(57)【要約】      （修正有）【課題】バッテリを搭載した自動車における省スペース化を実現する。自動車における設計の自由度を高める。新規な自動車、または自動車用ホイールを提供する。自動車に適用可能な、新規な給電システムを提供する。【解決手段】自動車用ホイール１０は、リム部１１と、ディスク部１２と、バッテリ２０と、第１の電力伝送機構と、を備える。バッテリは、リム部の内部、またはリム部の表面に沿って設けられ、電力伝送機構は、ディスク部に設けられ、且つ、バッテリと電気的に接続されている構成とすればよい。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リム部と、ディスク部と、バッテリと、第１の電力伝送機構と、を備えるホイールであって、
前記バッテリは、前記リム部の内部、または前記リム部の表面に沿って設けられ、
前記第１の電力伝送機構は、前記ディスク部に設けられ、且つ、前記バッテリと電気的に接続されている、
ホイール。
【請求項２】
請求項１において、
前記バッテリは、フィルムで封止された二次電池であり、且つ帯状の形状を有し、且つ、前記リム部の円筒部に沿って、巻かれた状態に設けられた、
ホイール。
【請求項３】
請求項２において、
前記バッテリは、前記リム部の円筒部に沿って、１周よりも多く巻かれた状態に設けられた、
ホイール。
【請求項４】
請求項１において、
複数の前記バッテリを有し、
前記バッテリは、円筒形、または柱状の形状を有する、
ホイール。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第１の電力伝送機構は、接点を有するコネクタである、
ホイール。
【請求項６】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第１の電力伝送機構は、無線により電力の送受信を行う機能を有する、
ホイール。
【請求項７】
請求項１乃至請求項６のいずれか一に記載のホイールを取り付けることのできる自動車であって、
電力制御部と、第２の電力伝送機構と、を有し、
前記第２の電力伝送機構は、前記第１の電力伝送機構と電気的に接続する機能を有し、
前記電力制御部は、前記第２の電力伝送機構及び前記第１の電力伝送機構を介して、前記バッテリの充放電を制御する機能を有する、
移動体。
【請求項８】
請求項５に記載のホイールを取り付けることのできる自動車であって、
電力制御部と、第２の電力伝送機構と、を有し、
前記第２の電力伝送機構は、前記第１の電力伝送機構と電気的に接続する機能を有し、
前記電力制御部は、前記第２の電力伝送機構及び前記第１の電力伝送機構を介して、前記バッテリの充放電を制御する機能を有し、
前記第２の電力伝送機構は、回転しても前記第１の電力伝送機構との電気的な接続を保つ機能を有するコネクタである、
移動体。
【請求項９】
請求項６に記載のホイールを取り付けることのできる自動車であって、
電力制御部と、第２の電力伝送機構と、を有し、
前記第２の電力伝送機構は、前記第１の電力伝送機構と電気的に接続する機能を有し、
前記電力制御部は、前記第２の電力伝送機構及び前記第１の電力伝送機構を介して、前記バッテリの充放電を制御する機能を有し、
前記第２の電力伝送機構は、無線により電力の送受信を行う機能を有する、
移動体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、移動体に関する。本発明の一態様は、自動車に関する。本発明の一態様は、ホイールに関する。本発明の一態様は、蓄電装置に関する。本発明の一態様は、二次電池に関する。
【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は、物、方法、又は、製造方法に関する。本発明の一態様は、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。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、自動車をはじめとする移動体のほか、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、電子機器、照明装置、入力装置、入出力装置、それらの駆動方法、又は、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、バッテリの電力を自動車の動力に用いる技術が注目されている。このような自動車としては、例えばハイブリッド自動車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、またはプラグインハイブリッド自動車（ＰＨＥＶ）などがある。
【０００４】
また、自動車に搭載される電池として、リチウムイオン電池の開発が進められている。リチウムイオン電池の一例としては、少なくとも、正極、負極、および電解液を有している（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−９４１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
動力に用いるためのバッテリを搭載した自動車において、走行距離を伸ばすためには極めて大きな容量のバッテリを搭載する必要がある。しかしながらバッテリの容積などの問題から、自動車に搭載できるバッテリの容量には限度があった。特に、小型の自動車においては居住スペースを圧迫するといった問題から、十分な容量のバッテリを搭載することが困難であった。
【０００７】
本発明の一態様は、バッテリを搭載した自動車における省スペース化を実現することを課題の一とする。または、自動車における設計の自由度を高めることを課題の一とする。
【０００８】
または、新規な移動体、新規な移動体用ホイール、新規な自動車、または新規な自動車用ホイールを提供することを課題の一とする。または、自動車に適用可能な、新規な給電システムを提供することを課題の一とする。
【０００９】
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、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。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】
【００１０】
本発明の一態様は、リム部と、ディスク部と、バッテリと、第１の電力伝送機構と、を備えるホイールである。バッテリは、リム部の内部、またはリム部の表面に沿って設けられる。また第１の電力伝送機構は、ディスク部に設けられ、且つ、バッテリと電気的に接続されている。
【００１１】
また、上記において、バッテリは、フィルムで封止された二次電池であり、且つ帯状の形状を有し、且つ、リム部の円筒部に沿って、巻かれた状態に設けられていることが好ましい。またこのとき、バッテリは、リム部の円筒部に沿って、１周よりも多く巻かれた状態に設けられていることが好ましい。
【００１２】
または、上記において、円筒形、または柱状の形状を有する複数のバッテリを有する構成としてもよい。
【００１３】
また、上記において、第１の電力伝送機構は、接点を有するコネクタであることが好ましい。または、第１の電力伝送機構は、無線により電力の送受信を行う機能を有することが好ましい。
【００１４】
また、本発明の他の一態様は、上記ホイールを取り付けることのできる移動体または自動車であって、車体と、電力制御部と、第２の電力伝送機構と、を有する。第２の電力伝送機構は、第１の電力伝送機構と電気的に接続する機能を有する。また電力制御部は、第２の電力伝送機構及び第１の電力伝送機構を介して、バッテリの充放電を制御する機能を有することが好ましい。
【００１５】
また、上記において、第２の電力伝送機構は、回転しても第１の電力伝送機構との電気的な接続を保つ機能を有するコネクタであることが好ましい。または、第２の電力伝送機構は、無線により電力の送受信を行う機能を有することが好ましい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の一態様によれば、バッテリを搭載した自動車における省スペース化を実現することができる。または、自動車における設計の自由度を高めることができる。または、新規な移動体、新規な移動体用ホイール、新規な自動車、または新規な自動車用ホイールを提供できる。または、自動車に適用可能な、新規な給電システムを提供できる。
【００１７】
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】
【００１８】
【図１】実施の形態に係る、ホイールを説明する図。
【図２】実施の形態に係る、ホイールを説明する図。
【図３】実施の形態に係る、ホイールを説明する図。
【図４】実施の形態に係る、ホイールを説明する図。
【図５】実施の形態に係る、ホイールを説明する図。
【図６】実施の形態に係る、自動車及びホイールを説明する図。
【図７】実施の形態に係る、自動車及びホイールを説明する図。
【図８】実施の形態に係る、二次電池の構成を説明する図。
【図９】実施の形態に係る、二次電池の構成を説明する図。
【図１０】実施の形態に係る、二次電池の作製方法を説明する図。
【図１１】実施の形態に係る、二次電池の作製方法を説明する図。
【図１２】実施の形態に係る、二次電池の作製方法を説明する図。
【図１３】実施の形態に係る、二次電池の構成および作製方法を説明する図。
【図１４】本発明の一態様を説明するブロック図。
【図１５】本発明の一態様を説明する概念図。
【図１６】本発明の一態様を説明する回路図。
【図１７】本発明の一態様を説明する回路図。
【図１８】本発明の一態様を説明する概念図。
【図１９】本発明の一態様を説明するブロック図。
【図２０】本発明の一態様を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２０】
なお、以下に説明する発明の構成において、同一部分又は同様な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。
【００２１】
なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしもそのスケールに限定されない。
【００２２】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではない。
【００２３】
（実施の形態１）
［ホイールの構成例］
図１（Ａ）に、本発明の一態様のホイール１０の斜視概略図を示す。ホイール１０は、リム部１１、ディスク部１２、バッテリ２０、及びコネクタ２１を有する。
【００２４】
ホイール１０は、タイヤを用いる自動車に装着することができる。自動車は、移動体の一態様である。自動車としては、乗用車、トラック、バスのほか、土木作業車、クレーン車などの特殊車両も含まれる。また本発明の一態様のホイール１０は、四輪車のみでなく、一輪車、二輪車、三輪車または５以上のタイヤを備える自動車にも装着することができる。二輪車としては、バイクのように２つの車輪が車体の前後に取り付けられた構成としてもよいし、車体の側部に対向して２つのタイヤが設けられる構成としてもよい。または、自転車、電動自転車、電動アシスト自転車、飛行機用のタイヤ、ヘリコプター用のタイヤ、垂直離着陸機用のタイヤ、水陸両用者、戦車、などに適用することもできる。
【００２５】
リム部１１は、幅方向において外側に近いほど曲率半径が大きくなる。また幅方向において、その中央部に円筒状の部分１５を有する。バッテリ２０は、リム部１１の部分１５に沿って曲げた状態で設けられている。図１（Ａ）では、リム部１１の部分１５の内部に、バッテリ２０が配置されている例を示している。
【００２６】
ディスク部１２は、後述する自動車の車体５０に取り付けるためのボルト孔１３を複数有する。また、コネクタ２１は、ディスク部１２に設けられている。コネクタ２１は、バッテリ２０と電気的に接続している。またコネクタ２１は、自動車の車体が有するコネクタ等と電気的に接続するための接点を有する。
【００２７】
図１（Ｂ）は、リム部１１の円周方向の断面概略図である。また図１（Ｂ）ではディスク部１２等の位置関係を示すため、これを破線で示している。
【００２８】
リム部１１は、その円筒状の部分１５において、２重構造となっており、その内部には空間を有する。バッテリ２０は、リム部１１の内側の空間に配置されている。バッテリ２０は、リム部１１の曲率に沿って湾曲した状態で配置されている。言い換えると、バッテリ２０は、リム部１１の円筒状の部分１５の一部に巻きつけられるように配置されている。このような構成とすることで、ホイール１０の重心に偏りが生じることを抑制できるため好ましい。
【００２９】
バッテリ２０は、曲面に沿って曲げられる機能を有することが好ましい。特に、フィルムによって封止された二次電池であることが好ましい。バッテリ２０が曲げることのできる曲率半径は、少なくともリム部１１の内径よりも小さい曲率半径とすればよい。バッテリ２０に適した二次電池の詳細については、後に説明する。
【００３０】
バッテリ２０は、接着剤または粘着剤によってリム部１１に固定されていることが好ましい。このとき、バッテリ２０を破損することなく剥がすことのできる接着剤または粘着剤を用いると、バッテリ２０が劣化した場合などで交換が容易となるため好ましい。
【００３１】
なお、ここではバッテリ２０がリム部１１に固定されている構成を説明するが、固定されていない構成としてもよい。例えば、ホイール１０がバッテリ２０を固定する支持部を有し、リム部１１が車体に対して回転した時にも当該支持部が空転する、または車体に対して回転しない構成とすると、ホイール１０の回転する部分の重量を軽くすることが可能で、自動車の運動性能を高めることができる。
【００３２】
バッテリ２０は、端子２２を有する。またバッテリ２０の端子２２と、ディスク部１２に設けられたコネクタ２１とは、ケーブル２３によって電気的に接続されている。ケーブル２３は、ディスク部１２の内部に設けられている。端子２２とケーブル２３、またはケーブル２３とコネクタ２１とは、脱着可能な機構を有すると、バッテリ２０の交換が容易となるため好ましい。
【００３３】
なお、ここではバッテリ２０が端子のみを有する構成としたが、バッテリ２０にＢＭＵ（Ｂａｔｔｅｌｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ）を有する構成としてもよい。ＢＭＵは、バッテリ２０の過充電及び過放電の監視、過電流の監視、セルバランサ制御、電池劣化状態の管理、電池残量（（充電率）Ｓｔａｔｅ  Ｏｆ  Ｃｈａｒｇｅ：ＳＯＣ）の算出演算、駆動用二次電池の冷却ファンの制御、又は故障検出の制御等を行うことができる。またＢＭＵをバッテリ２０に設ける際、当該ＢＭＵが取得するバッテリ２０の情報を、後述する車体５０が有する電力制御部６２に出力する機能を有することが好ましい。
【００３４】
図１（Ｃ）には、自動車の車体５０に取り付けられた状態における、リム部１１の幅方向の断面概略図を示す。
【００３５】
図１（Ｃ）では、ディスク部１２の一部が空間を有する形状である場合を示している。ケーブル２３は、ディスク部１２の空間に配置され、ディスク部１２の中央に位置するコネクタ２１と電気的に接続している。
【００３６】
車体５０は、固定部５１と、コネクタ５２と、を有する。固定部５１は、車体５０が有するエンジンやモータなどの動力を発動する装置（発動装置、動力装置）からの動力を、ホイール１０に伝達する機能を有する。固定部５１が回転することにより、固定部５１に固定されたホイール１０を回転させることができる。固定部５１は、図示しない領域において、ディスク部１２とボルトで固定することができる。コネクタ５２は、その先端にコネクタ２１と電気的に接続する接点を有し、またコネクタ２１と係合する機構を有する。
【００３７】
コネクタ５２は、例えば回転しても電気的な接続が断たれない機構を有することが好ましい。例えば水銀やガリウム等の液体金属を用いた回転コネクタ（ロータリーコネクタ）や、ブラシが適用されたスリップリング等を用いることができる。回転コネクタを用いると、摩耗による問題が抑制できるため好ましい。
【００３８】
コネクタ２１とコネクタ５２とが電気的に接続するため、バッテリ２０に充電された電力を車体５０に供給することができる。また、車体５０から入力された電力をバッテリ２０に充電することも可能となる。また、コネクタ２１とコネクタ５２との間で、上述したＢＭＵからの情報を伝達可能な構成としてもよい。
【００３９】
そのため、本発明の一態様のホイール１０は、例えば自動車の補助電源として用いることができる。また、ホイール１０に十分な容量のバッテリ２０を搭載する場合には、自動車の主電源として用い、自動車に電源を搭載しないようにすることも可能となる。このようなホイール１０を用いることで、自動車に搭載するバッテリの容積を縮小することが可能となるため、自動車における省スペースを実現することができる。また自動車の設計の自由度を高めることができる。例えば、居住スペースやトランクのスペースなどを拡張することができる。
【００４０】
上記では、ホイール１０及び車体５０の各々に設けられた電力伝送機構として、コネクタ２１及びコネクタ５２を用いた場合を示したが、電磁誘導方式、磁界共鳴方式、電波方式等用いた電力の授受（非接触電力伝送、無接点電力伝送あるいはワイヤレス給電などともいう）を用いる構成とすると、物理的な接点を必要としないため好ましい。図２では、ホイール１０と車体５０とで非接触電力伝送を行う場合の例を示している。
【００４１】
図２において、ホイール１０は上記コネクタ２１に代えて回路２５及びアンテナ２６を有する。ここで、回路２５とアンテナ２６を含む構成を、無線モジュールと呼ぶこともある。回路２５はケーブル２３を介してバッテリ２０と電気的に接続している。またアンテナ２６は回路２５と電気的に接続している。
【００４２】
回路２５は、バッテリ２０の電力を、アンテナ２６を介して車体５０に取り付けられたアンテナ５３に送信する機能を有する。また、回路２５はアンテナ２６により受電した電力をバッテリ２０に供給する電力に変換する機能を有する。
【００４３】
車体５０は、コネクタ５２に代えて、アンテナ５３、ケーブル５４、及びアンテナ支持部５５を有する。アンテナ５３は、ホイール１０を車体５０に取り付けたときに、アンテナ２６と対向する位置に取り付けられている。アンテナ支持部５５は、アンテナ５３を支持する機能を有する。アンテナ５３及びアンテナ支持部５５は、固定部５１とホイール１０とを固定するボルトと物理的に干渉しないように、孔や切欠き部を有していてもよい。ケーブル５４は、車体５０の内部に設けられた回路（図示しない）と、アンテナ５３とを電気的に接続する機能を有する。当該回路は、上記回路２５と同様の機能を有するものを用いることができる。
【００４４】
また、図２では、アンテナ２６とアンテナ５３との間に位置するディスク部１２の一部に、窓部２７が設けられている例を示している。窓部２７は、アンテナ２６とアンテナ５３との間の信号の伝搬を阻害しない材料を用いることができる。窓部２７の材料は、非接触電力伝送の方式に合わせて適宜選択すればよいが、例えばディスク部１２に用いる材料よりも絶縁性の高い材料、誘電率の高い材料、または無線信号、電波、電磁波等を遮蔽しにくい材料を用いることができる。
【００４５】
このような構成とすることで、ホイール１０が回転しても電力の授受を容易にすることができる。また物理的な接点を有さず、摩耗や破損の問題が生じないため好ましい。
【００４６】
図３（Ａ）（Ｂ）には、リム部１１の上記とは異なる形態の例を示している。
【００４７】
上記では、リム部１１が中空構造を有し、リム部１１の内部にバッテリ２０を設ける例を示したが、これに限られずリム部１１の表面にバッテリ２０を巻きつける、または貼り付ける構成としてもよい。図３（Ａ）では、リム部１１の外周に沿って、バッテリ２０を巻きつけた場合の例を示している。ここで、ホイール１０にタイヤ（図示しない）を取り付けた際、リム部１１の外周の表面はタイヤによって覆われる。したがって、このようにリム部１１の外周に沿ってバッテリ２０を巻きつけても、バッテリ２０が露出する恐れがないため好ましい。また、バッテリ２０の外装が十分な耐候性を有している場合には、図３（Ｂ）に示すようにリム部１１の内周に沿ってバッテリ２０を設ける構成としてもよい。
【００４８】
図４（Ａ）（Ｂ）には、バッテリ２０の異なる形態の例を示している。
【００４９】
上記では、バッテリ２０がリム部１１の円筒状の部分１５の円周に対して１周未満の範囲を覆う例を示していたが、バッテリ２０が１周よりも多く巻きつける構成としてもよい。図４（Ａ）では、バッテリ２０がリム部１１に対して２周程度巻きつけた場合の例を示している。バッテリ２０の長さが長いほど、バッテリ２０の容量を大きくできるため好ましい。
【００５０】
また、図４（Ｂ）に示すように、バッテリ２０が端子２２を共通とした複数の帯状の二次電池を有する構成としてもよい。例えば、図４（Ｂ）等で示したバッテリ２０を複数重ねて用いる構成とすることができる。このような構成とすることでバッテリ２０の抵抗成分を小さくすることができる。また図４（Ａ）に示す構成に比べてバッテリ２０のフィルム等の部材が多く必要となるが、ひとつの二次電池の大きさを比較的小さくすることができるため、これを生産するのに大型の装置を導入する必要がなく好ましい。
【００５１】
図５（Ａ）（Ｂ）（Ｃ）には、異なる形態のバッテリを用いた場合の例を示している。
【００５２】
上記では、フィルムで封止された帯状のバッテリ２０を用いた場合について示したが、異なる形状のバッテリを用いることもできる。
【００５３】
図５（Ａ１）に、円筒状のバッテリ４１を適用した場合の例を示している。また図５（Ａ２）には、バッテリ４１の外観を示している。バッテリ４１は、円筒状の外装部材により封止され、また一対の端子４５を有する。円筒状のバッテリ４１を複数用いることで、リム部１１の内部にバッテリ４１を高密度に配置することができる。
【００５４】
図５（Ｂ１）に、角柱状のバッテリ４２を適用した場合の例を示している。また図５（Ｂ２）にはバッテリ４２の外観を示している。角柱状のバッテリ４２を複数用いることで、ひとつのバッテリ４２の体積当たりの容量を増やすことができ、また円筒状のバッテリ４１を用いた場合に比べて１つのホイール１０に設ける個数を減らすことができる。
【００５５】
図５（Ｃ１）に、一部に曲面を有する柱状のバッテリ４３を適用した場合の例を示している。また、図５（Ｃ２）にはバッテリ４３の外観を示している。バッテリ４３が有する曲面の曲率半径が、リム部１１の内壁が有する曲率半径と概略一致する形状とすることが好ましい。そうすることで、図５（Ｃ１）に示すように、バッテリ４３とリム部１１との隙間を減らし、高密度にバッテリ４３を配置することができる。バッテリ４３は、例えばその断面が概略扇状の形状を有する柱状体とすることができる。
【００５６】
ここで例示したバッテリ４１、バッテリ４２、バッテリ４３は、曲げられる機能を備えていなくてもよく、例えば金属等の剛性の高い外装部材によって封止されたバッテリを用いてもよい。また、バッテリ４１、バッテリ４２、バッテリ４３としては、例えば巻回型、または積層型の二次電池を用いることができる。
【００５７】
以上がホイールの構成例についての説明である。
【００５８】
［適用例］
以下では、本発明の一態様のホイール、及び当該ホイールを取り付けることのできる自動車の構成例について説明する。
【００５９】
図６に、自動車の車体５０と、ホイール１０の主要な構成を記載したブロック図を示す。ここでは、動力を発動する装置（発動装置、動力装置）としてエンジンとモータの両方を使用するハイブリッド車の構成を例にあげて説明する。
【００６０】
ホイール１０は、バッテリ２０と、電力伝送機構３０と、を有する。
【００６１】
電力伝送機構３０としては、上述したコネクタ２１や、回路２５及びアンテナ２６を含む無線モジュールが、電力伝送機構３０に相当する。
【００６２】
車体５０は、電力伝送機構６０、制御部６１、電力制御部６２、エンジン６３、モータ６４、バッテリ６５等を備える。
【００６３】
電力伝送機構６０は、上述したコネクタ５２や、アンテナ５３、ケーブル５４及び回路等を含む無線モジュールが、電力伝送機構６０に相当する。
【００６４】
電力伝送機構３０と電力伝送機構６０は、電力を互いに授受できる構成とすればよく、上記の構成は一例であり、これに限られない。
【００６５】
エンジン６３とモータ６４は、ホイール１０を回転させるための動力を発動する装置である。エンジン６３は制御部６１によりその動作が制御される。またモータ６４は、電力制御部６２により供給された電力により駆動する。
【００６６】
制御部６１は、自動車の動力の制御を行う機能を有する。具体的には、エンジン６３の駆動の制御、電力制御部６２の制御等を行うことができる。そのほか制御部６１は、電子制御された様々な補助装置を総合的に制御する機能を有していてもよい。制御部６１としては、代表的にはＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）を用いることができる。また自動車の駆動方法に応じて、ＥＶ、ＨＥＶ、またはＰＨＥＶに特有の機能を有するＥＣＵを適用することが好ましい。
【００６７】
電力制御部６２は、制御部６１からの命令に応じて、モータ６４への電力の供給量を制御する。電力制御部６２は、ＰＣＵ（Ｐｏｗｅｒ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）とも呼ぶことができる。
【００６８】
また、電力制御部６２は、車体５０が有するバッテリ６５と、ホイール１０が有するバッテリ２０とを、各々の充電状態に応じて切り替える機能を有することが好ましい。例えば、バッテリ６５を主電源として用いた場合、バッテリ６５の充電率が一定以下に低下した際に、バッテリ２０からの電力を用いてモータ６４等を駆動させることができる。このような動作を行うことで、バッテリ２０を補助電源として用いることができる。
【００６９】
バッテリ６５や、バッテリ２０の充電状態を管理する場合、上述したＢＭＵの機能を電力制御部６２が有していればよい、または、バッテリ６５及びバッテリ２０がＢＭＵを有する構成とし、当該ＢＭＵから供給される情報に応じて、電力制御部６２が制御を行ってもよい。
【００７０】
また、電力制御部６２は減速時にモータ６４で発生する電力を用いて、バッテリ６５お及びバッテリ２０を充電させる機能（電力回生機能ともいう）を有することが好ましい。
【００７１】
電力制御部６２としては、バッテリ６５やバッテリ２０が出力する電圧をモータ６４を駆動する電圧に昇圧する昇圧回路（コンバータ）や、直流電圧をモータ６４を駆動させるための交流電圧に変換する変換回路（インバータ）、及びこれらの制御を行うコンピュータを有する構成とすることができる。また、電力回生機能を付加する場合には、モータ６４から出力される交流電圧を直流電圧に変換する変換回路や、バッテリ６５やバッテリ２０を充電する電圧に降圧する降圧回路等を有していることが好ましい。
【００７２】
なお、ここではエンジン６３とモータ６４の両方を備えるＨＥＶの構成を例に挙げて説明したが、ＥＶとする場合には、エンジン６３を設けない構成とすればよい。また、ＰＨＥＶとする場合には、ソケットとをさらに備える構成とし、電力制御部６２が当該ソケットを介して外部から供給された電力を用いて、バッテリ６５やバッテリ２０の充電を制御する機能を有する構成とすればよい。
【００７３】
以上が適用例についての説明である。
【００７４】
［変形例］
以下では、上記適用例とは一部が異なる適用例について説明する。
【００７５】
図７（Ａ）に、ホイール１０を装着した車体５０の模式図を示す。図７（Ａ）に示す車体５０は、１つの制御部６１と、４つのモータ６４と、４つの電力制御部６２を有する。１つのホイール１０が取り付けられる部分の近傍に、１つのモータ６４と、１つの電力制御部６２が配置されている。
【００７６】
制御部６１は、４つの電力制御部６２を制御することができる。１つのホイール１０が有するバッテリ２０の電力は、その近傍に配置された電力制御部６２により、モータ６４を駆動する電力に変換される。モータ６４が回転することに伴い、これと接続されたホイール１０が回転する。
【００７７】
このように、４つのホイール１０のそれぞれにモータ６４などの動力装置を設ける構成とすることで４つのホイール１０はそれぞれ独立して回転することが可能となる。また４つのホイール１０の回転方向も個別に制御することもできる。したがって、車体５０の横方向への移動や、車体５０をその場で回転させるなど、従来の自動車では不可能であった方向への車体５０の移動が可能となる。
【００７８】
このように、ホイール１０の近傍に電力制御部６２及びモータ６４を配置することで、バッテリ２０から電力制御部６２までの間での電力のロスを低減することができる。
【００７９】
図７（Ｂ）では、ホイール１０がバッテリ２０に加えて、電力制御部６２及びモータ６４を有する例を示している。ホイール１０にモータ６４が設けられた構成を、インホイールモータとも呼ぶことができる。このような構成とすることで、各ホイール１０に設けられたモータ６４を、バッテリ２０の電力によって駆動させることができる。このような構成とすることで、例えば事故などで車体５０が大きく損傷した場合であっても、車体５０の移動が可能となる。
【００８０】
また、電力制御部６２及びモータ６４をホイール１０に設けることが可能となるため、車体５０にはこれら４つのホイール１０を制御する制御部６１などの機構を配置すればよく、その構成を極めて簡略化できる。したがって、車体５０の設計の自由度を高めることができ、また省スペースを実現できる。
【００８１】
なお、図７（Ａ）（Ｂ）において、上述したバッテリ６５、エンジン６３等を有する構成としてもよい。
【００８２】
以上が、変形例についての説明である。
【００８３】
上記では、本発明の一態様として、タイヤが取り付けられるホイール１０に、バッテリ２０を有する構成を示したがこれに限られない。例えば回転する機能を有するホイールに、バッテリ２０が設けられた構成としてもよい。車体が有するホイールにこのような構成を適用することで、当該ホイールが有するバッテリ２０を補助電源または主電源として用いることが可能となる。一例として、フライホイールにバッテリ２０を適用することができる。特に、フライホイールの外周に近い位置にバッテリ２０を設ける構成とすることで、フライホイールが発生する慣性モーメントを増大させることができる。
【００８４】
ここで、車体が有する電力伝送機構６０、制御部６１、電力制御部６２、またはそのほかの装置に含まれる電子部品、ホイール１０が有する電力伝送機構３０、またはＢＭＵなどに用いられる電子部品には、炭化シリコン、窒化ガリウム、または酸化物半導体が適用されたトランジスタなどの半導体装置を適用することが好ましい。特にシリコンよりもバンドギャップの大きな酸化物半導体を適用することが好ましい。シリコンよりもバンドギャップが広く、且つキャリア密度の小さい半導体材料を用いると、トランジスタのオフ状態における電流を低減できるため好ましい。
【００８５】
例えば、上記酸化物半導体として、少なくとも少なくともインジウム（Ｉｎ）もしくは亜鉛（Ｚｎ）を含むことが好ましい。より好ましくは、Ｉｎ−Ｍ−Ｚｎ系酸化物（ＭはＡｌ、Ｔｉ、Ｇａ、Ｇｅ、Ｙ、Ｚｒ、Ｓｎ、Ｌａ、ＣｅまたはＨｆ等の金属）で表記される酸化物を含む。
【００８６】
特に、半導体層として、複数の結晶部を有し、当該結晶部はｃ軸が半導体層の被形成面、または半導体層の上面に対し垂直に配向し、且つ隣接する結晶部間には粒界が確認されない酸化物半導体膜を用いることが好ましい。
【００８７】
このような酸化物半導体は、結晶粒界を有さないために電気的特性の安定性に優れている。
【００８８】
半導体層としてこのような材料を用いることで、電気特性の変動が抑制され、信頼性の高いトランジスタを実現できる。
【００８９】
また、その低いオフ電流により、トランジスタを介して容量に蓄積した電荷を長期間に亘って保持することが可能である。このようなトランジスタを適用することで、極めて消費電力の低減された電子部品を実現できる。
【００９０】
なお、本発明の一態様は、これらに限定されない。例えば、本発明の一態様として、ホイールに適用した場合の例を示したが、これに限定されない。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は、ホイール、またはホイールに準じるもの、またはホイール以外に適用することもできる。
【００９１】
本実施の形態は、本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【００９２】
（実施の形態２）
以下では、本発明の一態様のバッテリ２０に用いることのできる二次電池の構成例と、その作製方法例について、図面を参照して説明する。以下では、曲げることのできる二次電池の例について説明する。
【００９３】
［構成例］
図８は二次電池１０２の外観を示す斜視図である。図９（Ａ）は、図８にＡ１−Ａ２の一点鎖線で示した部位の断面図である。また、図９（Ｂ）は、図８にＢ１−Ｂ２の一点鎖線で示した部位の断面図である。
【００９４】
本発明の一態様の二次電池１０２は、外装体５０７内に、セパレータ５０３に覆われた正極５１１と、負極５１５と、電解液５０４を有する。なお、図８および図９では、正極集電体５０１の片面に正極活物質層５０２を有する正極を１枚、両面に正極活物質層５０２を有する正極を１枚、負極集電体５０５の片面に負極活物質層５０６を有する負極を１枚、両面に負極活物質層５０６を有する正極を１枚有する二次電池の例を示す。また、正極１１１は、正極リード１２１と電気的に接続されており、負極１１５は負極リード１２５と電気的に接続されている。正極リード１２１および負極リード１２５は、リード電極、またはリード端子とも呼ばれる。正極リード１２１および負極リード１２５の一部は外装体の外側に配置される。また、二次電池１０２の充電および放電は、正極リード１２１および負極リード１２５を介して行われる。
【００９５】
なお、図９では、正極１１１はセパレータ５０３に覆われているが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、正極１１１は、セパレータ５０３に覆われていなくてもよい。例えば、正極１１１の代わりに、負極１１５がセパレータ５０３に覆われていてもよい。
【００９６】
〔正極〕
正極５１１は、正極集電体５０１と、正極集電体５０１上に形成された正極活物質層５０２などにより構成される。図９ではシート状（又は帯状）の正極集電体５０１の一方の面に正極活物質層５０２を有する正極５１１を１枚、両面に正極活物質層５０２を有する正極５１１を１枚有する例を示しているが、本発明の一態様はこれに限らない。正極集電体５０１の一方の面に正極活物質層５０２を有する正極５１１のみを用いてもよい。また両面に正極活物質層５０２を有する正極５１１のみを用いてもよい。両面に正極活物質層５０２を有する正極５１１を用いることで、二次電池１０２の容量を大きくすることができる。また３枚以上の正極５１１を有する二次電池１０２としてもよい。二次電池１０２が有する正極５１１を増やすと、二次電池１０２の容量を大きくすることができる。
【００９７】
正極集電体５０１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、導電性が高く、正極の電位で溶出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５０１は、箔状、板状（シート状）、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。正極集電体５０１は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下のものを用いるとよい。また、正極集電体５０１の表面に、グラファイトなどを用いてアンダーコート層を設けてもよい。
【００９８】
正極活物質層５０２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）、正極活物質層５０２の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。
【００９９】
正極活物質層５０２に用いる正極活物質としては、オリビン型の結晶構造、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がある。正極活物質として、例えば、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ５、ＭｎＯ２等の化合物を用いる。
【０１００】
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。
【０１０１】
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化物に、少量のニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２やＬｉＮｉ１−ｘＭＯ２（Ｍ＝Ｃｏ、Ａｌ等））を混合すると、これを用いた二次電池の特性を向上させることができ好ましい。
【０１０２】
または、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材料として用いることができる。
【０１０３】
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。
【０１０４】
または、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。
【０１０５】
また、正極活物質として、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、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。
【０１０６】
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、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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
なお、図示しないが、正極活物質層５０２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、正極活物質層５０２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。
【０１０９】
粒状の正極活物質層５０２の一次粒子の平均粒径は、５０ｎｍ以上１００μｍ以下のものを用いるとよい。
【０１１０】
導電助剤としては、アセチレンブラック（ＡＢ）、グラファイト（黒鉛）粒子、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレンなどを用いることができる。
【０１１１】
導電助剤により、正極５１１中に電子伝導のネットワークを形成することができる。導電助剤により、正極活物質層５０２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５０２中に導電助剤を添加することにより、高い電子伝導性を有する正極活物質層５０２を実現することができる。
【０１１２】
また、バインダとして、代表的なポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の他、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルクロライド、エチレンプロピレンジエンポリマー、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ニトロセルロース等を用いることができる。
【０１１３】
正極活物質層５０２の総量に対するバインダの含有量は、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５０２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。
【０１１４】
塗布法を用いて正極活物質層５０２を形成する場合は、正極活物質とバインダと導電助剤を混合して正極ペースト（スラリー）を作製し、正極集電体５０１上に塗布して乾燥させればよい。
【０１１５】
〔負極〕
負極５１５は、負極集電体５０５と、負極集電体５０５上に形成された負極活物質層５０６などにより構成される。図９ではシート状（又は帯状）の負極集電体５０５の一方の面に負極活物質層５０６を有する負極５１５を１枚、両面に負極活物質層５０６を有する負極５１５を１枚有する例を示しているが、本発明の一態様はこれに限らない。負極集電体５０５の一方の面に負極活物質層５０６を有する負極５１５のみを用いてもよい。この場合、負極集電体５０５の負極活物質層５０６を有さない面同士が接触するように配置すると、摩擦の少ない接触面を形成することができ、二次電池１０２を湾曲した際の応力を逃がしやすく好ましい。また負極集電体５０５の両面に負極活物質層５０６を有する負極５１５のみを用いてもよい。両面に負極活物質層５０６を有する負極５１５を用いることで、二次電池１０２の容量を大きくすることができる。また３枚以上の負極５１５を有する二次電池１０２としてもよい。二次電池１０２が有する負極５１５を増やすことで、二次電池１０２の容量を大きくすることができる。
【０１１６】
負極集電体５０５には、ステンレス、金、白金、鉄、銅、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。負極集電体５０５は、箔状、板状（シート状）、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。負極集電体５０５は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下のものを用いるとよい。また、負極集電体５０５の表面に、グラファイトなどを用いてアンダーコート層を設けてもよい。
【０１１７】
負極活物質層５０６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）、負極活物質層５０６の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。
【０１１８】
負極活物質は、リチウムの溶解・析出、又はリチウムイオンの挿入・脱離が可能な材料であれば、特に限定されない。負極活物質層５０６の材料としては、リチウム金属やチタン酸リチウムの他、蓄電分野に一般的な炭素系材料や、合金系材料等が挙げられる。
【０１１９】
リチウム金属は、酸化還元電位が低く（標準水素電極に対して−３．０４５Ｖ）、重量及び体積当たりの比容量が大きい（それぞれ３８６０ｍＡｈ／ｇ、２０６２ｍＡｈ／ｃｍ３）ため、好ましい。
【０１２０】
炭素系材料としては、黒鉛、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラック等が挙げられる。
【０１２１】
黒鉛としては、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、コークス系人造黒鉛、ピッチ系人造黒鉛等の人造黒鉛や、球状化天然黒鉛等の天然黒鉛が挙げられる。
【０１２２】
黒鉛は、リチウムイオンが層間に挿入されたときに（リチウム−黒鉛層間化合物の生成時に）、リチウム金属と同程度に卑な電位を示す（０．１乃至０．３Ｖ  ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）。これにより、リチウムイオン電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒鉛は、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が小さい、安価である、リチウム金属に比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。
【０１２３】
負極活物質として、リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが可能な合金系材料または酸化物も用いることができる。キャリアイオンがリチウムイオンである場合、合金系材料としては、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、ＨｇおよびＩｎ等のうち少なくとも一つを含む材料が挙げられる。このような元素は炭素に対して容量が大きく、特にシリコンは理論容量が４２００ｍＡｈ／ｇと飛躍的に高い。このため、負極活物質にシリコンを用いることが好ましい。このような元素を用いた合金系材料としては、例えば、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｇｅ、Ｍｇ２Ｓｎ、ＳｎＳ２、Ｖ２Ｓｎ３、ＦｅＳｎ２、ＣｏＳｎ２、Ｎｉ３Ｓｎ２、Ｃｕ６Ｓｎ５、Ａｇ３Ｓｎ、Ａｇ３Ｓｂ、Ｎｉ２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ３、ＬａＳｎ３、Ｌａ３Ｃｏ２Ｓｎ７、ＣｏＳｂ３、ＩｎＳｂ、ＳｂＳｎ等が挙げられる。
【０１２４】
また、負極活物質として、ＳｉＯ、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、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）、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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
リチウムと遷移金属の複窒化物を用いると、負極活物質中にリチウムイオンを含むため、正極活物質としてリチウムイオンを含まないＶ２Ｏ５、Ｃｒ３Ｏ８等の材料と組み合わせることができ好ましい。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも、あらかじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させておくことで、負極活物質としてリチウムと遷移金属の複窒化物を用いることができる。
【０１２７】
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。なお、上記フッ化物の電位は高いため、正極活物質として用いてもよい。
【０１２８】
塗布法を用いて負極活物質層５０６を形成する場合は、負極活物質と結着剤を混合して負極ペースト（スラリー）を作製し、負極集電体５０５上に塗布して乾燥させればよい。なお、負極ペーストに導電助剤を添加してもよい。
【０１２９】
また、負極活物質層５０６の表面に、グラフェンを形成してもよい。例えば、負極活物質をシリコンとした場合、充放電サイクルにおけるキャリアイオンの吸蔵・放出に伴う体積の変化が大きいため、負極集電体５０５と負極活物質層５０６との密着性が低下し、充放電により電池特性が劣化してしまう。そこで、シリコンを含む負極活物質層５０６の表面にグラフェンを形成すると、充放電サイクルにおいて、シリコンの体積が変化したとしても、負極集電体５０５と負極活物質層５０６との密着性の低下を抑制することができ、電池特性の劣化が低減されるため好ましい。
【０１３０】
また、負極活物質層５０６の表面に、酸化物等の被膜を形成してもよい。充電時において電解液の分解等により形成される被膜は、その形成時に消費された電荷量を放出することができず、不可逆容量を形成する。これに対し、酸化物等の被膜をあらかじめ負極活物質層５０６の表面に設けておくことで、不可逆容量の発生を抑制又は防止することができる。
【０１３１】
このような負極活物質層５０６を被覆する被膜には、ニオブ、チタン、バナジウム、タンタル、タングステン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、クロム、アルミニウム若しくはシリコンのいずれか一の酸化膜、又はこれら元素のいずれか一とリチウムとを含む酸化膜を用いることができる。このような被膜は、従来の電解液の分解生成物により負極表面に形成される被膜に比べ、十分緻密な膜である。
【０１３２】
例えば、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）は、電気伝導度が１０−９Ｓ／ｃｍと低く、高い絶縁性を示す。このため、酸化ニオブ膜は負極活物質と電解液との電気化学的な分解反応を阻害する。一方で、酸化ニオブのリチウム拡散係数は１０−９ｃｍ２／ｓｅｃであり、高いリチウムイオン伝導性を有する。このため、リチウムイオンを透過させることが可能である。また、酸化シリコンや酸化アルミニウムを用いてもよい。
【０１３３】
負極活物質層５０６を被覆する被膜の形成には、例えばゾル−ゲル法を用いることができる。ゾル−ゲル法とは、金属アルコキシドや金属塩等からなる溶液を、加水分解反応・重縮合反応により流動性を失ったゲルとし、このゲルを焼成して薄膜を形成する方法である。ゾル−ゲル法は液相から薄膜を形成する方法であるから、原料を分子レベルで均質に混合することができる。このため、溶媒の段階の金属酸化膜の原料に、黒鉛等の負極活物質を加えることで、容易にゲル中に活物質を分散させることができる。このようにして、負極活物質層５０６の表面に被膜を形成することができる。当該被膜を用いることで、蓄電体の容量の低下を防止することができる。
【０１３４】
〔セパレータ〕
セパレータ５０３を形成するための材料として、セルロースや、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブテン、ナイロン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン等の多孔性絶縁体を用いることができる。また、ガラス繊維等の不織布や、ガラス繊維と高分子繊維を複合した隔膜を用いてもよい。
【０１３５】
〔電解液〕
電解液５０４は、電解質として、キャリアイオンが移動可能であり、且つキャリアイオンであるリチウムイオンを有する材料を用いる。電解質の代表例としては、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２Ｎ、Ｌｉ（ＳＯ２Ｆ）２Ｎ等のリチウム塩がある。これらの電解質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。
【０１３６】
また、電解液５０４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。電解液の溶媒としては、非プロトン性有機溶媒が好ましい。非プロトン性有機溶媒の代表例としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γーブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等があり、これらの一つまたは複数を用いることができる。また、電解液の溶媒としてゲル化される高分子材料を用いる、電解液にゲル化のための高分子材料を添加する、などにより、漏液性等に対する安全性が高まる。また、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、ポリプロピレンオキサイド、フッ素系ポリマー等がある。また、電解液の溶媒として、難燃性及び難揮発性であるイオン液体（常温溶融塩）を一つまたは複数用いることで、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、蓄電池の破裂や発火などを防ぐことができる。なお、イオン液体は、流動状態である塩であり、イオン移動度（伝導度）が高い。また、イオン液体は、カチオンとアニオンとを含む。イオン液体としては、エチルメチルイミダゾリウム（ＥＭＩ）カチオンを含むイオン液体、またはＮ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウム（ＰＰ１３）カチオンを含むイオン液体などがある。
【０１３７】
〔外装体〕
二次電池の構造としては、様々な構造があるが、本実施の形態では、外装体５０７の形成にフィルムを用いる。なお、外装体５０７を形成するためのフィルムは金属フィルム（アルミニウム、ステンレス、ニッケル鋼など）、有機材料からなるプラスチックフィルム、有機材料（有機樹脂や繊維など）と無機材料（セラミックなど）とを含むハイブリッド材料フィルム、炭素含有フィルム（カーボンフィルム、グラファイトフィルムなど）から選ばれる単層フィルムまたはこれら複数からなる積層フィルムを用いる。金属フィルムは、エンボス加工を行いやすく、エンボス加工を行って凹部または凸部を形成すると外気に触れる外装体５０７の表面積が増大するため、放熱効果に優れている。
【０１３８】
また、外部から力を加えて二次電池１０２の形状を変化させた場合、二次電池１０２の外装体５０７に外部から曲げ応力が加わり、外装体５０７の一部が変形または一部破壊が生じる恐れがある。外装体５０７に凹部または凸部を形成することにより、外装体５０７に加えられた応力によって生じるひずみを緩和することができる。よって、二次電池１０２の信頼性を高めることができる。なお、ひずみとは物体の基準（初期状態）長さに対する物体内の物質点の変位を示す変形の尺度である。外装体５０７に凹部または凸部を形成することにより、蓄電体の外部から力を加えて生じるひずみによる影響を許容範囲内に抑えることができる。よって、信頼性の良い蓄電体を提供することができる。
【０１３９】
以上が構成例についての説明である。
【０１４０】
［作製方法例］
以下では、上記二次電池１０２の作製方法の一例について説明する。
【０１４１】
〔正極を用意し、セパレータで覆う〕
まず、セパレータ５０３上に正極活物質層５０２が形成された正極５１１を配置する（図１０（Ａ）参照。）。なお図１０（Ａ）では、スリットを形成することにより蛇行形状となった正極集電体５０１の、両面に正極活物質層５０２を有する例を示す。
【０１４２】
正極集電体５０１にスリットを形成することにより、二次電池１０２を湾曲させた際、複数の集電体の端部の位置がずれることを抑えることができる。あるいは曲率中心に遠い集電体に負荷される張力を緩和させることができる。
【０１４３】
また、後の工程で負極５１５と重畳したとき、負極５１５のスリットと重畳する領域５１１ａには、正極活物質層５０２を設けない。仮に負極５１５のスリットと重畳する領域５１１ａに正極活物質層５０２を設けると、正極活物質層５０２と重畳する領域に負極活物質層５０６がない状態となり、電池反応の際に不具合が生じる恐れがある。具体的には正極活物質層５０２から出たキャリアイオンが、スリットに最も近い負極活物質層５０６に集中してしまい、負極活物質層５０６にキャリアイオンが析出する恐れがある。そのため、負極５１５のスリットと重畳する領域５１１ａに正極活物質層５０２を設けないことで、負極活物質層５０６へのキャリアイオンの析出を抑制することができる。
【０１４４】
次いで、セパレータ５０３を図１０（Ａ）の点線で示した部分で折り、セパレータ５０３で正極５１１を挟む。次に、正極５１１の外側の、セパレータ５０３の外周部分を接合して、袋状のセパレータ５０３を形成する（図１０（Ｂ）参照。）。セパレータ５０３の外周部分の接合は、接着材などを用いて行ってもよいし、超音波溶接や、加熱による融着により行ってもよい。
【０１４５】
本実施の形態では、セパレータ５０３としてポリプロピレンを用いて、セパレータ５０３の外周部分を加熱により接合する。図１０（Ｂ）に接合部５０３ａを示す。このようにして、正極５１１をセパレータ５０３で覆うことができる。セパレータ５０３は、正極活物質層５０２を覆うように形成すればよく、正極５１１の全体を覆う必要は無い。
【０１４６】
なお、図１０では、セパレータ５０３を折り曲げているが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、２枚のセパレータで正極５１１を挟んで形成してもよい。その場合、接合部５０３ａが４辺のほとんどを囲う形で形成されていてもよい。
【０１４７】
また、セパレータ５０３の外周部分の接合は、断続的に行ってもよいし、一定間隔毎の点状として接合してもよい。
【０１４８】
または、外周部分の１辺にのみ、接合を行ってもよい。または、外周部分の２辺にのみ、接合を行ってもよい。または、外周部分の４辺に、接合を行ってもよい。これにより、４辺を均等な状態にすることが出来る。
【０１４９】
なお、図１０などでは、正極５１１がセパレータ５０３に覆われている場合について述べているが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、正極５１１は、セパレータ５０３に覆われていなくてもよい。例えば、正極５１１の代わりに、負極５１５がセパレータ５０３に覆われていてもよい。
【０１５０】
〔負極を用意する〕
次に、負極５１５を用意する（図１０（Ｃ）参照）。図１０（Ｃ）では、スリットを形成することにより蛇行形状となった負極集電体５０５の、両面に負極活物質層５０６を有する例を示す。
【０１５１】
負極集電体５０５にスリットを形成することにより、二次電池１０２を湾曲させた際、複数の集電体の端部の位置がずれることを抑えることができる。あるいは曲率中心に遠い集電体に負荷される張力を緩和させることができる。
【０１５２】
〔正極と負極を重ねあわせ、リードを接続する〕
次に、正極５１１および負極５１５を積み重ねる（図１１（Ａ）参照。）。本実施の形態では、正極５１１および負極５１５を２枚ずつ用いる例を示す。
【０１５３】
次に、複数の正極集電体５０１の正極タブと、封止層５２０を有する正極リード５２１を、圧力を加えながら超音波を照射して電気的に接続する（超音波溶接）。
【０１５４】
また、リード電極は、蓄電体の作製後に外から力が加えられて生じる応力により、ヒビや切断が生じやすい。
【０１５５】
そこで、正極リード５２１を超音波溶接する際、突起を有するボンディングダイで挟むことで、正極タブに接続領域と湾曲部を形成することができる（図１１（Ｂ））。
【０１５６】
この湾曲部を設けることによって、二次電池１０２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る。よって、二次電池１０２の信頼性を高めることができる。
【０１５７】
また、正極タブに湾曲部を形成することに限定されず、正極集電体の材料をステンレスなどの強度のあるものとし、正極集電体の膜厚を１０μｍ以下とすることで二次電池の作製後に外から外力が加えられ生じる応力を緩和しやすくする構成としてもよい。
【０１５８】
勿論、これらを複数組み合わせて正極タブの応力集中を緩和してもよいことは言うまでもない。
【０１５９】
そして正極集電体５０１と同様に、負極集電体５０５の負極タブと、封止層５２０を有する負極リード５２５を超音波溶接により電気的に接続する。
【０１６０】
〔外装体を用意し、正極および負極を覆う〕
外装体に用いるフィルム折り曲げ、重なり合った一辺を熱圧着により接合する。図１１（Ｂ）に外装体５０７の一辺を熱圧着により接合した部位を、接合部５０７ａとして示す。この外装体５０７で、正極５１１および負極５１５を覆う。
【０１６１】
〔電解液を注入する〕
次に、正極リード５２１が有する封止層５２０および負極リード５２５を有する封止層５２０と重畳する外装体５０７の一辺を、同様に熱溶着する（図１２（Ａ））。その後、図１２（Ａ）に示す、外装体５０７の封止されていない辺５０７ｂから、電解液５０４を外装体５０７で覆われた領域に入れる。
【０１６２】
そして真空引き、加熱および加圧を行いながら、外装体５０７の残りの一辺を封止し、二次電池１０２を得る（図１２（Ｂ））。電解液の注入および封止の操作は、グローブボックスを用いるなどして酸素を排除した環境にて行う。真空引きは、脱気シーラー、注液シーラー等を用いて行うとよい。またシーラーが有する加熱可能な２本のバーで挟むことにより、加熱および加圧を行うことができる。それぞれの条件は、例えば真空度は６０ｋＰａ、加熱は１９０℃、加圧は０．１ＭＰａにおいて３秒とすることができる。このとき、外装体５０７の上からユニットに加圧してもよい。加圧により、注入の際に混入した気泡を正極と負極の間から排除することができる。
【０１６３】
〔変形例〕
二次電池１０２の変形例として、図１３（Ａ）に二次電池１０２を示す。図１３（Ａ）に示す二次電池１０２は、図８の二次電池１０２と比べて正極リード５２１と負極リード５２５の配置が異なる。具体的には、図８の二次電池１０２では正極リード５２１および負極リード５２５が外装体５０７の同じ辺に配置されているが、図１３の二次電池１０２では正極リード５２１および負極リード５２５をそれぞれ外装体５０７の異なる辺に配置している。このように、本発明の一態様の二次電池は、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、本発明の一態様の二次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、本発明の一態様の二次電池を用いた製品の生産性を高めることができる。
【０１６４】
図１３（Ｂ）は、図１３（Ａ）の二次電池１０２の作製工程を説明する図である。詳細は、図８の二次電池１０２の作製方法を参酌することができる。なお、図１３（Ｂ）では、電解液５０４の記載を省略している。
【０１６５】
また、外装体５０７に用いるフィルム表面に予め凹凸を持たせるため、プレス加工、例えばエンボス加工を行ってもよい。フィルム表面に凹凸を持たせると、二次電池としてのフレキシブル性、応力の緩和効果が向上する。エンボス加工によりフィルム表面（または裏面）に形成された凹部または凸部は、フィルムを封止構造の壁の一部とする空間の容積が可変な閉塞空間を形成する。この閉塞空間は、フィルムの凹部または凸部が蛇腹構造、ベローズ構造となって形成されるとも言える。また、プレス加工の一種であるエンボス加工に限らず、フィルムの一部に浮き彫り（レリーフ）が形成できる手法であればよい。
【０１６６】
なお、本発明の一態様は、これらに限定されない。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、リチウムイオン二次電池に適用した場合の例を示したが、これに限定されない。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、リチウムイオンキャパシタ、などに適用してもよい。本発明の一態様は、リチウムイオン二次電池に適用しなくてもよい。
【０１６７】
以上が作製方法例についての説明である。
【０１６８】
本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。
【０１６９】
（実施の形態３）
上記実施の形態で説明した材料を含む電池セル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１４乃至図２０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装置の電池制御ユニットについて説明する。
【０１７０】
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。
【０１７１】
そのため、直列に接続された電池セルを有する蓄電装置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。
【０１７２】
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装置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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
ここで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について説明する。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
なお、ＩｎＧａＺｎＯ４の結晶を有するＣＡＡＣ−ＯＳ膜のｏｕｔ−ｏｆ−ｐｌａｎｅ法による解析では、２θが３１°近傍のピークの他に、２θが３６°近傍にもピークが現れる場合がある。２θが３６°近傍のピークは、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜中の一部に、ｃ軸配向性を有さない結晶が含まれることを示している。ＣＡＡＣ−ＯＳ膜は、２θが３１°近傍にピークを示し、２θが３６°近傍にピークを示さないことが好ましい。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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装置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。
【０１８６】
図１４には、蓄電装置のブロック図の一例を示す。図１４に示す蓄電装置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。
【０１８７】
また、図１４の蓄電装置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。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
切り替え制御回路ＢＴ０３の動作の詳細について述べる。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
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。
【０１９５】
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１５を用いて説明する。図１５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１５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。
【０１９６】
まず、図１５（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。
【０１９７】
次に、図１５（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。
【０１９８】
最後に、図１５（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。
【０１９９】
切り替え制御回路ＢＴ０３は、上記図１５（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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
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１６及び図１７に示す。
【０２０６】
図１６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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
また、図１６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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
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。
【０２１６】
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。
【０２１７】
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。
【０２１８】
端子対ＢＴ０２に印加される電圧の極性は、端子対ＢＴ０１と接続される放電電池セル群、及び変圧回路ＢＴ０７の構成によって変わり得る。また、充電電池セル郡を充電する方向に電流を流すためには、端子対ＢＴ０２と充電電池セル群との間で、同じ極性の端子同士を接続する必要がある。そこで、電流制御スイッチＢＴ１４は、制御信号Ｓ２により、端子対ＢＴ０２に印加される電圧の極性に応じてスイッチ対ＢＴ１７及びスイッチ対ＢＴ１８の接続先をそれぞれ切り替えるように制御される。
【０２１９】
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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
図１７は、図１６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。
【０２２２】
図１７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。
【０２２３】
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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
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１８（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて説明する。図１８（Ａ）乃至（Ｃ）は、図１５（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１８（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。
【０２３４】
図１８（Ａ）に示される例では、図１５（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１５（Ａ）を用いて説明したように、切り替え制御回路ＢＴ０３は、高電圧セルａ乃至ｃを放電電池セル群として決定し、低電圧セルｄを充電電池セル群として決定する。そして、変圧制御回路ＢＴ０６は、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数を基準とした時の、充電電地セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比に基づいて、放電電圧（Ｖｄｉｓの昇降圧比Ｎを算出する。
【０２３５】
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１８（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、充電電地セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比よりも、昇降圧比Ｎを大きく設定する。
【０２３６】
変圧制御回路ＢＴ０６は、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数を基準とした時の、充電電地セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比に対して、昇降圧比Ｎを１乃至１０％程度大きくするのが好ましい。この時、充電電圧は充電電池セル群の電圧よりも大きくなるが、実際には充電電圧は充電電池セル群の電圧と等しくなる。ただし、変圧制御回路ＢＴ０６は昇降圧比Ｎに従い充電電池セル群の電圧を充電電圧と等しくするために、充電電池セル群を充電する電流を流すこととなる。この電流は変圧制御回路ＢＴ０６に設定された値となる。
【０２３７】
図１８（Ａ）に示される例では、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が３個で、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の数が１個であるため、変圧制御回路ＢＴ０６は、１／３より少し大きい値を昇降圧比Ｎとして算出する。そして、変圧制御回路ＢＴ０６は、放電電圧を当該昇降圧比Ｎに応じて降圧し、充電電圧に変換する変圧信号Ｓ３を変圧回路ＢＴ０７に出力する。そして、変圧回路ＢＴ０７は、変圧信号Ｓ３に応じて変圧された充電電圧を、端子対ＢＴ０２に印加する。そして、端子対ＢＴ０２に印加される充電電圧によって、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９が充電される。
【０２３８】
また、図１８（Ｂ）や図１８（Ｂ）に示される例でも、図１８（Ａ）と同様に、昇降圧比Ｎが算出される。図１８（Ｂ）や図１８（Ｃ）に示される例では、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数以下であるため、昇降圧比Ｎは１以上となる。よって、この場合は、変圧制御回路ＢＴ０６は、放電電圧を昇圧して受電電圧に変換する変圧信号Ｓ３を出力する。
【０２３９】
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。
【０２４０】
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。
【０２４１】
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。
【０２４２】
絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた変圧回路ＢＴ０７の構成を図１９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。
【０２４３】
本実施形態における蓄電装置ＢＴ００の処理の流れを、図２０を用いて説明する。図２０は、蓄電装置ＢＴ００の処理の流れを示すフローチャートである。
【０２４４】
まず、蓄電装置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、蓄電装置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、蓄電装置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）、蓄電装置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、蓄電装置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、蓄電装置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、蓄電装置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）。蓄電装置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、蓄電装置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、蓄電装置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。
【０２４５】
また、図２０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。
【０２４６】
以上、本実施形態によれば、放電電池セル群から充電電池セル群へ電荷を移動させる際、キャパシタ方式のように、放電電池セル群からの電荷を一旦蓄積し、その後充電電池セル群へ放出させるような構成を必要としない。これにより、単位時間あたりの電荷移動効率を向上させることができる。また、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５により、放電電池セル群及び充電電池セル群が各々個別に切り替えられる。
【０２４７】
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。
【０２４８】
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。
【符号の説明】
【０２４９】
１０    ホイール
１１    リム部
１２    ディスク部
１３    ボルト孔
１５    部分
２０    バッテリ
２１    コネクタ
２２    端子
２３    ケーブル
２５    回路
２６    アンテナ
２７    窓部
３０    電力伝送機構
４１    バッテリ
４２    バッテリ
４３    バッテリ
４５    端子
５０    車体
５１    固定部
５２    コネクタ
５３    アンテナ
５４    ケーブル
５５    アンテナ支持部
６０    電力伝送機構
６１    制御部
６２    電力制御部
６３    エンジン
６４    モータ
６５    バッテリ
１０２    二次電池
１１１    正極
１１５    負極
１２１    正極リード
１２５    負極リード
５０１    正極集電体
５０２    正極活物質層
５０３    セパレータ
５０３ａ    接合部
５０４    電解液
５０５    負極集電体
５０６    負極活物質層
５０７    外装体
５０７ａ    接合部
５０７ｂ    辺
５１１    正極
５１１ａ    領域
５１５    負極
５２０    封止層
５２１    正極リード
５２５    負極リード
Ｓ１    制御信号
Ｓ２    制御信号
Ｓ３    変圧信号
ＢＴ００    蓄電装置
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】
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【図２】
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【図３】
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【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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