(57)【要約】【課題】容量の大きいリチウムイオン二次電池を提供する。または、サイクル特性が向上したリチウムイオン二次電池を提供する。【解決手段】リチウムと、マンガンと、酸素と、ニッケルと、を有する粒子であって、粒子は層状岩塩型の結晶構造領域を有し、結晶領域は積層欠陥を有していることを有することを特徴とする活物質である。層状岩塩型の結晶構造領域に積層欠陥を有する物質を活物質として含む電極を、リチウムイオン二次電池に用いることにより、放電容量が増大でき、さらに充放電に伴う電池のサイクル特性を向上させることができる。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムと、マンガンと、酸素と、ニッケルと、を有する粒子を有し、
前記粒子は層状岩塩型の結晶構造領域を有し、
前記結晶領域は積層欠陥を有していることを特徴とする活物質。
【請求項２】
請求項１に記載の前記積層欠陥は、
原子分解能分析電子顕微鏡を用いて観察されることを特徴とする活物質。
【請求項３】
請求項１または２に記載の活物質と、導電助剤と、バインダーと、を含む活物質層と、
集電体と、を有することを特徴とする電極。
【請求項４】
請求項３に記載の第１の電極と、
第２の電極と、
電解液と、
セパレータと、を有し、
前記第１の電極は、正極又は負極の一方となる機能を有し、
前記第２の電極は、正極又は負極の他方となる機能を有することを特徴とする電池セル。
【請求項５】
請求項４に記載の電池セルと、
電池制御ユニットと、を有することを特徴とするリチウムイオン二次電池。
【請求項６】
請求項５に記載のリチウムイオン二次電池と、
表示装置、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、または、マイクと、を有することを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物、方法、または製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。特に、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、電池セル、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、またはそれらの製造方法に関する。特に、本発明の一態様は、二次電池の構造及びその作製方法に関する。特にリチウムイオン二次電池の正極活物質に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、スマートフォンやタブレット等の携帯用電子機器が急速に普及している。また、環境問題のへの関心の高まりから、ハイブリッドカーや電気自動車への注目が集まり、二次電池の重要性が増している。二次電池としては、ニッケル水素電池や、鉛蓄電池や、リチウムイオン二次電池などが挙げられる。中でも、リチウムイオン二次電池は、高容量、且つ、小型化が図れるため、開発が盛んに行われている。
【０００３】
二次電池の基本的な構成は、正極と負極との間に電解質（電解液または固体電解質）を介在させたものである。正極及び負極としては、それぞれ集電体と、集電体上に設けられた活物質層と、を有する構成が代表的である。リチウムイオン二次電池の場合は、リチウムを吸蔵及び放出することができる材料を、正極及び負極の活物質として用いる。
【０００４】
リチウムイオン二次電池において、正極活物質として、例えば、特許文献１に示されている、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）、リン酸マンガンリチウム（ＬｉＭｎＰＯ４）、リン酸コバルトリチウム（ＬｉＣｏＰＯ４）、リン酸ニッケルリチウム（ＬｉＮｉＰＯ４）などの、リチウム（Ｌｉ）と鉄（Ｆｅ）、マンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）またはニッケル（Ｎｉ）とを含むオリビン構造を有するリン酸化合物などが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２５９８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の一態様は、新規な活物質、新規な電極、容量の大きい電池セル、または、新規な蓄電装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、サイクル特性が向上した蓄電装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、信頼性の高い蓄電装置を提供することを課題の一とする。または、本発明の一態様は、寿命の長い蓄電装置を提供することを課題の一とする。
【０００７】
または、本発明の一態様は、蓄電装置の生産性を高めることを課題の一とする。または、本発明の一態様は、新規な蓄電装置、新規な電極、新規な活物質などを提供することを課題の一とする。
【０００８】
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】
【０００９】
本発明の一態様では、リチウムと、マンガンと、酸素と、ニッケルと、を有する粒子と、粒子は層状岩塩型の結晶構造領域を有し、結晶領域は積層欠陥を有していることを有する活物質を提供する。
【００１０】
上記発明の一態様において、積層欠陥は、日本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡ＪＥＭ−ＡＲＭ２００Ｆを用いて観察される。
【００１１】
上記発明の一態様において、活物質と、導電助剤と、バインダーと、を含む活物質層と、集電体と、を有する電極を提供する。
【００１２】
上記発明の一態様において、活物質を含む第１の電極と、第２の電極と、を有し、第１の電極は、正極又は負極の一方として動作させることができる機能を有し、第２の電極は、正極又は負極の他方として動作させることができる機能を有する電池セルを提供する。
【００１３】
上記発明の一態様において、電池セルと、電池制御ユニットと、を有するリチウムイオン二次電池を提供する。
【００１４】
上記発明の一態様において、リチウムイオン二次電池と、表示装置、操作ボタン、外部接続ポート、スピーカ、または、マイクと、を有する電子機器を提供する。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の一態様により、新規な活物質、新規な電極、容量の大きい蓄電装置、または、新規な蓄電装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、サイクル特性が向上した蓄電装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、信頼性の高い蓄電装置を提供することができる。また、本発明の一態様により、寿命の長い蓄電装置を提供することができる。
【００１６】
また、本発明の一態様により、蓄電装置の生産性を高めることができる。また、本発明の一態様により、新規な蓄電装置、新規な電極、新規な活物質などを提供することができる。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】
【００１７】
【図１】Ｌｉ２ＭｎＯ３（岩塩層状型）の結晶構造を示す図。
【図２】Ｌｉ２ＭｎＯ３（岩塩層状型）の結晶構造を示す図。
【図３】電極を示す模式図。
【図４】薄型の蓄電池を説明する図。
【図５】電極の断面図を説明する図。
【図６】薄型の蓄電池を説明する図。
【図７】薄型の蓄電池を説明する図。
【図８】薄型の蓄電池を説明する図。
【図９】面の曲率半径を説明する図。
【図１０】フィルムの曲率半径を説明する図。
【図１１】コイン型蓄電池を説明する図。
【図１２】円筒型蓄電池を説明する図。
【図１３】蓄電池の例を説明するための図。
【図１４】蓄電池の例を説明するための図。
【図１５】蓄電池の例を説明するための図。
【図１６】蓄電池の例を説明するための図。
【図１７】蓄電池の例を説明するための図。
【図１８】本発明の一態様を説明するブロック図。
【図１９】本発明の一態様を説明する概念図。
【図２０】本発明の一態様を説明する回路図。
【図２１】本発明の一態様を説明する回路図。
【図２２】本発明の一態様を説明する概念図。
【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フローチャート。
【図２５】電子機器の一例を説明する図。
【図２６】電子機器の一例を説明する図。
【図２７】電子機器の一例を説明する図。
【図２８】電子機器の一例を説明する図。
【図２９】リチウムマンガン複合酸化物の断面ＴＥＭ観察結果を示す図。
【図３０】放電に伴う放電容量を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、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。
【００１９】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る活物質及びその作製方法について、図１及び図３を参照して説明する。
【００２０】
本発明の一態様に係る活物質は、積層欠陥を有する粒子を有し、積層欠陥を有する粒子は、少なくともリチウムと、マンガンと、ニッケルと、酸素と、を有する。
【００２１】
なお、活物質とは、キャリアであるイオンの挿入・脱離に関わる物質のみを指すが、本明細書等においては、本来の『活物質』に被覆された炭素を含む層も含むものとする。
【００２２】
積層欠陥を有する層状岩塩型の結晶構造を持つ粒子の一つとして、組成式ＬｉｘＭｎｙＭｚＯｗで表されるリチウムマンガン複合酸化物が挙げられる。そこで、組成式ＬｉｘＭｎｙＭｚＯｗで表されるリチウムマンガン複合酸化物を用いて、活物質の合成方法について説明する。
【００２３】
ここで、元素Ｍは、Ｎｉを用いることが好ましいが、リチウム、マンガン以外から選ばれた金属元素、またはシリコン、リンを用いてもよい。また、０≦ｘ／（ｙ＋ｚ）＜２、かつｚ＞０、かつ０．２６≦（ｙ＋ｚ）／ｗ＜０．５を満たすことが好ましい。なお、リチウムマンガン複合酸化物とは、少なくともリチウムとマンガンとを含む酸化物をいい、クロム、コバルト、アルミニウム、ニッケル、鉄、マグネシウム、モリブデン、亜鉛、インジウム、ガリウム、銅、チタン、ニオブ、シリコン、及びリンなどからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を含んでいてもよい。また、リチウムマンガン複合酸化物は、積層欠陥を含む層状岩塩型の結晶構造領域を有していれば、層状岩塩の結晶構造の他にスピネル型の結晶構造領域を有するものであってもよい。また、リチウムマンガン複合酸化物は、例えば、平均粒子径が、５ｎｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。
【００２４】
なお、本明細書等において、層状岩塩の結晶構造とは、リチウム層とリチウム及び金属原子を有する層とが酸素の層を挟んで交互に積層された結晶構造、すなわち、酸化物を介して金属原子及びリチウムを有する層とリチウム単独層とが交互に積層した結晶構造をいう。
【００２５】
また、本明細書等において、積層欠陥とは、面状の格子欠陥（面欠陥）をいう。つまり、結晶は、幾種類かの原子面が周期的に積み重なって作られているが、この積み重ねの規則性（順序）に狂いが生じている状態をいう。
【００２６】
例えば、層状岩塩の結晶構造として代表的なＬｉ２ＭｎＯ３の結晶構造を図１及び図２に示す。本明細書では結晶構造データベースＩＣＳＤのＮｏ．２０２６３９、またはＩＣＤＤ（Ｔｈｅ  Ｉｎｔｅｒｎａｔｉｏｎａｌ  Ｃｅｎｔｒｅ  ｆｏｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｄａｔａ）によるＪＣＰＤＳ  ８４−１６３４の結晶構造に沿って記載する。
【００２７】
図１（Ａ）には、Ｌｉ２ＭｎＯ３の結晶構造を［１００］から見た構造を示す。また、図２（Ａ）には、Ｌｉ２ＭｎＯ３の結晶構造を［１１０］から見た構造示す。また、図１（Ｂ）及び図２（Ｂ）には、リチウム及びマンガンを有する層２３を［１０３］から見た構造を示す。
【００２８】
図１（Ａ）に示すように、リチウムの層２０とリチウム及びマンガンを有する層２１が、酸素の層２２を挟んで、ｃ軸方向に交互に積層されている。図１（Ｂ）に示すように、リチウム１０、マンガン１２、及びマンガン１４からなる直線Ａ上、また、リチウム１５、マンガン１３、及びマンガン１１は直線Ａと平行な直線Ｂ上に位置している。
【００２９】
同様に、図２においても、図２（Ａ）に示すように、リチウムの層２０とリチウム及びマンガンを有する層２１が、酸素の層２２を挟んで、ｃ軸方向に交互に積層されている。図２（Ｂ）に示すように、リチウム１０、マンガン１３、及びマンガン１７からなる直線Ｃ上、また、リチウム１６、マンガン１１、及びマンガン１２は直線Ｃと平行な直線Ｄ上に位置している。
【００３０】
Ｌｉ２ＭｎＯ３の結晶構造において、リチウム及びマンガンを有する層が、上層または下層のリチウム及びマンガンを有する層２３と、それぞれその構造を保ったまま、ａｂ面内でずれて積層されることで、積層欠陥が生じる。つまり、正常であれば、リチウム及びマンガンを有する層２３のリチウム１０が、［００１］方向に沿って、リチウム及びマンガンを有する層２１のリチウムに互いに重なるべきところが、マンガンに重なるように、積層されることで積層欠陥となる。
【００３１】
層状岩塩の結晶構造は、２次元構造のため、酸素の層２２と、リチウム及びマンガンを有する層２１とで作られる層状構造を維持したまま、リチウムイオンが拡散と挿入脱離することにより充放電が行われる。
【００３２】
しかしながら、Ｌｉ２ＭｎＯ３の結晶構造の場合において、リチウムの層２０だけでなく、リチウム及びマンガンを有する層２１からも、リチウムイオンが放出されることにより、リチウム及びマンガンを有する層２１と上下で重なる、リチウム及びマンガンを有する層２３とリチウム及びマンガンを有する層２４との間の層状構造が崩れ、層間距離、あるいは結晶構造自体が変化する。その結果、リチウムイオンの拡散が困難となり、電池の電圧の低下や、放電容量の低下を引き起こしてしまう。
【００３３】
一方、リチウムマンガン複合酸化物が、層状岩塩型の結晶構造領域中に積層欠陥を有している場合、該積層欠陥に金属原子が入り込む。そのため、リチウムの層２０とリチウム及びマンガンを有する層２１からリチウムイオンが抜けた場合、積層欠陥中に入り込んだ金属原子が、周りの酸素原子と結合することにより、結晶の構造安定性が向上し、リチウムイオンが脱離した後も層状構造を維持する事が出来る。その結果、リチウムイオンの拡散が容易となり、電池の電圧の低下や、放電容量の低下を防止することができる。これにより、充放電に伴う電池のサイクル特性を向上させることができる。
【００３４】
また、リチウムマンガン複合酸化物の金属原子量が多くなりすぎると、層状岩塩型の結晶構造領域中に過剰に金属原子が入り込み、リチウムイオンの拡散と挿入脱離を阻害するようになる。したがって、リチウムマンガン複合酸化物において、マンガンと金属原子のモル比率が、マンガンが１に対して、金属原子が０．２以上１．３以下、好ましくは金属原子が０．２以上０．５以下となるようにすればよい。
【００３５】
リチウムマンガン複合酸化物の原料としては、マンガン化合物及びリチウム化合物を用いることができる。また、マンガン化合物及びリチウム化合物の原料と共に、クロム、コバルト、アルミニウム、ニッケル、鉄、マグネシウム、モリブデン、亜鉛、インジウム、ガリウム、銅、チタン、ニオブ、シリコン、及びリンなどからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を含む化合物の原料を用いることができる。マンガン化合物としては、例えば、二酸化マンガン、三二酸化マンガン、四三酸化マンガン、水和マンガン酸化物、炭酸マンガン、硝酸マンガンなどを用いることができる。また、リチウム化合物としては、例えば、水酸化リチウム、炭酸リチウム、硝酸リチウムなどを用いることができる。
【００３６】
本実施の形態では、マンガン化合物としてＭｎＣＯ３、リチウム化合物としてＬｉ２ＣＯ３、及びＮｉＯを出発原料として用いる。
【００３７】
はじめに、出発原料として、Ｌｉ２ＣＯ３とＭｎＣＯ３とＮｉＯとを用い、それぞれを秤量する。
【００３８】
次に、Ｌｉ２ＣＯ３、ＭｎＣＯ３、及びＮｉＯを混合する。出発原料の混合方法については特に制限はなく、公知の解砕機や粉砕機を用いることができる。例えば、ボールミル、ビーズミル、ジェットミル、ローラーミルなどが挙げられる。また、解砕・粉砕の方式は、乾式でもよいし、湿式でもよい。湿式の際に用いることができる溶媒としても特に制限はなく、例えば、水、アルコール、アセトンなどを用いることができる。
【００３９】
出発原料を混合する際に、湿式で行う場合には、混合された出発原料に含まれる溶媒を蒸発させるための加熱処理を行う。ここで行う加熱処理は、５０℃以上１５０℃以下で行えばよい。加熱処理を行うことにより、混合された出発原料に含まれる溶媒を蒸発させて、混合原料を得る。
【００４０】
次に、坩堝に混合原料を入れ、８００℃以上１１００℃以下で焼成を行う。焼成時間は、例えば、５時間以上２０時間以下とし、焼成ガスにＡｉｒガス（乾燥空気）を用い、流量を１０Ｌ／ｍｉｎとする。焼成雰囲気は、大気雰囲気としてもよいし、酸素ガスを用いた雰囲気としてもよい。混合原料に焼成を行うことにより、焼成物（リチウムマンガン複合酸化物）が形成される。
【００４１】
焼成によって合成された複数の一次粒子が焼結したリチウムマンガン複合酸化物は、複数の一次粒子が焼結して大きな二次粒子が形成された状態となっている。そこで、複数の一次粒子が焼結したリチウムマンガン複合酸化物に対して、解砕処理を行う。焼成物に解砕処理を行うことにより、焼成物を砕いて一次粒子にする、又は一次粒子に近い紛体にする。本明細書等において、解砕処理には、焼結物が粉砕される操作も含む。なお、粉砕とは、一次粒子をさらに砕く操作をいう。解砕処理は、出発原料の混合方法と同様に、公知の解砕機や粉砕機を用いることができる。また、解砕・粉砕の方式は、乾式でもよいし、湿式でもよい。湿式の際に用いることができる溶媒としても特に制限はなく、例えば、水、アルコール、アセトンなどを用いることができる。リチウムマンガン複合酸化物に、解砕処理を行うことにより、粒子の比表面積が増加するため好ましい。
【００４２】
本実施の形態では、一次粒子が焼結したリチウムマンガン複合酸化物の解砕処理を、ビーズミルを用いて、アセトンを用いた湿式法により行う。
【００４３】
解砕処理を行う際に、湿式で行う場合には、解砕処理後に溶媒を蒸発させるための加熱処理を行う。ここで行う加熱処理は、焼成工程と同様の条件で行えばよい。その後、真空乾燥を行うことにより、粉末状のリチウムマンガン複合酸化物を得る。
【００４４】
解砕処理を行った後のリチウムマンガン複合酸化物は、解砕処理の衝撃により、結晶性の乱れが生じる場合がある。また、リチウムマンガン複合酸化物に酸素欠損が生じる場合がある。よって、真空乾燥を行った後の粉末状のリチウムマンガン複合酸化物に、再度加熱処理を行うことが好ましい。
【００４５】
加熱処理は、坩堝に解砕処理後のリチウムマンガン複合酸化物を入れ、３００℃以上１０００℃以下、好ましくは６００℃以上９００以下で加熱処理を行う。加熱時間は、例えば、５時間以上２０時間以下とし、ガスにＡｉｒガス（乾燥空気）を用い、流量を１０Ｌ／ｍｉｎとする。加熱雰囲気は、大気雰囲気としてもよいし、酸素ガスを用いた雰囲気としてもよい。
【００４６】
解砕処理後のリチウムマンガン複合酸化物に熱処理を行うことにより、酸素欠損を修復するとともに、解砕処理時の結晶性の乱れを回復させることができる。また、再度加熱処理を行った後の粉末状のリチウムマンガン複合酸化物に、再度、解砕処理を行っても良く、この場合の解砕処理は、一次粒子が焼結したリチウムマンガン複合酸化物に対して行った解砕処理と同様の条件で行えばよい。
【００４７】
以上の工程により、組成式ＬｉｘＭｎｙＭｚＯｗで表され、かつ、積層欠陥を有する層状岩塩型の結晶構造領域を持つリチウムマンガン複合酸化物を形成することができる。
【００４８】
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、活物質が、積層欠陥を有する粒子を有す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、活物質は、別の粒子を有していてもよい。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、活物質は、別の欠陥を有していてもよい。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、活物質は、積層欠陥を有する粒子を有さなくてもよい。
【００４９】
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。
【００５０】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る電極およびその作製方法について説明する。
【００５１】
〈電極の構成〉
図３（Ａ）は電極１００を俯瞰した図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）の破線で囲んだ部分の断面を示す図である。電極１００は、集電体１０１上に活物質層１０２が設けられた構造である。なお、図３（Ａ）では集電体１０１の両面に活物質層１０２が設けられている例を示すが、集電体１０１の片面のみに活物質層１０２が設けられていてもよい。
【００５２】
集電体１０１は、電池セル内で顕著な化学変化を引き起こさずに高い導電性を示す限り、特別な制限はない。例えば、ステンレス、金、白金、亜鉛、鉄、ニッケル、銅、アルミニウム、チタン、タンタル、マンガン等の金属、及びこれらの合金、焼結した炭素などを用いることができる。また、銅またはステンレス鋼を炭素、ニッケル、チタン等で被覆してもよい。また、シリコン、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。また、集電体１０１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、多孔質状および不織布を包括する様々な形態等の形状を適宜用いることができる。さらに、活物質層との密着性を上げるために集電体１０１は表面に細かい凹凸を有していてもよい。また、集電体１０１は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下のものを用いるとよい。
【００５３】
活物質層１０２は、活物質を含む。活物質とは、キャリアであるイオンの挿入・脱離に関わる物質のみを指すが、本明細書等では、本来「活物質」である材料に加えて、導電助剤やバインダーなどを含めたものも、活物質層と呼ぶ。
【００５４】
活物質として、負極活物質を用いる場合は、例えば、炭素系材料、合金系材料等を用いることができる。
【００５５】
また、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。
【００５６】
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。
【００５７】
黒鉛はリチウムイオンが黒鉛に挿入されたとき（リチウム黒鉛層間化合物の生成時）にリチウム金属と同程度に卑な電位を示す（０．１以上０．３Ｖ以下  ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）。これにより、リチウムイオン二次電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒鉛は、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が小さい、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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
リチウムと遷移金属の複窒化物を用いると、負極活物質中にリチウムイオンを含むため、正極活物質としてリチウムイオンを含まないＶ２Ｏ５、Ｃｒ３Ｏ８等の材料と組み合わせることができ好ましい。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも、あらかじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させることで、負極活物質としてリチウムと遷移金属の複窒化物を用いることができる。
【００６２】
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。
【００６３】
活物質として正極活物質を用いる場合には、リチウムイオンが挿入および脱離可能な材料を用いることができる。例えば、オリビン型構造、層状岩塩型構造、またはスピネル型構造、ＮＡＳＩＣＯＮ型結晶構造を有する材料等を用いることができる。
【００６４】
本実施の形態では、正極活物質として、実施の形態１にて説明した活物質を用いる場合について説明するが、他の活物質を有していても良い。
【００６５】
実施の形態１にて説明した活物質以外の活物質としては、例えば、ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、Ｌｉ２ＮｉＯ３、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ５、ＭｎＯ２等の化合物を材料として用いることができる。
【００６６】
または、オリビン型構造のリチウム含有複合リン酸塩（ 一般式ＬｉＭＰＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上））を用いることができる。一般式ＬｉＭＰＯ４の代表例としては、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＦｅａＮｉｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＭｎｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＭｎｂＰＯ４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦｅｃＮｉｄＣｏｅＰＯ４、ＬｉＦｅｃＮｉｄＭｎｅＰＯ４、ＬｉＮｉｃＣｏｄＭｎｅＰＯ４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅｆＮｉｇＣｏｈＭｎｉＰＯ４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、０＜ｉ＜１）等のリチウム金属リン酸化合物が挙げられる。
【００６７】
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）等のリチウム含有複合ケイ酸塩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）等のリチウムシリケート化合物が挙げられる。
【００６８】
また、活物質として、ＡｘＭ２（ＸＯ４）３（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｘ＝Ｓ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉ）の一般式で表されるＮＡＳＩＣＯＮ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＝Ｆｅ、Ｍｎ）の一般式で表される化合物、ＮａＦ３、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、有機硫黄化合物等の材料を用いることができる。
【００６９】
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、アルカリ土類金属イオンの場合、正極活物質として、上記リチウム化合物及びリチウム含有複合リン酸塩及びリチウム含有複合ケイ酸塩において、リチウムを、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）などのキャリアで置換した化合物を用いてもよい。
【００７０】
正極活物質の平均粒径は、例えば、５ｎｍ以上５０μｍ以下が好ましい。
【００７１】
また、活物質層１０２は導電助剤を有してもよい。導電助剤としては、例えば天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ等の人造黒鉛、炭素繊維などを用いることができる。炭素繊維としては、例えばメソフェーズピッチ系炭素繊維、等方性ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維を用いることができる。また、炭素繊維として、カーボンナノファイバーやカーボンナノチューブなどを用いることができる。カーボンナノチューブは、例えば気相成長法などで作製することができる。また、導電助剤として、例えばカーボンブラック（アセチレンブラック（ＡＢ）など）又はグラフェンなどの炭素材料を用いることができる。また、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金などの金属粉末や金属繊維、導電性セラミックス材料等を用いることができる。
【００７２】
薄片状のグラフェンは、高い導電性を有するという優れた電気特性、及び柔軟性並びに機械的強度という優れた物理特性を有する。そのため、グラフェンを、導電助剤として用いることにより、活物質同士の接触点や、接触面積を増大させることができる。
【００７３】
活物質層１０２は、バインダーを有することが好ましく、バインダーは水溶性の高分子を有することがより好ましい。また、活物質層１０２は複数の種類のバインダーを有してもよい。
【００７４】
バインダーとしては、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン・イソプレン・スチレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン・プロピレン・ジエン共重合体などのゴム材料を用いることが好ましい。これらのゴム材料は、水溶性高分子と併用して用いると、さらに好ましい。これらのゴム材料は、ゴム弾性を有し、伸び縮みしやすいため、充放電に伴う活物質の膨張収縮や、電極の曲げなどに伴うストレスに強く、信頼性の高い電極を得ることができる一方で、疎水基を有し水に溶けにくい場合がある。このような場合には、水溶液中で粒子が水に溶解しない状態で分散するので、活物質層１０２の形成に使用する溶剤を含む組成物（電極合剤組成物ともいう）を、塗布するために適した粘度にまで高めることが難しいことがある。この際に、粘度調整機能の高い水溶性高分子、例えば多糖類を用いると、溶液の粘度を適度に高める効果が期待できるうえに、ゴム材料と互いに均一に分散し、均一性の高い良好な電極、例えば電極膜厚や電極抵抗の均一性が高い電極を得ることができる。
【００７５】
また、バインダーとしては、ポリスチレン、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、イソブチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、等の材料を用いてもよい。
【００７６】
バインダーはそれぞれ単独で用いてもよいし、二種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【００７７】
〈電極の作製方法〉
次に、本発明の一態様である電極１００の作製方法について説明する。
【００７８】
まず、電極合剤組成物を作製する。電極合剤組成物は、例えば上述した活物質を用い、バインダーや導電助剤等を添加して、溶媒とともに混練することで作製することができる。電極合剤組成物は、スラリー状であっても、ペースト状であってもよい。なお、溶媒としては、例えば、水や、ＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）などを用いることができる。安全性とコストの観点から、水を用いることは好ましい。
【００７９】
一例として電極１００が蓄電池用の正極である場合を説明する。ここでは活物質として本発明の一態様に係る活物質を用い、導電助剤としてアセチレンブラックを用い、バインダーとしてＰＶｄＦを用い、溶媒としてＮＭＰを用いる例について説明する。
【００８０】
まず、本発明の一態様に係る活物質と、アセチレンブラックと、ポリフッ化ビニリデンと、を混合する。これらの混合物に、所定の粘度になるまでＮＭＰを添加し、混練することで、電極合剤組成物を形成することができる。この工程において、混練と極性溶媒との添加を複数回繰り返し行ってもよい。電極合剤組成物は、スラリー状でもペースト状であってもよい。
【００８１】
以上の工程により、活物質、導電助剤、バインダーの分散状態が均一な電極合剤組成物を形成することができる。
【００８２】
ここで、集電体上に、アンダーコートを形成してもよい。なお、アンダーコートとは、接触抵抗の低減や、集電体と活物質層との密着性向上のための被覆層をいう。アンダーコートとして、例えば、炭素層、金属層、炭素及び高分子を含む層、並びに金属及び高分子を含む層を含む層を用いることができる。集電体上にアンダーコートを形成することにより、後に形成される集電体と活物質層との接触抵抗を低減することができる。また、集電体と活物質層との密着性を高めることができる。なお、アンダーコートは、導電助剤としてグラフェンを用いる場合には、酸化グラフェンの還元工程において、還元液によって溶解しないものが好ましい。
【００８３】
また、アンダーコートとしては、例えば、黒鉛やアセチレンブラックなどの分散水溶液、または当該水溶液に高分子を混ぜたものを用いることができ、例えば、黒鉛と、ポリアクリル酸ナトリウム（ＰＡＡＮａ）との混合物、また、ＡＢとＰＶｄＦとの混合物などを用いることができる。また、黒鉛とＰＡＡとの配合比は、黒鉛：ＰＡＡ＝９５：５〜５０：５０、ＡＢとＰＶｄＦとの配合比は、ＡＢ：ＰＶｄＦ＝７０：３０〜５０：５０とすればよい。
【００８４】
なお、活物質層と集電体との密着性や、電極強度、接触抵抗に問題がなければ、アンダーコートは、必ずしも集電体に形成する必要はない。
【００８５】
次に、スラリーを集電体の片面又は両面に、例えば、ドクターブレード法等の塗布法などにより設ける。
【００８６】
次に、集電体上に設けたスラリーを、通風乾燥又は減圧（真空）乾燥等の方法で乾燥させることにより活物質層を形成する。この乾燥は、例えば、５０℃以上１８０℃以下の熱風を用いて行うとよい。このステップにより、活物質層中に含まれる極性溶媒を蒸発させる。なお、雰囲気は特に限定されない。
【００８７】
ここで、この活物質層を、ロールプレス法や平板プレス法等の圧縮方法により圧力を加えることで、活物質層の密度を高めてもよい。また、プレスを行う際に、９０℃以上１８０℃以下、好ましくは１２０℃以下の熱を加えることにより、アンダーコートや活物質層に含まれるバインダ（例えば、ＰＶｄＦ）を、電極の特性を変化させない程度に軟化させることにより、集電体と活物質層との密着性をさらに高めることができる。
【００８８】
次に、プレスした活物質層を乾燥させる。乾燥は、減圧（真空）下又は還元雰囲気下にて行うとよい。この乾燥工程は、例えば、５０℃以上３００℃以下の温度で、１時間以上４８時間以下で行うとよい。この乾燥によって、活物質層に存在する極性溶媒や水分をよく蒸発あるいは除去させる。
【００８９】
さらに、活物質層が形成された集電体にプレスを行ってもよい。これにより、活物質層と集電体との密着性を高めることができる。また、活物質層の密度を高めることができる。また、プレスを行う際に、９０℃以上１８０℃以下、好ましくは１２０℃以下の熱を加えることにより、アンダーコートや活物質層に含まれるバインダ（例えば、ＰＶｄＦ）を、電極の特性を変化させない程度に軟化させることにより、集電体と活物質層との密着性をさらに高めることができる。
【００９０】
最後に、所定のサイズに集電体及び活物質層を打ち抜くことにより、電極が作製される。
【００９１】
本発明の一態様に係るリチウムマンガン複合酸化物を活物質として用いることにより、活物質中において、リチウムイオンの拡散が容易となり、電池の電圧の低下や、放電容量の低下を防止することができる。
【００９２】
しかしながら、リチウムマンガン複合酸化物の金属原子量が多くなりすぎると、層状岩塩型の結晶構造領域中に過剰に金属原子が入り込み、リチウムイオンの拡散と挿入脱離を阻害するようになる。したがって、リチウムマンガン複合酸化物において、マンガンと金属原子のモル比率が、マンガンが１に対して、金属原子が０．２以上１．３以下、好ましくは金属原子が０．２以上０．５以下となるようにすればよい。
【００９３】
以上により、積層欠陥を有するリチウムマンガン複合酸化物を電極に用いることにより、電池の電圧の低下や、放電容量の低下を抑制することができる。これにより、充放電に伴う電池のサイクル特性を向上させることができる。
【００９４】
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、リチウムイオン二次電池に適用した場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、様々な二次電池、鉛蓄電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、固体電池、空気電池、一次電池、キャパシタ、または、リチウムイオンキャパシタ、などに適用してもよい。または例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、リチウムイオン二次電池に適用しなくてもよい。
【００９５】
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。
【００９６】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様である電極を用いた電池セルの一例を示す。
【００９７】
なお、本明細書等において、電池セルとは、蓄電機能を有する素子および装置全般を指す。例えば、リチウムイオン二次電池などの蓄電池、リチウムイオンキャパシタ、および電気二重層キャパシタなどを含む。
〈薄型蓄電池〉
図４に、電池セルの一例として、薄型の蓄電池について示す。図４は、薄型の蓄電池の一例を示す。薄型の蓄電池は、可撓性を有する構成とすれば、可撓性を有する部位を少なくとも一部有する電子機器に実装すれば、電子機器の変形に合わせて蓄電池も曲げることもできる。
【００９８】
図４は薄型の蓄電池５００の外観図を示す。また、図５（Ａ）および図５（Ｂ）は、図４に一点鎖線で示すＡ１−Ａ２断面およびＢ１−Ｂ２断面を示す。薄型の蓄電池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。
【００９９】
正極５０３または負極５０６の少なくとも一方には、本発明の一態様である電極を用いる。また、正極５０３または負極５０６の両方に、本発明の一態様である電極を用いてもよい。
【０１００】
まず、正極５０３の構成について説明する。正極５０３には、本発明の一態様に係る電極を用いることが好ましい。ここでは、正極５０３に、実施の形態２に示す電極１００を用いる例を示す。
【０１０１】
電解液５０８の溶媒としては、非プロトン性有機溶媒が好ましく、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ギ酸メチル、酢酸メチル、酪酸メチル、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジメチルスルホキシド、ジエチルエーテル、メチルジグライム、アセトニトリル、ベンゾニトリル、テトラヒドロフラン、スルホラン、スルトン等の１種、又はこれらのうちの２種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。
【０１０２】
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ことで、漏液性などに対する安全性が高まる。また、二次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。
【０１０３】
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）を一つ又は複数用いることで、電池セルの内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても、電池セルの破裂や発火などを防ぐことができる。イオン液体は、カチオンとアニオンからなり、有機カチオンとアニオンとを含む。電解液に用いる有機カチオンとして、四級アンモニウムカチオン、三級スルホニウムカチオン、及び四級ホスホニウムカチオン等の脂肪族オニウムカチオンや、イミダゾリウムカチオン及びピリジニウムカチオン等の芳香族カチオンが挙げられる。また、電解液に用いるアニオンとして、１価のアミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、フルオロスルホン酸アニオン、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート、パーフルオロアルキルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、またはパーフルオロアルキルホスフェート等が挙げられる。
【０１０４】
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。
【０１０５】
また、電池セルに用いる電解液は、粒状のごみや電解液の構成元素以外の元素（以下、単に「不純物」ともいう。）の含有量が少ない高純度化された電解液を用いることが好ましい。具体的には、電解液に対する不純物の重量比を１％以下、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．０１％以下とすることが好ましい。
【０１０６】
また、電解液にビニレンカーボネート、プロパンスルトン（ＰＳ）、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン（ＴＢＢ）、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、ＬｉＢＯＢなどの添加剤を添加してもよい。添加剤の濃度は、例えば溶媒全体に対して０．１ｗｅｉｇｈｔ％以上５ｗｅｉｇｈｔ％以下とすればよい。
【０１０７】
また、ポリマーを電解液で膨潤させたゲル電解質を用いてもよい。ゲル電解質（ポリマーゲル電解質）の例としては、担体としてホストポリマーを用い、上述の電解液を含有させたものが挙げられる。
【０１０８】
ホストポリマーの例を以下に説明する。ホストポリマーとしては、例えばポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などのポリアルキレンオキシド構造を有するポリマーや、ＰＶｄＦ、およびポリアクリロニトリル等、およびそれらを含む共重合体等を用いることができる。例えばＰＶｄＦとヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）の共重合体であるＰＶｄＦ−ＨＦＰを用いることができる。また、形成されるポリマーは、多孔質形状を有してもよい。
【０１０９】
また、電解液の代わりに、硫化物系や酸化物系等の無機物材料を有する固体電解質や、ＰＥＯ（ポリエチレンオキシド）系等の高分子材料を有する固体電解質を用いることができる。固体電解質を用いる場合には、セパレータやスペーサの設置が不要となる。また、電池全体を固体化できるため、漏液のおそれがなくなり安全性が飛躍的に向上する。
【０１１０】
セパレータ５０７としては、例えば、紙、不織布、ガラス繊維、セラミックス、或いはナイロン（ポリアミド）、ビニロン（ポリビニルアルコール系繊維）、ポリエステル、アクリル、ポリオレフィン、ポリウレタンを用いた合成繊維等で形成されたものを用いることができる。
【０１１１】
セパレータ５０７は袋状に加工し、正極５０３または負極５０６のいずれか一方を包むように配置することが好ましい。例えば、図６（Ａ）に示すように、正極５０３を挟むようにセパレータ５０７を２つ折りにし、正極５０３と重なる領域よりも外側で封止部５１４により封止することで、正極５０３をセパレータ５０７内に確実に担持することができる。そして、図６（Ｂ）に示すように、セパレータ５０７に包まれた正極５０３と負極５０６とを交互に積層し、これらを外装体５０９内に配置することで薄型の蓄電池５００を形成するとよい。
【０１１２】
次に、蓄電池を作製した後のエージングについて説明する。蓄電池を作製した後に、エージングを行うことが好ましい。エージング条件の一例について以下に説明する。まず初めに０．００１Ｃ以上０．２Ｃ以下のレートで充電を行う。温度は例えば室温以上、５０℃以下とすればよい。このときに、電解液の分解が生じ、ガスが発生した場合には、そのガスがセル内にたまると、電解液が電極表面と接することができない領域が発生してしまう。つまり電極の実効的な反応面積が減少し、実効的な電流密度が高くなることに相当する。
【０１１３】
過度に電流密度が高くなると、電極の抵抗に応じて電圧降下が生じ、黒鉛へのリチウム挿入が起こると同時に、黒鉛表面へのリチウム析出も生じてしまう。このリチウム析出は容量の低下を招く場合がある。例えば、リチウムが析出した後、表面に被膜等が成長してしまうと、表面に析出した再溶出できなくなり、容量に寄与しないリチウムが生じてしまう。また、析出したリチウムが物理的に崩落し、電極との導通を失った場合にも、やはり容量に寄与しないリチウムが生じてしまう。よって、電極が電圧降下によりリチウム電位まで到達する前に、ガスを抜くことが好ましい。
【０１１４】
また、ガス抜きを行った後に、室温よりも高い温度、好ましくは３０℃以上６０℃以下、より好ましくは３５℃以上５０℃以下において、例えば１時間以上１００時間以下、充電状態で保持してもよい。初めに行う充電の際に、表面で分解した電解液は黒鉛の表面に被膜を形成する。よって、例えばガス抜き後に室温よりも高い温度で保持することにより、形成された被膜が緻密化する場合も考えられる。
【０１１５】
図７（Ｂ）は、リード電極に集電体を溶接する例を示す。例として、正極集電体５０１を正極リード電極５１０に溶接する例を示す。正極集電体５０１は、超音波溶接などを用いて溶接領域５１２で正極リード電極５１０に溶接される。また、正極集電体５０１は、図７（Ｂ）に示す湾曲部５１３を有することにより、蓄電池５００の作製後に外から力が加えられて生じる応力を緩和することができ、蓄電池５００の信頼性を高めることができる。
【０１１６】
図４および図５に示す薄型の蓄電池５００において、正極リード電極５１０および負極リード電極５１１を用いて正極集電体５０１、或いは負極集電体５０４と超音波接合させて正極リード電極５１０および負極リード電極５１１を外側に露出している。また、外部との電気的接触を得る端子の役割を正極集電体５０１および負極集電体５０４で兼ねることもできる。その場合は、リード電極を用いずに、正極集電体５０１および負極集電体５０４の一部を外装体５０９から外側に露出するように配置してもよい。
【０１１７】
また、図４では正極リード電極５１０と負極リード電極５１１は同じ辺に配置されているが、図８に示すように、正極リード電極５１０と負極リード電極５１１を異なる辺に配置してもよい。このように、本発明の一態様の蓄電池は、リード電極を自由に配置することができるため、設計自由度が高い。よって、本発明の一態様の蓄電池を用いた製品の設計自由度を高めることができる。また、本発明の一態様の蓄電池を用いた製品の生産性を高めることができる。
【０１１８】
薄型の蓄電池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の上に、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。
【０１１９】
また図４では、一例として、向かい合う正極と負極の組の数を５組としているが、勿論、電極の組は５組に限定されず、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。
【０１２０】
上記構成において、二次電池の外装体５０９は、曲率半径１０ｍｍ以上好ましくは曲率半径３０ｍｍ以上の範囲で変形することができる。二次電池の外装体であるフィルムは、１枚または２枚で構成されており、積層構造の二次電池である場合、湾曲させた電池の断面構造は、外装体であるフィルムの２つの曲線で挟まれた構造となる。
【０１２１】
ここで、面の曲率半径について、図９を用いて説明しておく。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。
【０１２２】
２枚のフィルムを外装体として電極・電解液など１８０５を挟む二次電池を湾曲させた場合には、二次電池の曲率中心１８００に近い側のフィルム１８０１の曲率半径１８０２は、曲率中心１８００から遠い側のフィルム１８０３の曲率半径１８０４よりも小さい（図１０（Ａ））。二次電池を湾曲させて断面を円弧状とすると曲率中心１８００に近いフィルムの表面には圧縮応力がかかり、曲率中心１８００から遠いフィルムの表面には引っ張り応力がかかる（図１０（Ｂ））。外装体の表面に凹部または凸部で形成される模様を形成すると、このように圧縮応力や引っ張り応力がかかったとしても、ひずみによる影響を許容範囲内に抑えることができる。そのため、二次電池は、曲率中心に近い側の外装体の曲率半径が１０ｍｍ以上好ましくは３０ｍｍ以上となる範囲で変形することができる。
【０１２３】
なお、二次電池の断面形状は、単純な円弧状に限定されず、一部が円弧を有する形状にすることができ、例えば図１０（Ｃ）に示す形状や、波状（図１０（Ｄ））、Ｓ字形状などとすることもできる。二次電池の曲面が複数の曲率中心を有する形状となる場合は、複数の曲率中心それぞれにおける曲率半径の中で、最も曲率半径が小さい曲面において、２枚の外装体の曲率中心に近い方の外装体の曲率半径が、１０ｍｍ以上好ましくは３０ｍｍ以上となる範囲で二次電池が変形することができる。
【０１２４】
〈コイン型蓄電池〉
次に電池セルの一例として、コイン型の蓄電池の一例について、図１１を参照して説明する。図１１（Ａ）はコイン型（単層偏平型）の蓄電池の外観図であり、図１１（Ｂ）は、その断面図である。
【０１２５】
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、正極活物質層５０２の記載を参照すればよい。
【０１２６】
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、負極活物質層５０５の記載を参照すればよい。またセパレータ３１０は、セパレータ５０７の記載を参照すればよい。また電解液は、電解液５０８の記載を参照すればよい。
【０１２７】
なお、コイン型の蓄電池３００に用いる正極３０４および負極３０７は、それぞれ活物質層は片面のみに形成すればよい。
【０１２８】
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 、アルミニウム、チタン等の金属、又はこれらの合金やこれらと他の金属との合金（例えば、ステンレス鋼等）を用いることができる。また、電解液による腐食を防ぐため、ニッケルやアルミニウム等を被覆することが好ましい。正極缶３０１は正極３０４と、負極缶３０２は負極３０７とそれぞれ電気的に接続する。
【０１２９】
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１１（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。
【０１３０】
〈円筒型蓄電池〉
次に電池セルの一例として、円筒型の蓄電池を示す。円筒型の蓄電池について、図１２を参照して説明する。円筒型の蓄電池６００は、図１２（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。
【０１３１】
図１２（Ｂ）は、円筒型の蓄電池の断面を模式的に示した図である。中空円柱状の電池缶６０２の内側には、帯状の正極６０４と負極６０６とがセパレータ６０５を間に挟んで捲回された電池素子が設けられている。図示しないが、電池素子はセンターピンを中心に捲回されている。電池缶６０２は、一端が閉じられ、他端が開いている。電池缶６０２には、電解液に対して耐腐食性のあるニッケル 、アルミニウム、チタン等の金属、又はこれらの合金やこれらと他の金属との合金（例えば、ステンレス鋼等）を用いることができる。また、電解液による腐食を防ぐため、ニッケルやアルミニウム等を被覆することが好ましい。電池缶６０２の内側において、正極、負極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。
【０１３２】
正極６０４及び負極６０６は、上述した薄型の蓄電池の正極及び負極と同様に製造すればよい。また、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ことが好ましい。正極６０４には正極端子（正極集電リード）６０３が接続され、負極６０６には負極端子（負極集電リード）６０７が接続される。正極端子６０３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。
【０１３３】
なお、本実施の形態では、蓄電池として、コイン型、円筒型および薄型の蓄電池を示したが、その他の封止型蓄電池、角型蓄電池等様々な形状の蓄電池を用いることができる。また、正極、負極、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。例えば、他の蓄電池の例を図１３乃至図１７に示す。
【０１３４】
〈蓄電池の構成例〉
図１３及び図１４に、薄型の蓄電池の構成例を示す。図１３（Ａ）に示す捲回体９９３は、負極９９４と、正極９９５と、セパレータ９９６と、を有する。
【０１３５】
捲回体９９３は、セパレータ９９６を挟んで負極９９４と、正極９９５とが重なり合って積層され、該積層シートを捲回したものである。この捲回体９９３を角型の封止容器などで覆うことにより角型の二次電池が作製される。
【０１３６】
なお、負極９９４、正極９９５及びセパレータ９９６からなる積層の積層数は、必要な容量と素子体積に応じて適宜設計すればよい。負極９９４はリード電極９９７及びリード電極９９８の一方を介して負極集電体（図示せず）に接続され、正極９９５はリード電極９９７及びリード電極９９８の他方を介して正極集電体（図示せず）に接続される。
【０１３７】
図１３（Ｂ）及び図１３（Ｃ）に示す蓄電池９９０は、外装体となるフィルム９８１と、凹部を有するフィルム９８２とを熱圧着などにより貼り合わせて形成される空間に上述した捲回体９９３を収納したものである。捲回体９９３は、リード電極９９７及びリード電極９９８を有し、フィルム９８１と、凹部を有するフィルム９８２との内部で電解液に含浸される。
【０１３８】
フィルム９８１と、凹部を有するフィルム９８２は、例えばアルミニウムなどの金属材料や樹脂材料を用いることができる。フィルム９８１及び凹部を有するフィルム９８２の材料として樹脂材料を用いれば、外部から力が加わったときにフィルム９８１と、凹部を有するフィルム９８２を変形させることができ、可撓性を有する蓄電池を作製することができる。
【０１３９】
また、図１３（Ｂ）及び図１３（Ｃ）では２枚のフィルムを用いる例を示しているが、１枚のフィルムを折り曲げることによって空間を形成し、その空間に上述した捲回体９９３を収納してもよい。
【０１４０】
また、薄型の蓄電池のみが可撓性を有する電池セルではなく、外装体や、封止容器を樹脂材料などにすることによって可撓性を有する電池セルを作製することができる。ただし、外装体や、封止容器を樹脂材料にする場合、外部に接続を行う部分は導電材料とする。
【０１４１】
例えば、可撓性を有する別の薄型蓄電池の例を図１４に示す。図１４（Ａ）の捲回体９９３は、図１３（Ａ）に示したものと同一であるため、詳細な説明は省略することとする。
【０１４２】
図１４（Ｂ）及び図１４（Ｃ）に示す蓄電池９９０は、外装体９９１の内部に上述した捲回体９９３を収納したものである。捲回体９９３は、リード電極９９７及びリード電極９９８を有し、外装体９９１、９９２の内部で電解液に含浸される。外装体９９１、９９２は、例えばアルミニウムなどの金属材料や樹脂材料を用いることができる。外装体９９１、９９２の材料として樹脂材料を用いれば、外部から力が加わったときに外装体９９１、９９２を変形させることができ、可撓性を有する薄型蓄電池を作製することができる。
【０１４３】
本発明の一態様に係るリチウムマンガン複合酸化物を活物質として用いることにより、活物質中において、リチウムイオンの拡散が容易となり、電池の電圧の低下や、放電容量の低下を防止することができる。
【０１４４】
しかしながら、リチウムマンガン複合酸化物の金属原子量が多くなりすぎると、層状岩塩型の結晶構造領域中に過剰に金属原子が入り込み、リチウムイオンの拡散と挿入脱離を阻害するようになる。したがって、リチウムマンガン複合酸化物において、マンガンと金属原子のモル比率が、マンガンが１に対して、金属原子が０．２以上１．３以下、好ましくは金属原子が０．２以上０．５以下となるようにすればよい。
【０１４５】
以上により、積層欠陥を有するリチウムマンガン複合酸化物を電極に用いることにより、電池の電圧の低下や、放電容量の低下を抑制することができる。これにより、充放電に伴う電池のサイクル特性を向上させることができる。
【０１４６】
〈蓄電システムの構造例〉
また、蓄電システムの構造例について、図１５乃至図１７を用いて説明する。ここで蓄電システムとは、例えば、電池セルを搭載した機器を指す。
【０１４７】
図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）は、蓄電システムの外観図を示す図である。蓄電システムは、回路基板９００と、蓄電池９１３と、を有する。蓄電池９１３には、ラベル９１０が貼られている。さらに、図１５（Ｂ）に示すように、蓄電システムは、端子９５１と、端子９５２と、を有し、ラベル９１０の裏にアンテナ９１４と、アンテナ９１５と、を有する。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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。
【０１５１】
蓄電システムは、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による電磁界を遮蔽する機能を有する。層９１６としては、例えば磁性体を用いることができる。
【０１５２】
なお、蓄電システムの構造は、図１５に示す構造に限定されない。
【０１５３】
例えば、図１６（Ａ−１）及び図１６（Ａ−２）に示すように、図１５（Ａ）及び図１５（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１６（Ａ−１）は、上記一対の面の一方側方向から見た外観図であり、図１６（Ａ−２）は、上記一対の面の他方側方向から見た外観図である。なお、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す蓄電システムと同じ部分については、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す蓄電システムの説明を適宜援用できる。
【０１５４】
図１６（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１６（Ａ−２）に示すように、蓄電池９１３の一対の面の他方に層９１７を挟んでアンテナ９１５が設けられる。層９１７は、例えば蓄電池９１３による電磁界を遮蔽する機能を有する。層９１７としては、例えば磁性体を用いることができる。
【０１５５】
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。
【０１５６】
または、図１６（Ｂ−１）及び図１６（Ｂ−２）に示すように、図１５（Ａ）及び図１５（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１６（Ｂ−１）は、上記一対の面の一方側方向から見た外観図であり、図１６（Ｂ−２）は、上記一対の面の他方側方向から見た外観図である。なお、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す蓄電システムと同じ部分については、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す蓄電システムの説明を適宜援用できる。
【０１５７】
図１６（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１６（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を介した蓄電システムと他の機器との通信方式としては、ＮＦＣなど、蓄電システムと他の機器の間で用いることができる応答方式などを適用することができる。
【０１５８】
又は、図１７（Ａ）に示すように、図１５（Ａ）及び図１５（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１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す蓄電システムと同じ部分については、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す蓄電システムの説明を適宜援用できる。
【０１５９】
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。
【０１６０】
又は、図１７（Ｂ）に示すように、図１５（Ａ）及び図１５（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、センサ９２１は、ラベル９１０の裏側に設けられてもよい。なお、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す蓄電システムと同じ部分については、図１５（Ａ）及び図１５（Ｂ）に示す蓄電システムの説明を適宜援用できる。
【０１６１】
センサ９２１としては、例えば、力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むものを用いることができる。センサ９２１を設けることにより、例えば、蓄電システムが置かれている環境を示すデータ（温度など）を検出し、回路９１２内のメモリに記憶しておくこともできる。
【０１６２】
本実施の形態で示す蓄電池や蓄電システムには、本発明の一態様に係る電極が用いられている。そのため、蓄電池や蓄電システムの容量の大きくすることができる。また、エネルギー密度を高めることができる。また、信頼性を高めることができる。また、寿命を長くすることができる。
【０１６３】
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。
【０１６４】
（実施の形態４）
上記実施の形態で説明した活物質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１８乃至図２４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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
ここで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について説明する。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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。
【０１７５】
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。
【０１７６】
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。
【０１７７】
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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
図１８には、蓄電装置のブロック図の一例を示す。図１８に示す蓄電装置６０００は、端子対６００１と、端子対６００２と、切り替え制御回路６００３と、切り替え回路６００４と、切り替え回路６００５と、変圧制御回路６００６と、変圧回路６００７と、直列に接続された複数の電池セル６００９を含む電池部６００８と、を有する。
【０１８２】
また、図１８の蓄電装置６０００において、端子対６００１と、端子対６００２と、切り替え制御回路６００３と、切り替え回路６００４と、切り替え回路６００５と、変圧制御回路６００６と、変圧回路６００７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。
【０１８３】
切り替え制御回路６００３は、切り替え回路６００４及び切り替え回路６００５の動作を制御する。具体的には、切り替え制御回路６００３は、電池セル６００９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。
【０１８４】
さらに、切り替え制御回路６００３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６００４へ出力される。この制御信号Ｓ１は、端子対６００１と放電電池セル群とを接続させるように切り替え回路６００４を制御する信号である。また、制御信号Ｓ２は、切り替え回路６００５へ出力される。この制御信号Ｓ２は、端子対６００２と充電電池セル群とを接続させるように切り替え回路６００５を制御する信号である。
【０１８５】
また、切り替え制御回路６００３は、切り替え回路６００４、切り替え回路６００５、及び変圧回路６００７の構成を踏まえ、端子対６００２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。
【０１８６】
切り替え制御回路６００３の動作の詳細について述べる。
【０１８７】
まず、切り替え制御回路６００３は、複数の電池セル６００９毎の電圧を測定する。そして、切り替え制御回路６００３は、例えば、所定の閾値以上の電圧の電池セル６００９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６００９を低電圧の電池セル（定電圧セル）と判断する。
【０１８８】
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６００３は、複数の電池セル６００９の中で、最も電圧の高い、又は最も電圧の低い電池セル６００９の電圧を基準として、各電池セル６００９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６００３は、各電池セル６００９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６００９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６００３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。
【０１８９】
なお、複数の電池セル６００９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６００３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６００３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６００３は、過充電又は過放電に近い電池セル６００９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。
【０１９０】
ここで、本実施形態における切り替え制御回路６００３の動作例を、図１９を用いて説明する。図１９は、切り替え制御回路６００３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１９では４個の電池セル６００９が直列に接続されている場合を例に説明する。
【０１９１】
まず、図１９（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６００３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６００３は、低電圧セルＤを充電電池セル群として決定する。
【０１９２】
次に、図１９（Ｂ）の例では、Ｖｃ＞Ｖａ＝Ｖｂ＞＞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６００３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６００３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。
【０１９３】
最後に、図１９（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６００３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６００３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。
【０１９４】
切り替え制御回路６００３は、上記図１９（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６００４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６００５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６００４及び切り替え回路６００５に対してそれぞれ出力する。
【０１９５】
以上が、切り替え制御回路６００３の動作の詳細に関する説明である。
【０１９６】
切り替え回路６００４は、切り替え制御回路６００３から出力される制御信号Ｓ１に応じて、端子対６００１の接続先を、切り替え制御回路６００３により決定された放電電池セル群に設定する。
【０１９７】
端子対６００１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６００４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６００９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６００９の負極端子と接続することにより、端子対６００１の接続先を設定する。なお、切り替え回路６００４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。
【０１９８】
切り替え回路６００５は、切り替え制御回路６００３から出力される制御信号Ｓ２に応じて、端子対６００２の接続先を、切り替え制御回路６００３により決定された充電電池セル群に設定する。
【０１９９】
端子対６００２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６００５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６００９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６００９の負極端子と接続することにより、端子対６００２の接続先を設定する。なお、切り替え回路６００５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。
【０２００】
切り替え回路６００４及び切り替え回路６００５の構成例を示す回路図を図２０及び図２１に示す。
【０２０１】
図２０では、切り替え回路６００４は、複数のトランジスタ６０１０と、バス６０１１及び６０１２とを有する。バス６０１１は、端子Ａ１と接続されている。また、バス６０１２は、端子Ａ２と接続されている。複数のトランジスタ６０１０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６０１１及び６０１２と接続されている。また、複数のトランジスタ６０１０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６００９の間に接続されている。
【０２０２】
なお、複数のトランジスタ６０１０のうち、最上流に位置するトランジスタ６０１０のソース又はドレインの他方は、電池部６００８の最上流に位置する電池セル６００９の正極端子と接続されている。また、複数のトランジスタ６０１０のうち、最下流に位置するトランジスタ６０１０のソース又はドレインの他方は、電池部６００８の最下流に位置する電池セル６００９の負極端子と接続されている。
【０２０３】
切り替え回路６００４は、複数のトランジスタ６０１０のゲートに与える制御信号Ｓ１に応じて、バス６０１１に接続される複数のトランジスタ６０１０のうちの１つと、バス６０１２に接続される複数のトランジスタ６０１０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６００１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６００９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６００９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。
【０２０４】
トランジスタ６０１０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６０１０が接続された電池セル６００９と端子対６００１とを絶縁状態とすることができる。
【０２０５】
また、図２０では、切り替え回路６００５は、複数のトランジスタ６０１３と、電流制御スイッチ６０１４と、バス６０１５と、バス６０１６とを有する。バス６０１５及び６０１６は、複数のトランジスタ６０１３と、電流制御スイッチ６０１４との間に配置される。複数のトランジスタ６０１３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６０１５及び６０１６と接続されている。また、複数のトランジスタ６０１３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６００９の間に接続されている。
【０２０６】
なお、複数のトランジスタ６０１３のうち、最上流に位置するトランジスタ６０１３のソース又はドレインの他方は、電池部６００８の最上流に位置する電池セル６００９の正極端子と接続されている。また、複数のトランジスタ６０１３のうち、最下流に位置するトランジスタ６０１３のソース又はドレインの他方は、電池部６００８の最下流に位置する電池セル６００９の負極端子と接続されている。
【０２０７】
トランジスタ６０１３には、トランジスタ６０１０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６０１３が接続された電池セル６００９と端子対６００２とを絶縁状態とすることができる。
【０２０８】
電流制御スイッチ６０１４は、スイッチ対６０１７とスイッチ対６０１８とを有する。スイッチ対６０１７の一端は、端子Ｂ１に接続されている。また、スイッチ対６０１７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６０１５に接続され、他方のスイッチはバス６０１６に接続されている。スイッチ対６０１８の一端は、端子Ｂ２に接続されている。また、スイッチ対６０１８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６０１５に接続され、他方のスイッチはバス６０１６に接続されている。
【０２０９】
スイッチ対６０１７及びスイッチ対６０１８が有するスイッチは、トランジスタ６０１０及びトランジスタ６０１３と同様に、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。
【０２１０】
切り替え回路６００５は、制御信号Ｓ２に応じて、トランジスタ６０１３、及び電流制御スイッチ６０１４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６００２とを接続する。
【０２１１】
切り替え回路６００５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６００２とを接続する。
【０２１２】
切り替え回路６００５は、複数のトランジスタ６０１０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６００９の正極端子と接続されているトランジスタ６０１３を導通状態にする。また、切り替え回路６００５は、複数のトランジスタ６０１０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６００９の負極端子に接続されている切り替えスイッチ１５１を導通状態にする。
【０２１３】
端子対６００２に印加される電圧の極性は、端子対６００１と接続される放電電池セル群、及び変圧回路６００７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６００２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１５２は、制御信号Ｓ２により、端子対６００２に印加される電圧の極性に応じてスイッチ対６０１７及びスイッチ対６０１８の接続先をそれぞれ切り替えるように制御される。
【０２１４】
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６００２に印加されている状態を挙げて説明する。この時、電池部６００８の最下流の電池セル６００９が充電電池セル群である場合、スイッチ対６０１７は、制御信号Ｓ２により、当該電池セル６００９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６０１７のバス６０１６に接続されるスイッチがオン状態となり、スイッチ対６０１７のバス６０１５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６０１８は、制御信号Ｓ２により、当該電池セル６００９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６０１８のバス６０１５に接続されるスイッチがオン状態となり、スイッチ対６０１８のバス６０１６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６００２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６００２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。
【０２１５】
また、電流制御スイッチ１５２は、切り替え回路６００５ではなく、切り替え回路６００４に含まれていてもよい。この場合、電流制御スイッチ６０１４、制御信号Ｓ１に応じて、端子対６００１に印加される電圧の極性を制御することにより、端子対６００２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６０１４は、端子対６００２から充電電池セル群に流れる電流の向きを制御する。
【０２１６】
図２１は、図２０とは異なる、切り替え回路６００４及び切り替え回路６００５の構成例を示す回路図である。
【０２１７】
図２１では、切り替え回路６００４は、複数のトランジスタ対６０２１と、バス６０２４及びバス６０２５とを有する。バス６０２４は、端子Ａ１と接続されている。また、バス６０２５は、端子Ａ２と接続されている。複数のトランジスタ対６０２１の一端は、それぞれトランジスタ６０２２とトランジスタ６０２３とにより分岐している。トランジスタ６０２２のソース又はドレインの一方は、バス６０２４と接続されている。また、トランジスタ６０２３のソース又はドレインの一方は、バス６０２５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６００９の間に接続されている。なお、複数のトランジスタ対６０２１のうち、最上流に位置するトランジスタ対６０２１の他端は、電池部６００８の最上流に位置する電池セル６００９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６０２１のうち、最下流に位置するトランジスタ対６０２１の他端は、電池部６００８の最下流に位置する電池セル６００９の負極端子と接続されている。
【０２１８】
切り替え回路６００４は、制御信号Ｓ１に応じてトランジスタ６０２２及びトランジスタ６０２３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６０２１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６０２２が導通状態であれば、トランジスタ６０２３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６０２３が導通状態であれば、トランジスタ６０２２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６０２２及びトランジスタ６０２３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。
【０２１９】
端子対６００１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６０２１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６０２１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６００１とが接続される。２つのトランジスタ対６０２１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。
【０２２０】
切り替え回路６００５は、複数のトランジスタ対６０３１と、バス６０３４及びバス６０３５とを有する。バス６０３４は、端子Ｂ１と接続されている。また、バス６０３５は、端子Ｂ２と接続されている。複数のトランジスタ対６０３１の一端は、それぞれトランジスタ６０３２とトランジスタ６０３３とにより分岐している。トランジスタ６０３２により分岐する一端は、バス６０３４と接続されている。また、トランジスタ６０３３により分岐する一端は、バス６０３５と接続されている。また、複数のトランジスタ対６０３１の他端は、それぞれ隣接する２つの電池セル６００９の間に接続されている。なお、複数のトランジスタ対６０３１のうち、最上流に位置するトランジスタ対６０３１の他端は、電池部６００８の最上流に位置する電池セル６００９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６０３１のうち、最下流に位置するトランジスタ対６０３１の他端は、電池部６００８の最下流に位置する電池セル６００９の負極端子と接続されている。
【０２２１】
切り替え回路６００５は、制御信号Ｓ２に応じてトランジスタ６０３２及びトランジスタ６０３３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６０３１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６０３２が導通状態であれば、トランジスタ６０３３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６０３３が導通状態であれば、トランジスタ６０３２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６０３２及びトランジスタ６０３３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。
【０２２２】
端子対６００２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６０３１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６０３１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６００２とが接続される。２つのトランジスタ対６０３１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。
【０２２３】
また、２つのトランジスタ対６０３１のそれぞれの接続先は、端子対６００２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６００２に印加されている場合、上流側のトランジスタ対６０３１は、トランジスタ６０３２が導通状態となり、トランジスタ６０３３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６０３１は、トランジスタ６０３３が導通状態、トランジスタ６０３２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６００２に印加されている場合は、上流側のトランジスタ対６０３１は、トランジスタ６０３３が導通状態となり、トランジスタ６０３２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６０３１は、トランジスタ６０３２が導通状態、トランジスタ６０３３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６００２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６００２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。
【０２２４】
変圧制御回路６００６は、変圧回路６００７の動作を制御する。変圧制御回路６００６は、放電電池セル群に含まれる電池セル６００９の個数と、充電電池セル群に含まれる電池セル６００９の個数とに基づいて、変圧回路６００７の動作を制御する変圧信号Ｓ３を生成し、変圧回路６００７へ出力する。
【０２２５】
なお、放電電池セル群に含まれる電池セル６００９の個数が充電電池セル群に含まれる電池セル６００９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６００６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６００７を制御する変圧信号Ｓ３を出力する。
【０２２６】
また、放電電池セル群に含まれる電池セル６００９の個数が、充電電池セル群に含まれる電池セル６００９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６００６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６００７を制御する変圧信号Ｓ３を出力する。
【０２２７】
なお、過剰な充電電圧とする電圧値は、電池部６００８で使用される電池セル６００９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６００７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６００２に印加される。
【０２２８】
ここで、本実施形態における変圧制御回路６００６の動作例を、図２２（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて説明する。図２２（Ａ）乃至（Ｃ）は、図１９（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６００６の動作例を説明するための概念図である。なお図２２（Ａ）乃至（Ｃ）は、電池制御ユニット６０４１を図示している。電池制御ユニット６０４１は、上述したように、端子対６００１と、端子対６００２と、切り替え制御回路６００３と、切り替え回路６００４と、切り替え回路６００５と、変圧制御回路６００６と、変圧回路６００７とにより構成される。
【０２２９】
図２２（Ａ）に示される例では、図１９（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１９（Ａ）を用いて説明したように、切り替え制御回路６００３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６００６は、放電電池セル群に含まれる電池セル６００９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６００９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。
【０２３０】
なお放電電池セル群に含まれる電池セル６００９の個数が、充電電池セル群に含まれる電池セル６００９の個数よりも多い場合に、放電電圧を変圧せずに端子対６００２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６００９に、端子対６００２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２２（Ａ）に示されるような場合では、端子対６００２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６００９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６００６は、放電電池セル群に含まれる電池セル６００９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６００９の個数の比よりも、昇降圧比Ｎを大きく設定する。
【０２３１】
変圧制御回路６００６は、放電電池セル群に含まれる電池セル６００９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６００９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６００６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６００６に設定された値となる。
【０２３２】
図２２（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６００９の個数が３個で、充電電池セル群に含まれる電池セル６００９の数が１個であるため、変圧制御回路６００６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６００６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６００７に出力する。そして、変圧回路６００７は、変圧信号Ｓ３に応じて変圧された充電電圧を、端子対６００２に印加する。そして、端子対６００２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６００９が充電される。
【０２３３】
また、図２２（Ｂ）や図２２（Ｃ）に示される例でも、図２２（Ａ）と同様に、昇降圧比Ｎが算出される。図２２（Ｂ）や図２２（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６００９の個数が、充電電池セル群に含まれる電池セル６００９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６００６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。
【０２３４】
変圧回路６００７は、変圧信号Ｓ３に基づいて、端子対６００１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６００７は、変換された充電電圧を端子対６００２に印加する。ここで、変圧回路６００７は、端子対６００１と端子対６００２との間を電気的に絶縁している。これにより、変圧回路６００７は、放電電池セル群の中で最も下流に位置する電池セル６００９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６００９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６００７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。
【０２３５】
また、変圧回路６００７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６００６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６００７で変換される充電電圧を制御する。
【０２３６】
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。
【０２３７】
絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた変圧回路６００７の構成を図２３に示す。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ６０５１は、スイッチ部６０５２とトランス部６０５３とを有する。スイッチ部６０５２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６０５２は、変圧制御回路６００６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６０５１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６０５２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６０５３は、端子対６００１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６０５３は、スイッチ部６０５２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６０５２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６０５２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６０５３の内部で、端子対６００１と端子対６００２は互いに絶縁することができる。
【０２３８】
本実施形態における蓄電装置６０００の処理の流れを、図２４を用いて説明する。図２４は、蓄電装置６０００の処理の流れを示すフローチャートである。
【０２３９】
まず、蓄電装置６０００は、複数の電池セル６００９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６０００は、複数の電池セル６００９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６００９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６００９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６０００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６０００は、各電池セル６００９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６０００は、測定されたセル毎の電圧に基づいて、各電池セル６００９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６０００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６０００は、決定された放電電池セル群を端子対６００１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６００２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６０００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６００４及び切り替え回路６００５へそれぞれ出力する。そして、切り替え回路６００４により、端子対６００１と放電電池セル群とが接続され、切り替え回路６００５により、端子対６００２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６０００は、放電電池セル群に含まれる電池セル６００９の個数と、充電電池セル群に含まれる電池セル６００９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６０００は、変圧信号Ｓ３に基づいて、端子対６００１に印加される放電電圧を充電電圧に変換し、端子対６００２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。
【０２４０】
また、図２４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。
【０２４１】
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６００４及び切り替え回路６００５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。
【０２４２】
さらに、変圧回路６００７により、放電電池セル群に含まれる電池セル６００９の個数と充電電池セル群に含まれる電池セル６００９群の個数とに基づいて、端子対６００１に印加される放電電圧が充電電圧に変換され、端子対６００２に印加される。これにより、放電側及び充電側の電池セル６００９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。
【０２４３】
さらに、トランジスタ６０１０及びトランジスタ６０１３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６００９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６００９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６００９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。
【０２４４】
（実施の形態５）
本実施の形態では、可撓性を有する蓄電池を電子機器に実装する例について説明する。
【０２４５】
実施の形態２に示す可撓性を有する蓄電池を電子機器に実装する例を図２５に示す。フレキシブルな形状を備える蓄電装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０２４６】
また、フレキシブルな形状を備える蓄電装置を、家屋やビルの内壁または外壁や、自動車の内装または外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
【０２４７】
図２５（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、蓄電装置７４０７を有している。
【０２４８】
図２５（Ｂ）は、携帯電話機７４００を湾曲させた状態を示している。携帯電話機７４００を外部の力により変形させて全体を湾曲させると、その内部に設けられている蓄電装置７４０７も湾曲される。また、その時、曲げられた蓄電装置７４０７の状態を図２５（Ｃ）に示す。蓄電装置７４０７は薄型の蓄電池である。蓄電装置７４０７は曲げられた状態で固定されている。なお、蓄電装置７４０７は集電体７４０９と電気的に接続されたリード電極７４０８を有している。例えば、集電体７４０９は銅箔であり、一部ガリウムと合金化させて、集電体７４０９と接する活物質層との密着性を向上し、蓄電装置７４０７が曲げられた状態での信頼性が高い構成となっている。
【０２４９】
図２５（Ｄ）は、バングル型の表示装置の一例を示している。携帯表示装置７１００は、筐体７１０１、表示部７１０２、操作ボタン７１０３、及び蓄電装置７１０４を備える。また、図２５（Ｅ）に曲げられた蓄電装置７１０４の状態を示す。蓄電装置７１０４は曲げられた状態で使用者の腕への装着時に、筐体が変形して蓄電装置７１０４の一部または全部の曲率が変化する。なお、曲線の任意の点における曲がり具合を相当する円の半径の値で表したものを曲率半径であり、曲率半径の逆数を曲率と呼ぶ。具体的には、曲率半径が４０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の範囲内で筐体または蓄電装置７１０４の主表面の一部または全部が変化する。蓄電装置７１０４の主表面における曲率半径が４０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下の範囲であれば、高い信頼性を維持できる。
【０２５０】
図２５（Ｆ）は、腕時計型の携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末７２００は、筐体７２０１、表示部７２０２、バンド７２０３、バックル７２０４、操作ボタン７２０５、入出力端子７２０６などを備える。
【０２５１】
携帯情報端末７２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。
【０２５２】
表示部７２０２はその表示面が湾曲して設けられ、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、表示部７２０２はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触れることで操作することができる。例えば、表示部７２０２に表示されたアイコン７２０７に触れることで、アプリケーションを起動することができる。
【０２５３】
操作ボタン７２０５は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、携帯情報端末７２００に組み込まれたオペレーションシステムにより、操作ボタン７２０５の機能を自由に設定することもできる。
【０２５４】
また、携帯情報端末７２００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。
【０２５５】
また、携帯情報端末７２００は入出力端子７２０６を備え、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子７２０６を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子７２０６を介さずに無線給電により行ってもよい。
【０２５６】
携帯情報端末７２００の表示部７２０２には、本発明の一態様の電極部材を備える蓄電装置を有している。例えば、図２５（Ｅ）に示した蓄電装置７１０４を、筐体７２０１の内部に湾曲した状態で、またはバンド７２０３の内部に湾曲可能な状態で組み込むことができる。
【０２５７】
図２５（Ｇ）は、腕章型の表示装置の一例を示している。表示装置７３００は、表示部７３０４を有し、本発明の一態様の蓄電装置を有している。また、表示装置７３００は、表示部７３０４にタッチセンサを備えることもでき、また、携帯情報端末として機能させることもできる。
【０２５８】
表示部７３０４はその表示面が湾曲しており、湾曲した表示面に沿って表示を行うことができる。また、表示装置７３００は、通信規格された近距離無線通信などにより、表示状況を変更することができる。
【０２５９】
また、表示装置７３００は入出力端子を備え、他の情報端末とコネクターを介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子を介さずに無線給電により行ってもよい。
【０２６０】
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。
【０２６１】
（実施の形態６）
本実施の形態では、蓄電装置を搭載することのできる電子機器の一例を示す。
【０２６２】
図２６（Ａ）および図２６（Ｂ）に、２つ折り可能なタブレット型端末の一例を示す。図２６（Ａ）および図２６（Ｂ）に示すタブレット型端末９６００は、筐体９６３０ａ、筐体９６３０ｂ、筐体９６３０ａと筐体９６３０ｂを接続する可動部９６４０、表示部９６３１ａと表示部９６３１ｂを有する表示部９６３１、表示モード切り替えスイッチ９６２６、電源スイッチ９６２７、省電力モード切り替えスイッチ９６２５、留め具９６２９、操作スイッチ９６２８、を有する。図２６（Ａ）は、タブレット型端末９６００を開いた状態を示し、図２６（Ｂ）は、タブレット型端末９６００を閉じた状態を示している。
【０２６３】
また、タブレット型端末９６００は、筐体９６３０ａおよび筐体９６３０ｂの内部に蓄電体９６３５を有する。蓄電体９６３５は、可動部９６４０を通り、筐体９６３０ａと筐体９６３０ｂに渡って設けられている。
【０２６４】
表示部９６３１ａは、一部をタッチパネルの領域９６３２ａとすることができ、表示された操作キー９６３８にふれることでデータ入力をすることができる。なお、表示部９６３１ａにおいては、一例として半分の領域が表示のみの機能を有する構成、もう半分の領域がタッチパネルの機能を有する構成を示しているが該構成に限定されない。表示部９６３１ａの全ての領域がタッチパネルの機能を有する構成としても良い。例えば、表示部９６３１ａの全面をキーボードボタン表示させてタッチパネルとし、表示部９６３１ｂを表示画面として用いることができる。
【０２６５】
また、表示部９６３１ｂにおいても表示部９６３１ａと同様に、表示部９６３１ｂの一部をタッチパネルの領域９６３２ｂとすることができる。また、タッチパネルのキーボード表示切り替えボタン９６３９が表示されている位置に指やスタイラスなどでふれることで表示部９６３１ｂにキーボードボタン表示することができる。
【０２６６】
また、タッチパネルの領域９６３２ａとタッチパネルの領域９６３２ｂに対して同時にタッチ入力することもできる。
【０２６７】
また、表示モード切り替えスイッチ９６２６は、縦表示又は横表示などの表示の向きを切り替え、白黒表示やカラー表示の切り替えなどを選択できる。省電力モード切り替えスイッチ９６２５は、タブレット型端末９６００に内蔵している光センサで検出される使用時の外光の光量に応じて表示の輝度を最適なものとすることができる。タブレット型端末は光センサだけでなく、ジャイロ、加速度センサ等の傾きを検出するセンサなどの他の検出装置を内蔵させてもよい。
【０２６８】
また、図２６（Ａ）では表示部９６３１ｂと表示部９６３１ａの表示面積が同じ例を示しているが特に限定されず、一方のサイズともう一方のサイズが異なっていてもよく、表示の品質も異なっていてもよい。例えば一方が他方よりも高精細な表示を行える表示パネルとしてもよい。
【０２６９】
図２６（Ｂ）は、閉じた状態であり、タブレット型端末は、筐体９６３０、太陽電池９６３３、ＤＣＤＣコンバータ９６３６を含む充放電制御回路９６３４有する。また、蓄電体９６３５として、本発明の一態様に係る蓄電体を用いる。
【０２７０】
なお、タブレット型端末９６００は２つ折り可能なため、未使用時に筐体９６３０ａおよび筐体９６３０ｂを重ね合せるように折りたたむことができる。折りたたむことにより、表示部９６３１ａ、表示部９６３１ｂを保護できるため、タブレット型端末９６００の耐久性を高めることができる。また、本発明の一態様の蓄電体を用いた蓄電体９６３５は可撓性を有し、曲げ伸ばしを繰り返しても充放電容量が低下しにくい。よって、信頼性の優れたタブレット型端末を提供できる。
【０２７１】
また、この他にも図２６（Ａ）および図２６（Ｂ）に示したタブレット型端末は、様々な情報（静止画、動画、テキスト画像など）を表示する機能、カレンダー、日付又は時刻などを表示部に表示する機能、表示部に表示した情報をタッチ入力操作又は編集するタッチ入力機能、様々なソフトウェア（プログラム）によって処理を制御する機能、等を有することができる。
【０２７２】
タブレット型端末の表面に装着された太陽電池９６３３によって、電力をタッチパネル、表示部、又は映像信号処理部等に供給することができる。なお、太陽電池９６３３は、筐体９６３０の片面又は両面に設けることができ、バッテリー９６３５の充電を効率的に行う構成とすることができる。なお蓄電体９６３５としては、リチウムイオン電池を用いると、小型化を図れる等の利点がある。
【０２７３】
また、図２６（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４の構成、および動作について図２６（Ｃ）にブロック図を示し説明する。図２６（Ｃ）には、太陽電池９６３３、蓄電体９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３、表示部９６３１について示しており、蓄電体９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図２６（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４に対応する箇所となる。
【０２７４】
まず外光により太陽電池９６３３により発電がされる場合の動作の例について説明する。太陽電池で発電した電力は、蓄電体９６３５を充電するための電圧となるようＤＣＤＣコンバータ９６３６で昇圧又は降圧がなされる。そして、表示部９６３１の動作に太陽電池９６３３からの電力が用いられる際にはスイッチＳＷ１をオンにし、コンバータ９６３７で表示部９６３１に必要な電圧に昇圧又は降圧をすることとなる。また、表示部９６３１での表示を行わない際には、ＳＷ１をオフにし、ＳＷ２をオンにして蓄電体９６３５の充電を行う構成とすればよい。
【０２７５】
なお太陽電池９６３３については、発電手段の一例として示したが、特に限定されず、圧電素子（ピエゾ素子）や熱電変換素子（ペルティエ素子）などの他の発電手段による蓄電体９６３５の充電を行う構成であってもよい。例えば、無線（非接触）で電力を送受信して充電する無接点電力伝送モジュールや、また他の充電手段を組み合わせて行う構成としてもよい。
【０２７６】
図２７に、他の電子機器の例を示す。図２７において、表示装置８０００は、本発明の一態様に係る蓄電装置８００４を用いた電子機器の一例である。具体的に、表示装置８０００は、ＴＶ放送受信用の表示装置に相当し、筐体８００１、表示部８００２、スピーカ部８００３、蓄電装置８００４等を有する。本発明の一態様に係る蓄電装置８００４は、筐体８００１の内部に設けられている。表示装置８０００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８００４に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置８００４を無停電電源として用いることで、表示装置８０００の利用が可能となる。
【０２７７】
表示部８００２には、液晶表示装置、有機ＥＬ素子などの発光素子を各画素に備えた発光装置、電気泳動表示装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ  Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ  Ｄｉｓｐｌａｙ  Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ  Ｅｍｉｓｓｉｏｎ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などの、半導体表示装置を用いることができる。
【０２７８】
なお、表示装置には、ＴＶ放送受信用の他、パーソナルコンピュータ用、広告表示用など、全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０２７９】
図２７において、据え付け型の照明装置８１００は、本発明の一態様に係る蓄電装置８１０３を用いた電子機器の一例である。具体的に、照明装置８１００は、筐体８１０１、光源８１０２、蓄電装置８１０３等を有する。図２７では、蓄電装置８１０３が、筐体８１０１及び光源８１０２が据え付けられた天井８１０４の内部に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置８１０３は、筐体８１０１の内部に設けられていても良い。照明装置８１００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８１０３に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置８１０３を無停電電源として用いることで、照明装置８１００の利用が可能となる。
【０２８０】
なお、図２７では天井８１０４に設けられた据え付け型の照明装置８１００を例示しているが、本発明の一態様に係る蓄電装置は、天井８１０４以外、例えば側壁８１０５、床８１０６、窓８１０７等に設けられた据え付け型の照明装置に用いることもできるし、卓上型の照明装置などに用いることもできる。
【０２８１】
また、光源８１０２には、電力を利用して人工的に光を得る人工光源を用いることができる。具体的には、白熱電球、蛍光灯などの放電ランプ、ＬＥＤや有機ＥＬ素子などの発光素子が、上記人工光源の一例として挙げられる。
【０２８２】
図２７において、室内機８２００及び室外機８２０４を有するエアコンディショナーは、本発明の一態様に係る蓄電装置８２０３を用いた電子機器の一例である。具体的に、室内機８２００は、筐体８２０１、送風口８２０２、蓄電装置８２０３等を有する。図２７では、蓄電装置８２０３が、室内機８２００に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置８２０３は室外機８２０４に設けられていても良い。或いは、室内機８２００と室外機８２０４の両方に、蓄電装置８２０３が設けられていても良い。エアコンディショナーは、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８２０３に蓄積された電力を用いることもできる。特に、室内機８２００と室外機８２０４の両方に蓄電装置８２０３が設けられている場合、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置８２０３を無停電電源として用いることで、エアコンディショナーの利用が可能となる。
【０２８３】
なお、図２７では、室内機と室外機で構成されるセパレート型のエアコンディショナーを例示しているが、室内機の機能と室外機の機能とを１つの筐体に有する一体型のエアコンディショナーに、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることもできる。
【０２８４】
図２７において、電気冷凍冷蔵庫８３００は、本発明の一態様に係る蓄電装置８３０４を用いた電子機器の一例である。具体的に、電気冷凍冷蔵庫８３００は、筐体８３０１、冷蔵室用扉８３０２、冷凍室用扉８３０３、蓄電装置８３０４等を有する。図２７では、蓄電装置８３０４が、筐体８３０１の内部に設けられている。電気冷凍冷蔵庫８３００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８３０４に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置８３０４を無停電電源として用いることで、電気冷凍冷蔵庫８３００の利用が可能となる。
【０２８５】
なお、上述した電子機器のうち、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器などの電子機器は、短時間で高い電力を必要とする。よって、商用電源では賄いきれない電力を補助するための補助電源として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることで、電子機器の使用時に商用電源のブレーカーが落ちるのを防ぐことができる。
【０２８６】
また、電子機器が使用されない時間帯、特に、商用電源の供給元が供給可能な総電力量のうち、実際に使用される電力量の割合（電力使用率と呼ぶ）が低い時間帯において、蓄電装置に電力を蓄えておくことで、上記時間帯以外において電力使用率が高まるのを抑えることができる。例えば、電気冷凍冷蔵庫８３００の場合、気温が低く、冷蔵室用扉８３０２、冷凍室用扉８３０３の開閉が行われない夜間において、蓄電装置８３０４に電力を蓄える。そして、気温が高くなり、冷蔵室用扉８３０２、冷凍室用扉８３０３の開閉が行われる昼間において、蓄電装置８３０４を補助電源として用いることで、昼間の電力使用率を低く抑えることができる。
【０２８７】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２８８】
（実施の形態７）
本実施の形態では、車両に蓄電装置を搭載する例を示す。
【０２８９】
また、蓄電装置を車両に搭載すると、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、又はプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車を実現できる。
【０２９０】
図２８において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図２８（Ａ）に示す自動車８４００は、走行のための動力源として電気モーターを用いる電気自動車である。または、走行のための動力源として電気モーターとエンジンを適宜選択して用いることが可能なハイブリッド自動車である。本発明の一態様を用いることで、航続距離の長い車両を実現することができる。また、自動車８４００は蓄電装置を有する。蓄電装置は電気モーターを駆動するだけでなく、ヘッドライト８４０１やルームライト（図示せず）などの発光装置に電力を供給することができる。
【０２９１】
また、蓄電装置は、自動車８４００が有するスピードメーター、タコメーターなどの表示装置に電力を供給することができる。また、蓄電装置は、自動車８４００が有するナビゲーションシステムなどの半導体装置に電力を供給することができる。
【０２９２】
図２８（Ｂ）に示す自動車８５００は、自動車８５００が有する蓄電装置にプラグイン方式や非接触給電方式等により外部の充電設備から電力供給を受けて、充電することができる。図２８（Ｂ）に、地上設置型の充電装置８０２１から自動車８５００に搭載された蓄電装置に、ケーブル８０２２を介して充電を行っている状態を示す。充電に際しては、充電方法やコネクターの規格等はＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）やコンボ等の所定の方式で適宜行えばよい。充電装置８０２１は、商用施設に設けられた充電ステーションでもよく、また家庭の電源であってもよい。例えば、プラグイン技術によって、外部からの電力供給により自動車８５００に搭載された蓄電装置８０２４を充電することができる。充電は、ＡＣＤＣコンバータ等の変換装置を介して、交流電力を直流電力に変換して行うことができる。
【０２９３】
また、図示しないが、受電装置を車両に搭載し、地上の送電装置から電力を非接触で供給して充電することもできる。この非接触給電方式の場合には、道路や外壁に送電装置を組み込むことで、停車中に限らず走行中に充電を行うこともできる。また、この非接触給電の方式を利用して、車両どうしで電力の送受信を行ってもよい。さらに、車両の外装部に太陽電池を設け、停車時や走行時に蓄電装置の充電を行ってもよい。このような非接触での電力の供給には、電磁誘導方式や磁界共鳴方式を用いることができる。
【０２９４】
本発明の一態様によれば、蓄電装置のサイクル特性が良好となり、信頼性を向上させることができる。また、本発明の一態様によれば、蓄電装置の特性を向上することができ、よって、蓄電装置自体を小型軽量化することができる。蓄電装置自体を小型軽量化できれば、車両の軽量化に寄与するため、航続距離を向上させることができる。また、車両に搭載した蓄電装置を車両以外の電力供給源として用いることもできる。この場合、電力需要のピーク時に商用電源を用いることを回避することができる。
【０２９５】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【実施例１】
【０２９６】
本実施例では、実施の形態１で示した方法を用いて、活物質を作製し、当該活物質を含む電極を用いた電池の特性について測定した結果について説明する。
【０２９７】
〈リチウムマンガン複合酸化物の合成〉
はじめに、出発原料として、Ｌｉ２ＣＯ３と、ＭｎＣＯ３、ＮｉＯとを用い、出発原料の秤量の割合（モル比）を、Ｌｉ２ＣＯ３：ＭｎＣＯ３：ＮｉＯ＝０．８４：０．８０６２：０．３１８となるように秤量した。次に、出発原料にエタノールを加えた後、ビーズミルを用いて混合した。混合処理は、ビーズミルの処理室を周速１０ｍ／ｓｅｃで回転させ、混合時間３０分にて行うことにより、混合原料を得た。
【０２９８】
次に、混合原料に加熱処理を行った。加熱処理を、大気雰囲気下において、加熱温度７５℃にて行うことにより、混合した混合原料に含まれるエタノールを蒸発させて、混合原料を得た。
【０２９９】
次に、坩堝に混合原料を入れ、焼成を行った。焼成処理は、流量１０Ｌ／ｍｉｎのＡｉｒガス（乾燥空気）雰囲気下において、焼成温度は１０００℃、焼成時間１０時間にて行うことにより、リチウムマンガン複合酸化物が合成された。
【０３００】
次に、一次粒子が焼結したリチウムマンガン複合酸化物の焼結を解くために解砕処理を行った。解砕処理は、焼結したリチウムマンガン複合酸化物にエタノールを加えた後、ビーズミルの処理室を周速４ｍ／ｓｅｃで回転させ、解砕・粉砕時間１０時間にて行うことにより、粉末状のリチウムマンガン複合酸化物を得た。
【０３０１】
次に、解砕処理後のリチウムマンガン複合酸化物に加熱処理を行った。加熱処理を、大気雰囲気下において、加熱温度７５℃にて行うことにより、混合した混合原料に含まれるエタノールを蒸発させて、粉末状のリチウムマンガン複合酸化物を得た。
【０３０２】
次に、坩堝に加熱処理後のリチウムマンガン複合酸化物を入れ、再度焼成処理を行った。焼成処理は、流量１０Ｌ／ｍｉｎのＡｉｒガス（乾燥空気）雰囲気下において、焼成温度は８００℃、焼成時間３時間にて行うことにより、粉末状のリチウムマンガン複合酸化物（試料１−Ａ）が合成された。
【０３０３】
このリチウムマンガン複合酸化物は、組成式Ｌｉ１．６８Ｍｎ０．８０６２Ｎｉ０．３１８Ｏ３で表されるが、この組成からずれることもある。
【０３０４】
＜酸化グラフェン被覆工程＞
次に、得られたリチウムマンガン複合酸化物に、炭素を含む層を形成した。まず、酸化グラフェン４ｇに対して、水４０ｇになるような割合で混練機を用いて混練し、酸化グラフェンの分散溶液を作製した。次に、作製した水分散溶液に、リチウムマンガン複合酸化物を２００ｇ添加して、水１００ｇをさらに添加して、固練りを２回行った。固練りは、混練機を使用し、回転数は８０ｒｐｍ、混練の時間は１回を３０分とし、２回繰り返した。得られた混合物を、通風乾燥炉を用いて、７０℃で乾燥した後、アルミナ乳鉢で解砕し、酸化グラフェンが被覆されたリチウムマンガン複合酸化物を得た。
【０３０５】
＜酸化グラフェン還元工程＞
次に、リチウムマンガン複合酸化物の表面に被覆した酸化グラフェンを還元した。還元剤として、アスコルビン酸を用い、溶媒として濃度８０％のエタノール水溶液を用いた。酸化グラフェンを被覆したリチウムマンガン複合酸化物の重量に対して、アスコルビン酸１６．８７ｗｔ％と、水酸化リチウム３．９ｗｔ％を入れて、還元液を作製した。得られた粉末を還元液に入れ、６０℃で３時間処理して還元した。次に、得られた溶液を吸引濾過によって濾過を行った。ろ過には、粒子保持能１μｍのろ紙を用いた。その後、洗浄し、再度、ろ過を行った。次に、ろ過により得られた粉体を、乳鉢で粉砕した。その後、１７０℃、減圧下で１０時間、乾燥を行った。以上の工程により、表面にグラフェンが形成された粉末のリチウムマンガン複合酸化物を作製した。
【０３０６】
＜電極の作製＞
次に、表面にグラフェンが形成された粉末のリチウムマンガン複合酸化物を用いて電極を作製した。活物質としてリチウムマンガン複合酸化物を用い、導電助剤として、アセチレンブラック（ＡＢ）を用い、バインダーとしてＰＶｄＦを用いた。
【０３０７】
まず、ＰＶｄＦと、ＡＢとを極性溶媒であるＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）とを混練した。混練の回転数は、２０００ｒｐｍ、混練の時間は１回を５分とした。さらに、活物質として試料Ｃを添加して混練した。混練の回転数は、２０００ｒｐｍ、混練の時間は１回を５分として、５回繰り返した。さらに、ＮＭＰを添加して混練した。混練の回転数は、２０００ｒｐｍ、混練の時間は１回を１０分として、２回繰り返した。以上の工程により、スラリー状の電極合剤組成物を得た。電極合剤組成物の配合は、重量比で活物質：ＡＢ：ＰＶｄＦ＝９０：５：５とした。
【０３０８】
次に、該電極合剤組成物を集電体であるアルミ箔上に塗布した。なお、アルミ箔表面には、あらかじめアンダーコートを施した。その後、通風乾燥炉にて、８０℃、３０分乾燥させた。
【０３０９】
その後さらに熱処理を行った。熱処理条件として、減圧雰囲気（１ＫＰａ）、２５０℃において１０時間の処理を行った。以上の工程により、本発明の一態様である「リチウムマンガン複合酸化物を有する粒子」を有する電極を得た。
【０３１０】
〈断面ＴＥＭ写真〉
次に、電極を分解して取り出したリチウムマンガン複合酸化物について、球面収差補正（Ｓｐｈｅｒｉｃａｌ  Ａｂｅｒｒａｔｉｏｎ  Ｃｏｒｒｅｃｔｏｒ）機能を用いたＴＥＭ像を観察した。なお、ＴＥＭ観察による明視野像および回折パターンの複合解析像を高分解能ＴＥＭ像と呼ぶ。そして、球面収差補正機能を用いた高分解能ＴＥＭ像を、特にＣｓ補正高分解能ＴＥＭ像と呼ぶ。Ｃｓ補正高分解能ＴＥＭ像の取得には、日本電子株式会社製原子分解能分析電子顕微鏡ＪＥＭ−ＡＲＭ２００Ｆを用いた。加速電圧は２００ｋＶとした。
【０３１１】
図２９（Ａ）にリチウムマンガン複合酸化物の一部拡大写真を示し、図２９（Ｂ）に、図２９（Ａ）の一点破線枠における拡大写真を示す。図２９（Ａ）で白く写る原子を有する積層構造は、マンガンを有する層からなる。図中矢印で指し示す面を挟んで、結晶方向がずれていることが確認できた。
【０３１２】
図２９（Ｂ）に示す破線で示される層Ａ乃至層Ｄは積層欠陥が生じている層である。層Ａよりも右側の領域は白実線に沿って並ぶ１１０方向、層Ａ−Ｂで挟まれる領域の白実線に沿って並ぶ１００方向に整列しており、層Ａを挟んで積層にずれが生じていることが確認できた。層Ａ−Ｂで挟まれる領域は１００方向、層Ｂ−Ｃとで挟まれる領域は１１０方向に整列しており、層Ｂを挟んで積層にずれが確認できた。層Ｂ−Ｃで挟まれる領域は１１０方向、層Ｃ−Ｄで挟まれる領域は１００方向に整列しており、層Ｃを挟んで積層にずれが確認できた。また、層Ｃ−Ｄで挟まれる領域は１００方向、層Ｄよりも左側の領域は１１０方向に整列しており、層Ｄを挟んで積層にずれが確認できた。したがって、図２９（Ａ）及び図２９（Ｂ）に示すように、リチウムマンガン複合酸化物のマンガン層は、積層欠陥を有していることが確認できた。
【実施例２】
【０３１３】
本実施例では、本発明の一態様に係る活物質を含む電極を作製して、これを用いたハーフセルを作製し、サイクル特性について測定した結果について説明する。
【０３１４】
表１に、本実施例で使用した活物質の材料比について示す。
【０３１５】
【表１】
2016085893.tif 000003
【０３１６】
はじめに、出発原料として、Ｌｉ２ＣＯ３と、ＭｎＣＯ３、ＮｉＯとを用い、出発原料の秤量の割合（モル比）を、表１に示す割合となるようにそれぞれ秤量し、実施例１に示す試料と同様の作製方法を用いて、粉末状のリチウムマンガン複合酸化物からなる試料２−Ａ乃至試料２−Ｉを作製した。
【０３１７】
次に電極の作成方法を説明する。まず、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）と、導電助剤としてアセチレンブラック（ＡＢ）とを極性溶媒であるＮＭＰ（Ｎ−メチル−２−ピロリドン）とを混練した。混練の回転数は、２０００ｒｐｍ、混練の時間は１回を５分とした。さらに、活物質として試料２−Ａ乃至試料２−Ｉ添加して混練した。混練の回転数は、２０００ｒｐｍ、混練の時間は１回を５分として、５回繰り返した。さらに、ＮＭＰを添加して混練した。混練の回転数は、２０００ｒｐｍ、混練の時間は１回を１０分として、２回繰り返した。以上の工程により、スラリー状の電極合剤組成物を得た。電極合剤組成物の配合は、重量比で試料２−Ａ乃至試料２−Ｉ：ＡＢ：ＰＶｄＦ＝９０：５：５とした。
【０３１８】
次に、該電極合剤組成物を集電体であるアルミ箔上に塗布した。なお、アルミ箔表面には、あらかじめアンダーコートを施した。その後、通風乾燥炉にて、８０℃、３０分乾燥させた。以上の工程で得られた電極を、それぞれ電極２−Ａ乃至電極２−Ｉとする。
【０３１９】
次に、電極２−Ａ乃至電極２−Ｉを、それぞれ正極に用いて、ハーフセル２−Ａ乃至ハーフセル２−Ｉを作製した。セルには、コインセルを用いた。また、ハーフセルの対極にはリチウムを用いた。また、電解液は、電解質としてＬｉＰＦ６を用い、非プロトン性有機溶媒であるエチレンカーボネートとジエチルカーボネートを１：１の体積比で混合させた混合溶液を用いた。また、セパレータとしてはポリプロピレン（ＰＰ）を用いた。
【０３２０】
次に、作製したハーフセル２−Ａ乃至ハーフセル２−Ｉのサイクル特性を評価した。サイクル試験において、充電条件は、活物質重量当たりの電流密度３０ｍＡ／ｇ、定電流充電、終止電圧４．８Ｖであった。また、放電条件は、３０ｍＡ／ｇ、定電流放電、終止電圧２．０Ｖであった。充放電測定を行った温度は２５℃であり、定電流充放電を繰り返すサイクル試験を行った。
【０３２１】
図３０に、ハーフセル２−Ａ乃至ハーフセル２−Ｉの放電サイクル特性を示す。図３０において、縦軸が電圧（Ｖ）であり、横軸が放電容量（ｍＡｈ／ｇ）である。
【０３２２】
図３０に示すように、活物質中にニッケルがない、またはマンガンに対するニッケルのモル比が０．２未満のハーフセル２−Ａ乃至ハーフセル２−Ｃにおいて、放電容量が１５０［ｍＡｈ／ｇ］よりも小さいことが確認できた。また、マンガンに対するニッケルのモル比が０．２以上であれば、放電容量が１５０［ｍＡｈ／ｇ］よりも大きくなることが確認できた。特にマンガンに対するニッケルのモル比が０．２以上０．５以下の場合、放電容量が２３０［ｍＡｈ／ｇ］以上であった。
【０３２３】
従って、リチウムマンガン複合酸化物を活物質として用いることにより、電池の電圧の低下や、放電容量の低下を防止することができることが確認できた。なお、リチウムマンガン複合酸化物において、マンガンと金属原子のモル比率が、マンガンが１に対して、金属原子が０．２以上１．３以下、好ましくは金属原子が０．２以上０．５以下となるようにすればよいことが確認できた。
【符号の説明】
【０３２４】
１０    リチウム
１１    マンガン
１２    マンガン
１３    マンガン
１４    マンガン
１５    リチウム
１６    リチウム
１７    マンガン
２０    リチウムの層
２１    リチウム及びマンガンを有する層
２２    酸素の層
２３    リチウム及びマンガンを有する層
２４    リチウム及びマンガンを有する層
１００    電極
１０１    集電体
１０２    活物質層
３００    蓄電池
３０１    正極缶
３０２    負極缶
３０３    ガスケット
３０４    正極
３０５    正極集電体
３０６    正極活物質層
３０７    負極
３０８    負極集電体
３０９    負極活物質層
３１０    セパレータ
５００    蓄電池
５０１    正極集電体
５０２    正極活物質層
５０３    正極
５０４    負極集電体
５０５    負極活物質層
５０６    負極
５０７    セパレータ
５０８    電解液
５０９    外装体
５１０    正極リード電極
５１１    負極リード電極
５１２    溶接領域
５１３    湾曲部
５１４    封止部
６００    蓄電池
６０１    正極キャップ
６０２    電池缶
６０３    正極端子
６０４    正極
６０５    セパレータ
６０６    負極
６０７    負極端子
６０８    絶縁板
６０９    絶縁板
６１１    ＰＴＣ素子
６１２    安全弁機構
９００    回路基板
９１０    ラベル
９１１    端子
９１２    回路
９１３    蓄電池
９１４    アンテナ
９１５    アンテナ
９１６    層
９１７    層
９１８    アンテナ
９１９    端子
９２０    表示装置
９２１    センサ
９２２    端子
９５１    端子
９５２    端子
９８１    フィルム
９８２    フィルム
９９０    蓄電池
９９１    外装体
９９２    外装体
９９３    捲回体
９９４    負極
９９５    正極
９９６    セパレータ
９９７    リード電極
９９８    リード電極
１７００    曲面
１７０１    平面
１７０２    曲線
１７０３    曲率半径
１７０４    曲率中心
１８００    曲率中心
１８０１    フィルム
１８０２    曲率半径
１８０３    フィルム
１８０４    曲率半径
６０００    蓄電装置
６００１    端子対
６００２    端子対
６００３    切り替え制御回路
６００４    切り替え回路
６００５    切り替え回路
６００６    変圧制御回路
６００７    変圧回路
６００８    電池部
６００９    電池セル
６０１０    トランジスタ
６０１１    バス
６０１２    バス
６０１３    トランジスタ
６０１４    電流制御スイッチ
６０１５    バス
６０１６    バス
６０１７    スイッチ対
６０１８    スイッチ対
６０２１    トランジスタ対
６０２２    トランジスタ
６０２３    トランジスタ
６０２４    バス
６０２５    バス
６０３１    トランジスタ対
６０３２    トランジスタ
６０３３    トランジスタ
６０３４    バス
６０３５    バス
６０４１    電池制御ユニット
６０５１    絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ
６０５２    スイッチ部
６０５３    トランス部
７１００    携帯表示装置
７１０１    筐体
７１０２    表示部
７１０３    操作ボタン
７１０４    蓄電装置
７２００    携帯情報端末
７２０１    筐体
７２０２    表示部
７２０３    バンド
７２０４    バックル
７２０５    操作ボタン
７２０６    入出力端子
７２０７    アイコン
７３００    表示装置
７３０４    表示部
７４００    携帯電話機
７４０１    筐体
７４０２    表示部
７４０３    操作ボタン
７４０４    外部接続ポート
７４０５    スピーカ
７４０６    マイク
７４０７    蓄電装置
７４０８    リード電極
７４０９    集電体
８０００    表示装置
８００１    筐体
８００２    表示部
８００３    スピーカ部
８００４    蓄電装置
８０２１    充電装置
８０２２    ケーブル
８０２４    蓄電装置
８１００    照明装置
８１０１    筐体
８１０２    光源
８１０３    蓄電装置
８１０４    天井
８１０５    側壁
８１０６    床
８１０７    窓
８２００    室内機
８２０１    筐体
８２０２    送風口
８２０３    蓄電装置
８２０４    室外機
８３００    電気冷凍冷蔵庫
８３０１    筐体
８３０２    冷蔵室用扉
８３０３    冷凍室用扉
８３０４    蓄電装置
８４００    自動車
８４０１    ヘッドライト
８５００    自動車
９６００    タブレット型端末
９６２５    スイッチ
９６２６    スイッチ
９６２７    電源スイッチ
９６２８    操作スイッチ
９６２９    具
９６３０    筐体
９６３０ａ    筐体
９６３０ｂ    筐体
９６３１    表示部
９６３１ａ    表示部
９６３１ｂ    表示部
９６３２ａ    領域
９６３２ｂ    領域
９６３３    太陽電池
９６３４    充放電制御回路
９６３５    蓄電体
９６３６    ＤＣＤＣコンバータ
９６３７    コンバータ
９６３８    操作キー
９６３９    ボタン
９６４０    可動部
【図３】
2016085893.tif 000004
【図４】
2016085893.tif 000005
【図５】
2016085893.tif 000006
【図６】
2016085893.tif 000007
【図７】
2016085893.tif 000008
【図８】
2016085893.tif 000009
【図９】
2016085893.tif 000010
【図１０】
2016085893.tif 000011
【図１１】
2016085893.tif 000012
【図１２】
2016085893.tif 000013
【図１３】
2016085893.tif 000014
【図１４】
2016085893.tif 000015
【図１５】
2016085893.tif 000016
【図１６】
2016085893.tif 000017
【図１７】
2016085893.tif 000018
【図１８】
2016085893.tif 000019
【図１９】
2016085893.tif 000020
【図２０】
2016085893.tif 000021
【図２１】
2016085893.tif 000022
【図２２】
2016085893.tif 000023
【図２３】
2016085893.tif 000024
【図２４】
2016085893.tif 000025
【図２５】
2016085893.tif 000026
【図２６】
2016085893.tif 000027
【図２７】
2016085893.tif 000028
【図２８】
2016085893.tif 000029
【図３０】
2016085893.tif 000030
【図１】
2016085893.tif 000031
【図２】
2016085893.tif 000032
【図２９】
2016085893.tif 000033