの導電性材料を設けることで、電極の導電性を向上させることができる。例えば、正極活物質への炭素層の被覆は、正極活物質の焼成時にグルコース等の炭水化物を混合することで形成することができる。また、導電性材料として、グラフェン、マルチグラフェン、酸化グラフェン（ＧＯ：Ｇｒａｐｈｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅ）又はＲＧＯ（Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｇｒａｐｈｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅ）を用いることができる。ここで、ＲＧＯは例えば、酸化グラフェン（ＧＯ）を還元して得られる化合物を指す。
【０１１７】
正極活物質の表面に酸化物又はフッ化物の一以上を有する層を設けてもよい。酸化物は、正極活物質と異なる組成を有してもよい。また、酸化物は、正極活物質と同じ組成を有してもよい。
【０１１８】
ポリアニオン系の正極材料として例えば、酸素と、元素Ｘと、金属Ａと、金属Ｍと、を有する複合酸化物を用いることができる。金属ＭはＦｅ、Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂの一以上であり、金属ＡはＬｉ、Ｎａ、Ｍｇの一以上であり、元素ＸはＳ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉの一以上である。
【０１１９】
オリビン型の結晶構造を有する材料として例えば、複合材料（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用いることができる。
【０１２０】
特にＬｉＦｅＰＯ４は、安全性、安定性、高容量密度、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。
【０１２１】
オリビン型の結晶構造を有する正極活物質は例えば、一次粒子の平均粒子径が、１ｎｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、１０ｎｍ以上５μｍ以下であることがより好ましく、５０ｎｍ以上２μｍ以下であることがより好ましい。また比表面積が１ｍ２／ｇ以上２０ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。また、二次粒子の平均粒子径は、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。
【０１２２】
また、一般式Ｌｉ（２−ｊ）ＭＳｉＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上、０≦ｊ≦２）等の複合材料を用いることができる。一般式Ｌｉ（２−ｊ）ＭＳｉＯ４の代表例としては、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＣｏＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＭｎＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｋＮｉｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｋＭｎｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｋＭｎｌＳｉＯ４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｍＮｉｎＣｏｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｍＮｉｎＭｎｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｍＣｏｎＭｎｑＳｉＯ４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１）、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｒＮｉｓＣｏｔＭｎｕＳｉＯ４（ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは１以下、０＜ｒ＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いることができる。
【０１２３】
また、ＡｘＭ２（ＸＯ４）３（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ｘ＝Ｓ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉ）の一般式で表されるナシコン型化合物を用いることができる。ナシコン型化合物としては、Ｆｅ２（ＭｎＯ４）３、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、Ｌｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３等がある。また、正極活物質として、Ｌｉ２ＭＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＭＰ２Ｏ７、Ｌｉ５ＭＯ４（Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ）の一般式で表される化合物を用いることができる。
【０１２４】
また、正極活物質として、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酸化物、バナジウム酸化物系（Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、ＬｉＶ３Ｏ８等）、マンガン酸化物、有機硫黄化合物等の材料を用いることができる。
【０１２５】
また、正極活物質として、一般式ＬｉＭＢＯ３（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ））で表されるホウ酸塩系正極材料を用いることができる。
【０１２６】
また、正極活物質として、組成式ＬｉａＭｎｂＭｃＯｄで表すことができるリチウムマンガン複合酸化物を用いることができる。ここで、元素Ｍは、リチウム、マンガン以外から選ばれた金属元素、またはシリコン、リンを用いることが好ましく、ニッケルであることがさらに好ましい。また、リチウムマンガン複合酸化物の粒子全体を測定する場合、放電時に０＜ａ／（ｂ＋ｃ）＜２、かつｃ＞０、かつ０．２６≦（ｂ＋ｃ）／ｄ＜０．５を満たすことが好ましい。なお、高容量を発現させるために、表層部と中心部で、結晶構造、結晶方位または酸素含有量が異なる領域を有するリチウムマンガン複合酸化物とすることが好ましい。このようなリチウムマンガン複合酸化物とするためには例えば、１．６≦ａ≦１．８４８、０．１９≦ｃ／ｂ≦０．９３５、２．５≦ｄ≦３とすることが好ましい。さらに、Ｌｉ１．６８Ｍｎ０．８０６２Ｎｉ０．３１８Ｏ３の組成式であらわされるリチウムマンガン複合酸化物を用いることが特に好ましい。本明細書等において、Ｌｉ１．６８Ｍｎ０．８０６２Ｎｉ０．３１８Ｏ３の組成式であらわされるリチウムマンガン複合酸化物とは、原料材料の量の割合（モル比）を、Ｌｉ２ＣＯ３：ＭｎＣＯ３：ＮｉＯ＝０．８４：０．８０６２：０．３１８とすることにより形成したリチウムマンガン複合酸化物をいう。そのため該リチウムマンガン複合酸化物は、組成式Ｌｉ１．６８Ｍｎ０．８０６２Ｎｉ０．３１８Ｏ３で表されるが、この組成からずれることもある。
【０１２７】
なお、リチウムマンガン複合酸化物の粒子全体の金属、シリコン、リン等の組成は、例えばＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析計）を用いて測定することができる。またリチウムマンガン複合酸化物の粒子全体の酸素の組成は、例えばＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析法）を用いて測定することが可能である。また、ＩＣＰ−ＭＳ分析と併用して、融解ガス分析、ＸＡＦＳ（Ｘ線吸収微細構造）分析の価数評価を用いることで求めることができる。なお、リチウムマンガン複合酸化物とは、少なくともリチウムとマンガンとを含む酸化物をいい、クロム、コバルト、アルミニウム、ニッケル、鉄、マグネシウム、モリブデン、亜鉛、インジウム、ガリウム、銅、チタン、ニオブ、シリコン、およびリンなどからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を含んでいてもよい。
【０１２８】
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、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。例えばナトリウム含有層状酸化物を用いることができる。
【０１２９】
ナトリウムを有する材料として例えば、ＮａＦｅＯ２や、Ｎａ２／３［Ｆｅ１／２Ｍｎ１／２］Ｏ２、Ｎａ２／３［Ｎｉ１／３Ｍｎ２／３］Ｏ２、Ｎａ２Ｆｅ２（ＳＯ４）３、Ｎａ３Ｖ２（ＰＯ４）３、Ｎａ２ＦｅＰＯ４Ｆ、ＮａＶＰＯ４Ｆ、ＮａＭＰＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ））、Ｎａ２ＦｅＰＯ４Ｆ、Ｎａ４Ｃｏ３（ＰＯ４）２Ｐ２Ｏ７、などのナトリウム含有酸化物を正極活物質として用いることができる。
【０１３０】
また、正極活物質として、リチウム含有金属硫化物を用いることができる。例えば、Ｌｉ２ＴｉＳ３、Ｌｉ３ＮｂＳ４などが挙げられる。
【０１３１】
［負極活物質］
負極活物質としては、例えば合金系材料や炭素系材料等を用いることができる。
【０１３２】
負極活物質として、リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが可能な元素を用いることができる。例えば、シリコン、スズ、ガリウム、アルミニウム、ゲルマニウム、鉛、アンチモン、ビスマス、銀、亜鉛、カドミウム、インジウム等のうち少なくとも一つを含む材料を用いることができる。このような元素は炭素と比べて容量が大きく、特にシリコンは理論容量が４２００ｍＡｈ／ｇと高い。このため、負極活物質にシリコンを用いることが好ましい。また、これらの元素を有する化合物を用いてもよい。例えば、ＳｉＯ、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｇｅ、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、Ｍｇ２Ｓｎ、ＳｎＳ２、Ｖ２Ｓｎ３、ＦｅＳｎ２、ＣｏＳｎ２、Ｎｉ３Ｓｎ２、Ｃｕ６Ｓｎ５、Ａｇ３Ｓｎ、Ａｇ３Ｓｂ、Ｎｉ２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ３、ＬａＳｎ３、Ｌａ３Ｃｏ２Ｓｎ７、ＣｏＳｂ３、ＩｎＳｂ、ＳｂＳｎ等がある。ここで、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元素、および該元素を有する化合物等を合金系材料と呼ぶ場合がある。
【０１３３】
本明細書等において、ＳｉＯは例えば一酸化シリコンを指す。あるいはＳｉＯは、ＳｉＯｘと表すこともできる。ここでｘは１近傍の値を有することが好ましい。例えばｘは、０．２以上１．５以下が好ましく、０．３以上１．２以下が好ましい。
【０１３４】
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を用いればよい。
【０１３５】
黒鉛としては、人造黒鉛や、天然黒鉛等が挙げられる。人造黒鉛としては例えば、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が挙げられる。ここで人造黒鉛として、球状の形状を有する球状黒鉛を用いることができる。例えば、ＭＣＭＢは球状の形状を有する場合があり、好ましい。また、ＭＣＭＢはその表面積を小さくすることが比較的容易であり、好ましい場合がある。天然黒鉛としては例えば、鱗片状黒鉛、球状化天然黒鉛等が挙げられる。
【０１３６】
黒鉛はリチウムイオンが黒鉛に挿入されたとき（リチウム−黒鉛層間化合物の生成時）にリチウム金属と同程度に低い電位を示す（０．０５Ｖ以上０．３Ｖ以下  ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）。これにより、リチウムイオン二次電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒鉛は、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が比較的小さい、安価である、リチウム金属に比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。
【０１３７】
また、負極活物質として、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、リチウムチタン酸化物（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、リチウム−黒鉛層間化合物（ＬｉｘＣ６）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タングステン（ＷＯ２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物を用いることができる。
【０１３８】
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＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）を用いることができる。例えば、Ｌｉ２．６Ｃｏ０．４Ｎ３は大きな充放電容量（９００ｍＡｈ／ｇ、１８９０ｍＡｈ／ｃｍ３）を示し好ましい。
【０１３９】
リチウムと遷移金属の複窒化物を用いると、負極活物質中にリチウムイオンを含むため、正極活物質としてリチウムイオンを含まないＶ２Ｏ５、Ｃｒ３Ｏ８等の材料と組み合わせることができ好ましい。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも、あらかじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させることで、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。
【０１４０】
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、リチウムとの合金を作らない遷移金属酸化物を負極活物質に用いてもよい。コンバージョン反応が生じる材料としては、さらに、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＲｕＯ２、Ｃｒ２Ｏ３等の酸化物、ＣｏＳ０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ３Ｎ２、Ｃｕ３Ｎ、Ｇｅ３Ｎ４等の窒化物、ＮｉＰ２、ＦｅＰ２、ＣｏＰ３等のリン化物、ＦｅＦ３、ＢｉＦ３等のフッ化物でも起こる。
【０１４１】
［導電助剤］
導電助剤としては、炭素材料、金属材料、又は導電性セラミックス材料等を用いることができる。また、導電助剤として繊維状の材料を用いてもよい。活物質層の総量に対する導電助剤の含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が好ましく、１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下がより好ましい。
【０１４２】
導電助剤により、活物質層中に電気伝導のネットワークを形成することができる。また、導電助剤により、活物質どうしの電気伝導の経路を維持することができる。活物質層中に導電助剤を添加することにより、高い電気伝導性を有する活物質層を実現することができる。
【０１４３】
導電助剤としては、例えば天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ等の人造黒鉛、炭素繊維などを用いることができる。炭素繊維としては、例えばメソフェーズピッチ系炭素繊維、等方性ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維を用いることができる。また炭素繊維として、カーボンナノファイバーやカーボンナノチューブなどを用いることができる。カーボンナノチューブは、例えば気相成長法などで作製することができる。また、導電助剤として、例えばカーボンブラック（アセチレンブラック（ＡＢ）など）、グラファイト（黒鉛）粒子、グラフェン、フラーレンなどの炭素材料を用いることができる。また、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金などの金属粉末や金属繊維、導電性セラミックス材料等を用いることができる。
【０１４４】
また、導電助剤として導電性の高いグラフェン化合物を用いてもよい。また、上記の保護層５３または保護層５６等が導電助剤として機能してもよい。
【０１４５】
［バインダ］
バインダとしては、例えば、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレン−スチレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体などのゴム材料を用いることが好ましい。またバインダとして、フッ素ゴムを用いることができる。
【０１４６】
また、バインダとしては、例えば水溶性の高分子を用いることが好ましい。水溶性の高分子としては、例えば多糖類などを用いることができる。多糖類としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ジアセチルセルロース、再生セルロースなどのセルロース誘導体や、澱粉などを用いることができる。また、これらの水溶性の高分子を、前述のゴム材料と併用して用いると、さらに好ましい。
【０１４７】
または、バインダとしては、ポリスチレン、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル（ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、エチレンプロピレンジエンポリマー、ポリ酢酸ビニル、ニトロセルロース等の材料を用いることが好ましい。
【０１４８】
バインダは上記のうち複数を組み合わせて使用してもよい。
【０１４９】
例えば粘度調整効果の特に優れた材料と、他の材料とを組み合わせて使用してもよい。例えばゴム材料等は接着力や弾性力に優れる反面、溶媒に混合した場合に粘度調整が難しい場合がある。このような場合には例えば、粘度調整効果の特に優れた材料と混合することが好ましい。粘度調整効果の特に優れた材料としては、例えば水溶性高分子を用いるとよい。また、粘度調整効果に特に優れた水溶性高分子としては、前述の多糖類、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロースおよびジアセチルセルロース、再生セルロースなどのセルロース誘導体や、澱粉を用いることができる。
【０１５０】
なお、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体は、例えばカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩やアンモニウム塩などの塩とすることにより溶解度が上がり、粘度調整剤としての効果を発揮しやすくなる。溶解度が高くなることにより電極のスラリーを作製する際に活物質や他の構成要素との分散性を高めることもできる。本明細書においては、電極のバインダとして使用するセルロースおよびセルロース誘導体としては、それらの塩も含むものとする。
【０１５１】
水溶性高分子は水に溶解することにより粘度を安定化させ、また活物質や、バインダとして組み合わせる他の材料、例えばスチレンブタジエンゴムなどを、水溶液中に安定して分散させることができる。また、官能基を有するために活物質表面に安定に吸着しやすいことが期待される。また、例えばカルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体は、例えば水酸基やカルボキシル基などの官能基を有する材料が多く、官能基を有するために高分子同士が相互作用し、活物質表面を広く覆って存在することが期待される。
【０１５２】
活物質表面を覆う、または表面に接するバインダが膜を形成する場合には、不動態膜としての役割を果たして電解液の分解を抑える効果も期待される。ここで、不動態膜とは、電気の伝導性のない膜、または電気伝導性の極めて低い膜であり、例えば活物質の表面に不動態膜が形成された場合には、電池反応電位において、電解液の分解を抑制することができる。また、不動態膜は、電気の伝導性を抑えるとともに、リチウムイオンは伝導できるとさらに望ましい。
【０１５３】
以上が、電極５０の有する材料についての説明である。
【０１５４】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。
【０１５５】
（実施の形態２）
本実施の形態では、先の実施の形態で説明した本発明の一態様の電極を使用することのできる蓄電装置について説明する。なお、本発明の一態様の電極は、下記で説明する蓄電装置の正極および負極のいずれか一方または両方として用いることができる。
【０１５６】
本発明の一態様の蓄電装置の一例として、リチウムイオン電池等の電気化学反応を用いる二次電池、電気二重層キャパシタ、レドックスキャパシタ等の電気化学キャパシタ、空気電池、燃料電池等が挙げられる。
【０１５７】
＜薄型蓄電池＞
図５に、蓄電装置の一例として、薄型の蓄電池について示す。図５は、薄型の蓄電池の一例を示す。薄型の蓄電池は、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。
【０１５８】
図５は薄型の蓄電池である蓄電池５００の外観図を示す。また、図６（Ａ）および図６（Ｂ）は、図１１に一点鎖線で示すＡ１−Ａ２断面およびＢ１−Ｂ２断面を示す。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。
【０１５９】
電解液５０８の溶媒としては、非プロトン性有機溶媒が好ましく、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ギ酸メチル、酢酸メチル、酪酸メチル、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジメチルスルホキシド、ジエチルエーテル、メチルジグライム、アセトニトリル、ベンゾニトリル、テトラヒドロフラン、スルホラン、スルトン等の１種、又はこれらのうちの２種以上を任意の組み合わせおよび比率で用いることができる。
【０１６０】
また、電解液の溶媒として、難燃性および難揮発性であるイオン液体（常温溶融塩）を一つ又は複数用いることで、蓄電装置の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても、蓄電装置の破裂や発火などを防ぐことができる。イオン液体は、カチオンとアニオンからなり、有機カチオンとアニオンとを含む。電解液に用いる有機カチオンとして、四級アンモニウムカチオン、三級スルホニウムカチオン、および四級ホスホニウムカチオン等の脂肪族オニウムカチオンや、イミダゾリウムカチオンおよびピリジニウムカチオン等の芳香族カチオンが挙げられる。また、電解液に用いるアニオンとして、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、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アニオン、パーフルオロアルキルボレートアニオン、ヘキサフルオロホスフェートアニオン、またはパーフルオロアルキルホスフェートアニオン等が挙げられる。
【０１６１】
また、上記の溶媒に溶解させる電解質としては、キャリアにリチウムイオンを用いる場合、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０、Ｌｉ２Ｂ１２Ｃｌ１２、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＣ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２等のリチウム塩を一種、又はこれらのうちの二種以上を任意の組み合わせおよび比率で用いることができる。
【０１６２】
蓄電装置に用いる電解液は、粒状のごみや電解液の構成元素以外の元素（以下、単に「不純物」ともいう。）の含有量が少ない高純度化された電解液を用いることが好ましい。具体的には、電解液に対する不純物の重量比を１％以下、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．０１％以下とすることが好ましい。
【０１６３】
また、電解液にビニレンカーボネート、プロパンスルトン（ＰＳ）、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン（ＴＢＢ）、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、リチウムビス（オキサレート）ボレート（ＬｉＢＯＢ）などの添加剤を添加してもよい。添加する材料の濃度は、例えば溶媒全体に対して０．１ｗｅｉｇｈｔ％以上５ｗｅｉｇｈｔ％以下とすればよい。
【０１６４】
また、ポリマーを電解液で膨潤させたポリマーゲル電解質を用いてもよい。ポリマーゲル電解質を用いることで、漏液等に対する安全性が高まる。また、二次電池の薄型化および軽量化が可能である。
【０１６５】
ゲル化されるポリマーとして、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を用いることができる。ポリマーとしては、例えばポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などのポリアルキレンオキシド構造を有するポリマーや、ＰＶｄＦ、およびポリアクリロニトリル等、およびそれらを含む共重合体等を用いることができる。例えばＰＶｄＦとヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）の共重合体であるＰＶｄＦ−ＨＦＰを用いることができる。また、形成されるポリマーは、多孔質形状を有してもよい。
【０１６６】
また、電解液の代わりに、キャリアイオン伝導性を有する液晶材料を用いたゲル状の電解質を用いることもできる。キャリアイオン伝導性を有する液晶材料としては、例えば、エチレンオキシド鎖またはプロピレンオキシド鎖を有する化合物と、キャリアイオン等の金属イオンを含む金属塩とを有し、自己組織化する機能を有する材料を用いることができる。また、キャリアイオン伝導性を有する液晶材料は、スメクチック相を示す液晶であると好ましい。エチレンオキシド鎖またはプロピレンオキシド鎖を有する化合物としては、カチオンとアニオンからなる複合体を用いてもよい。キャリアイオン等の金属イオンを含む金属塩としては、例えば、キャリアにリチウムイオンを用いる場合、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３またはＬｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ等を用いることができる。
【０１６７】
また、電解液の代わりに、硫化物系や酸化物系等の無機物材料を有する固体電解質や、ＰＥＯ系等の高分子材料を有する固体電解質を用いることができる。
【０１６８】
キャリアイオン伝導性を有する液晶材料を用いたゲル状の電解質や、固体電解質を用いる場合には、セパレータやスペーサの設置を不要とすることができる。また、漏液のおそれがなくなり安全性が飛躍的に向上する。すなわち、蓄電装置の爆発、発火、発煙等の可能性を大幅に減らすことができる。
【０１６９】
セパレータ５０７としては、例えば、紙、不織布、ガラス繊維、セラミックス、或いはナイロン（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、ポリウレタンを用いた合成繊維等で形成されたものを用いることができる。
【０１７０】
セパレータ５０７は袋状に加工し、正極５０３または負極５０６のいずれか一方を包むように配置することが好ましい。例えば、図７（Ａ）に示すように、正極５０３を挟むようにセパレータ５０７を２つ折りにし、正極５０３と重なる領域よりも外側で封止部５１４により封止することで、正極５０３をセパレータ５０７内に確実に担持することができる。そして、図７（Ｂ）に示すように、セパレータ５０７に包まれた正極５０３と負極５０６とを交互に積層し、これらを外装体５０９内に配置することで蓄電池５００を形成するとよい。
【０１７１】
次に、蓄電池を作製した後のエージングについて説明する。蓄電池を作製した後に、エージングを行うことが好ましい。エージング条件の一例について以下に説明する。まず初めに０．００１Ｃ以上０．２Ｃ以下のレートで充電を行う。温度は例えば室温以上、５０℃以下とすればよい。ここで、正極や負極の反応電位が電解液５０８の電位窓の範囲を超える場合には、蓄電池の充放電により電解液の分解が生じる場合がある。電解液の分解によりガスが発生した場合には、そのガスがセル内にたまると、電解液が電極表面と接することができない領域が発生してしまう。つまり電極の実効的な反応面積が減少し、実効的な抵抗が高くなることに相当する。
【０１７２】
また、過度に抵抗が高くなると、負極電位が下がることによって、黒鉛へのリチウム挿入が起こると同時に、黒鉛表面へのリチウム析出も生じてしまう。このリチウム析出は容量の低下を招く場合がある。例えば、リチウムが析出した後、表面に被膜等が成長してしまうと、表面に析出したリチウムが再溶出できなくなり、容量に寄与しないリチウムが増えてしまう。また、析出したリチウムが物理的に崩落し、電極との導通を失った場合にも、やはり容量に寄与しないリチウムが生じてしまう。よって、負極電極の電位が充電電圧上昇によりリチウム電位まで到達する前に、ガスを抜くことが好ましい。
【０１７３】
また、ガス抜きを行った後に、室温よりも高い温度、好ましくは３０℃以上６０℃以下、より好ましくは３５℃以上５０℃以下において、例えば１時間以上１００時間以下、充電状態で保持してもよい。初めに行う充電の際に、表面で分解した電解液は黒鉛の表面に被膜を形成する。よって、例えばガス抜き後に室温よりも高い温度で保持することにより、形成された被膜が緻密化する場合も考えられる。
【０１７４】
図８には、リード電極に集電体を溶接する例を示す。図８（Ａ）に示すように、セパレータ５０７に包まれた正極５０３と、負極５０６と、を交互に重ねる。次に、正極集電体５０１を正極リード電極５１０に、負極集電体５０４を負極リード電極５１１に、それぞれ溶接する。正極集電体５０１を正極リード電極５１０に溶接する例を図８（Ｂ）に示す。正極集電体５０１は、超音波溶接などを用いて溶接領域５１２で正極リード電極５１０に溶接される。また、正極集電体５０１は、図８（Ｂ）に示す湾曲部５１３を有することにより、蓄電池５００の作製後に外から力が加えられて生じる応力を緩和することができ、蓄電池５００の信頼性を高めることができる。
【０１７５】
図５および図６に示す蓄電池５００において、正極リード電極５１０は正極５０３が有する正極集電体５０１と、負極リード電極５１１は負極５０６が有する負極集電体５０４と、それぞれ超音波接合される。また、外部との電気的接触を得る端子の役割を正極集電体５０１および負極集電体５０４で兼ねることもできる。その場合は、リード電極を用いずに、正極集電体５０１および負極集電体５０４の一部を外装体５０９から外側に露出するように配置してもよい。
【０１７６】
また、図５では正極リード電極５１０と負極リード電極５１１は同じ辺に配置されているが、図９に示すように、正極リード電極５１０と負極リード電極５１１を異なる辺に配置してもよい。このように、本発明の一態様の蓄電池は、リード電極を自由に配置することができるため、設計自由度が高い。よって、本発明の一態様の蓄電池を用いた製品の設計自由度を高めることができる。また、本発明の一態様の蓄電池を用いた製品の生産性を高めることができる。
【０１７７】
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フィルムを用いることができる。
【０１７８】
また図６では、一例として、正極と負極の数を合計６としているが、勿論、電極の数は６に限定されず、多くてもよいし、少なくてもよい。電極の数が多い場合には、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、電極の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。
【０１７９】
上記構成において、二次電池の外装体５０９は、最小の曲率半径が例えば、３ｍｍ以上３０ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以上１０ｍｍ以下となるように変形することができる。二次電池の外装体であるフィルムは、１枚または２枚で構成されており、積層構造の二次電池である場合、湾曲させた電池の断面構造は、外装体であるフィルムの２つの曲線で挟まれた構造となる。
【０１８０】
面の曲率半径について、図１０を用いて説明する。図１０（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１０（Ｂ）に曲面１７００の上面図を示す。図１０（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。
【０１８１】
２枚のフィルムを外装体として電極・電解液など１８０５を挟む二次電池を湾曲させた場合には、二次電池の曲率中心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１１（Ａ））。二次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１１（Ｂ））。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、このように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許容範囲内に抑えることができる。そのため、二次電池は、曲率中心に近い側の外装体の最小の曲率半径が例えば、３ｍｍ以上３０ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以上１０ｍｍ以下となるように変形することができる。
【０１８２】
なお、二次電池の断面形状は、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１１（Ｃ）に示す形状や、波状（図１１（Ｄ））、Ｓ字形状などとすることもできる。二次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最小の曲率半径が例えば、３ｍｍ以上３０ｍｍ以下、より好ましくは３ｍｍ以上１０ｍｍ以下となるように変形することができる。
【０１８３】
次に、正極、負極およびセパレータの積層の様々な例を示す。
【０１８４】
図１４（Ａ）には、正極１１１及び負極１１５を６層ずつ積層する例について示す。正極１１１が有する正極集電体１２１の片面に正極活物質層１２２が設けられている。また、負極１１５が有する負極集電体１２５の片面に負極活物質層１２６が設けられている。
【０１８５】
また、図１４（Ａ）に示す構成では、正極１１１の正極活物質層１２２を有さない面同士が接し、負極１１５の負極活物質層１２６を有さない面同士が接するように、正極１１１及び負極１１５が積層される。このような積層順とすることで、正極１１１の正極活物質層１２２を有さない面同士、負極１１５の負極活物質層１２６を有さない面同士という、金属同士の接触面をつくることができる。金属同士の接触面は、活物質とセパレータとの接触面と比較して摩擦係数を小さくすることができる。
【０１８６】
そのため、二次電池１０を湾曲したとき、正極１１１の正極活物質層１２２を有さない面同士、負極１１５の負極活物質層１２６を有さない面同士が滑ることで、湾曲の内径と外径の差により生じる応力を逃がすことができる。ここで湾曲の内径とは例えば、蓄電池５００を湾曲させる場合に、蓄電池５００の外装体５０９において、湾曲部の内側に位置する面が有する曲率半径を指す。そのため、蓄電池５００の劣化を抑制することができる。また、信頼性の高い蓄電池５００とすることができる。
【０１８７】
また、図１４（Ｂ）に、図１４（Ａ）と異なる正極１１１と負極１１５の積層の例を示す。図１４（Ｂ）に示す構成では、正極集電体１２１の両面に正極活物質層１２２を設けている点において、図１４（Ａ）に示す構成と異なる。図１４（Ｂ）のように正極集電体１２１の両面に正極活物質層１２２を設けることで、蓄電池５００の単位体積あたりの容量を大きくすることができる。
【０１８８】
また、図１４（Ｃ）に、図１４（Ｂ）と異なる正極１１１と負極１１５の積層の例を示す。図１１（Ｃ）に示す構成では、負極集電体１２５の両面に負極活物質層１２６を設けている点において、図１１（Ｂ）に示す構成と異なる。図１１（Ｃ）のように負極集電体１２５の両面に負極活物質層１２６を設けることで、蓄電池５００の単位体積あたりの容量をさらに大きくすることができる。
【０１８９】
また、図１４および図１４に示す構成では、セパレータ１２３が正極１１１を袋状に包む構成であったが、本発明はこれに限られるものではない。ここで、図１５（Ａ）に、図１４（Ａ）と異なる構成のセパレータ１２３を有する例を示す。図１５（Ａ）に示す構成では、正極活物質層１２２と負極活物質層１２６との間にシート状のセパレータ１２３を１枚ずつ設けている点において、図１４（Ａ）に示す構成と異なる。図１５（Ａ）に示す構成では、正極１１１及び負極１１５を６層ずつ積層しており、セパレータ１２３を６層設けている。
【０１９０】
また、図１５（Ｂ）に図１５（Ａ）とは異なるセパレータ１２３を設けた例を示す。図１５（Ｂ）に示す構成では、１枚のセパレータ１２３が正極活物質層１２２と負極活物質層１２６の間に挟まれるように複数回折り返されている点において、図１５（Ａ）に示す構成と異なる。また、図１５（Ｂ）の構成は、図１５（Ａ）に示す構成の各層のセパレータ１２３を延長して層間をつなぎあわせた構成ということもできる。図１５（Ｂ）に示す構成では、正極１１１及び負極１１５を６層ずつ積層しており、セパレータ１２３を少なくとも５回以上折り返すことが好ましい。また、セパレータ１２３は、正極活物質層１２２と負極活物質層１２６の間に挟まれるように設けるだけでなく、延長して複数の正極１１１と負極１１５を一まとめに結束するようにしてもよい。
【０１９１】
また図１６に示すように正極、負極およびセパレータを積層してもよい。図１６（Ａ）は第１の電極組立体１３０、図１６（Ｂ）は第２の電極組立体１３１の断面図である。図１６（Ｃ）は、図１（Ａ）の一点破線Ａ１−Ａ２における断面図である。なお、図１６（Ｃ）では図を明瞭にするため、第１の電極組立体１３０、電極組立体１３１およびセパレータ１２３を抜粋して示す。
【０１９２】
図１６（Ｃ）に示すように、蓄電池５００は、複数の第１の電極組立体１３０および複数の電極組立体１３１を有する。
【０１９３】
図１６（Ａ）に示すように、第１の電極組立体１３０では、正極集電体１２１の両面に正極活物質層１２２を有する正極１１１ａ、セパレータ１２３、負極集電体１２５の両面に負極活物質層１２６を有する負極１１５ａ、セパレータ１２３、正極集電体１２１の両面に正極活物質層１２２を有する正極１１１ａがこの順に積層されている。また図１６（Ｂ）に示すように、第２の電極組立体１３１では、負極集電体１２５の両面に負極活物質層１２６を有する負極１１５ａ、セパレータ１２３、正極集電体１２１の両面に正極活物質層１２２を有する正極１１１ａ、セパレータ１２３、負極集電体１２５の両面に負極活物質層１２６を有する負極１１５ａがこの順に積層されている。
【０１９４】
さらに図１６（Ｃ）に示すように、複数の第１の電極組立体１３０および複数の電極組立体１３１は、捲回したセパレータ１２３によって覆われている。
【０１９５】
［コイン型蓄電池］
次に蓄電装置の一例として、コイン型の蓄電池の一例について、図１２を参照して説明する。図１２（Ａ）はコイン型（単層偏平型）の蓄電池の外観図であり、図１２（Ｂ）は、その断面図である。
【０１９６】
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３０２とが、ポリプロピレン等で形成されたガスケット３０３で絶縁シールされている。正極３０４は、正極集電体３０５と、これと接するように設けられた正極活物質層３０６により形成される。
【０１９７】
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。
【０１９８】
正極３０４は、正極５０３の記載を参照すればよい。正極活物質層３０６は、正極活物質層５０２を参照すればよい。負極３０７は、負極５０６を参照すればよい。負極活物質層３０９は、負極活物質層５０５の記載を参照すればよい。セパレータ３１０は、セパレータ５０７の記載を参照すればよい。電解液は、電解液５０８の記載を参照すればよい。
【０１９９】
なお、コイン型の蓄電池３００に用いる正極３０４および負極３０７は、それぞれ活物質層は片面のみに形成すればよい。
【０２００】
正極缶３０１、負極缶３０２には、電解液に対して耐食性のあるニッケル、アルミニウム、チタン等の金属、又はこれらの合金やこれらと他の金属との合金（例えばステンレス鋼等）を用いることができる。また、電解液による腐食を防ぐため、ニッケルやアルミニウム等を被覆することが好ましい。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。
【０２０１】
これら負極３０７、正極３０４およびセパレータ３１０を電解質に含浸させ、図１２（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。
【０２０２】
［円筒型蓄電池］
次に蓄電装置の一例として、円筒型の蓄電池を示す。円筒型の蓄電池について、図１３を参照して説明する。円筒型の蓄電池６００は、図１３（Ａ）に示すように、上面に正極キャップ（電池蓋）６０１を有し、側面および底面に電池缶（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）６０２とは、ガスケット（絶縁パッキン）６１０によって絶縁されている。
【０２０３】
図１３（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、アルミニウム、チタン等の金属、又はこれらの合金やこれらと他の金属との合金（例えば、ステンレス鋼等）を用いることができる。また、電解液による腐食を防ぐため、ニッケルやアルミニウム等を被覆することが好ましい。電池缶６０２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。
【０２０４】
正極６０４は、正極５０３を参照すればよい。また負極６０６は、負極５０６を参照すればよい。また、正極６０４および負極６０６は、例えば実施の形態１に示す電極の作製方法を参照することができる。円筒型の蓄電池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ことが好ましい。正極６０４には正極端子（正極集電リード）６０３が接続され、負極６０６には負極端子（負極集電リード）６０７が接続される。正極端子６０３および負極端子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６０１と正極６０４との電気的な接続を切断するものである。また、ＰＴＣ素子６１１は温度が上昇した場合に抵抗が増大する熱感抵抗素子であり、抵抗の増大により電流量を制限して異常発熱を防止するものである。ＰＴＣ素子には、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）系半導体セラミックス等を用いることができる。
【０２０５】
図１３に示すような円筒型の蓄電池のように電極を捲回する際には、捲回時に電極に大きな応力が作用する。また、電極の捲回体を筐体に収納した場合に、電極には常に捲回軸の外側に向かう応力が作用する。このように電極に大きな応力が作用したとしても、活物質が劈開してしまうことを防止することができる。
【０２０６】
なお、本実施の形態では、蓄電池として、コイン型、円筒型および薄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、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。例えば、他の蓄電池の例を図１７乃至図２１に示す。
【０２０７】
［薄型の蓄電池の構成例］
図１７および図１８に、薄型の蓄電池の構成例を示す。図１７（Ａ）に示す捲回体９９３は、負極９９４と、正極９９５と、セパレータ９９６と、を有する。
【０２０８】
捲回体９９３は、セパレータ９９６を挟んで負極９９４と、正極９９５とが重なり合って積層され、該積層シートを捲回したものである。この捲回体９９３を角型の封止容器などで覆うことにより角型の二次電池が作製される。
【０２０９】
なお、負極９９４、正極９９５およびセパレータ９９６からなる積層の積層数は、必要な容量と素子体積に応じて適宜設計すればよい。負極９９４はリード電極９９７およびリード電極９９８の一方を介して負極集電体（図示せず）に接続され、正極９９５はリード電極９９７およびリード電極９９８の他方を介して正極集電体（図示せず）に接続される。
【０２１０】
図１７（Ｂ）および図１７（Ｃ）に示す蓄電池９９０は、外装体となるフィルム９８１と、凹部を有するフィルム９８２とを熱圧着などにより貼り合わせて形成される空間に上述した捲回体９９３を収納したものである。捲回体９９３は、リード電極９９７およびリード電極９９８を有し、フィルム９８１と、凹部を有するフィルム９８２との内部で電解液に含浸される。
【０２１１】
フィルム９８１と、凹部を有するフィルム９８２は、例えばアルミニウムなどの金属材料や樹脂材料を用いることができる。フィルム９８１および凹部を有するフィルム９８２の材料として樹脂材料を用いれば、外部から力が加わったときにフィルム９８１と、凹部を有するフィルム９８２を変形させることができ、可撓性を有する蓄電池を作製することができる。
【０２１２】
また、図１７（Ｂ）および図１７（Ｃ）では２枚のフィルムを用いる例を示しているが、１枚のフィルムを折り曲げることによって空間を形成し、その空間に上述した捲回体９９３を収納してもよい。
【０２１３】
また蓄電装置の外装体や、封止容器を樹脂材料などにすることによって可撓性を有する蓄電装置を作製することができる。ただし、外装体や、封止容器を樹脂材料にする場合、外部に接続を行う部分は導電材料とする。
【０２１４】
例えば、可撓性を有する別の薄型蓄電池の例を図１８に示す。図１８（Ａ）の捲回体９９３は、図１７（Ａ）に示したものと同一であるため、詳細な説明は省略することとする。
【０２１５】
図１８（Ｂ）および図１８（Ｃ）に示す蓄電池９９０は、外装体９９１の内部に上述した捲回体９９３を収納したものである。捲回体９９３は、リード電極９９７およびリード電極９９８を有し、外装体９９１、９９２の内部で電解液に含浸される。外装体９９１、９９２は、例えばアルミニウムなどの金属材料や樹脂材料を用いることができる。外装体９９１、９９２の材料として樹脂材料を用いれば、外部から力が加わったときに外装体９９１、９９２を変形させることができ、可撓性を有する薄型蓄電池を作製することができる。
【０２１６】
本発明の一態様に係る活物質を含む電極を、可撓性を有する薄型蓄電池に用いることにより、薄型蓄電池を繰り返し折り曲げることによって電極に応力が作用したとしても、活物質が劈開してしまうことを防止することができる。
【０２１７】
以上により、劈開面の少なくとも一部にグラフェンで覆われた活物質を電極に用いることにより、電池の電圧の低下や、放電容量の低下を抑制することができる。これにより、充放電に伴う電池のサイクル特性を向上させることができる。
【０２１８】
［蓄電システムの構造例］
また、蓄電システムの構造例について、図１９乃至図２１を用いて説明する。ここで蓄電システムとは、例えば、蓄電装置を搭載した機器を指す。
【０２１９】
図１９（Ａ）および図１９（Ｂ）は、蓄電システムの外観図を示す図である。蓄電システムは、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１９（Ｂ）に示すように、蓄電システムは、端子９５１と、端子９５２と、アンテナ９１４と、アンテナ９１５と、を有する。
【０２２０】
回路基板９００は、端子９１１と、回路９１２と、を有する。端子９１１は、端子９５１、端子９５２、アンテナ９１４、アンテナ９１５、および回路９１２に接続される。なお、端子９１１を複数設けて、複数の端子９１１のそれぞれを、制御信号入力端子、電源端子などとしてもよい。
【０２２１】
回路９１２は、回路基板９００の裏面に設けられていてもよい。なお、アンテナ９１４およびアンテナ９１５は、コイル状に限定されず、例えば線状、板状であってもよい。また、平面アンテナ、開口面アンテナ、進行波アンテナ、ＥＨアンテナ、磁界アンテナ、誘電体アンテナ等のアンテナを用いてもよい。又は、アンテナ９１４若しくはアンテナ９１５は、平板状の導体でもよい。この平板状の導体は、電界結合用の導体の一つとして機能することができる。つまり、コンデンサの有する２つの導体のうちの一つの導体として、アンテナ９１４若しくはアンテナ９１５を機能させてもよい。これにより、電磁界、磁界だけでなく、電界で電力のやり取りを行うこともできる。
【０２２２】
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。
【０２２３】
蓄電システムは、アンテナ９１４およびアンテナ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による電磁界を遮蔽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。
【０２２４】
なお、蓄電システムの構造は、図１９に示す構造に限定されない。
【０２２５】
例えば、図２０（Ａ−１）および図２０（Ａ−２）に示すように、図１９（Ａ）および図１９（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２０（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２０（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１９（Ａ）および図１９（Ｂ）に示す蓄電システムと同じ部分については、図１９（Ａ）および図１９（Ｂ）に示す蓄電システムの説明を適宜援用できる。
【０２２６】
図２０（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２０（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による電磁界を遮蔽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。
【０２２７】
上記構造にすることにより、アンテナ９１４およびアンテナ９１５の両方のサイズを大きくすることができる。
【０２２８】
または、図２０（Ｂ−１）および図２０（Ｂ−２）に示すように、図１９（Ａ）および図１９（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２０（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２０（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１９（Ａ）および図１９（Ｂ）に示す蓄電システムと同じ部分については、図１９（Ａ）および図１９（Ｂ）に示す蓄電システムの説明を適宜援用できる。
【０２２９】
図２０（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およびアンテナ９１５が設けられ、図２０（Ｂ−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９１８が設けられる。アンテナ９１８は、例えば、外部機器とのデータ通信を行うことができる機能を有する。アンテナ９１８には、例えばアンテナ９１４およびアンテナ９１５に適用可能な形状のアンテナを適用することができる。アンテナ９１８を介した蓄電システムと他の機器との通信方式としては、ＮＦＣなど、蓄電システムと他の機器の間で用いることができる応答方式などを適用することができる。
【０２３０】
又は、図２１（Ａ）に示すように、図１９（Ａ）および図１９（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１９（Ａ）および図１９（Ｂ）に示す蓄電システムと同じ部分については、図１９（Ａ）および図１９（Ｂ）に示す蓄電システムの説明を適宜援用できる。
【０２３１】
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。
【０２３２】
又は、図２１（Ｂ）に示すように、図１９（Ａ）および図１９（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１９（Ａ）および図１９（Ｂ）に示す蓄電システムと同じ部分については、図１９（Ａ）および図１９（Ｂ）に示す蓄電システムの説明を適宜援用できる。
【０２３３】
センサ９２１としては、例えば、力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むものを用いることができる。センサ９２１を設けることにより、例えば、蓄電システム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。
【０２３４】
本実施の形態で示す蓄電池や蓄電システムには、本発明の一態様に係る電極が用いられている。そのため、蓄電池や蓄電システムの容量の大きくすることができる。また、エネルギー密度を高めることができる。また、信頼性を高めることができる。また、寿命を長くすることができる。
【０２３５】
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。
【０２３６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様の電極を適用することができる形態として、可撓性を有する蓄電池を電子機器に実装する例について説明する。
【０２３７】
実施の形態４に示す可撓性を有する蓄電池を電子機器に実装する例を図２２に示す。フレキシブルな形状を備える蓄電装置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。
【０２３８】
また、フレキシブルな形状を備える蓄電装置を、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。
【０２３９】
図２２（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、蓄電装置７４０７を有している。
【０２４０】
図２２（Ｂ）は、携帯電話機７４００を湾曲させた状態を示している。携帯電話機７４００を外部の力により変形させて全体を湾曲させると、その内部に設けられている蓄電装置７４０７も湾曲される。また、その時、曲げられた蓄電装置７４０７の状態を図２２（Ｃ）に示す。蓄電装置７４０７は薄型の蓄電池である。蓄電装置７４０７は曲げられた状態で固定されている。なお、蓄電装置７４０７は集電体７４０９と電気的に接続されたリード電極７４０８を有している。例えば、集電体７４０９は銅箔であり、一部ガリウムと合金化させて、集電体７４０９と接する活物質層との密着性を向上し、蓄電装置７４０７が曲げられた状態での信頼性が高い構成となっている。
【０２４１】
図２２（Ｄ）は、バングル型の表示装置の一例を示している。携帯表示装置７１００は、筐体７１０１、表示部７１０２、操作ボタン７１０３、及び蓄電装置７１０４を備える。また、図２２（Ｅ）に曲げられた蓄電装置７１０４の状態を示す。蓄電装置７１０４は曲げられた状態で使用者の腕への装着時に、筐体が変形して蓄電装置７１０４の一部または全部の曲率が変化する。なお、曲線の任意の点における曲がり具合を相当する円の半径の値で表したものを曲率半径であり、曲率半径の逆数を曲率と呼ぶ。具体的には、曲率半径が４０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の範囲内で筐体または蓄電装置７１０４の主表面の一部または全部が変化する。蓄電装置７１０４の主表面における曲率半径が４０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の範囲であれば、高い信頼性を維持できる。
【０２４２】
図２２（Ｆ）は、腕時計型の携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末７２００は、筐体７２０１、表示部７２０２、バンド７２０３、バックル７２０４、操作ボタン７２０５、入出力端子７２０６などを備える。
【０２４３】
携帯情報端末７２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
【０２４４】
表示部７２０２はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、表示部７２０２はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示部７２０２に表示されたアイコン７２０７に触れることで、アプリケーションを起動することができる。
【０２４５】
操作ボタン７２０５は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、携帯情報端末７２００に組み込まれたオペレーティングシステムにより、操作ボタン７２０５の機能を自由に設定することもできる。
【０２４６】
また、携帯情報端末７２００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。
【０２４７】
また、携帯情報端末７２００は入出力端子７２０６を備え、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子７２０６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子７２０６を介さずに無線給電により行ってもよい。
【０２４８】
携帯情報端末７２００の表示部７２０２には、本発明の一態様の電極を備える蓄電装置を有している。例えば、図２２（Ｅ）に示した蓄電装置７１０４を、筐体７２０１の内部に湾曲した状態で、またはバンド７２０３の内部に湾曲可能な状態で組み込むことができる。
【０２４９】
携帯情報端末７２００はセンサを有することが好ましい。センサとして例えば、指紋センサ、脈拍センサ、体温センサ等の人体センサや、タッチセンサ、加圧センサ、加速度センサ、等が搭載されることが好ましい。
【０２５０】
図２２（Ｇ）は、腕章型の表示装置の一例を示している。表示装置７３００は、表示部７３０４を有し、本発明の一態様の蓄電装置を有している。また、表示装置７３００は、表示部７３０４にタッチセンサを備えることもでき、また、携帯情報端末として機能させることもできる。
【０２５１】
表示部７３０４はその表示面が湾曲しており、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、表示装置７３００は、通信規格された近距離無線通信などにより、表示状況を変更することができる。
【０２５２】
また、表示装置７３００は入出力端子を備え、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子を介さずに無線給電により行ってもよい。
【０２５３】
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。
【０２５４】
（実施の形態４）
本実施の形態では、蓄電装置を搭載することのできる電子機器の一例を示す。
【０２５５】
図２３（Ａ）および図２３（Ｂ）に、２つ折り可能なタブレット型端末の一例を示す。図２３（Ａ）および図２３（Ｂ）に示すタブレット型端末９６００は、筐体９６３０ａ、筐体９６３０ｂ、筐体９６３０ａと筐体９６３０ｂを接続する可動部９６４０、表示部９６３１ａと表示部９６３１ｂを有する表示部９６３１、表示モード切り替えスイッチ９６２６、電源スイッチ９６２７、省電力モード切り替えスイッチ９６２５、留め具９６２９、操作スイッチ９６２８、を有する。図２３（Ａ）は、タブレット型端末９６００を開いた状態を示し、図２３（Ｂ）は、タブレット型端末９６００を閉じた状態を示している。
【０２５６】
また、タブレット型端末９６００は、筐体９６３０ａおよび筐体９６３０ｂの内部に蓄電体９６３５を有する。蓄電体９６３５は、可動部９６４０を通り、筐体９６３０ａと筐体９６３０ｂに渡って設けられている。
【０２５７】
表示部９６３１ａは、一部をタッチパネルの領域９６３２ａとすることができ、表示された操作キー９６３８にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部９６３１ａにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部９６３１ａの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部９６３１ａの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部９６３１ｂを表示画面として用いることができる。
【０２５８】
また、表示部９６３１ｂにおいても表示部９６３１ａと同様に、表示部９６３１ｂの一部をタッチパネルの領域９６３２ｂとすることができる。また、タッチパネルのキーボード表示切り替えボタン９６３９が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで表示部９６３１ｂにキーボードボタン表示することができる。
【０２５９】
また、タッチパネルの領域９６３２ａとタッチパネルの領域９６３２ｂに対して同時にタッチ入力することもできる。
【０２６０】
また、表示モード切り替えスイッチ９６２６は、縦表示又は横表示などの表示の向きを切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイッチ９６２５は、タブレット型端末９６００に内蔵している光センサで検出される使用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を内蔵させてもよい。
【０２６１】
また、図２３（Ａ）では表示部９６３１ｂと表示部９６３１ａの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルとしてもよい。
【０２６２】
図２３（Ｂ）は、閉じた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、太陽電池９６３３、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を含む充放電制御回路９６３４有する。また、蓄電体９６３５として、本発明の一態様に係る蓄電体を用いる。
【０２６３】
なお、タブレット型端末９６００は２つ折り可能なため、未使用時に筐体９６３０ａおよび筐体９６３０ｂを重ね合せるように折りたたむことができる。折りたたむことにより、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂを保護できるため、タブレット型端末９６００の耐久性を高めることができる。また、本発明の一態様の蓄電体を用いた蓄電体９６３５は可撓性を有し、曲げ伸ばしを繰り返しても充放電容量が低下しにくい。よって、信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。
【０２６４】
また、この他にも図２３（Ａ）および図２３（Ｂ）に示したタブレット型端末は、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、等を有することができる。
【０２６５】
タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６３３によって、電力をタッチパネル、表示部、又は映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６３３は、筐体９６３０の片面又は両面に設けることができ、蓄電体９６３５の充電を効率的に行う構成とすることができる。なお蓄電体９６３５としては、リチウムイオン電池を用いると、小型化を図れる等の利点がある。
【０２６６】
また、図２３（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、および動作について図２３（Ｃ）にブロック図を示し説明する。図２３（Ｃ）には、太陽電池９６３３、蓄電体９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３、表示部９６３１について示しており、蓄電体９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図２３（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４に対応する箇所となる。
【０２６７】
まず外光により太陽電池９６３３により発電がされる場合の動作の例について説明する。太陽電池で発電した電力は、蓄電体９６３５を充電するための電圧となるようＤＣＤＣコンバータ９６３６で昇圧又は降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に太陽電池９６３３からの電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コンバータ９６３７で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧又は降圧をすることとなる。また、表示部９６３１での表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにして蓄電体９６３５の充電を行う構成とすればよい。
【０２６８】
なお太陽電池９６３３については、発電手段の一例として示したが、特に限定されず、圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電手段による蓄電体９６３５の充電を行う構成であってもよい。例えば、無線（非接触）で電力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成としてもよい。
【０２６９】
図２４に、他の電子機器の例を示す。図２４において、表示装置８０００は、本発明の一態様に係る蓄電装置８００４を用いた電子機器の一例である。具体的に、表示装置８０００は、ＴＶ放送受信用の表示装置に相当し、筐体８００１、表示部８００２、スピーカ部８００３、蓄電装置８００４等を有する。本発明の一態様に係る蓄電装置８００４は、筐体８００１の内部に設けられている。表示装置８０００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８００４に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置８００４を無停電電源として用いることで、表示装置８０００の利用が可能となる。
【０２７０】
表示部８００２には、液晶表示装置、有機ＥＬ素子などの発光素子を各画素に備えた発光装置、電気泳動表示装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などの、半導体表示装置を用いることができる。
【０２７１】
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。
【０２７２】
図２４において、据え付け型の照明装置８１００は、本発明の一態様に係る蓄電装置８１０３を用いた電子機器の一例である。具体的に、照明装置８１００は、筐体８１０１、光源８１０２、蓄電装置８１０３等を有する。図２４では、蓄電装置８１０３が、筐体８１０１及び光源８１０２が据え付けられた天井８１０４の内部に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置８１０３は、筐体８１０１の内部に設けられていても良い。照明装置８１００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８１０３に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置８１０３を無停電電源として用いることで、照明装置８１００の利用が可能となる。
【０２７３】
なお、図２４では天井８１０４に設けられた据え付け型の照明装置８１００を例示しているが、本発明の一態様に係る蓄電装置は、天井８１０４以外、例えば側壁８１０５、床８１０６、窓８１０７等に設けられた据え付け型の照明装置に用いることもできるし、卓上型の照明装置などに用いることもできる。
【０２７４】
また、光源８１０２には、電力を利用して人工的に光を得る人工光源を用いることができる。具体的には、白熱電球、蛍光灯などの放電ランプ、ＬＥＤや有機ＥＬ素子などの発光素子が、上記人工光源の一例として挙げられる。
【０２７５】
図２４において、室内機８２００及び室外機８２０４を有するエアコンディショナーは、本発明の一態様に係る蓄電装置８２０３を用いた電子機器の一例である。具体的に、室内機８２００は、筐体８２０１、送風口８２０２、蓄電装置８２０３等を有する。図２４では、蓄電装置８２０３が、室内機８２００に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置８２０３は室外機８２０４に設けられていても良い。或いは、室内機８２００と室外機８２０４の両方に、蓄電装置８２０３が設けられていても良い。エアコンディショナーは、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８２０３に蓄積された電力を用いることもできる。特に、室内機８２００と室外機８２０４の両方に蓄電装置８２０３が設けられている場合、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置８２０３を無停電電源として用いることで、エアコンディショナーの利用が可能となる。
【０２７６】
なお、図２４では、室内機と室外機で構成されるセパレート型のエアコンディショナーを例示しているが、室内機の機能と室外機の機能とを１つの筐体に有する一体型のエアコンディショナーに、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることもできる。
【０２７７】
図２４において、電気冷凍冷蔵庫８３００は、本発明の一態様に係る蓄電装置８３０４を用いた電子機器の一例である。具体的に、電気冷凍冷蔵庫８３００は、筐体８３０１、冷蔵室用扉８３０２、冷凍室用扉８３０３、蓄電装置８３０４等を有する。図２４では、蓄電装置８３０４が、筐体８３０１の内部に設けられている。電気冷凍冷蔵庫８３００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８３０４に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置８３０４を無停電電源として用いることで、電気冷凍冷蔵庫８３００の利用が可能となる。
【０２７８】
なお、上述した電子機器のうち、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器などの電子機器は、短時間で高い電力を必要とする。よって、商用電源では賄いきれない電力を補助するための補助電源として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることで、電子機器の使用時に商用電源のブレーカーが落ちるのを防ぐことができる。
【０２７９】
また、電子機器が使用されない時間帯、特に、商用電源の供給元が供給可能な総電力量のうち、実際に使用される電力量の割合（電力使用率と呼ぶ）が低い時間帯において、蓄電装置に電力を蓄えておくことで、上記時間帯以外において電力使用率が高まるのを抑えることができる。例えば、電気冷凍冷蔵庫８３００の場合、気温が低く、冷蔵室用扉８３０２、冷凍室用扉８３０３の開閉が行われない夜間において、蓄電装置８３０４に電力を蓄える。そして、気温が高くなり、冷蔵室用扉８３０２、冷凍室用扉８３０３の開閉が行われる昼間において、蓄電装置８３０４を補助電源として用いることで、昼間の電力使用率を低く抑えることができる。
【０２８０】
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。
【０２８１】
（実施の形態５）
本実施の形態では、車両に蓄電装置を搭載する例を示す。
【０２８２】
また、蓄電装置を車両に搭載すると、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、又はプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車を実現できる。
【０２８３】
図２５において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図２５（Ａ）に示す自動車８４００は、走行のための動力源として電気モーターを用いる電気自動車である。または、走行のための動力源として電気モーターとエンジンを適宜選択して用いることが可能なハイブリッド自動車である。本発明の一態様を用いることで、航続距離の長い車両を実現することができる。また、自動車８４００は蓄電装置を有する。蓄電装置は電気モーター８４０６を駆動するだけでなく、ヘッドライト８４０１やルームライト（図示せず）などの発光装置に電力を供給することができる。
【０２８４】
また、蓄電装置は、自動車８４００が有するスピードメーター、タコメーターなどの表示装置に電力を供給することができる。また、蓄電装置は、自動車８４００が有するナビゲーションシステムなどの半導体装置に電力を供給することができる。
【０２８５】
図２５（Ｂ）に示す自動車８５００は、自動車８５００が有する蓄電装置にプラグイン方式や非接触給電方式等により外部の充電設備から電力供給を受けて、充電することができる。図２５（Ｂ）に、地上設置型の充電装置８０２１から自動車８５００に搭載された蓄電装置８０２４に、ケーブル８０２２を介して充電を行っている状態を示す。充電に際しては、充電方法やコネクターの規格等はＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）やコンボ等の所定の方式で適宜行えばよい。充電装置８０２１は、商用施設に設けられた充電ステーションでもよく、また家庭の電源であってもよい。例えば、プラグイン技術によって、外部からの電力供給により自動車８５００に搭載された蓄電装置８０２４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。
【０２８６】
また、図示しないが、受電装置を車両に搭載し、地上の送電装置から電力を非接触で供給して充電することもできる。この非接触給電方式の場合には、道路や外壁に送電装置を組み込むことで、停車中に限らず走行中に充電を行うこともできる。また、この非接触給電の方式を利用して、車両どうしで電力の送受信を行ってもよい。さらに、車両の外装部に太陽電池を設け、停車時や走行時に蓄電装置の充電を行ってもよい。このような非接触での電力の供給には、電磁誘導方式や磁界共鳴方式を用いることができる。
【０２８７】
本発明の一態様によれば、蓄電装置のサイクル特性が良好となり、信頼性を向上させることができる。また、本発明の一態様によれば、蓄電装置の特性を向上することができ、よって、蓄電装置自体を小型軽量化することができる。蓄電装置自体を小型軽量化できれば、車両の軽量化に寄与するため、航続距離を向上させることができる。また、車両に搭載した蓄電装置を車両以外の電力供給源として用いることもできる。この場合、電力需要のピーク時に商用電源を用いることを回避することができる。
【０２８８】
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。
【実施例１】
【０２８９】
以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。本実施例では、実施の形態１で示した方法により活物質を囲む保護層を形成し、当該活物質を用いて電極を作成した結果について説明する。なお、本発明は、以下の実施例のみに限定されるものではない。
【０２９０】
（活物質を囲む保護層の形成）
まず、活物質を囲む保護層の形成をおこなった。活物質としてＬｉＣｏＯ２、保護層の原料として酸化グラフェン（ＧＯ）を用いた。ＬｉＣｏＯ２（１０ｇ）およびＧＯ（０．２０５ｇ）に対し、徐々に純水（６．２ｍｌ）を加えながら、混練機を用いて混合物を形成した。その後、当該混合物を大気雰囲気下、１２時間、５０℃で加熱することにより、乾燥させた。
【０２９１】
乾燥させた混合物を、乳鉢を用いて解砕した後、目開き５３μｍのふるいにかけた。なお、本明細書等において、目開きは、線と線の間の隙間の大きさを表す。
【０２９２】
以上が、活物質を囲む保護層の形成方法である。
【０２９３】
次に、上記方法で保護層を形成したＬｉＣｏＯ２を用いて電極Ａおよび電極Ｂの作製を行った方法について説明する。なお、電極Ａでは、バインダとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、溶媒としてＮ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）を用いた。また、電極Ｂでは、導電助剤として、アセチレンブラック（ＡＢ）、バインダとしてＰＶｄＦ、溶媒としてＮＭＰを用いた。
【０２９４】
なお、以下の示す電極の作製方法では、実際には、０．５％（重量）のＰＶｄＦをＮＭＰに溶解させた溶液（以下、ＰＶｄｆを含む溶液と記載する）を用いて、ＰＶｄＦおよびＮＭＰを加えた。
【０２９５】
（電極Ａの作製）
まず、保護層を形成したＬｉＣｏＯ２（１．０００３ｇ）と、ＰＶｄＦを含む溶液（０．１６１８ｇ）とを、２０分、２０００ｒｐｍで混合した。当該混合物に、ＰＶｄＦを含む溶液（０．０８３１ｇ）を加えて混練機を用いて２０分、２０００ｒｐｍで混合した。さらに、当該混合物に、ＰＶｄＦを含む溶液（０．１６６６ｇ）を加えて混練機を用いて１５分、２０００ｒｐｍで混合した。
【０２９６】
次に、当該混合物をシート状の集電体（アルミニウム）の片面に塗布し、大気雰囲気下、３０分、８０℃で加熱することにより電極Ｂを作製した。
【０２９７】
（電極Ｂの作製）
まず、ＡＢ（０．０２１７ｇ）、ＰＶｄＦを含む溶液（０．１８５３ｇ）を、混練機を用いて５分、２０００ｒｐｍで混合した。当該混合物に、保護層を形成したＬｉＣｏＯ２（０．８０１５ｇ）を加えて混練機を用いて４０分、２０００ｒｐｍで混合した後、ＰＶｄＦを含む溶液（０．２３６５ｇ）を加えて混練機を用いて１５分、２０００ｒｐｍで混合した。
【０２９８】
次に、当該混合物をシート状の集電体（アルミニウム）の片面に塗布し、大気雰囲気下、３０分、８０℃で加熱することにより電極Ｂを作製した。
【０２９９】
作製した電極Ａおよび電極Ｂそれぞれの活物質層の構造を走査電子顕微鏡（Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ：ＳＥＭ）を用いて観察した結果について、図２６を用いて示す。
【０３００】
図２６（Ａ）に、電極Ａの活物質層の断面ＳＥＭ像を示す。図２６（Ａ）に示すように、電極Ａの活物質層において、活物質２０１は、保護層２０２に囲まれていた。また、活物質２０１と、保護層２０２とは、接触する領域を有していた。
【０３０１】
図２６（Ｂ）に、電極Ｂの活物質層の断面ＳＥＭ像を示す。図２６（Ｂ）に示すように、電極Ｂの活物質層において、活物質２０１は、保護層２０２に囲まれていた。また、活物質２０１と、保護層２０２とは、接触する領域を有していた。また、活物質層において、導電助剤２０３が存在していた。
【０３０２】
以上が、実施の形態１で示した方法により活物質を囲む保護層を形成し、当該活物質を用いて電極を製造した結果である。本実施例によって、実施の形態１で示した方法により活物質を囲む保護層の形成が可能であることが示された。
【実施例２】
【０３０３】
本実施例では、実施の形態１で示した方法により活物質層上に保護層を形成し、当該活物質を用いて電極Ｃを作成した結果について説明する。なお、本発明は、以下の実施例のみに限定されるものではない。
【０３０４】
なお、電極Ｃでは、バインダとしてＰＶｄＦ、溶媒としてＮＭＰを用いた。また、活物質層上の保護層に用いる導電性を有する材料を有する層として、酸化グラフェンを用いた。
【０３０５】
（電極Ｃの作製）
まず、ＬｉＣｏＯ２：ＡＢ：ＰＶｄＦ＝９５：３：２（重量比）となるように、ＬｉＣｏＯ２、ＡＢ、ＰＶｄＦを含む溶液を秤量し、混練機を用いて、これらの材料を有する混合物を形成した。
【０３０６】
次に、当該混合物をシート状の集電体（アルミニウム）の片面に塗布し（２０ｍｇ／ｃｍ２）、減圧雰囲気下、１２０分、５０℃で加熱することにより、活物質層を形成した。
【０３０７】
次に、酸化グラフェン（０．０８ｇ）を超脱水エタノール（８．５ｍｌ）に分散させ、混練機を用いて混合物を用意した。活物質層および集電体を当該混合物に５秒ディップした後、フッ素樹脂のシート上に乗せ、大気雰囲気下、約１５分、５０℃での加熱を３回行うことにより、集電体および活物質層の全体を囲む保護層を形成し、電極Ｃを作成した。
【０３０８】
作製した電極の側面をＳＥＭを用いて観察した結果について、図２７を用いて示す。
【０３０９】
図２７（Ａ）には、電極Ｃの側面のＳＥＭ像を示す。図２７に示すように、電極Ｃの表面は、保護層２０４に覆われていることがわかった。
【０３１０】
図２７（Ｂ）には、比較例として、保護層を形成していない電極を側面から観察したＳＥＭ像を示す。図２７（Ｂ）に示すように、保護層を形成していない電極の側面から、活物質層２０５および集電体２０６を観察することができた。
【０３１１】
以上が、実施の形態１で示した方法により集電体および活物質層を囲む保護層を有する電極を製造した結果である。本実施例によって、実施の形態１で示した方法により集電体および活物質層を囲む保護層の形成が可能であることが示された。
【符号の説明】
【０３１２】
５０    電極
５１    集電体
５２    活物質層
５３    保護層
５４    活物質
５５    領域
５６    保護層
６１    バインダ
６２    導電助剤
６３    空隙
１１１    正極
１１１ａ    正極
１１５    負極
１１５ａ    負極
１２１    正極集電体
１２２    正極活物質層
１２３    セパレータ
１２５    負極集電体
１２６    負極活物質層
１３０    電極組立体
１３１    電極組立体
２０１    活物質
２０２    保護層
２０３    導電助剤
２０４    保護層
２０５    活物質層
２０６    集電体
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
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    正極リード電極
５１１    負極リード電極
５１２    溶接領域
５１４    封止部
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
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
９５１    端子
９５２    端子
９８１    フィルム
９８２    フィルム
９９０    蓄電池
９９１    外装体
９９２    外装体
９９３    捲回体
９９４    負極
９９５    正極
９９６    セパレータ
９９７    リード電極
９９８    リード電極
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
７１００    携帯表示装置
７１０１    筐体
７１０２    表示部
７１０３    操作ボタン
７１０４    蓄電装置
７２００    携帯情報端末
７２０１    筐体
７２０２    表示部
７２０３    バンド
７２０４    バックル
７２０５    操作ボタン
７２０６    入出力端子
７２０７    アイコン
７３００    表示装置
７３０４    表示部
７４００    携帯電話機
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作ボタン
７４０４    外部接続ポート
７４０５    スピーカ
７４０６    マイク
７４０７    蓄電装置
７４０８    リード電極
７４０９    集電体
８０００    表示装置
８００１    筐体
８００２    表示部
８００３    スピーカ部
８００４    蓄電装置
８０２１    充電装置
８０２２    ケーブル
８０２４    蓄電装置
８１００    照明装置
８１０１    筐体
８１０２    光源
８１０３    蓄電装置
８１０４    天井
８１０５    側壁
８１０６    床
８１０７    窓
８２００    室内機
８２０１    筐体
８２０２    送風口
８２０３    蓄電装置
８２０４    室外機
８３００    電気冷凍冷蔵庫
８３０１    筐体
８３０２    冷蔵室用扉
８３０３    冷凍室用扉
８３０４    蓄電装置
８４００    自動車
８４０１    ヘッドライト
８４０６    電気モーター
８５００    自動車
９６００    タブレット型端末
９６２５    スイッチ
９６２６    スイッチ
９６２７    電源スイッチ
９６２８    操作スイッチ
９６２９    留め具
９６３０    筐体
９６３０ａ    筐体
９６３０ｂ    筐体
９６３１    表示部
９６３１ａ    表示部
９６３１ｂ    表示部
９６３２ａ    領域
９６３２ｂ    領域
９６３３    太陽電池
９６３４    充放電制御回路
９６３５    蓄電体
９６３６    ＤＣＤＣコンバータ
９６３７    コンバータ
９６３８    操作キー
９６３９    ボタン
９６４０    可動部
【図１】
2018092934.tif 000003
【図２】
2018092934.tif 000004
【図３】
2018092934.tif 000005
【図４】
2018092934.tif 000006
【図５】
2018092934.tif 000007
【図６】
2018092934.tif 000008
【図７】
2018092934.tif 000009
【図８】
2018092934.tif 000010
【図９】
2018092934.tif 000011
【図１０】
2018092934.tif 000012
【図１１】
2018092934.tif 000013
【図１２】
2018092934.tif 000014
【図１３】
2018092934.tif 000015
【図１４】
2018092934.tif 000016
【図１５】
2018092934.tif 000017
【図１６】
2018092934.tif 000018
【図１７】
2018092934.tif 000019
【図１８】
2018092934.tif 000020
【図１９】
2018092934.tif 000021
【図２０】
2018092934.tif 000022
【図２１】
2018092934.tif 000023
【図２２】
2018092934.tif 000024
【図２３】
2018092934.tif 000025
【図２４】
2018092934.tif 000026
【図２５】
2018092934.tif 000027
【図２６】
2018092934.tif 000028
【図２７】
2018092934.tif 000029