(57)【要約】可撓性を有する安全性の高いリチウムイオン蓄電池を提供する。第１の電極と、第２の電極と、を有し、第１の電極は、第１の集電体を有し、第１の集電体は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、第２の電極は、第２の集電体を有し、第２の集電体は、第３の領域と、第４の領域と、を有し、第１の領域は、第１の電極のタブ電極として機能することができ、第２の領域において、少なくとも一方の面に第１の活物質層が形成され、第３の領域は、第２の電極のタブ電極として機能することができ、第４の領域において、少なくとも一方の面に第２の活物質層が形成され、第２の領域の平面形状は、第４の領域の平面形状で取り囲むことができる形状であり、第４の領域の平面形状の縁は、曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状である、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
2016113656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の電極と、第２の電極と、電解液と、前記第１の電極と前記第２の電極との間のセパレータと、を有し、
前記第１の電極は、第１の集電体を有し、
前記第１の集電体は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、
前記第２の電極は、第２の集電体を有し、
前記第２の集電体は、第３の領域と、第４の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記第１の電極のタブ電極として機能することができ、
前記第２の領域において、前記第１の集電体の少なくとも一方の面に第１の活物質層が形成され、
前記第３の領域は、前記第２の電極のタブ電極として機能することができ、
前記第４の領域において、前記第２の集電体の少なくとも一方の面に第２の活物質層が形成され、
前記第２の領域の平面形状は、前記第４の領域の平面形状で取り囲むことができる形状であり、
前記第４の領域の平面形状の縁は、曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状である、可撓性を有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の電極は正極であり、
前記第２の電極は負極である、可撓性を有す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４の領域の平面形状は、少なくとも一つの角部が１３５°以上の内角を有する形状、鈍い形状、又は、円弧を有する形状であることを特徴とする、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項４】
請求項１において、
さらに外装体を有し、
前記外装体は前記第１の電極および前記第２の電極を覆っており、
前記外装体は、凹凸を有する形状であることを特徴とする、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項５】
請求項１において、
さらに封止部を有し、
前記封止部の一部は、前記曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状の一部と同一の形状を有することを特徴とする、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項６】
請求項１において、
前記縁は直線形状を有する、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項７】
第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、電解液と、前記第１の電極と前記第２の電極との間のセパレータと、を有し、
前記第１の電極は、第１の集電体を有し、
前記第１の集電体は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、
前記第２の電極は、第２の集電体を有し、
前記第２の集電体は、第３の領域と、第４の領域と、を有し、
前記第３の電極は、第３の集電体を有し、
前記第３の集電体は、第５の領域と、第６の領域と、を有し、
前記第１の領域は、前記第１の電極のタブ電極として機能することができ、
前記第２の領域において、前記第１の集電体の少なくとも一方の面に第１の活物質層が形成され、
前記第３の領域は、前記第２の電極のタブ電極として機能することができ、
前記第４の領域において、前記第２の集電体の少なくとも一方の面に第２の活物質層が形成され、
前記第５の領域は、前記第３の電極のタブ電極として機能することができ、
前記第６の領域において、前記第３の集電体の少なくとも一方の面に第３の活物質層が形成され、
前記第２の領域の平面形状は、前記第４の領域の平面形状で取り囲むことができる形状であり、
前記第２の領域の平面形状は、前記第６の領域の平面形状で取り囲むことができる形状であり、
前記第４の領域の平面形状は、前記第６の領域の平面形状とは異なり、
前記第４の領域の平面形状の縁は、曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状である、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項８】
請求項７において、
前記第１の電極は正極であり、
前記第２の電極及び前記第３の電極は負極である、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項９】
請求項７において、
前記第４の領域の平面形状と、前記第６の領域の平面形状と、の少なくとも一方は、少なくとも一つの角部が１３５°以上の内角を有する形状、又は、円弧を有する形状であることを特徴とする、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項１０】
請求項７において、
さらに外装体を有し、
前記外装体は前記第１の電極および前記第２の電極を覆っており、
前記外装体は、凹凸を有する形状であることを特徴とする、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項１１】
請求項７において、
さらに封止部を有し、
前記封止部の一部は、前記曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状の一部と同一の形状を有することを特徴とする、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項１２】
請求項７において、
前記縁は直線形状を有する、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（ＰＨＥＶ）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は、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。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。【０００７】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や水分と反応し、熱を発してやが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。【０００８】ところで、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池は、中央部を含む大部分の領域においては内部に有する構造物の厚さを反映して比較的厚くなり、一方で、リチウムイオン蓄電池の外周部は、外装体の封止構造が形成される領域であり、比較的薄くなる。そのため、リチウムイオン蓄電池においては、厚い領域と薄い領域との間において、内部の構造物の厚さに起因する段差を有する。従って、リチウムイオン蓄電池の外装体は、当該段差を有する立体形状となる。【０００９】例えば、積層型のリチウムイオン蓄電池においては、内部の構造物の平面形状は多角形状であり、その縁の大部分は直線形状であるため、外装体が有する段差の縁は直線形状となる。【００１０】ここで、変形を繰り返した可撓性を有するリチウムイオン蓄電池の外装体を観察すると、外装体が有する段差の縁にダメージが集中していることがわかった。外装体の段差の縁が直線状であると、変形時に応力や摩擦が集中し、破損が生じやすい状態となるためである。また、内部の構造物の平面形状の角部においても、ダメージが集中していることがわかった。該角部においては内部の構造物の縁が鋭利となり、変形に伴う内部構造物の摺動により該角部が外装体にダメージを与えているためである。【００１１】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、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。【００１２】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。【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、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】
【００１４】本発明の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、電解液と、第１の電極と第２の電極との間のセパレータと、を有し、第１の電極は、第１の集電体を有し、第１の集電体は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、第２の電極は、第２の集電体を有し、第２の集電体は、第３の領域と、第４の領域と、を有し、第１の領域は、第１の電極のタブ電極として機能することができ、第２の領域において、第１の集電体の少なくとも一方の面に第１の活物質層が形成され、第３の領域は、第２の電極のタブ電極として機能することができ、第４の領域において、第２の集電体の少なくとも一方の面に第２の活物質層が形成され、第２の領域の平面形状は、第４の領域の平面形状で取り囲むことができる形状であり、第４の領域の平面形状の縁は、曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状である、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池である。【００１５】また、本発明の他の一態様は、第１の電極と、第２の電極と、第３の電極と、電解液と、第１の電極と第２の電極との間のセパレータと、を有し、第１の電極は、第１の集電体を有し、第１の集電体は、第１の領域と、第２の領域と、を有し、第２の電極は、第２の集電体を有し、第２の集電体は、第３の領域と、第４の領域と、を有し、第３の電極は、第３の集電体を有し、第３の集電体は、第５の領域と、第６の領域と、を有し、第１の領域は、第１の電極のタブ電極として機能することができ、第２の領域において、第１の集電体の少なくとも一方の面に第１の活物質層が形成され、第３の領域は、第２の電極のタブ電極として機能することができ、第４の領域において、第２の集電体の少なくとも一方の面に第２の活物質層が形成され、第５の領域は、第３の電極のタブ電極として機能することができ、第６の領域において、第３の集電体の少なくとも一方の面に第３の活物質層が形成され、第２の領域の平面形状は、第４の領域の平面形状が取り囲むことができる形状であり、第２の領域の平面形状は、第６の領域の平面形状が取り囲むことができる形状であり、第４の領域の平面形状は、第６の領域の平面形状とは異なり、第４の領域の平面形状の縁は、曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状である、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池である。【００１６】また、本発明の一態様において、第１の電極は正極であり、第２の電極は負極である、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の電極は正極であり、第２の電極及び第３の電極は負極である、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４の領域の平面形状は、少なくとも一つの角部が１３５°以上の内角を有する形状、鈍い形状、又は、円弧を有する形状であることを特徴とする、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、また、本発明の一態様において、第４の領域の平面形状と、第６の領域の平面形状と、の少なくとも一方は、少なくとも一つの角部が１３５°以上の内角を有する形状、鈍い形状、又は、円弧を有する形状であることを特徴とする、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池としてもよい。【００１７】また、本発明の一態様におい��、外装体は、凹凸を有する形状であることを特徴とする、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、さらに封止部を有し、封止部の一部は、領域の平面形状の曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状の一部と同一の形状を有することを特徴とする、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、縁は直線形状を有する、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池としてもよい。【００１８】本発明の一態様においては、外装体が有する段差の縁を直線形状とはしないことにより、蓄電池の変形に伴い生じる応力や摩擦を分散し、外装体の段差の縁にダメージを集中させない構造とすることができる。また、リチウムイオン蓄電池の内部の構造物の平面形状を鋭利な角部を有さない形状とすることにより、該蓄電池の変形に伴い内部の構造物が移動することによる外装体のダメージを低減することができる。また、外装体の有する段差を緩やかにすることにより、該段差による外装体のダメージを低減することができる。そのため、外装体が損傷して事故が発生するという事態を防止することができる。
【発明の効果】
【００１９】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、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。【００２０】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。【００２１】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】
【００２２】
【図１】正極及び負極と、リチウムイオン蓄電池と、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】外装体の立体形状を説明する俯瞰図。
【図４】正極及び負極と、リチウムイオン蓄電池と、を説明する図。
【図５】リチウムイオン蓄電池の断面構造を説明する図。
【図６】リチウムイオン蓄電池の内部の積層構造と、摺動を説明する図。
【図７】外装体のエンボス加工を説明する図。
【図８】曲率半径を説明する図。
【図９】曲率半径を説明する図。
【図１０】コイン型の蓄電池を説明する図。
【図１１】円筒型の蓄電池を説明する図。
【図１２】積層型の蓄電池を説明する図。
【図１３】蓄電池の外観を示す図。
【図１４】蓄電池の外観を示す図。
【図１５】蓄電池の作製方法を説明するための図。
【図１６】可撓性を有する積層型の蓄電池を説明する図。
【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】蓄電池の例を説明するための図。
【図２２】蓄電池の応用形態を示す図。
【図２３】本発明の一態様を説明するブロック図。
【図２４】本発明の一態様を説明する概念図。
【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回路図。
【図２７】本発明の一態様を説明する概念図。
【図２８】本発明の一態様を説明するブロック図。
【図２９】本発明の一態様を説明するフローチャート。
【図３０】電極の平面形状の縁の形状を説明する図。
【図３１】電極の平面形状の縁の形状を説明する図。
【図３２】電極の平面形状の縁の形状を説明する図。
【図３３】正極及び負極と、リチウムイオン蓄電池と、を説明する図。
【図３４】リチウムイオン蓄電池の断面構造を説明する図。
【図３５】負極と、リチウムイオン蓄電池と、を説明する図。
【図３６】正極及び負極と、リチウムイオン蓄電池と、を説明する図。
【図３７】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３８】蓄電池の作製方法の例を説明する図。
【図３９】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４０】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】
【００２３】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。
【００２４】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、外装体などの構成要素の大きさや厚さ等は、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。
【００２５】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。
【００２６】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。
【００２７】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。
【００２８】また、本明細書等において平面形状とは、例えば、積層型のリチウムイオン蓄電池が有する面のうち最大の面積を有する面と平行な面における形状をいう。したがって、本明細書等において負極の平面形状という場合、負極がシート状であるとき、厚さを含まない平面の形状をいう。なお、該負極を有するリチウムイオン蓄電池が変形する場合、その変形の状態に応じて負極も立体的に変形するため、もはや平面とはいえない状態となることもある。しかし、そのような場合においても負極の平面形状というときは、変形前の状態の負極の平面形状を指す。
【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、リチウムイオン蓄電池１１０の平面形状を示した図である。また、図２は、リチウムイオン蓄電池１１０のＡ１及びＡ２を結んだ線における断面形状を示した図と、その拡大図である。第１の負極集電体１０２と、第１の負極活物質層１０３と、第１のセパレータ１０４と、正極集電体１００と、該正極集電体の表裏に形成された正極活物質層１０１と、第２のセパレータ１１４と、第２の負極活物質層１１２と、第２の負極集電体１１１とを積み重ね、電解液１０５とともに外装体１１３により封止された状態の断面模式図である。第１の負極１０６は、第１の負極集電体１０２と第１の負極活物質層１０３とを有し、第２の負極１０７は、第２の負極集電体１１１と第２の負極活物質層１１２とを有する。
【００３２】本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池は、外装体に囲まれた領域に封入される構造物の一部の平面形状の縁が、曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状を有している。本実施の形態においては、例えば、第１の負極１０６と第２の負極１０７の平面形状の縁が、曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状を有している。ただし、本発明の一態様はこれに限定されず、リチウムイオン蓄電池が有する少なくとも一つの電極の平面形状の縁が、曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状を有していればよい。
【００３３】図１（Ｃ）の拡大平面図に、該形状の例を示す。Ｃ１乃至Ｃ４に囲まれた領域において、第１の負極と第２の負極の平面形状の縁１２１は波線を有する形状であり、重なっている一方で、正極の縁１２０及びセパレータの縁１２２は直線形状である。なお、図１においては、第１の負極１０６と第２の負極１０７とを同一の平面形状で示したが、異なる形状を有していてもよい。また、図１においては、第１の負極１０６と第２の負極１０７とが完全に重なる状態を示したが、互いにずれている位置関係としてもよい。
【００３４】第１の負極１０６と第２の負極１０７は、それぞれ２つの領域を有する。すなわち、第１の領域は、活物質層が設けられ電池反応に寄与する領域であり、第２の領域は、リチウムイオン蓄電池１１０の端子となるタブ電極１０９と接続する領域又は、該タブ電極として機能する領域である。本発明の一態様において、平面形状の縁が曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状とするのは、活物質層が設けられ電池反応に寄与する該第１の領域である。
【００３５】負極の平面形状の縁が曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状であることの効果について、図３を用いて説明する。図３（Ａ）は、図１（Ｂ）に示すリチウムイオン蓄電池１１０のＣ１乃至Ｃ４に囲われた領域における外装体１１３の立体形状を示す俯瞰図である。
【００３６】可撓性を有するリチウムイオン蓄電池の立体形状は、内部の構造物を有する比較的厚い部分と、外装体の封止部が形成される比較的薄い部分と、を有する形状となる。外装体の立体形状は内部の構造物を被覆する形状であるため、蓄電池の比較的厚い部分と比較的薄い部分との間に蓄電池の内部の構造物の平面形状に対応した形状の段差を有する。
【００３７】そのため、第１の負極１０６及び第２の負極１０７の平面形状が曲線を有する形状であるため、外装体１１３の段差の縁１１５は、同様に曲線を有する形状となる。
【００３８】比較のために、第１の負極及び第２の負極の平面形状の縁が直線状である場合の外装体の立体形状を図３（Ｂ）に示す。第１の負極及び第２の負極の平面形状の縁が直線状であるため、図３（Ｂ）においては、外装体の段差の縁１１５は直線状となる。
【００３９】ここで、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池が変形を繰り返すと、外装体の段差の縁部分において、該変形に伴う応力や変形による内部の構造物の摺動に起因する摩擦が集中する。図３（Ｂ）に示すように外装体の段差の縁が直線形状であると、外装体の該縁において損傷が生じやすい。
【００４０】一方、本発明の一態様において、外装体の段差の縁１１５を直線形状とはせず、例えば波線を有する形状にすることにより、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池１１０の変形に伴うダメージを受ける該縁の長さを長くすることができるため、ダメージを分散または低減することとができる。そのため、外装体１１３が損傷して事故が発生するという事態を防止することができる。
【００４１】なお、本実施の形態において、図中では第１の負極及び第２の負極の平面形状の縁が波線状である場合を示したが、本発明の一態様はこれに限定されず、曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状であればよい。また、本発明の一態様は、活物質層が設けられ電池反応に寄与する領域の平面形状の縁のすべてが、該形状であることには限定されない。すなわち、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池の変形によるダメージを受ける部分において該形状であればよく、その他の部分に直線形状を有していてもよい。
【００４２】≪電極の縁の平面形状≫
本発明の一態様において、電極（例えば負極）の平面形状の縁は曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状であればよい。そのような形状の例について図を用いて説明する。
【００４３】図３０に、第１の負極１０６の平面形状の例を示す。
【００４４】図３０（Ａ）に、負極１０６の平面形状の縁が、波線を有する形状となる例を示す。図３０（Ｂ）に、負極１０６の平面形状の縁が、曲線を有する形状となる例を示す。図３０（Ｃ）に、負極１０６の平面形状の縁が、複数の半円形状を有し互いに直線を介して接続された形状となる例を示す。図３０（Ｄ）に、負極１０６の平面形状の縁が、複数の円弧を有し互いに頂点で接続された形状となる例を示す。図３０（Ｅ）に、負極１０６の平面形状の縁が、複数の半円形状を有し互いに頂点で接続された形状となる例を示す。図３０（Ｆ）に、負極１０６の平面形状の縁が、ジグザグ形状を有する例を示す。図３０（Ｇ）に、負極１０６の平面形状の縁が、２種類の径の半円を有する形状となる例を示す。図３０（Ｈ）に、負極１０６の平面形状の縁が、斜線形状と直線形状とを有する形状となる例を示す。
【００４５】さらに図３１に、第１の負極１０６の平面形状の例を示す。
【００４６】図３１（Ａ）及び図３１（Ｂ）に、負極１０６の平面形状のうち２辺が直線形状を有し、他の２辺が波線形状を有する例を示す。図３１（Ｃ）に、負極１０６の平面形状のうち１辺が直線形状を有し、他の３辺が波線形状を有する例を示す。
【００４７】また、本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池において、第１の負極１０６及び第２の負極１０７の平面形状は、少なくとも一つの角部が１３５°以上の内角を有する形状、鈍い形状、又は、円弧を有する形状としてもよい。
【００４８】一般的に、積層型のリチウムイオン蓄電池において、負極の平面形状は多角形状、特に四角形状であることが多い。負極の平面形状がそのような形状であると、負極の平面形状は鋭利な角部を有する。可撓性を有する積層型のリチウムイオン蓄電池において、負極の平面形状に鋭利な角部を有すると、該蓄電池のリチウムイオン蓄電池の変形に伴い、負極を含めた内部の構造物が摺動する。該摺動の際、負極の鋭利な角部が外装体に接触すると、外装体の小さな面積に該摺動に伴うダメージが集中し、外装体が損傷することがある。
【００４９】そこで、図１（Ａ）に示す通り、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、負極の平面形状の角部を鈍い形状としてもよく、該鈍い形状により蓄電池の変形により外装体が損傷することを防止することができる。
【００５０】鈍い形状の角部を形成する方法としては、平面形状が概四角形状の負極の角部を切断する方法がある。例えば、内角が９０°である角部付近を、その角部を形成する２つの辺を跨ぐ線で切断した場合、該線とそれぞれの辺と、により新たに形成される２つの角部の少なくとも一方は、内角が１３５°以上となる。そのため、負極の平面形状の角部は、切断前と比較し鈍くなる。したがって、本明細書において鈍い角度とは、１３５°以上の大きな角度を指す。また、鋭利な角部を円弧状に切断して、円弧を有する形状の角部を形成してもよい。
【００５１】図３２に、電極、例えば負極の平面形状の角部の形状の一例を示す。
【００５２】図３２（Ａ）は、３つ角部が切断され、それぞれの角部が内角の大きさが１３５°の２つの角を有する形状となった、負極１０６の平面形状の一例を示す。また、図３２（Ｂ）は、３つの角部が切断され、円弧を有する形状の角部を有する形状となった、負極１０６の平面形状の一例を示す。
【００５３】なお、本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池の負極の平面形状は、４つ以上の角部が切断された形状でもよく、すべての角部が切断された形状でもよく、１つまたは２つの角部が切断された形状でもよい。また、本発明の一態様はこれに限定されない。
【００５４】なお、外装体の角部の形状を、負極の鈍い角部に合わせた形状としてもよく、負極に鈍い形状の角部を形成した方法と同様の方法で、外装体の角部に鈍い形状を設けることができる。この場合、外装体を部分的に取り除くこととなるため、リチウムイオン蓄電池自体の体積を小さくすることができることは言うまでもない。
【００５５】また、本発明の一態様において、複数の負極の形状をそれぞれ異なる平面形状としてもよい。また、複数の負極の平面形状を同一の形状としても、該負極を積層型のリチウムイオン蓄電池の内部の構造物として組み込む際、それぞれの負極を完全に重ねることなくずれを有する位置関係で組み込むこともできる。
【００５６】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を構成する第１の負極１０６、第２の負極１０７及び正極１０８の平面形状を示した図である。本図においては、第１の負極１０６と第２の負極１０７の平面形状が異なる。また、図４（Ｂ）は、リチウムイオン蓄電池１１０の形状を示した図である。また、図４（Ｃ）は、図４（Ｂ）のＤ１乃至Ｄ４で囲まれた領域の拡大平面図である。また図５（Ａ）は、リチウムイオン蓄電池１１０の断面図であり、図４（Ｂ）のＢ１及びＢ２を結んだ線における断面図である。
【００５７】図５（Ａ）に示される通り、第１の負極１０６と第２の負極１０７とが、部分的に重なる位置関係であり、完全に重なる位置関係とはなっていないため、外装体の形状が有する段差を一部緩やかにすることができる。該段差が緩やかであると、リチウムイオン蓄電池１１０の変形に伴い外装体が受ける応力または摩擦を、段差の縁の幅方向に分散することができるため、外装体が受けるダメージを低減し、損傷を防止することができる。
【００５８】なお、本実施の形態において、一例として負極の平面形状について説明しているが、本発明の一態様はこれに限定されず、負極と正極とを入れ替えても成立する。すなわち、正極の平面形状の縁を曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状としてもよく、同様の効果を得ることができる。そのような一例を図３３及び図３４に示す。
【００５９】図３３（Ａ）は、リチウムイオン蓄電池１１０を構成する第１の正極１３６、第２の正極１３７及び負極１３８の平面形状を示した図である。また、図３３（Ｂ）は、リチウムイオン蓄電池１１０の形状を示した図である。また、図３３（Ｃ）は図３３（Ａ）のＳ１乃至Ｓ４に囲まれた領域の拡大平面図である。また図３４は、リチウムイオン蓄電池１１０の断面図であり、図３３（Ｂ）のＴ１及びＴ２を結んだ線における断面図である。第１の正極集電体１３２と、第１の正極活物質層１３３と、第１のセパレータ１３４と、負極集電体１３０と、該負極集電体の表裏に形成された負極活物質層１３１と、第２のセパレータ１４４と、第２の正極活物質層１４２と、第２の正極集電体１４１とを積み重ね、電解液１０５とともに外装体１１３により封止された状態の断面模式図である。第１の正極１３６は、第１の正極集電体１３２と第１の正極活物質層１３３とを有し、第２の正極１３７は、第２の正極集電体１４１と第２の正極活物質層１４２とを有する。
【００６０】さらに、本実施の形態において、一例として負極が２枚であるリチウムイオン蓄電池を説明しているが、本発明の一態様はこれに限定されず、負極を１枚としてもよく、複数マイとしてもよい。図３５に負極が１枚であるリチウムイオン蓄電池の例を示す。
【００６１】また、本発明の一態様は、正極及び負極の双方が、平面形状の縁を曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状としてもよい。そのような例を図３６に示す。図３６（Ａ）は、リチウムイオン蓄電池１１０を構成する第１の正極１３６、第２の正極１３７及び負極１３８の平面形状を示した図である。また、図３６（Ｂ）は、リチウムイオン蓄電池１１０の形状を示した図である。また、図３６（Ｃ）は図３６（Ａ）のＦ１乃至Ｆ４に囲まれた領域の拡大平面図である。図３６において、第１の正極１３６、第２の正極１３７及び負極１３８の平面形状は、いずれも曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状である。
【００６２】なお、図３６（Ｃ）において、第１の負極及び第２の負極の縁１２１と正極の縁１２０とが、互いに沿った配置となっているが、本発明の一態様はこれに限らず、図３６（Ｄ）に示す通り、互いにずれた配置としてもよい。
【００６３】次に、本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池の製作方法について説明する。
【００６４】≪正極の構成≫
正極について説明する。正極１０８は、正極活物質層１０１と、正極集電体１００とを含む。
【００６５】正極活物質層１０１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。
【００６６】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、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＦｅａＮｉｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＭｎｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＭｎｂＰＯ４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦｅｃＮｉｄＣｏｅＰＯ４、ＬｉＦｅｃＮｉｄＭｎｅＰＯ４、ＬｉＮｉｃＣｏｄＭｎｅＰＯ４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅｆＮｉｇＣｏｈＭｎｉＰＯ４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、０＜ｉ＜１）等がある。
【００６７】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。
【００６８】層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有材料としては、例えば、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎＯ２、Ｌｉ２ＭｎＯ３、ＬｉＮｉ０．８Ｃｏ０．２Ｏ２等のＮｉＣｏ系（一般式は、ＬｉＮｉｘＣｏ１−ｘＯ２（０＜ｘ＜１））、ＬｉＮｉ０．５Ｍｎ０．５Ｏ２等のＮｉＭｎ系（一般式は、ＬｉＮｉｘＭｎ１−ｘＯ２（０＜ｘ＜１））、ＬｉＮｉ１／３Ｍｎ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２等のＮｉＭｎＣｏ系（ＮＭＣともいう。一般式は、ＬｉＮｉｘＭｎｙＣｏ１−ｘ−ｙＯ２（ｘ＞０、ｙ＞０、ｘ＋ｙ＜１））が挙げられる。さらに、Ｌｉ（Ｎｉ０．８Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５）Ｏ２、Ｌｉ２ＭｎＯ３−ＬｉＭＯ２（ＭはＣｏ、ＮｉまたはＭｎ）等も挙げられる。
【００６９】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。
【００７０】スピネル型の結晶構造を有するリチウム含有材料としては、例えば、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｌｉ１＋ｘＭｎ２−ｘＯ４（０＜ｘ＜２）、ＬｉＭｎ２−ｘＡｌｘＯ４（０＜ｘ＜２）、ＬｉＭｎ１．５Ｎｉ０．５Ｏ４等が挙げられる。
【００７１】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（０＜ｘ＜１）（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。
【００７２】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、Ｌｉ（２−ｊ）ＭｎＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｋＮｉｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｋＭｎｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｋＭｎｌＳｉＯ４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｍＮｉｎＣｏｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｍＮｉｎＭｎｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｍＣｏｎＭｎｑＳｉＯ４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１）、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｒＮｉｓＣｏｔＭｎｕＳｉＯ４（ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは１以下、０＜ｒ＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等が挙げられる。
【００７３】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、Ｌｉ５ＭＯ４（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。
【００７４】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。
【００７５】また、正極活物質として、上記材料を複数組み合わせた材料を用いてもよい。例えば、上記材料を複数組み合わせた固溶体を正極活物質として用いることができる。例えば、ＬｉＣｏ１／３Ｍｎ１／３Ｎｉ１／３Ｏ２とＬｉ２ＭｎＯ３の固溶体を正極活物質として用いることができる。
【００７６】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。
【００７７】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。
【００７８】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。
【００７９】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。
【００８０】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。
【００８１】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。
【００８２】正極活物質層１０１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。
【００８３】塗布法を用いて正極活物質層１０１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１００上に塗布して乾燥させればよい。正極活物質層１０１は、正極集電体１００の両面に設けることができる。その場合は、電極スラリーを正極集電体１００の両面に塗布して乾燥させればよい。
【００８４】なお、正極集電体１００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。
【００８５】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、外部の電子機器に電力を供給するために、正極１０８は端子となるタブ電極と接続されているか、活物質層が形成されず集電体の一部がタブ電極として機能する領域を有する。本発明の一態様においては、正極活物質層１０１が形成され電池反応に寄与する領域において、正極１０８の平面形状の縁を曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状としてもよい。
【００８６】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。
【００８７】≪負極の構成≫
次に負極について説明する。第１の負極１０６は、第１の負極活物質層１０３と、第１の負極集電体１０２とを含み、第２の負極１０７は、第２の負極活物質層１１２と、第２の負極集電体１１１とを含む。なお、本実施の形態においては、リチウムイオン蓄電池は第１の負極１０６及び第２の負極１０７の２枚の負極を有するが、本発明の一態様はこれに限定されない。場合によっては負極は１枚でもよく、または３枚以上を有していてもよい。負極を形成する工程を以下に説明する。
【００８８】負極活物質層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。
【００８９】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。
【００９０】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。
【００９１】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。
【００９２】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。
【００９３】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、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。
【００９４】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。
【００９５】なお、正極活物質層においても負極活物質層においても、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。
【００９６】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。
【００９７】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を実現することができる。
【００９８】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。
【００９９】負極活物質層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。
【０１００】次いで、負極集電体上に負極活物質層を形成する。塗布法を用いて負極活物質層を形成する場合は、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加工を行ってもよい。
【０１０１】なお、負極集電体には、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。
【０１０２】本発明の一態様において、例えば図１（Ａ）に示す通り、負極の少なくとも一部の平面形状の縁は曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状とする。該形状にするために、負極集電体上に負極活物質層を形成した状態で所定の形状に切断してもよく、また、予め所定の形状に切断した状態の負極集電体上に負極活物質層を形成してもよい。いずれにせよ、本発明の一態様において、負極の少なくとも一部の平面形状の縁を曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状とすることにより、外装体の膨らみの縁が直線形状である場合よりも変形による外装体の損傷の生じにくい構造とすることができる。
【０１０３】なお、本発明の一態様において、タブ領域以外の負極の平面形状の一部は、タブ領域以外の正極の平面形状の一部を取り囲むことができる形状とすることが好ましい。正極の平面形状の一部が負極の平面形状の一部によって取り囲むことができない形状である場合、正極集電体表面の一部が電解液に対して露出し、リチウムイオン蓄電池の電池反応において、正極集電体の露出した部分に直接リチウムが析出するおそれがあるためである。ただし、本発明の一態様はこれに限定されない。
【０１０４】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。
【０１０５】ところで、負極活物質層は、負極集電体の両面に形成することもできるが、可撓性を有する積層型リチウムイオン蓄電池においては、負極集電体の片面に負極活物質層を形成したもの２つを、それぞれの負極活物質層を形成していない面を接触させて用いることもできる。図６を用いて、負極集電体の負極活物質層を形成していない面同士を向い合せた積層構造について説明する。
【０１０６】図６において、下側の負極２００は、集電体２０１の下面には負極活物質層が形成されているが上面は負極活物質層が形成されていない。一方、上側の負極２０２は、集電体２０３の上面には負極活物質層が形成されていないが下面は負極活物質が形成されていない。そのため、リチウムイオン蓄電池の内部において、２枚の負極が、それぞれの負極集電体の負極活物質層が形成されていない面同士を向い合せた積層構造となっている。
【０１０７】可撓性を有するリチウムイオン蓄電池が変形するとき、その内部の構造物にはその変形に応じた応力がかかる。ここで、負極集電体は上述の通り金属が用いられるため、表面の摩擦係数は比較的小さい。一方で、負極集電体上に形成された負極活物質層の表面は、スラリーを塗布して乾燥して形成するため、集電体表面と比較して粗くなり、摩擦係数が大きくなる。すると、下側の負極２００と上側の負極２０２はそれぞれ摩擦係数の小さな面同士を向い合せているため、リチウムイオン蓄電池の変形に伴い両者は互いにずれることがでる。その結果、リチウムイオン蓄電池の内部にかかる応力を緩和することができる。
【０１０８】可撓性を有するリチウムイオン蓄電池が変形するときに生じる応力を緩和することができれば、該応力に起因する内部の損傷を防止することができる。そのため、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池の内部において、２枚の負極が、それぞれの負極集電体の負極活物質層が形成されていない面同士を向い合せた積層構造とすることが好ましい。
【０１０９】なお、負極集電体の片面に負極活物質層を設ける場合について説明したが、同様に正極集電体の片面に正極活物質層を設ける場合についても同様の効果が得られる。すなわち、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池の内部において、２枚の正極が、それぞれの正極集電体の正極活物質層が形成されていない面同士を向い合せた積層構造としてもよい。
【０１１０】≪セパレータの構成≫
第１のセパレータ１０４及び第２のセパレータ１１４について説明する。セパレータの材料としては、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。
【０１１１】より具体的には、セパレータの材料として、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。
【０１１２】セパレータは、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。
【０１１３】次に、セパレータを蓄電池に組み込む方法としては、セパレータを正極及び負極の間に挟みこむ方法が可能である。また、正極又は負極の一方にセパレータを載置し、正極又は負極のもう一方を併せる方法も可能である。正極、負極、及びセパレータを外装体に収納し、電解液を含ませることにより、蓄電池を形成することができる。
【０１１４】また、セパレータを正極または負極の一方の両面を覆うことができる大きさのシート状若しくは袋状に形成し、セパレータに包まれた電極とすると、蓄電池の製造上、電極を機械的な損傷から保護することができ、電極の取り扱いが容易となる。セパレータに包まれた電極ともう一方の電極とを、併せて外装体に収納し、電解液を含ませることにより、蓄電池を形成することができる。
【０１１５】さらに、セパレータは複数重ねて用いてもよい。セパレータは、上述の方法で形成できるが、構成材料と膜の機械的強度のために、膜の孔の大きさや膜の厚さの範囲には制限がある。複数のセパレータをそれぞれ延伸法により作製して、これを併せて蓄電池に用いることができる。各セパレータを構成する材料には、上記の材料または上記以外の材料から１種類以上を選択して用いることができ、膜の形成の条件及び延伸の条件等により、膜中の孔の大きさ、孔の占める体積の割合（空隙率ともいう）、膜の厚さ等の特性をそれぞれ決定することができる。特性の異なる複数のセパレータを重ねて用いることにより、一の膜を単独で用いる場合と比べ、セパレータの性能を多彩に選択することができるようになる。
【０１１６】さらに、蓄電池が可撓性を有していてもよく、可撓性を有する蓄電池に変形応力がかかる場合にも、複数のセパレータ間の界面において、各セパレータが摺動することにより応力を緩和することができるため、複数のセパレータを重ねて用いた構造は、可撓性を有する蓄電池のセパレータの構造としても適している。
【０１１７】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。
【０１１８】≪電解液の構成≫
【０１１９】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１０５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。
【０１２０】電解液１０５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（ＤＭＥ）、ジメチルスルホキシド、ジエチルエーテル、メチルジグライム、アセトニトリル、ベンゾニトリル、テトラヒドロフラン、スルホラン、スルトン等の１種、又はこれらのうちの２種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。
【０１２１】また、電解液１０５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。
【０１２２】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。
【０１２３】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。
【０１２４】また、上記の溶媒に溶解させる電解質としては、キャリアにリチウムイオンを用いる場合、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０、Ｌｉ２Ｂ１２Ｃｌ１２、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＣ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２等のリチウム塩を一種、又はこれらのうちの二種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。
【０１２５】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。
【０１２６】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。
【０１２７】≪外装体の構成≫
次に、外装体１１３について説明する。外装体１１３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。
【０１２８】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を形成し、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する。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を形成する。
【０１２９】また、外装体はエンボス加工を予め施すことにより、凹凸を有する形状とすることができる。エンボス加工を施した外装体を用いて作製した可撓性を有するリチウムイオン蓄電池の断面構造を図５（Ｂ）に示す。
【０１３０】外装体に施すエンボス加工を、図７を用いて説明する。なお、エンボス加工とは、プレス加工の一種であり、表面に凹凸のあるエンボスロールをフィルムに圧接させ、エンボスロールの凹凸に対応する凹凸をフィルム表面に形成する処理のことを指している。エンボスロールは、表面に模様を彫刻したロールである。
【０１３１】図７（Ａ）は、フィルムの片方の面にエンボス加工を行う例である。
【０１３２】図７（Ａ）において、フィルムの一方の面に接するエンボスロール８５３と、もう一方の面に接するロール８５４との間にフィルム８５０が挟まれ、フィルム８５０がフィルムの進行方向８５８に送り出されている途中を示している。圧力または熱によってフィルム表面に模様を形成している。
【０１３３】図７（Ａ）は、片面エンボス加工とも呼ばれ、エンボスロール８５３とロール８５４（金属ロールまたは弾性ロール（ゴムロールなど））の組み合わせである。
【０１３４】また、図７（Ｂ）はフィルムの両面にエンボス加工を行う例である。
【０１３５】図７（Ｂ）において、フィルムの一方の面に接するエンボスロール８５３と、もう一方の面に接するエンボスロール８５５との間にフィルム８５１が挟まれ、フィルム８５１がフィルムの進行方向８５８に送り出されている途中を示している。
【０１３６】図７（Ｂ）は、両面エンボス加工とも呼ばれ、雄柄のエンボスロールであるエンボスロール８５３とエンボスロール８５５（雌柄）の組み合わせである。
【０１３７】また、フィルム８５１の表面の一部を浮き上がらせるエンボスと、表面をへこましたデボスが連続している凸凹により、フィルム８５１の表面に模様を形成している。
【０１３８】図７（Ｃ）において、フィルムの一方の面に接するエンボスロール８５６と、もう一方の面に接するエンボスロール８５７との間にフィルム８５２が挟まれ、フィルム８５２がフィルムの進行方向８５８に送り出されている途中を示している。
【０１３９】図７（Ｃ）は、Ｔｉｐ  ｔｏ  Ｔｉｐの両面エンボス加工とも呼ばれ、エンボスロール８５６と、そのエンボスロール８５６と同じ柄のエンボスロール８５７の組み合わせである。同一のエンボスロールの凸部と凹部の位相を合わせたものであり、フィルム８５２の表裏に差のほとんど無い模様を形成することができる。
【０１４０】また、エンボスロールを用いることに限定されず、エンボスプレートを用いてもよい。また、エンボス加工に限定されず、フィルムの一部に浮き彫り（レリーフ）を形成すればよい。
【０１４１】エンボス加工を施した外装体を、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池に用いると、該蓄電池の変形に伴い、外装体に圧縮応力や引っ張り応力がかかったとしても、外装体の表面に凹部または凸部で形成される模様を有しているため、これらの応力による影響を許容範囲内に抑えることができ、外装体の損傷を防止することができる。そのため、可撓性を有する蓄電池にエンボス加工を施した外装体を用いることが好ましい。
【０１４２】≪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。
【０１４３】図８を用いて、蓄電池の変形について説明する。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８（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８（Ｂ））。
【０１４４】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以下となるまで変形することができ、さらに３０ｍｍ以下となるまで蓄電池が変形することができる場合がある。
【０１４５】面の曲率半径について、図を用いて説明する。図９（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９（Ｂ）に曲面１７００の上面図を示す。図９（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。
【０１４６】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８（Ｃ）に示す形状や、波状（図８（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となるまで変形することができ、さらに３０ｍｍとなるまで蓄電池が変形することができる場合がある。
【０１４７】≪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１１３を封止することにより図１（Ｂ）及び図２（Ａ）に示す通り、第１の負極集電体１０２と、第１の負極活物質層１０３と、第１のセパレータ１０４と、正極集電体１００と、該正極集電体の表裏に形成された正極活物質層１０１と、第２のセパレータ１１４と、第２の負極活物質層１１２と、第２の負極集電体１１１とを積み重ね、電解液１０５とともに外装体１１３により封止された状態とする。なお、図２（Ｂ）に示す通り、正極集電体及び負極集電体のすべての表面及び裏面に活物質層を設けてもよい。この場合、各電極のタブ電極と接続される部分またはタブ電極として機能する部分において、活物質層が形成されていなくてもよい。
【０１４８】なお、封止部の形状は、蓄電池の内部の構造物の形状に沿って曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状としてもよい。封止部の形状が内部の構造物の形状に沿った形状であると、蓄電池の変形により外装体と内部の構造物とに異なる応力がかかる場合であっても、封止部と内部の構造物とが噛み合い、内部の構造物の意図しない大きさの摺動を防止することができる。ただし、封止部の形状はこれに限定されない。
【０１４９】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、充電により外装体に囲まれた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。
【０１５０】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。
【０１５１】やや高い温度環境下で長時間保存した後、再び外装体に囲まれた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。
【０１５２】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。
【０１５３】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。
【０１５４】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。
【０１５５】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。
【０１５６】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蓄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、リチウムイオン蓄電池に適用しなくてもよい。例えば、本発明の一態様として、可撓性を有する蓄電装置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、本発明の一態様では、蓄電装置を曲げなくてもよく、変形しなくてもよい。または例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、蓄電装置は、平板のままの形状でもよい。例えば、本発明の一態様として、蓄電装置の一部の平面形状の縁が、曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状を有している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、本発明の一態様では、蓄電装置の一部の平面形状の縁は、様々な形状であってもよい。または、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、蓄電装置の一部の平面形状の縁は、曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状を有していなくてもよい。
【０１５７】（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１０乃至図１２を参照して説明する。
【０１５８】≪コイン型蓄電池≫
図１０（Ａ）は、コイン型（単層偏平型）の蓄電池の外観図であり、図１０（Ｂ）は、その断面図である。
【０１５９】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。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。
【０１６０】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。また、正極活物質層３０６と負極活物質層３０９との間には、セパレータ３１０と、電解質（図示せず）とを有する。
【０１６１】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。
【０１６２】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。
【０１６３】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１０（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。
【０１６４】ここで図１０（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。
【０１６５】図１０（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１０（Ｃ）では、蓄電池４００の外部の端子（タブ電極）から、正極４０２の方へ流れ、蓄電池４００の中の電解液４０６と、電解液４０６中のセパレータ４０８と、を通して、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（タブ電極）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。
【０１６６】≪円筒型蓄電池≫
次に、円筒型の蓄電池の一例について、図１１を参照して説明する。円筒型の蓄電池６００は図１１（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）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。
【０１６７】図１１（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。
【０１６８】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（正極タブ電極）６０３が接続され、負極６０６には負極端子（負極タブ電極）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。
【０１６９】≪積層型蓄電池≫
次に、積層型の蓄電池の一例について、図１２（Ａ）を参照して説明する。積層型の蓄電池は、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。
【０１７０】図１２（Ａ）に示す積層型の蓄電池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。なお、図１２（Ａ）に示す通り、負極５０６の少なくとも一部の平面形状の縁は曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状とする。
【０１７１】図１２（Ａ）に示す積層型の蓄電池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。
【０１７２】積層型の蓄電池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。
【０１７３】また、積層型の蓄電池５００の断面構造の一例を図１２（Ｂ）に示す。図１２（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。
【０１７４】図１２（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１２（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１２（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。
【０１７５】ここで、積層型の蓄電池５００の外観図の一例を図１３及び図１４に示す。図１３及び図１４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。なお、負極５０６の平面形状は曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状であるが、図１３及び図１４においては、煩雑とならないよう省略して直線形で示した。
【０１７６】図１５（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５０１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を有する。該領域はタブ電極と接続される領域、またはタブ電極として機能する領域であり、タブ領域と呼ぶ。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１５（Ａ）に示す例に限られない。また、負極５０６の平面形状は曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状であるが、図１５においては、煩雑とならないよう省略して直線形で示した。
【０１７７】≪積層型蓄電池の作製方法≫
ここで、図１３に外観図を示す積層型蓄電池の作製方法の一例について、図１５（Ｂ）、（Ｃ）を用いて説明する。
【０１７８】まず、負極５０６、セパレータ５０７及び正極５０３を積層する。図１５（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、例えば超音波接合等を用いればよい。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。
【０１７９】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。
【０１８０】次に、図１５（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。
【０１８１】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、積層型の蓄電池である蓄電池５００を作製することができる。
【０１８２】なお、本実施の形態では、蓄電池として、コイン型、積層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。
【０１８３】また、可撓性を有する積層型の蓄電池を電子機器に実装する例を図１６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。
【０１８４】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。
【０１８５】図１６（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。
【０１８６】図１６（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池７４０７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１６（Ｃ）に示す。蓄電池７４０７は積層型の蓄電池である。
【０１８７】図１６（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１６（Ｅ）に曲げられた蓄電池７１０４の状態を示す。
【０１８８】≪蓄電池の構造例≫
蓄電池の構造例について、図１７乃至図２１を用いて説明する。
【０１８９】図１７（Ａ）及び図１７（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１７（Ｂ）に示すように、蓄電池は、端子９５１と、端子９５２と、アンテナ９１４と、アンテナ９１５と、を有する。
【０１９０】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。
【０１９１】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。
【０１９２】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。
【０１９３】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。
【０１９４】なお、蓄電池の構造は、図１７に限定されない。
【０１９５】例えば、図１８（Ａ−１）及び図１８（Ａ−２）に示すように、図１７（Ａ）及び図１７（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１８（Ａ−１）は、上記一対の面の一方の側方向から見た外観図であり、図１８（Ａ−２）は、上記一対の面の他方の側方向から見た外観図である。なお、図１７（Ａ）及び図１７（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。
【０１９６】図１８（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１８（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。
【０１９７】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。
【０１９８】又は、図１８（Ｂ−１）及び図１８（Ｂ−２）に示すように、図１７（Ａ）及び図１７（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１８（Ｂ−１）は、上記一対の面の一方の側方向から見た外観図であり、図１８（Ｂ−２）は、上記一対の面の他方の側方向から見た外観図である。なお、図１７（Ａ）及び図１７（Ｂ）に示す蓄電池と同じ部分については、図１８（Ａ）及び図１８（Ｂ）に示す蓄電池の説明を適宜援用できる。
【０１９９】図１８（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１８（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。
【０２００】又は、図１９（Ａ）に示すように、図１７（Ａ）及び図１７（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１７（Ａ）及び図１７（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。
【０２０１】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。
【０２０２】又は、図１９（Ｂ）に示すように、図１７（Ａ）及び図１７（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１７（Ａ）及び図１７（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。
【０２０３】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。
【０２０４】さらに、蓄電池９１３の構造例について図２０及び図２１を用いて説明する。
【０２０５】図２０（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２０（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。
【０２０６】なお、図２０（Ｂ）に示すように、図２０（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２０（Ｂ）に示す蓄電池９１３は、筐体９３０ａと筐体９３０ｂ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９５０が設けられている。
【０２０７】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。
【０２０８】さらに、捲回体９５０の構造について図２１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。
【０２０９】負極９３１は、端子９５１及び端子９５２の一方を介して図１７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１７に示す端子９１１に接続される。
【０２１０】≪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。
【０２１１】図２２において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図２２（Ａ）に示す自動車８１００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。
【０２１２】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。
【０２１３】図２２（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２２（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。
【０２１４】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。
【０２１５】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。
【０２１６】≪蓄電池の他の構造例≫
【０２１７】図３７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正極及び負極の平面形状を直線状に示しているが、少なくとも一つの電極の平面形状の縁は、曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状である。
【０２１８】ここで図３８を用いて、図３７に示す蓄電池２１００の作製方法の一部について説明する。
【０２１９】まずセパレータ２１０３上に、負極２１１５を配置する（図３８（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。
【０２２０】次に、セパレータ２１０３を折り曲げ、負極２１１５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３８（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２１０２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。
【０２２１】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３８（Ｂ）の領域２１０３ａで示す領域を熱溶着することが好ましい。
【０２２２】この工程を繰り返すことで、図３８（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。
【０２２３】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。
【０２２４】次に、図３８（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。
【０２２５】さらに、図３８（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３８（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。
【０２２６】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。
【０２２７】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２１０３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。
【０２２８】換言すれば、図３７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。
【０２２９】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２１２５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２１００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。
【０２３０】図３９に、図３７と異なる蓄電池２２００を示す。図３９（Ａ）は蓄電池２２００の斜視図、図３９（Ｂ）は蓄電池２２００の上面図である。図３９（Ｃ１）は第１の電極組立体２１３０、図３９（Ｃ２）は第２の電極組立体２１３１の断面図である。図３９（Ｄ）は、図３９（Ｂ）の一点破線Ｈ１−Ｈ２における断面図である。なお、図３９（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２１０３を抜粋して示す。また、図が煩雑となるため正極及び負極の平面形状を直線状に示しているが、少なくとも一つの電極の平面形状の縁は、曲線、波線、円弧、または、複数の変曲点を有する形状である。
【０２３１】図３９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３７の蓄電池２１００と異なる。
【０２３２】図３９（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。
【０２３３】図３９（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２１０５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３９（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、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２１１５ａがこの順に積層されている。
【０２３４】さらに図３９（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。
【０２３５】ここで図４０を用いて、図３９に示す蓄電池２２００の作製方法の一部について説明する。
【０２３６】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４０（Ａ））。
【０２３７】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２１０３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４０（Ｂ））。
【０２３８】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４０（Ｃ））。
【０２３９】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４０（Ｄ））。
【０２４０】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。
【０２４１】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。
【０２４２】また図４０（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４０（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。
【０２４３】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３７についての記載を参酌することができる。
【０２４４】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。
【０２４５】（実施の形態３）
実施の形態１乃至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２３乃至図２９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。
【０２４６】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、過充電となる虞がある。
【０２４７】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。
【０２４８】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。
【０２４９】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。
【０２５０】ここで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について説明する。
【０２５１】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。
【０２５２】透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）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。
【０２５３】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。
【０２５４】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。
【０２５５】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。
【０２５６】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膜内の一部に、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。
【０２５７】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。
【０２５８】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。
【０２５９】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。
【０２６０】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。
【０２６１】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。
【０２６２】図２３には、蓄電池のブロック図の一例を示す。図２３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。
【０２６３】また、図２３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。
【０２６４】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。
【０２６５】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。
【０２６６】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。
【０２６７】切り替え制御回路ＢＴ０３の動作の詳細について述べる。
【０２６８】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。
【０２６９】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ＢＴ０９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。
【０２７０】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。
【０２７１】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２４を用いて説明する。図２４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２４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。
【０２７２】まず、図２４（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。
【０２７３】次に、図２４（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。
【０２７４】最後に、図２４（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。
【０２７５】切り替え制御回路ＢＴ０３は、上記図２４（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。
【０２７６】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。
【０２７７】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。
【０２７８】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。
【０２７９】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。
【０２８０】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。
【０２８１】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２５及び図２６に示す。
【０２８２】図２５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ＢＴ１２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。
【０２８３】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。
【０２８４】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ＢＴ１２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Ａ２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。
【０２８５】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。
【０２８６】また、図２５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ＢＴ１６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。
【０２８７】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。
【０２８８】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ＢＴ１３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。
【０２８９】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。
【０２９０】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。
【０２９１】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。
【０２９２】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ＢＴ０２とを接続する。
【０２９３】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。
【０２９４】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、充電電池セル群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ＢＴ１８の接続先をそれぞれ切り替えるように制御される。
【０２９５】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ＢＴ１５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ＢＴ１８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。
【０２９６】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ＢＴ０４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。
【０２９７】図２６は、図２５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。
【０２９８】図２６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。
【０２９９】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ＢＴ２２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。
【０３００】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。
【０３０１】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ＢＴ３５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。
【０３０２】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ＢＴ３２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。
【０３０３】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。
【０３０４】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。
【０３０５】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。
【０３０６】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。
【０３０７】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ＢＴ０７を制御する変圧信号Ｓ３を出力する。
【０３０８】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。
【０３０９】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２７（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて説明する。図２７（Ａ）乃至（Ｃ）は、図２４（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２７（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。
【０３１０】図２７（Ａ）に示される例では、図２４（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２４（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、充電電池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（Ｖｄｉｓから充電電圧（Ｖｃｈａ）への変換比Ｎを算出する。
【０３１１】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２７（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、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比よりも、変換比Ｎを大きく設定する。
【０３１２】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、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比に対して、変換比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は変換比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ＢＴ０６に設定された値となる。
【０３１３】図２７（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変換比Ｎとして算出する。そして、変圧制御回路ＢＴ０６は、放電電圧を当該変換比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。
【０３１４】また、図２７（Ｂ）や図２７（Ｂ）に示される例でも、図２７（Ａ）と同様に、変換比Ｎが算出される。図２７（Ｂ）や図２７（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、変換比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。
【０３１５】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ＢＴ０２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。
【０３１６】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。
【０３１７】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。
【０３１８】絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた変圧回路ＢＴ０７の構成を図２８に示す。絶縁型ＤＣ−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−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  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ＢＴ５２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。
【０３１９】本実施形態における蓄電池ＢＴ００の処理の流れを、図２９を用いて説明する。図２９は、蓄電池ＢＴ００の処理の流れを示すフローチャートである。
【０３２０】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ＢＴ００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ＢＴ０９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ＢＴ００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ＢＴ０５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。
【０３２１】また、図２９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。
【０３２２】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のうち、変圧回路と接続する電池セルを、個別に切り替えられる。
【０３２３】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。
【０３２４】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。
【０３２５】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。
【符号の説明】
【０３２６】１００    正極集電体
１０１    正極活物質層
１０２    第１の負極集電体
１０３    第１の負極活物質層
１０４    第１のセパレータ
１０５    電解液
１０６    負極
１０７    負極
１０８    正極
１０９    タブ電極
１１０    リチウムイオン蓄電池
１１１    第２の負極集電体
１１２    第２の負極活物質層
１１３    外装体
１１４    第２のセパレータ
１１５    段差の縁
１２０    正極の縁
１２１    第１の負極及び第２の負極の平面形状の縁
１２２    セパレータの縁
１２３    第１の負極の縁
１２４    第２の負極の縁
１３０    負極集電体
１３１    負極活物質層
１３２    第１の正極集電体
１３３    第１の正極活物質層
１３４    第１のセパレータ
１３６    第１の正極
１３７    第２の正極
１３８    負極
１４１    第２の正極集電体
１４２    第２の正極活物質層
１４４    第２のセパレータ
１５０    負極の縁
１５１    第１の正極及び第２の正極の縁
１５２    セパレータの縁
２００    下側の負極
２０１    集電体
２０２    上側の負極
２０３    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
４００    蓄電池
４０２    正極
４０４    負極
４０６    電解液
４０８    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    正極タブ電極
５１１    負極タブ電極
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
８５０    フィルム
８５１    フィルム
８５２    フィルム
８５３    エンボスロール
８５４    ロール
８５５    エンボスロール
８５６    エンボスロール
８５７    エンボスロール
８５８    フィルムの進行方向
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
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】
2016113656.tif 000003
【図２】
2016113656.tif 000004
【図３】
2016113656.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【国際調査報告】
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