(57)【要約】【課題】電極活物質材料を無駄なく使用する蓄電池を提供することを課題の一つとする。また、適切な配合割合の電極活物質を提供することを課題の一つとする。【解決手段】正極と、負極と、正極と負極との間の電解液と、を有し、正極は、正極集電体及び正極活物質層を有し、正極活物質層は、第１の正極活物質と、第２の正極活物質と、を有し、第１の正極活物質の充電容量は、放電容量よりも大きく、第２の正極活物質の放電容量は、充電容量よりも大きいリチウムイオン蓄電池である。第１の正極活物質はリチウムマンガン複合酸化物であり、第２の正極活物質はスピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物であるリチウムイオン蓄電池としてもよい。【選択図】図１
2016127016.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と、負極と、前記正極と前記負極との間の電解液と、を有し、
前記正極は、正極集電体及び正極活物質層を有し、
前記正極活物質層は、第１の正極活物質と、第２の正極活物質と、を有し、
前記第１の正極活物質の充電容量は、放電容量よりも大きく、
前記第２の正極活物質の放電容量は、充電容量よりも大きいリチウムイオン蓄電池。
【請求項２】
正極と、負極と、前記正極と前記負極との間の電解液と、を有し、
前記正極は、正極集電体及び正極活物質層を有し、
前記正極活物質層は、第１の正極活物質と、第２の正極活物質と、を有し、
前記第１の正極活物質の充電容量は、放電容量よりも大きく、
前記第２の正極活物質の放電容量は、充電容量よりも大きく、
前記第１の正極活物質の充電容量と放電容量の差は、前記第２の正極活物質の放電容量と充電容量の差よりも大きく、
前記正極活物質層において、前記第１の正極活物質は、前記第２の正極活物質よりも配合比が大きいリチウムイオン蓄電池。
【請求項３】
正極と、負極と、前記正極と前記負極との間の電解液と、を有し、
前記正極は、正極集電体及び正極活物質層を有し、
前記正極活物質層は、第１の正極活物質と、第２の正極活物質と、を有し、
前記第１の正極活物質の充電容量は、放電容量よりも大きく、
前記第２の正極活物質の放電容量は、充電容量よりも大きく、
前記第１の正極活物質の充電容量と放電容量の差に前記正極活物質層中の前記第１の正極活物質が占める重量の割合を掛けて得られる容量が、前記第２の正極活物質の放電容量と充電容量の差に前記正極活物質層中の前記第２の正極活物質が占める重量の割合を掛けて得られる容量と等しいか、より小さいリチウムイオン蓄電池。
【請求項４】
正極と、負極と、前記正極と前記負極との間の電解液と、を有し、
前記正極は、正極集電体及び正極活物質層を有し、
前記正極活物質層は、第１の正極活物質と、第２の正極活物質と、を有し、
前記第１の正極活物質の充電容量は、放電容量よりも大きく、
前記第２の正極活物質の放電容量は、充電容量よりも大きく、
前記第１の正極活物質の充電容量と放電容量の差は、前記第２の正極活物質の放電容量と充電容量の差よりも大きく、
前記正極活物質層において、前記第１の正極活物質の配合比は、下記数式（１）を満たすリチウムイオン蓄電池。
【数１】
2016127016.tif 000009
ただし、前記数式（１）において、Ｒ１は前記正極活物質層中の前記第１の正極活物質が占める重量の割合を示し、Ｑｃ１は前記第１の正極活物質の充電容量、Ｑｄ１は放電容量を示し、Ｑｃ２は前記第２の正極活物質の充電容量、Ｑｄ２は放電容量を示す。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか一において、
前記第１の正極活物質はリチウムマンガン複合酸化物であり、
前記第２の正極活物質は、スピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物であるリチウムイオン蓄電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、リチウムイオン蓄電池、及びその製造方法に関する。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
蓄電池としては、ニッケル水素蓄電池や、鉛蓄電池や、リチウムイオン蓄電池などが挙げられる。
【０００４】
これらの蓄電池は、携帯電話などで代表される携帯情報端末の電源として用いられている。中でも、リチウムイオン蓄電池は、高容量、且つ、小型化が図れるため、開発が盛んに行われている。
【０００５】
リチウムイオン蓄電池の高容量化は、モバイル機器用途においては使用時間の延長や軽量化に、自動車用途においては走行距離の長距離化に繋がるため、大きな開発方針となっている。例えば、正極活物質は電池反応に寄与するリチウムイオンの量を決定する重要な要素である。また、負極活物質は正極で反応するリチウムイオン量と同量の可逆的反応を起こす必要があるため同様に重要な要素である。
【０００６】
例えば、リチウムイオン蓄電池において、正極活物質材料として例えば、特許文献１に示されている、リン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４）、リン酸マンガンリチウム（ＬｉＭｎＰＯ４）、リン酸コバルトリチウム（ＬｉＣｏＰＯ４）、リン酸ニッケルリチウム（ＬｉＮｉＰＯ４）などの、リチウムと鉄、マンガン、コバルトまたはニッケルとを含むオリビン構造を有するリン酸化合物などが知られている。また、負極活物質材料として例えば、黒鉛材料のほかに、高容量を示す材料としてシリコン、錫およびそれらの酸化物が例えば特許文献２に示されている。
【０００７】
正極活物質材料として、正極に用いると高い充電容量を発現する一方で放電時に大きな不可逆容量を伴い、充電容量に対して放電容量が低く初期充放電効率が低い正極となる材料が知られている。すなわち、充電時に放出したリチウムの一部は、放電時に取り込まれない。このような材料を蓄電池の正極活物質として用いるには、蓄電池は正極の可逆容量に対応する負極容量のみならず、該不可逆容量に対応する負極容量を要する。そのため、負極重量の増加を招き、蓄電池の重量・体積が増大し、単位重量・体積あたりの蓄電池の容量の低下を招く。このような正極活物質材料としては、例えばＬｉ２ＭｎＯ３がある（非特許文献１）。
【０００８】
一方で、充電容量は特筆すべき程高くはないものの、放電の理論容量が高く過放電する正極材料が知られている。すなわち、充電時に放出したリチウムの量を超える量のリチウムを、放電時に取り込むことができる。しかし、蓄電池における反応に関わるリチウムイオンの量は、初回充電時に正極で反応した電荷量で決定されるため、過放電分に相当するリチウムイオンを反応させることができない。このような正極材料としては、例えばＬｉＭｎ２Ｏ４がある（非特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２５９８３号公報
【特許文献２】特開２００７−１０６６３４号公報
【非特許文献】
【００１０】
【非特許文献１】電気化学会編、「電池ハンドブック」、株式会社オーム社、平成２２年２月１０日、ｐｐ．４５０−４６７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
ＬｉＭｎ２Ｏ４のように過放電することができる正極活物質材料、つまり、放電時に充電時に放出したリチウムの量を超えるリチウムを取り込むことができる正極活物質材料を用いた蓄電池において、過放電を電池反応に利用する方法として、充電時にリチウム脱離以外の反応、例えば電解液の酸化分解などの反応を生じさせることや、負極に金属リチウムを使用するか、リチウムプリドープ技術を用いて、予め負極に反応可能なリチウムを用意することが挙げられる。しかし、電解液の分解は、ガスの発生や抵抗の増加などの悪影響を蓄電池に与える。また、負極に金属リチウムを使用することは、蓄電池の安全性に対するリスクであり、また負極へのリチウムプリドープは、不安定なリチウムを安定にドープさせるためのプロセスが煩雑であり、生産性を高めるのが難しい。
【００１２】
そこで、本発明の一態様は、単位質量及び体積あたりの容量の大きな蓄電池を提供することを課題の一つとする。また、電極活物質材料を無駄なく使用する蓄電池を提供することを課題の一つとする。また、適切な配合割合の電極活物質を提供することを課題の一つとする。適切な電極活物質の配合割合を決定して蓄電池を製造する方法を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、単位質量及び体積あたりの容量の大きな蓄電池の製造方法を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、新規な蓄電池、新規な蓄電装置、新規な蓄電池の製造方法、または、新規な蓄電装置の製造方法を提供することを課題の一つとする。
【００１３】
なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、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】
【００１４】
本発明の一態様は、正極と、負極と、正極と負極との間の電解液と、を有し、正極は、正極集電体及び正極活物質層を有し、正極活物質層は、第１の正極活物質と、第２の正極活物質と、を有し、第１の正極活物質の充電容量は、放電容量よりも大きく、第２の正極活物質の放電容量は、充電容量よりも大きいリチウムイオン蓄電池である。
【００１５】
また、本発明の他の一態様は、正極と、負極と、正極と負極との間の電解液と、を有し、正極は、正極集電体及び正極活物質層を有し、正極活物質層は、第１の正極活物質と、第２の正極活物質と、を有し、第１の正極活物質の充電容量は、放電容量よりも大きく、第２の正極活物質の放電容量は、充電容量よりも大きく、第１の正極活物質の充電容量と放電容量の差は、第２の正極活物質の放電容量と充電容量の差よりも大きく、正極活物質層において、第１の正極活物質は、第２の正極活物質よりも配合比が大きいリチウムイオン蓄電池である。
【００１６】
また、本発明の一態様において、正極と、負極と、正極と負極との間の電解液と、を有し、正極は、正極集電体及び正極活物質層を有し、正極活物質層は、第１の正極活物質と、第２の正極活物質と、を有し、第１の正極活物質の充電容量は、放電容量よりも大きく、第２の正極活物質の放電容量は、充電容量よりも大きく、第１の正極活物質の充電容量と放電容量の差に正極活物質層中の第１の正極活物質が占める重量の割合を掛けて得られる容量が、第２の正極活物質の放電容量と充電容量の差に正極活物質層中の第２の正極活物質が占める重量の割合を掛けて得られる容量と等しいか、より小さいリチウムイオン蓄電池である。
【００１７】
また、本発明の他の一態様は、正極と、負極と、正極と負極との間の電解液と、を有し、正極は、正極集電体及び正極活物質層を有し、正極活物質層は、第１の正極活物質と、第２の正極活物質と、を有し、第１の正極活物質の充電容量は、放電容量よりも大きく、第２の正極活物質の放電容量は、充電容量よりも大きく、第１の正極活物質の充電容量と放電容量の差は、第２の正極活物質の放電容量と充電容量の差よりも大きく、正極活物質層において、第１の正極活物質の配合比は、下記数式（１）を満たすリチウムイオン蓄電池である。
【００１８】
【数１】
2016127016.tif 000003
【００１９】
ただし、数式（１）において、Ｒ１は正極活物質層中の第１の正極活物質が占める重量の割合を示し、Ｑｃ１は第１の正極活物質の充電容量、Ｑｄ１は放電容量を示し、Ｑｃ２は第２の正極活物質の充電容量、Ｑｄ２は放電容量を示す。なお、本発明の一態様において、第１の正極活物質はリチウムマンガン複合酸化物であり、第２の正極活物質は、スピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物であるリチウムイオン蓄電池としてもよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の一態様により、単位質量及び体積あたりの容量の大きな蓄電池を提供することができる。また、電極活物質材料を無駄なく使用する蓄電池を提供することができる。また、適切な配合割合の電極活物質を提供することができる。また、適切な電極活物質の配合割合を決定して蓄電池を製造する方法を提供することができる。また、本発明の一態様により、単位質量及び体積あたりの容量の大きな蓄電池の製造方法を提供することができる。または、本発明の一態様は、新規な蓄電池、新規な蓄電装置、新規な蓄電池の製造方法、または、新規な蓄電装置の製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明の一態様のリチウムイオン蓄電池を説明する図。
【図２】曲率半径を説明する図。
【図３】曲率半径を説明する図。
【図４】コイン型の蓄電池を説明する図。
【図５】円筒型の蓄電池を説明する図。
【図６】ラミネート型の蓄電池を説明する図。
【図７】蓄電池の外観を示す図。
【図８】蓄電池の外観を示す図。
【図９】蓄電池の作製方法を説明するための図。
【図１０】可撓性を有するラミネート型の蓄電池を説明する図。
【図１１】蓄電装置の例を説明するための図。
【図１２】蓄電装置の例を説明するための図。
【図１３】蓄電装置の例を説明するための図。
【図１４】蓄電装置の例を説明するための図。
【図１５】蓄電装置の例を説明するための図。
【図１６】蓄電装置の応用形態を示す図。
【図１７】実施例正極１、比較例正極１及び比較例正極２の充放電特性を示す図。
【図１８】蓄電池の変形例を説明するための図
【図１９】蓄電池の変形例を説明するための図
【図２０】蓄電池の変形例を説明するための図
【図２１】蓄電池の変形例を説明するための図
【図２２】本発明の一態様を説明するブロック図。
【図２３】本発明の一態様を説明する概念図。
【図２４】本発明の一態様を説明する回路図。
【図２５】本発明の一態様を説明する回路図。
【図２６】本発明の一態様を説明する概念図。
【図２７】本発明の一態様を説明するブロック図。
【図２８】本発明の一態様を説明するフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
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。
【００２３】
なお、本明細書で説明する各図において、正極、負極、活物質層、セパレータ、外装体などの各構成要素の大きさや厚さは、個々に説明の明瞭化のために誇張されている場合がある。よって、必ずしも各構成要素はその大きさに限定されず、また各構成要素間での相対的な大きさに限定されない。
【００２４】
また、本明細書等において、第１、第２、第３などとして付される序数詞は、便宜上用いるものであって工程の順番や上下の位置関係などを示すものではない。そのため、例えば、「第１の」を「第２の」又は「第３の」などと適宜置き換えて説明することができる。また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられる序数詞は一致しない場合がある。
【００２５】
また、本明細書等で説明する本発明の構成において、同一部分又は同様の機能を有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略する。また、同様の機能を有する部分を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符号を付さない場合がある。
【００２６】
また、本明細書において可撓性とは、物体が柔軟であり、曲がることが可能である性質を指す。物体にかかる外力に応じて物体が変形することができる性質であり、弾性や変形前の形状への復元性の有無を問題にはしない。可撓性を有する蓄電池は、外力に応じて変形することができる。可撓性を有する蓄電池は、変形した状態で固定して使用することもでき、繰り返し変形させて使用してもよく、変形していない状態で使用することもできる。
【００２７】
また、この発明を実施するための形態に記載の内容は、適宜組み合わせて用いることができる。
【００２８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池１１０に用いられる正極について、図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて説明する。図１（Ｂ）は、図１（Ａ）の一点鎖線Ｂ１−Ｂ２におけるリチウムイオン蓄電池１１０の断面図である。正極集電体１００と、正極活物質層１０１と、セパレータ１０４と、負極活物質層１０３と、負極集電体１０２とを積み重ね、電解液１０５とともに外装体１０６により封止された状態の断面模式図である。なお、活物質層は集電体の両面に形成することもでき、蓄電池を積層構造とすることも可能である。
【００２９】
≪正極の構成≫
正極は、正極集電体１００及び正極活物質層１０１を有する。
【００３０】
正極活物質層に用いられる正極活物質としてリチウムマンガン酸化物系の材料が知られており、マンガン、酸素及びリチウムの各元素の組成に応じて異なる物性を示すことが知られている。まず、リチウムマンガン酸化物であるスピネル型の結晶構造を有するＬｉＭｎ２−ＡＭＡＯ４と、層状岩塩型（α−ＮａＦｅＯ２型）の結晶構造であるＬｉ２Ｍｎ１−ＢＭＢＯ３とを複合させたリチウムマンガン複合酸化物について説明する。なお、ＭはＬｉ（リチウム）、Ｍｎ（マンガン）以外から選ばれた金属元素、Ｓｉ、またはＰである。
【００３１】
前記リチウムマンガン複合酸化物は、層状岩塩型の結晶構造を有する一つの粒子の表面の一部にスピネル型の結晶構造を有する。前記リチウムマンガン複合酸化物をリチウムイオン蓄電池の正極活物質として用いた場合、一つの粒子の表面の一部にスピネル型の結晶構造を有することで、その領域（スピネル型の結晶構造部分）を介して粒子内部のリチウム脱離やリチウム拡散が行われることで高い容量を実現できる。また、前記リチウムマンガン複合酸化物は、一つの粒子の表面に点在するように複数箇所にスピネル型の結晶構造を有することが好ましい。なお、前記リチウムマンガン複合酸化物は、一つの粒子のうち、層状岩塩型の結晶構造が占める領域は、スピネル型の結晶構造が占める領域よりも多いことが好ましい。
【００３２】
リチウムマンガン複合酸化物をＬｉｘＭｎｙＭｚＯｗ（ＭはＬｉ（リチウム）、Ｍｎ（マンガン）以外から選ばれた金属元素、Ｓｉ、またはＰ）とあらわす。ＬｉｘＭｎｙＭｚＯｗにおいて、Ｍで表される元素としては、Ｎｉ、Ｇａ、Ｆｅ、Ｍｏ、Ｉｎ、Ｎｂ、Ｎｄ、Ｃｏ、Ｓｍ、Ｍｇ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｃｕ、またはＺｎから選ばれた金属元素、Ｓｉ、またはＰが好ましく、さらにＮｉが最も好ましい。なお、ここでＭとして選ばれる元素は必ずしも１種類でなくともよく、２種類以上の元素が含まれていてもよい。
【００３３】
ＬｉｘＭｎｙＭｚＯｗで表されるリチウムマンガン複合酸化物の製造方法を以下に詳述する。ここでは元素ＭにＮｉを用いた例を示す。
【００３４】
リチウムマンガン複合酸化物の原料は、例えばＬｉ２ＣＯ３とＭｎＣＯ３とＮｉＯを用いることができる。
【００３５】
まず、それぞれの原料を所望のモル比率となるように秤量する。
【００３６】
次に、これらの粉末にアセトンを加えた後、ボールミルで混合して混合粉末を調製する。
【００３７】
次いで、アセトンを揮発させるための加熱を行い、混合原料を得る。
【００３８】
次いで、坩堝に混合原料を入れ、８００℃以上１１００℃以下で第１の焼成を行い、新規材料を合成する。焼成時間は５時間以上２０時間以下とする。焼成雰囲気は大気とする。
【００３９】
次いで、焼成した粒子の焼結を解くために解砕処理を行う。解砕処理は、アセトンを加えた後、ボールミルで混合する。
【００４０】
次いで、解砕処理後にアセトンを揮発させるための加熱を行い、その後、真空で溶媒を蒸発させ粉末状の新規材料を得る。
【００４１】
また、結晶性を高める目的や、結晶を安定化させる目的のために、第１の焼成を行った後、更に第２の焼成を行ってもよい。第２の焼成は、例えば５００℃以上８００℃以下の焼成を行えばよい。
【００４２】
第２の焼成の焼成雰囲気は、例えば窒素雰囲気でもよい。
【００４３】
本実施の形態では、出発材料としてＬｉ２ＣＯ３とＭｎＣＯ３とＮｉＯを用いたが、特に限定されず、他の材料を用いてもよい。
【００４４】
ここで例えば、秤量の割合（原料の仕込み比とも呼ぶ）を異ならせ、層状岩塩型の結晶構造とスピネル型の結晶構造の複合酸化物を得ることもできる。
【００４５】
秤量の割合とは、用いた原料のモル比である。例えば、原料としてＬｉ２ＣＯ３：ＭｎＣＯ３：ＮｉＯ＝１：１．５：０．５を用いた場合には、ＭｎＣＯ３とＮｉＯのモル比は、ＭｎＣＯ３／ＮｉＯ＝１．５÷０．５＝３である。また、例えば「Ｎｉ／Ｍｎ比（原料仕込み比）」や、「ＮｉとＭｎの原料仕込み比」と記載した場合には、用いた原料のうち、ＮｉとＭｎのモル比を示すこととする。例えば、原料としてＬｉ２ＣＯ３：ＭｎＣＯ３：ＮｉＯ＝１：１．５：０．５を用いた場合には、Ｌｉ／Ｎｉ比はＬｉ／Ｎｉ＝（１×２）÷０．５＝４であり、Ｍｎ／Ｎｉ比はＭｎ／Ｎｉ＝１．５÷０．５＝３である。
【００４６】
ここで秤量の割合を異ならせる思想について説明する。
【００４７】
スピネル型構造を有するＬｉＭｎ２Ｏ４のＬｉとＭｎの原子数比はＬｉ：Ｍｎ＝１：２であり、層状岩塩型構造Ｌｉ２ＭｎＯ３のＬｉとＭｎの原子数比はＬｉ：Ｍｎ＝２：１である。よって、Ｌｉに対するＭｎの比を１／２より割合を高めることにより、例えばスピネル型構造の割合を高めることができる。
【００４８】
Ｌｉ２ＣＯ３とＭｎＣＯ３を出発原料として作製した約２％のスピネル型結晶構造の結晶子が含まれる複合酸化物を用いて説明する。なお、約２％のスピネル型の結晶構造の結晶子が含まれる複合酸化物とは、約９８％の層状岩塩型の結晶構造の結晶子が含まれる複合酸化物と等価である。
【００４９】
約２％のスピネル型結晶構造の結晶子が含まれる複合酸化物とするには、Ｌｉ２ＣＯ３とＭｎＣＯ３が０．９８：１．０１（Ｌｉ２ＣＯ３：ＭｎＣＯ３）となるように秤量し、ボールミルなどで粉砕し、８００℃以上１１００℃以下の温度で焼成する。
【００５０】
また、約５％のスピネル型の結晶構造の結晶子が含まれる複合酸化物とするには、Ｌｉ２ＣＯ３とＭｎＣＯ３が０．９５５：１．０３（Ｌｉ２ＣＯ３：ＭｎＣＯ３）となるように秤量し、ボールミルなどで粉砕し、焼成する。
【００５１】
また、約５０％のスピネル型の結晶構造の結晶子が含まれる複合酸化物とするには、Ｌｉ２ＣＯ３とＭｎＣＯ３が０．６４：１．２８（Ｌｉ２ＣＯ３：ＭｎＣＯ３）となるように秤量し、ボールミルなどで粉砕し、焼成する。
【００５２】
上記新規材料は、原料の仕込み比を意図的にずらすことで、様々な割合でスピネル型の結晶構造の結晶子が含まれるように、製造することができる。
【００５３】
以上が秤量の割合を異ならせる思想である。
【００５４】
ここで、所定の割合のスピネル型構造の結晶子が含まれるように原料を秤量した場合でも、実際に製造されるリチウムマンガン複合酸化物において、スピネル型構造の結晶子の割合が異なる場合がある。
【００５５】
なお、ここでは簡単のためＮｉを含まない例について説明したが、Ｎｉを含む場合も同様である。
【００５６】
仕込み比をずらすことによって、層状岩塩型の結晶構造を有する一つの粒子の表面の一部に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を作製する。
【００５７】
上記で得られるリチウムマンガン複合酸化物は原料とその組成により様々な特性を示す。
【００５８】
例えば、Ｎｉを含むリチウムマンガン複合酸化物として、Ｌｉ２Ｍｎ０．９９Ｎｉ０．０１Ｏ３を組成とするリチウムマンガン複合酸化物を正極活物質に用いると、該酸化物の材料とＬｉが全て充放電に寄与すれば高い容量が得られる活物質となる。ＬｉＭｎ２Ｏ４やＬｉ２ＭｎＯ３の単体を混合した物に比べて複合酸化物としての放電容量の方がはるかに大きい。
【００５９】
ここで、蓄電池の正極活物質として用いるリチウムマンガン複合酸化物において、充電容量が放電容量よりもはるかに高いとき、不可逆容量が大きく、負極活物質の容量を併せて大きくしなければならないため、負極活物質を多く必要とすることとなる。しかし、該リチウムマンガン複合酸化物の放電容量が充電容量に比してはるかに低いため、その差に対応する量の負極活物質は初回以降の充放電に寄与しなくなる。つまり、蓄電池の重量が増加し、重量あたりの電池の容量の低下を招く。
【００６０】
一方、正極活物質に用いられるリチウムマンガン酸化物は、組成により充電容量よりもはるかに大きい放電容量を示す場合がある。例えばスピネル型のリチウムマンガン酸化物であるＬｉＭｎ２Ｏ４はその一つである。そのようなリチウムマンガン酸化物をリチウムイオン蓄電池の正極活物質に用いても、充電容量以上の放電をすることができないため、高い放電容量を活かすことができず、該正極活物質を用いた正極は十分な容量を得ることが出来ない。
【００６１】
そこで、本発明の一態様においては、正極活物質として複数の正極活物質材料を混合して用いて正極活物質層１０１を形成することにより、容量の大きい正極を実現する。
【００６２】
正極活物質材料を無駄なく利用することにより単位重量あたりの容量を大きくすることができる。正極活物質材料を無駄なく利用するためには、２種以上の正極活物質材料を特定の比で混合し、充電容量と放電容量とを近づければよく、より好ましくは一致させるとよい。
【００６３】
例えば、２種の正極活物質材料を混合させるとき、一方を活物質１、もう一方を活物質２とし、混合正極活物質の充電容量は下記の式（２）で表され、放電容量は下記の式（３）で表される。
【００６４】
【数２】
2016127016.tif 000004
【００６５】
【数３】
2016127016.tif 000005
【００６６】
なお、活物質１の充電容量をＱｃ１、放電容量をＱｄ１、活物質２の充電容量をＱｃ２、放電容量をＱｄ２とし、混合正極活物質中の活物質１が占める重量の割合をＲ１、活物質２が占める重量の割合をＲ２とする。
【００６７】
混合正極活物質を無駄のないものとするためには、混合正極活物質の充電容量と放電容量とを一致させる割合で活物質１及び活物質２を混合させればよい。即ち、下記の式（４）が成立する混合割合
とすればよい。
【００６８】
【数４】
2016127016.tif 000006
【００６９】
ここで、Ｒ１とＲ２の和が１であるため、条件を満たすＲ１は下記の式（１）に示す通りとなる。
【００７０】
【数５】
2016127016.tif 000007
【００７１】
ここで、Ｑｃ１、Ｑｄ１、Ｑｃ２、及び、Ｑｄ２はいずれも正の値であり、Ｒ１、Ｒ２はいずれも０より大きく１より小さい値である。仮に活物質２の充電容量Ｑｃ２が放電容量Ｑｄ２よりも大きいとき、式（１）の分子が正の値となり、Ｑｃ１−Ｑｄ１が正の値であると式（１）の分母よりも分子が大きくなるため、Ｒ１が１を超えることになり矛盾を生じる。同様のことは活物質１と活物質２を入れ替えても生じるため、結局、本発明の一態様においては、充電容量と放電容量の大小は、活物質１と活物質２とで逆の関係になければならない。
【００７２】
なお、Ｒ１が式（１）で求められる値よりも小さい場合は、活物質１と活物質２を加算した充電容量よりも活物質１と活物質２を加算した放電容量の方が高くなるため、必要とされる負極活物質量のロスが無くなる。本発明の一態様により、正極活物質の充電容量と放電容量との差を減少させることによりリチウムイオン蓄電池の活物質材料をロスなく利用し、正極の単位重量あたりの容量を高めることができる。
【００７３】
なお、活物質とともに電極の導電助剤として、アセチレンブラック（ＡＢ）、グラファイト（黒鉛）粒子、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレンなどを用いることができる。
【００７４】
導電助剤により、電極中に電気伝導のネットワークを形成することができる。導電助剤により、正極活物質どうしの電気伝導の経路を維持することができる。正極活物質層中に導電助剤を添加することにより、高い電気伝導性を有する正極活物質層１０１を実現することができる。
【００７５】
また、バインダーとして、代表的なポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の他、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルクロライド、エチレンプロピレンジエンポリマー、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ニトロセルロース等を用いることができる。
【００７６】
正極活物質層１０１の総量に対するバインダーの含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が好ましく、２ｗｔ％以上８ｗｔ％以下がより好ましく、３ｗｔ％以上５ｗｔ％以下がさらに好ましい。また、正極活物質層１０１の総量に対する導電助剤の含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が好ましく、１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下がより好ましい。
【００７７】
塗布法を用いて正極活物質層１０１を形成する場合は、正極活物質とバインダーと導電助剤と分散媒を混合して電極スラリーを作製し、正極集電体１００上に塗布して溶媒を蒸発させればよい。本実施の形態では、正極集電体１００としてアルミニウムを主成分とする金属材を用いる。
【００７８】
なお、正極集電体１００にはステンレス、金、白金、アルミニウム、チタン等の金属、及びこれらの合金など、導電性が高く、リチウム等のキャリアイオンと合金化しない材料を用いることができる。また、シリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐熱性を向上させる元素が添加されたアルミニウム合金を用いることができる。また、シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成してもよい。シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル等がある。正極集電体は、箔状、板状（シート状）、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。
【００７９】
以上の工程でリチウムイオン蓄電池の正極を作製することができる。
【００８０】
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、本実施の形態では、一例として、リチウムイオン蓄電池に適用した場合を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。様々な蓄電池、例えば、鉛蓄電池、リチウムイオンポリマー蓄電池、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、などに適用することも可能である。または、様々な蓄電装置に適用することが可能であり、例えば、一次電池、コンデンサ、リチウムイオンキャパシタなどに適用することも可能である。または例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、リチウムイオン蓄電池に適用しなくてもよい。または、本発明の一態様として、正極活物質を２種以上混合して用いる場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、正極活物質は、１種類の物質を有していてもよい。または例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、正極活物質層は複数の種類の正極活物質を有していなくてもよい。
【００８１】
本実施の形態は、他の実施の形態および実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【００８２】
（実施の形態２）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した正極を用いたリチウムイオン蓄電池１１０について図１（Ａ）及び図１（Ｂ）を用いて説明する。以下、正極以外について説明する。
【００８３】
≪負極の構成≫
負極について図１（Ｂ）を用いて説明する。負極は、負極活物質層１０３と、負極集電体１０２とを含む。負極を形成する工程を以下に説明する。
【００８４】
負極活物質層１０３に用いられる負極活物質として、炭素系材料としては、黒鉛、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラック等がある。黒鉛としては、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、コークス系人造黒鉛、ピッチ系人造黒鉛等の人造黒鉛や、球状化天然黒鉛等の天然黒鉛がある。また、黒鉛の形状としては鱗片状のものや球状のものなどがある。
【００８５】
負極活物質として、炭素系材料以外に、リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが可能な材料も用いることができる。例えば、Ｇａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ等のうち少なくとも一つを含む材料を用いることができる。このような元素は炭素と比べて容量が大きく、特にシリコンは理論容量が４２００ｍＡｈ／ｇと高く好ましい。このような元素を用いた合金系材料（化合物系材料）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。
【００８６】
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）、二酸化タングステン（ＷＯ２）、二酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物を用いることができる。
【００８７】
また、負極活物質として、リチウムと遷移金属の複窒化物である、Ｌｉ３Ｎ型構造をもつＬｉ３−ｘＭｘＮ（ＭはＣｏ、ＮｉまたはＣｕ）を用いることができる。例えば、Ｌｉ２．６Ｃｏ０．４Ｎ３は大きな充放電容量（９００ｍＡｈ／ｇ、１８９０ｍＡｈ／ｃｍ３）を示し好ましい。
【００８８】
リチウムと遷移金属の複窒化物を用いると、負極活物質中にリチウムイオンを含むため、正極活物質としてリチウムイオンを含まないＶ２Ｏ５、Ｃｒ３Ｏ８等の材料と組み合わせることができる。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも、あらかじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させることで、負極活物質としてリチウムと遷移金属の複窒化物を用いることができる。
【００８９】
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。
【００９０】
負極活物質は、一例としては、粒径が５０ｎｍ以上１００μｍ以下のものを用いるとよい。
【００９１】
なお、正極活物質層１０１においても負極活物質層１０３においても、活物質材料は複数の材料を特定の割合で組み合わせて用いてもよい。活物質層に複数の材料を用いることで、より詳細に活物質層の性能を選択することができる。
【００９２】
電極の導電助剤として、アセチレンブラック（ＡＢ）、グラファイト（黒鉛）粒子、カーボンナノチューブ、グラフェン、フラーレンなどを用いることができる。
【００９３】
導電助剤により、電極中に電気伝導のネットワークを形成することができる。導電助剤により、負極活物質どうしの電気伝導の経路を維持することができる。負極活物質層中に導電助剤を添加することにより、高い電気伝導性を有する負極活物質層１０３を実現することができる。
【００９４】
また、バインダーとして、代表的なポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）の他、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルクロライド、エチレンプロピレンジエンポリマー、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレン、ニトロセルロース等を用いることができる。
【００９５】
負極活物質層１０３の総量に対するバインダーの含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が好ましく、２ｗｔ％以上８ｗｔ％以下がより好ましく、３ｗｔ％以上５ｗｔ％以下がさらに好ましい。また、負極活物質層１０３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。
【００９６】
負極集電体１０２上に負極活物質層１０３を形成する。塗布法を用いて負極活物質層１０３を形成する場合は、負極活物質とバインダーと導電助剤と分散媒を混合してスラリーを作製し、負極集電体１０２に塗布して溶媒を蒸発させる。また、溶媒の蒸発後に必要があればプレス処理を行ってもよい。
【００９７】
なお、負極集電体１０２には、ステンレス、金、白金、亜鉛、鉄、銅、チタン、タンタル等の金属、及びこれらの合金など、導電性が高く、リチウム等のキャリアイオンと合金化しない材料を用いることができる。また、シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成してもよい。シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル等がある。負極集電体１０２は、箔状、板状（シート状）、網状、円柱状、コイル状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。負極集電体１０２は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下のものを用いるとよい。また、電極集電体の表面の一部に、グラファイトなどを用いてアンダーコート層を設けてもよい。
【００９８】
以上の工程でリチウムイオン蓄電池１１０の負極を作製することができる。
【００９９】
≪セパレータの構成≫
セパレータ１０４について説明する。セパレータ１０４の材料としては、紙、不織布、ガラス繊維、あるいは、ナイロン（ポリアミド）、ビニロン（ポリビニルアルコール系繊維）、ポリエステル、アクリル、ポリオレフィン、ポリウレタンといった合成繊維等を用いればよい。ただし、後述の電解液に溶解しない材料を選ぶ必要がある。
【０１００】
より具体的には、セパレータ１０４の材料として、例えば、フッ素系ポリマー、ポリエチレンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタクリレート、ポリメチルアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリメタクリロニトリル、ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリブタジエン、ポリスチレン、ポリイソプレン、ポリウレタン系高分子及びこれらの誘導体、セルロース、紙、不織布、ガラス繊維から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合せて用いることができる。
【０１０１】
セパレータ１０４は、両極の接触を防ぐ絶縁性能、電解液を保持する性能、イオンの伝導性がなければならない。セパレータとしての機能を有する膜を製造する方法として、膜の延伸による方法がある。例えば、溶融したポリマー材料を展開して放熱させ、得られた膜を膜と平行の二軸方向に延伸して孔を形成する、延伸開孔法がある。
【０１０２】
次に、セパレータ１０４を蓄電池に組み込む方法としては、セパレータを正極及び負極の間に挟みこむ方法が可能である。また、正極又は負極の一方にセパレータ１０４を載置し、正極又は負極のもう一方を併せる方法も可能である。正極、負極、及びセパレータを外装体に収納し、電解液を含ませることにより、蓄電池を形成することができる。
【０１０３】
また、セパレータ１０４を正極または負極の一方の両面を覆うことができる大きさのシート状若しくはエンベロープ状に形成し、セパレータ１０４に包まれた電極とすると、蓄電池の製造上、電極を機械的な損傷から保護することができ、電極の取り扱いが容易となる。セパレータに包まれた電極ともう一方の電極とを、併せて外装体に収納し、電解液を含ませることにより、蓄電池を形成することができる。図１（Ｂ）に、セパレータをエンベロープ状に形成して作製した蓄電池の断面構造を示す。図１（Ｂ）は、正極と負極を１組用いて作製した蓄電池の断面構造を示しているが、正極と負極を複数組用いて積層型蓄電池を作製することもできる。
【０１０４】
さらに、セパレータ１０４は複数層としてもよい。セパレータ１０４は、上述の方法で形成できるが、構成材料と膜の機械的強度のために、膜の孔の大きさや膜の厚さの範囲には制限がある。第１のセパレータ及び第２のセパレータをそれぞれ延伸法により作製して、これを併せて蓄電池に用いることができる。第１のセパレータ及び第２のセパレータを構成する材料には、上記の材料または上記以外の材料から１種類以上を選択して用いることができ、膜の形成の条件及び延伸の条件等により、膜中の孔の大きさ、孔の占める体積の割合（空隙率ともいう）、膜の厚さ等の特性をそれぞれ決定することができる。特性の異なる二つのセパレータを併せて用いることにより、一方の膜を単独で用いる場合と比べ、蓄電池のセパレータの性能を多彩に選択することができるようになる。
【０１０５】
さらに、蓄電池が可撓性を有していてもよく、可撓性を有する蓄電池に変形応力がかかる場合にも、第１のセパレータと第２のセパレータとの界面において、両セパレータが摺動することにより応力を緩和することができるため、複数のセパレータを用いた構造は、可撓性を有する蓄電池のセパレータの構造としても適している。
【０１０６】
以上の工程でリチウムイオン蓄電池１１０にセパレータを組み込むことができる。
【０１０７】
≪電解液の構成≫
本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池に用いることができる電解液１０５は、電解質を含む非水溶液とすることが好ましい。
【０１０８】
電解液１０５の溶媒としては、キャリアイオンが移動可能な材料を用いる。例えば、非プロトン性有機溶媒が好ましく、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ギ酸メチル、酢酸メチル、酪酸メチル、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジメチルスルホキシド、ジエチルエーテル、メチルジグライム、アセトニトリル、ベンゾニトリル、テトラヒドロフラン、スルホラン、スルトン等の１種、又はこれらのうちの２種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。
【０１０９】
また、電解液１０５の溶媒としてゲル化される高分子材料を用いることで、漏液性等に対する安全性が高まる。また、リチウムイオン蓄電池の薄型化及び軽量化が可能である。ゲル化される高分子材料の代表例としては、シリコーンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリエチレンオキサイド系ゲル、ポリプロピレンオキサイド系ゲル、フッ素系ポリマーのゲル等がある。
【０１１０】
また、電解液の溶媒として、難燃性及び難蒸発性であるイオン液体（常温溶融塩ともいう）を一つまたは複数用いることで、リチウムイオン蓄電池の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても、リチウムイオン蓄電池の破裂や発火などを防ぐことができる。これにより、リチウムイオン蓄電池の安全性を高めることができる。
【０１１１】
また、上記の溶媒に溶解させる電解質としては、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。
【０１１２】
ところで、蓄電池中の電池反応において、電解液が正極の活物質と反応し該活物質に含まれる金属が溶出すると、蓄電池の容量の低下を生じ蓄電池が劣化する。すなわち蓄電池のサイクル特性試験を行うと充放電を重ねる毎に容量の低下が著しく、短寿命の蓄電池となる。そこで、本発明の一態様においては、電解液が有する電解質材料は、該活物質との反応が抑制された材料を用いて、該活物質中の金属の溶出を抑制させる。
【０１１３】
正極の活物質材料中の金属としては、例えばＦｅ、Ｃｏ、ＮｉまたはＭｎが挙げられる。本発明の一態様において、電解液に用いる電解質の材料は、これらの金属の正極活物質層１０１からの溶出が抑制された電解質を用いてもよい。具体的には、ＬｉＴＦＳＡ（リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド）とＬｉＦＳＡ（リチウムビス（フルオロスルホニル）アミド）を挙げられる。なお、ＬｉＴＦＳＡは、Ｌｉと、Ｎと、トリフルオロメチル基と、スルホニル基とを有している。したがって、ＬｉＴＦＳＡはＬｉと、Ｎと、Ｆと、Ｓと、Ｏと、Ｃと、を有している。また、ＬｉＦＳＡは、Ｌｉと、Ｎと、Ｆと、スルホニル基を有する。したがって、ＬｉＦＳＡは、Ｌｉと、Ｎと、Ｆと、Ｓと、Ｏと、を有する。
【０１１４】
電解質にＬｉＴＦＳＡ（リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド）又はＬｉＦＳＡ（リチウムビスフルオロスルホニルアミド）を用いた電解液は、蓄電池の電池反応において正極活物質材料中の金属の溶出を抑制する。そのため、蓄電池に充放電を繰り返して、該蓄電池を解体して負極を取り出し、該負極表面に対して例えばＸＰＳ（Ｘ線光電子分光法）による分析を行っても該金属の存在は観測されないか極めて微量となる。
【０１１５】
したがって、正極活物質中の金属の電解液への溶出が抑制されるため、正極活物質の劣化が抑制され、また、負極表面での金属の析出も抑制されるため、容量の劣化が小さくサイクル寿命の良好な蓄電池とすることができる。
【０１１６】
なお、上記の電解質では、キャリアイオンがリチウムイオンである場合について説明したが、リチウムイオン以外のキャリアイオンも用いることができる。リチウムイオンの代わりに用いることが可能なキャリアイオンとしては、ナトリウム、カリウム等のアルカリ金属イオン、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ベリリウム、マグネシウム等のアルカリ土類金属イオンがある。その場合、電解質として、上記リチウム塩において、リチウムの代わりに、アルカリ金属（例えば、ナトリウムやカリウム等）、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ベリリウム、またはマグネシウム等）を用いてもよい。
【０１１７】
また、蓄電池に用いる電解液は、粒状のごみや電解液の構成元素以外の元素（以下、単に「不純物」ともいう。）の含有量が少ない高純度化された電解液を用いることが好ましい。具体的には、電解液に対する不純物の質量比を１％以下、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．０１％以下とすることが好ましい。また、電解液にビニレンカーボネートなどの添加剤を加えてもよい。
【０１１８】
なお、ＬｉＴＦＳＡ（リチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド）またはＬｉＦＳＡ（リチウムビスフルオロスルホニルアミド）を電解質に用いた電解液は、正極電圧が高い場合において、正極の集電体と反応し、正極集電体を腐食する場合がある。そのような腐食を防止するため、電解液に数ｗｔ％のＬｉＰＦ６を添加することが好ましい。正極集電体表面に不動態膜を生じ、該不動態膜が電解液と正極集電体との反応を抑制するためである。ただし、正極活物質層を溶解させないために、ＬｉＰＦ６の濃度は１０ｗｔ％以下、好ましくは５ｗｔ％以下、より好ましくは３ｗｔ％以下とするとよい。
【０１１９】
≪外装体の構成≫
次に、外装体１０６について説明する。外装体１０６には、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アイオノマー、ポリアミド等の材料からなる膜上に、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル等の可撓性に優れた金属薄膜を設け、さらに該金属薄膜上に外装体の外面としてポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の絶縁性合成樹脂膜を設けた三層構造のフィルムを用いることができる。このような三層構造とすることで、電解液や気体の透過を遮断するとともに、絶縁性を確保し、併せて耐電解液性を有する。外装体を内側に折り曲げて重ねて、または、２つの外装体それぞれの内面を向い合せて重ねて熱を加えることにより、内面の材料が融け２つの外装体を融着することができ、封止構造を作製することができる。
【０１２０】
外装体が融着等され封止構造が形成されている箇所を封止部とすると、外装体を内側に折り曲げて重ねた場合は、折り目以外の個所に封止部が形成され、外装体の第１の領域と、該第１の領域と重なる第２の領域とが融着等された構造となる。また、２枚の外装体を重ねた場合は熱融着等の方法で外周すべてに封止部が形成される。
【０１２１】
本実施の形態にて示された各部材の材料から、可撓性を有する材料を選択して用いると、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池を作製することができる。近年、変形可能なデバイスの研究及び開発が盛んである。そのようなデバイスに用いる蓄電池として、可撓性を有する蓄電池の需要が生じている。
【０１２２】
２枚のフィルムを外装体として電極・電解液など１８０５を挟む蓄電池を湾曲させた場合には、蓄電池の曲率中心１８００に近い側のフィルム１８０１の曲率半径１８０２は、曲率中心１８００から遠い側のフィルム１８０３の曲率半径１８０４よりも小さい（図２（Ａ））。蓄電池を湾曲させて断面を円弧状とすると曲率中心１８００に近いフィルムの表面には圧縮応力がかかり、曲率中心１８００から遠いフィルムの表面には引っ張り応力がかかる（図２（Ｂ））。
【０１２３】
可撓性を有するリチウムイオン蓄電池を変形させたとき、外装体に大きな応力がかかるが、外装体の表面に凹部または凸部で形成される模様を形成すると、蓄電池の変形により圧縮応力や引っ張り応力がかかったとしても、ひずみによる影響を抑えることができる。そのため、蓄電池は、曲率中心に近い側の外装体の曲率半径が３０ｍｍ好ましくは１０ｍｍとなる範囲で変形することができる。
【０１２４】
面の曲率半径について、図３を用いて説明する。図３（Ａ）において、曲面１７００を切断した平面１７０１において、曲面１７００に含まれる曲線１７０２の一部を円の弧に近似して、その円の半径を曲率半径１７０３とし、円の中心を曲率中心１７０４とする。図３（Ｂ）に曲面１７００の上面図を示す。図３（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。
【０１２５】
なお、蓄電池の断面形状は、単純な円弧状に限定されず、一部が円弧を有する形状にすることができ、例えば図２（Ｃ）に示す形状や、波状（図２（Ｄ））、Ｓ字形状などとすることもできる。蓄電池の曲面が複数の曲率中心を有する形状となる場合は、複数の曲率中心それぞれにおける曲率半径の中で、最も曲率半径が小さい曲面において、２枚の外装体の曲率中心に近い方の外装体の曲率半径が、３０ｍｍ好ましくは１０ｍｍとなる範囲で蓄電池が変形することができる。
【０１２６】
本実施の形態は、他の実施の形態および実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０１２７】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る蓄電池の構造について、図４乃至図６を参照して説明する。
【０１２８】
［コイン型蓄電池］
図４（Ａ）は、コイン型（単層偏平型）の蓄電池の外観図であり、図４（Ｂ）は、その断面図である。
【０１２９】
コイン型の蓄電池３００は、正極端子を兼ねた正極缶３０１と負極端子を兼ねた負極缶３０２とが、ポリプロピレン等で形成されたガスケット３０３で絶縁シールされている。正極３０４は、正極集電体３０５と、これと接するように設けられた正極活物質層３０６により形成される。正極活物質層３０６は、正極活物質の他、正極活物質の密着性を高めるための結着剤（バインダー）、正極活物質層の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。
【０１３０】
また、負極３０７は、負極集電体３０８と、これに接するように設けられた負極活物質層３０９により形成される。負極活物質層３０９は、負極活物質の他、負極活物質の密着性を高めるための結着剤（バインダー）、負極活物質層の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。正極活物質層３０６と負極活物質層３０９との間には、セパレータ３１０と、電解質（図示せず）とを有する。
【０１３１】
各構成部材には、実施の形態１または実施の形態２で示した材料を用いることができる。
【０１３２】
正極缶３０１、負極缶３０２には、電解液に対して耐腐食性のある、ニッケル、アルミニウム、チタン等の金属、またはこれらの合金やこれらと他の金属との合金（例えばステンレス鋼等）を用いることができる。また、電解液による腐食を防ぐため、ニッケルやアルミニウム等を被覆することが好ましい。正極缶３０１は正極３０４と、負極缶３０２は負極３０７とそれぞれ電気的に接続する。
【０１３３】
これら負極３０７、正極３０４及びセパレータ３１０を電解液に含浸させ、図４（Ｂ）に示すように、正極缶３０１を下にして正極３０４、セパレータ３１０、負極３０７、負極缶３０２をこの順で積層し、正極缶３０１と負極缶３０２とをガスケット３０３を介して圧着してコイン形の蓄電池３００を製造する。
【０１３４】
ここで図４（Ｃ）を用いて蓄電池の充電時の電流の流れを説明する。リチウムを用いた蓄電池を一つの閉回路とみなした時、リチウムイオンの動きと電流の流れは同じ向きになる。なお、リチウムを用いた蓄電池では、充電と放電でアノード（陽極）とカソード（陰極）が入れ替わり、酸化反応と還元反応とが入れ替わることになるため、酸化還元電位が高い電極を正極と呼び、酸化還元電位が低い電極を負極と呼ぶ。したがって、本明細書においては、充電中であっても、放電中であっても、逆パルス電流を流す場合であっても、充電電流を流す場合であっても、正極は「正極」または「＋極（プラス極）」と呼び、負極は「負極」または「−極（マイナス極）」と呼ぶこととする。酸化反応や還元反応に関連したアノード（陽極）やカソード（陰極）という用語を用いると、充電時と放電時とでは、逆になってしまい、混乱を招く可能性がある。したがって、アノード（陽極）やカソード（陰極）という用語は、本明細書においては用いないこととする。仮にアノード（陽極）やカソード（陰極）という用語を用いる場合には、充電時か放電時かを明記し、正極（プラス極）と負極（マイナス極）のどちらに対応するものかも併記することとする。
【０１３５】
図４（Ｃ）に示す蓄電池４００は、正極４０２、負極４０４、電解液４０６、及びセパレータ４０８を有する。正極４０２及び負極４０４に接続する２つの端子には充電器が接続され、蓄電池４００が充電される。蓄電池４００の充電が進めば、電極間の電位差は大きくなる。図４（Ｃ）では、蓄電池４００の外部の端子から、正極４０２の方へ流れ、蓄電池４００の中において、正極４０２から負極４０４の方へ流れ、負極４０４から蓄電池４００の外部の端子の方へ流れる電流の向きを正の向きとしている。つまり、充電電流の流れる向きを電流の向きとしている。
【０１３６】
［円筒型蓄電池］
次に、円筒型の蓄電池の一例について、図５を参照して説明する。円筒型の蓄電池６００は図５（Ａ）に示すように、上面に正極キャップ（電池蓋）６０１を有し、側面及び底面に電池缶（外装缶）６０２を有している。これら正極キャップ６０１と電池缶（外装缶）６０２とは、ガスケット（絶縁パッキン）６１０によって絶縁されている。
【０１３７】
図５（Ｂ）は、円筒型の蓄電池の断面を模式的に示した図である。中空円柱状の電池缶６０２の内側には、帯状の正極６０４と負極６０６とがセパレータ６０５を間に挟んで捲回された電池素子が設けられている。図示しないが、電池素子はセンターピンを中心に捲回されている。電池缶６０２は、一端が閉じられ、他端が開いている。電池缶６０２には、電解液に対して耐腐食性のあるニッケル、アルミニウム、チタン等の金属、又はこれらの合金やこれらと他の金属との合金（例えば、ステンレス鋼等）を用いることができる。また、電解液による腐食を防ぐため、ニッケルやアルミニウム等で被覆することが好ましい。電池缶６０２の内側において、正極、負極及びセパレータが捲回された電池素子は、対向する一対の絶縁板６０８、６０９により挟まれている。また、電池素子が設けられた電池缶６０２の内部は、非水電解液（図示せず）が注入されている。非水電解液は、コイン型の蓄電池と同様のものを用いることができる。
【０１３８】
正極６０４及び負極６０６は、上述したコイン型の蓄電池の正極及び負極と同様に製造すればよいが、円筒型の蓄電池に用いる正極及び負極は捲回するため、集電体の両面に活物質を形成する点において異なる。正極６０４には正極端子（正極集電リード）６０３が接続され、負極６０６には負極端子（負極集電リード）６０７が接続される。正極端子６０３及び負極端子６０７は、ともにアルミニウムなどの金属材料を用いることができる。正極端子６０３は安全弁機構６１２に、負極端子６０７は電池缶６０２の底にそれぞれ抵抗溶接される。安全弁機構６１２は、ＰＴＣ素子（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ  Ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ  Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）６１１を介して正極キャップ６０１と電気的に接続されている。安全弁機構６１２は電池の内圧の上昇が所定の閾値を超えた場合に、正極キャップ６０１と正極６０４との電気的な接続を切断するものである。また、ＰＴＣ素子６１１は温度が上昇した場合に抵抗が増大する熱感抵抗素子であり、抵抗の増大により電流量を制限して異常発熱を防止するものである。ＰＴＣ素子６１１には、チタン酸バリウム（ＢａＴｉＯ３）系半導体セラミックス等を用いることができる。
【０１３９】
［ラミネート型蓄電池］
次に、ラミネート型の蓄電池の一例について、図６（Ａ）を参照して説明する。ラミネート型の蓄電池は、可撓性を有する構成とすれば、可撓性を有する部位を少なくとも一部有する電子機器に実装すれば、電子機器の変形に合わせて蓄電池も曲げることもできる。
【０１４０】
図６（Ａ）に示すラミネート型の蓄電池５００は、正極集電体５０１および正極活物質層５０２を有する正極５０３と、負極集電体５０４および負極活物質層５０５を有する負極５０６と、セパレータ５０７と、電解液５０８と、外装体５０９と、を有する。外装体５０９内に設けられた正極５０３と負極５０６との間にセパレータ５０７が設置されている。また、外装体５０９内は、電解液５０８で満たされている。電解液５０８には、実施の形態１または実施の形態２で示した電解液を用いることができる。
【０１４１】
図６（Ａ）に示すラミネート型の蓄電池５００において、正極集電体５０１および負極集電体５０４は、外部との電気的接触を得る端子の役割も兼ねている。そのため、正極集電体５０１および負極集電体５０４の一部は、外装体５０９から外側に露出するように配置してもよい。また、正極集電体５０１および負極集電体５０４を、外装体５０９から外側に露出させず、リード電極を用いてそのリード電極と正極集電体５０１、或いは負極集電体５０４と超音波接合させてリード電極を外側に露出するようにしてもよい。
【０１４２】
ラミネート型の蓄電池５００において、外装体５０９には、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アイオノマー、ポリアミド等の材料からなる膜上に、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル等の可撓性に優れた金属薄膜を設け、さらに該金属薄膜上に外装体の外面としてポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の絶縁性合成樹脂膜を設けた三層構造のラミネートフィルムを用いることができる。
【０１４３】
また、ラミネート型の蓄電池５００の断面構造の一例を図６（Ｂ）に示す。図６（Ａ）では簡略のため、２つの集電体で構成する例を示しているが、実際は、複数の電極層で構成する。
【０１４４】
図６（Ｂ）では、一例として、電極層数を１６としている。なお、電極層数を１６としても蓄電池５００は、可撓性を有する。図６（Ｂ）では負極集電体５０４が８層と、正極集電体５０１が８層の合計１６層の構造を示している。なお、図６（Ｂ）は負極の取り出し部の断面を示しており、８層の負極集電体５０４を超音波接合させている。勿論、電極層数は１６に限定されず、多くてもよいし、少なくてもよい。電極層数が多い場合には、より多くの容量を有する蓄電池とすることができる。また、電極層数が少ない場合には、薄型化でき、可撓性に優れた蓄電池とすることができる。
【０１４５】
ここで、ラミネート型の蓄電池５００の外観図の一例を図７及び図８に示す。図７及び図８は、正極５０３、負極５０６、セパレータ５０７、外装体５０９、正極リード電極５１０及び負極リード電極５１１を有する。
【０１４６】
図９（Ａ）は正極５０３及び負極５０６の外観図を示す。正極５０３は正極集電体５０１を有し、正極活物質層５０２は正極集電体５０１の表面に形成されている。また、正極５０３は正極集電体５０１が一部露出する領域（以下、タブ領域という）を有する。負極５０６は負極集電体５０４を有し、負極活物質層５０５は負極集電体５０４の表面に形成されている。また、負極５０６は負極集電体５０４が一部露出する領域、すなわちタブ領域を有する。正極及び負極が有するタブ領域の面積や形状は、図９（Ａ）に示す例に限られない。
【０１４７】
［ラミネート型蓄電池の作製方法］
ここで、図７に外観図を示すラミネート型蓄電池の作製方法の一例について、図９（Ｂ）、（Ｃ）を用いて説明する。
【０１４８】
まず、負極５０６、セパレータ５０７及び正極５０３を積層する。図９（Ｂ）に積層された負極５０６、セパレータ５０７及び正極５０３を示す。ここでは負極を５組、正極を４組使用する例を示す。次に、正極５０３のタブ領域同士の接合と、最表面の正極のタブ領域への正極リード電極５１０の接合を行う。接合には、例えば超音波溶接等を用いればよい。同様に、負極５０６のタブ領域同士の接合と、最表面の負極のタブ領域への負極リード電極５１１の接合を行う。
【０１４９】
次に外装体５０９上に、負極５０６、セパレータ５０７及び正極５０３を配置する。
【０１５０】
次に、図９（Ｃ）に示すように、外装体５０９を破線で示した部分で折り曲げる。その後、外装体５０９の外周部を接合する。接合には例えば熱圧着等を用いればよい。この時、後に電解液５０８を入れることができるように、外装体５０９の一部（または一辺）に接合されない領域（以下、導入口という）を設ける。
【０１５１】
次に、外装体５０９に設けられた導入口から、電解液５０８を外装体５０９の内側へ導入する。電解液５０８の導入は、減圧雰囲気下、或いは不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。そして最後に、導入口を接合する。このようにして、ラミネート型の蓄電池である蓄電池５００を作製することができる。
【０１５２】
なお、本実施の形態では、蓄電池として、コイン型、ラミネート型及び円筒型の蓄電池を示したが、その他の封止型蓄電池、角型蓄電池等様々な形状の蓄電池を用いることができる。また、正極、負極、及びセパレータが複数積層された構造、正極、負極、及びセパレータが捲回された構造であってもよい。
【０１５３】
本実施の形態で示す蓄電池３００、蓄電池５００、蓄電池６００の正極活物質層には、本発明の一態様に係る正極活物質層が用いられている。そのため、蓄電池３００、蓄電池５００、蓄電池６００の単位重量当たりの容量を高めることができる。
【０１５４】
また、可撓性を有するラミネート型の蓄電池を電子機器に実装する例を図１０に示す。フレキシブルな形状を備える蓄電装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビジョン受信機ともいう）、コンピュータ用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。
【０１５５】
また、フレキシブルな形状を備える蓄電装置を、家屋やビルの内壁または外壁や、自動車の内装または外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。
【０１５６】
図１０（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。
【０１５７】
図１０（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１０（Ｃ）に示す。蓄電装置７４０７はラミネート型の蓄電池である。
【０１５８】
図１０（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１０（Ｅ）に曲げられた蓄電装置７１０４の状態を示す。
【０１５９】
［蓄電池の変形例１］
図１８に、図１と異なる蓄電池２００を示す。図１８（Ａ）は蓄電池２００の斜視図、図１８（Ｂ）は蓄電池２００の上面図である。図１８（Ｃ）は、図１８（Ｂ）の一点破線Ｄ１−Ｄ２における断面図である。なお、図１８（Ｃ）では図を明瞭にするため、正極２１１、負極２１５、セパレータ２０３、正極リード２２１、負極リード２２５、および封止層２２０を抜粋して示す。
【０１６０】
図１８に示す蓄電池２００は、正極リード２２１および負極リード２２５の位置、および正極２１１、負極２１５およびセパレータ２０３の形状が、図１のリチウムイオン蓄電池１１０と異なる。
【０１６１】
ここで図１９を用いて、図１８に示す蓄電池２００の作製方法の一部について説明する。
【０１６２】
まずセパレータ２０３上に、負極２１５を配置する（図１９（Ａ））。このとき、負極２１５が有する負極活物質層が、セパレータ２０３と重畳するように配置する。
【０１６３】
次に、セパレータ２０３を折り曲げ、負極２１５の上にセパレータ２０３を重ねる。次に、セパレータ２０３の上に、正極２１１を重ねる（図１９（Ｂ））。このとき、正極２１１が有する正極活物質層が、セパレータ２０３および負極活物質層と重畳するように配置する。なお、集電体の片面に活物質層が形成されている電極を用いる場合は、正極２１１の正極活物質層と、負極２１５の負極活物質層がセパレータ２０３を介して対向するように配置する。
【０１６４】
セパレータ２０３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２０３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２１５または正極２１１と重畳しておらず、セパレータ２０３同士が重畳している領域、たとえば図１９（Ｂ）の領域２０３ａで示す領域を熱溶着することが好ましい。
【０１６５】
この工程を繰り返すことで、図１９（Ｃ）に示すように、セパレータ２０３を挟んで正極２１１および負極２１５を積み重ねることができる。
【０１６６】
なお、あらかじめ繰り返し折り曲げたセパレータ２０３に、複数の負極２１５および複数の正極２１１を交互に挟むように配置してもよい。
【０１６７】
次に、図１９（Ｃ）に示すように、セパレータ２０３で複数の正極２１１および複数の負極２１５を覆う。
【０１６８】
さらに、図１９（Ｄ）に示すように、セパレータ２０３同士が重畳している領域、例えば図１９（Ｄ）に示す領域２０３ｂを熱溶着することで、複数の正極２１１と複数の負極２１５を、セパレータ２０３によって覆い、結束する。
【０１６９】
なお、複数の正極２１１、複数の負極２１５およびセパレータ２０３を、結束材を用いて結束してもよい。
【０１７０】
このような工程で正極２１１および負極２１５を積み重ねるため、セパレータ２０３は、１枚のセパレータ２０３の中で、複数の正極２１１と複数の負極２１５に挟まれている領域と、複数の正極２１１と複数の負極２１５を覆うように配置されている領域とを有する。
【０１７１】
換言すれば、図１８の蓄電池２００が有するセパレータ２０３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２０３の折りたたまれた領域に、複数の正極２１１と、複数の負極２１５が挟まれている。
【０１７２】
蓄電池２００の、外装体２０７の接着領域、および正極２１１、負極２１５、セパレータ２０３および外装体２０７の形状、正極リード２２１、および負極リード２２５の位置形状以外の構成は、実施の形態１及び実施の形態２の記載を参酌することができる。また、正極２１１および負極２１５を積み重ねる工程以外の蓄電池２００の作製方法は、実施の形態１及び実施の形態２に記載の作製方法を参酌することができる。
【０１７３】
［蓄電池の変形例２］
図２０に、図１８と異なる蓄電池２００を示す。図２０（Ａ）は蓄電池２００の斜視図、図２０（Ｂ）は蓄電池２００の上面図である。図２０（Ｃ１）は第１の電極組立体２３０、図２０（Ｃ２）は第２の電極組立体２３１の断面図である。図２０（Ｄ）は、図２０（Ｂ）の一点破線Ｅ１−Ｅ２における断面図である。なお、図２０（Ｄ）では図を明瞭にするため、第１の電極組立体２３０、第２の電極組立体２３１およびセパレータ２０３を抜粋して示す。
【０１７４】
図２０に示す蓄電池２００は、正極２１１と負極２１５の配置、およびセパレータ２０３の配置が図１８の蓄電池２００と異なる。
【０１７５】
図２０（Ｄ）に示すように、蓄電池２００は、複数の第１の電極組立体２３０および複数の第２の電極組立体２３１を有する。
【０１７６】
図２０（Ｃ１）に示すように、第１の電極組立体２３０では、正極集電体の両面に正極活物質層を有する正極２１１ａ、セパレータ２０３、負極集電体の両面に負極活物質層を有する負極２１５ａ、セパレータ２０３、正極集電体の両面に正極活物質層を有する正極２１１ａがこの順に積層されている。また図２０（Ｃ２）に示すように、第２の電極組立体２３１では、負極集電体の両面に負極活物質層を有する負極２１５ａ、セパレータ２０３、正極集電体の両面に正極活物質層を有する正極２１１ａ、セパレータ２０３、負極集電体の両面に負極活物質層を有する負極２１５ａがこの順に積層されている。
【０１７７】
さらに図２０（Ｄ）に示すように、複数の第１の電極組立体２３０および複数の第２の電極組立体２３１は、巻回したセパレータ２０３によって覆われている。
【０１７８】
ここで図２１を用いて、図２０に示す蓄電池２００の作製方法の一部について説明する。
【０１７９】
まずセパレータ２０３上に、第１の電極組立体２３０を配置する（図２１（Ａ））。
【０１８０】
次に、セパレータ２０３を折り曲げ、第１の電極組立体２３０の上にセパレータ２０３を重ねる。次に、第１の電極組立体２３０の上下に、セパレータ２０３を介して、２組の第２の電極組立体２３１を重ねる（図２１（Ｂ））。
【０１８１】
次に、セパレータ２０３を、２組の第２の電極組立体２３１を覆うように巻回させる。さらに、２組の第２の電極組立体２３１の上下に、セパレータ２０３を介して、２組の第１の電極組立体２３０を重ねる（図２１（Ｃ））。
【０１８２】
次に、セパレータ２０３を、２組の第１の電極組立体２３０を覆うように巻回させる（図２１（Ｄ））。
【０１８３】
このような工程で複数の第１の電極組立体２３０および複数の第２の電極組立体２３１を積み重ねるため、これらの電極組立体は、渦巻き状に巻回されたセパレータ２０３の間に配置される。
【０１８４】
なお、最も外側に配置される第１の電極組立体２３０の正極２１１ａは、外側には正極活物質層を設けないことが好ましい。
【０１８５】
また図２０（Ｃ１）および（Ｃ２）では、電極組立体が電極３枚とセパレータ２枚を有する構成を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。電極を４枚以上、セパレータを３枚以上有する構成としてもよい。電極を増やすことで、蓄電池２００の容量をより向上させることができる。また電極を２枚、セパレータを１枚有する構成としてもよい。電極が少ない場合、より湾曲に強い蓄電池２００とすることができる。また図２０（Ｄ）では、蓄電池２００が第１の電極組立体２３０を３組、第２の電極組立体２３１を２組有する構成を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。さらに多くの電極組立体を有する構成としてもよい。電極組立体を増やすことで、蓄電池２００の容量をより向上させることができる。またより少ない電極組立体を有する構成としてもよい。電極組立体が少ない場合、より湾曲に強い蓄電池２００とすることができる。
【０１８６】
蓄電池２００の、正極２１１と負極２１５の配置、およびセパレータ２０３の配置の他は、図１８についての記載を参酌することができる。
【０１８７】
［蓄電装置の構造例］
蓄電装置の構造例について、図１１乃至図１５を用いて説明する。
【０１８８】
図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）は、蓄電装置の外観図を示す図である。蓄電装置は、回路基板９００と、蓄電池９１３と、を有する。蓄電池９１３には、ラベル９１０が貼られている。さらに、図１１（Ｂ）に示すように、蓄電装置は、端子９５１と、端子９５２と、アンテナ９１４と、アンテナ９１５と、を有する。
【０１８９】
回路基板９００は、端子９１１と、回路９１２と、を有する。端子９１１は、端子９５１、端子９５２、アンテナ９１４、アンテナ９１５、及び回路９１２に接続される。なお、端子９１１を複数設けて、複数の端子９１１のそれぞれを、制御信号入力端子、電源端子などとしてもよい。
【０１９０】
回路９１２は、回路基板９００の裏面に設けられていてもよい。なお、アンテナ９１４及びアンテナ９１５は、コイル状に限定されず、例えば線状、板状であってもよい。また、平面アンテナ、開口面アンテナ、進行波アンテナ、ＥＨアンテナ、磁界アンテナ、誘電体アンテナ等のアンテナを用いてもよい。又は、アンテナ９１４若しくはアンテナ９１５は、平板状の導体でもよい。この平板状の導体は、電界結合用の導体の一つとして機能することができる。つまり、コンデンサの有する２つの導体のうちの一つの導体として、アンテナ９１４若しくはアンテナ９１５を機能させてもよい。これにより、電磁界、磁界だけでなく、電界で電力のやり取りを行うこともできる。
【０１９１】
アンテナ９１４の線幅は、アンテナ９１５の線幅よりも大きいことが好ましい。これにより、アンテナ９１４により受電する電力量を大きくできる。
【０１９２】
蓄電装置は、アンテナ９１４及びアンテナ９１５と、蓄電池９１３との間に層９１６を有する。層９１６は、例えば蓄電池９１３による電磁界への影響を防止することができる機能を有する。層９１６としては、例えば磁性体を用いることができる。
【０１９３】
なお、蓄電装置の構造は、図１１に限定されない。
【０１９４】
例えば、図１２（Ａ−１）及び図１２（Ａ−２）に示すように、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す蓄電池９１３のうち、対向する一対の面のそれぞれにアンテナを設けてもよい。図１２（Ａ−１）は、上記一対の面の一方側方向から見た外観図であり、図１２（Ａ−２）は、上記一対の面の他方側方向から見た外観図である。なお、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す蓄電装置の説明を適宜援用できる。
【０１９５】
図１２（Ａ−１）に示すように、蓄電池９１３の一対の面の一方に層９１６を挟んでアンテナ９１４が設けられ、図１２（Ａ−２）に示すように、蓄電池９１３の一対の面の他方に層９１７を挟んでアンテナ９１５が設けられる。層９１７は、例えば蓄電池９１３による電磁界への影響を防止することができる機能を有する。層９１７としては、例えば磁性体を用いることができる。
【０１９６】
上記構造にすることにより、アンテナ９１４及びアンテナ９１５の両方のサイズを大きくすることができる。
【０１９７】
又は、図１２（Ｂ−１）及び図１２（Ｂ−２）に示すように、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す蓄電池９１３のうち、対向する一対の面のそれぞれに別のアンテナを設けてもよい。図１２（Ｂ−１）は、上記一対の面の一方側方向から見た外観図であり、図１２（Ｂ−２）は、上記一対の面の他方側方向から見た外観図である。なお、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す蓄電装置の説明を適宜援用できる。
【０１９８】
図１２（Ｂ−１）に示すように、蓄電池９１３の一対の面の一方に層９１６を挟んでアンテナ９１４及びアンテナ９１５が設けられ、図１２（Ｂ−２）に示すように、蓄電池９１３の一対の面の他方に層９１７を挟んでアンテナ９１８が設けられる。アンテナ９１８は、例えば、外部機器とのデータ通信を行うことができる機能を有する。アンテナ９１８には、例えばアンテナ９１４及びアンテナ９１５に適用可能な形状のアンテナを適用することができる。アンテナ９１８を介した蓄電装置と他の機器との通信方式としては、ＮＦＣなど、蓄電装置と他の機器との間で用いることができる応答方式などを適用することができる。
【０１９９】
又は、図１３（Ａ）に示すように、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す蓄電池９１３に表示装置９２０を設けてもよい。表示装置９２０は、端子９１９を介して端子９１１に電気的に接続される。なお、表示装置９２０が設けられる部分にラベル９１０を設けなくてもよい。なお、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す蓄電装置の説明を適宜援用できる。
【０２００】
表示装置９２０には、例えば充電中であるか否かを示す画像、蓄電量を示す画像などを表示してもよい。表示装置９２０としては、例えば電子ペーパー、液晶表示装置、エレクトロルミネセンス（ＥＬともいう）表示装置などを用いることができる。例えば、電子ペーパーを用いることにより表示装置９２０の消費電力を低減することができる。
【０２０１】
又は、図１３（Ｂ）に示すように、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す蓄電池９１３にセンサ９２１を設けてもよい。センサ９２１は、端子９２２を介して端子９１１に電気的に接続される。なお、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、図１１（Ａ）及び図１１（Ｂ）に示す蓄電装置の説明を適宜援用できる。
【０２０２】
センサ９２１としては、例えば、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度、傾度、振動、におい、又は赤外線を測定することができる機能を有すればよい。センサ９２１を設けることにより、例えば、蓄電装置が置かれている環境を示すデータ（温度など）を検出し、回路９１２内のメモリに記憶しておくこともできる。
【０２０３】
さらに、蓄電池９１３の構造例について図１４及び図１５を用いて説明する。
【０２０４】
図１４（Ａ）に示す蓄電池９１３は、筐体９３０の内部に端子９５１と端子９５２が設けられた捲回体９５０を有する。捲回体９５０は、筐体９３０の内部で電解液に含浸される。端子９５２は、筐体９３０に接し、端子９５１は、絶縁材などを用いることにより筐体９３０に接していない。なお、図１４（Ａ）では、便宜のため、筐体９３０を分離して図示しているが、実際は、捲回体９５０が筐体９３０に覆われ、端子９５１及び端子９５２が筐体９３０の外に延在している。筐体９３０としては、金属材料（例えばアルミニウムなど）又は樹脂材料を用いることができる。
【０２０５】
なお、図１４（Ｂ）に示すように、図１４（Ａ）に示す筐体９３０を複数の材料によって形成してもよい。例えば、図１４（Ｂ）に示す蓄電池９１３は、筐体９３０ａと筐体９３０ｂが貼り合わされており、筐体９３０ａ及び筐体９３０ｂで囲まれた領域に捲回体９５０が設けられている。
【０２０６】
筐体９３０ａとしては、有機樹脂など、絶縁材料を用いることができる。特に、アンテナが形成される面に有機樹脂などの材料を用いることにより、蓄電池９１３による電界の遮蔽を抑制できる。なお、筐体９３０ａによる電界の遮蔽が小さければ、筐体９３０ａの内部にアンテナ９１４やアンテナ９１５などのアンテナを設けてもよい。筐体９３０ｂとしては、例えば金属材料を用いることができる。
【０２０７】
さらに、捲回体９５０の構造について図１５に示す。捲回体９５０は、負極９３１と、正極９３２と、セパレータ９３３と、を有する。捲回体９５０は、セパレータ９３３を挟んで負極９３１と、正極９３２が重なり合って積層され、該積層シートを捲回させた捲回体である。なお、負極９３１と、正極９３２と、セパレータ９３３と、の積層を、さらに複数重ねてもよい。
【０２０８】
負極９３１は、端子９５１及び端子９５２の一方を介して図１１に示す端子９１１に接続される。正極９３２は、端子９５１及び端子９５２の他方を介して図１１に示す端子９１１に接続される。
【０２０９】
［電気機器の一例：車両に搭載する例］
次に、蓄電池を車両に搭載する例について示す。蓄電池を車両に搭載すると、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、又はプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車を実現できる。
【０２１０】
図１６において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図１６（Ａ）に示す自動車８１００は、走行のための動力源として電気モーターを用いる電気自動車である。または、走行のための動力源として電気モーターとエンジンを適宜選択して用いることが可能なハイブリッド自動車である。本発明の一態様を用いることで、繰り返し充放電することができる車両を実現することができる。また、自動車８１００は蓄電装置を有する。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８１０１やルームライト（図示せず）などの発光装置に電力を供給することができる。
【０２１１】
また、蓄電装置は、自動車８１００が有するスピードメーター、タコメーターなどの表示装置に電力を供給することができる。また、蓄電装置は、自動車８１００が有するナビゲーションゲーションシステムなどの半導体装置に電力を供給することができる。
【０２１２】
図１６（Ｂ）に示す自動車８２００は、自動車８２００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１６（Ｂ）に、地上設置型の充電装置８０２１から自動車８２００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８２００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。
【０２１３】
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。
【０２１４】
本発明の一態様によれば、蓄電装置のサイクル特性が良好となり、信頼性を向上させることができる。また、本発明の一態様によれば、蓄電装置の特性を向上することができ、よって、蓄電装置自体を小型軽量化することができる。蓄電装置自体を小型軽量化できれば、車両の軽量化に寄与するため、航続距離を向上させることができる。また、車両に搭載した蓄電装置を車両以外の電力供給源として用いることもできる。この場合、電力需要のピーク時に商用電源を用いることを回避することができる。
【０２１５】
本実施の形態は、他の実施の形態および実施例と適宜組み合わせて実施することが可能である。
【０２１６】
なお、本明細書等においては、ある一つの実施の形態において述べる図または文章において、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位概念を導き出すことは、当業者であれば容易に理解される。したがって、ある一つの実施の形態において述べる図または文章において、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位概念も、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。そして、その発明の一態様は、明確であると言える。
【０２１７】
なお、本明細書等においては、少なくとも図に記載した内容（図の中の一部でもよい）は、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。したがって、ある内容について、図に記載されていれば、文章を用いて述べていなくても、その内容は、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。同様に、図の一部を取り出した図についても、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。そして、その発明の一態様は明確であると言える。
【０２１８】
（実施の形態４）
上記実施の形態で説明した材料を含む電池セルと組み合わせて用いることができる電池制御ユニット（Ｂａｔｔｅｒｙ  Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ  Ｕｎｉｔ：ＢＭＵ）、及び該電池制御ユニットを構成する回路に適したトランジスタについて、図２２乃至図２８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。
【０２１９】
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。
【０２２０】
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。
【０２２１】
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。
【０２２２】
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。
【０２２３】
ここで、ＣＡＡＣ−ＯＳ膜について説明する。
【０２２４】
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。
【０２２５】
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。
【０２２６】
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。
【０２２７】
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。
【０２２８】
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。
【０２２９】
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。
【０２３０】
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。
【０２３１】
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。
【０２３２】
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。
【０２３３】
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。
【０２３４】
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。
【０２３５】
図２２には、蓄電装置のブロック図の一例を示す。図２２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。
【０２３６】
また、図２２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。
【０２３７】
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。
【０２３８】
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。
【０２３９】
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。
【０２４０】
切り替え制御回路ＢＴ０３の動作の詳細について述べる。
【０２４１】
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。
【０２４２】
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。
【０２４３】
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。
【０２４４】
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２３を用いて説明する。図２３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２３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。
【０２４５】
まず、図２３（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。
【０２４６】
次に、図２３（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。
【０２４７】
最後に、図２３（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。
【０２４８】
切り替え制御回路ＢＴ０３は、上記図２３（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。
【０２４９】
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。
【０２５０】
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。
【０２５１】
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。
【０２５２】
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。
【０２５３】
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。
【０２５４】
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２４及び図２５に示す。
【０２５５】
図２４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。
【０２５６】
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。
【０２５７】
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。
【０２５８】
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。
【０２５９】
また、図２４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。
【０２６０】
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。
【０２６１】
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。
【０２６２】
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。
【０２６３】
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。
【０２６４】
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。
【０２６５】
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。
【０２６６】
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。
【０２６７】
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。
【０２６８】
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。
【０２６９】
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。
【０２７０】
図２５は、図２４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。
【０２７１】
図２５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。
【０２７２】
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。
【０２７３】
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。
【０２７４】
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。
【０２７５】
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。
【０２７６】
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。
【０２７７】
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。
【０２７８】
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。
【０２７９】
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。
【０２８０】
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。
【０２８１】
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。
【０２８２】
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２６（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて説明する。図２６（Ａ）乃至（Ｃ）は、図２３（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２６（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。
【０２８３】
図２６（Ａ）に示される例では、図２３（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２３（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。
【０２８４】
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２６（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。
【０２８５】
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。
【０２８６】
図２６（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。
【０２８７】
また、図２６（Ｂ）や図２６（Ｃ）に示される例でも、図２６（Ａ）と同様に、変換比Ｎが算出される。図２６（Ｂ）や図２６（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。
【０２８８】
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。
【０２８９】
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。
【０２９０】
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。
【０２９１】
絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータを用いた変圧回路ＢＴ０７の構成を図２７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。
【０２９２】
本実施の形態における蓄電装置ＢＴ００の処理の流れを、図２８を用いて説明する。図２８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。
【０２９３】
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。
【０２９４】
また、図２８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。
【０２９５】
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。
【０２９６】
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。
【０２９７】
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。
【実施例】
【０２９８】
本実施例では、正極活物質としてリチウムマンガン複合酸化物とスピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物とを混合して用いた正極の特性について説明する。
【０２９９】
［正極の作製］
まず、本実施例にて正極活物質に用いた材料の一つであるリチウムマンガン複合酸化物の作製手順について説明する。
【０３００】
まず、原料となるＬｉ２ＣＯ３とＭｎＣＯ３とＮｉＯとを、１：０．９９：０．０１の割合（モル比）となるよう秤量して用意した。組成がＬｉ２Ｍｎ０．９９Ｎｉ０．０１Ｏ３のリチウムマンガン複合酸化物を作製するためである。
【０３０１】
ジルコニア製のポットに秤量した原料、直径３ｍｍのジルコニアボール、アセトンを入れて湿式による遊星回転ボールミル処理を行った（ステップ１）。処理時間は２時間、処理回転数４００ｒｐｍとした。
【０３０２】
次いで、ボールミル処理が終わったスラリーを大気下で５０℃の温度の環境下にて、スラリーからアセトンを揮発させ、混合原料を得た（ステップ２）。
【０３０３】
次いで、溶媒を揮発させた混合原料をアルミナ製坩堝に充填し、焼成することで目的物を合成した（ステップ３）。焼成温度は８００℃、焼成時間は１０時間、焼成雰囲気は大気を用いた。
【０３０４】
次いで、焼成した粒子の焼結を解くために解砕処理を行った。ジルコニア製のポットに焼成物、直径３ｍｍと直径１０ｍｍのジルコニアボール、アセトンを入れて湿式による遊星回転ボールミル処理を行った。処理時間は２時間、処理回転数４００ｒｐｍとした（ステップ４）。
【０３０５】
次いで、解砕処理が終わったスラリーを大気下で５０℃の温度の環境下にて、スラリーからアセトンを揮発させた（ステップ５）。その後、さらに真空で溶媒を蒸発させた（ステップ６）。以上のステップにより、正極活物質として用いる材料のひとつであるリチウムマンガン複合酸化物を得た。
【０３０６】
次に、該リチウムマンガン複合酸化物と混合するスピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物について説明する。スピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物には、ＬｉＭｎ２Ｏ４を用いた。
【０３０７】
次に、本実施例では、正極活物質として該リチウムマンガン複合酸化物と該スピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物を用い、バインダーとしてポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を用いた。該リチウムマンガン複合酸化物と該スピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物の混合比（重量比）は７０：３０であり、この混合材料と、アセチレンブラックと、ポリフッ化ビニリデンと、を９０：５：５の割合（重量比）で混合し、粘度調整のため分散媒としてＮＭＰを添加して、混練することで正極ペーストを作製した。当該正極ペーストを正極集電体（膜厚２０μｍのアルミニウム）に塗布し、８０℃にて、４０分間溶媒を蒸発させた後、減圧環境下で、１７０℃、１０時間溶媒を蒸発させることにより正極活物質層を形成し、正極（実施例正極１）を作製した。
【０３０８】
次に、正極を用いたハーフセルを形成し、充放電を行った。特性の評価はコインセルの形態で行った。負極としてリチウム金属を用い、セパレータにはポリプロピレン（ＰＰ）、電解液には、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）とを体積比で１：１の割合で混合した混合溶液中へ六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を１モル／リットルの濃度で溶解したものを用いた。充電は０．２Ｃ（５時間で充電）のレートで停止電圧４．８Ｖまで定電流充電した。放電は０．２Ｃ（５時間で放電）のレートで行い、停止電圧２Ｖまで定電流放電した。環境温度は２５℃に設定して測定を行った。
【０３０９】
得られた初回の充放電特性を図１７に示す。また、比較例として、正極活物質材料に上述のリチウムマンガン複合酸化物のみを用いた正極（比較例正極１）と、正極活物質材料に上述のスピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物のみを用いた正極（比較例正極２）を作製し、同様に測定した充放電特性を図１７に併せて示す。また、当該充放電特性の測定により得られた各正極活物質材料の充電容量及び放電容量を表１に示す。
【０３１０】
【表１】
2016127016.tif 000008
【０３１１】
図１７で示される通り、正極活物質材料にリチウムマンガン複合酸化物のみを用いた正極（比較例正極１）においては、放電容量に比して充電容量が極めて大きいことがわかる。該正極をリチウムイオン蓄電池に用いる場合、正極の充電容量が大きい分、負極の容量を大きくしなければならない一方で、放電容量は比較的小さいために、該リチウムイオン蓄電池の容量は小さくなる。負極の容量を大きくするために、負極材料をより多く用いると、単位重量あたりの蓄電池の容量が低下する結果となる。
【０３１２】
また、正極活物質材料にスピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物のみを用いた正極（比較例正極２）においては、放電容量に比して充電容量が小さいことがわかる。該正極をリチウムイオン蓄電池に用いる場合、正極の充電容量が低いために放電容量をすべて活用できるほどには充電することができないため、結果として、該蓄電池の容量が低下する結果となる。
【０３１３】
一方で、正極活物質材料に、リチウムマンガン複合酸化物及びスピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物を用いた正極（実施例正極１）においては、放電容量と充電容量の差が小さいことがわかる。従って、該正極をリチウムイオン蓄電池に用いると、リチウムマンガン複合酸化物を単独で正極活物質に用いる場合のように、負極活物質材料を大量に用いる必要がない。また、スピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物を単独で正極活物質に用いる場合とは異なり、充電容量の小ささに起因する制限を強く受けずに、大きな放電容量をより活用することができる。
【０３１４】
詳細に述べる。表１に示される通り、比較例正極１においては、充電容量は放電容量よりも１４７．１５ｍＡｈ／ｇ大きいため、該正極を用いたリチウムイオン蓄電池においては、繰り返しの充放電に寄与しない負極活物質材料をその分必要とし、リチウムイオン蓄電池の重量が重くなる。一方で、比較例正極２においては、充電容量は放電容量よりも１１５．４４ｍＡｈ／ｇ小さく、この容量は繰り返しの充放電には寄与しない容量となり活用できない。
【０３１５】
一方、実施例正極１においては、表１に示される通り、充電容量は放電容量よりも３６．２８ｍＡｈ／ｇ大きいだけであり、比較例正極１及び比較例正極２と比してその差を大幅に削減できていることがわかる。そのため、実施例正極１を用いたリチウムイオン蓄電池においては、負極活物質材料を多く用意する必要がなく、リチウムイオン蓄電池の重量を軽量化することができる。また、正極活物質材料の放電容量を十分に活用することができる。
【０３１６】
実施例正極１を用いたリチウムイオン蓄電池においては、本発明の一態様に起因する効果が発現しているが、実施例正極１のリチウムマンガン複合酸化物及びスピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物の混合比（重量比）は７０：３０である。ところで、実施の形態１において示した式（１）を用いて、リチウムマンガン複合酸化物及びスピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物との混合比（重量比）を表１の値を用いて計算すると、リチウムマンガン複合酸化物とスピネル型の結晶構造のリチウムマンガン酸化物の混合比（重量比）はおよそ５９：５１とするとよいことがわかる。そのため、混合比（重量比）を５９：５１とする正極を作製してリチウムイオン蓄電池に用いると、本発明の一態様に起因する効果がより大きく発現すると見込まれる。
【符号の説明】
【０３１７】
１００    正極集電体
１０１    正極活物質層
１０２    負極集電体
１０３    負極活物質層
１０４    セパレータ
１０５    電解液
１０６    外装体
１１０    リチウムイオン蓄電池
２００    蓄電池
２０３    セパレータ
２０７    外装体
２１１    正極
２１５    負極
２２０    封止層
２２１    正極リード
２２５    負極リード
２３０    電極組立体
２３１    電極組立体
３００    蓄電池
３０１    正極缶
３０２    負極缶
３０３    ガスケット
３０４    正極
３０５    正極集電体
３０６    正極活物質層
３０７    負極
３０８    負極集電体
３０９    負極活物質層
３１０    セパレータ
４００    蓄電池
４０２    正極
４０４    負極
５００    蓄電池
５０１    正極集電体
５０２    正極活物質層
５０３    正極
５０４    負極集電体
５０５    負極活物質層
５０６    負極
５０７    セパレータ
５０８    電解液
５０９    外装体
５１０    正極リード電極
５１１    負極リード電極
６００    蓄電池
６０１    正極キャップ
６０２    電池缶
６０３    正極端子
６０４    正極
６０５    セパレータ
６０６    負極
６０７    負極端子
６０８    絶縁板
６０９    絶縁板
６１０    ガスケット
６１１    ＰＴＣ素子
６１２    安全弁機構
９００    回路基板
９１０    ラベル
９１１    端子
９１２    回路
９１３    蓄電池
９１４    アンテナ
９１５    アンテナ
９１６    層
９１７    層
９１８    アンテナ
９１９    端子
９２０    表示装置
９２１    センサ
９２２    端子
９３０    筐体
９３０ａ    筐体
９３０ｂ    筐体
９３１    負極
９３２    正極
９３３    セパレータ
９５１    端子
９５２    端子
１７００    曲面
１７０１    平面
１７０２    曲線
１７０３    曲率半径
１７０４    曲率中心
１８００    曲率中心
１８０１    フィルム
１８０２    曲率半径
１８０３    フィルム
１８０４    曲率半径
１８０５    電極・電解液など
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
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
８０２１    充電装置
８０２２    ケーブル
８０２４    蓄電装置
８１００    自動車
８１０１    ヘッドライト
Ｓ１    制御信号
Ｓ２    制御信号
Ｓ３    変圧信号
ＢＴ００    蓄電装置
ＢＴ０１    端子対
ＢＴ０２    端子対
ＢＴ０３    切り替え制御回路
ＢＴ０４    切り替え回路
ＢＴ０５    切り替え回路
ＢＴ０６    変圧制御回路
ＢＴ０７    変圧回路
ＢＴ０８    電池部
ＢＴ０９    電池セル
ＢＴ１０    トランジスタ
ＢＴ１１    バス
ＢＴ１２    バス
ＢＴ１３    トランジスタ
ＢＴ１４    電流制御スイッチ
ＢＴ１５    バス
ＢＴ１６    バス
ＢＴ１７    スイッチ対
ＢＴ１８    スイッチ対
ＢＴ２１    トランジスタ対
ＢＴ２２    トランジスタ
ＢＴ２３    トランジスタ
ＢＴ２４    バス
ＢＴ２５    バス
ＢＴ３１    トランジスタ対
ＢＴ３２    トランジスタ
ＢＴ３３    トランジスタ
ＢＴ３４    バス
ＢＴ３５    バス
ＢＴ４１    電池制御ユニット
ＢＴ５１    絶縁型ＤＣ−ＤＣコンバータ
ＢＴ５２    スイッチ部
ＢＴ５３    トランス部
Ｓ００１    ステップ
Ｓ００２    ステップ
Ｓ００３    ステップ
Ｓ００４    ステップ
Ｓ００５    ステップ
Ｓ００６    ステップ
Ｓ００７    ステップ
Ｓ００８    ステップ
【図１】
2016127016.tif 000010
【図２】
2016127016.tif 000011
【図３】
2016127016.tif 000012
【図４】
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【図５】
2016127016.tif 000014
【図６】
2016127016.tif 000015
【図７】
2016127016.tif 000016
【図８】
2016127016.tif 000017
【図９】
2016127016.tif 000018
【図１０】
2016127016.tif 000019
【図１１】
2016127016.tif 000020
【図１２】
2016127016.tif 000021
【図１３】
2016127016.tif 000022
【図１４】
2016127016.tif 000023
【図１５】
2016127016.tif 000024
【図１６】
2016127016.tif 000025
【図１７】
2016127016.tif 000026
【図１８】
2016127016.tif 000027
【図１９】
2016127016.tif 000028
【図２０】
2016127016.tif 000029
【図２１】
2016127016.tif 000030
【図２２】
2016127016.tif 000031
【図２３】
2016127016.tif 000032
【図２４】
2016127016.tif 000033
【図２５】
2016127016.tif 000034
【図２６】
2016127016.tif 000035
【図２７】
2016127016.tif 000036
【図２８】
2016127016.tif 000037