(57)【要約】【課題】湾曲した状態で使用してもサイクル特性の悪化及び容量の低下等が起こりにくい蓄電装置を提供する。【解決手段】正極と、負極と、電解質と、外装体と、を有し、正極は、正極集電体と、正極集電体と接する正極活物質層と、を有し、負極は、負極集電体と、負極集電体と接する負極活物質層と、を有し、正極活物質層と、負極活物質層とは、互いに重なり、外装体に囲まれる位置に、正極と、負極と、電解質と、を有し、正極活物質層の長さをＰｙ、幅をＰｘとし、負極活物質層の長さをＮｙ、幅をＮｘとするとき、Ｐｙ＞Ｐｘ、Ｎｙ＞Ｎｘ、及びＮｙ＞Ｐｙ＋Ｎｘ−Ｐｘを満たす蓄電装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、負極と、電解質と、外装体と、を有し、
前記正極は、正極集電体と、前記正極集電体と接する正極活物質層と、を有し、
前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体と接する負極活物質層と、を有し、
前記正極活物質層と、前記負極活物質層とは、互いに重なり、
前記外装体に囲まれる位置に、前記正極と、前記負極と、前記電解質と、を有し、
前記正極活物質層の長さをＰｙ、幅をＰｘとし、前記負極活物質層の長さをＮｙ、幅をＮｘとするとき、Ｐｙ＞Ｐｘ、Ｎｙ＞Ｎｘ、及びＮｙ＞Ｐｙ＋Ｎｘ−Ｐｘを満たす蓄電装置。
【請求項２】
請求項１において、
前記正極または前記負極は、湾曲する機能を有する蓄電装置。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記正極または前記負極は、湾曲した部分を有する蓄電装置。
【請求項４】
積層体と、電解質と、外装体と、を有し、
前記積層体は、正極と、負極と、セパレータと、を有し、
前記正極は、正極集電体と、前記正極集電体と接する正極活物質層と、を有し、
前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体と接する負極活物質層と、を有し、
前記正極活物質層と、前記負極活物質層とは、互いに重なり、
前記外装体に囲まれる位置に、前記積層体と、前記電解質とを有し、
前記積層体は、湾曲する機能を有し、
前記積層体は、湾曲したとき、凸曲面と、凹曲面とを有し、
前記凹曲面の曲率半径をｒ、前記積層体の高さをｚ、前記正極活物質層の長さをＰｙ、前記負極活物質層の長さをＮｙとするとき、Ｎｙ≧Ｐｙ（ｚ／ｒ＋１）である蓄電装置。
【請求項５】
積層体と、電解質と、外装体と、を有し、
前記積層体は、正極と、負極と、セパレータと、を有し、
前記正極は、正極集電体と、前記正極集電体と接する正極活物質層と、を有し、
前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体と接する負極活物質層と、を有し、
前記外装体に囲まれる位置に、前記積層体と、前記電解質とを有し、
前記積層体は、湾曲した部分を有し、
前記湾曲した部分は、凸曲面と、凹曲面とを有し、
前記凹曲面の曲率半径をｒ、前記積層体の高さをｚ、前記正極活物質層の長さをＰｙ、前記負極活物質層の長さをＮｙとするとき、Ｎｙ≧Ｐｙ（ｚ／ｒ＋１）である蓄電装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一において、
前記外装体は、フィルムを有する蓄電装置。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、
第１の電極と、第２の電極とを有し、
前記第１の電極及び前記第２の電極は、両方正極または両方負極として機能し、
前記第１の電極は、第１の集電体と、第１の活物質層とを有し、
前記第２の電極は、第２の集電体と、第２の活物質層とを有し、
前記第１の活物質層の長さをＡｙ、前記第２の活物質層の長さをＢｙとすると、Ａｙ＞Ｂｙである蓄電装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一に記載の蓄電装置と、可撓性を有する筐体を有する電子機器。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか一に記載の蓄電装置と、湾曲部を有する筐体を有する電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、蓄電装置及び電子機器に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様は、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、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、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。
【０００３】
なお、本明細書において電子機器とは、電気によって駆動する装置全般を指し、電気光学装置、および情報端末装置などは全て電子機器である。電子機器は蓄電装置を内蔵する場合がある。なお、ここで内蔵という定義は、取り外して交換できないように内蔵することは言うまでもなく、バッテリーパックなどとして自由に取り外しできるものも内蔵と呼ぶ。
【背景技術】
【０００４】
近年、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池等、種々の蓄電装置の開発が盛んに行われている。特に高出力、高エネルギー密度であるリチウムイオン二次電池は、携帯電話やスマートフォン、ノート型コンピュータ等の携帯情報端末、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ等の電子機器、あるいは医療機器、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、燃料電池自動車、またはプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車など、半導体産業の発展と併せて急速にその需要が拡大し、充電可能なエネルギーの供給源として現代の情報化社会に不可欠なものとなっている。
【０００５】
一方、使用者が体に身につけて使用するウェアラブルデバイスの開発が盛んに行われている。使用者がより快適に使用するために、ウェアラブルデバイスは、湾曲した形状を有する、または、可撓性を有するものが多い。また、このようなウェアラブルデバイスに搭載するために、湾曲している、または、可撓性を有する蓄電装置の開発が行われている。
【０００６】
例えば、特許文献１には、少なくとも一軸方向に湾曲することのできるシート状の蓄電装置と、該蓄電装置を搭載した電子デバイスが開示されている。また、特許文献２には、可撓性を有する二次電池と、該二次電池を有する腕装着型電子機器が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１３−２１１２６２号公報
【特許文献２】特開２０１５−３８８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ウェアラブルデバイスの機能及び形状の多様化に対応するため、湾曲した状態で使用してもサイクル特性の悪化及び容量の低下等が起こりにくい蓄電装置の開発が求められている。
【０００９】
従って、本発明の一態様は、湾曲した状態で使用してもサイクル特性が悪化しにくい蓄電装置を提供することを目的とする。また、本発明の一態様は、湾曲した状態で使用しても容量の低下等が起こりにくい蓄電装置を提供することを目的とする。また、本発明の一態様は、蓄電装置を湾曲した状態で使用するとき、電極におけるキャリアイオン等に由来する金属の析出を抑制することを目的とする。また、本発明の一態様は、湾曲しても正極と負極とが重なり合う領域の面積が変化しにくい蓄電装置を提供することを目的とする。
【００１０】
また、本発明の一態様は、可撓性を有する電子機器を提供することを課題とする。また、本発明の一態様は、湾曲部を有する電子機器を提供することを課題とする。
【００１１】
または、本発明の一態様は、新規な電極、新規な蓄電装置、または新規な電子機器などを提供することを課題とする。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】
【００１２】
本発明の一態様は、正極と、負極と、電解質と、外装体と、を有し、正極は、正極集電体と、正極集電体と接する正極活物質層と、を有し、負極は、負極集電体と、負極集電体と接する負極活物質層と、を有し、正極活物質層と、負極活物質層とは、互いに重なり、外装体に囲まれる位置に、正極と、負極と、電解質と、を有し、正極活物質層の長さをＰｙ、幅をＰｘとし、負極活物質層の長さをＮｙ、幅をＮｘとするとき、Ｐｙ＞Ｐｘ、Ｎｙ＞Ｎｘ、及びＮｙ＞Ｐｙ＋Ｎｘ−Ｐｘを満たす蓄電装置である。
【００１３】
また、本発明の一態様は、上記構成の蓄電装置において、正極または負極は、湾曲する機能を有していてもよい。また、本発明の一態様は、上記構成の蓄電装置において、正極または負極は、湾曲した部分を有していてもよい。
【００１４】
また、本発明の一態様は、積層体と、電解質と、外装体と、を有し、積層体は、正極と、負極と、セパレータと、を有し、正極は、正極集電体と、正極集電体と接する正極活物質層と、を有し、負極は、負極集電体と、負極集電体と接する負極活物質層と、を有し、正極活物質層と、負極活物質層とは、互いに重なり、外装体に囲まれる位置に、積層体と、電解質とを有し、積層体は、湾曲する機能を有し、積層体は、湾曲したとき、凸曲面と、凹曲面とを有し、凹曲面の曲率半径をｒ、積層体の高さをｚ、正極活物質層の長さをＰｙ、負極活物質層の長さをＮｙとするとき、Ｎｙ≧Ｐｙ（ｚ／ｒ＋１）である蓄電装置である。
【００１５】
また、本発明の一態様は、積層体と、電解質と、外装体と、を有し、積層体は、正極と、負極と、セパレータと、を有し、正極は、正極集電体と、正極集電体と接する正極活物質層と、を有し、負極は、負極集電体と、負極集電体と接する負極活物質層と、を有し、外装体に囲まれる位置に、積層体と、電解質とを有し、積層体は、湾曲した部分を有し、湾曲した部分は、凸曲面と、凹曲面とを有し、凹曲面の曲率半径をｒ、積層体の高さをｚ、正極活物質層の長さをＰｙ、負極活物質層の長さをＮｙとするとき、Ｎｙ≧Ｐｙ（ｚ／ｒ＋１）である蓄電装置である。
【００１６】
また、本発明の一態様は、上記各構成の蓄電装置において、外装体は、フィルムを有していてもよい。
【００１７】
また、本発明の一態様は、上記各構成の蓄電装置において、第１の電極と、第２の電極とを有し、第１の電極及び第２の電極は、両方正極または両方負極として機能し、第１の電極は、第１の集電体と、第１の活物質層とを有し、第２の電極は、第２の集電体と、第２の活物質層とを有し、第１の活物質層の長さをＡｙ、第２の活物質層の長さをＢｙとすると、Ａｙ＞Ｂｙであってもよい。
【００１８】
また、本発明の一態様は、上記各構成の蓄電装置と、可撓性を有する筐体を有する電子機器である。また、本発明の一態様は、上記各構成の蓄電装置と、湾曲部を有する筐体を有する電子機器である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の一態様により、湾曲しても正極と負極とが重なり合う領域の面積が変化しにく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、蓄電装置を湾曲した状態で使用するとき、電極におけるキャリアイオン等に由来する金属の析出を抑制することができる。また、本発明の一態様により、湾曲した状態で使用しても容量の低下等が起こりにく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、湾曲した状態で使用してもサイクル特性が悪化しにくい蓄電装置を提供することができる。
【００２０】
また、本発明の一態様により、可撓性を有する電子機器を提供することができる。また、本発明の一態様により、湾曲部を有する電子機器を提供することができる。
【００２１】
また、新規な電極、新規な二次電池、新規な蓄電装置、または新規な電子機器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】
【００２２】
【図１】本発明の一態様を説明する正面図、側面図及び断面図。
【図２】本発明の一態様を説明する正面図及び側面図。
【図３】本発明の一態様を説明する側面図及び断面図。
【図４】面の曲率半径を説明する図。
【図５】本発明の一態様を説明する正面図。
【図６】本発明の一態様を説明する正面図及び断面図。
【図７】本発明の一態様を説明する断面図。
【図８】本発明の一態様を説明する断面図。
【図９】本発明の一態様を説明する正面図及び断面図。
【図１０】本発明の一態様を説明する断面図。
【図１１】本発明の一態様を説明する断面図。
【図１２】本発明の一態様を説明する断面図。
【図１３】本発明の一態様を説明する断面図。
【図１４】本発明の一態様を説明する断面図。
【図１５】蓄電装置の作製方法を説明する図。
【図１６】蓄電装置の作製方法を説明する図。
【図１７】蓄電装置の作製方法を説明する図。
【図１８】蓄電装置の作製方法を説明する図。
【図１９】蓄電装置の作製方法を説明する図。
【図２０】蓄電装置の作製方法を説明する図。
【図２１】蓄電装置の作製方法を説明する図。
【図２２】蓄電装置の作製方法を説明する図。
【図２３】蓄電装置の作製方法を説明する図。
【図２４】蓄電装置に用いることのできる活物質を説明する図。
【図２５】導電助剤等を説明する図。
【図２６】導電助剤等を説明する図。
【図２７】電子機器の例を説明する図。
【図２８】電子機器の例を説明する図。
【図２９】電子機器の例を説明する図。
【図３０】電子機器の例を説明する図。
【図３１】電子機器の例を説明する図。
【図３２】電子機器の例を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００２４】
本明細書等における「接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限はない。
【００２５】
なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。
【００２６】
図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
【００２７】
なお、本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの序数詞は、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ことを付記する。
【００２８】
本明細書において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「略平行」とは、二つの直線が−３０°以上３０°以下の角度で配置されている状態をいう。
【００２９】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る蓄電装置について、図１乃至図６を用いて説明する。
【００３０】
まず、図１（Ａ）に蓄電装置１００の正面図を、図１（Ｂ）に蓄電装置１００の側面図を示す。また、図１（Ａ）で示した一点鎖線ＡＢにおける蓄電装置１００の断面図の一例を図１（Ｃ）に、一点鎖線ＣＤにおける断面図の一例を図１（Ｄ）に示す。また、図２（Ａ）に蓄電装置１００が有する正極１１１の正面図を、図２（Ｂ）に正極１１１の側面図を、図２（Ｃ）に蓄電装置１００が有する負極１１５の正面図を、図２（Ｄ）に負極１１５の側面図を示す。
【００３１】
図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、蓄電装置１００は、外装体１１０と、正極リード１４１と、負極リード１４５と、を有する。外装体１１０は、長方形のフィルムを２つに折り、周縁を熱して熱圧着領域１２０を形成することにより、袋状に形成されている。正極リード１４１及び負極リード１４５の一部は、外装体１１０に囲まれる領域にあり、正極リード１４１及び負極リード１４５の他の部分は、外装体１１０の外側に延在する。正極リード１４１及び負極リード１４５の、熱圧着領域１２０と重なる領域には、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂からなる封止層１２１が設けられる。
【００３２】
蓄電装置１００は可撓性を有し、湾曲する機能を有する。これによって、蓄電装置１００は、湾曲部を有する筐体を有する電子機器の筐体に沿わせて、搭載することができる。また、蓄電装置１００は、可撓性を有する筐体を有する電子機器に搭載することにより、筐体の変形に追随して変形することができる。
【００３３】
蓄電装置１００が湾曲し、凹曲面１２５及び凸曲面１２６を生じる様子を図３（Ａ）に示す。凹曲面１２５及び凸曲面１２６は、それぞれ、外装体１１０に含まれる。
【００３４】
ここで、本明細書等における面の曲率半径、Ｘ軸およびＹＺ平面について説明する。
【００３５】
まず、面の曲率半径について、図４（Ａ）乃至（Ｃ）に示す模式図を用いて説明する。図４（Ａ）に示す曲面１７００を平面１７０２で切断するとき、曲面１７００と平面１７０２の交線である曲線１７０２の一部を円弧に近似して、その円弧の半径を曲率半径１７０３とし、円の中心を曲率中心１７０４とする。図４（Ｂ）に曲面１７００の上面図を示す。図４（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。
【００３６】
また、同様に、蓄電装置１００が有する凹曲面１２５または凸曲面１２６を平面で切断するとき、該曲面と該平面の交線である曲線を円弧に近似する。このとき、その円弧の曲率半径が最も小さくなるように凹曲面１２５または凸曲面１２６を切断する平面をＹＺ平面とし、ＹＺ平面に垂直な軸をＸ軸とする。また、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、蓄電装置１００は、湾曲していない状態のとき、ＸＹ平面に略水平であるとする。
【００３７】
本発明の一態様の蓄電装置１００は、上記のように外装体１１０としてフィルムを用いることにより、可撓性が向上し、湾曲しやすくなる。
【００３８】
外装体１１０を構成するフィルムには、金属箔にプラスティックフィルムを積層した、金属箔ラミネートフィルムを用いることができる。金属箔ラミネートフィルムは、熱圧着することで封止が可能であり、形状の自由度が高く、軽量である、可撓性を有するといった利点があり好ましい。金属箔ラミネートフィルムが有する金属箔の材料としては、アルミニウム、ステンレス、錫、ニッケル鋼などを用いることができる。該金属箔に積層するプラスティックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いることができる。
【００３９】
なお本明細書等において、ラミネートとは、金属箔やプラスティックフィルム等の薄い材料を貼りあわせて積層する加工法をいう。
【００４０】
また外装体１１０に用いるフィルムとしては、金属箔に、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、炭素含有無機フィルム（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積層したものを用いてもよい。
【００４１】
蓄電装置１００は、外装体１１０に囲まれる領域に、積層体１３０と、電解液１０８を有し、積層体１３０は、正極１１１、負極１１５及びセパレータ１０７を有する。
【００４２】
図２（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、正極１１１は、板状の正極集電体１０１と、正極集電体１０１に設けられた正極活物質層１０２を有する。正極集電体１０１は、正極活物質層１０２が設けられない領域（以下、正極タブとも呼ぶ。）を有する。本明細書中等において、正極活物質層１０２の長さをＰｙとする。また、正極活物質層１０２の幅をＰｘとする。
【００４３】
図２（Ｃ）及び（Ｄ）に示すように、負極１１５は、板状の負極集電体１０５と、負極集電体１０５に設けられた負極活物質層１０６を有する。負極集電体１０５は、負極活物質層１０６が設けられない領域（以下、負極タブとも呼ぶ。）を有する。本明細書中等において、負極活物質層１０６の長さをＮｙとする。また、負極活物質層１０６の幅をＮｘとする。
【００４４】
なお、本明細書等において活物質層（正極活物質層１０２又は負極活物質層１０６を指す。）の長さとは、活物質層の端部から異なる端部までのＹ軸方向の最大の距離を示す。また、本明細書等において、活物質層の幅とは、活物質層の端部から異なる端部までのＸ軸方向の最大の距離を示す。
【００４５】
図１（Ｃ）及び図１（Ｄ）に示すように、蓄電装置１００が有する、積層体１３０において、正極１１１の正極活物質層１０２と、負極１１５の負極活物質層１０６は、セパレータ１０７を介して互いに重なる。正極１１１と、負極１１５を積層するとき、位置がずれることによって、正極１１１と、負極１１５が接触して短絡が発生するのを防ぐため、セパレータ１０７は、負極１１５より大きいと好ましい。
【００４６】
正極活物質層１０２において、負極活物質層１０６と重ならない領域が存在すると、負極活物質層１０６において、電解液１０８に含まれる金属等が析出することがある。この現象を防ぐため、正極活物質層１０２の表面の全領域が、負極活物質層１０６の表面と重なるようにすると好ましい。正極活物質層１０２と、負極活物質層１０６とが、同じ大きさである場合、蓄電装置１００の作製工程において、正極１１１と負極１１５の位置がずれて配置されること等によって、正極活物質層１０２の表面の一部が、負極活物質層１０６と重なることができない恐れがある。従って、負極活物質層１０６が、正極活物質層１０２よりも大きい構成とすればよい。より具体的には、負極活物質層１０６の長さＮｙは、正極活物質層１０２の長さＰｙよりも大きいと好ましい。即ち、Ｎｙ＞Ｐｙを満たすと好ましい。また、図１（Ｄ）に示すように、負極活物質層１０６の幅Ｎｘは、正極活物質層１０２の幅Ｐｘよりも大きいと好ましい。即ち、Ｎｘ＞Ｐｘを満たすと好ましい。
【００４７】
なお、正極活物質層１０２の表面とは、正極活物質層１０２が有する面のうち、正極集電体１０１側とは反対側の面を示す。また、負極活物質層１０６の表面とは、負極活物質層１０６が有する面のうち、負極集電体１０５側とは反対側の面を示す。
【００４８】
図３（Ｂ）に、図１（Ａ）で示す蓄電装置１００が湾曲したときの、一点鎖線ＡＢにおける断面図を示す。図３（Ｂ）で示すように、正極１１１が凹曲面１２５に近いとき、蓄電装置１００を湾曲させると、湾曲の内径と外径の差を緩和するために、正極１１１に対する負極１１５の位置がＹ軸方向にずれる。
【００４９】
本発明の一態様の蓄電装置１００において、負極活物質層１０６は、正極活物質層１０２に対し、十分に長い。負極活物質層１０６が、正極活物質層１０２に対して十分に長い構成とすることによって、蓄電装置１００が、正極１１１が凹曲面に近くなるように湾曲した状態であっても、正極活物質層１０２の表面の全領域が、負極活物質層１０６の表面と確実に重なる構成とすることができる。これによって、蓄電装置１００が湾曲しても、正極活物質層１０２と、負極活物質層１０６とが重なり合う領域の面積が変化しにくい。従って、湾曲した状態で使用しても容量の低下等が起こりにくい蓄電装置とすることができる。
【００５０】
また、蓄電装置１００が湾曲した状態であっても、正極活物質層１０２の表面の全領域が、負極活物質層１０６の表面と確実に重なる構成であれば、負極におけるキャリアイオン等に由来する金属の析出を抑制することができる。これによって、湾曲した状態で使用してもサイクル特性が悪化しにくい蓄電装置とすることができる。例えば、リチウムイオン二次電池においては、負極活物質層においてリチウムが析出するのを防ぐことができる。これによって、リチウムイオン二次電池のサイクル特性の悪化を抑制することができる。
【００５１】
上記の構成とすることで、蓄電装置１００の外装体１１０が有する凹曲面の曲率半径が、４０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下となるように湾曲した状態で使用しても、容量の低下等が起こりにくい蓄電装置とすることができる。
【００５２】
なお、正極活物質層１０２の幅Ｐｘが、長さＰｙよりも大きいとき、負極活物質層１０６の長さＮｙが正極活物質層１０２の長さＰｙよりも十分に大きい構成とすると、負極活物質層１０６において電極反応に関与しない部分が大きくなるため、蓄電装置の体積当たりの容量が小さくなる。
【００５３】
従って、正極活物質層１０２の長さＰｙは、幅Ｐｘよりも大きく、負極活物質層１０６の長さＮｙは、幅Ｎｘよりも大きいと好ましい。すなわちＰｙ＞Ｐｘ、Ｎｙ＞Ｎｘであると好ましい。これによって、Ｎｙを十分に大きい値としても、負極活物質層１０６の表面において電極反応に関与しない部分を少なくすることができる。従って、蓄電装置１００の体積当たりの容量が小さくなるのを抑制することができる。特に、蓄電装置１００が湾曲していないとき、または、蓄電装置１００の湾曲が小さいときに、体積当たりの容量が小さくなるのを抑制することができる。
【００５４】
次に、蓄電装置１００に使用する負極活物質層１０６の長さ及び正極活物質層１０２の長さを決定する方法についてより詳細に説明する。
【００５５】
蓄電装置１００が湾曲するとき、正極１１１に対する負極１１５の位置はＹ軸方向にずれるため、特にＹ軸方向に、正極活物質層１０２を大きくすることが好ましい。したがって、負極活物質層１０６の長さと、正極活物質層１０２の長さとの差Ｎｙ−Ｐｙが、負極活物質層１０６の幅と、正極活物質層１０２の幅との差Ｎｘ−Ｐｘよりも大きいと好ましい。即ち、図１（Ｃ）に示すように、Ｎｙ＞Ｐｙ＋Ｎｘ−Ｐｘであると好ましい。これによって、蓄電装置１００が湾曲するとき、正極１１１に対する負極１１５の位置がＹ軸方向にずれても、正極活物質層１０２の表面の全領域が負極活物質層１０６の表面と重なりやすくすることができる。
【００５６】
なお、図１（Ａ）及び図１（Ｃ）で示すように、蓄電装置１００において、正極１１１の正極タブは、正極リード１４１に電気的に接続され、固定される。また、負極１１５の負極タブは、負極リード１４５に電気的に接続され、固定される。また、正極リード１４１及び負極リード１４５は、熱圧着領域１２０及び封止層１２１等により、外装体１１０に固定されている。従って、正極１１１の正極タブ付近と、負極１１５の負極タブ付近は、蓄電装置１００が湾曲しても、互いに位置がずれにくい。
【００５７】
図１（Ｃ）に示すように、負極活物質層１０６の表面と、正極活物質層１０２の表面とが重ならない領域について、正極リード１４１または負極リード１４５側の長さをＧｙ１とし、もう一方の側の長さをＧｙ２とする。このとき、上記したように正極リード１４１及び負極リード１４５側では、負極１１５の正極１１１に対する位置は、ずれにくいため、Ｇｙ２≧Ｇｙ１であってもよい。
【００５８】
なお、図１及び図２に示す正極１１１及び負極１１５は、長方形の正極活物質層１０２及び負極活物質層１０６を有するが、本発明の一態様はこれに限られない。図５には、様々な形状の正極１１１、様々な形状の負極１１５、及び様々なセパレータ１０７を有する積層体の例を示す。
【００５９】
図５（Ａ）に示す積層体１３０Ａは、長方形と半円形とを組み合わせた形状の正極１１１、負極１１５、及びセパレータ１０７を有する。
【００６０】
また、図５（Ｂ）に示す積層体１３０Ｂは、楕円形の正極１１１、負極１１５、及びセパレータ１０７を有する。
【００６１】
また、図５（Ｃ）に示す積層体１３０Ｃは、五角形の正極１１１、負極１１５、及びセパレータ１０７を有する。
【００６２】
また、図５（Ｄ）に示す積層体１３０Ｄは、台形の正極１１１、負極１１５、及びセパレータ１０７を有する。
【００６３】
また、積層体において、正極１１１及び負極１１５の形は、それぞれ異なっていてもよい。図５（Ｅ）に示す積層体１３０Ｅは、長方形と半円形とを組み合わせた形状の正極１１１、長方形の負極１１５、及び長方形のセパレータ１０７を有する。
【００６４】
また、図５（Ｆ）に示す積層体１３０Ｆは、五角形の正極１１１、長方形の負極１１５、及び長方形のセパレータ１０７を有する。
【００６５】
なお、図１乃至図３に示す蓄電装置１００において、正極リード１４１及び負極リード１４５は、外装体１１０の同じ辺から外部に延在しているが、本発明の一態様はこれに限られない。また、図５に示す積層体において、正極タブと負極タブとが近くになるように正極１１１、負極１１５、及びセパレータ１０７を積層させているが、本発明の一態様はこれに限られない。正極タブと負極タブとが遠くなるように、正極１１１、負極１１５、及びセパレータ１０７を積層させてもよい。また、正極リード１４１及び負極リード１４５は、それぞれ外装体１１０の異なる辺から延在してもよい。また、正極リード１４１及び負極リード１４５は、平行でなくてもよい。
【００６６】
図６（Ａ）に、正極リード１４１及び負極リード１４５がそれぞれ外装体１１０の異なる辺から延在する蓄電装置１００の正面図を、図６（Ｂ）に正極１１１の正面図を、図６（Ｃ）に負極１１５の正面図を示す。また、図６（Ａ）に示す一点鎖線ＡＢにおける蓄電装置１００の断面図を図６（Ｄ）に示す。
【００６７】
図６に示す蓄電装置１００においては、正極１１１の正極タブと、負極１１５の負極タブがそれぞれ遠くなるように正極１１１、セパレータ１０７及び負極１１５が積層され、それに伴って、正極リード１４１と負極リード１４５とが、外装体１１０の異なる辺から延在するように配置される。このような場合であっても、負極活物質層１０６が正極活物質層１０２に対して十分に大きければ、蓄電装置１００が湾曲した状態でも正極活物質層１０２の表面の全領域が負極活物質層１０６の表面と重なりやすくすることができる。正極１１１における正極活物質層１０２の長さをＰｙ、正極活物質層１０２の幅をＰｘ、負極１１５における負極活物質層１０６の長さをＮｙ、負極活物質層１０６の幅をＮｘとするとき、Ｎｙ＞Ｐｙ＋Ｎｘ−Ｐｘであれば好ましい。
【００６８】
次に、図７乃至図１１を用いて、蓄電装置１００の湾曲の度合いに応じて負極活物質層１０６の長さ及び正極活物質層１０２の長さを決定する方法について説明する。
【００６９】
図７および図８には、図１（Ａ）で示す一点鎖線ＥＦにおける積層体１３０の断面図の例を示す。図７（Ａ）に、湾曲していない積層体１３０の断面図を示し、図７（Ｂ）、図８、図１０（Ｂ）、及び図１１（Ｂ）に、湾曲した積層体１３０の断面図を示す。
【００７０】
図７（Ｂ）に示すように、積層体１３０が湾曲すると、凹曲面１５０と、凸曲面１５１とが生じる。凹曲面１５０は、正極集電体１０１に含まれる。また、凸曲面１５１は、負極集電体１０５に含まれる。
【００７１】
積層体１３０において、正極活物質層１０２の長さをＰｙ、負極活物質層１０６の長さをＮｙ、積層体１３０の厚さをｚとする。また、湾曲した積層体１３０が有する凹曲面１５０の曲率半径をｒとする。このとき、半径ｒの扇形の弧の長さと、半径（ｒ＋ｚ）の扇形の弧の長さとの関係から、Ｎｙ≧Ｐｙ（ｚ／ｒ＋１）であれば、積層体１３０が湾曲した状態でも、正極活物質層１０２の表面の全領域が、負極活物質層１０６の全領域と重なることができ、好ましい。
【００７２】
なお、蓄電装置１００が湾曲するときの積層体１３０の断面形状は、単純な円弧状に限定されない。蓄電装置１００の一部が湾曲し、積層体１３０の断面形状が、一部に円弧を有する形状であってもよい。
【００７３】
例えば、図８（Ａ）に示すように、積層体１３０の一部が湾曲し、正極集電体１０１の一部に含まれる凹曲面１５２と、負極集電体１０５の一部に含まれる凸曲面１５３とが生じる場合でも、上述の方法と同様に、正極活物質層１０２及び負極活物質層１０６の長さを決定することができる。すなわち、凹曲面１５２の曲率半径ｒを用いて、Ｎｙ≧Ｐｙ（ｚ／ｒ＋１）であれば、正極活物質層１０２に対して負極活物質層１０６が十分に長くなる。これによって、積層体１３０が湾曲した状態でも、正極活物質層１０２の表面の全領域が、負極活物質層１０６の全領域と重なることができる。
【００７４】
また、積層体１３０は、複数の湾曲した部分（湾曲部ともいう。）を有していてもよい。図８（Ｂ）に示す積層体１３０は、第１の湾曲部と第２の湾曲部を有し、第１の湾曲部は、凹曲面１５２と、凸曲面１５３とを有し、第２の湾曲部は凹曲面１５４と、凸曲面１５５とを有する。正極集電体１０１は、第１の湾曲部の凹曲面１５２、及び第２の湾曲部の凹曲面１５４を含み、負極集電体１０５は、第１の湾曲部の凸曲面１５３、及び第２の湾曲部の凸曲面１５５を含む。第１の湾曲部の凹曲面１５２の曲率半径をｒ、第２の湾曲部の凹曲面１５４の曲率半径をｒ′とする。また、第１の湾曲部及び第２の湾曲部の厚さをｚとする。このとき、第１の湾曲部の凹曲面１５２の曲率半径ｒ及び、第２の湾曲部の凹曲面１５４の曲率半径ｒ′のいずれか値の小さい方を用いて、負極活物質層１０６の長さＮｙを決定することができる。すなわち、ｒ′≧ｒであれば、ｒを用いて、Ｎｙ≧Ｐｙ（ｚ／ｒ＋１）とすることで、正極活物質層１０２に対して、負極活物質層１０６を十分に長くすることができる。これによって、積層体１３０が湾曲した状態でも、正極活物質層１０２の表面の全領域が、負極活物質層１０６の全領域と重なるようにすることができる。
【００７５】
また、図８（Ｃ）に示す積層体１３０は、第１の湾曲部と第２の湾曲部を有し、第１の湾曲部は凹曲面１５２と、凸曲面１５３とを有し、第２の湾曲部は、凹曲面１５６と、凸曲面１５７とを有する。正極集電体１０１は、第１の湾曲部の凹曲面１５２、及び第２の湾曲部の凸曲面１５７を含み、負極集電体１０５は、第１の湾曲部の凸曲面１５３、及び第２の湾曲部の凹曲面１５６を含む。また、第１の湾曲部の凹曲面１５２の曲率半径をｒ、第２の湾曲部の凹曲面１５６の曲率半径をｒ″とし、第１の湾曲部及び第２の湾曲部の厚さをｚとする。このとき、正極集電体１０１に含まれる第１の湾曲部の凹曲面１５２の曲率半径ｒを用いて、負極活物質層１０６の長さＮｙを決定することができる。すなわち、Ｎｙ≧Ｐｙ（ｚ／ｒ＋１）とすることで、正極活物質層１０２に対して、負極活物質層１０６を十分に長くすることができる。これによって、積層体１３０が湾曲した状態でも、正極活物質層１０２の表面の全領域が、負極活物質層１０６の全領域と重なるようにすることができる。
【００７６】
なお、図８（Ｂ）では、積層体１３０が、凹曲面側に正極集電体１０１がくる２つの湾曲部を有する例を示したが、積層体１３０は３以上の湾曲部を有していてもよい。それぞれの湾曲部の凹曲面の曲率半径のうち、最も小さい値を用いて、負極活物質層１０６の長さＮｙを決定することができる。
【００７７】
また、図８（Ｃ）では、積層体１３０が、凹曲面側に正極集電体１０１がくる湾曲部と、凹曲面側に負極集電体１０５がくる湾曲部を一つずつ有する例を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。積層体１３０は、凹曲面側に正極集電体１０１がくる湾曲部と、凹曲面側に負極集電体１０５がくる湾曲部を、それぞれ２以上有していてもよい。凹曲面側に正極集電体１０１がくる複数の湾曲部の曲率半径のうち、最も小さい値を用いて、負極活物質層１０６の長さＮｙを決定することができる。
【００７８】
図１、図３、図６、図７、及び図８では、積層体１３０は、正極１１１、負極１１５、及びセパレータ１０７を一つずつ有する例を示したが、本発明の一態様はこれに限定されない。積層体１３０は、複数の正極１１１、複数の負極１１５、及び複数のセパレータ１０７を有していてもよい。使用する正極１１１及び負極１１５の数を増加させることにより、蓄電装置１００の容量を増加させることができ、好ましい。
【００７９】
図９に、３つの正極と、３つの負極と、３つのセパレータを有する積層体１３０を有する蓄電装置１００を示す。図９（Ａ）に、蓄電装置１００の正面図を示す。図９（Ｂ）は、図９（Ａ）で示す一点鎖線Ａ１−Ｂ１における積層体１３０の断面図である。また、図９（Ｃ）は、図９（Ａ）で示す一点鎖線Ａ２−Ｂ２における積層体１３０の断面図である。また、図１０（Ａ）は、図９（Ａ）で示す一点鎖線Ｅ−Ｆにおける積層体１３０の断面図であり、図１０（Ｂ）は、図９で示す蓄電装置１００が湾曲したときの、一点鎖線Ｅ−Ｆにおける積層体１３０の断面図である。
【００８０】
図９及び図１０において、積層体１３０は、負極１１５Ａ、セパレータ１０７Ａ、正極１１１Ａ、正極１１１Ｂ、セパレータ１０７Ｂ、負極１１５Ｂ、負極１１５Ｃ、セパレータ１０７Ｃ、及び正極１１１Ｃを有する。負極１１５Ａの負極活物質層１０６と、正極１１１Ａの正極活物質層１０２とは、セパレータ１０７Ａを介して互いに重なる。また、正極１１１Ｂの正極活物質層１０２と、負極１１５Ｂの負極活物質層１０６とは、セパレータ１０７Ｂを介して互いに重なる。また、負極１１５Ｃの負極活物質層１０６と、正極１１１Ｃの正極活物質層１０２は、セパレータ１０７Ｃを介して互いに重なる。
【００８１】
また、図１０（Ａ）において、正極１１１Ａの正極集電体１０１と、正極１１１Ｂの正極集電体１０１とが接している。また、負極１１５Ｂの負極集電体１０５と、負極１１５Ｃの負極集電体１０５とが接している。このように、集電体と、集電体とが接するように電極が積層する構成とすると、積層体１３０を湾曲させるとき、集電体と集電体との境界で、電極同士が互いに滑ることができる。これによって、積層体１３０においては、湾曲による外径と内径の差に起因する応力を逃がしやすくすることができる。従って、蓄電装置１００が湾曲するときに、湾曲による外径と内径の差に起因する応力によって、正極１１１または負極１１５が破損することを防止することができる。これによって、蓄電装置１００を湾曲することで容量が低下すること等を防止することができる。
【００８２】
図９（Ｂ）に示すように、負極１１５Ａ、負極１１５Ｂおよび負極１１５Ｃの負極タブは、溶接されている。また、負極１１５Ａ、負極１１５Ｂおよび負極１１５Ｃの溶接された部分は、負極リード１４５と溶接され、電気的に接続される。
【００８３】
図９（Ｃ）に示すように、正極１１１Ａ、正極１１１Ｂおよび正極１１１Ｃの正極タブは、溶接されている。また、正極１１１Ａ、正極１１１Ｂおよび正極１１１Ｃの溶接された部分は、正極リード１４１と溶接され、電気的に接続される。
【００８４】
図１０（Ｂ）に示すように、湾曲した積層体１３０は、凹曲面１５０と、凸曲面１５１とを有する。凹曲面１５０は、正極１１１Ｃの正極集電体１０１の表面に位置する。また、凸曲面１５１は、負極１１５Ａの負極集電体１０５の表面に位置する。
【００８５】
この場合であっても、上記の方法を用いて正極活物質層１０２の長さを決定することができる。すなわち、積層体１３０において、正極活物質層１０２の長さをＰｙ、負極活物質層１０６の長さをＮｙ、積層体１３０の厚さをｚ、積層体１３０が湾曲するときの、凹曲面１５０の曲率半径をｒとするとき、Ｎｙ≧Ｐｙ（ｚ／ｒ＋１）であれば、正極活物質層１０２に対して、負極活物質層１０６を十分に長くすることができる。これによって、図１０（Ｂ）に示すように、積層体１３０が湾曲した状態でも、正極活物質層１０２の表面の全領域が、負極活物質層１０６の全領域と重なるようにすることができる。
【００８６】
なお、図１０では、正極１１１Ａ、正極１１１Ｂ、及び正極１１１Ｃの正極活物質層１０２の長さが等しく、また、負極１１５Ａ、負極１１５Ｂ、及び負極１１５Ｃの負極活物質層１０６の長さが等しい例を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。積層体１３０に含まれる複数の正極の大きさがそれぞれ異なっていてもよい。また、積層体１３０に含まれる複数の負極の大きさがそれぞれ異なっていてもよい。
【００８７】
図１１に、複数の負極の大きさがそれぞれ異なる積層体１３０の別の例を示す。積層体１３０は、負極１１５Ａ、セパレータ１０７Ａ、正極１１１Ａ、正極１１１Ｂ、セパレータ１０７Ｂ、負極１１５Ｂ、負極１１５Ｃを有する。負極１１５Ａの負極活物質層１０６と、正極１１１Ａの正極活物質層１０２とは、セパレータ１０７Ａを介して互いに重なる。また、正極１１１Ｂの正極活物質層１０２と、負極１１５Ｂの負極活物質層１０６とは、セパレータ１０７Ｂを介して互いに重なる。
【００８８】
図１１（Ｂ）に示すように、積層体１３０は、湾曲したとき、凹曲面１５０と、凸曲面１５１とを有する。凹曲面１５０は、負極１１５Ｂの負極集電体１０５の表面に位置する。また、凸曲面１５１は、負極１１５Ａの負極集電体１０５の表面に位置する。
【００８９】
図１１に示す積層体１３０において、正極１１１Ａの正極活物質層１０２と、正極１１１Ｂの正極活物質層１０２との長さは等しいが、凸曲面１５１を含む負極１１５Ａの負極活物質層１０６は、凹曲面１５０を含む負極１１５Ｂの負極活物質層１０６より長い。即ち、負極１１５Ａの負極活物質層１０６の長さをＡｙ、負極１１５Ｂの負極活物質層１０６の長さをＢｙとすると、Ａｙ＞Ｂｙであってもよい。本構成とすると、負極に使用する部材を節約することができ、好ましい。
【００９０】
また、積層体１３０の厚さをｚ、凹曲面１５０の曲率半径をｒとするとき、半径ｒの扇型の弧の長さと、半径（ｒ＋ｚ）の扇型の弧の長さとの関係から、Ａｙ≧Ｂｙ（ｚ／ｒ＋１）であってもよい。これによって、積層体１３０の湾曲の度合いに応じて、負極に使用する部材を節約することができ、より好ましい。
【００９１】
図１２に、複数の正極および負極の大きさがそれぞれ異なる積層体１３０の例を示す。積層体１３０は、負極１１５Ａ、セパレータ１０７Ａ、正極１１１Ａ、正極１１１Ｂ、セパレータ１０７Ｂ、負極１１５Ｂ、負極１１５Ｃ、セパレータ１０７Ｃ、正極１１１Ｃ、正極１１１Ｄ、セパレータ１０７Ｄ、負極１１５Ｄ、を有する。負極１１５Ａの負極活物質層１０６と、正極１１１Ａの正極活物質層１０２とは、セパレータ１０７Ａを介して互いに重なる。また、正極１１１Ｂの正極活物質層１０２と、負極１１５Ｂの負極活物質層１０６とは、セパレータ１０７Ｂを介して互いに重なる。また、正極１１１Ｃの正極活物質層１０２と、負極１１５Ｃの負極活物質層１０６とは、セパレータ１０７Ｃを介して互いに重なる。また、正極１１１Ｄの正極活物質層１０２と、負極１１５Ｄの負極活物質層１０６とは、セパレータ１０７Ｄを介して互いに重なる。
【００９２】
図１２に示すように、積層体１３０が湾曲したときに凹曲面に近くなる電極が有する活物質層を、積層体１３０が湾曲したときに凸曲面に近くなる電極が有する活物質層よりも短くする構成としてもよい。図１２（Ｂ）に示すように、湾曲した積層体１３０において、凹曲面１５０は、負極１１５Ｄの負極集電体１０５の表面に位置する。また、凸曲面１５１は、負極１１５Ａの負極集電体１０５の表面に位置する。従って、正極１１１Ａ、正極１１１Ｂ、正極１１１Ｃ、及び正極１１１Ｄそれぞれの正極活物質層１０２は、この順に短くてもよい。また、負極１１５Ａ、負極１１５Ｂ、負極１１５Ｃ、及び負極１１５Ｄそれぞれの負極活物質層１０６は、この順に短くてもよい。
【００９３】
次に、図１３を用いて積層体１３０の他の変形例について説明する。
【００９４】
図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に、正極１１１と負極１１５の積層の例を示す。正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２が設けられた正極１１１を２枚、負極集電体１０５の一方の面に負極活物質層１０６が設けられた負極１１５を４枚積層している。このような構成としても、負極１１５の負極活物質層側とは反対側の面同士という、金属同士の接触面をつくることができる。なお、図１３（Ａ）は、図９（Ａ）に示す一点鎖線Ａ１−Ｂ１における積層体１３０の断面図に対応し、図１３（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す一点鎖線Ａ２−Ｂ２における積層体１３０の断面図に対応する。
【００９５】
一方、図１３（Ｃ）及び図１３（Ｄ）に示す積層体１３０の正極１１１は、正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２が設けられ、負極１１５は、負極集電体１０５の両面に負極活物質層１０６が設けられている。この構成とすると、蓄電装置１００の容量を増加させることができ、好ましい。なお、図１３（Ｃ）は、図９（Ａ）に示す一点鎖線Ａ１−Ｂ１における積層体１３０の断面図に対応し、図１３（Ｄ）は、図９（Ａ）に示す一点鎖線Ａ２−Ｂ２における積層体１３０の断面図に対応する。
【００９６】
また、図１３（Ａ）乃至図１３（Ｄ）に示すように、セパレータ１０７を袋状とし、正極１１１を包む構成としてもよい。これによって、正極１１１と負極１１５が接触し、短絡が発生することを確実に防止することができる。
【００９７】
また、例えば、図１４（Ａ）および図１４（Ｂ）に示すように、電解液１０８としてゲル状の電解液１０８ａを用い、一組の正極１１１、負極１１５、セパレータ１０７を電解液１０８で貼りあわせてもよい。このような構成とすることで、蓄電装置１００を曲げるとき、電池反応が行われる正極１１１と負極１１５の間が滑ることを抑制できる。なお、図１４（Ａ）は、図９（Ａ）に示す一点鎖線Ａ１−Ｂ１における積層体１３０の断面図に対応し、図１４（Ｂ）は、図９（Ａ）に示す一点鎖線Ａ２−Ｂ２における積層体１３０の断面図に対応する。
【００９８】
また、正極１１１の正極活物質層側とは反対側の面同士、および負極１１５の負極活物質層側とは反対側の面同士という、金属同士の接触面を多くつくることができる。そのため、これらの接触面がすべることで、蓄電装置１００を曲げるときに電極にかかる応力をより確実に逃がすことができ、好ましい。
【００９９】
そのため、蓄電装置１００が劣化するのを抑制することができる。また、より信頼性の高い蓄電装置１００とすることができる。
【０１００】
なお、蓄電装置１００が複数の正極１１１及び負極１１５を有する場合も、蓄電装置の断面形状は、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る。積層体１３０の一部が湾曲し、凹曲面と、凸曲面とを有する場合、凹曲面の曲率半径ｒから、負極活物質層等の長さを決定することができる。
【０１０１】
また、蓄電装置１００が複数の正極１１１及び負極１１５を有する場合も、積層体１３０は３以上の湾曲部を有してよい。それぞれの湾曲部の凹曲面の曲率半径のうち、最も小さい曲率半径の値を用いて、負極活物質等の長さを決定することができる。
【０１０２】
以上に説明したように、本発明の一態様は、正極活物質層１０２に対して、負極活物質層１０６を十分長くすることで、蓄電装置１００が湾曲した状態であっても、正極活物質層１０２の全領域が、負極活物質層１０６の表面と確実に重なる構成とすることができる。これによって、蓄電装置１００が湾曲しても、正極活物質層１０２と、負極活物質層１０６とが重なり合う領域の面積が変化しにくい。従って、湾曲した状態で使用しても容量の低下等が起こりくい蓄電装置とすることができる。
【０１０３】
また、蓄電装置１００が湾曲した状態であっても、正極活物質層１０２の表面の全領域が、負極活物質層１０６の表面と確実に重なる構成であれば、負極におけるキャリアイオン等に由来する金属の析出を抑制することができる。これによって、湾曲した状態で使用してもサイクル特性が悪化しにくい蓄電装置とすることができる。例えば、リチウムイオン二次電池においては、負極活物質層においてリチウムが析出するのを防ぐことができる。これによって、リチウムイオン二次電池のサイクル特性の悪化を抑制することができる。
【０１０４】
また、図１乃至図３及び図５乃至図１４に示す構成とすることで、蓄電装置１００の積層体１３０が有する凹曲面の曲率半径が、４０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下となるように湾曲した状態で使用しても、容量の低下等が起こりにくい蓄電装置とすることができる。
【０１０５】
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、亜鉛空気電池、リチウム空気電池、一次電池、キャパシタ、または、電気二重層キャパシタ、ウルトラ・キャパシタ、スーパー・キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、などに適用してもよい。または例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、リチウムイオン二次電池に適用しなくてもよい。例えば、本発明の一態様として、湾曲した蓄電装置、可撓性を有する蓄電装置、または、変形できる蓄電装置に適用した場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、様々な形状の蓄電装置、または、様々な硬さを有する蓄電装置に適用してもよい。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、湾曲していない平板形状の蓄電装置、または、円筒形状の蓄電装置に適用してもよい。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、可撓性を有さず、変形できない蓄電装置に適用してもよい。
【０１０６】
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。
【０１０７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、図１５乃至図１８を用いて、本発明の一態様に係る蓄電装置１００の作製方法の例について説明する。特に、実施の形態１で図１３（Ａ）および図１３（Ｂ）を用いて説明した積層体１３０を有する蓄電装置の作製方法について説明する。
【０１０８】
［１．正極を用意し、セパレータで覆う］
まず、正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２を形成し、正極１１１の形状に加工する。次いで、折り曲げたセパレータ１０７で正極１１１を挟む（図１５（Ａ））。
【０１０９】
そして正極１１１の外側の、セパレータ１０７の外周部分を接着して、袋状のセパレータ１０７を形成する（図１５（Ｂ））。セパレータ１０７の外周部分の接着は、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。
【０１１０】
本実施の形態では、セパレータ１０７としてポリプロピレンを用いて、セパレータ１０７の外周部分を加熱により接着する。図１５（Ｂ）に接着部分を、領域１０７ａとして示す。このようにして、正極１１１をセパレータ１０７で覆うことができる。セパレータ１０７は、正極活物質層１０２を覆うように形成すればよく、正極１１１の全体を覆う必要は無い。
【０１１１】
なお、図１５（Ａ）では、セパレータ１０７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１１１を挟んで形成してもよい。その場合、領域１０７ａが４辺のほとんどを囲う形で形成されていてもよい。
【０１１２】
また、セパレータ１０７の外周部分の接着は、断続的に行ってもよいし、図１５（Ｂ）のように一定間隔毎の点状として接着してもよい。
【０１１３】
または、外周部分の１辺にのみ、接着を行ってもよい。または、外周部分の２辺にのみ、接着を行ってもよい。または、外周部分の４辺に、接着を行ってもよい。これにより、４辺を均等な状態にすることが出来る。
【０１１４】
なお、セパレータ１０７の形状は、袋状であることに限定されない。セパレータ１０７は、蓄電装置１００における正極１１１と負極１１５との接触を防ぐことができればよく、例えば平板状であってもよい。また、正極集電体１０１の一方の面にのみ正極活物質層１０２が設けられた正極１１１の場合には、正極１１１をセパレータ１０７で挟まなくてもよい。
【０１１５】
［２．負極を用意する］
次に、負極集電体１０５の一方の面に負極活物質層１０６を形成し、負極１１５の形状に加工する（図１５（Ｃ））。このとき、実施の形態１で説明したように、負極活物質層１０６の長さを正極活物質層１０２に対して十分長くすることで、湾曲した状態で使用しても容量が低下しにくく、サイクル特性が悪化しにくい蓄電装置を作製することができる。
【０１１６】
［３．正極と負極を積み重ねる］
次に、セパレータに覆われた正極１１１および負極１１５を積み重ねる（図１６（Ａ））。本実施の形態では、正極集電体の両面に正極活物質層を形成した正極１１１を２枚、負極集電体の片面に負極活物質層１０６を形成した負極１１５を４枚積層することとする。これらを、正極活物質層１０２と負極活物質層１０６が、セパレータ１０７を介して対向するように配置する。また、負極１１５の負極活物質層１０６側とは反対側の面同士が接するように配置する。
【０１１７】
［４．正極リードと負極リードを接続する］
次に、複数の正極集電体１０１の正極タブと、封止層１２１を有する正極リード１４１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）。
【０１１８】
リード電極は、蓄電装置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。そこで、正極リード１４１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み、正極タブにおける接続領域とは別の領域に湾曲部を形成してもよい。湾曲部を設けることによって、蓄電装置１００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。
【０１１９】
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、チタン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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
そして正極集電体１０１と同様に、複数の負極集電体１０５の負極タブと、封止層１２１を有する負極リード１４５を超音波溶接により電気的に接続する（図１６（Ｂ））。このとき、正極タブと同様に、負極タブに湾曲部を設ける、集電体の材料を強度のあるものにする等、応力を緩和しやすくする構成としてもよい。
【０１２２】
［５．外装体用フィルムを用意する］
次に、外装体に用いるフィルム１１０ａを折り曲げる（図１６（Ｃ））。
【０１２３】
［６．外装体の一辺を接着する］
次に、折り曲げたフィルム１１０ａで、正極１１１、正極リード１４１、負極１１５、負極リード１４５を挟む。そして、フィルム１１０ａの一辺（図１７（Ａ）における領域１１０ｄ）において、フィルム１１０ａ同士を接着する（図１７（Ａ））。接着は、熱溶着により行うことができる。
【０１２４】
なお、フィルム１１０ａおよび外装体１１０は凹凸を有していてもよいが、図１７および図１８では、図を簡略にするため、フィルム１１０ａおよび外装体１１０の凹凸を省略して示している。
【０１２５】
［７．外装体の他の一辺を接着し、電解液を注入する］
次に、フィルム１１０ａの他の一辺（図１７（Ｂ）における領域１１０ｄ）において、フィルム１１０ａ同士を接着する。そして、フィルム１１０ａが接着されていない部分から、フィルム１１０ａで挟まれた領域に、電解液１０８を注入する（図１７（Ｂ））。
【０１２６】
［８．封止する］
そして真空引きを行いながら、加熱および加圧によりフィルム１１０ａの残りの辺（図１７（Ｃ）における領域１１０ｄ）を接着し、フィルム１１０ａを封止された外装体１１０とする（図１７（Ｃ））。これらの操作は、グローブボックスを用いるなどして酸素や水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、フィルム１１０ａの上から正極および負極を加圧してもよい。加圧により、電解液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。
【０１２７】
［９．エージング］
次に、エージングの充放電を行うことが好ましい。本明細書等において、エージングとは、二次電池の初期不良を検出するため、また初期の充放電で負極活物質上に安定な被膜を形成させるために行う工程をいう。具体的には、電池使用温度範囲の上限に近い温度で、長時間充電状態で保持し、その後１サイクル以上の充放電を伴う、等の工程である。また、これらの工程によってガスが発生するため、さらに、外装体１１０で覆われた領域に発生したガスを抜く工程を含めてもよい。
【０１２８】
初期の充放電で負極活物質上に安定な被膜を形成することで、その後の充放電における、さらなる被膜の形成に起因するキャリアイオンの消費を抑止することができる。そのためエージングを行うことで、蓄電装置の性能をより安定させ、不良セルを選別することができる。
【０１２９】
本実施の形態では、１サイクル以上の充放電を行った後、図１８（Ａ）に示すように外装体１１０の一部を切り取ってガスを抜くこととする。
【０１３０】
［１０．再封止］
次に、エージングの際に切り取られた外装体１１０の一辺（図１８（Ｂ）における領域１１０ｄ）を再び封止する（図１８（Ｂ））。上記の工程で、蓄電装置１００を作製することができる。
【０１３１】
次に、蓄電装置１００が有する積層体の製造方法の他の例について、図１９乃至図２３を用いて説明する。
【０１３２】
図１９に、蓄電装置１００ｂを示す。図１９（Ａ）は蓄電装置１００ｂの斜視図、図１９（Ｂ）は蓄電装置１００ｂの上面図である。図１９（Ｃ）は、図１９（Ｂ）に示す一点鎖線Ｄ１−Ｄ２における積層体１３０、正極リード１４１及び負極リード１４５の断面図である。また、図１９（Ｄ）は、図１９（Ｂ）に示す一点鎖線Ｅ１−Ｅ２における積層体１３０の断面図である。
【０１３３】
図１９に示す蓄電装置１００ｂのように、外装体１１０は、３辺が接着されていてもよい。
【０１３４】
図２０を用いて、図１９に示す蓄電装置１００ｂが有する積層体１３０の作製方法について説明する。
【０１３５】
まずセパレータ１０７上に、負極１１５を配置する（図２０（Ａ））。このとき、負極１１５が有する負極活物質層が、セパレータ１０７と重畳するように配置する。
【０１３６】
次に、セパレータ１０７を折り曲げ、負極１１５の上にセパレータ１０７を重ねる。次に、セパレータ１０７の上に、正極１１１を重ねる（図２０（Ｂ））。このとき、正極１１１が有する正極活物質層１０２が、セパレータ１０７および負極活物質層１０６と重畳するように配置する。なお、集電体の一方の面に活物質層が設けられた電極を用いる場合は、正極１１１の正極活物質層１０２と、負極１１５の負極活物質層１０６がセパレータ１０７を介して対向するように配置する。
【０１３７】
セパレータ１０７にポリプロピレン等の熱溶着が可能な材料を用いている場合は、セパレータ１０７同士が重畳している領域を熱溶着してから次の電極を重ねることで、作製工程中に電極がずれることを抑制できる。具体的には、負極１１５または正極１１１と重畳しておらず、セパレータ１０７同士が重畳している領域、たとえば図２０（Ｂ）の領域１０７ａで示す領域を熱溶着することが好ましい。
【０１３８】
この工程を繰り返すことで、図２０（Ｃ）に示すように、セパレータ１０７を挟んで正極１１１および負極１１５を積層することができる。
【０１３９】
なお、あらかじめ繰り返し折り曲げたセパレータ１０７に、複数の負極１１５および複数の正極１１１を交互に挟むように配置してもよい。
【０１４０】
次に、図２０（Ｃ）に示すように、セパレータ１０７で複数の正極１１１および複数の負極１１５を覆う。
【０１４１】
さらに、図２０（Ｄ）に示すように、セパレータ１０７同士が重畳している領域、例えば図２０（Ｄ）に示す領域１０７ｂを熱溶着することで、複数の正極１１１と複数の負極１１５を、セパレータ１０７によって覆い、結束する。
【０１４２】
なお、複数の正極１１１、複数の負極１１５およびセパレータ１０７を、結束材を用いて結束してもよい。
【０１４３】
このような工程で正極１１１および負極１１５を積層するため、セパレータ１０７は、１枚のセパレータ１０７の中で、正極１１１と負極１１５に挟まれている領域と、複数の正極１１１と複数の負極１１５を覆うように配置されている領域とを有する。
【０１４４】
換言すれば、図１９の蓄電装置１００ｂが有するセパレータ１０７は、一部が折りたたまれた１枚のセパレータである。セパレータ１０７の折りたたまれた領域に、複数の正極１１１と、複数の負極１１５が挟まれている。
【０１４５】
図２１及び図２２に、図１９と異なる蓄電装置１００ｃを示す。図２１（Ａ）は蓄電装置１００ｃの斜視図、図２１（Ｂ）は蓄電装置１００ｃの上面図である。図２１（Ｃ１）は第１の積層体１３０ａ、図２１（Ｃ２）は第２の積層体１３０ｂの断面図である。図２１（Ｄ）は、図２１（Ｂ）に示す一点鎖線Ｅ１−Ｅ２における積層体１３０の断面図である。図２２は、図２１（Ｂ）の一点鎖線Ｄ１−Ｄ２における断面図である。
【０１４６】
図２１に示す蓄電装置１００ｃは、正極１１１と負極１１５の配置、およびセパレータ１０７の配置が図１９の蓄電装置１００ｂと異なる。
【０１４７】
図２１（Ｄ）及び図２２に示すように、蓄電装置１００ｃにおいて、積層体１３０は、複数の第１の積層体１３０ａおよび複数の第２の積層体１３０ｂを組み合わせることにより構成される。
【０１４８】
図２１（Ｃ１）に示すように、第１の積層体１３０ａでは、正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２を有する正極１１１ｂ、セパレータ１０７、負極集電体１０５の両面に負極活物質層１０６を有する負極１１５ｂ、セパレータ１０７、正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２を有する正極１１１ｂがこの順に積層されている。また図２１（Ｃ２）に示すように、第２の積層体１３０ｂでは、負極集電体１０５の両面に負極活物質層１０６を有する負極１１５ｂ、セパレータ１０７、正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２を有する正極１１１ｂ、セパレータ１０７、負極集電体１０５の両面に負極活物質層１０６を有する負極１１５ｂがこの順に積層されている。
【０１４９】
さらに図２１（Ｄ）に示すように、複数の第１の積層体１３０ａおよび複数の第２の積層体１３０ｂは、巻回したセパレータ１０７によって覆われている。
【０１５０】
図２３を用いて、図２１に示す蓄電装置１００ｃの作製方法の一部について説明する。
【０１５１】
まずセパレータ１０７上に、第１の積層体１３０ａを配置する（図２３（Ａ））。
【０１５２】
次に、セパレータ１０７を折り曲げ、第１の積層体１３０ａの上にセパレータ１０７を重ねる。次に、第１の積層体１３０ａの上下に、セパレータ１０７を介して、２組の第２の積層体１３０ｂを重ねる（図２３（Ｂ））。
【０１５３】
次に、セパレータ１０７を、２組の第２の積層体１３０ｂを覆うように巻回させる。さらに、２組の第２の積層体１３０ｂの上下に、セパレータ１０７を介して、２組の第１の積層体１３０ａを重ねる（図２３（Ｃ））。
【０１５４】
次に、セパレータ１０７を、２組の第１の積層体１３０ａを覆うように巻回させる（図２３（Ｄ））。
【０１５５】
このような工程で複数の第１の積層体１３０ａおよび複数の第２の積層体１３０ｂを積み重ねるため、これらの積層体は、渦巻き状に巻回されたセパレータ１０７の間に配置される。
【０１５６】
なお、最も外側に配置される第１の積層体１３０ａの正極１１１ｂは、外側には正極活物質層１０２を設けないことが好ましい。
【０１５７】
また図２１（Ｃ１）および（Ｃ２）では、積層体が３枚の電極と２枚のセパレータを有する構成を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。電極を４枚以上、セパレータを３枚以上有する構成としてもよい。電極を増やすことで、蓄電装置１００ｃの容量をより向上させることができる。また電極を２枚、セパレータを１枚有する構成としてもよい。電極が少ない場合、より湾曲に強い蓄電装置１００ｃとすることができる。また図２１（Ｄ）では、蓄電装置１００ｃが第１の積層体１３０ａを３組、第２の積層体を２組有する構成を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。さらに多くの積層体を有する構成としてもよい。積層体を増やすことで、蓄電装置１００ｃの容量をより向上させることができる。またより少なり積層体を有する構成としてもよい。積層体が少ない場合、より湾曲しやすい蓄電装置とすることができる。
【０１５８】
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。
【０１５９】
（実施の形態３）
本実施の形態では、図２４、図２５および図２６を用いて本発明の一態様に係る蓄電装置に用いることのできる材料の詳細について説明する。
【０１６０】
［１．正極］
正極１１１は、正極集電体１０１と、正極集電体１０１に設けられた正極活物質層１０２などにより構成される。
【０１６１】
正極集電体１０１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１０１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１０１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１０１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。
【０１６２】
正極活物質層１０２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１０２の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。
【０１６３】
正極活物質層１０２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。
【０１６４】
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。
【０１６５】
また、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のマンガンを含むスピネル型の結晶構造を有するリチウム含有材料に、少量のニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２やＬｉＮｉ１−ｘＭｘＯ２（０＜ｘ＜１）（Ｍ＝Ｃｏ、Ａｌ等））を混合すると、これを用いた蓄電装置の特性を向上させることができ好ましい。
【０１６６】
また、正極活物質として、組成式ＬｉａＭｎｂＭｃＯｄで表すことができるリチウムマンガン複合酸化物を用いることができる。ここで、元素Ｍは、リチウム、マンガン以外から選ばれた金属元素、またはシリコン、リンを用いることが好ましく、ニッケルであることがさらに好ましい。また、リチウムマンガン複合酸化物の粒子全体を測定する場合、放電時に０＜ａ／（ｂ＋ｃ）＜２、かつｃ＞０、かつ０．２６≦（ｂ＋ｃ）／ｄ＜０．５を満たすことが好ましい。なお、リチウムマンガン複合酸化物の粒子全体の金属、シリコン、リン等の組成は、例えばＩＣＰ−ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析計）を用いて測定することができる。またリチウムマンガン複合酸化物の粒子全体の酸素の組成は、例えばＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析法）を用いて測定することが可能である。また、ＩＣＰ−ＭＳ分析と併用して、融解ガス分析、ＸＡＦＳ（Ｘ線吸収微細構造）分析の価数評価を用いることで求めることができる。なお、リチウムマンガン複合酸化物とは、少なくともリチウムとマンガンとを含む酸化物をいい、クロム、コバルト、アルミニウム、ニッケル、鉄、マグネシウム、モリブデン、亜鉛、インジウム、ガリウム、銅、チタン、ニオブ、シリコン、およびリンなどからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を含んでいてもよい。
【０１６７】
なお、高容量を発現させるために、表層部と中心部で、結晶構造、結晶方位または酸素含有量が異なる領域を有するリチウムマンガン複合酸化物とすることが好ましい。このようなリチウムマンガン複合酸化物とするために、組成式がＬｉａＭｎｂＮｉｃＯｄ（１．６≦ａ≦１．８４８、０．１９≦ｃ／ｂ≦０．９３５、２．５≦ｄ≦３）の範囲とすることが好ましい。さらに、Ｌｉ１．６８Ｍｎ０．８０６２Ｎｉ０．３１８Ｏ３の組成式であらわされるリチウムマンガン複合酸化物を用いることが特に好ましい。本明細書等において、Ｌｉ１．６８Ｍｎ０．８０６２Ｎｉ０．３１８Ｏ３の組成式であらわされるリチウムマンガン複合酸化物とは、材料の量の割合（モル比）を、Ｌｉ２ＣＯ３：ＭｎＣＯ３：ＮｉＯ＝０．８４：０．８０６２：０．３１８とすることにより形成したリチウムマンガン複合酸化物をいう。そのため該リチウムマンガン複合酸化物は、組成式Ｌｉ１．６８Ｍｎ０．８０６２Ｎｉ０．３１８Ｏ３で表されるが、この組成からずれることもある。
【０１６８】
結晶構造、結晶方位または酸素含有量が異なる領域を有するリチウムマンガン複合酸化物の粒子の断面図の例を図２４に示す。
【０１６９】
図２４（Ａ）に示すように、結晶構造、結晶方位または酸素含有量が異なる領域を有するリチウムマンガン複合酸化物は、第１の領域３３１と、第２の領域３３２と、第３の領域３３３を有することが好ましい。第２の領域３３２は、第１の領域３３１の外側の少なくとも一部に接続する。ここで、外側とは、粒子の表面により近いことを示す。また、第３の領域３３３は、リチウムマンガン複合酸化物を有する粒子の、表面と一致する領域を有することが好ましい。
【０１７０】
また、図２４（Ｂ）に示すように、第１の領域３３１は、第２の領域３３２に覆われない領域を有してもよい。また、第２の領域３３２は、第３の領域３３３に覆われない領域を有してもよい。また、例えば第１の領域３３１に第３の領域３３３が接続する領域を有してもよい。また、第１の領域３３１は、第２の領域３３２および第３の領域３３３のいずれにも覆われない領域を有してもよい。
【０１７１】
第２の領域３３２は、第１の領域３３１と異なる組成を有することが好ましい。
【０１７２】
例えば、第１の領域３３１と第２の領域３３２の組成を分けて測定し、第１の領域３３１がリチウム、マンガン、元素Ｍおよび酸素を有し、第２の領域３３２がリチウム、マンガン、元素Ｍおよび酸素を有し、第１の領域３３１のリチウム、マンガン、元素Ｍ、および酸素の原子数比はａ１：ｂ１：ｃ１：ｄ１で表され、第２の領域３３２のリチウム、マンガン、元素Ｍ、および酸素の原子数比はａ２：ｂ２：ｃ２：ｄ２で表される場合について説明する。なお、第１の領域３３１と第２の領域３３２のそれぞれの組成は、例えばＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）を用いたＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析法）で測定することができる。ＥＤＸを用いた測定では、リチウムの組成の測定が困難な場合がある。そのため、以下では、第１の領域３３１と第２の領域３３２の組成の違いは、リチウム以外の元素について述べる。ここで、ｄ１／（ｂ１＋ｃ１）は２．２以上が好ましく、２．３以上であることがより好ましく、２．３５以上３以下であることがさらに好ましい。また、ｄ２／（ｂ２＋ｃ２）は２．２未満であることが好ましく、２．１未満であることがより好ましく、１．１以上１．９以下であることがさらに好ましい。またこの場合でも、第１の領域３３１と第２の領域３３２を含むリチウムマンガン複合酸化物粒子全体の組成は、前述の０．２６≦（ｂ＋ｃ）／ｄ＜０．５を満たすことが好ましい。
【０１７３】
また、第２の領域３３２が有するマンガンは、第１の領域３３１が有するマンガンと異なる価数を有してもよい。また、第２の領域３３２が有する元素Ｍは、第１の領域３３１が有する元素Ｍと異なる価数を有してもよい。
【０１７４】
より具体的には、第１の領域３３１は、層状岩塩型の結晶構造を有するリチウムマンガン複合酸化物であることが好ましい。また第２の領域３３２は、スピネル型の結晶構造を有するリチウムマンガン複合酸化物であることが好ましい。
【０１７５】
ここで、各領域の組成や、元素の価数に空間的な分布がある場合には、例えば複数の箇所についてその組成や価数を評価し、その平均値を算出し、該領域の組成や価数としてもよい。
【０１７６】
また、第２の領域３３２と第１の領域３３１との間に、遷移層を有してもよい。ここで遷移層とは、例えば組成が連続的、あるいは段階的に変化する領域である。または、遷移層とは、結晶構造が連続的、あるいは段階的に変化する領域である。または、遷移層とは、結晶の格子定数が連続的、あるいは段階的に変化する領域である。または、第２の領域３３２と第１の領域３３１との間に、混合層を有してもよい。ここで混合層とは、例えば異なる結晶方位を有する２以上の結晶が混合する場合を指す。あるいは、混合層とは、例えば異なる結晶構造を有する２以上の結晶が混合する場合を指す。あるいは、混合層とは、例えば異なる組成を有する２以上の結晶が混合する場合を指す。
【０１７７】
第３の領域３３３には、炭素または金属化合物を用いることができる。ここで、金属としては例えばコバルト、アルミニウム、ニッケル、鉄、マンガン、チタン、亜鉛、リチウム等が挙げられる。金属化合物の一例として、これらの金属の酸化物や、フッ化物などが挙げられる。
【０１７８】
第３の領域３３３は、上記の中でも、炭素を有することが特に好ましい。炭素は導電性が高いため、炭素で被覆された粒子を蓄電池の電極に用いることにより、例えば電極の抵抗を低くすることができる。また、第３の領域３３３が炭素を有することで、第３の領域３３３と接続する第２の領域３３２を酸化することができる。また、第３の領域３３３はグラフェンを有してもよく、酸化グラフェンを有してもよく、還元した酸化グラフェンを有してもよい。グラフェンおよび還元された酸化グラフェンは、高い導電性を有するという優れた電気特性、および柔軟性並びに機械的強度が高いという優れた物理特性を有する。またリチウムマンガン複合酸化物の粒子を効率よく被覆することができる。
【０１７９】
第３の領域３３３が、グラフェンをはじめとする炭素を有することで、リチウムマンガン複合酸化物を正極材料に用いた蓄電装置の、サイクル特性を向上させることができる。
【０１８０】
炭素を含む層の膜厚は、０．４ｎｍ以上４０ｎｍ以下とすることが好ましい。
【０１８１】
また、リチウムマンガン複合酸化物は、例えば、一次粒子の平均粒子径が、５ｎｍ以上５０μｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることがより好ましい。また比表面積が５ｍ２／ｇ以上１５ｍ２／ｇ以下であることが好ましい。また、二次粒子の平均粒子径は、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。なお平均粒子径は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）またはＴＥＭによる観察、またはレーザ回折・散乱法を用いた粒度分布計等によって測定することができる。また比表面積は、ガス吸着法により測定することができる。
【０１８２】
または、正極活物質として、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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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。
【０１８７】
なお、図示しないが、正極活物質層１０２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１０２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。
【０１８８】
粒状の正極活物質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。
【０１８９】
導電助剤としては、例えば炭素材料、金属材料、又は導電性セラミックス材料等を用いることができる。また、導電助剤として繊維状の材料を用いてもよい。活物質層の総量に対する導電助剤の含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が好ましく、１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下がより好ましい。
【０１９０】
導電助剤により、電極中に電気伝導のネットワークを形成することができる。導電助剤により、活物質どうしの電気伝導の経路を維持することができる。活物質層中に導電助剤を添加することにより、高い電気伝導性を有する活物質層を実現することができる。
【０１９１】
導電助剤としては、例えば天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ等の人造黒鉛、炭素繊維などを用いることができる。炭素繊維としては、例えばメソフェーズピッチ系炭素繊維、等方性ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維を用いることができる。また炭素繊維として、カーボンナノファイバーやカーボンナノチューブなどを用いることができる。カーボンナノチューブは、例えば気相成長法などで作製することができる。また、導電助剤として、例えばカーボンブラック（アセチレンブラック（ＡＢ）など）、グラファイト（黒鉛）粒子、グラフェン、フラーレンなどの炭素材料を用いることができる。また、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金などの金属粉末や金属繊維、導電性セラミックス材料等を用いることができる。
【０１９２】
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。
【０１９３】
なお、本明細書において、グラフェンは、単層のグラフェン、又は２層以上１００層以下の多層グラフェンを含む。単層グラフェンとは、π結合を有する１原子層の炭素分子のシートのことをいう。また、酸化グラフェンとは、上記グラフェンが酸化された化合物のことをいう。なお、酸化グラフェンを還元してグラフェンを形成する場合、酸化グラフェンに含まれる酸素は全て脱離されずに、一部の酸素はグラフェンに残存する。グラフェンに酸素が含まれる場合、酸素の割合は、Ｘ線光電子分光法（ＸＰＳ：Ｘ−ｒａｙ  Ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｓｐｅｃｔｒｏｓｃｏｐｙ：）で測定した場合にグラフェン全体の２ａｔｏｍｉｃ％以上１１ａｔｏｍｉｃ％以下、好ましくは３ａｔｏｍｉｃ％以上１０ａｔｏｍｉｃ％以下である。
【０１９４】
グラフェンは、接触抵抗の低い面接触を可能とするものであり、また、薄くても導電性が非常に高く、少ない量でも効率よく活物質層内で導電パスを形成することができる。
【０１９５】
平均粒径の小さい活物質、例えば１μｍ以下の活物質を用いる場合には、活物質の比表面積が大きく、活物質同士を繋ぐ導電パスがより多く必要となる。このような場合には、導電性が非常に高く少ない量でも効率よく導電パスを形成することができるグラフェンを用いることが、特に好ましい。
【０１９６】
以下では、正極活物質層に、導電助剤としてグラフェンを用いる場合の断面構成例を説明する。なお、負極活物質層に導電助剤としてグラフェンを用いてもよい。
【０１９７】
図２５（Ａ）に、正極活物質層１０２および正極集電体１０１の縦断面図を示す。正極活物質層１０２は、粒状の正極活物質３２２と、導電助剤としてのグラフェン３２１と、結着剤（バインダともいう。図示せず）と、を含む。
【０１９８】
正極活物質層１０２の縦断面においては、図２５（Ａ）に示すように、正極活物質層１０２の内部において概略均一にシート状のグラフェン３２１が、面接触する程度に正極活物質を覆っている。図２５（Ａ）においてはグラフェン３２１を模式的に太線で表しているが、実際には炭素分子の単層又は多層の厚みを有する薄膜である。複数のグラフェン３２１は、複数の粒状の正極活物質３２２を包むように、覆うように、あるいは複数の粒状の正極活物質３２２の表面上に張り付くように形成されているため、互いに面接触している。また、グラフェン３２１どうしも互いに面接触することで、複数のグラフェン３２１により三次元的な電気伝導のネットワークを形成している。
【０１９９】
これはグラフェン３２１の形成に、極性溶媒中での分散性が極めて高い酸化グラフェンを用いるためである。均一に分散した酸化グラフェンを含有する分散媒から溶媒を揮発除去し、酸化グラフェンを還元してグラフェンとするため、正極活物質層１０２に残留するグラフェン３２１は部分的に重なり合い、互いに面接触する程度に正極活物質を覆うことで電気伝導の経路を形成している。なお、酸化グラフェンの還元は、例えば熱処理により行ってもよいし、還元剤を用いて行ってもよい。
【０２００】
従って、活物質と点接触するアセチレンブラック等の粒状の導電助剤と異なり、グラフェン３２１は接触抵抗の低い面接触を可能とするものであるから、導電助剤の量を増加させることなく、粒状の正極活物質３２２とグラフェン３２１との電気伝導性を向上させることができる。よって、正極活物質３２２の正極活物質層１０２における比率を増加させることができる。これにより、蓄電装置の放電容量を増加させることができる。
【０２０１】
また、グラフェン同士が結合することにより、網目状のグラフェン（以下グラフェンネットと呼ぶ）を形成することができる。活物質をグラフェンネットが被覆する場合に、グラフェンネットは粒子間を結合するバインダとしても機能することができる。よって、バインダの量を少なくすることができる、又は使用しないことができるため、電極体積や電極重量に占める活物質の比率を向上させることができる。すなわち、蓄電装置の容量を増加させることができる。
【０２０２】
上記のような、正極活物質層または負極活物質層に、導電助剤としてグラフェンを用いる構成は、可撓性を有する蓄電装置において特に有効である。
【０２０３】
図２６（Ａ）に、従来例として、導電助剤にアセチレンブラックをはじめとする粒子状の導電助剤３２３を用いた場合の正極活物質層１０２および正極集電体１０１の縦断面図を示す。正極活物質３２２同士は、粒子状の導電助剤３２３との接触によって電気伝導のネットワークが形成されている。
【０２０４】
図２６（Ｂ）に、図２６（Ａ）の正極活物質層１０２および正極集電体１０１を曲げる場合を示す。図２６（Ｂ）のように、導電助剤に粒子状の導電助剤３２３を用いると、正極活物質層１０２が曲がるのに伴って正極活物質３２２同士の距離が変化し、正極活物質３２２同士の電気伝導のネットワークの一部が切れてしまう恐れがある。
【０２０５】
一方、導電助剤としてグラフェンを用いた図２５（Ａ）の正極活物質層１０２および正極集電体１０１を曲げる場合を図２５（Ｂ）に示す。グラフェンは柔軟性を有するシートであるため、図２５（Ｂ）のように正極活物質層１０２が曲がるのに伴って正極活物質３２２同士の距離が変化しても、電気伝導のネットワークを維持することができる。
【０２０６】
本発明の一態様の蓄電装置に用いる電極は様々な方法で作製することができる。例えば、塗布法を用いて集電体上に活物質層を形成する場合は、活物質とバインダと導電助剤と分散媒（溶媒ともいう）を混合してペーストを作製し、集電体上にペーストを塗布して、分散媒を気化させればよい。その後、必要があれば、ロールプレス法や平板プレス法等の圧縮方法によりプレスして圧密化してもよい。
【０２０７】
分散媒としては、例えば、水や、Ｎ−メチルピロリドン（ＮＭＰ）やジメチルホルムアミド等の極性を有する有機溶媒等を用いることができる。安全性とコストの観点から、水を用いることが好ましい。
【０２０８】
バインダとしては、例えば水溶性の高分子を含むことが好ましい。水溶性の高分子としては、例えば多糖類などを用いることができる。多糖類としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ジアセチルセルロース、再生セルロースなどのセルロース誘導体や、澱粉などを用いることができる。
【０２０９】
また、バインダとしては、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、フッ素ゴム、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、前述の水溶性の高分子と併用して用いると、さらに好ましい。
【０２１０】
または、バインダとしては、ポリスチレン、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル（ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、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）、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、ポリ酢酸ビニル、ニトロセルロース等の材料を用いることが好ましい。
【０２１１】
バインダは上記のうち二種類以上を組み合わせて使用してもよい。
【０２１２】
正極活物質層１０２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１０２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。
【０２１３】
塗布法を用いて正極活物質層１０２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１０１上に塗布して乾燥させればよい。
【０２１４】
［２．負極］
負極１１５は、負極集電体１０５と、負極集電体１０５上に形成された負極活物質層１０６などにより構成される。
【０２１５】
負極集電体１０５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１０５は、箔状、板状（シート状）、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。負極集電体１０５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１０５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。
【０２１６】
なお、負極集電体の材料をステンレス、チタンなどの強度のあるものとすると、負極活物質層の膨張に伴う負極集電体の変形に耐えることができ、好ましい。これは、負極活物質として、ケイ素を含む材料をはじめとする充放電に伴う体積の変化が大きい材料を用いる場合に特に好適である。
【０２１７】
負極活物質層１０６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１０６の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。負極活物質層に用いるバインダおよび導電助剤の材料は、正極活物質層に用いるバインダおよび導電助剤の材料を参酌することができる。
【０２１８】
負極活物質としては、リチウムの溶解・析出、又はリチウムイオンとの可逆的な反応が可能な材料を用いることができ、リチウム金属、炭素系材料、合金系材料等を用いることができる。
【０２１９】
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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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（０．１−０．３Ｖ  ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）。これにより、リチウムイオン蓄電装置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。
【０２２３】
また、負極活物質には上述の炭素材の他、キャリアイオンとの合金化、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を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、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、及びＩｎ等の元素のうちの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。
【０２２４】
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。
【０２２５】
なお、ＳｉＯとは、ケイ素酸化物の粉末を指しており、ＳｉＯｙ（２＞ｙ＞０）とも表記できる。ＳｉＯは、ケイ素リッチの部分を含んでいてもよい。例えばＳｉＯは、Ｓｉ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｏ４、またはＳｉ２Ｏから選ばれた単数または複数を含む材料や、Ｓｉの粉末と二酸化ケイ素ＳｉＯ２の混合物も含む。また、ＳｉＯは他の元素（炭素、窒素、鉄、アルミニウム、銅、チタン、カルシウム、マンガンなど）を含む場合もある。即ち、単結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、多結晶Ｓｉ、Ｓｉ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｏ４、Ｓｉ２Ｏ、ＳｉＯ２から選ばれる複数を含む材料を指しており、ＳｉＯは有色材料である。ＳｉＯではないＳｉＯｘ（Ｘは２以上）であれば無色透明、或いは白色であり、区別することができる。ただし、蓄電装置の材料としてＳｉＯを用いて蓄電装置を作製した後、充放電を繰り返すなどによって、ＳｉＯが酸化した場合には、ＳｉＯ２に変質する場合もある。
【０２２６】
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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
塗布法を用いて負極活物質層１０６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１０５上に塗布して乾燥させればよい。
【０２３０】
また、負極活物質層１０６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１０５と負極活物質層１０６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１０６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１０５と負極活物質層１０６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。
【０２３１】
また、負極活物質層１０６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１０６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。
【０２３２】
このような負極活物質層１０６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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
負極活物質層１０６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１０６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。
【０２３５】
［３．セパレータ］
セパレータ１０７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、ポリフェニレンサルファイド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。また、耐熱性を高めるために、ポリエステル不織布に、セラミック塗布やアラミドのコーティングを行ったセパレータを用いてもよい。
【０２３６】
［４．電解液］
蓄電装置１００に用いる電解液１０８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。
【０２３７】
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、蓄電体の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても、蓄電装置の破裂や発火などを防ぐことができる。
【０２３８】
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（ＦＳＯ２）２、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。
【０２３９】
電解液にポリマーを添加し、ゲル状にしてもよい。電解液をゲル状にすることにより、漏液性等に対する安全性が高まる。また、蓄電装置の薄型化及び軽量化が可能である。電解液をゲル状にすることのできるポリマーとしては、例えば、ポリアルキレンオキシド系、ポリアクリロニトリル系、ポリフッ化ビニリデン系、ポリアクリレート系、ポリメタクリレート系ポリマーを用いることができる。なお本明細書等において、例えばポリフッ化ビニリデン系ポリマーとは、ポリフッ化ビニリデンを含むポリマーを意味し、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重合体等を含む。形成されるポリマーは、多孔質形状を有してもよい。
【０２４０】
ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）等を用いることで、上記のポリマーを定性分析することができる。例えばポリフッ化ビニリデン系ポリマーは、ＦＴ−ＩＲで得たスペクトルに、Ｃ−Ｆ結合を示す吸収を有する。またポリアクリロニトリル系ポリマーは、ＦＴ−ＩＲで得たスペクトルに、Ｃ≡Ｎ結合を示す吸収を有する。
【０２４１】
また、蓄電装置に用いる電解液は、粒状のごみや電解液の構成元素以外の元素（以下、単に「不純物」ともいう。）の含有量が少ない高純度化された電解液を用いることが好ましい。具体的には、電解液に対する不純物の重量比を１％以下、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．０１％以下とすることが好ましい。また、電解液にビニレンカーボネートなどの添加剤を加えてもよい。
【０２４２】
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。
【０２４３】
［５．外装体］
外装体の材料としては、実施の形態１で説明したフィルムを用いることができる。
【０２４４】
また、外装体１１０はエンボス加工等により、凹部、凸部、または凹部および凸部が形成されていることが好ましい。
【０２４５】
金属箔を有するフィルムは、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１１０の表面積が増大するため、放熱効果に優れている。
【０２４６】
また、外部から力を加えて蓄電装置１００の形状を変化させた場合、蓄電装置１００の外装体１１０のうち、曲げ中心から近い内側の外装体１１０には圧縮応力がかかり、曲げ中心から遠い外側の外装体１１０には引っ張り応力がかかる。これらの応力によって外装体がひずみ、外装体１１０の一部が変形または一部破壊が生じる恐れがある。
【０２４７】
外装体１１０にエンボス加工等で凹部または凸部を形成することにより、外装体１１０の沿面距離を増大させ、単位長さ当たりの圧縮応力および引っ張り応力を緩和することができる。よって、蓄電装置１００の信頼性を高めることができる。
【０２４８】
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１１０に凹部または凸部を形成することにより、二次電池の外部から力を加えて生じるひずみによる影響を抑えることができる、とも言うことができる。
【０２４９】
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。
【０２５０】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した蓄電装置を電子機器に実装する例について説明する。
【０２５１】
可撓性を有する蓄電装置を、腕章型の電子機器に実装する例を図２７に示す。図２７に示す腕章型デバイス７３００は、腕７３０１に装着することが可能であり、曲面を有する表示部と、曲げることのできる蓄電装置とを有する。
【０２５２】
なお、表示部において、表示素子、表示素子を有する装置である表示装置、発光素子、及び発光素子を有する装置である発光装置は、様々な形態を用いること、又は様々な素子を有することが出来る。表示素子、表示装置、発光素子又は発光装置は、例えば、ＥＬ（エレクトロルミネッセンス）素子（有機物及び無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機ＥＬ素子）、ＬＥＤ（白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなど）、トランジスタ（電流に応じて発光するトランジスタ）、電子放出素子、液晶素子、電子インク、電気泳動素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ）、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）を用いた表示素子、デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、ＤＭＳ（デジタル・マイクロ・シャッター）、ＭＩＲＡＳＯＬ（登録商標）、ＩＭＯＤ（インターフェアレンス・モジュレーション）素子、シャッター方式のＭＥＭＳ表示素子、光干渉方式のＭＥＭＳ表示素子、エレクトロウェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、または、カーボンナノチューブを用いた表示素子、などの少なくとも一つを有している。これらの他にも、表示素子、表示装置、発光素子又は発光装置は、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射率、透過率などが変化する表示媒体を有する場合がある。ＥＬ素子を用いた表示装置の一例としては、ＥＬディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例としては、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）又はＳＥＤ方式平面型ディスプレイ（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ−ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ−ｅｍｉｔｔｅｒ  Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディスプレイ（透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ）などがある。電子インク、電子粉流体（登録商標）、又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーなどがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合には、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにすればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、ＳＲＡＭなどの記憶回路を設けることも可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。なお、ＬＥＤを用いる場合、ＬＥＤの電極や窒化物半導体の下に、グラフェンやグラファイトを配置してもよい。グラフェンやグラファイトは、複数の層を重ねて、多層膜としてもよい。このように、グラフェンやグラファイトを設けることにより、その上に、窒化物半導体、例えば、結晶を有するｎ型ＧａＮ半導体層などを容易に成膜することができる。さらに、その上に、結晶を有するｐ型ＧａＮ半導体層などを設けて、ＬＥＤを構成することができる。なお、グラフェンやグラファイトと、結晶を有するｎ型ＧａＮ半導体層との間に、ＡｌＮ層を設けてもよい。なお、ＬＥＤが有するＧａＮ半導体層は、ＭＯＣＶＤで成膜してもよい。ただし、グ��フェンを設けることにより、ＬＥＤが有するＧａＮ半導体層は、スパッタ法で成膜することも可能である。
【０２５３】
さらに、腕章型デバイス７３００は機能素子を１つまたは複数有することが好ましく、例えばセンサとして、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。また、タッチパネル、アンテナ、発電素子、スピーカなどの機能素子を有してもよい。
【０２５４】
例えば、夜間において腕章型デバイス７３００を使用者の腕に装着して表示部を発光させれば、交通の安全効果が得られる。また、スポーツ分野においても腕章型デバイス７３００を有用に使用できる。また、工事現場等においてもヘルメットを装着した作業者が、腕章型デバイス７３００を腕に装着し、操作することで安全に作業を行えるよう通信や他の人の位置情報を容易に取得することができる。
【０２５５】
可撓性を有する蓄電装置をその他の電子機器に実装する例を図２８に示す。可撓性を有す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。
【０２５６】
また、可撓性を有する蓄電装置を、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。
【０２５７】
図２８（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。
【０２５８】
図２８（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２８（Ｃ）に示す。蓄電装置７４０７は薄型の蓄電装置である。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ることにより、集電体７４０９と活物質層との密着性を向上させている。それによって、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。
【０２５９】
図２８（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２８（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。
【０２６０】
また、湾曲可能な蓄電装置は、様々な電子機器において空間効率よく搭載することができる。例えば図２８（Ｆ）に示すストーブ７５００は、本体７５１２にモジュール７５１１が取り付けられ、モジュール７５１１は、蓄電装置７５０１、モーター、ファン、送風口７５１１ａ、熱電発電装置を有する。ストーブ７５００では、開口部７５１２ａから燃料を投入、着火した後、蓄電装置７５０１の電力を用いてモジュール７５１１のモーターとファンを回転させ、送風口７５１１ａから外気をストーブ７５００の内部に送ることができる。このように外気を効率よく取り込めるため火力の強いストーブとすることが可能である。さらに、燃料の燃焼に得た熱エネルギーを用いて、上部のグリル７５１３において調理することが可能である。また該熱エネルギーをモジュール７５１１の熱電発電装置により電力に変換し、蓄電装置７５０１に充電することができる。さらに、蓄電装置７５０１に充電された電力を外部端子７５１１ｂより出力することができる。
【０２６１】
図２９（Ａ）および図２９（Ｂ）に、２つ折り可能なタブレット型端末の一例を示す。図２９（Ａ）および図２９（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２９（Ａ）は、タブレット型端末９６００を開いた状態を示し、図２９（Ｂ）は、タブレット型端末９６００を閉じた状態を示している。
【０２６２】
また、タブレット型端末９６００は、筐体９６３０ａおよび筐体９６３０ｂの内部に蓄電装置９６３５を有する。蓄電装置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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
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。
【０２６７】
また、図２９（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。
【０２６８】
図２９（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を有する。また、蓄電装置９６３５として、本発明の一態様の蓄電装置を用いる。
【０２６９】
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装置を用いた蓄電装置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。
【０２７０】
また、この他にも図２９（Ａ）および図２９（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。
【０２７１】
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の一面又は二面に設けることができ、蓄電装置９６３５の充電を効率的に行う構成とすることができる。なお蓄電装置９６３５としては、本発明の一態様の蓄電装置を用いると、充放電の繰り返しに伴う放電容量の低下を抑制することができるため、長期にわたって使用することのできるタブレット端末とすることができる。
【０２７２】
また、図２９（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２９（Ｃ）にブロック図を示し説明する。図２９（Ｃ）には、太陽電池９６３３、蓄電装置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、蓄電装置９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図２９（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４に対応する箇所となる。
【０２７３】
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、蓄電装置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をオンにして蓄電装置９６３５の充電を行う構成とすればよい。
【０２７４】
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装置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。
【０２７５】
また、図３０に示すようなウェアラブルデバイスに実施の形態１で説明した蓄電装置を搭載することができる。
【０２７６】
例えば、図３０（Ａ）に示すような眼鏡型デバイス４００に搭載することができる。眼鏡型デバイス４００は、フレーム４００ａと、表示部４００ｂを有する。湾曲を有するフレーム４００ａのテンプル部に蓄電装置を搭載することで、重量バランスがよく継続使用時間の長い眼鏡型デバイス４００とすることができる。
【０２７７】
また、ヘッドセット型デバイス４０１に搭載することができる。ヘッドセット型デバイス４０１は、少なくともマイク部４０１ａと、フレキシブルパイプ４０１ｂと、イヤフォン部４０１ｃを有する。フレキシブルパイプ４０１ｂ内やイヤフォン部４０１ｃ内に蓄電装置を設けることができる。
【０２７８】
また、身体に直接取り付け可能なデバイス４０２に搭載することができる。デバイス４０２の薄型の筐体４０２ａの中に、蓄電装置４０２ｂを設けることができる。
【０２７９】
また、衣服に取り付け可能なデバイス４０３に搭載することができる。デバイス４０３の薄型の筐体４０３ａの中に、蓄電装置４０３ｂを設けることができる。
【０２８０】
また、腕時計型デバイス４０５に搭載することができる。腕時計型デバイス４０５は表示部４０５ａおよびベルト部４０５ｂを有し、表示部４０５ａまたはベルト部４０５ｂに、蓄電装置を設けることができる。
【０２８１】
また、ベルト型デバイス４０６に搭載することができる。ベルト型デバイス４０６は、ベルト部４０６ａおよびワイヤレス給電受電部４０６ｂを有し、ベルト部４０６ａの内部に、蓄電装置を搭載することができる。
【０２８２】
また、図３０（Ｂ１）に示すような腕輪型デバイス４０７に実施の形態１で説明した蓄電装置を搭載することができる。腕輪型デバイス４０７は、ケース４０７ａの中に、２つの湾曲した蓄電装置４０７ｂを有する。またケース４０７ａの表面には湾曲した表示部４０７ｃが設けられている。表示部４０７ｃに用いることのできる表示部については、図２７の表示部についての記載を参酌することができる。腕輪型デバイス４０７は、接続部４０７ｄとヒンジ部４０７ｅを有し、ヒンジ部４０７ｅを中心に接続部４０７ｄまでを動かすことができる。また接続部４０７ｄに設けられた外部端子を介して充電等を行うことができる。
【０２８３】
また、図３０（Ｂ２）に示すようなウェアラブルデバイス４１０に実施の形態１で説明した蓄電装置を搭載することができる。ウェアラブルデバイス４１０は、本体４１１の中に、湾曲した蓄電装置４１２とセンサ部４１３を有する。またウェアラブルデバイス４１０は、表示部４１５とバンド部４１４を有し、例えば手首に着用することができる。表示部４１５に用いることのできる表示部については、図２７の表示部についての記載を参酌することができる。表示部４１５には、図３０（Ｂ２）に示すように時刻をはじめとして、メールや電話の着信情報等、様々な情報を表示することができる。
【０２８４】
また、腕時計型デバイス４０５およびウェアラブルデバイス４１０は、腕に直接巻きつけるタイプのウェアラブルデバイスであるため、使用者の脈拍、血圧等を測定するセンサを搭載してもよい。使用者の運動量および健康に関するデータを蓄積し、健康維持に役立てることができる。
【０２８５】
さらに、上述の腕章型デバイス７３００、携帯電話機７４００、携帯表示装置７１００、タブレット型端末９６００、ベルト型デバイス４０６、腕時計型デバイス４０５、腕輪型デバイス４０７およびウェアラブルデバイス４１０をはじめとする、持ち歩くことのできるデバイスには、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）等の測位システムを搭載してもよい。使用者が自分の現在位置を知ることができるだけでなく、児童誘拐や徘徊行動等への対応に役立てることもできる。
【０２８６】
図３１に、他の電子機器の例を示す。図３１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。
【０２８７】
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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
図３１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３１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。
【０２９０】
なお、図３１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。
【０２９１】
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。
【０２９２】
図３１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３１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。
【０２９３】
なお、図３１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。
【０２９４】
図３１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３１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。
【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。
【０２９６】
（実施の形態５）
本実施の形態では、車両に実施の形態１で説明した蓄電装置を搭載する例を示す。
【０２９７】
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。
【０２９８】
図３２において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図３２（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。
【０２９９】
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。
【０３００】
図３２（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３２（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。
【０３０１】
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。
【０３０２】
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。
【０３０３】
本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【０３０４】
１００    蓄電装置
１００ｂ  蓄電装置
１００ｃ  蓄電装置
１０１    正極集電体
１０２    正極活物質層
１０５    負極集電体
１０６    負極活物質層
１０７    セパレータ
１０７Ａ  セパレータ
１０７Ｂ  セパレータ
１０７Ｃ  セパレータ
１０７Ｄ  セパレータ
１０７ａ  領域
１０７ｂ  領域
１０８    電解液
１０８ａ  電解液
１１０    外装体
１１０ａ  フィルム
１１０ｄ  領域
１１１    正極
１１１Ａ  正極
１１１Ｂ  正極
１１１Ｃ  正極
１１１Ｄ  正極
１１１ｂ  正極
１１５    負極
１１５Ａ  負極
１１５Ｂ  負極
１１５Ｃ  負極
１１５Ｄ  負極
１１５ｂ  負極
１２０    熱圧着領域
１２１    封止層
１２５    凹曲面
１２６    凸曲面
１３０    積層体
１３０Ａ  積層体
１３０Ｂ  積層体
１３０Ｃ  積層体
１３０Ｄ  積層体
１３０Ｅ  積層体
１３０Ｆ  積層体
１３０ａ  第１の積層体
１３０ｂ  第２の積層体
１４１    正極リード
１４５    負極リード
１５０    凹曲面
１５１    凸曲面
１５２    凹曲面
１５３    凸曲面
１５４    凹曲面
１５５    凸曲面
１５６    凹曲面
１５７    凸曲面
３２１    グラフェン
３２２    正極活物質
３２３    導電助剤
３３１    領域
３３２    領域
３３３    領域
４００    眼鏡型デバイス
４００ａ    フレーム
４００ｂ    表示部
４０１    ヘッドセット型デバイス
４０１ａ    マイク部
４０１ｂ    フレキシブルパイプ
４０１ｃ    イヤフォン部
４０２    デバイス
４０２ａ    筐体
４０２ｂ    蓄電装置
４０３    デバイス
４０３ａ    筐体
４０３ｂ    蓄電装置
４０５    腕時計型デバイス
４０５ａ    表示部
４０５ｂ    ベルト部
４０６    ベルト型デバイス
４０６ａ    ベルト部
４０６ｂ    ワイヤレス給電受電部
４０７    腕輪型デバイス
４０７ａ    ケース
４０７ｂ    蓄電装置
４０７ｃ    表示部
４０７ｄ    接続部
４０７ｅ    ヒンジ部
４１０    ウェアラブルデバイス
４１１    本体
４１２    蓄電装置
４１３    センサ部
４１４    バンド部
４１５    表示部
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
７３００    腕章型デバイス
７３０１    腕
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
７５００    ストーブ
７５０１    蓄電装置
７５１１    モジュール
７５１１ａ    送風口
７５１１ｂ    外部端子
７５１２    本体
７５１２ａ    開口部
７５１３    グリル
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
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    留め具
９６３０    筐体
９６３０ａ    筐体
９６３０ｂ    筐体
９６３１    表示部
９６３１ａ    表示部
９６３１ｂ    表示部
９６３２ａ    領域
９６３２ｂ    領域
９６３３    太陽電池
９６３４    充放電制御回路
９６３５    蓄電装置
９６３６    ＤＣＤＣコンバータ
９６３７    コンバータ
９６３８    操作キー
９６３９    ボタン
９６４０    可動部
【図１】
2016213185.tif 000003
【図２】
2016213185.tif 000004
【図３】
2016213185.tif 000005
【図４】
2016213185.tif 000006
【図５】
2016213185.tif 000007
【図６】
2016213185.tif 000008
【図７】
2016213185.tif 000009
【図８】
2016213185.tif 000010
【図９】
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【図１０】
2016213185.tif 000012
【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】
2016213185.tif 000020
【図１９】
2016213185.tif 000021
【図２０】
2016213185.tif 000022
【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
2016213185.tif 000028
【図２７】
2016213185.tif 000029
【図２８】
2016213185.tif 000030
【図２９】
2016213185.tif 000031
【図３０】
2016213185.tif 000032
【図３１】
2016213185.tif 000033
【図３２】
2016213185.tif 000034