(57)【要約】【課題】体積あたりの容量が高い二次電池を提供する。または、可撓性を有する新規な構造の二次電池を提供する。または、繰り返し曲げることのできる二次電池を提供する。または、信頼性の高い二次電池を提供する。または、寿命の長い二次電池を提供する。【解決手段】外装体は、前面と、背面と、第１の封止部と、第２の封止部と、を有し、前面は、第１の長辺と、第２の長辺と、第３の辺と、第４の辺と、を有し、第３の辺と、第４の辺は向かい合って位置し、第３の辺および第４の辺は第１の長辺と概略垂直に位置し、前面は、第３の封止部を有し、第１の封止部は、第３の辺に沿って設けられ、第２の封止部は、第４の辺に沿って設けられ、第３の封止部は、第１の封止部と重なる領域と、第２の封止部と重なる領域と、を有し、第１の端子および第２の端子のうち少なくともいずれか一は、第１の封止部に設けられる二次電池。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
外装体と、第１の端子と、第２の端子と、を有する二次電池であり、
前記外装体は、前面と、背面と、第１の封止部と、第２の封止部と、を有し、
前記前面は、第１の長辺と、第２の長辺と、第３の辺と、第４の辺と、を有し、
前記第３の辺と、前記第４の辺は向かい合って位置し、
前記第３の辺および前記第４の辺は前記第１の長辺と概略垂直に位置し、
前記前面は、第３の封止部を有し、
前記第１の封止部は、前記第３の辺に沿って設けられ、
前記第２の封止部は、前記第４の辺に沿って設けられ、
前記第３の封止部は、前記第１の封止部と重なる領域と、前記第２の封止部と重なる領域と、を有し、
前記第１の端子および前記第２の端子のうち少なくともいずれか一は、前記第１の封止部に設けられる二次電池。
【請求項２】
請求項１において、
前記外装体は前記第１の長辺を含む第１の側部と、前記第２の長辺を含む第２の側部と、を有し、
前記前面と、第１の側部と、第２の側部と、背面と、は一枚の部材から形成される二次電池。
【請求項３】
請求項１において、
前記外装体は前記第１の長辺を含む第１の側部と、前記第２の長辺を含む第２の側部と、を有し、
前記第１の側部は第１の折込部を有し、
前記第２の側部は第２の折込部を有する二次電池。
【請求項４】
請求項１乃至請求項３のいずれか一において、
前記二次電池は、正極および負極を有し、
前記第３の封止部は、前記正極および前記負極と重なる領域を有する二次電池。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記外装体は凹部または凸部が繰り返し設けられる形状を有する二次電池。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
前記二次電池は、前記第１の長辺に沿って繰り返し曲げることができる二次電池。
【請求項７】
外装体と、正極と、負極と、を有する二次電池であり、
前記外装体は第１の面と、第２の面と、第１の封止部と、を有し、
前記二次電池の断面において、前記第２の面は前記第１の面の上方に位置し、前記第１の封止部は前記第２の面上に位置し、前記正極および前記負極は前記第１の面と前記第２の面との間に位置する二次電池。
【請求項８】
外装体と、正極と、負極と、を有する二次電池であり、
前記外装体は第１の面と、第２の面と、第１の封止部と、を有し、
前記第１の封止部は、第３の面と、第４の面と、を有し、
前記第３の面と、前記第４の面と、は貼り合わされ、
前記二次電池の断面において、前記第２の面は前記第１の面の上方に位置し、前記第３の面は前記第２の面上に位置し、前記第４の面は前記第３の面上に位置し、前記正極および前記負極は前記第１の面と前記第２の面との間に位置する二次電池。
【請求項９】
請求項１乃至請求項８のいずれか一の二次電池が搭載される電子機器。
【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、蓄電装置、撮像装置、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、二次電池および二次電池の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ウェアラブルデバイスが盛んに開発されている。ウェアラブルデバイスは身に着けるという性質から、身体の曲面に沿って湾曲形状を有する、または身体の動きにあわせて湾曲することが好ましい。そのため、ウェアラブルデバイスに搭載する二次電池も、ディスプレイやそのほかの筐体と同様に、可撓性を有することが好ましい。
【０００３】
また、二次電池の外装体の密閉性を高めることが求められている。例えば、特許文献１には、ラミネート外装体を有する二次電池において、密閉性を高める例が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１８７７６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の一態様は、体積あたりの容量が高い二次電池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、可撓性を有する新規な構造の二次電池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、繰り返し曲げることのできる二次電池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、信頼性の高い二次電池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、寿命の長い二次電池を提供することを課題の一とする。
【０００６】
または、本発明の一態様は、新規な構造の二次電池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、新規な蓄電装置、新規な二次電池を搭載した電子機器などを提供することを課題の一とする。
【０００７】
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】
【０００８】
本発明の一態様は、外装体と、第１の端子と、第２の端子と、を有する二次電池であり、外装体は、前面と、背面と、第１の封止部と、第２の封止部と、を有し、前面は、第１の長辺と、第２の長辺と、第３の辺と、第４の辺と、を有し、第３の辺と、第４の辺は向かい合って位置し、第３の辺および第４の辺は第１の長辺と概略垂直に位置し、前面は、第３の封止部を有し、第１の封止部は、第３の辺に沿って設けられ、第２の封止部は、第４の辺に沿って設けられ、第３の封止部は、第１の封止部と重なる領域と、第２の封止部と重なる領域と、を有し、第１の端子および第２の端子のうち少なくともいずれか一は、第１の封止部に設けられる二次電池である。
【０００９】
上記構成において、外装体は第１の長辺を含む第１の側部と、第２の長辺を含む第２の側部と、を有し、前面と、第１の側部と、第２の側部と、背面と、は一枚の部材から形成されることが好ましい。また、上記構成において、外装体は第１の長辺を含む第１の側部と、第２の長辺を含む第２の側部と、を有し、第１の側部は第１の折込部を有し、第２の側部は第２の折込部を有することが好ましい。また、上記構成において、二次電池は、正極および負極を有し、第３の封止部は、正極および負極と重なる領域を有することが好ましい。また、上記構成において、外装体は凹部または凸部が繰り返し設けられる形状を有することが好ましい。また、上記構成において、二次電池は、第１の長辺に沿って繰り返し曲げることができることが好ましい。
【００１０】
または、本発明の一態様は、外装体と、正極と、負極と、を有する二次電池であり、外装体は第１の面と、第２の面と、第１の封止部と、を有し、二次電池の断面において、第２の面は第１の面の上方に位置し、第１の封止部は第２の面上に位置し、正極および負極は第１の面と第２の面との間に位置する二次電池である。
【００１１】
または、本発明の一態様は、外装体と、正極と、負極と、を有する二次電池であり、外装体は第１の面と、第２の面と、第１の封止部と、を有し、第１の封止部は、第３の面と、第４の面と、を有し、第３の面と、第４の面と、は貼り合わされ、二次電池の断面において、第２の面は第１の面の上方に位置し、第３の面は第２の面上に位置し、第４の面は第３の面上に位置し、正極および負極は第１の面と第２の面との間に位置する二次電池である。
【００１２】
または、本発明の一態様は、上記に示すいずれかの二次電池が搭載される電子機器である。
【発明の効果】
【００１３】
本発明の一態様により、体積あたりの容量が高い二次電池を提供することができる。また、本発明の一態様により、可撓性を有する新規な構造の二次電池を提供することができる。また、本発明の一態様により、繰り返し曲げることのできる二次電池を提供することができる。また、本発明の一態様により、信頼性の高い二次電池を提供することができる。また、本発明の一態様により、寿命の長い二次電池を提供することができる。
【００１４】
また、本発明の一態様により、新規な構造の二次電池を提供することができる。また、本発明の一態様により、新規な蓄電装置、新規な二次電池を搭載した電子機器などを提供することができる。
【００１５】
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】
【００１６】
【図１】二次電池の構成の例を説明する上面図および断面図。
【図２】二次電池の構成の例を説明する上面図および断面図。
【図３】二次電池の構成の例を説明する上面図および断面図。
【図４】二次電池の構成の例を説明する上面図および断面図。
【図５】二次電池の構成の例を説明する上面図および断面図。
【図６】二次電池の構成の例を説明する断面図。
【図７】二次電池の構成の例を説明する上面図。
【図８】二次電池の構成の例を説明する断面図。
【図９】二次電池の構成の例を説明する上面図。
【図１０】二次電池の構成の例を説明する断面図。
【図１１】二次電池の構成の例を説明する斜視図。
【図１２】二次電池の構成の例を説明する断面図。
【図１３】二次電池の構成の例を説明する断面図。
【図１４】二次電池の構成の例を説明する断面図。
【図１５】二次電池の構成の例を説明する断面図。
【図１６】二次電池の構成の例を説明する断面図。
【図１７】二次電池の構成の例を説明する断面図。
【図１８】二次電池の作製方法の例を説明する図。
【図１９】二次電池の作製方法の例を説明する図。
【図２０】二次電池の作製方法の例を説明する図。
【図２１】二次電池の作製方法の例を説明する図。
【図２２】活物質の例を示す断面図。
【図２３】蓄電装置の電池制御ユニットを説明するブロック図。
【図２４】蓄電装置の電池制御ユニットを説明する概念図。
【図２５】蓄電装置の電池制御ユニットを説明する回路図。
【図２６】蓄電装置の電池制御ユニットを説明する回路図。
【図２７】蓄電装置の電池制御ユニットを説明する概念図。
【図２８】蓄電装置の電池制御ユニットを説明するブロック図。
【図２９】蓄電装置の電池制御ユニットを説明するフローチャート。
【図３０】電子デバイスの例を説明する図。
【図３１】電子デバイスの例を説明する図。
【図３２】電子デバイスの例を説明する図。
【図３３】電子デバイスの例を説明する図。
【図３４】電子機器の例を説明する図。
【図３５】電子機器の例を説明する図。
【図３６】二次電池の上面図および断面図。
【図３７】二次電池の断面図。
【図３８】二次電池の上面図および断面図。
【図３９】二次電池の断面図。
【図４０】二次電池の外装体の応力分布の計算結果。
【図４１】二次電池の外装体の応力分布の計算結果。
【図４２】二次電池の上面図。
【図４３】二次電池の上面図。
【図４４】二次電池の外観写真。
【図４５】二次電池の断面図および斜視図。
【図４６】正極活物質層の断面図。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
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。
【００１８】
「電気的に接続」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。
【００１９】
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。
【００２０】
「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る。
【００２１】
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。
【００２２】
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、「概略平行」とは、例えば二つの直線が−３０°以上３０°以下の角度で配置されている状態をいう。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。また、「概略垂直」とは、例えば二つの直線が６０°以上１２０°以下の角度で配置されている状態をいう。
【００２３】
（実施の形態１）
図２（Ａ）は本発明の一態様の二次電池１０を示す。図２（Ｂ）は図２（Ａ）に示す一点鎖線Ａ１−Ａ２の断面を、図２（Ｃ）は図２（Ａ）に示す一点鎖線Ｂ１−Ｂ２の断面を、それぞれ示す。
【００２４】
二次電池１０は、外装体１０７と、正極リード１２１と、負極リード１２５を有する。また、二次電池１０は、図２（Ａ）の上面図において、上部に位置する封止部５１と、下部に位置する封止部５２とを有する。封止部５１において、正極リード１２１および負極リード１２５は外装体１０７に挟まれる領域を有する。ここで、図２（Ａ）等に示す上面図を、正面から見た図、すなわち正面図と呼んでもよい。
【００２５】
ここで図２（Ａ）に示す上面図において、二次電池１０が有する外装体１０７は長方形の形状を有し、一点鎖線Ａ１−Ａ２は短辺方向に、Ｂ１−Ｂ２は長辺方向に、それぞれ概略平行である。図２（Ａ）において、該長方形は左右に位置する長辺である辺７１および辺７２、上下に位置する短辺である辺７３および辺７４を有する。ここで図２（Ａ）の矢印６２は、長辺方向を示す。
【００２６】
ここで、例えば封止部５１は該長方形の短辺である辺７３に沿って設けられることが好ましい。図２（Ａ）において、封止部５１は、辺７３に沿って設けられ、辺７３との間に距離６３を有する。このような場合にも、例えば本明細書等においては、封止部５１は辺７３に沿って設けられる、と表現してもよい。
【００２７】
また、二次電池１０は、外装体１０７内に位置する正極１１１と、セパレータ１０３と、セパレータ１０３を挟んで正極１１１と向かい合う負極１１５と、を有する。正極１１１は、正極集電体１０１と、正極活物質層１０２とを有する。負極１１５は、負極集電体１０５と、負極活物質層１０６とを有する。また外装体１０７内には電解液１０４が注入されている。ここで図２（Ｂ）および図２（Ｃ）の図面においては外装体１０７と正極１１１または負極１１５との間に距離を有するが、外装体１０７と正極１１１または負極１１５と、は接してもよい。外装体１０７と正極１１１および負極１１５が接することにより、二次電池１０の体積あたりの容量を高めることができるため、好ましい。また、外装体１０７を封止する前に減圧雰囲気において、外装体１０７内のガスを抜き、外装体１０７の内容積を極力小さくすることにより、正極１１１や負極１１５が、外装体１０７により押さえられることにより固定されるため、好ましい。
【００２８】
図２（Ｂ）に示す断面において、外装体１０７の端部は一続きであり、封止部を有さない。また、外装体１０７は、筒状の構造を有する。一枚の部材とは、例えば外装体１０７に用いるシート状の部材をいう。例えば、一枚の金属の両面に樹脂等を被覆したものを指す。
【００２９】
また、図２（Ｃ）に示す断面において、外装体１０７の端部は封止部５１および封止部５２を有する。
【００３０】
ここで封止部とは、例えば少なくとも２つ以上のシート状の領域を、互いに貼り合わせた領域をいう。
【００３１】
二次電池１０の外装体１０７は可撓性を有することが好ましい。外装体１０７が可撓性を有することにより、例えば二次電池１０を可撓性を有する構成とすることができる。
【００３２】
ここで、本発明の一態様の二次電池１０の体積あたりの容量は、より大きいことが好ましい。よって、二次電池１０の体積に対して封止部が占める体積が小さいことが好ましい。
【００３３】
また、本発明の一態様の二次電池１０は、曲げることができる。
【００３４】
図２（Ａ）に示す二次電池１０を矢印６２に示す長辺方向に沿って曲げる一例を、図６（Ａ）および（Ｂ）を用いて説明する。
【００３５】
図６（Ａ）は図２（Ａ）に示す二次電池１０の一点破線Ｂ１−Ｂ２における断面を示す。ここで、二次電池１０に外力を加え、曲げることができる。図６（Ｂ）は、二次電池１０を長辺に沿って曲げる場合の断面の一例を示す。このとき、外装体の２つの長辺を有するそれぞれの端部も曲がる。ここで図６（Ｂ）においては、図２（Ａ）に示す辺７１および辺７２の変形量は大きい。一方、辺７３および辺７４はほとんど変形せず、変形量は小さい。よって、図６（Ｂ）においては、二次電池１０の長辺を曲げる、とも表現できる。
【００３６】
ここで、二次電池１０を繰り返し曲げる場合を考える。繰り返し曲げる場合には、外装体１０７に外力が繰り返し加えられる。このような外力が加えられることにより、外装体１０７に応力が加わる場合がある。その結果、外装体１０７に亀裂が生じる等の劣化が起こる場合がある。外装体１０７の劣化は、二次電池１０の内部への大気成分の混入を引き起こすため、電解液１０４などの劣化を生じさせ、二次電池１０の特性低下を招く場合がある。また、外装体１０７が劣化することにより、内部の電解液１０４等が二次電池１０から漏れる場合があり、好ましくない。
【００３７】
よって、二次電池１０を繰り返し曲げる場合には、外装体１０７の劣化が少ないことが好ましい。例えば、外装体１０７へ加わる応力が小さいことが好ましい。また、外装体１０７に加わる外力に対して、外装体１０７が応力を緩和できる構造であることが好ましい。
【００３８】
ここで、例えば正極リード１２１および負極リード１２５は、図２（Ａ）等に示すように長方形のいずれかの短辺から外装体１０７の外に出す構成であることが好ましい。
【００３９】
ここで二次電池が有する外装体１０７の上面は、長方形の形状には限られない。外装体１０７の上面は、多角形の形状を有してもよいし、楕円形の形状を有してもよいし、多角形において角が丸みを帯びていてもよい。
【００４０】
図５（Ａ）は図２（Ａ）とは異なる二次電池１０の上面図を示す。ここで、図５（Ａ）に示す二次電池１０は、外装体１０７と、正極リード１２１と、負極リード１２５を有する。外装体１０７は封止部５６、封止部５７、および封止部５８の３つの領域において封止されている。封止部５６において、正極リード１２１および負極リード１２５は外装体１０７に挟まれている。また、正極リード１２１および負極リード１２５は封止部５６を経て、その一部が外装体１０７の外側へ出る。
【００４１】
図５（Ｂ）は図５（Ａ）に示す一点鎖線Ａ１−Ａ２の断面を、図５（Ｃ）は図５（Ａ）に示す一点鎖線Ｂ１−Ｂ２の断面を、それぞれ示す。図５（Ｂ）に示す断面において、外装体１０７の端部は封止部５７および封止部５８を有する。また、図５（Ｃ）に示す断面において、外装体１０７の一方の端部は封止部５６を有し、他方の端部は一続きであり封止部を有さない。
【００４２】
ここで、図５（Ａ）に示す上面図において、二次電池１０が有する外装体１０７は長方形の形状を有し、一点鎖線Ａ１−Ａ２は短辺方向に、Ｂ１−Ｂ２は長辺方向に、それぞれ概略平行である。図５（Ａ）に示す二次電池１０は、Ｂ１−Ｂ２方向、すなわち長辺方向に沿って曲げることができる。また、二次電池１０を曲げる場合には外装体の２つの長辺を有するそれぞれの端部も曲がる。
【００４３】
二次電池１０が曲げられる場合には、封止部５７および封止部５８は曲げにより大きく変形する。一方、封止部５６の変形量は小さい。変形量のより大きい封止部５７および封止部５８を設けることにより、二次電池１０を繰り返し曲げる場合の外装体１０７の劣化をより小さく抑えられる場合がある。
【００４４】
図１（Ａ）は本発明の一態様の二次電池１０を示す。図１（Ａ）の図２（Ａ）と異なる点は、第３の封止部として封止部５３を有する点である。図１（Ｂ）は図１（Ａ）に示す一点鎖線Ａ１−Ａ２の断面を、図１（Ｃ）は図１（Ａ）に示す一点鎖線Ｂ１−Ｂ２の断面を、それぞれ示す。
【００４５】
二次電池１０は、外装体１０７と、正極リード１２１と、負極リード１２５を有する。二次電池１０は、図１（Ａ）に示す上面図において、上部に位置する封止部５１と、下部に位置する封止部５２とを有する。封止部５１において、正極リード１２１および負極リード１２５は外装体１０７に挟まれる領域を有する。封止部５３は、封止部５１と重なる第１の領域と封止部５２と重なる第２の領域を有する。
【００４６】
また、封止部５３は、図１（Ａ）の上面図に示すように、上面から見て外装体が概略長方形の形状を有する場合に、該長方形が有する２つの長辺の間に位置する。また、封止部５３は、例えば外装体の長辺に概略平行であってもよい。
【００４７】
ここで概略長方形とは、例えば長方形の角の一部が丸みを帯びていてもよい。または、長方形の角部が一部切り取られた形状を有してもよい。図７に、外装体１０７の上面図の一例を示す。図７（Ａ）は楕円形を示す。図７（Ｂ）は、長方形において、角が丸みを帯びる例を示す。図７（Ｃ）は、長方形において、角部が一部切り取られた形状を示す。ここで図７（Ｃ）において辺７１および辺７２を長辺と呼ぶ場合がある。なお、図７（Ｃ）は八角形の形状を有する、と表現することもできる。ここで図７（Ｃ）において、外装体１０７の上面は、２つの長辺である辺７１および辺７２と、辺７１に概略垂直な辺７３および辺７４と、を有する。ここで辺７３および辺７４を短辺と呼ぶ場合がある。また、外装体１０７の上面は、辺７１と辺７３を結ぶ辺７５、辺７３と辺７２を結ぶ辺７７、辺７２と辺７４を結ぶ辺７６、辺７４と辺７１を結ぶ辺７８を有する。また外装体１０７の上面は、図７（Ｄ）に示すように台形などの四角形の形状を有してもよい。
【００４８】
ここで、図７（Ｂ）乃至（Ｄ）において、正極リード１２１および負極リード１２５は概略長方形である外装体１０７の上面において、短辺である辺７３に設けられることが好ましい。
【００４９】
また、図７（Ａ）に示すように、外装体１０７が長軸と短軸を有する場合には、正極リード１２１および負極リード１２５は、例えば楕円形の長手方向の端の近傍に位置することが好ましい。
【００５０】
また、正極リード１２１および負極リード１２５は同じ辺に位置する必要はなく、二つの短辺に一つずつ位置してもよい。例えば図７（Ｅ）に示すように、正極リード１２１は辺７３に、負極リード１２５は辺７４に位置してもよい。
【００５１】
図１（Ａ）乃至（Ｃ）において、二次電池１０は、外装体１０７内に位置する正極１１１と、セパレータ１０３と、セパレータ１０３を挟んで正極１１１と向かい合う負極１１５と、を有する。正極１１１は、正極集電体１０１と、正極活物質層１０２とを有する。負極１１５は、負極集電体１０５と、負極活物質層１０６とを有する。また外装体１０７内には電解液１０４が注入されている。
【００５２】
図１（Ｂ）に示す断面において、外装体１０７の端部は一続きであり、袋状の構造を有する。また、図１（Ｂ）に示す断面において、二次電池１０は、外装体１０７が有する面１０７ａと、面１０７ａの上方に位置する面１０７ｂと、面１０７ｂ上の封止部５３と、を有する。また、面１０７ａと面１０７ｂとの間に、正極１１１と、負極１１５と、セパレータ１０３と、を有する。図１（Ｂ）は、封止部５３を含む外装体１０７の一部を示す。外装体１０７が有する面１０７ｂと、封止部５３との角度を図１（Ｄ）に示すθとする。
【００５３】
外装体１０７は例えば、１枚の部材から作られる。封止部５３は、外装体１０７を作製する一枚の部材において、一つの端部と、もう一つの端部とを貼り合わせて設けられる。封止部５３は、例えばヒレ状の形状を有することが好ましい。
【００５４】
ここで、面１０７ｂと封止部５３との角度θが概略垂直である場合の一例を図８（Ａ）に示す。また、面１０７ｂと封止部５３が概略平行である一例を図８（Ｂ）に示す。図８（Ｃ）は、図８（Ｂ）において、封止部５３を含む外装体１０７の一部を拡大した図を示す。ここで、図８（Ｄ）に示すように、封止部５３は面１０７ｂと接してもよい。また外装体１０７に設けられる封止部は、図８（Ｃ）および（Ｄ）に示すように、外装体の端部に封止されない領域、例えば図８（Ｃ）に示す領域６１等を有してもよいし、図８（Ｅ）に示すように、外装体の端部まで封止されてもよい。
【００５５】
また、図１（Ｃ）に示す断面において、外装体１０７の端部は封止部５１および封止部５２を有する。
【００５６】
ここで図１に示す構成を用いることにより、図１（Ｂ）に示す短辺方向の断面において、封止部を１つとすることができる。一方、図５（Ｂ）に示す短辺方向の断面においては短辺方向の封止部は２つ設ける必要がある。また、図１に示す構成においては、図１（Ｂ）に示す断面において、二次電池１０の幅を小さくすることができる。
【００５７】
ここで、図１（Ａ）等に示すように、上面からみた外装体１０７の形状は長方形であるため、図５（Ａ）に示す封止部５７や封止部５８のように、長辺に沿って設けられる封止部よりも、封止部５６のように、短辺に沿って設けられる封止部の方が、封止部の面積を小さくすることができる。よって、二次電池１０の体積あたりの容量を高めることができるため、好ましい。
【００５８】
また、図１（Ｂ）に示す断面において、封止部５３は外装体１０７の上に位置する。よって、封止部５３を有することにより二次電池１０の厚さは増すものの、二次電池１０の幅を小さくすることができる。
【００５９】
なお、上面から見た封止部５３の端部は直線状でなくてもよい。例えば端部は、曲線を有する形状であってもよい。例えば、図９に示す二次電池の上面図のように波状であってもよい。
【００６０】
ここで、図１（Ｂ）および図２（Ｂ）に示す断面において、端部の形状はこれに限らない。図１（Ｂ）および図２（Ｂ）に示す破線で囲まれた領域の、別の形状の例を図１０（Ａ）乃至（Ｇ）に示す。図１０（Ａ）は外装体１０７が袋状の端面を有し、端面が丸みを帯びる例を示す。図１０（Ｂ）は図１０（Ａ）と比較して、端面に折り目を有する。
【００６１】
図１０（Ｃ）は、端面が折り込まれる例を示す。ここで、折り込まれるとは、例えば端面が谷折り部を有する場合を指す。あるいは、山折り部と谷折り部が繰り返される、アコーディオン折り（Ａｃｃｏｒｄｉｏｎ  Ｆｏｌｄ）の形状を有してもよい。あるいは図１０（Ｃ）に示す端面を、蛇腹折り、と呼ぶ場合がある。図１０（Ｄ）は、図１０（Ｃ）において山折り部と谷折り部に丸みを有する例を示す。
【００６２】
また、図１０（Ｅ）に示す端面は、図１０（Ａ）において、端面の一部が封止部５４を有する例を示す。外装体１０７に封止部５４を設けることにより、二次電池１０を曲げる場合において、端部の強度が増し、外装体１０７に劣化が生じにくくなる場合がある。
【００６３】
また、図１０（Ｃ）に示す端面は、一枚の部材から構成することができるが、二つの山折り部に封止部５５ａおよび封止部５５ｂを設け、外装体１０７を構成する第１の部材と、谷折り部を構成するための第２の部材とを準備し、封止部５５ａおよび封止部５５ｂにより第１の部材と第２の部材を貼り合わせて、図１０（Ｆ）に示す端面を構成してもよい。ここで、図１０（Ｆ）に示す端面において、封止部５５ａまたは封止部５５ｂのいずれかを有さない構成としてもよい。図１０（Ｇ）には封止部５５ｂを有さない例を示す。
【００６４】
ここで、二次電池１０の端面が図１０（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｆ）等の形状を有することにより、二次電池１０の膨張に対して外装体１０７が受ける応力を小さくすることができるため好ましい。
【００６５】
また、二次電池１０の端面が図１０（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｆ）等の形状を有することにより、二次電池１０を曲げる場合に、応力が緩和される場合がある。
【００６６】
以上より、二次電池１０の端面が図１０（Ｃ）、（Ｄ）、（Ｆ）等の形状を有することにより、二次電池１０を繰り返し曲げる場合において、外装体１０７の破壊や劣化を抑制することができる。
【００６７】
ここで、図１（Ｂ）に示す破線で囲まれた領域において、図１０（Ｄ）の形状を適用する例を図３に示す。図３（Ａ）は、二次電池１０の上面図であり、図３（Ｂ）は図３（Ａ）に示す一点鎖線Ａ１−Ａ２の断面を、図３（Ｃ）は図３（Ａ）に示す一点鎖線Ｂ１−Ｂ２の断面を、それぞれ示す。
【００６８】
また、図３に示す二次電池１０の斜視図を図１１に示す。図１１（Ａ）は二次電池１０を上方からみた斜視図である。また、図１１（Ｂ）は、図１（Ｂ）において右側からみた図である。また、図１１（Ｃ）は、図１（Ｂ）において下側からみた図である。また、図１１（Ｄ）は、二次電池１０を曲げる場合における斜視図を示す。図１１（Ｃ）において、破線で囲まれる領域においては、外装体１０７の側面を折り込んだ部分の断面の様子がみえる。
【００６９】
図４（Ａ）は、図３（Ａ）と比較して封止部５１および封止部５２の形状が異なる例を示す。ここで図４（Ａ）に示す一点破線Ｃ１−Ｃ２の断面を図４（Ｂ）に示す。図４（Ｂ）において、封止部５２は、外装体１０７において２枚の板状の領域を有する領域８１と、４枚の板状の領域を有する領域８２と、領域８１と領域８２との間に位置する領域８３と、を有する。ここで、図４（Ｂ）に示す断面において、例えば領域８３においては封止されない場合がある。領域８２の内側に領域８１を設けることにより、二次電池１０において、外装体１０７の密閉性が向上する場合があるため好ましい。
【００７０】
また二次電池１０の断面の、図１（Ｂ）とは異なる一例を図１２（Ａ）に示す。図１２（Ａ）に示す二次電池１０の断面において、外装体１０７の端部は一続きであり、袋状の構造を有する。また、図１２（Ａ）に示す断面において、二次電池１０は、外装体１０７が有する面１０７ａと、面１０７ａの上方に位置する封止部５３と、を有する。また、面１０７ａと封止部５３との間に、正極１１１と、負極１１５と、セパレータ１０３と、を有する。また、封止部５３は、外装体１０７の内面の一部を構成する。また、外装体１０７は一枚の部材を筒状にすることにより、構成される。一枚の部材は表面と、裏面とを有する。ここで封止部５３は表面からなる領域と、裏面からなる領域とを貼り合わせることにより設けられる。
【００７１】
図１２（Ｂ）は、図２（Ｂ）に破線で示す領域において図１０（Ｄ）に示す構造を用いた場合の、断面の一例を示す。また、図１２（Ｃ）は、図３（Ｂ）に示す断面図の拡大図を示す。
【００７２】
図１２（Ｂ）に示す断面において、Ａ１−Ａ２方向における外装体１０７の幅６６に対して、例えば端部の山折り部と谷折り部との距離６７は例えば、好ましくは０．１倍以下、より好ましくは０．０５倍以下、さらに好ましくは０．０２倍以下である。また、距離６７は好ましくは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以上５ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。
【００７３】
図１２（Ｃ）に示す断面において、外装体１０７の幅６６に対して、封止部５３の幅６８は例えば好ましくは０．１倍以下、より好ましくは０．０５倍以下、さらに好ましくは０．０２倍以下である。また、幅６８は好ましくは１ｍｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは１ｍｍ以上５ｍｍ以下、さらに好ましくは１ｍｍ以上２ｍｍ以下である。
【００７４】
ここで図１２（Ｂ）および図１２（Ｃ）において、距離６７は、端部に封止部を設ける場合の封止部の幅と比較して、幅を小さく形成することができる場合があり、二次電池１０の体積あたりの容量を高めることができる場合があるため好ましい。
【００７５】
ここで、二次電池１０において、封止部を折り曲げる、あるいは折りたたむことにより二次電池１０の幅を小さくできる場合がある。図１３および図１４は図５（Ｂ）に示す封止部５８およびその近傍の外装体１０７の拡大図である。ここで、図１３および図１４は、封止部５８を折り曲げる場合の様々な例を示す。なお、ここでは封止部５８を折り曲げる例を示すが、封止部５７に適用してもよい。
【００７６】
図１３（Ａ）は、封止部５８を折る前の状態を示す。図１３（Ｂ）は、封止部５８を折る例を示す。封止部５８は、折り曲げることにより、その一部が外装体１０７に接してもよい。また図１３（Ｃ）は、封止部５８を概略半分に折り曲げる一例を示す。ここで、図１３（Ｂ）と比較して図１３（Ｃ）では、二次電池１０の幅は大きくなるが、例えば二次電池１０を繰り返し曲げる動作に対する耐性がより高い場合がある。
【００７７】
ここで、図１３（Ｄ）に示すように、二次電池１０の折り曲げ位置を、封止部５８よりも長さ６９だけ内側の位置としてもよい。
【００７８】
図１４は、封止部５８の幅と比較して二次電池１０の厚さが半分以上、好ましくは７０％以上である場合の一例を示す。図１４（Ａ）は、封止部５８を折り曲げる前の状態を示す。図１４（Ｂ）は、封止部５８を折り曲げ、外装体１０７の側面にその一部が接する例を示す。また、図１４（Ｃ）は封止部５８より内側の外装体１０７の領域において折り曲げる例を示す。ここで図１４（Ｂ）に比べて図１４（Ｃ）では、二次電池１０の幅をより小さくできる場合がある。一方、図１４（Ｃ）に比べて図１４（Ｂ）では、二次電池１０を折り曲げる動作に対して外装体へ応力をより小さくできる場合がある。
【００７９】
［変形例１］
図１乃至図４等に示す二次電池１０では、正極１１１及び負極１１５をそれぞれ単層で用いる構成としたが、本発明はこれに限られるものではない。例えば、二次電池１０において、正極１１１及び負極１１５を複数積層して用いる構成としてもよい。その一例を図１５に示す。図１５（Ａ）は、図１（Ａ）の一点鎖線Ａ１―Ａ２に対応する断面図であり、図１５（Ｂ）は、図１（Ｂ）の一点鎖線Ｂ１―Ｂ２に対応する断面図を示す。
【００８０】
図１５において、外装体１０７側から、負極１１５、正極１１１、正極１１１、負極１１５の順番で積層されており、負極１１５と正極１１１の間にはセパレータ１０３が設けられている。また、正極１１１は、正極集電体１０１の片面に正極活物質層１０２を有し、負極１１５は、負極集電体１０５の片面に負極活物質層１０６を有し、正極活物質層１０２と負極活物質層１０６とがセパレータ１０３を介して対向して設けられる。なお、図１５（Ａ）に示す断面において、セパレータ１０３は一組の正極１１１を包む袋状に設けられている。もちろんこれに限られず、セパレータ１０３は、１枚の正極１１１をそれぞれ包む袋状に設けられていてもよい。または、セパレータ１０３は負極１１５を包んでもよい。
【００８１】
このように、複数の正極１１１及び複数の負極１１５を積層することで、二次電池１０の単位面積当たりの容量を大きくすることができる。
【００８２】
また、図１５に示す二次電池１０では、正極１１１及び負極１１５を２層ずつ積層する構成としたが、もちろんさらに多くの正極１１１及び負極１１５を積層する構成としてもよい。図１６（Ａ）に、図１５（Ａ）に示したものと同じ順番で正極１１１及び負極１１５を６層ずつ積層する例について示す。
【００８３】
また、図１６（Ａ）に示す構成では、正極１１１の正極活物質層１０２を有さない面同士が接し、負極１１５の負極活物質層１０６を有さない面同士が接するように、正極１１１及び負極１１５が積層される。このような積層順とすることで、正極１１１の正極活物質層１０２を有さない面同士、負極１１５の負極活物質層１０６を有さない面同士という、金属同士の接触面をつくることができる。金属同士の接触面は、活物質とセパレータとの接触面と比較して摩擦係数を小さくすることができる。
【００８４】
そのため、二次電池１０を湾曲したとき、正極１１１の正極活物質層１０２を有さない面同士、負極１１５の負極活物質層１０６を有さない面同士が滑ることで、湾曲の内径と外径の差により生じる応力を逃がすことができる。ここで湾曲の内径とは例えば、二次電池１０を湾曲させる場合に、二次電池１０の外装体１０７において、湾曲部の内側に位置する面が有する曲率半径を指す。そのため、二次電池１０の劣化を抑制することができる。また、信頼性の高い二次電池１０とすることができる。
【００８５】
また、図１６（Ｂ）に、図１６（Ａ）と異なる正極１１１と負極１１５の積層の例を示す。図１６（Ｂ）に示す構成では、正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２を設けている点において、図１６（Ａ）に示す構成と異なる。図１６（Ｂ）のように正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２を設けることで、二次電池１０の単位体積あたりの容量を大きくすることができる。
【００８６】
また、図１６（Ｃ）に、図１６（Ｂ）と異なる正極１１１と負極１１５の積層の例を示す。図１６（Ｃ）に示す構成では、負極集電体１０５の両面に負極活物質層１０６を設けている点において、図１６（Ｂ）に示す構成と異なる。図１６（Ｃ）のように負極集電体１０５の両面に負極活物質層１０６を設けることで、二次電池１０の単位体積あたりの容量をさらに大きくすることができる。
【００８７】
また、図１５（Ａ）および図１６に示す構成では、セパレータ１０３が正極１１１を袋状に包む構成であったが、本発明はこれに限られるものではない。ここで、図１７（Ａ）に、図１６（Ａ）と異なる構成のセパレータ１０３を有する例を示す。図１７（Ａ）に示す構成では、正極活物質層１０２と負極活物質層１０６との間にシート状のセパレータ１０３を１枚ずつ設けている点において、図１６（Ａ）に示す構成と異なる。図１７（Ａ）に示す構成では、正極１１１及び負極１１５を６層ずつ積層しており、セパレータ１０３を６層設けている。
【００８８】
また、図１７（Ｂ）に図１７（Ａ）とは異なるセパレータ１０３を設けた例を示す。図１７（Ｂ）に示す構成では、１枚のセパレータ１０３が正極活物質層１０２と負極活物質層１０６の間に挟まれるように複数回折り返されている点において、図１７（Ａ）に示す構成と異なる。また、図１７（Ｂ）の構成は、図１７（Ａ）に示す構成の各層のセパレータ１０３を延長して層間をつなぎあわせた構成ということもできる。図１７（Ｂ）に示す構成では、正極１１１及び負極１１５を６層ずつ積層しており、セパレータ１０３を少なくとも５回以上折り返す必要がある。また、セパレータ１０３は、正極活物質層１０２と負極活物質層１０６の間に挟まれるように設けるだけでなく、延長して複数の正極１１１と負極１１５を一まとめに結束するようにしてもよい。
【００８９】
また図４５に示すように正極、負極およびセパレータを積層してもよい。図４５（Ａ）は第１の電極組立体１３０、図４５（Ｂ）は第２の電極組立体１３１の断面図である。図４５（Ｃ）は、図１（Ａ）の一点破線Ａ１−Ａ２における断面図である。なお、図４５（Ｃ）では図を明瞭にするため、第１の電極組立体１３０、第２の電極組立体１３１およびセパレータ１０３を抜粋して示す。
【００９０】
図４５（Ｃ）に示すように、二次電池１０は、複数の第１の電極組立体１３０および複数の第２の電極組立体１３１を有する。
【００９１】
図４５（Ａ）に示すように、第１の電極組立体１３０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１１１ａ、セパレータ１０３、負極集電体１０５の両面に負極活物質層１０６を有する負極１１５ａ、セパレータ１０３、正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２を有する正極１１１ａがこの順に積層されている。また図４５（Ｂ）に示すように、第２の電極組立体１３１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１１５ａ、セパレータ１０３、正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２を有する正極１１１ａ、セパレータ１０３、負極集電体１０５の両面に負極活物質層１０６を有する負極１１５ａがこの順に積層されている。
【００９２】
さらに図４５（Ｃ）に示すように、複数の第１の電極組立体１３０および複数の第２の電極組立体１３１は、捲回したセパレータ１０３によって覆われている。
【００９３】
また、図４５（Ｄ）に示す斜視図のように、二次電池１０は、一枚の帯状の正極１１１とセパレータ１０３と負極１１５とを順に重ねた後に捲回する、いわゆる捲回型の蓄電池としてもよい。ここで図４５（Ｄ）に示す正極１１１は、正極集電体１０１と、正極集電体１０１の両面に設けられる正極活物質層１０２とを有する。また、図４５（Ｄ）に示す負極１１５は、負極集電体１０５と、負極集電体１０５の両面に設けられる負極活物質層１０６を有する。
【００９４】
［薄型の二次電池の作製方法］
二次電池１０の作製方法について説明する。
【００９５】
セパレータ１０３は袋状に加工し、正極１１１または負極１１５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１８（Ａ）に示すように、正極１１１を挟むようにセパレータ１０３を２つ折りにし、正極１１１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１１１をセパレータ１０３内に確実に担持することができる。そして、図１８（Ｂ）に示すように、セパレータ１０３に包まれた正極１１１と負極１１５とを交互に積層する。
【００９６】
次に、正極１１１のタブ領域１３ａに正極リード１２１を、負極１１５のタブ領域１３ｂに負極リード１２５を、それぞれ溶着する。タブ領域１３ａや、タブ領域１３ｂにおいて、集電体の少なくとも一部が露出することが好ましい。図１９（Ａ）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１０１を正極リード１２１に溶接する例を示す。正極集電体１０１は、超音波溶接などを用いて溶接領域５１２で正極リード１２１に溶接される。また、正極集電体１０１は、図１９（Ｂ）に示す湾曲部５１３を有することにより二次電池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、二次電池の信頼性を高めることができる。
【００９７】
次に外装体１０７を準備する。図２０（Ａ）に示すように一枚の部材の向かい合う二つの辺を合わせるように、半分に折りたたむ。次に、合わせた二つの辺およびその近傍を封止し、封止部５３を形成することにより筒状の外装体１０７を形成する（図２０（Ｂ）参照。）。ここで、外装体１０７として、例えばシート状の金属の表面に樹脂層を設ける構成を用いることができる。該樹脂層の樹脂は、熱により溶着することができることが好ましい。封止部５３の形成には、例えば熱溶着等を用いることが好ましい。
【００９８】
次に、上面から見て封止部５３が概略中心となるように、外装体１０７を扁平に変形させることが好ましい（図２０（Ｃ）参照。）。その後、外装体１０７の二つの端部を折り込む（図２０（Ｄ）参照。）。
【００９９】
次に、正極リード１２１で接続された正極、負極リード１２５で接続された負極、およびセパレータを積層したものを、筒状の外装体１０７内に挿入する（図２１参照。）。その後、上面から見て外装体１０７の上端近傍と、下端近傍とに封止部５１と封止部５２とを設け、図１に示す二次電池１０を作製することができる。
【０１００】
ここでは一例として二次電池１０において、正極リード１２１を正極集電体１０１と、負極リード１２５と負極集電体１０５と、それぞれ超音波接合させ、正極リード１２１および負極リード１２５を外側に露出させる。あるいは、外部との電気的接触を得る端子の役割を正極集電体１０１および負極集電体１０５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１０１および負極集電体１０５の一部を外装体１０７から外側に露出するように配置してもよい。
【０１０１】
二次電池２００において、外装体１０７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。
【０１０２】
上記構成において、二次電池の外装体１０７は、曲率半径３０ｍｍ以上、好ましくは曲率半径１０ｍｍ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。
【０１０３】
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る。また、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、３０ｍｍ以上、好ましくは１０ｍｍ以上となる範囲で二次電池が変形することができる。
【０１０４】
次に、二次電池を作製した後のエージングについて説明する。二次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、４０℃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。
【０１０５】
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、活物質へのリチウム挿入が起こると同時に、活物質表面へのリチウム析出も生じてしまう。このリチウム析出は容量の低下を招く場合がある。例えば、リチウムが析出した後、表面に被膜等が成長してしまうと、表面に析出したリチウムが溶解できなくなり、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。
【０１０６】
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６０℃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。
【０１０７】
ここで、薄型の二次電池を曲げる場合には、該ガス抜きを行った後に曲げることが好ましい。ガス抜きを行った後に曲げることにより、例えば曲げにより応力が加わる領域におけるリチウムの析出等を防ぐことができる。
【０１０８】
［二次電池の容量］
次に、図１および図５に示す構造において、上面からみた面積あたりの容量を算出する。
【０１０９】
図４２は図１に示す構造における上面図を示す。ここで計算しやすくするため、封止部５１および封止部５２と外装体の端部との距離は０とした。長さＬ１は外装体の幅、長さＬ２は外装体の長さ、長さＬ３は封止部５１の幅、長さＬ４は封止部５２の幅、長さＬ５は封止部５１の下端からセパレータ１０３の上端までの距離、長さＬ６は封止部５２の上端からセパレータ１０３の下端までの距離、長さＬ７は外装体の左右の端部からセパレータ１０３までの距離を示す。
【０１１０】
図４３は図５に示す構造における上面図を示す。ここで計算しやすくするため、封止部５６乃至封止部５８と外装体の端部との距離は０とした。ここで図４３においては、長さＬ１は外装体の幅、長さＬ２は外装体の長さ、長さＬ３は封止部５６の幅、長さＬ５は封止部５６の下端からセパレータ１０３の上端までの距離、長さＬ６は外装体の下端からセパレータ１０３の下端までの距離、長さＬ７は封止部５７の右端からセパレータ１０３の左端、および封止部５８の左端からセパレータ１０３の右端までの距離を示す。また長さＬ８は封止部５７および封止部５８の幅である。
【０１１１】
ここで、長さＬ１乃至長さＬ８が表１の数値の場合に、二次電池１０の正極活物質層１０２の面積Ｓと、二次電池１０の容量Ｃを算出した。ここで、向かい合う正極活物質層と負極活物質層を８対とした。また、面積あたりの容量を３．５ｍＡｈ／ｃｍ２とした。ここでＬ１乃至Ｌ８の単位はｍｍ、面積Ｓの単位はｃｍ２、容量Ｃの単位はｍＡｈである。ここで長さＬ１、長さＬ２、長さＬ５および長さＬ６は１５ｍｍ、３０ｍｍ、４ｍｍおよび１．０ｍｍに固定し、長さＬ３と、長さＬ４または長さＬ８と、長さＬ７とを、値を変化させた場合のＳおよびＣを算出した。ここで長さＬ３は、長さＬ４または長さＬ８と比較して１大きいという関係を有する。
【０１１２】
【表１】
2016154142.tif 000003
【０１１３】
ここで例えばＬ７を１ｍｍ、Ｌ４またはＬ８を１ｍｍとした場合の図４２および図４３の容量について比較する。表１に示すＦｉｇ．４２のＣｏｎｄｉｔｉｏｎ２は、図４２においてＬ７を１ｍｍ、Ｌ４を１ｍｍとした条件であり、容量は６６．９ｍＡｈと求められる。表１に示すＦｉｇ．４３のＣｏｎｄｉｔｉｏｎ８は、図４３においてＬ７を１ｍｍ、Ｌ８を１ｍｍとした条件であり、容量は５９．０ｍＡｈと求められる。よって、図４２に示す構造を用いることにより図４３に示す構造を用いた場合と比較して、上面から見た二次電池１０の面積に対する容量を高めることができる。
【０１１４】
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、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、リチウムイオン二次電池、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、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。
【０１１５】
（実施の形態２）
以下に、二次電池１０の正極１１１、負極１１５、セパレータ１０３、電解液１０４、外装体１０７に用いることのできる材料について説明する。
【０１１６】
［正極］
正極１１１は、正極集電体１０１と、正極集電体１０１上に形成された正極活物質層１０２などにより構成される。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
また、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のマンガンを含むスピネル型の結晶構造を有するリチウム含有材料に、少量のニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２やＬｉＮｉ１−ｘＭｘＯ２（Ｍ＝Ｃｏ、Ａｌ等））を混合すると、これを用いた二次電池の特性を向上させることができ好ましい。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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、原料材料の量の割合（モル比）を、Ｌｉ２ＣＯ３：ＭｎＣＯ３：ＮｉＯ＝０．８４：０．８０６２：０．３１８とすることにより形成したリチウムマンガン複合酸化物をいう。そのため該リチウムマンガン複合酸化物は、組成式Ｌｉ１．６８Ｍｎ０．８０６２Ｎｉ０．３１８Ｏ３で表されるが、この組成からずれることもある。
【０１２４】
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２２に示す。
【０１２５】
図２２（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。
【０１２６】
また、図２２（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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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。
【０１３３】
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、第３の領域はこれらの金属の酸化物やフッ化物などを有してもよい。
【０１３４】
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。
【０１３５】
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二次電池の、サイクル特性を向上させることができる。
【０１３６】
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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
または、正極活物質層１０２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がある。
【０１３９】
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。
【０１４０】
または、正極活物質層１０２として、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がある。
【０１４１】
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。
【０１４２】
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。
【０１４３】
また、正極活物質として、上記材料を複数組み合わせた材料を用いてもよい。例えば、上記材料を複数組み合わせた固溶体を正極活物質として用いることができる。例えば、ＬｉＣｏ１／３Ｍｎ１／３Ｎｉ１／３Ｏ２とＬｉ２ＭｎＯ３の固溶体を正極活物質として用いることができる。
【０１４４】
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。
【０１４５】
粒状の正極活物質層１０２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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
導電助剤により、電極中に電気伝導のネットワークを形成することができる。導電助剤により、正極活物質どうしの電気伝導の経路を維持することができる。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。
【０１４８】
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。
【０１４９】
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。
【０１５０】
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、ＸＰＳ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。
【０１５１】
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。
【０１５２】
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。
【０１５３】
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。
【０１５４】
図４６に、正極活物質層１０２の縦断面図を示す。ここで縦断面とは例えば、表面に対して概略垂直な面を指す。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。
【０１５５】
正極活物質層１０２の縦断面においては、図４６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が分散する。図４６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。
【０１５６】
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分散している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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
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。
【０１５９】
本発明の一態様の二次電池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。ここで、電極に導電助剤を用いない構成としてもよい。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。
【０１６０】
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。
【０１６１】
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。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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（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、ポリメチルメタクリレート、ニトロセルロース等の材料を用いることが好ましい。
【０１６４】
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。
【０１６５】
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。
【０１６６】
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。
【０１６７】
［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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
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。
【０１７０】
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。
【０１７１】
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。
【０１７２】
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。
【０１７３】
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。
【０１７４】
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乃至０．３Ｖ  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。
【０１７５】
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合金系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、合金系材料としては、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、及びＩｎ等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。
【０１７６】
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）、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。また、負極活物質として、リチウム−黒鉛層間化合物（ＬｉｘＣ６）を用いることができる。
【０１７７】
なお、ＳｉＯとは、ケイ素リッチの部分を含む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。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、二次電池の材料としてＳｉＯを用いて二次電池を作製した後、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。
【０１７８】
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。
【０１７９】
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。
【０１８０】
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。
【０１８１】
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。
【０１８２】
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。
【０１８３】
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。
【０１８４】
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。
【０１８５】
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。
【０１８６】
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、二次電池の容量の低下を防止することができる。
【０１８７】
［セパレータ］
セパレータ１０３を形成するための材料として、セルロースや、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブテン、ナイロン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン等の多孔性絶縁体を用いることができる。また、ガラス繊維等の不織布や、ガラス繊維と高分子繊維を複合した隔膜を用いてもよい。
【０１８８】
［電解液］
二次電池１０に用いる電解液１０４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。
【０１８９】
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、アクリロニトリル系ゲル、ポリエチレンオキサイド系ゲル、ポリプロピレンオキサイド系ゲル、フッ素系ポリマーのゲル等がある。
【０１９０】
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、二次電池の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても、二次電池の破裂や発火などを防ぐことができる。
【０１９１】
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。
【０１９２】
また、二次電池に用いる電解液は、粒状のごみや電解液の構成元素以外の元素（以下、単に「不純物」ともいう。）の含有量が少ない高純度化された電解液を用いることが好ましい。具体的には、電解液に対する不純物の重量比を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。
【０１９３】
［外装体］
二次電池の構造としては、様々な構造があるが、本実施の形態では、例えば外装体１０７の形成にはシート状の部材を用いる。例えば、フィルムを用いる。なお、外装体１０７を形成するためのフィルムは金属フィルム（アルミニウム、ステンレス、ニッケル鋼など）、有機材料からなるプラスチックフィルム、有機材料（有機樹脂や繊維など）と無機材料（セラミックなど）とを含むハイブリッド材料フィルム、炭素含有無機フィルム（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用いる。
【０１９４】
外装体１０７として例えば、一枚の金属のシート、あるいはフィルムの両面に樹脂等を被覆した構造を用いてもよい。例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アイオノマー、ポリアミド等の材料からなる膜上に、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル等の可撓性に優れた金属薄膜を設け、さらに該金属薄膜上に外装体の外面としてポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の絶縁性合成樹脂膜を設けた三層構造のフィルムを用いることができる。
【０１９５】
金属フィルムは、エンボス加工を行いやすく、エンボス加工を行って凹部または凸部を形成すると外気に触れる外装体１０７の表面積が増大するため、放熱効果に優れている。
【０１９６】
また、外部から力を加えて二次電池１０の形状を変化させた場合、二次電池１０の外装体１０７に外部から曲げ応力が加わり、外装体１０７の一部が変形または一部破壊が生じる恐れがある。外装体１０７に凹部または凸部を形成することにより、外装体１０７に加えられた応力によって生じるひずみを緩和することができる。よって、二次電池１０の信頼性を高めることができる。なお、ひずみとは物体の基準（初期状態）長さに対する物体内の物質点の変位を示す変形の尺度である。外装体１０７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許容範囲内に抑えることができる。よって、信頼性の良い二次電池を提供することができる。
【０１９７】
（実施の形態３）
上記実施の形態で説明した材料を含む二次電池と組み合わせて用いることができる電池制御ユニット（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ：ＢＭＵ）、及び該電池制御ユニットを構成する回路に適したトランジスタについて、図２３乃至図２９を参照して説明する。本実施の形態では、特に直列に接続された電池セルを有する蓄電装置の電池制御ユニットについて説明する。
【０１９８】
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、各電池セル間において、充放電特性にばらつきが生じて、各電池セルの容量（出力電圧）が異なってくる。直列に接続された複数の電池セルでは、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。各電池セルの容量にばらつきがあると放電時の全体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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
ここで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について説明する。
【０２０３】
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。
【０２０４】
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。
【０２０５】
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。
【０２０６】
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。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
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。
【０２１１】
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。
【０２１２】
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。
【０２１３】
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、蓄電装置においてこのような電池セルに適用される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。
【０２１４】
図２３には、蓄電装置のブロック図の一例を示す。図２３に示す蓄電装置ＢＴ００は、端子対ＢＴ０１と、端子対ＢＴ０２と、切り替え制御回路ＢＴ０３と、切り替え回路ＢＴ０４と、切り替え回路ＢＴ０５と、変圧制御回路ＢＴ０６と、変圧回路ＢＴ０７と、直列に接続された複数の電池セルＢＴ０９を含む電池部ＢＴ０８と、を有する。
【０２１５】
また、図２３の蓄電装置ＢＴ００において、端子対ＢＴ０１と、端子対ＢＴ０２と、切り替え制御回路ＢＴ０３と、切り替え回路ＢＴ０４と、切り替え回路ＢＴ０５と、変圧制御回路ＢＴ０６と、変圧回路ＢＴ０７とにより構成される部分を、電池制御ユニットと呼ぶことができる。
【０２１６】
切り替え制御回路ＢＴ０３は、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５の動作を制御する。具体的には、切り替え制御回路ＢＴ０３は、電池セルＢＴ０９毎に測定された電圧に基づいて、放電する電池セル（放電電池セル群）、及び充電する電池セル（充電電池セル群）を決定する。
【０２１７】
さらに、切り替え制御回路ＢＴ０３は、当該決定された放電電池セル群及び充電電池セル群に基づいて、制御信号Ｓ１及び制御信号Ｓ２を出力する。制御信号Ｓ１は、切り替え回路ＢＴ０４へ出力される。この制御信号Ｓ１は、端子対ＢＴ０１と放電電池セル群とを接続させるように切り替え回路ＢＴ０４を制御する信号である。また、制御信号Ｓ２は、切り替え回路ＢＴ０５へ出力される。この制御信号Ｓ２は、端子対ＢＴ０２と充電電池セル群とを接続させるように切り替え回路ＢＴ０５を制御する信号である。
【０２１８】
また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、切り替え回路ＢＴ０４、切り替え回路ＢＴ０５、及び変圧回路ＢＴ０７の構成を踏まえ、端子対ＢＴ０１と放電電池セル群との間、または端子対ＢＴ０２と充電電池セル群との間で、同じ極性の端子同士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。
【０２１９】
切り替え制御回路ＢＴ０３の動作の詳細について述べる。
【０２２０】
まず、切り替え制御回路ＢＴ０３は、複数の電池セルＢＴ０９毎の電圧を測定する。そして、切り替え制御回路ＢＴ０３は、例えば、所定の閾値以上の電圧の電池セルＢＴ０９を高電圧の電池セル（高電圧セル）、所定の閾値未満の電圧の電池セルＢＴ０９を低電圧の電池セル（低電圧セル）と判断する。
【０２２１】
なお、高電圧セル及び低電圧セルを判断する方法については、様々な方法を用いることができる。例えば、切り替え制御回路ＢＴ０３は、複数の電池セルＢＴ０９の中で、最も電圧の高い、又は最も電圧の低い電池セルＢＴ０９の電圧を基準として、各電池セルＢＴ０９が高電圧セルか低電圧セルかを判断してもよい。この場合、切り替え制御回路ＢＴ０３は、各電池セルＢＴ０９の電圧が基準となる電圧に対して所定の割合以上か否かを判定する等して、各電池セルＢＴ０９が高電圧セルか低電圧セルかを判断することができる。そして、切り替え制御回路ＢＴ０３は、この判断結果に基づいて、放電電池セル群と充電電池セル群とを決定する。
【０２２２】
なお、複数の電池セルＢＴ０９の中には、高電圧セルと低電圧セルが様々な状態で混在し得る。例えば、切り替え制御回路ＢＴ０３は、高電圧セルと低電圧セルが混在する中で、高電圧セルが最も多く連続して直列に接続された部分を放電電池セル群とする。また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、低電圧セルが最も多く連続して直列に接続された部分を充電電池セル群とする。また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、過充電又は過放電に近い電池セルＢＴ０９を、放電電池セル群又は充電電池セル群として優先的に選択するようにしてもよい。
【０２２３】
ここで、本実施の形態における切り替え制御回路ＢＴ０３の動作例を、図２４を用いて説明する。図２４は、切り替え制御回路ＢＴ０３の動作例を説明するための図である。なお、説明の便宜上、図２４では４個の電池セルＢＴ０９が直列に接続されている場合を例に説明する。
【０２２４】
まず、図２４（Ａ）の例では、電池セルａ乃至ｄの電圧を電圧Ｖａ乃至電圧Ｖｄとすると、Ｖａ＝Ｖｂ＝Ｖｃ＞Ｖｄの関係にある場合を示している。つまり、連続する３つの高電圧セルａ乃至ｃと、１つの低電圧セルｄとが直列に接続されている。この場合、切り替え制御回路ＢＴ０３は、連続する３つの高電圧セルａ乃至ｃを放電電池セル群として決定する。また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、低電圧セルｄを充電電池セル群として決定する。
【０２２５】
次に、図２４（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ＢＴ０３は、高電圧セルｃを放電電池セル群として決定する。また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、低電圧セルｄが過放電間近であるため、連続する２つの低電圧セルａ及びｂではなく、低電圧セルｄを充電電池セル群として優先的に決定する。
【０２２６】
最後に、図２４（Ｃ）の例では、Ｖａ＞Ｖｂ＝Ｖｃ＝Ｖｄの関係にある場合を示している。つまり、１つの高電圧セルａと、連続する３つの低電圧セルｂ乃至ｄとが直列に接続されている。この場合、切り替え制御回路ＢＴ０３は、高電圧セルａを放電電池セル群と決定する。また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、連続する３つの低電圧セルｂ乃至ｄを充電電池セル群として決定する。
【０２２７】
切り替え制御回路ＢＴ０３は、上記図２４（Ａ）乃至（Ｃ）の例のように決定された結果に基づいて、切り替え回路ＢＴ０４の接続先である放電電池セル群を示す情報が設定された制御信号Ｓ１と、切り替え回路ＢＴ０５の接続先である充電電池セル群を示す情報が設定された制御信号Ｓ２を、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５に対してそれぞれ出力する。
【０２２８】
以上が、切り替え制御回路ＢＴ０３の動作の詳細に関する説明である。
【０２２９】
切り替え回路ＢＴ０４は、切り替え制御回路ＢＴ０３から出力される制御信号Ｓ１に応じて、端子対ＢＴ０１の接続先を、切り替え制御回路ＢＴ０３により決定された放電電池セル群に設定する。
【０２３０】
端子対ＢＴ０１は、対を成す端子Ａ１及びＡ２により構成される。切り替え回路ＢＴ０４は、この端子Ａ１及びＡ２のうち、いずれか一方を放電電池セル群の中で最も上流（高電位側）に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続し、他方を放電電池セル群の中で最も下流（低電位側）に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子と接続することにより、端子対ＢＴ０１の接続先を設定する。なお、切り替え回路ＢＴ０４は、制御信号Ｓ１に設定された情報を用いて放電電池セル群の位置を認識することができる。
【０２３１】
切り替え回路ＢＴ０５は、切り替え制御回路ＢＴ０３から出力される制御信号Ｓ２に応じて、端子対ＢＴ０２の接続先を、切り替え制御回路ＢＴ０３により決定された充電電池セル群に設定する。
【０２３２】
端子対ＢＴ０２は、対を成す端子Ｂ１及びＢ２により構成される。切り替え回路ＢＴ０５は、この端子Ｂ１及びＢ２のうち、いずれか一方を充電電池セル群の中で最も上流（高電位側）に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続し、他方を充電電池セル群の中で最も下流（低電位側）に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子と接続することにより、端子対ＢＴ０２の接続先を設定する。なお、切り替え回路ＢＴ０５は、制御信号Ｓ２に設定された情報を用いて充電電池セル群の位置を認識することができる。
【０２３３】
切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５の構成例を示す回路図を図２５及び図２６に示す。
【０２３４】
図２５では、切り替え回路ＢＴ０４は、複数のトランジスタＢＴ１０と、バスＢＴ１１及びＢＴ１２とを有する。バスＢＴ１１は、端子Ａ１と接続されている。また、バスＢＴ１２は、端子Ａ２と接続されている。複数のトランジスタＢＴ１０のソース又はドレインの一方は、それぞれ１つおきに交互に、バスＢＴ１１及びＢＴ１２と接続されている。また、複数のトランジスタＢＴ１０のソース又はドレインの他方は、それぞれ隣接する２つの電池セルＢＴ０９の間に接続されている。
【０２３５】
なお、複数のトランジスタＢＴ１０のうち、最上流に位置するトランジスタＢＴ１０のソース又はドレインの他方は、電池部ＢＴ０８の最上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続されている。また、複数のトランジスタＢＴ１０のうち、最下流に位置するトランジスタＢＴ１０のソース又はドレインの他方は、電池部ＢＴ０８の最下流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子と接続されている。
【０２３６】
切り替え回路ＢＴ０４は、複数のトランジスタＢＴ１０のゲートに与える制御信号Ｓ１に応じて、バスＢＴ１１に接続される複数のトランジスタＢＴ１０のうちの１つと、バスＢＴ１２に接続される複数のトランジスタＢＴ１０のうちの１つとをそれぞれ導通状態にすることにより、放電電池セル群と端子対ＢＴ０１とを接続する。これにより、放電電池セル群の中で最も上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子は、端子対の端子Ａ１又はＡ２のいずれか一方と接続される。また、放電電池セル群の中で最も下流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子は、端子対の端子Ａ１又はＡ２のいずれか他方、すなわち正極端子と接続されていない方の端子に接続される。
【０２３７】
トランジスタＢＴ１０には、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。ＯＳトランジスタはオフ電流が小さいため、放電電池セル群に属しない電池セルから漏洩する電荷量を減らし、時間の経過による容量の低下を抑制することができる。またＯＳトランジスタは高電圧を印加した際の絶縁破壊が生じにくい。そのため、放電電池セル群の出力電圧が大きくても、非導通状態とするトランジスタＢＴ１０が接続された電池セルＢＴ０９と端子対ＢＴ０１とを絶縁状態とすることができる。
【０２３８】
また、図２５では、切り替え回路ＢＴ０５は、複数のトランジスタＢＴ１３と、電流制御スイッチＢＴ１４と、バスＢＴ１５と、バスＢＴ１６とを有する。バスＢＴ１５及びＢＴ１６は、複数のトランジスタＢＴ１３と、電流制御スイッチＢＴ１４との間に配置される。複数のトランジスタＢＴ１３のソース又はドレインの一方は、それぞれ１つおきに交互に、バスＢＴ１５及びＢＴ１６と接続されている。また、複数のトランジスタＢＴ１３のソース又はドレインの他方は、それぞれ隣接する２つの電池セルＢＴ０９の間に接続されている。
【０２３９】
なお、複数のトランジスタＢＴ１３のうち、最上流に位置するトランジスタＢＴ１３のソース又はドレインの他方は、電池部ＢＴ０８の最上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続されている。また、複数のトランジスタＢＴ１３のうち、最下流に位置するトランジスタＢＴ１３のソース又はドレインの他方は、電池部ＢＴ０８の最下流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子と接続されている。
【０２４０】
トランジスタＢＴ１３には、トランジスタＢＴ１０と同様に、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。ＯＳトランジスタはオフ電流が小さいため、充電電池セル群に属しない電池セルから漏洩する電荷量を減らし、時間の経過による容量の低下を抑制することができる。またＯＳトランジスタは高電圧を印加した際の絶縁破壊が生じにくい。そのため、充電電池セル群を充電するための電圧が大きくても、非導通状態とするトランジスタＢＴ１３が接続された電池セルＢＴ０９と端子対ＢＴ０２とを絶縁状態とすることができる。
【０２４１】
電流制御スイッチＢＴ１４は、スイッチ対ＢＴ１７とスイッチ対ＢＴ１８とを有する。スイッチ対ＢＴ１７の一端は、端子Ｂ１に接続されている。また、スイッチ対ＢＴ１７の他端は２つのスイッチで分岐しており、一方のスイッチはバスＢＴ１５に接続され、他方のスイッチはバスＢＴ１６に接続されている。スイッチ対ＢＴ１８の一端は、端子Ｂ２に接続されている。また、スイッチ対ＢＴ１８の他端は２つのスイッチで分岐しており、一方のスイッチはバスＢＴ１５に接続され、他方のスイッチはバスＢＴ１６に接続されている。
【０２４２】
スイッチ対ＢＴ１７及びスイッチ対ＢＴ１８が有するスイッチは、トランジスタＢＴ１０及びトランジスタＢＴ１３と同様に、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。
【０２４３】
切り替え回路ＢＴ０５は、制御信号Ｓ２に応じて、トランジスタＢＴ１３、及び電流制御スイッチＢＴ１４のオン／オフ状態の組み合わせを制御することにより、充電電池セル群と端子対ＢＴ０２とを接続する。
【０２４４】
切り替え回路ＢＴ０５は、一例として、以下のようにして充電電池セル群と端子対ＢＴ０２とを接続する。
【０２４５】
切り替え回路ＢＴ０５は、複数のトランジスタＢＴ１３のゲートに与える制御信号Ｓ２に応じて、充電電池セル群の中で最も上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続されているトランジスタＢＴ１３を導通状態にする。また、切り替え回路ＢＴ０５は、複数のトランジスタＢＴ１３のゲートに与える制御信号Ｓ２に応じて、充電電池セル群の中で最も下流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子に接続されているトランジスタＢＴ１３を導通状態にする。
【０２４６】
端子対ＢＴ０２に印加される電圧の極性は、端子対ＢＴ０１と接続される放電電池セル群、及び変圧回路ＢＴ０７の構成によって変わり得る。また、充電電池セル群を充電する方向に電流を流すためには、端子対ＢＴ０２と充電電池セル群との間で、同じ極性の端子同士を接続する必要がある。そこで、電流制御スイッチＢＴ１４は、制御信号Ｓ２により、端子対ＢＴ０２に印加される電圧の極性に応じてスイッチ対ＢＴ１７及びスイッチ対ＢＴ１８の接続先をそれぞれ切り替えるように制御される。
【０２４７】
一例として、端子Ｂ１が正極、端子Ｂ２が負極となるような電圧が端子対ＢＴ０２に印加されている状態を挙げて説明する。この時、電池部ＢＴ０８の最下流の電池セルＢＴ０９が充電電池セル群である場合、スイッチ対ＢＴ１７は、制御信号Ｓ２により、当該電池セルＢＴ０９の正極端子と接続されるように制御される。すなわち、スイッチ対ＢＴ１７のバスＢＴ１６に接続されるスイッチがオン状態となり、スイッチ対ＢＴ１７のバスＢＴ１５に接続されるスイッチがオフ状態となる。一方、スイッチ対ＢＴ１８は、制御信号Ｓ２により、当該電池セルＢＴ０９の負極端子と接続されるように制御される。すなわち、スイッチ対ＢＴ１８のバスＢＴ１５に接続されるスイッチがオン状態となり、スイッチ対ＢＴ１８のバスＢＴ１６に接続されるスイッチがオフ状態となる。このようにして、端子対ＢＴ０２と充電電池セル群との間で、同じ極性をもつ端子同士が接続される。そして、端子対ＢＴ０２から流れる電流の方向が、充電電池セル群を充電する方向となるように制御される。
【０２４８】
また、電流制御スイッチＢＴ１４は、切り替え回路ＢＴ０５ではなく、切り替え回路ＢＴ０４に含まれていてもよい。この場合、電流制御スイッチＢＴ１４、制御信号Ｓ１に応じて、端子対ＢＴ０１に印加される電圧の極性を制御することにより、端子対ＢＴ０２に印加される電圧の極性を制御する。そして、電流制御スイッチＢＴ１４は、端子対ＢＴ０２から充電電池セル群に流れる電流の向きを制御する。
【０２４９】
図２６は、図２５とは異なる、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５の構成例を示す回路図である。
【０２５０】
図２６では、切り替え回路ＢＴ０４は、複数のトランジスタ対ＢＴ２１と、バスＢＴ２４及びバスＢＴ２５とを有する。バスＢＴ２４は、端子Ａ１と接続されている。また、バスＢＴ２５は、端子Ａ２と接続されている。複数のトランジスタ対ＢＴ２１の一端は、それぞれトランジスタＢＴ２２とトランジスタＢＴ２３とにより分岐している。トランジスタＢＴ２２のソース又はドレインの一方は、バスＢＴ２４と接続されている。また、トランジスタＢＴ２３のソース又はドレインの一方は、バスＢＴ２５と接続されている。また、複数のトランジスタ対ＢＴ２１の他端は、それぞれ隣接する２つの電池セルＢＴ０９の間に接続されている。なお、複数のトランジスタ対ＢＴ２１のうち、最上流に位置するトランジスタ対ＢＴ２１の他端は、電池部ＢＴ０８の最上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続されている。また、複数のトランジスタ対ＢＴ２１のうち、最下流に位置するトランジスタ対ＢＴ２１の他端は、電池部ＢＴ０８の最下流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子と接続されている。
【０２５１】
切り替え回路ＢＴ０４は、制御信号Ｓ１に応じてトランジスタＢＴ２２及びトランジスタＢＴ２３の導通／非導通状態を切り換えることにより、当該トランジスタ対ＢＴ２１の接続先を、端子Ａ１又は端子Ａ２のいずれか一方に切り替える。詳細には、トランジスタＢＴ２２が導通状態であれば、トランジスタＢＴ２３は非導通状態となり、その接続先は端子Ａ１になる。一方、トランジスタＢＴ２３が導通状態であれば、トランジスタＢＴ２２は非導通状態となり、その接続先は端子Ａ２になる。トランジスタＢＴ２２及びトランジスタＢＴ２３のどちらが導通状態になるかは、制御信号Ｓ１によって決定される。
【０２５２】
端子対ＢＴ０１と放電電池セル群とを接続するには、２つのトランジスタ対ＢＴ２１が用いられる。詳細には、制御信号Ｓ１に基づいて、２つのトランジスタ対ＢＴ２１の接続先がそれぞれ決定されることにより、放電電池セル群と端子対ＢＴ０１とが接続される。２つのトランジスタ対ＢＴ２１のそれぞれの接続先は、一方が端子Ａ１となり、他方が端子Ａ２となるように、制御信号Ｓ１によって制御される。
【０２５３】
切り替え回路ＢＴ０５は、複数のトランジスタ対ＢＴ３１と、バスＢＴ３４及びバスＢＴ３５とを有する。バスＢＴ３４は、端子Ｂ１と接続されている。また、バスＢＴ３５は、端子Ｂ２と接続されている。複数のトランジスタ対ＢＴ３１の一端は、それぞれトランジスタＢＴ３２とトランジスタＢＴ３３とにより分岐している。トランジスタＢＴ３２により分岐する一端は、バスＢＴ３４と接続されている。また、トランジスタＢＴ３３により分岐する一端は、バスＢＴ３５と接続されている。また、複数のトランジスタ対ＢＴ３１の他端は、それぞれ隣接する２つの電池セルＢＴ０９の間に接続されている。なお、複数のトランジスタ対ＢＴ３１のうち、最上流に位置するトランジスタ対ＢＴ３１の他端は、電池部ＢＴ０８の最上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続されている。また、複数のトランジスタ対ＢＴ３１のうち、最下流に位置するトランジスタ対ＢＴ３１の他端は、電池部ＢＴ０８の最下流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子と接続されている。
【０２５４】
切り替え回路ＢＴ０５は、制御信号Ｓ２に応じてトランジスタＢＴ３２及びトランジスタＢＴ３３の導通／非導通状態を切り換えることにより、当該トランジスタ対ＢＴ３１の接続先を、端子Ｂ１又は端子Ｂ２のいずれか一方に切り替える。詳細には、トランジスタＢＴ３２が導通状態であれば、トランジスタＢＴ３３は非導通状態となり、その接続先は端子Ｂ１になる。逆に、トランジスタＢＴ３３が導通状態であれば、トランジスタＢＴ３２は非導通状態となり、その接続先は端子Ｂ２になる。トランジスタＢＴ３２及びトランジスタＢＴ３３のどちらが導通状態となるかは、制御信号Ｓ２によって決定される。
【０２５５】
端子対ＢＴ０２と充電電池セル群とを接続するには、２つのトランジスタ対ＢＴ３１が用いられる。詳細には、制御信号Ｓ２に基づいて、２つのトランジスタ対ＢＴ３１の接続先がそれぞれ決定されることにより、充電電池セル群と端子対ＢＴ０２とが接続される。２つのトランジスタ対ＢＴ３１のそれぞれの接続先は、一方が端子Ｂ１となり、他方が端子Ｂ２となるように、制御信号Ｓ２によって制御される。
【０２５６】
また、２つのトランジスタ対ＢＴ３１のそれぞれの接続先は、端子対ＢＴ０２に印加される電圧の極性によって決定される。具体的には、端子Ｂ１が正極、端子Ｂ２が負極となるような電圧が端子対ＢＴ０２に印加されている場合、上流側のトランジスタ対ＢＴ３１は、トランジスタＢＴ３２が導通状態となり、トランジスタＢＴ３３が非導通状態となるように、制御信号Ｓ２によって制御される。一方、下流側のトランジスタ対ＢＴ３１は、トランジスタＢＴ３３が導通状態、トランジスタＢＴ３２が非導通状態となるように、制御信号Ｓ２によって制御される。また、端子Ｂ１が負極、端子Ｂ２が正極となるような電圧が端子対ＢＴ０２に印加されている場合は、上流側のトランジスタ対ＢＴ３１は、トランジスタＢＴ３３が導通状態となり、トランジスタＢＴ３２が非導通状態となるように、制御信号Ｓ２によって制御される。一方、下流側のトランジスタ対ＢＴ３１は、トランジスタＢＴ３２が導通状態、トランジスタＢＴ３３が非導通状態となるように、制御信号Ｓ２によって制御される。このようにして、端子対ＢＴ０２と充電電池セル群との間で、同じ極性をもつ端子同士が接続される。そして、端子対ＢＴ０２から流れる電流の方向が、充電電池セル群を充電する方向となるように制御される。
【０２５７】
変圧制御回路ＢＴ０６は、変圧回路ＢＴ０７の動作を制御する。変圧制御回路ＢＴ０６は、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数と、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数とに基づいて、変圧回路ＢＴ０７の動作を制御する変圧信号Ｓ３を生成し、変圧回路ＢＴ０７へ出力する。
【０２５８】
なお、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数よりも多い場合は、充電電池セル群に対して過剰に大きな充電電圧が印加されることを防止する必要がある。そのため、変圧制御回路ＢＴ０６は、充電電池セル群を充電できる範囲で放電電圧（Ｖｄｉｓ）を降圧させるように変圧回路ＢＴ０７を制御する変圧信号Ｓ３を出力する。
【０２５９】
また、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数以下である場合は、充電電池セル群を充電するために必要な充電電圧を確保する必要がある。そのため、変圧制御回路ＢＴ０６は、充電電池セル群に過剰な充電電圧が印加されない範囲で放電電圧（Ｖｄｉｓ）を昇圧させるように変圧回路ＢＴ０７を制御する変圧信号Ｓ３を出力する。
【０２６０】
なお、過剰な充電電圧とする電圧値は、電池部ＢＴ０８で使用される電池セルＢＴ０９の製品仕様等に鑑みて決定することができる。また、変圧回路ＢＴ０７により昇圧及び降圧された電圧は、充電電圧（Ｖｃｈａ）として端子対ＢＴ０２に印加される。
【０２６１】
ここで、本実施の形態における変圧制御回路ＢＴ０６の動作例を、図２７（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて説明する。図２７（Ａ）乃至（Ｃ）は、図２４（Ａ）乃至（Ｃ）で説明した放電電池セル群及び充電電池セル群に対応させた、変圧制御回路ＢＴ０６の動作例を説明するための概念図である。なお図２７（Ａ）乃至（Ｃ）は、電池制御ユニットＢＴ４１を図示している。電池制御ユニットＢＴ４１は、上述したように、端子対ＢＴ０１と、端子対ＢＴ０２と、切り替え制御回路ＢＴ０３と、切り替え回路ＢＴ０４と、切り替え回路ＢＴ０５と、変圧制御回路ＢＴ０６と、変圧回路ＢＴ０７とにより構成される。
【０２６２】
図２７（Ａ）に示される例では、図２４（Ａ）で説明したように、連続する３つの高電圧セルａ乃至ｃと、１つの低電圧セルｄとが直列に接続されている。この場合、図２４（Ａ）を用いて説明したように、切り替え制御回路ＢＴ０３は、高電圧セルａ乃至ｃを放電電池セル群として決定し、低電圧セルｄを充電電池セル群として決定する。そして、変圧制御回路ＢＴ０６は、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数を基準とした時の、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比に基づいて、放電電圧（Ｖｄｉｓ）から充電電圧（Ｖｃｈａ）への変換比Ｎを算出する。
【０２６３】
なお放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数よりも多い場合に、放電電圧を変圧せずに端子対ＢＴ０２にそのまま印加すると、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９に、端子対ＢＴ０２を介して過剰な電圧が印加される可能性がある。そのため、図２７（Ａ）に示されるような場合では、端子対ＢＴ０２に印加される充電電圧（Ｖｃｈａ）を、放電電圧よりも降圧させる必要がある。さらに、充電電池セル群を充電するためには、充電電圧は、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の合計電圧より大きい必要がある。そのため、変圧制御回路ＢＴ０６は、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数を基準とした時の、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比よりも、変換比Ｎを大きく設定する。
【０２６４】
変圧制御回路ＢＴ０６は、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数を基準とした時の、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比に対して、変換比Ｎを１乃至１０％程度大きくするのが好ましい。この時、充電電圧は充電電池セル群の電圧よりも大きくなるが、実際には充電電圧は充電電池セル群の電圧と等しくなる。ただし、変圧制御回路ＢＴ０６は変換比Ｎに従い充電電池セル群の電圧を充電電圧と等しくするために、充電電池セル群を充電する電流を流すこととなる。この電流は変圧制御回路ＢＴ０６に設定された値となる。
【０２６５】
図２７（Ａ）に示される例では、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が３個で、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の数が１個であるため、変圧制御回路ＢＴ０６は、１／３より少し大きい値を変換比Ｎとして算出する。そして、変圧制御回路ＢＴ０６は、放電電圧を当該変換比Ｎに応じて降圧し、充電電圧に変換する変圧信号Ｓ３を変圧回路ＢＴ０７に出力する。そして、変圧回路ＢＴ０７は、変圧信号Ｓ３に応じて変圧された充電電圧を、端子対ＢＴ０２に印加する。そして、端子対ＢＴ０２に印加される充電電圧によって、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９が充電される。
【０２６６】
また、図２７（Ｂ）や図２７（Ｃ）に示される例でも、図２７（Ａ）と同様に、変換比Ｎが算出される。図２７（Ｂ）や図２７（Ｃ）に示される例では、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数以下であるため、変換比Ｎは１以上となる。よって、この場合は、変圧制御回路ＢＴ０６は、放電電圧を昇圧して充電電圧に変換する変圧信号Ｓ３を出力する。
【０２６７】
変圧回路ＢＴ０７は、変圧信号Ｓ３に基づいて、端子対ＢＴ０１に印加される放電電圧を充電電圧に変換する。そして、変圧回路ＢＴ０７は、変換された充電電圧を端子対ＢＴ０２に印加する。ここで、変圧回路ＢＴ０７は、端子対ＢＴ０１と端子対ＢＴ０２との間を電気的に絶縁している。これにより、変圧回路ＢＴ０７は、放電電池セル群の中で最も下流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子の絶対電圧と、充電電池セル群の中で最も下流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子の絶対電圧との差異による短絡を防止する。さらに、変圧回路ＢＴ０７は、上述したように、変圧信号Ｓ３に基づいて放電電池セル群の合計電圧である放電電圧を充電電圧に変換する。
【０２６８】
また、変圧回路ＢＴ０７は、例えば絶縁型ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ  Ｃｕｒｒｅｎｔ）−ＤＣコンバータ等を用いることができる。この場合、変圧制御回路ＢＴ０６は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータのオン／オフ比（デューティー比）を制御する信号を変圧信号Ｓ３として出力することにより、変圧回路ＢＴ０７で変換される充電電圧を制御する。
【０２６９】
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。
【０２７０】
絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた変圧回路ＢＴ０７の構成を図２８に示す。絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータＢＴ５１は、スイッチ部ＢＴ５２とトランス部ＢＴ５３とを有する。スイッチ部ＢＴ５２は、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの動作のオン／オフを切り替えるスイッチであり、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ−Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｆｉｅｌｄ−Ｅｆｆｅｃｔ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やバイポーラ型トランジスタ等を用いて実現される。また、スイッチ部ＢＴ５２は、変圧制御回路ＢＴ０６から出力される、オン／オフ比を制御する変圧信号Ｓ３に基づいて、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータＢＴ５１のオン状態とオフ状態を周期的に切り替える。なお、スイッチ部ＢＴ５２は、使用される絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータの方式によって様々な構成を取り得る。トランス部ＢＴ５３は、端子対ＢＴ０１から印加される放電電圧を充電電圧に変換する。詳細には、トランス部ＢＴ５３は、スイッチ部ＢＴ５２のオン／オフ状態と連動して動作し、そのオン／オフ比に応じて放電電圧を充電電圧に変換する。この充電電圧は、スイッチ部ＢＴ５２のスイッチング周期において、オン状態となる時間が長いほど大きくなる。一方、充電電圧は、スイッチ部ＢＴ５２のスイッチング周期において、オン状態となる時間が短いほど小さくなる。なお、絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを用いる場合、トランス部ＢＴ５３の内部で、端子対ＢＴ０１と端子対ＢＴ０２は互いに絶縁することができる。
【０２７１】
本実施の形態における蓄電装置ＢＴ００の処理の流れを、図２９を用いて説明する。図２９は、蓄電装置ＢＴ００の処理の流れを示すフローチャートである。
【０２７２】
まず、蓄電装置ＢＴ００は、複数の電池セルＢＴ０９毎に測定された電圧を取得する（ステップＳ００１）。そして、蓄電装置ＢＴ００は、複数の電池セルＢＴ０９の電圧を揃える動作の開始条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ００２）。この開始条件は、例えば、複数の電池セルＢＴ０９毎に測定された電圧の最大値と最小値との差分が、所定の閾値以上か否か等とすることができる。この開始条件を満たさない場合は（ステップＳ００２：ＮＯ）、各電池セルＢＴ０９の電圧のバランスが取れている状態であるため、蓄電装置ＢＴ００は、以降の処理を実行しない。一方、開始条件を満たす場合は（ステップＳ００２：ＹＥＳ）、蓄電装置ＢＴ００は、各電池セルＢＴ０９の電圧を揃える処理を実行する。この処理において、蓄電装置ＢＴ００は、測定されたセル毎の電圧に基づいて、各電池セルＢＴ０９が高電圧セルか低電圧セルかを判定する（ステップＳ００３）。そして、蓄電装置ＢＴ００は、判定結果に基づいて、放電電池セル群及び充電電池セル群を決定する（ステップＳ００４）。さらに、蓄電装置ＢＴ００は、決定された放電電池セル群を端子対ＢＴ０１の接続先に設定する制御信号Ｓ１、及び決定された充電電池セル群を端子対ＢＴ０２の接続先に設定する制御信号Ｓ２を生成する（ステップＳ００５）。蓄電装置ＢＴ００は、生成された制御信号Ｓ１及び制御信号Ｓ２を、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５へそれぞれ出力する。そして、切り替え回路ＢＴ０４により、端子対ＢＴ０１と放電電池セル群とが接続され、切り替え回路ＢＴ０５により、端子対ＢＴ０２と放電電池セル群とが接続される（ステップＳ００６）。また、蓄電装置ＢＴ００は、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数と、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数とに基づいて、変圧信号Ｓ３を生成する（ステップＳ００７）。そして、蓄電装置ＢＴ００は、変圧信号Ｓ３に基づいて、端子対ＢＴ０１に印加される放電電圧を充電電圧に変換し、端子対ＢＴ０２に印加する（ステップＳ００８）。これにより、放電電池セル群の電荷が充電電池セル群へ移動される。
【０２７３】
また、図２９のフローチャートでは、複数のステップが順番に記載されているが、各ステップの実行順序は、その記載の順番に制限されない。
【０２７４】
以上、本実施の形態によれば、放電電池セル群から充電電池セル群へ電荷を移動させる際、キャパシタ方式のように、放電電池セル群からの電荷を一旦蓄積し、その後充電電池セル群へ放出させるような構成を必要としない。これにより、単位時間あたりの電荷移動効率を向上させることができる。また、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５により、放電電池セル群及び充電電池セル群のうち、変圧回路と接続する電池セルを、個別に切り替えられる。
【０２７５】
さらに、変圧回路ＢＴ０７により、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数と充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数とに基づいて、端子対ＢＴ０１に印加される放電電圧が充電電圧に変換され、端子対ＢＴ０２に印加される。これにより、放電側及び充電側の電池セルＢＴ０９がどのように選択されても、問題なく電荷の移動を実現できる。
【０２７６】
さらに、トランジスタＢＴ１０及びトランジスタＢＴ１３にＯＳトランジスタを用いることにより、充電電池セル群及び放電電池セル群に属しない電池セルＢＴ０９から漏洩する電荷量を減らすことができる。これにより、充電及び放電に寄与しない電池セルＢＴ０９の容量の低下を抑制することができる。また、ＯＳトランジスタは、Ｓｉトランジスタに比べて熱に対する特性の変動が小さい。これにより、電池セルＢＴ０９の温度が上昇しても、制御信号Ｓ１、Ｓ２に応じた導通状態と非導通状態の切り替えといった、正常な動作をさせることができる。
【０２７７】
（実施の形態４）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した二次電池を電子機器に実装する例について説明する。
【０２７８】
可撓性を有する二次電池を、腕章型の電子機器に実装する例を図３０に示す。図３０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二次電池とを有する。
【０２７９】
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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
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、軍人や警備員などが上腕部に腕章型デバイス７３００を装着し、ほふく前進を行いながら、上官の指示をリアルタイムで受信して上腕部の腕章型デバイス７３００の表示部に表示された表示を確認することができる。軍人や警備員が作業を実行する上で頭部にヘルメットをかぶり、両手には武器や道具を有しており、無線器や携帯電話や頭部に装着するデバイスでは使用が困難である。軍人や警備員が上腕部に新規デバイスを装着し、両手がふさがったままでもマイクなどの音声入力部への音声入力などによって腕章型デバイス７３００の操作を行えることは有用である。
【０２８２】
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。例えば、マラソンなどの場合、選手は時間を腕時計で確認するが、腕の振りを一度止めないと時間を確認することが困難である。腕の振りを止めてしまうとリズムが乱れ、競技に支障をきたすおそれがある。腕章型デバイス７３００は、上腕部に装着することで、腕の振りを止めなくとも時間の確認を可能とし、さらに他の情報（コースの自分の位置情報や、自分の健康状態など）もディスプレイに表示させることができる。さらに、選手が両手を使うことなく音声入力などによって新規デバイスの操作を行い、通信機能によって、コーチに指示を仰ぎ、その指示をスピーカなどの音声出力部による音声出力や表示によって選手が確認できる機能も備えていると有用である。
【０２８３】
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。
【０２８４】
可撓性を有する二次電池をその他の電子機器に実装する例を図３１に示す。フレキシブルな形状を備える二次電池を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０２８５】
また、フレキシブルな形状を備える二次電池を、家屋やビルの内壁または外壁や、自動車の内装または外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
【０２８６】
図３１（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、二次電池７４０７を有している。
【０２８７】
図３１（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二次電池７４０７も湾曲される。
【０２８８】
図３１（Ｃ）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、及び二次電池７１０４を備える。二次電池７１０４は曲げられた状態で使用者の腕への装着時に、筐体が変形して二次電池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二次電池７１０４の主表面の一部または全部が変化する。二次電池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。
【０２８９】
二次電池７１０４として先の実施の形態に示す二次電池を用いることにより、携帯表示装置７１００の着脱時に二次電池７１０４が変形しても、その応力は二次電池７１０４の正極タブ及び負極タブに集中しない。このため、携帯表示装置７１００の着脱を繰り返しても、正極タブ及び負極タブで亀裂が発生する、または破断するなどの可能性を低減することができる。よって、携帯表示装置７１００の信頼性を高いものとすることができる。
【０２９０】
また、先の実施の形態に示す二次電池は、起電力を発生させる第１の部位と第２の部位の間にリード電極を有する第３の部位が設けられている。当該二次電池を二次電池７１０４として用いることで、二次電池７１０４のリード電極が表示部７１０２に近接して設けられる。このため、二次電池７１０４を余計な配線を引き回さずに設けることができる。
【０２９１】
また、湾曲可能な二次電池は、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３１（Ｄ）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、二次電池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、二次電池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、二次電池７５０１に充電することができる。さらに、二次電池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。
【０２９２】
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。
【０２９３】
（実施の形態５）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した二次電池を搭載することのできる電子機器の他の例を示す。
【０２９４】
図３２（Ａ）および図３２（Ｂ）に、２つ折り可能なタブレット型端末の一例を示す。図３２（Ａ）および図３２（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３２（Ａ）は、タブレット型端末９６００を開いた状態を示し、図３２（Ｂ）は、タブレット型端末９６００を閉じた状態を示している。
【０２９５】
また、タブレット型端末９６００は、筐体９６３０ａおよび筐体９６３０ｂの内部に二次電池９６３５を有する。二次電池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。
【０２９６】
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。
【０２９７】
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。
【０２９８】
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。
【０２９９】
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。
【０３００】
また、図３２（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。
【０３０１】
図３２（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、二次電池９６３５として、本発明の一態様の二次電池を用いる。
【０３０２】
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、本発明の一態様の二次電池を用いた二次電池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。
【０３０３】
また、この他にも図３２（Ａ）および図３２（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。
【０３０４】
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、二次電池９６３５の充電を効率的に行う構成とすることができる。なお二次電池９６３５としては、本発明の一態様の二次電池を用いると、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。
【０３０５】
また、図３２（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３２（Ｃ）にブロック図を示し説明する。図３２（Ｃ）には、太陽電池９６３３、二次電池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、二次電池９６３５、ＤＣＤＣコンバータ９６３６、コンバータ９６３７、スイッチＳＷ１乃至ＳＷ３が、図３２（Ｂ）に示す充放電制御回路９６３４に対応する箇所となる。
【０３０６】
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、二次電池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をオンにして二次電池９６３５の充電を行う構成とすればよい。
【０３０７】
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二次電池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。
【０３０８】
また、図３３に示すようなウェアラブルデバイスに実施の形態１で説明した二次電池を搭載することができる。
【０３０９】
例えば、図３３（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のテンプル部に二次電池を搭載することで、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。
【０３１０】
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内に二次電池を設けることができる。
【０３１１】
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、二次電池４０２ｂを設けることができる。
【０３１２】
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、二次電池４０３ｂを設けることができる。
【０３１３】
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、二次電池を設けることができる。また、先の実施の形態に示す二次電池は、起電力を発生させる第１の部位と第２の部位の間にリード電極を有する第３の部位が設けられている。例えば、当該二次電池をベルト部４０５ｂに用いることで、二次電池のリード電極が表示部４０５ａに近接して設けられる。このため、二次電池７１０４を余計な配線を引き回さずに設けることができる。
【０３１４】
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、二次電池を搭載することができる。
【０３１５】
また、図３３（Ｂ）に示すような腕輪型デバイス４０７に実施の形態１で説明した二次電池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つの湾曲した二次電池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３０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。
【０３１６】
また、図３３（Ｃ）に示すようなウェアラブルデバイス４１０に上記実施の形態で説明した二次電池を搭載することができる。ウェアラブルデバイス４１０は、センサ部４１３と、表示部４１５と、バンド部４１４とを有し、例えば手首などに装着することができる。バンド部４１４に湾曲した二次電池４１２が設けられている。表示部４１５に用いることのできる表示部については、図３０の表示部についての記載を参酌することができる。
【０３１７】
二次電池４１２として先の実施の形態に示す二次電池を用いることにより、ウェアラブルデバイス４１０の着脱時に二次電池４１２が変形しても、外装体の亀裂の発生などの可能性を低減することができる。よって、ウェアラブルデバイス４１０の信頼性を高いものとすることができる。
【０３１８】
また、先の実施の形態に示す二次電池は、起電力を発生させる第１の部位と第２の部位の間にリード電極を有する第３の部位が設けられている。当該二次電池を二次電池４１２として用いることで、二次電池４１２のリード電極がセンサ部４１３、表示部４１５に近接して設けられる。このため、二次電池４１２を余計な配線を引き回さずに設けることができる。
【０３１９】
図３４に、他の電子機器の例を示す。図３４において、表示装置８０００は、本発明の一態様に係る二次電池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、二次電池８００４等を有する。本発明の一態様に係る二次電池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、二次電池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二次電池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。
【０３２０】
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。
【０３２１】
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。
【０３２２】
図３４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二次電池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、二次電池８１０３等を有する。図３４では、二次電池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、二次電池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、二次電池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二次電池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。
【０３２３】
なお、図３４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二次電池は、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。
【０３２４】
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。
【０３２５】
図３４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二次電池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、二次電池８２０３等を有する。図３４では、二次電池８２０３が、室内機８２００に設けられている場合を例示しているが、二次電池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、二次電池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、二次電池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の両方に二次電池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二次電池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。
【０３２６】
なお、図３４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二次電池を用いることもできる。
【０３２７】
図３４において、電気冷凍冷蔵庫８３００は、本発明の一態様に係る二次電池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、二次電池８３０４等を有する。図３４では、二次電池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、二次電池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二次電池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。
【０３２８】
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。
【０３２９】
（実施の形態６）
本実施の形態では、車両に実施の形態１で説明した二次電池を搭載する例を示す。
【０３３０】
また、二次電池を車両に搭載すると、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、又はプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車を実現できる。
【０３３１】
図３５において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図３５（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は二次電池を有する。二次電池は電気モーターを駆動するだけでなく、ヘッドライト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。
【０３３２】
また、二次電池は、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、二次電池は、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。
【０３３３】
図３５（Ｂ）に示す自動車８５００は、自動車８５００が有する二次電池にプラグイン方式や非接触給電方式等により外部の充電設備から電力供給を受けて、充電することができる。図３５（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に搭載された二次電池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。
【０３３４】
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、停車時や走行時に二次電池の充電を行ってもよい。このような非接触での電力の供給には、電磁誘導方式や磁界共鳴方式を用いることができる。
【０３３５】
また、車両に搭載した二次電池を車両以外の電力供給源として用いることもできる。この場合、電力需要のピーク時に商用電源を用いることを回避することができる。
【０３３６】
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】
【０３３７】
本実施例では、有限要素法を用いて外装体にかかる応力を計算した。
【０３３８】
科学計算のソフトは、ＡＮＳＹＳ  Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ  ＡＰＤＬ  １４．０を用いた。計算条件としては、外装体の材料をアルミニウムとし、アルミニウムのヤング率を７．０３×１０１０  Ｐａ、ポワッソン比を０．３４５とし、要素タイプを１８７（３  次元  １０  節点四面体ソリッド）とし、分割幅（計算に用いるメッシュの幅）を１ｍｍとした。
【０３３９】
図３６には、計算に用いた外装体の第１の構造を示す。図３６（Ａ）は外装体の上面図を示す。外装体の上面から見た長さおよび幅を７５ｍｍおよび６０ｍｍとした。計算に用いた外装体の構造は筒状であり、図３６（Ｂ）は図３６（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ１−Ｘ２における筒の断面を示す。外装体の外形の厚さを０．７ｍｍとした。また図３７（Ａ）には図３６（Ｂ）において破線で囲まれた領域８１の、図３７（Ｂ）には領域８２の、拡大図をそれぞれ示す。外装体の厚さを０．１ｍｍとした。また、端部の折り込み部において、外装体同士の距離を０．１ｍｍとした。また、折り込み部の幅は５ｍｍとした。図３７（Ｃ）は、図３６（Ａ）に示す一点鎖線Ｙ１−Ｙ２における筒の断面図を示す。図３６（Ａ）に示す辺８５および辺８６に対して、図３７（Ｃ）に示す矢印９１および矢印９２、すなわち垂直方向に１ｍｍの変位を与え、外装体の応力を計算した。
【０３４０】
図３８には、計算に用いた外装体の第２の構造を示す。図３８（Ａ）は外装体の上面図を示す。外装体の上面から見た長さおよび幅を７５ｍｍおよび７０ｍｍ（６０ｍｍ＋封止部５ｍｍ＋封止部５ｍｍ）とした。左右両側に封止部を設け、その幅をそれぞれ５ｍｍとした。計算に用いた外装体の構造は筒状であり、図３８（Ｂ）は図３８（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ１−Ｘ２における筒の断面を示す。外装体の外形の厚さを０．７ｍｍとした。また図３９（Ａ）には図３８（Ｂ）において破線で囲まれた領域８３の、図３９（Ｂ）には領域８４の、拡大図をそれぞれ示す。外装体の厚さを０．１ｍｍとした。図３９（Ｃ）は、図３８（Ａ）に示す一点鎖線Ｙ１−Ｙ２における筒の断面図を示す。図３８（Ａ）に示す辺８７および辺８８に対して、図３９（Ｃ）に示す矢印９３および矢印９４、すなわち垂直方向に１ｍｍの変位を与え、外装体の応力を計算した。
【０３４１】
図４０は、図３６に示す構造において、外装体の角近傍の領域の応力分布の結果を、図４１は、図３８に示す構造において、外装体の角近傍の領域の応力分布の結果を、それぞれ示す。図４０および図４１において、濃い色で表示されるほど応力が大きいことを示す。図４０より、外装体の折り込み部の内側で、応力が大きいことがわかる。また、図４１より、封止部の付け根および矩形に折られた外装体の角部等で応力が大きいことがわかる。
【０３４２】
図３６および図３８の構造において、応力の最大値はそれぞれ６．７９×１０８Ｐａおよび１１．５×１０８Ｐａであった。このことより、図３６に示す構造を用いることにより、外装体を曲げる場合において応力をより小さく抑制できることが示唆された。
【実施例２】
【０３４３】
本実施例では、一枚の部材を用いて、図１１（Ａ）乃至（Ｃ）に示す形状を有する外装体１０７を作製した。また、外装体１０７の端部近傍に正極リード１２１および負極リード１２５を設けた。
【０３４４】
外装体１０７の作製には、エンボス加工を施したフィルムを用いた。フィルムは、アルミニウムのフィルムの片面には樹脂による被覆層が設けられ、もう一方の面にも樹脂による被覆層が設けられる。フィルムの厚さは、エンボス加工前においてアルミニウムの厚さが４０μｍ、アルミニウムと、被覆層とを合わせた厚さが１５３μｍであった。エンボス加工の条件は、凸部と凹部の高さの差が０．５ｍｍ、３つの凸部の距離は、一辺が３．５ｍｍ、二辺が２．５ｍｍの二等辺三角形の頂点に凸部が位置するように概略配置される。
【０３４５】
封止部５３を設け、フィルムを袋状にし、封止部５１および封止部５２を設け、外装体１０７を作製した。封止部５１を封止する前に、正極リード１２１および負極リード１２５を筒状のフィルムの端部に挟み、その後、封止を行った。また、正極リード１２１と外装体となるフィルムとの間、および負極リード１２５と外装体となるフィルムとの間に接着性を高めるための樹脂フィルムを挟んだ。
【０３４６】
作製した外装体１０７を図１１（Ａ）に示す斜視図と同じように、上側から見た図を図４４（Ａ）に、図１１（Ｂ）と同じように右側から見た図を図４４（Ｂ）に、図１１（Ｃ）と同じように下側から見た図を図４４（Ｃ）に示す。図４４（Ａ）乃至図４４（Ｃ）に示すように、３つの封止部を設け、一枚の部材から本発明の一態様の外装体を作製することができた。
【符号の説明】
【０３４７】
１０    二次電池
１３ａ    タブ領域
１３ｂ    タブ領域
５１    封止部
５２    封止部
５３    封止部
５４    封止部
５５ａ    封止部
５５ｂ    封止部
５６    封止部
５７    封止部
５８    封止部
６１    領域
６２    矢印
６３    距離
６６    幅
６７    距離
６８    幅
７１    辺
７２    辺
７３    辺
７４    辺
７５    辺
７６    辺
７７    辺
７８    辺
８１    領域
８２    領域
８３    領域
８４    領域
８５    辺
８６    辺
８７    辺
８８    辺
９１    矢印
９２    矢印
９３    矢印
９４    矢印
１０１    正極集電体
１０２    正極活物質層
１０３    セパレータ
１０４    電解液
１０５    負極集電体
１０６    負極活物質層
１０７    外装体
１０７ａ    面
１０７ｂ    面
１１１    正極
１１１ａ    正極
１１５    負極
１１５ａ    負極
１２１    正極リード
１２５    負極リード
２００    二次電池
３２１    グラフェン
３２２    正極活物質
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    二次電池
４０３    デバイス
４０３ａ    筐体
４０３ｂ    二次電池
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    二次電池
４０７ｃ    表示部
４０７ｄ    接続部
４０７ｅ    ヒンジ部
４１０    ウェアラブルデバイス
４１２    二次電池
４１３    センサ部
４１４    バンド部
４１５    表示部
５１２    溶接領域
５１３    湾曲部
５１４    封止部
７１００    携帯表示装置
７１０１    筐体
７１０２    表示部
７１０３    操作ボタン
７１０４    二次電池
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    二次電池
７４０８    リード電極
７４０９    集電体
７５００    ストーブ
７５０１    二次電池
７５１０    ストーブ
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    二次電池
８０２１    充電装置
８０２２    ケーブル
８１００    照明装置
８１０１    筐体
８１０２    光源
８１０３    二次電池
８１０４    天井
８１０５    側壁
８１０６    床
８１０７    窓
８２００    室内機
８２０１    筐体
８２０２    送風口
８２０３    二次電池
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    二次電池
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    二次電池
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】
2016154142.tif 000004
【図２】
2016154142.tif 000005
【図３】
2016154142.tif 000006
【図４】
2016154142.tif 000007
【図５】
2016154142.tif 000008
【図６】
2016154142.tif 000009
【図７】
2016154142.tif 000010
【図８】
2016154142.tif 000011
【図９】
2016154142.tif 000012
【図１０】
2016154142.tif 000013
【図１１】
2016154142.tif 000014
【図１２】
2016154142.tif 000015
【図１３】
2016154142.tif 000016
【図１４】
2016154142.tif 000017
【図１５】
2016154142.tif 000018
【図１６】
2016154142.tif 000019
【図１７】
2016154142.tif 000020
【図１８】
2016154142.tif 000021
【図１９】
2016154142.tif 000022
【図２０】
2016154142.tif 000023
【図２１】
2016154142.tif 000024
【図２２】
2016154142.tif 000025
【図２３】
2016154142.tif 000026
【図２４】
2016154142.tif 000027
【図２５】
2016154142.tif 000028
【図２６】
2016154142.tif 000029
【図２７】
2016154142.tif 000030
【図２８】
2016154142.tif 000031
【図２９】
2016154142.tif 000032
【図３０】
2016154142.tif 000033
【図３１】
2016154142.tif 000034
【図３２】
2016154142.tif 000035
【図３３】
2016154142.tif 000036
【図３４】
2016154142.tif 000037
【図３５】
2016154142.tif 000038
【図３６】
2016154142.tif 000039
【図３７】
2016154142.tif 000040
【図３８】
2016154142.tif 000041
【図３９】
2016154142.tif 000042
【図４２】
2016154142.tif 000043
【図４３】
2016154142.tif 000044
【図４５】
2016154142.tif 000045
【図４６】
2016154142.tif 000046
【図４０】
2016154142.tif 000047
【図４１】
2016154142.tif 000048
【図４４】
2016154142.tif 000049