(57)【要約】【課題】蓄電装置に均一に圧力を加えながら充電を行う。また、放電容量の安定した蓄電装置を製造する。【解決手段】第１の緩衝材と、第２の緩衝材が、第１の支持材と、第２の支持材との間に位置するように、蓄電装置が、第１の緩衝材と、第２の緩衝材との間に位置するように、蓄電装置が、第１の緩衝材と、第２の緩衝材と接するように、第１の支持材と、第２の支持材と、蓄電装置と、第１の緩衝材と、第２の緩衝材とを配置し、第１の支持材と、第２の支持材との間の距離を固定し、蓄電装置に圧力を加え、蓄電装置の充電を行う。また、この充電方法を使用して、蓄電装置を製造する。【選択図】図１
2017010933.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の緩衝材と、第２の緩衝材が、第１の支持材と、第２の支持材との間に位置するように、蓄電装置が、前記第１の緩衝材と、前記第２の緩衝材との間に位置するように、前記蓄電装置が、前記第１の緩衝材と、前記第２の緩衝材と接するように、前記第１の支持材と、前記第２の支持材と、前記蓄電装置と、前記第１の緩衝材と、前記第２の緩衝材とを配置し、
前記第１の支持材と、前記第２の支持材との間の距離を固定し、前記蓄電装置に圧力を加え、
前記蓄電装置の充電を行う、蓄電装置の充電方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記第１の緩衝材および前記第２の緩衝材のいずれか一方または両方は、ゴム硬度が１０以上７０以下の合成ゴムまたは天然ゴムを有する、蓄電装置の充電方法。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記第１の緩衝材および前記第２の緩衝材のいずれか一方または両方は、熱伝導率が０．８Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料を有する、蓄電装置の充電方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記蓄電装置の充電を行う前に、前記第２の支持材と、前記第２の緩衝材との間に、第３の支持材が位置するように、前記第３の支持材を配置する、蓄電装置の充電方法。
【請求項５】
正極と、負極と、セパレータと、を互いに重なるように配置し、
前記正極と、前記負極と、前記セパレータと、電解質と、を外装体で囲まれた領域に配置し、
前記外装体を封止することにより、蓄電装置を製造し、
請求項１乃至４のいずれか１に記載の蓄電装置の充電方法により、前記蓄電装置を充電し、
前記外装体を切断し、
前記外装体に囲まれた領域に溜まったガスを抜き、
前記外装体を封止する、蓄電装置の製造方法。
【請求項６】
請求項５において、
前記正極と、前記負極と、前記セパレータと、を互いに重なるように配置するとき、
前記正極または前記負極の一方を、前記セパレータと重なるように配置し、
前記セパレータの前記正極または前記負極の一方と重ならない領域が、前記正極または前記負極の一方と重なるように、前記セパレータを折り曲げ、
前記セパレータが、前記正極または前記負極の一方を覆うように、前記セパレータを接合し、
前記正極または前記負極の他方を、前記セパレータと、前記正極または前記負極の一方と、重なるように配置し、
前記セパレータの前記正極または前記負極の他方と重ならない領域が、前記正極または前記負極の他方と重なるように、前記セパレータを折り曲げ、
前記セパレータが、前記正極または前記負極の他方を覆うように、前記セパレータを接合する、蓄電装置の製造方法。
【請求項７】
第１の支持材と、第２の支持材と、第１の緩衝材と、第２の緩衝材と、蓄電装置と、を有し、
前記第１の緩衝材は、前記第１の支持材と、前記第２の支持材との間に位置し、
前記第２の緩衝材は、前記第１の支持材と、前記第２の支持材との間に位置し、
前記蓄電装置は、前記第１の緩衝材と、前記第２の緩衝材と、の間に位置し、
前記蓄電装置は、前記第１の緩衝材と、前記第２の緩衝材と、接する、バッテリーモジュール。
【請求項８】
請求項７において、
前記蓄電装置は、外装体を有し、
前記第１の緩衝材および前記第２の緩衝材のいずれか一方は、前記外装体の一部を覆わない、バッテリーモジュール。
【請求項９】
請求項７または８に記載のバッテリーモジュールと、駆動装置と、を有する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の一態様は、蓄電装置の蓄電装置の充電方法及び蓄電装置の製造方法、並びにバッテリーモジュール及び車両に係る。
【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様は、物、方法、又は製造方法に関する。本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、又は、それらの製造方法を一例として挙げることができる。
【背景技術】
【０００３】
近年、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池等、種々の蓄電装置の開発が盛んに行われている。特に高出力、高エネルギー密度であるリチウムイオン二次電池は、携帯電話やスマートフォン、ノート型コンピュータ等の携帯情報端末、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ等の電子機器、あるいは医療機器、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、燃料電池自動車、またはプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車など、半導体産業の発展と併せて急速にその需要が拡大し、充電可能なエネルギーの供給源として現代の情報化社会に不可欠なものとなっている。
【０００４】
蓄電装置の使用方法が多様化するのに伴い、様々な外装構造や、様々な内部構造を有する蓄電装置が開発されている。例えば、ボタン型の蓄電装置は、小型であるため、小型の電子機器に搭載されることが多い。また、捲回型の蓄電装置は、正極、負極、及びセパレータを捲回して積層することにより作製されるため、量産性に優れる。また、ラミネート型蓄電装置は、外装体にフィルムが使用されており、薄型にすることができる（特許文献１）。また、湾曲することのできるラミネート型蓄電装置が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−１４９９９７号公報
【特許文献２】特開２０１５−３８８６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
材料及び作製方法などについて同一の条件で作製した、複数のラミネート型の蓄電装置の充電または放電を行うとき、その放電容量の値が大きくばらつくことがある。充電または放電を行うときに蓄電装置にかかる圧力が不均一であることが、この原因の一つである。
【０００７】
従って、本発明の一態様は、蓄電装置に均一に圧力を加える加圧器具を提供することを課題とする。また、本発明の一態様は、蓄電装置に均一に圧力を加えながら、蓄電装置の充電を行うことを課題とする。また、本発明の一態様は、蓄電装置の放電容量のばらつきを抑制することを課題とする。また、本発明の一態様は、蓄電装置の放電容量の不安定化を抑制することを課題とする。また、本発明の一態様は、放電容量のばらつきが抑制された蓄電装置を製造することを課題とする。
【０００８】
または、本発明の一態様は、新規な蓄電装置、新規な蓄電装置の充電方法、新規な蓄電装置の放電方法または新規な蓄電装置の製造方法などを提供することを課題とする。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の一態様は、第１の緩衝材と、第２の緩衝材が、第１の支持材と、第２の支持材との間に位置するように、蓄電装置が、第１の緩衝材と、第２の緩衝材との間に位置するように、蓄電装置が、第１の緩衝材と、第２の緩衝材と接するように、第１の支持材と、第２の支持材と、蓄電装置と、第１の緩衝材と、第２の緩衝材とを配置し、第１の支持材と、第２の支持材との間の距離を固定し、蓄電装置に圧力を加え、蓄電装置の充電を行う、蓄電装置の充電方法である。
【００１０】
上記構成の蓄電装置の充電方法において、第１の緩衝材および第２の緩衝材のいずれか一方または両方は、ゴム硬度が１０以上７０以下の合成ゴムまたは天然ゴムを有するとより好ましい。
【００１１】
また、上記各構成の蓄電装置の充電方法において、第１の緩衝材および第２の緩衝材のいずれか一方または両方は、熱伝導率が０．８Ｗ／ｍ・Ｋ以上の材料を有するとより好ましい。
【００１２】
また、上記各構成の蓄電装置の充電方法において、蓄電装置の充電を行う前に、第２の支持材と、第２の緩衝材との間に、第３の支持材が位置するように、第３の支持材を配置するとより好ましい。
【００１３】
また、本発明の一態様は、正極と、負極と、セパレータと、を互いに重なるように配置し、正極と、負極と、セパレータと、電解質と、を外装体で囲まれた領域に配置し、外装体を封止することにより、蓄電装置を製造し、上記構成の蓄電装置の充電方法により、蓄電装置を充電し、外装体を切断し、外装体に囲まれた領域に溜まったガスを抜き、外装体を封止する、蓄電装置の製造方法である。
【００１４】
上記構成の蓄電装置の製造方法において、正極と、負極と、セパレータと、を互いに重なるように配置するとき、正極または負極の一方を、セパレータと重なるように配置し、セパレータの正極または負極の一方と重ならない領域が、正極または負極の一方と重なるように、セパレータを折り曲げ、セパレータが、正極又は負極の一方を覆うように、セパレータを接合し、正極または負極の他方を、セパレータと、正極または負極の一方と、重なるように配置し、セパレータの正極または負極の他方と重ならない領域が、正極または負極の他方と重なるように、セパレータを折り曲げ、セパレータが、正極または負極の他方を覆うように、セパレータを接合するとより好ましい。
【００１５】
また、本発明の一態様は、第１の支持材と、第２の支持材と、第１の緩衝材と、第２の緩衝材と、蓄電装置と、を有し、第１の緩衝材は、第１の支持材と、第２の支持材との間に位置し、第２の緩衝材は、第１の支持材と、第２の支持材との間に位置し、蓄電装置は、第１の緩衝材と、第２の緩衝材と、の間に位置し、蓄電装置は、第１の緩衝材と、第２の緩衝材と、接するバッテリーモジュールである。
【００１６】
上記構成の蓄電装置のバッテリーモジュールにおいて、蓄電装置は、外装体を有し、第１の緩衝材および第２の緩衝材のいずれか一方は、外装体の一部を覆わないとより好ましい。
【００１７】
また、本発明の一態様は、上記構成の蓄電装置のバッテリーモジュールと、駆動装置と、を有する車両である。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の一態様により、蓄電装置に均一に圧力を加える加圧器具を提供することができる。また、本発明の一態様により、蓄電装置に均一に圧力を加えながら、蓄電装置の充電または放電を行うことができる。これによって、正極と負極との間の距離を一定に保ちやすくすることができる。従って、蓄電装置の充電により、蓄電装置が有する電解液が分解され、ガスが発生しても、正極と負極との間の距離が変化するのを抑制することができる。よって、本発明の一態様により、蓄電装置の放電容量のばらつきを抑制することができる。また、本発明の一態様は、蓄電装置の放電容量の不安定化を抑制することを課題とする。また、本発明の一態様により、放電容量のばらつきが抑制された蓄電装置を製造することができる。
【００１９】
また、新規な蓄電装置、新規な蓄電装置の充電方法、新規な蓄電装置の放電方法または新規な蓄電装置の製造方法などを提供することができる。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一態様を説明する側面図。
【図２】本発明の一態様を説明する上面図。
【図３】本発明の一態様を説明する側面図。
【図４】本発明の一態様を説明する側面図。
【図５】本発明の一態様を説明する側面図。
【図６】本発明の一態様を説明する斜視図。
【図７】本発明の一態様を説明する斜視図。
【図８】本発明の一態様を説明する斜視図。
【図９】本発明の一態様を説明する上面図。
【図１０】本発明の一態様を説明する斜視図。
【図１１】本発明の一態様を説明する上面図。
【図１２】本発明の一態様を説明する上面図および斜視図。
【図１３】本発明の一態様を説明する斜視図および断面図。
【図１４】本発明の一態様を説明する上面図および断面図。
【図１５】本発明の一態様を説明する断面図。
【図１６】本発明の一態様を説明する上面図、断面図および斜視図。
【図１７】本発明の一態様を説明する斜視図。
【図１８】本発明の一態様を説明する上面図および断面図。
【図１９】蓄電装置に用いることのできる活物質を説明する図。
【図２０】導電助剤等を説明する図。
【図２１】導電助剤等を説明する図。
【図２２】電子機器の一例を説明する図。
【図２３】電子機器の一例を説明する図。
【図２４】実際に作製した加圧装置を説明する図。
【図２５】実際に作製した二次電池を説明する写真。
【図２６】充放電条件を説明する図。
【図２７】充放電条件を説明する図。
【図２８】充放電条件を説明する図。
【図２９】感圧紙の写真。
【図３０】充放電試験の結果を説明する図。
【図３１】充放電試験の結果を説明する図。
【図３２】実際に作製した二次電池を説明する図。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の蓄電装置の充放方法および蓄電装置の放電方法について、図１乃至図４を用いて説明する。
【００２２】
本発明の一態様の蓄電装置の充電方法または蓄電装置の放電方法では、少なくとも２の支持材と、２の緩衝材により構成される加圧器具を用いて、蓄電装置に均一な圧力を加えながら、蓄電装置の充電または放電を行う。
【００２３】
図１を用いて、２枚の平板状の支持材、２枚の平板状の緩衝材および固定器具によって構成される加圧器具を用いて蓄電装置に均一な圧力を加える方法を説明する。図１（Ａ）乃至図１（Ｅ）に、加圧器具を組み立てる様子の側面図を、順を追って示す。
【００２４】
まず、図１（Ａ）に示すように、平板状の支持材１１を用意する。また、支持材１１の上に、平板状の緩衝材１２を配置する。支持材１１を水平な作業台等に置くことにより、続く工程を安全に進めることができ、好ましい。
【００２５】
次に、図１（Ｂ）に示すように、緩衝材１２の上に、ラミネート型の蓄電装置２０を配置する。
【００２６】
また、図１（Ｃ）に示すように、蓄電装置２０の上に、平板状の緩衝材１３を配置する。
【００２７】
なお、平板上の緩衝材１２、蓄電装置２０および平板状の緩衝材１３を配置するとき、緩衝材１２および緩衝材１３が、蓄電装置２０が有する正極および負極の全体を覆うように配置すると、蓄電装置２０の正極および負極の全体に均一な圧力を加えることができ、好ましい。これによって、蓄電装置２０の充電または放電を行うとき、正極と負極との間の距離を一定に保ちやすくすることができる。従って、蓄電装置の放電を行うとき、放電容量が不安定化するのを抑制することができる。
【００２８】
例として、図２（Ａ）に、平板状の緩衝材１３を配置するときの、支持材１１、緩衝材１２、蓄電装置２０および緩衝材１３の上面図を示す。蓄電装置２０は、外装体２６、正極リード２３および負極リード２４を有し、外装体２６に囲まれる領域に、正極２１および負極２５を有する。緩衝材１２および緩衝材１３は、正極２１および負極２５の全体を覆う。
【００２９】
図２（Ａ）に示すように、平板上の緩衝材１２、蓄電装置２０および平板状の緩衝材１３を配置するとき、緩衝材１２および緩衝材１３は、正極２１および負極２５の全体を覆えばよく、緩衝材１２及び緩衝材１３が、蓄電装置２０の外装体２６の一部を覆わなくてもよい。
【００３０】
次に、図１（Ｄ）に示すように、緩衝材１３の上に、緩衝材１３と重なるように支持材１４を配置する。
【００３１】
さらに、図１（Ｅ）に示すように、固定器具１５を用いて支持材１１と、支持材１４との間の距離を固定することにより、加圧器具が完成し、蓄電装置２０に圧力を加えることができる。
【００３２】
平板上の緩衝材１２、蓄電装置２０および平板状の緩衝材１３を配置するとき、緩衝材１２及び緩衝材１３のいずれか一方が、蓄電装置２０の外装体２６の一部を覆わない構成とすると、加圧器具を完成させても、外装体２６の一部の領域には、圧力がかかりにくい。従って、蓄電装置２０の充放電を行うとき、電解液が分解されることにより発生するガスは、該領域に流れやすくなる。従って、外装体２６に囲まれる領域において、正極２１および負極２５の付近にガスがたまることを防ぎ、正極と負極との間の距離が変化するのを抑制することができる。従って、蓄電装置２０を放電させるとき、放電容量が不安定化するのを抑制することができる。
【００３３】
図２（Ｂ）に、加圧装置と蓄電装置２０の上面図の一例を示す。図２（Ｂ）に示すように、蓄電装置２０が有する正極リード２３および負極リード２４は、支持材１１および支持材１４と重ならない領域を有していると、正極リード２３および負極リード２４に導線を接続しやすくなるため、好ましい。
【００３４】
リード電極に導線を接続する方法は特に限られず、例えばワニ口クリップを用いて一時的にリード電極と導線を接続してもよい。または、リード電極と導線をはんだ付けしてもよい。リード電極に接続した導線を用いて、蓄電装置２０に電流を流すことによって、蓄電装置の充放電を行うことができる。
【００３５】
なお、図１では、２枚の支持材および２枚の緩衝材を有する加圧器具を用いて蓄電装置に圧力を加える例を示したが、本発明の一態様はこれに限定されない。必要に応じて、３枚以上の支持材または３枚以上の緩衝材を用いて、蓄電装置に圧力を加えながら充放電を行ってもよい。
【００３６】
図３を用いて、３枚の支持材、２枚の緩衝材を有する加圧器具を用いて、蓄電装置に均一に圧力を加える方法を説明する。
【００３７】
まず、図３（Ａ）に示すように、支持材１１を用意する。次に、支持材１１の上に、緩衝材１２を配置する。
【００３８】
次に、図３（Ｂ）に示すように、緩衝材１２の上に、蓄電装置２０を配置する。
【００３９】
また、図３（Ｃ）に示すように、蓄電装置２０の上に、緩衝材１３を配置する。さらに、緩衝材１３の上に、緩衝材１３と重なるように支持材１６を配置する。
【００４０】
そして、図３（Ｄ）に示すように、支持材１６の上に、支持材１６と重なるように支持材１４を配置する。
【００４１】
図３（Ｄ）に示すように、緩衝材１３と支持材１４との間に支持材１６を配置することで、支持材１４をより安定に配置することができる場合がある。例えば、支持材１４が、緩衝材１３よりも大きく、その大きさの差が大きい場合には、支持材１４よりも大きく、緩衝材よりも小さい支持材１６を緩衝材１３と支持材１４との間に配置することで、支持材１４をより安定に配置することができる。
【００４２】
図１および図３では、支持材および緩衝材が、平面を有する場合を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。支持材および緩衝材は、凸曲面または凹曲面等を有していてもよい。
【００４３】
図４を用いて、凸曲面または凹曲面を有する支持材および緩衝材を有する加圧器具について説明する。
【００４４】
図４（Ａ）に示すように、湾曲した板状の支持材１１の凹曲面に接するように、緩衝材１２を配置し、緩衝材１２の上に、蓄電装置２０を配置し、蓄電装置２０の上に、緩衝材１３を配置し、緩衝材１３に凸曲面が接するように、湾曲した板状の支持材１４を配置し、固定器具１５を用いて支持材１１と、支持材１４との間の距離を固定することにより、蓄電装置に圧力を加えてもよい。
【００４５】
または、図４（Ｂ）に示すように、本発明の一態様は、凸曲面を有する支持材１１の凸曲面に接するように、緩衝材１２を配置し、緩衝材１２の上に、蓄電装置２０を配置し、蓄電装置２０の上に、緩衝材１３を配置し、緩衝材１３に凹曲面が接するように、凹曲面を有する支持材１４を配置し、固定器具１５を用いて支持材１１と、支持材１４との間の距離を固定することにより、蓄電装置に圧力を加えてもよい。
【００４６】
図４（Ａ）および図４（Ｂ）に示すように、凸曲面または凹曲面を有する支持材を用いることで、蓄電装置２０が湾曲していても、均一な圧力を加えながら充放電を行うことができる。また、湾曲していない蓄電装置２０に対して、凸曲面または凹曲面を有する支持材を用いて圧力を加えることで、蓄電装置２０を湾曲させてもよい。
【００４７】
また、以上では、支持材と緩衝材がそれぞれ別の部材である例を示したが、支持材と緩衝材は一体化されていてもよい。例えば、接着剤等を用いて支持材１１の表面に緩衝材１２が接着されていてもよい。また、接着剤等を用いて支持材１４の表面に緩衝材１３が接着されていてもよい。
【００４８】
図５に、支持材と緩衝材とが一体化した複合材を用いて、蓄電装置２０に圧力を加える方法を示す。
【００４９】
まず、図５（Ａ）に示すように、第１の支持材１１と、第１の緩衝材１２を組み合わせることにより構成された第１の複合材３１を用意し、図５（Ｂ）に示すように、第１の複合材３１の上に蓄電装置２０を配置する。
【００５０】
次に、図５（Ｃ）に示すように、蓄電装置２０の上に、第２の緩衝材１３と、第２の支持材１４とを組み合わせることにより構成された第２の複合材３２を配置する。
【００５１】
そして、固定器具１５を用いて、第１の複合材３１と、第２の複合材３２との間の距離を固定し、蓄電装置２０に圧力を加えることができる。
【００５２】
なお、図１（Ｅ）、図３（Ｅ）、図４（Ａ）および図４（Ｂ）等においては、加圧器具の組立を完了した様子を示すが、加圧器具を組み立てた後、充放電を行うときの加圧器具および蓄電装置の置き方は、特に限定されない。加圧器具および蓄電装置において、加圧器具を組み立てたときとは異なる面を下にして、蓄電装置の充放電を行ってもよい。
【００５３】
例えば、図６（Ａ）のように、加圧器具を組み立てたときの状態のままで、蓄電装置２０が有する正極リード２３及び負極リード２４に導線を接続して充放電を行ってもよい。
【００５４】
また例えば、図６（Ｂ）のように、加圧器具を、面積の小さい面を下にして配置し、蓄電装置２０が有する正極リード２３および負極リード２４に導線を接続して充放電を行ってもよい。加圧器具を、面積の小さい面を下にして配置することにより、限られた空間により多くの加圧器具を配置することができる。
【００５５】
以下、支持材、緩衝材、固定器具等について詳細に説明する。
【００５６】
支持材には、金属、合金、熱硬化性プラスチック、ガラスまたは木材等を用いることができる。例えば、金属として、鉄、コバルト、ニッケル、銅、亜鉛またはチタン等を用いることができる。また、合金として、ステンレス鋼またはジュラルミン等を用いることができる。
【００５７】
支持材に、熱伝導性に優れた金属または合金を用いると、充放電により蓄電装置が発熱したとき、放熱しやすくすることができ、蓄電装置の発火等の危険性を減少させるため、好ましい。また、支持材は、歪みが発生しにくい材料および形状であれば、蓄電装置に均等に圧力を加えることができ、好ましい。例えば、ステンレス鋼を使用した厚さ５ｍｍ以上３０ｍｍ以下の板を用いると、２枚の支持材間の距離を固定することにより蓄電装置に圧力を加えるときにも、歪みにくい支持材とすることができる。
【００５８】
緩衝材は、支持材よりも弾性が高い材料、又は、支持体よりも絶縁性が高い材料であればよい。例えば、支持材に用いることができる材料を緩衝材に用いてもよい。
【００５９】
緩衝材に、支持材よりも弾性が高い材料を用いると、支持材１１と支持材１４との間の距離を固定することにより蓄電装置２０にかかる圧力を分散することができ、好ましい。
【００６０】
支持体よりも弾性が高い材料として、ゴム硬度１０以上７０以下、より好ましくは５０以上７０以下の合成ゴムまたは天然ゴム等を用いることができる。合成ゴムとして、例えばイソプレンゴム、ブタジエンゴム、スチレン・ブタジエンゴム、クロロプレンゴム、ニトリルゴム、ポリイソブチレン、エチレンプロピレンゴム、クロロスルホン化ポリエチレン、アクリルゴム、フッ素ゴム、エピクロルヒドリンゴム、ウレタンゴムまたはシリコーンゴム等を用いることができる。
【００６１】
また、緩衝材に、支持体よりも絶縁性が高い材料を用いると、蓄電装置がショートする危険性を減少させることができ、好ましい。
【００６２】
支持体よりも絶縁性が高い材料として、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、フッ素樹脂またはフェノール樹脂等の絶縁性の高いプラスチックまたは、上述の合成ゴムまたは天然ゴム等の絶縁体を用いることができる。
【００６３】
また、緩衝材は、熱伝導性が高い材料であるとより好ましい。熱伝導性が高い材料を緩衝材に用いると、充放電により蓄電装置が発熱したとき、放熱しやすくすることができ、蓄電装置の発火等の危険性を減少させるため、好ましい。
【００６４】
熱伝導性が高い材料として、シリコーンゴム、アクリル系ゴム、エチレンプロピレンゴム、フェライトまたはグラファイト等を用いることができる。これらの材料の熱伝導率は、０．８Ｗ／ｍ・Ｋ以上であれば好ましく、２．０以上であればより好ましい。これらの材料の一または複数を含む放熱シート等を用いることもできる。
【００６５】
固定器具には、ねじ、ボルト、ナットおよび座金（ワッシャともいう。）のうちの一、または複数を組み合わせて用いることができる。固定器具としてボルト、ナットおよび座金を使用して、トルクレンチを使用し、トルクを指定すると、蓄電装置に加わる圧力を一定にすることができ、好ましい。指定するトルクの値は、例えば０．３Ｎ・ｍ  以上１．０Ｎ・ｍ以下とするとよい。また、クリップ等を用いて、第１の支持板および第２の支持板を挟んで固定してもよい。
【００６６】
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。
【００６７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る蓄電装置の充電方法を用いて蓄電装置のエージングを行う、蓄電装置１００の作製方法の例について、図７乃至図１１を用いて説明する。
【００６８】
［１．正極をセパレータで覆う］
まず、図７（Ａ）に示すように、正極集電体１０１の一方の面に、正極活物質層１０２を形成した正極１１１を用意し、セパレータ１０７と重なるように配置する。次に、図７（Ｂ）に示すように、セパレータ１０７の正極１１１と重ならない領域が、正極１１１と重なるように、セパレータ１０７を折り曲げる。
【００６９】
次に、図７（Ｃ）に示すように、正極１１１の周囲の領域１０７ａにおいて、セパレータ１０７同士を接合する。セパレータ１０７同士の接合は、接着材などを用いて行ってもよいし、超音波溶接や、加熱による融着により行ってもよい。また、繊維を重ねて成形されたセパレータを使用する場合、機械的な加圧によって、繊維同士を絡ませることによって、セパレータ同士を接合してもよい。また、加圧することにより接合する材料からなるセパレータを使用する場合、加圧することって、セパレータ同士を接合することができる。
【００７０】
本実施の形態では、セパレータ１０７としてポリプロピレンを用いて、正極１１１の周囲の領域１０７ａ（換言すると、セパレータ１０７において正極１１１と重ならない領域）を加熱することによりセパレータ１０７同士を接合する。このようにして、正極１１１をセパレータ１０７で覆うことができる。
【００７１】
領域１０７ａは、セパレータ１０７を加熱により接合する場合に限らず、他の方法で接合する場合にも使用することができる。セパレータ１０７を接合する方法に応じ、適切な大きさの領域１０７ａをセパレータに設けると、セパレータ１０７同士を接合しやすくなり、好ましい。
【００７２】
また、接合後の領域１０７ａの厚みは、正極１１１の厚みよりも小さいと好ましい。
【００７３】
なお、セパレータ１０７の接合は、断続的に行ってもよいし、一定間隔毎の点状としてもよい。
【００７４】
本実施の形態では領域１０７ａの４辺を接合する例を示すが、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、領域１０７ａの１辺のみを接合してもよい。または、領域１０７ａの２辺のみを接合してもよい。または、領域１０７ａの３辺のみを接合してもよい。
【００７５】
なお、領域１０７ａの１辺、２辺または３辺のみを接合した場合、接合していない領域については、後の工程で接合してもよい。例えば、負極をセパレータで覆った後に、該領域を接合してもよい。また、複数の正極および複数の負極を積層した二次電池を製造する場合は、複数の正極および負極をそれぞれセパレータで覆い、積層した後に、該領域を接合してもよい。
【００７６】
［２．負極をセパレータで覆う］
次に、図７（Ｄ）に示すように、負極集電体１０５の一方の面に、負極活物質層１０６が形成された負極１１５を用意し、セパレータ１０７を介して正極１１１と重なるように配置する。また、図８（Ａ）に示すように、セパレータ１０７の負極１１５と重なっていない領域が、負極１１５に重なるように、セパレータ１０７を折り曲げる。
【００７７】
そして、図８（Ｂ）に示すように、負極１１５の周囲の領域１０７ｂ（換言すると、セパレータ１０７において負極１１５と重ならない領域）において、セパレータ１０７同士を接合することにより、負極１１５をセパレータ１０７で覆う。
【００７８】
負極１１５を、セパレータ１０７を介して正極１１１と重なるように配置するとき、適切な大きさの領域１０７ｂを設けると、セパレータ１０７を接合しやすくなり好ましい。また、セパレータ１０７を接合する方法に応じ、適切な大きさの領域１０７ｂをセパレータ１０７に設けると、セパレータ１０７同士を接合しやすくなり、好ましい。
【００７９】
また、セパレータ１０７を折り曲げるときにも、適切な大きさの領域１０７ｂを設けると、セパレータ１０７を接合しやすくなり好ましい。
【００８０】
また、接合後の領域１０７ｂの厚みは、負極１１５の厚みよりも小さいと好ましい。
【００８１】
なお、領域１０７ｂは、領域１０７ａと重なっていてもよく、領域１０７ａの厚みと、領域１０７ｂの厚みの合計が、正極１１１の厚みと、負極１１５の厚みの合計よりも、小さいと好ましい。
【００８２】
上述のように、折り曲げたセパレータ１０７同士を接合して、正極１１１と負極１１５の相対位置がずれるのを防止することにより、正極活物質層１０２と、負極活物質層１０６とが、相対しない領域が増加することを確実に防止することができ、電池特性を保持する上で好ましい。また、このような構成とすると、蓄電装置の凹凸を減少させることができる。例えば、接着テープを用いて正極１１１と負極１１５とを固定する場合、接着テープの厚みによって、電極に凹凸が生じる。一方、接着テープを使用せず、セパレータ１０７同士を接合することにより電極の相対位置がずれるのを防止する場合、電極に凹凸が生じることを防ぐことができる。さらに、蓄電装置の凹凸を減少させることができる。
【００８３】
電極および蓄電装置の凹凸を減少させることにより、本発明の一態様に係る蓄電装置の充放方法を用いて蓄電装置の充電を行うとき、電極全体および蓄電装置全体に均一に圧力をかけやすくなる。また、正極と負極との間の距離を一定に保ちやすくすることができる。従って、蓄電装置の充電により蓄電装置が有する電解液が分解され、ガスが発生しても、正極と負極との間の距離がばらつくのを抑制することができる。
【００８４】
また、電極および蓄電装置の凹凸を減少させることにより、蓄電装置を構成する部材が損傷するのを防ぐことができる。例えば、接着テープを用いて正極１１１と負極１１５とを固定すると、蓄電装置の凹凸が増加するため、圧力が集中する凸部において正極１１１または負極１１５が有する活物質層が剥がれることがある。一方、接着テープを使用せず、セパレータ１０７同士の熱圧着により、正極１１１と負極１１５との位置がずれるのを防止することにより、正極１１１または負極１１５が有する活物質層が剥がれることを防ぐことができる。
【００８５】
［３．正極リードと負極リードを接続する］
次に、図８（Ｃ）に示すように、正極１１１の正極集電体において、正極活物質層が接していない領域（以下、正極タブと呼ぶ。）と、封止層１２１を有する正極リード１４１とを、電気的に接続する。また、負極１１５の負極集電体において、負極活物質層が接していない領域（以下、負極タブと呼ぶ。）と、封止層１２１を有する負極リード１４５とを、電気的に接続する。電気的に接続する方法は特に限られないが、例えば圧力を加えながら超音波を照射すればよい（超音波溶接）。
【００８６】
［４．外装体用フィルムを用意する］
次に、外装体に用いるフィルム１１０ａを折り曲げる（図８（Ｄ））。
【００８７】
［５．外装体の一辺を接着する］
次に、折り曲げたフィルム１１０ａで、正極１１１、正極リード１４１、負極１１５、負極リード１４５およびセパレータ１０７を挟む。そして、フィルム１１０ａの一辺（図９（Ａ）における領域１１０ｂ）において、フィルム１１０ａ同士を接着する。接着は、熱溶着により行うことができる。
【００８８】
［６．外装体の他の一辺を接着し、電解液を注入する］
次に、フィルム１１０ａの他の一辺（図９（Ｂ）における領域１１０ｃ）において、フィルム１１０ａ同士を接着する。そして、フィルム１１０ａが接着されていない部分から、フィルム１１０ａで挟まれた領域に、電解液１０８を注入する（図９（Ｂ））。
【００８９】
［７．封止する］
そして真空引きを行いながら、加熱および加圧によりフィルム１１０ａの残りの辺（図９（Ｃ）における領域１１０ｄ）を接着し、フィルム１１０ａを封止された外装体１１０とする（図９（Ｃ））。これらの操作は、グローブボックスを用いるなどして酸素や水を排除した環境にて行う。真空引きは、脱気シーラー、注液シーラー等を用いて行うとよい。またシーラーが有する加熱可能な２本のバーで挟むことにより、加熱および加圧を行うことができる。それぞれの条件は、例えば真空度は５０ｋＰａ以上７０ｋＰａ以下、加熱は１５０℃以上１９０℃以下、加圧は０．５ＭＰａ以上１．５ＭＰａ以下において２秒以上３秒以下とすることができる。このとき、フィルム１１０ａの上から正極および負極を加圧してもよい。加圧により、電解液注入の際に混入した気泡を正極と負極の間から排除することができる。
【００９０】
［８．エージング］
次に、以上の方法によって作製した蓄電装置１００に対して、エージングのための充放電を行う。本明細書等において、エージングとは、蓄電装置の初期不良を検出するため、また初期の充放電で負極活物質上に安定な被膜を形成させるために行う工程をいう。該被膜は、電解液の分解物に由来する。具体的には、電池使用温度範囲の上限に近い温度で、長時間充電状態で保持し、その後１サイクル以上の充放電を伴う、等の工程である。また、これらの工程によってガスが発生するため、さらに、外装体１１０で覆われた領域に発生したガスを抜く工程を含めてもよい。
【００９１】
初期の充放電で負極活物質上に安定な被膜を形成することで、その後の充放電における、さらなる被膜の形成に起因するキャリアイオンの消費を抑止することができる。そのためエージングを行うことで、蓄電装置の性能をより安定させ、不良セルを選別することができる。
【００９２】
本実施の形態では、実施の形態１で説明した蓄電装置の充電方法および蓄電装置の放電方法により蓄電装置１００のエージングのための充放電を行い、蓄電装置１００を完成させる。まず、図１０に示すように、支持材１１を水平な場所に置いたあと、支持材１１に重なるように緩衝材１２を配置する。次に、緩衝材１２に重なるように蓄電装置１００を配置したあと、蓄電装置１００と重なるように緩衝材１３を配置し、緩衝材１２と緩衝材１３で蓄電装置１００を挟む。また、緩衝材１３と重なるように支持材１６と、支持材１４とを重ねる。
【００９３】
次に、図１０（Ｂ）に示すように、ボルト１５ａと、ナット１５ｂを用いて、支持材１１と支持材１４との間の距離を固定する。このとき、トルクレンチを使用してボルトを締めると、複数のボルトの締め具合を等しくすることができ、蓄電装置にかかる圧力を均一にしやすくなるため、好ましい。
【００９４】
本実施の形態では、蓄電装置に対して１サイクル以上の充放電を行った後、図１１（Ａ）に示すように外装体１１０の一部を切り取ってガスを抜くこととする。さらにガスを抜くために、外装体１１０の一部を切り取ったあと、外装体１１０の外から、加圧を行ってもよい。
【００９５】
実施の形態１で説明した蓄電装置の充電方法により蓄電装置１００のエージングのための充放電を行うことにより、蓄電装置に均一に圧力を加えながら、エージングのための充放電を行うことできる。これによって、蓄電装置を充放電するとき、正極と負極との間の距離を一定に保ちやすくすることができる。従って、蓄電装置の充放電により、ガスが発生しても、正極と負極との間の距離が変化するのを抑制することができる。従って、エージングのための充放電が安定化するため、効率的に負極活物質表面に安定な被膜を形成することができる。従って、後の充放電によるさらなる被膜の形成が抑制されるため、放電容量の不安定化が抑制された蓄電装置を製造することができる。
【００９６】
［９．再封止］
次に、エージングの際に切り取られた外装体１１０の一辺（図１１（Ｂ）における領域１１０ｅ）を再び封止する（図１１（Ｂ））。上記の工程で、エージングのための充放電を行い、蓄電装置１００を完成させることができる。
【００９７】
エージングと再封止の工程は、適宜繰り返し行ってもよい。
【００９８】
なお、本発明の一態様は、上記したようにセパレータ同士を接合することにより、正極１１１および負極１１５をそれぞれセパレータ１０７で覆うことに限定されない。セパレータ１０７は、蓄電装置１００における正極１１１と負極１１５との接触を防ぐことができればよく、例えば短冊状のセパレータを正極１１１と負極１１５の間に配置する構成であってもよい。
【００９９】
また、本発明の一態様は、１枚の正極１１１、１枚の負極１１５および１枚のセパレータ１０７を使用することに限定されない。複数の正極１１１、複数の負極１１５および複数のセパレータ１０７を使用して、蓄電装置を作製してもよい。
【０１００】
また、本発明の一態様は、正極集電体１０１の一方の面に正極活物質層１０２を形成した正極１１１および負極集電体１０５の一方の面に負極活物質層１０６が形成された負極１１５を使用することに限定されない。正極集電体の両方の面に正極活物質層が形成された正極を用いてもよい。また、負極集電体の両方の面に負極活物質層が形成された負極を用いてもよい。また、正極集電体の両方の面に正極活物質層が形成された正極と、正極集電体の一方の面に正極活物質層が形成された正極とを、組み合わせて使用してもよい。また、負極集電体の両方の面に負極活物質層が形成された負極と、負極集電体一方の面に負極活物質層が形成された負極とを、組み合わせて使用してもよい。
【０１０１】
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。
【０１０２】
（実施の形態３）
本発明の一態様の蓄電装置の充電方法は、電子機器または車両等に搭載した蓄電装置において適用することができる。本実施の形態では、二次電池を有するバッテリーモジュールを例に挙げ、図１２および図１３を用いて説明する。
【０１０３】
図１２（Ａ）に、バッテリーモジュール５０Ａの上面図を示す。また、図１２（Ｂ）にバッテリーモジュール５０の斜視図を示す。バッテリーモジュール５０Ａは、加圧器具、二次電池６０および回路基板５１を有する。
【０１０４】
回路基板５１は、回路５２と、端子５３を有する。回路５２は、二次電池６０が有する正極リードおよび負極リード、並びに端子５３と電気的に接続される。回路５２は、二次電池６０の過充電および過放電を防止する保護回路であってもよく、または、二次電池６０を制御する制御回路であってもよい。端子５３は、制御信号入力端子または電源端子等として使用することができる。
【０１０５】
加圧器具は、実施の形態１で説明した構成を使用することができる。図１２には、支持材１１、緩衝材１２、緩衝材１３、支持材１４および固定器具１５を有する加圧器具を示す。
【０１０６】
実施の形態１に記載の加圧器具を使用することにより、バッテリーモジュール５０Ａにおいて、二次電池６０が有する正極および負極に均一な圧力をかけながら、二次電池６０の充放電を行うことができる。これによって、二次電池６０の放電容量が不安定化することを抑制することができる。
【０１０７】
従って、バッテリーモジュール５０を電子機器または車両等に搭載することで、電子機器または車両等の信頼性を向上させることができる。
【０１０８】
図１３に、バッテリーモジュールの別の例を示す。図１３（Ａ）に、バッテリーモジュール５０Ｂの斜視図を示し、図１３（Ｂ）に、図１３（Ａ）に示す一点鎖線Ｘ−Ｙにおけるバッテリーモジュール５０Ｂの断面図を示す。バッテリーモジュール５０Ｂは、加圧器具と、二次電池６０ａおよび二次電池６０ｂを有する。
【０１０９】
バッテリーモジュール５０Ｂが有する加圧器具は、支持材１１ａ、緩衝材１２ａ、緩衝材１３ａ、支持材１１ｂ、緩衝材１２ｂ、緩衝材１３ｂ、支持材１４および固定器具１５を、この順に並べて有する。緩衝材１２ａと緩衝材１３ａとの間に二次電池６０ａを配置し、緩衝材１２ｂおよび緩衝材１３ｂとの間に二次電池６０ｂを配置し、固定器具１５を用いて支持材１１ａと、支持材１４との間の距離を固定することにより、二次電池６０ａおよび二次電池６０ｂの両方に圧力を加えることができる。
【０１１０】
なお、図１３では、バッテリーモジュール５０Ｂは、２の二次電池を有する例を示したが、本発明の一態様はこれに限られない。バッテリーモジュール５０Ｂは、３以上の二次電池を有していてもよい。
【０１１１】
また、バッテリーモジュール５０Ｂは、バッテリーモジュール５０Ａと同様に、回路基板５１を有していてもよい。回路基板５１が、回路５２を有し、複数の二次電池が回路５２に接続されていてもよい。回路５２は、複数の二次電池の過充電および過放電を防止する保護回路であってもよく、または、複数の二次電池を制御する制御回路であってもよい。
【０１１２】
上記のバッテリーモジュールを電子機器または車両等に搭載することで、電子機器または車両等への電源供給を、より安定させることができる。
【０１１３】
（実施の形態４）
本実施の形態では、図１４乃至図１８を用いて、実施の形態２に記載の蓄電装置の作製方法を用いて作製することのできる蓄電装置の他の例について説明する。
【０１１４】
図１４（Ａ）に、複数の正極１１１、複数の負極１１５およびセパレータ１０７を使用した蓄電装置１００Ｂの正面図を示す。また、図１４（Ａ）で示す一点鎖線Ａ１−Ａ２における、正極１１１、負極１１５、セパレータ１０７および負極リード１４５の断面図を図１４（Ｂ）に示す。また、図１４（Ａ）で示す一点鎖線Ｂ１−Ｂ２における、正極１１１、負極１１５、セパレータ１０７および正極リード１４１の断面図を図１４（Ｃ）に示す。
【０１１５】
図１４（Ｂ）および図１４（Ｃ）に示すように、蓄電装置１００Ｂは、３枚の正極１１１、３枚の負極１１５および３枚のセパレータ１０７を有する。正極１１１は、正極集電体１０１の一方の面に正極活物質層１０２が形成され、負極１１５は、負極集電体１０５の一方の面に負極活物質層１０６が形成される。正極活物質層１０２と負極活物質層１０６は、セパレータ１０７を介して重なるように配置される。また、負極１１５の負極活物質層１０６が形成されていない面同士が接するように配置する。また、正極１１１の正極活物質層１０２が形成されていない面同士が接するように配置する。
【０１１６】
このような配置とすることで、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１５５をつくることができる。また、正極１１１の正極活物質層１０２を有さない面同士という、金属同士の接触面１５１をつくることができる。金属同士の接触面は、活物質層とセパレータ１０７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。
【０１１７】
そのため、正極１１１および負極１１５が湾曲する場合、負極１１５の負極活物質層１０６を有さない面同士が接触面１５５において滑ることで、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。従って、蓄電装置１００Ｂが湾曲するとしても、正極１１１および負極１１５が劣化しにくくすることができる。
【０１１８】
図１５（Ａ）に、一点鎖線Ｃ１−Ｃ２における、正極１１１、負極１１５およびセパレータ１０７の断面図の別の例を示す。
【０１１９】
図１５（Ａ）に示す断面図においては、正極集電体１０１の両方の面に正極活物質層１０２が形成された正極１１１を２枚、負極集電体１０５の一方の面に負極活物質層１０６が形成された負極１１５を４枚使用している。このような構成としても、負極１１５の負極活物質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。
【０１２０】
また、図１５（Ａ）に示す断面図において、セパレータ１０７は袋状の形状を有し、正極１１１を囲む。セパレータ１０７をこのような構成とすることによって、正極１１１と負極１１５とが接触するのを抑制することができる。
【０１２１】
図１５（Ｂ）に、正極１１１、負極１１５およびセパレータ１０７の断面図の別を示す。図１５（Ｂ）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１１１を２枚、負極集電体１０５の片面に負極活物質層１０６を有する負極１１５を２枚、負極集電体１０５の両面に負極活物質層を有する負極１１５を１枚積層している。図１５（Ｂ）のように集電体の両面に活物質層を設けることで、蓄電装置１００Ｂの単位体積あたりの容量を大きくすることができる。
【０１２２】
図１５（Ｃ）に、図１と異なる正極１１１と負極１１５の積層の例を示す。図１５（Ｃ）では、電解液１０８としてゲル電解液１０８ａを用い、一組の正極１１１、負極１１５、セパレータ１０７をゲル電解液１０８ａで貼りあわせている。このような構成とすると、蓄電装置１００Ｂを湾曲したとしても、正極１１１と負極１１５が滑り、ずれることを抑制できる。
【０１２３】
また、正極１１１の正極活物質を有さない面同士、および負極１１５の負極活物質を有さない面同士という、金属同士の接触面をより多くつくることができる。そのため蓄電装置１００Ｂを湾曲したとしても、これらの接触面がすべることで、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。
【０１２４】
図１６に、蓄電装置１００Ｃを示す。図１６（Ａ）は蓄電装置１００Ｃの上面図である。図１６（Ａ）に示す一点鎖線Ｄ１−Ｄ２における蓄電装置１００Ｃの断面図を、図１６（Ｂ）に示す。図１６（Ｃ）に、蓄電装置１００Ｃの正極１１１、負極１１５およびセパレータ１０７を抜粋して示した斜視図を示す。
【０１２５】
図１７を用いて、図１６に示す蓄電装置１００Ｃの作製方法の一部について説明する。
【０１２６】
まず、図１７（Ａ）に示すように、繰り返し折り曲げたセパレータ１０７の間に、正極１１１および負極１１５を交互に挟む。このとき、負極１１５が有する負極活物質層が、セパレータ１０７と重なるように配置する。同様に、正極１１１が有する正極活物質層１０２が、セパレータ１０７と重なるように配置する。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１１１の正極活物質層１０２と、負極１１５の負極活物質層１０６がセパレータ１０７を介して重なるように配置する。
【０１２７】
次に、図１７（Ｂ）に示すように、セパレータ１０７で複数の正極１１１および複数の負極１１５を覆う。さらに、セパレータ１０７同士が重なる領域、例えば図１７（Ｂ）に示す領域１０７ｃを熱溶着することで、複数の正極１１１と複数の負極１１５を、セパレータ１０７によって覆い、結束する。
【０１２８】
なお、複数の正極１１１、複数の負極１１５およびセパレータ１０７を、結束材を用いて結束してもよい。
【０１２９】
このような工程で正極１１１および負極１１５を積み重ねるため、セパレータ１０７は、１枚のセパレータ１０７の中で、複数の正極１１１と複数の負極１１５に挟まれている領域と、複数の正極１１１と複数の負極１１５を覆うように配置されている領域とを有する。
【０１３０】
換言すれば、図１６の蓄電装置１００Ｃが有するセパレータ１０７は、一部が折りたたまれた１枚のセパレータである。セパレータ１０７の折りたたまれた領域に、複数の正極１１１と、複数の負極１１５が挟まれている。セパレータ１０７をこのように折りたたむことによって、複数の正極１１１と複数の負極１１５との位置のずれを防止することができる、従って、正極１１１と負極１１５とを固定するために、接着テープ等を使用する必要がないため、蓄電装置の凹凸を減少させることができる。
【０１３１】
図１８に、図１６と異なる蓄電装置１００Ｄを示す。図１８（Ａ）は蓄電装置１００Ｄの上面図である。図１８（Ｂ１）は第１の電極組立体１３０、図１８（Ｂ２）は第２の電極組立体１３１の断面図である。図１８（Ｃ）は、図１８（Ａ）の一点破線Ｃ１−Ｃ２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、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１０７を抜粋して示す。
【０１３２】
図１８に示す蓄電装置１００Ｄは、正極１１１と負極１１５の配置、およびセパレータ１０７の配置が図１６の蓄電装置１００Ｃと異なる。
【０１３３】
図１８（Ｃ）に示すように、蓄電装置１００Ｄ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。
【０１３４】
図１８（Ｂ１）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１１１、セパレータ１０７、負極集電体１０５の両面に負極活物質層１０６を有する負極１１５、セパレータ１０７、正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２を有する正極１１１がこの順に積層されている。また、図１８（Ｂ２）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１１５、セパレータ１０７、正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２を有する正極１１１、セパレータ１０７、負極集電体１０５の両面に負極活物質層１０６を有する負極１１５がこの順に積層されている。
【０１３５】
さらに図１８（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、巻回したセパレータ１０７によって覆われている。換言すれば、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、渦巻き状に巻回されたセパレータ１０７の間に配置されている。
【０１３６】
なお、最も外側に配置される第１の電極組立体１３０の正極１１１は、外側には正極活物質層１０２を設けないことが好ましい。
【０１３７】
また図１８（Ｂ１）および（Ｂ２）では、電極組立体が３枚の電極と２枚のセパレータを有する構成を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。電極を４枚以上、セパレータを３枚以上有する構成としてもよい。電極を増やすことで、蓄電装置１００Ｄ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、より湾曲しやすい蓄電装置１００Ｄとすることができる。また図１８（Ｃ）では、蓄電装置１００Ｄが第１の電極組立体１３０を３組、第２の電極組立体１３１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、蓄電装置１００Ｄの容量をより向上させることができる。またより少なり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、より湾曲しやすい蓄電装置１００Ｄとすることができる。
【０１３８】
このような構成によっても、複数の正極１１１と複数の負極１１５との位置がずれるのを防止することができる、従って、正極１１１と負極１１５とを固定するために接着テープ等を使用する必要がないため、蓄電装置の凹凸を減少させることができる。
【０１３９】
蓄電装置１００Ｄの、正極１１１と負極１１５の配置、およびセパレータ１０７の配置の他は、図１６についての記載を参酌することができる。
【０１４０】
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。
【０１４１】
（実施の形態５）
本実施の形態では、図１９、図２０および図２１を用いて、本発明の一態様の蓄電装置の作製方法により作製する蓄電装置の材料について説明する。
【０１４２】
［１．正極］
正極は、正極集電体と、正極集電体に接する正極活物質層などにより構成される。
【０１４３】
正極集電体には、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。
【０１４４】
正極活物質層は、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。
【０１４５】
正極活物質層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。
【０１４６】
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。
【０１４７】
また、ＬｉＭｎ２Ｏ４等のマンガンを含むスピネル型の結晶構造を有するリチウム含有材料に、少量のニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２やＬｉＮｉ１−ｘＭｘＯ２（０＜ｘ＜１）（Ｍ＝Ｃｏ、Ａｌ等））を混合すると、これを用いた蓄電装置の特性を向上させることができ好ましい。
【０１４８】
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。
【０１４９】
なお、高容量を発現させるために、表層部と中心部で、結晶構造、結晶方位または酸素含有量が異なる領域を有するリチウムマンガン複合酸化物とすることが好ましい。このようなリチウムマンガン複合酸化物とするために、組成式がＬｉａＭｎｂＮｉｃＯｄ（１．６≦ａ≦１．８４８、０．１９≦ｃ／ｂ≦０．９３５、２．５≦ｄ≦３）の範囲とすることが好ましい。さらに、Ｌｉ１．６８Ｍｎ０．８０６２Ｎｉ０．３１８Ｏ３の組成式であらわされるリチウムマンガン複合酸化物を用いることが特に好ましい。本明細書等において、Ｌｉ１．６８Ｍｎ０．８０６２Ｎｉ０．３１８Ｏ３の組成式であらわされるリチウムマンガン複合酸化物とは、材料の量の割合（モル比）を、Ｌｉ２ＣＯ３：ＭｎＣＯ３：ＮｉＯ＝０．８４：０．８０６２：０．３１８とすることにより形成したリチウムマンガン複合酸化物をいう。そのため該リチウムマンガン複合酸化物は、組成式Ｌｉ１．６８Ｍｎ０．８０６２Ｎｉ０．３１８Ｏ３で表されるが、この組成からずれることもある。
【０１５０】
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１９に示す。
【０１５１】
図１９（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の領域は、第１の領域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。
【０１５２】
また、図１９（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。
【０１５３】
第２の領域は、第１の領域と異なる組成を有することが好ましい。
【０１５４】
例えば、第１の領域と第２の領域の組成を分けて測定し、第１の領域がリチウム、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の領域と第２の領域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の領域と第２の領域の組成の違いは、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の領域と第２の領域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。
【０１５５】
また、第２の領域が有するマンガンは、第１の領域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の領域が有する元素Ｍは、第１の領域が有する元素Ｍと異なる価数を有してもよい。
【０１５６】
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。
【０１５７】
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。
【０１５８】
また、第２の領域と第１の領域との間に、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の領域と第１の領域との間に、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。
【０１５９】
第３の領域には、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、フッ化物などが挙げられる。
【０１６０】
第３の領域は、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装置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の領域が炭素を有することで、第３の領域と接する第２の領域を酸化することができる。また、第３の領域は導電性を有するグラフェン化合物（後述）を有してもよい。導電性を有するグラフェン化合物は、優れた電気特性に加え、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。
【０１６１】
第３の領域が、導電性を有するグラフェン化合物をはじめとする炭素を有することで、リチウムマンガン複合酸化物を正極材料に用いた蓄電装置の、サイクル特性を向上させることができる。
【０１６２】
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。
【０１６３】
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。
【０１６４】
または、正極活物質として、複合材料（一般式ＬｉＭＰＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上））を用いることができる。一般式ＬｉＭＰＯ４の代表例としては、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＦｅａＮｉｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＭｎｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＭｎｂＰＯ４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦｅｃＮｉｄＣｏｅＰＯ４、ＬｉＦｅｃＮｉｄＭｎｅＰＯ４、ＬｉＮｉｃＣｏｄＭｎｅＰＯ４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅｆＮｉｇＣｏｈＭｎｉＰＯ４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、０＜ｉ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いることができる。
【０１６５】
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。
【０１６６】
または、一般式Ｌｉ（２−ｊ）ＭＳｉＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上、０≦ｊ≦２）等の複合材料を用いることができる。一般式Ｌｉ（２−ｊ）ＭＳｉＯ４の代表例としては、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＣｏＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＭｎＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｋＮｉｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｋＭｎｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｋＭｎｌＳｉＯ４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｍＮｉｎＣｏｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｍＮｉｎＭｎｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２−ｊ）ＮｉｍＣｏｎＭｎｑＳｉＯ４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１）、Ｌｉ（２−ｊ）ＦｅｒＮｉｓＣｏｔＭｎｕＳｉＯ４（ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは１以下、０＜ｒ＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いることができる。
【０１６７】
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。
【０１６８】
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。
【０１６９】
なお、図示しないが、正極活物質層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。
【０１７０】
粒状の正極活物質の一次粒子の平均粒径は、５０ｎｍ以上１００μｍ以下のものを用いるとよい。
【０１７１】
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。
【０１７２】
導電助剤により、電極中に電気伝導のネットワークを形成することができる。導電助剤により、活物質どうしの電気伝導の経路を維持することができる。活物質層中に導電助剤を添加することにより、高い電気伝導性を有する活物質層を実現することができる。
【０１７３】
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。また、炭素繊維として、気相成長炭素繊維（ＶＧＣＦ（登録商標）：Ｖａｐｏｒ−Ｇｒｏｗｎ  Ｃａｒｂｏｎ  Ｆｉｂｅｒ）を用いることができる。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、導電性を有するグラフェン化合物（後述）、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。
【０１７４】
導電性を有するグラフェン化合物は、優れた電気特性に加え、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、導電性を有するグラフェン化合物を、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。
【０１７５】
また、導電性を有するグラフェン化合物は、平面的な形状を有するため接触抵抗の低い面接触が可能である。また、導電性を有するグラフェン化合物は、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。
【０１７６】
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化合物を用いることが、特に好ましい。
【０１７７】
以下では、正極活物質層に、導電助剤として、導電性を有するグラフェン化合物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導電性を有するグラフェン化合物を用いてもよい。
【０１７８】
図２０（Ａ）に、正極活物質層１０２および正極集電体１０１の縦断面図を示す。正極活物質層１０２は、粒状の正極活物質３２２と、導電助剤としての導電性を有するグラフェン化合物３２１と、結着剤（バインダともいう。図示せず）と、を含む。
【０１７９】
正極活物質層１０２の縦断面においては、図２０（Ａ）に示すように、正極活物質層１０２の内部において概略均一にシート状のグラフェン化合物３２１が、面接触する程度に正極活物質を覆っている。図２０（Ａ）においてはグラフェン化合物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。複数のグラフェン化合物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、グラフェン化合物３２１どうしも互いに面接触することで、複数のグラフェン化合物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。
【０１８０】
これは導電性を有するグラフェン化合物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導電性を有するグラフェン化合物とするため、正極活物質層１０２に残留するグラフェン化合物３２１は部分的に重なり合い、互いに面接触する程度に正極活物質を覆うことで電気伝導の経路を形成している。なお、酸化グラフェンの還元は、例えば熱処理により行ってもよいし、還元剤を用いて行ってもよい。
【０１８１】
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、グラフェン化合物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とグラフェン化合物３２１との電気伝導性を向上させるができる。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。
【０１８２】
また、グラフェン化合物同士が結合することにより、網目状のグラフェン化合物（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。
【０１８３】
上記のような、正極活物質層または負極活物質層に、導電助剤として導電性を有するグラフェン化合物を用いる構成は、可撓性を有する蓄電装置において特に有効である。
【０１８４】
図２１（Ａ）に、従来例として、導電助剤にアセチレンブラックをはじめとする粒子状の導電助剤３２３を用いた場合の正極活物質層１０２および正極集電体１０１の縦断面図を示す。正極活物質３２２同士は、粒子状の導電助剤３２３との接触によって電気伝導のネットワークが形成されている。
【０１８５】
図２１（Ｂ）に、図２１（Ａ）の正極活物質層１０２および正極集電体１０１を曲げる場合を示す。図２１（Ｂ）のように、導電助剤に粒子状の導電助剤３２３を用いると、正極活物質層１０２が曲がるのに伴って正極活物質３２２同士の距離が変化し、正極活物質３２２同士の電気伝導のネットワークの一部が切れてしまう恐れがある。
【０１８６】
一方、導電助剤として導電性を有するグラフェン化合物を用いた図２０（Ａ）の正極活物質層１０２および正極集電体１０１を曲げる場合を図２０（Ｂ）に示す。グラフェン化合物は柔軟性を有するシートであるため、図２０（Ｂ）のように正極活物質層１０２が曲がるのに伴って正極活物質３２２同士の距離が変化しても、電気伝導のネットワークを維持することができる。
【０１８７】
本発明の一態様の蓄電装置に用いる電極は様々な方法で作製することができる。例えば、塗布法を用いて集電体上に活物質層を形成する場合は、活物質とバインダと導電助剤と分散媒（溶媒ともいう）を混合してペーストを作製し、集電体上にペーストを塗布して、分散媒を気化させればよい。その後、必要があれば、ロールプレス法や平板プレス法等の圧縮方法によりプレスして圧密化してもよい。
【０１８８】
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。
【０１８９】
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。
【０１９０】
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。
【０１９１】
または、バインダとしては、ポリスチレン、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル（ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、イソブチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、ポリビニルクロライド、エチレンプロピレンジエンポリマー、ポリ酢酸ビニル、ニトロセルロース等の材料を用いることが好ましい。
【０１９２】
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。
【０１９３】
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。
【０１９４】
塗布法を用いて正極活物質層を形成する場合は、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。
【０１９５】
［２．負極］
負極は、負極集電体と、負極集電体上に形成された負極活物質層などにより構成される。
【０１９６】
負極集電体には、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。
【０１９７】
なお、負極集電体の材料をステンレス、チタンなどの強度のあるものとすると、負極活物質層の膨張に伴う負極集電体の変形に耐えることができ、好ましい。これは、負極活物質として、ケイ素を含む材料をはじめとする充放電に伴う体積の変化が大きい材料を用いる場合に特に好適である。
【０１９８】
負極活物質層は、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。
【０１９９】
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。
【０２００】
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。
【０２０１】
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。
【０２０２】
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。
【０２０３】
黒鉛はリチウムイオンが黒鉛に挿入されたとき（リチウム−黒鉛層間化合物の生成時）にリチウム金属と同程度に卑な電位を示す（０．１−０．３Ｖ  ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ＋）。これにより、リチウムイオン蓄電装置は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒鉛は、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が小さい、安価である、リチウム金属に比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。
【０２０４】
また、負極活物質には上述の炭素材の他、キャリアイオンとの合金化、脱合金化反応により充放電反応を行うことが可能な材料を用いることができる。キャリアイオンがリチウムイオンである場合、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、及びＩｎ等の元素のうちの少なくとも一つを含む材料を用いることができる。このような元素は炭素に対して容量が大きく、特にシリコンは理論容量が４２００ｍＡｈ／ｇと飛躍的に高い。このため、負極活物質にシリコンを用いることが好ましい。このような元素を用いた材料としては、例えば、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｇｅ、Ｍｇ２Ｓｎ、ＳｎＳ２、Ｖ２Ｓｎ３、ＦｅＳｎ２、ＣｏＳｎ２、Ｎｉ３Ｓｎ２、Ｃｕ６Ｓｎ５、Ａｇ３Ｓｎ、Ａｇ３Ｓｂ、Ｎｉ２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ３、ＬａＳｎ３、Ｌａ３Ｃｏ２Ｓｎ７、ＣｏＳｂ３、ＩｎＳｂ、ＳｂＳｎ等がある。
【０２０５】
また、負極活物質として、ＳｉＯ、ＳｎＯ、ＳｎＯ２、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、リチウムチタン酸化物（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、リチウム−黒鉛層間化合物（ＬｉｘＣ６）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）、酸化タングステン（ＷＯ２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）等の酸化物を用いることができる。
【０２０６】
なお、ＳｉＯとは、ケイ素酸化物の粉末を指しており、ＳｉＯｙ（２＞ｙ＞０）とも表記できる。ＳｉＯは、ケイ素リッチの部分を含んでいてもよい。例えばＳｉＯは、Ｓｉ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｏ４、またはＳｉ２Ｏから選ばれた単数または複数を含む材料や、Ｓｉの粉末と二酸化ケイ素ＳｉＯ２の混合物も含む。また、ＳｉＯは他の元素（炭素、窒素、鉄、アルミニウム、銅、チタン、カルシウム、マンガンなど）を含む場合もある。即ち、単結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、多結晶Ｓｉ、Ｓｉ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｏ４、Ｓｉ２Ｏ、ＳｉＯ２から選ばれる複数を含む材料を指しており、ＳｉＯは有色材料である。ＳｉＯではないＳｉＯｘ（Ｘは２以上）であれば無色透明、或いは白色であり、区別することができる。ただし、蓄電装置の材料としてＳｉＯを用いて蓄電装置を作製した後、充放電を繰り返すなどによって、ＳｉＯが酸化した場合には、ＳｉＯ２に変質する場合もある。
【０２０７】
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。
【０２０８】
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。
【０２０９】
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。
【０２１０】
塗布法を用いて負極活物質層を形成する場合は、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。
【０２１１】
また、負極活物質層の表面に、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、負極集電体と負極活物質層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、負極集電体と負極活物質層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。
【０２１２】
また、負極活物質層の表面に、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。
【０２１３】
このような負極活物質層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。
【０２１４】
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。
【０２１５】
負極活物質層を被覆する被膜の形成には、例えばゾル−ゲル法を用いることができる。ゾル−ゲル法とは、金属アルコキシドや金属塩等からなる溶液を、加水分解反応・重縮合反応により流動性を失ったゲルとし、このゲルを焼成して薄膜を形成する方法である。ゾル−ゲル法は液相から薄膜を形成する方法であるから、原料を分子レベルで均質に混合することができる。このため、溶媒の段階の金属酸化膜の原料に、黒鉛等の負極活物質を加えることで、容易にゲル中に活物質を分散させることができる。このようにして、負極活物質層１０６の表面に被膜を形成することができる。当該被膜を用いることで、蓄電体の容量の低下を防止することができる。
【０２１６】
［３．セパレータ］
セパレータを形成するための材料として、セルロースや、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブテン、ナイロン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド等の多孔性絶縁体を用いることができる。また、ガラス繊維等の不織布や、ガラス繊維と高分子繊維を複合した隔膜を用いてもよい。また、耐熱性を高めるために、ポリエステル不織布に、セラミック塗布やアラミドのコーティングを行ったセパレータを用いてもよい。
【０２１７】
［４．電解液］
蓄電装置に用いる電解液の溶媒としては、非プロトン性有機溶媒が好ましく、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。
【０２１８】
また、電解液の溶媒として、難燃性及び難揮発性であるイオン液体（常温溶融塩）を一つ又は複数用いることで、蓄電体の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても、蓄電装置の破裂や発火などを防ぐことができる。
【０２１９】
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、例えばリチウムビス（トリフルオロメタンスルホニル）アミド（略称：ＬｉＴＦＳＡ）、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、Ｌｉ２ＳＯ４、Ｌｉ２Ｂ１０Ｃｌ１０、Ｌｉ２Ｂ１２Ｃｌ１２、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＣ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）３、ＬｉＮ（ＦＳＯ２）２、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ４Ｆ９ＳＯ２）（ＣＦ３ＳＯ２）、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２等のリチウム塩を一種、又はこれらのうちの二種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。
【０２２０】
電解液にポリマーを添加し、ゲル状にしてもよい。電解液をゲル状にすることにより、漏液性等に対する安全性が高まる。また、蓄電装置の薄型化及び軽量化が可能である。電解液をゲル状にすることのできるポリマーとしては、例えば、ポリアルキレンオキシド系、ポリアクリロニトリル系、ポリフッ化ビニリデン系、ポリアクリレート系、ポリメタクリレート系ポリマーを用いることができる。なお本明細書等において、例えばポリフッ化ビニリデン系ポリマーとは、ポリフッ化ビニリデンを含むポリマーを意味し、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重合体等を含む。形成されるポリマーは、多孔質形状を有してもよい。
【０２２１】
ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）等を用いることで、上記のポリマーを定性分析することができる。例えばポリフッ化ビニリデン系ポリマーは、ＦＴ−ＩＲで得たスペクトルに、Ｃ−Ｆ結合を示す吸収を有する。またポリアクリロニトリル系ポリマーは、ＦＴ−ＩＲで得たスペクトルに、Ｃ≡Ｎ結合を示す吸収を有する。
【０２２２】
また、蓄電装置に用いる電解液は、粒状のごみや電解液の構成元素以外の元素（以下、単に「不純物」ともいう。）の含有量が少ない高純度化された電解液を用いることが好ましい。具体的には、電解液に対する不純物の重量比を１％以下、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．０１％以下とすることが好ましい。また、電解液にビニレンカーボネートなどの添加剤を加えてもよい。
【０２２３】
また、電解液の代わりに、硫化物系や酸化物系等の無機物材料を有する固体電解質を用いることができる。固体電解質を用いる場合には、セパレータやスペーサの設置が不要となる。また、電池全体を固体化できるため、漏液のおそれがなくなり安全性が飛躍的に向上する。
【０２２４】
［５．外装体］
外装体として用いるフィルムには、金属箔にプラスティックフィルムを積層した、金属箔ラミネートフィルムを用いることができる。金属箔ラミネートフィルムは、熱圧着することで封止が可能であり、形状の自由度が高く、軽量である、可撓性を有するといった利点があり好ましい。金属箔ラミネートフィルムが有する金属箔の材料としては、アルミニウム、ステンレス、錫、ニッケル鋼などを用いることができる。該金属箔に積層するプラスティックフィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエチレン、ポリプロピレン等を用いることができる。
【０２２５】
なお本明細書等において、ラミネートとは、金属箔やプラスティックフィルム等の薄い材料を貼りあわせて積層する加工法をいう。
【０２２６】
また外装体に用いるフィルムとしては、金属箔に、有機材料（有機樹脂や繊維など）と無機材料（セラミックなど）とを含むハイブリッド材料フィルム、炭素含有無機フィルム（カーボンフィルム、グラファイトフィルムなど）から選ばれる単層フィルムまたはこれら複数からなる積層フィルムを積層したものを用いてもよい。
【０２２７】
なお、本発明の一態様において、蓄電装置を構成する各部材にグラフェン化合物を用いることができる。グラフェン化合物は後述の通り、修飾により構造及び特性を幅広く選択することができため、グラフェン化合物を適用しようとする部材に応じて、好ましい性質を発現させることができる。また、グラフェン化合物は機械的強度が高いため、グラフェン化合物は可撓性を有する蓄電装置を構成する各部材にも適用することができる。以下、グラフェン化合物について説明する。
【０２２８】
グラフェンは、炭素原子が１原子層配列したものであり、炭素原子間にπ結合を有する。グラフェンが２層以上１００層以下重なったものを、マルチグラフェンと呼ぶ場合がある。グラフェンおよびマルチグラフェンは、例えば、長手方向、あるいは面における長軸の長さが５０ｎｍ以上１００μｍ以下または８００ｎｍ以上５０μｍ以下である。
【０２２９】
本明細書等において、グラフェンまたはマルチグラフェンを基本骨格として有する化合物を「グラフェン化合物（「グラフェンコンパウンド：Ｇｒａｐｈｅｎｅ  Ｃｏｍｐｏｕｎｄ」ともいう）」と呼ぶ。グラフェン化合物には、グラフェンとマルチグラフェンを含む。
【０２３０】
以下に、グラフェン化合物について詳細を説明する。
【０２３１】
グラフェン化合物は例えば、グラフェンまたはマルチグラフェンが、炭素以外の原子、または炭素以外の原子を有する原子団に修飾された化合物である。また、グラフェンまたはマルチグラフェンが、アルキル基、アルキレン等の炭素を主とした原子団に修飾された化合物であってもよい。なお、グラフェンまたはマルチグラフェンを修飾する原子団を、置換基、官能基、または特性基等と呼ぶ場合がある。ここで、本明細書等において修飾とは、置換反応、付加反応またはその他の反応により、グラフェン、マルチグラフェン、グラフェン化合物、または酸化グラフェン（後述）に、炭素以外の原子、または炭素以外の原子を有する原子団を導入することをいう。
【０２３２】
なお、グラフェンの表面と裏面は、それぞれ異なる原子や原子団により修飾されていてもよい。また、マルチグラフェンにおいては、それぞれの層が異なる原子や原子団に修飾されていてもよい。
【０２３３】
上述の原子または原子団により修飾されたグラフェンの一例として、酸素または酸素を含む官能基に修飾されたグラフェンまたはマルチグラフェンが挙げられる。ここで酸素を含む官能基として例えば、エポキシ基、カルボキシル基などのカルボニル基、または水酸基等が挙げられる。酸素または酸素を有する官能基により修飾されたグラフェン化合物を、酸化グラフェンと呼ぶ場合がある。また、本明細書においては、酸化グラフェンは多層の酸化グラフェンをも含むものとする。
【０２３４】
酸化グラフェンにおける修飾の一例として、酸化グラフェンのシリル化について説明する。まず、窒素雰囲気中において、容器内に酸化グラフェンを入れ、容器にｎ−ブチルアミン（Ｃ４Ｈ９ＮＨ２）を加え、６０℃に保ち１時間撹拌する。次に、容器にトルエンを加え、シリル化剤として、アルキルトリクロロシランをさらに加えて、窒素雰囲気中において、６０℃に保ち５時間撹拌する。次に、容器にさらにトルエンを加え、吸引濾過して固体粉末を得て、これをエタノール中に分散させる。さらにこれを吸引濾過して固体粉末を得て、アセトンに分散させる。さらに、これを吸引濾過して固体粉末を得て、液体成分を気化してシリル化された酸化グラフェンが得られる。
【０２３５】
なお修飾は、シリル化に限定されず、シリル化も上述の方法に限定されない。また、１種類の原子または原子団を導入するだけでなく、複数の種類の修飾を施し、複数の種類の原子または原子団を導入してもよい。グラフェン化合物に特定の原子団を導入することで、グラフェン化合物の物性を変化させることができる。従って、グラフェン化合物の用途に応じて望ましい修飾を施すことにより、グラフェン化合物に所望の性質を意図的に発現させることができる。
【０２３６】
次に、酸化グラフェンの作製方法の一例を説明する。酸化グラフェンは、上記グラフェンまたはマルチグラフェンを酸化して得ることができる。または、酸化グラフェンは、酸化グラファイトを分離して得ることができる。酸化グラファイトは、グラファイトを酸化して得ることができる。ここで、酸化グラフェンに、さらに上述の原子または原子団を修飾してもよい。
【０２３７】
酸化グラフェンを還元して得られる化合物を、「ＲＧＯ（Ｒｅｄｕｃｅｄ  Ｇｒａｐｈｅｎｅ  Ｏｘｉｄｅ）」と呼ぶ場合がある。なお、ＲＧＯには、酸化グラフェンに含まれる酸素は全て脱離されずに、一部の酸素または酸素を含む原子団が結合した状態で残存する場合がある。例えばＲＧＯは、エポキシ基、カルボキシル基などのカルボニル基、または水酸基等の官能基を有する場合がある。
【０２３８】
グラフェン化合物は、複数のグラフェン化合物が部分的に重なりながら１枚のシート状となっていてもよい。このようなグラフェン化合物を、グラフェン化合物シートと呼ぶ場合がある。グラフェン化合物シートは例えば、厚さが０．３３ｎｍ以上１０ｍｍ以下、より好ましくは０．３４ｎｍより大きく１０μｍ以下の領域を有する。グラフェン化合物シートは、炭素以外の原子、炭素以外の原子を有する原子団、またはアルキル基等の炭素を主とした原子団等により修飾されていてもよい。また、グラフェン化合物シートが有する複数の層のそれぞれにおいて、異なる原子または原子団により修飾されていてもよい。
【０２３９】
グラフェン化合物は、炭素で構成される六員環の他に、炭素で構成される五員環や、炭素で構成される七員環以上の多員環を有してもよい。ここで、七員環以上の多員環の近傍では、リチウムイオンが通過可能な領域が生じる場合がある。
【０２４０】
また例えば、複数のグラフェン化合物が集まって、シート状の形状となっていてもよい。
【０２４１】
グラフェン化合物は平面的な形状を有するため、面接触を可能とする。
【０２４２】
グラフェン化合物は薄くても導電性が高い場合があり、また面接触によりグラフェン化合物同士、あるいはグラフェン化合物と活物質との間の接触面積を増加させることができる。よって、体積あたりの量が少なくても効率よく導電パスを形成することができる。
【０２４３】
一方で、グラフェン化合物を絶縁体として用いることもできる。例えばグラフェン化合物シートをシート状の絶縁体として用いることができる。ここで例えば、酸化グラフェンは酸化されていないグラフェン化合物と比較して絶縁性が高い場合がある。また、原子団に修飾されたグラフェン化合物は、修飾する原子団の種類により、絶縁性を高めることができる場合がある。
【０２４４】
ここで、本明細書等においてグラフェン化合物は、グラフェン前駆体を有してもよい。グラフェン前駆体とは、グラフェンを製造するために用いられる物質のことをいい、グラフェン前駆体には例えば、上述の酸化グラフェンや、酸化グラファイトなどを含んでもよい。
【０２４５】
なお、アルカリ金属を有するグラフェンや、酸素等の炭素以外の元素を有するグラフェンを、グラフェン類似体と呼ぶ場合がある。本明細書等においてグラフェン化合物には、グラフェン類似体も含まれる。
【０２４６】
また、本明細書等におけるグラフェン化合物は、層間に原子、原子団、およびそれらのイオンを有してもよい。なお、グラフェン化合物が層間に原子、原子団、およびそれらのイオンを有することにより、グラフェン化合物の物性、例えば電気伝導性やイオン伝導性が変化する場合がある。また、層間距離が大きくなる場合がある。
【０２４７】
グラフェン化合物は、高い導電性を有するという優れた電気特性と、高い柔軟性および高い機械的強度を有するという優れた物理特性と、を有する場合がある。また、グラフェン化合物は、修飾の種類に応じて、導電性を極めて低くし絶縁体とすることができる場合がある。また、グラフェン化合物は平面的な形状を有する。グラフェン化合物は、接触抵抗の低い面接触を可能とする。
【０２４８】
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。
【０２４９】
（実施の形態６）
本実施の形態では、本発明の一態様の蓄電装置の作製方法を適用して作製することのできる蓄電装置を搭載する電子機器について説明する。
【０２５０】
また、以下に説明する電子機器において、搭載された蓄電装置を、本発明の一態様のバッテリーモジュールに置き換えてもよい。本発明の一態様のバッテリーモジュールを電子機器に搭載することにより、電子機器に安定した電源供給を行うことができる。
【０２５１】
電気機器の具体例として、テレビ、モニタ等の表示装置、照明装置、デスクトップ型あるいはノート型のパーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ  Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ  Ｄｉｓｃ）などの記録媒体に記憶された静止画又は動画を再生する画像再生装置、ポータブルＣＤプレーヤ、ラジオ、テープレコーダ、ヘッドホンステレオ、ステレオ、置き時計、壁掛け時計、コードレス電話子機、トランシーバ、携帯電話、自動車電話、携帯型ゲーム機、電卓、携帯情報端末、電子手帳、電子書籍端末、電子翻訳機、音声入力機器、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、玩具、電気シェーバ、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器、電気洗濯機、電気掃除機、温水器、扇風機、毛髪乾燥機、エアコンディショナ、加湿器、除湿器などの空調設備、食器洗い器、食器乾燥器、衣類乾燥器、布団乾燥器、電気冷蔵庫、電気冷凍庫、電気冷凍冷蔵庫、ＤＮＡ保存用冷凍庫、懐中電灯、チェーンソー等の電動工具、煙感知器、透析装置等の医療機器などが挙げられる。さらに、誘導灯、信号機、ベルトコンベア、エレベータ、エスカレータ、産業用ロボット、電力貯蔵システム、電力の平準化やスマートグリッドのための蓄電装置等の産業機器が挙げられる。また、蓄電装置からの電力を用いて電動機により推進する移動体なども、電気機器の範疇に含まれるものとする。上記移動体として、例えば、電気自動車（ＥＶ）、内燃機関と電動機を併せ持ったハイブリッド車（ＨＥＶ）、プラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）、これらのタイヤ車輪を無限軌道に変えた装軌車両、電動アシスト自転車を含む原動機付自転車、自動二輪車、電動車椅子、ゴルフ用カート、小型又は大型船舶、潜水艦、ヘリコプター、航空機、ロケット、人工衛星、宇宙探査機や惑星探査機、宇宙船などが挙げられる。
【０２５２】
なお、上記電気機器は、消費電力の殆ど全てを賄うための主電源として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いる事が出来る。あるいは、上記電気機器は、上記主電源や商用電源からの電力の供給が停止した場合に、電気機器への電力の供給を行なう事が出来る無停電電源として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いる事が出来る。あるいは、上記電気機器は、上記主電源や商用電源からの電気機器への電力の供給と並行して、電気機器への電力の供給を行なうための補助電源として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いる事が出来る。
【０２５３】
図２２に、上記電気機器の具体的な構成を示す。図２２において、表示装置７００は、本発明の一態様に係る蓄電装置７０４を用いた電気機器の一例である。具体的に、表示装置７００は、ＴＶ放送受信用の表示装置に相当し、筐体７０１、表示部７０２、スピーカ部７０３、蓄電装置７０４等を有する。本発明の一態様に係る蓄電装置７０４は、筐体７０１の内部に設けられている。表示装置７００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置７０４に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置７０４を無停電電源として用いることで、表示装置７００の利用が可能となる。
【０２５４】
表示部７０２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。
【０２５５】
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。
【０２５６】
図２２において、据え付け型の照明装置７１０は、本発明の一態様に係る蓄電装置７１３を用いた電気機器の一例である。具体的には、照明装置７１０は筐体７１１、光源７１２、蓄電装置７１３等を有する。図２２では、蓄電装置７１３が、筐体７１１及び光源７１２が据え付けられた天井７１４の内部に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置７１３は、筐体７１１の内部に設けられていても良い。照明装置７１０は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置７１３に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置７１３を無停電電源として用いることで、照明装置７１０の利用が可能となる。
【０２５７】
なお、図２２では天井７１４に設けられた据え付け型の照明装置７１０を例示しているが、本発明の一態様に係る蓄電装置は、天井７１４以外、例えば側壁７１５、床７１６、窓７１７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。
【０２５８】
また、光源７１２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。
【０２５９】
図２２において、室内機７２０及び室外機７２４を有するエアコンディショナは、本発明の一態様に係る蓄電装置７２３を用いた電気機器の一例である。具体的に、室内機７２０は、筐体７２１、送風口７２２、蓄電装置７２３等を有する。図２２では、蓄電装置７２３が、室内機７２０に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置７２３は室外機７２４に設けられていても良い。あるいは、室内機７２０と室外機７２４の両方に、蓄電装置７２３が設けられていても良い。エアコンディショナは、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置７２３に蓄積された電力を用いることもできる。特に、室内機７２０と室外機７２４の両方に蓄電装置７２３が設けられている場合、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置７２３を無停電電源として用いることで、エアコンディショナの利用が可能となる。
【０２６０】
なお、図２２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に、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いる事も出来る。
【０２６１】
図２２において、電気冷凍冷蔵庫７３０は、本発明の一態様に係る蓄電装置７３４を用いた電気機器の一例である。具体的に、電気冷凍冷蔵庫７３０は、筐体７３１、冷蔵室用扉７３２、冷凍室用扉７３３、蓄電装置７３４等を有する。図２２では、蓄電装置７３４が、筐体７３１の内部に設けられている。電気冷凍冷蔵庫７３０は、商用電源から電力の供給を受ける事も出来るし、蓄電装置７３４に蓄積された電力を用いる事も出来る。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置７３４を無停電電源として用いる事で、電気冷凍冷蔵庫７３０の利用が可能となる。
【０２６２】
なお、上述した電気機器のうち、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器などの電気機器は、短時間で高い電力を必要とする。よって、商用電源では賄いきれない電力を補助するための補助電源として本発明の一態様に係る蓄電装置を用いる事で、電気機器の使用時に商用電源のブレーカーが落ちるのを防ぐ事が出来る。
【０２６３】
また、電気機器が使用されない時間帯、特に、商用電源の供給元が供給可能な総電力量のうち、実際に使用される電力量の割合（電力使用率と呼ぶ）が低い時間帯において、蓄電装置に電力を蓄えておくことで、上記時間帯以外において電力使用率が高まるのを抑える事が出来る。例えば、電気冷凍冷蔵庫７３０の場合、気温が低く、冷蔵室用扉７３２、冷凍室用扉７３３の開閉が行われない夜間において、蓄電装置７３４に電力を蓄える。そして、気温が高くなり、冷蔵室用扉７３２、冷凍室用扉７３３の開閉が行われる昼間において、蓄電装置７３４を補助電源として用いる事で、昼間の電力使用率を低く抑える事が出来る。
【０２６４】
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事が可能である。
【０２６５】
（実施の形態７）
さらに、電気機器の一例である車両の例について、図２３を用いて説明する。
【０２６６】
先の実施の形態で図１２および図１３を用いて説明したバッテリーモジュールを制御用のバッテリーに用いる事が出来る。制御用のバッテリーは、プラグイン技術や非接触給電による外部からの電力供給により充電をする事が出来る。なお、車両が鉄道用電気車両の場合、架線や導電軌条からの電力供給により充電をする事が出来る。
【０２６７】
図２３（Ａ）及び（Ｂ）は、車両の一例である電気自動車を示している。電気自動車８６０には、バッテリーパック８６１が搭載されている。バッテリーパック８６１は、バッテリーモジュール８６５を有する。バッテリーモジュール８６５の電力は、制御回路８６２により出力が調整されて、駆動装置８６３に供給される。制御回路８６２は、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等を有する処理装置８６４によって制御される。
【０２６８】
図２３（Ｃ）は、バッテリーパック８６１を示す。バッテリーパック８６１は、バッテリーモジュール８６５を複数有する。バッテリーパック８６１は、電気自動車８６０に効率よく収納するために、不規則な形状をしていてもよい。例えば、図２３（Ｃ）に示すように、バッテリーパック８６１において電気自動車８６０の前方側に位置する領域８６６ａと、中央に位置する領域８６６ｂと、後方側に位置する領域８６６ｃの高さがそれぞれ異なってもよい。
【０２６９】
バッテリーパック８６１において、複数のバッテリーモジュール８６５を積み重ねて配置する場合、積み重ねる数または向きを変化させることで、望みの形状のバッテリーパック８６１とすることができる。例えば、図２３（Ｃ）に示すように、領域８６６ａに位置するバッテリーモジュール８６５は、電気自動車８６０の上下方向に３段積み重ねて配置し、領域８６６ｂに位置するバッテリーモジュール８６５は、電気自動車８６０の上下方向に２段積み重ねて配置し、領域８６６ｃに位置するバッテリーモジュール８６５は、電気自動車８６０の左右方向に並べて配置してもよい。このような構成とすると、例えば領域８６６ｃの高さを領域８６６ａおよび領域８６６ｂより高くすることができる。また、領域８６６ｂの高さを領域８６６ａおよび領域８６６ｃよりも低くすることができる。
【０２７０】
本発明の一態様の、バッテリーモジュール８６５を有するバッテリーパック８６１を使用することで、複数の二次電池の放電容量のばらつきを抑制することができる。
【０２７１】
バッテリーモジュール８６５において、二次電池は、加圧器具に挟まれることで保護されている。従って、例えば電気自動車８６０が衝突事故を起こし、バッテリーパック８６１に衝撃が加わる場合でも、二次電池が破損するのを防ぐことができる。また、例えば、バッテリーパック８６１が有するバッテリーモジュール８６５のいずれか一つが発火した場合でも、バッテリーモジュール８６５が有する加圧器具が、二次電池同士の接触を防ぐため、周辺の二次電池が連鎖的に破損するのを防止することができる。
【０２７２】
駆動装置８６３は、直流電動機若しくは交流電動機単体、又は電動機と内燃機関と、を組み合わせて構成される。処理装置８６４は、電気自動車８６０の運転者の操作情報（加速、減速、停止など）や走行時の情報（上り坂や下り坂等の情報、駆動輪にかかる負荷情報など）の入力情報に基づき、制御回路８６２に制御信号を出力する。制御回路８６２は、処理装置８６４の制御信号により、バッテリーパック８６１が有するバッテリーから供給される電気エネルギーを調整して駆動装置８６３の出力を制御する。交流電動機を搭載している場合は、図示していないが、直流を交流に変換するインバータも内蔵される。
【０２７３】
バッテリーパック８６１が有するバッテリーは、プラグイン技術による外部からの電力供給により充電することができる。例えば、商用電源から電源プラグを通じてバッテリーパック８６１が有するバッテリーに充電する。充電は、ＡＣ／ＤＣコンバータ等の変換装置を介して、一定の電圧値を有する直流定電圧に変換して行なうことができる。バッテリーパック８６１に、本発明の一態様に係るバッテリーモジュールを搭載することで、バッテリーの放電容量を安定にすることができ、信頼性を向上させることができる。
【０２７４】
なお、本発明の一態様のバッテリーパックを具備していれば、上記で示した電気機器に特に限定されない事は言うまでもない。
【０２７５】
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事が可能である。
【実施例１】
【０２７６】
本実施例では、実際に蓄電装置を充放電する際に用いた加圧装置について、図２４を用いて説明する。
【０２７７】
図２４（Ａ）および図２４（Ｂ）に、実施の形態１で説明した蓄電装置の充電方法にて用いる加圧装置１３００の設計図を示す。図２４（Ａ）に、加圧装置１３００の正面図の設計図を示す。また、図２４（Ａ）に示す一点鎖線Ａ１−Ａ２における断面図を図２４（Ｂ）に示す。
【０２７８】
加圧装置１３００は、縦１２０ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ６．０ｍｍのステンレス板１３０１と、熱伝導シート１３０２と、厚さ５．０ｍｍのシリコーンシート１３０４と、縦７０ｍｍ、横７０ｍｍ、厚さ２．０ｍｍのステンレス板１３０５と、縦１２０ｍｍ、横１００ｍｍ、厚さ５．０ｍｍのステンレス板１３０６と、固定器具１３０７によって構成される。固定器具１３０７としては、ボルト、ナットおよび座金を使用する。
【０２７９】
加圧装置１３００を用いて実際に蓄電装置１３０３に圧力を加えた方法について説明する。水平に置いたステンレス板１３０１の上に、熱伝導シート１３０２を置き、その上に蓄電装置１３０３を置いた。さらに、蓄電装置１３０３の上に、シリコーンシート１３０４を置き、その上にステンレス板１３０５と、ステンレス板１３０６とを置いた。次に、ステンレス板１３０１と、ステンレス板１３０６との間の距離を、ボルト、ナット、座金等の固定器具１３０７を用いて固定した。４組のボルトおよびナットを締める際に、トルクレンチを使用し、０．６Ｎ・ｍのトルクで固定することにより、蓄電装置１３０３に圧力を加えた。
【０２８０】
図２４（Ｃ）および図２４（Ｄ）には比較例として作製した、緩衝材を有さない加圧装置１４００の設計図を示す。図２４（Ｃ）に、加圧装置１４００の正面図を示す。また、図２４（Ｃ）に示す一点鎖線Ｂ１−Ｂ２における断面図を図２４（Ｄ）に示す。
【０２８１】
加圧装置１４００は、縦１１５ｍｍ、横１２０ｍｍ、厚さ１．６ｍｍのＰＣＢ基板１４０１と、２枚の厚さ２．０ｍｍのアルミニウム板１４０２、１４０４と、ボルトと、ナットと、座金からなる。
【０２８２】
加圧装置１４００を用いて蓄電装置１４０３に圧力を加えた方法について説明する。水平に置いたＰＣＢ基板１４０１の上に、アルミニウム板１４０２を置き、さらにその上に蓄電装置１４０３を置いた。また、蓄電装置１４０３の上にアルミニウム板１４０４を置いた。次に、ＰＣＢ基板１４０１、アルミニウム板１４０２およびアルミニウム板１４０４を、固定器具１４０５を用いて固定することにより、蓄電装置１４０３に圧力を加えた。固定器具１４０５には、ねじを用いた。
【０２８３】
以上のように、本発明の一態様を適用した加圧装置１３００と、比較の加圧装置１４００と、を作製し、実施例３で説明する充放電試験に使用した。
【実施例２】
【０２８４】
本実施例では、蓄電装置として実際に作製した二次電池について、図２５および図３２を用いて説明する。
【０２８５】
まず、二次電池に用いた材料について説明する。
【０２８６】
正極集電体には厚さ２０μｍのアルミニウムを用い、負極集電体には厚さ１８μｍの銅を用いた。
【０２８７】
正極活物質にはＬｉＦｅＰＯ４を、導電助剤にはＡＢおよびＶＧＣＦ（登録商標）を、バインダにはＰＶｄＦを用いて、正極活物質層を作製した。ＬｉＦｅＰＯ４、ＡＢ、ＶＧＣＦ（登録商標）およびＰＶｄＦの混合比（重量）は、９０：３：２：５とした。
【０２８８】
負極活物質には人造黒鉛Ｇ１０を、導電助剤にはＶＧＣＦ（登録商標）を、バインダにはＣＭＣおよびＳＢＲを用いて、負極活物質層を作製した。人造黒鉛Ｇ１０、ＶＧＣＦ（登録商標）、ＣＭＣおよびＳＢＲの混合比（重量）は、９６：１：１：２とした。
【０２８９】
電解液にはＥＣ：ＤＥＣ＝１：１（重量比）の混合溶媒中に、１ｍｏｌ／ＬのＬｉＴＦＳＡを溶解させ、２重量％のＬｉＰＦ６および１重量％のビニレンカーボネートを加えたものを用いた。
【０２９０】
セパレータにはポリプロピレンを用いた。また、外装体にはアルミニウムラミネートフィルムを用いた。
【０２９１】
次に、上記の材料を用いて作製した２種類の二次電池ａおよび二次電池ｂの構成について説明する。
【０２９２】
二次電池ａは、実施の形態２にて説明した蓄電装置の作製方法で作製した二次電池である。図２５（Ａ）および図２５（Ｂ）は、同一の二次電池ａが有する、正極１１１１、負極１１１５およびセパレータ１１０７からなる積層体を、それぞれ異なる方向から撮影した写真である。
【０２９３】
まず、正極集電体の一方の面に正極活物質層が接する正極１１１１と、負極集電体の一方の面に負極活物質層が接する負極１１１５とを作製した。
【０２９４】
次に、正極１１１１を、セパレータ１１０７と重なるように配置したあと、セパレータ１１０７の正極１１１１と重ならない領域が、正極１１１１と重なるように、セパレータ１１０７を折り曲げた。また、セパレータ１１０７を溶着部１１２１において熱溶着することにより、正極１１１１をセパレータ１１０７で覆った。そして、負極１１１５を、セパレータ１１０７と、正極１１１１と、重なるように配置し、セパレータ１１０７の負極１１１５と重ならない領域が、負極１１１５と重なるように、セパレータ１１０７を折り曲げた。また、セパレータ１１０７を溶着部１１２２において熱溶着することにより、負極１１１５を、セパレータ１１０７で覆った。
【０２９５】
上記の方法で図２５（Ａ）および図２５（Ｂ）に示すように、正極１１１１、負極１１１５およびセパレータ１１０７を互いに重なるように配置した。次に、正極１１１１および負極１１１５に、リード電極をとりつけた。そして、電解液とともに正極１１１１、負極１１１５およびセパレータ１１０７を外装体に囲まれた領域に配置し、外装体を封止することにより、二次電池ａを作製した。
【０２９６】
二次電池ｂは、正極１２１１、負極１２１５およびセパレータ１２０７の積層体の作製方法が、二次電池ａと異なる。図２５（Ｃ）および図２５（Ｄ）は、同一の二次電池ｂが有する、正極１２１１、負極１２１５およびセパレータ１２０７の積層体を、それぞれ異なる方向から撮影した写真である。
【０２９７】
まず、正極１１１１と同様の方法で、正極１２１１を作製した。また、負極１１１５と同様の方法で、負極１２１５を作製した。
【０２９８】
次に、図３２（Ａ）に示すように、セパレータ１２０７を２つ折りにして正極１２１１を挟み、正極活物質層を囲む溶着部１２２０においてセパレータ１２０７同士を熱溶着することにより、正極１２１１をセパレータ１２０７で覆った。さらに、図３２（Ｂ）に示すように負極１２１５が、セパレータ１２０７と、正極１２１１と、重なるように配置し、カプトン（登録商標）テープ（厚さ２５μｍ）（図３２（Ｂ）ではテープ１２２１で示す）を用いて負極１２１５と、セパレータ１２０７を固定した。
【０２９９】
上記の方法で図２５（Ｃ）および図２５（Ｄ）に示すように、正極１２１１、負極１２１５およびセパレータ１２０７を互いに重なるように配置した。次に、正極１２１１および負極１２１５に、リード電極をとりつけた。そして、電解液とともに正極１２１１、負極１２１５およびセパレータ１２０７を外装体に囲まれた領域に配置し、外装体を封止することにより、二次電池ｂを作製した。
【０３００】
次に、二次電池ａおよび二次電池ｂに対して、エージングを行った。計４回の充放電と、２回のガス抜きの操作を表１に示す工程と条件で行った。
【０３０１】
【表１】
2017010933.tif 000003
【０３０２】
ここで、ＣＣ（定電流）充電、ＣＣＣＶ（定電流定電圧）充電およびＣＣ放電について説明する。
【０３０３】
＜ＣＣ充電＞
まず、ＣＣ充電について説明する。ＣＣ充電は、充電期間のすべてで一定の電流を二次電池に流し、所定の電圧になったときに充電を停止する充電方法である。二次電池を、図２６（Ａ）に示すように内部抵抗Ｒと二次電池容量Ｃの等価回路と仮定する。この場合、二次電池電圧ＶＢは、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲと二次電池容量Ｃにかかる電圧ＶＣの和である。
【０３０４】
ＣＣ充電を行っている間は、図２６（Ａ）に示すように、スイッチがオンになり、一定の電流Ｉが二次電池に流れる。この間、電流Ｉが一定であるため、ＶＲ＝Ｒ×Ｉのオームの法則により、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲも一定である。一方、二次電池容量Ｃにかかる電圧ＶＣは、時間の経過とともに上昇する。そのため、二次電池電圧ＶＢは、時間の経過とともに上昇する。
【０３０５】
そして二次電池電圧ＶＢが所定の電圧、例えば４．１Ｖになったときに、充電を停止する。ＣＣ充電を停止すると、図２６（Ｂ）に示すように、スイッチがオフになり、電流Ｉ＝０となる。そのため、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲが０Ｖとなる。そのため、内部抵抗Ｒでの電圧降下がなくなった分、二次電池電圧ＶＢが下降する。
【０３０６】
ＣＣ充電を行っている間と、ＣＣ充電を停止してからの、二次電池電圧ＶＢと充電電流の例を図２６（Ｃ）に示す。ＣＣ充電を行っている間は上昇していた二次電池電圧ＶＢが、ＣＣ充電を停止してから若干低下する様子が示されている。
【０３０７】
＜ＣＣＣＶ充電＞
次に、ＣＣＣＶ充電について説明する。ＣＣＣＶ充電は、まずＣＣ充電にて所定の電圧まで充電を行い、その後ＣＶ（定電圧）充電にて流れる電流が少なくなるまで、具体的には終止電流値になるまで充電を行う充電方法である。
【０３０８】
ＣＣ充電を行っている間は、図２７（Ａ）に示すように、定電流電源のスイッチがオン、定電圧電源のスイッチがオフになり、一定の電流Ｉが二次電池に流れる。この間、電流Ｉが一定であるため、ＶＲ＝Ｒ×Ｉのオームの法則により、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲも一定である。一方、二次電池容量Ｃにかかる電圧ＶＣは、時間の経過とともに上昇する。そのため、二次電池電圧ＶＢは、時間の経過とともに上昇する。
【０３０９】
そして二次電池電圧ＶＢが所定の電圧、例えば４．１Ｖになったときに、ＣＣ充電からＣＶ充電に切り替える。ＣＶ充電を行っている間は、図２７（Ｂ）に示すように、定電圧電源のスイッチがオン、定電流電源のスイッチがオフになり、二次電池電圧ＶＢが一定となる。一方、二次電池容量Ｃにかかる電圧ＶＣは、時間の経過とともに上昇する。ＶＢ＝ＶＲ＋ＶＣであるため、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲは、時間の経過とともに小さくなる。内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲが小さくなるに従い、ＶＲ＝Ｒ×Ｉのオームの法則により、二次電池に流れる電流Ｉも小さくなる。
【０３１０】
そして二次電池に流れる電流Ｉが所定の電流、例えば０．０１Ｃ相当の電流となったとき、充電を停止する。ＣＣＣＶ充電を停止すると、図２７（Ｃ）に示すように、全てのスイッチがオフになり、電流Ｉ＝０となる。そのため、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲが０Ｖとなる。しかし、ＣＶ充電により内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲが十分に小さくなっているため、内部抵抗Ｒでの電圧降下がなくなっても、二次電池電圧ＶＢはほとんど降下しない。
【０３１１】
ＣＣＣＶ充電を行っている間と、ＣＣＣＶ充電を停止してからの、二次電池電圧ＶＢと充電電流の例を図２７（Ｄ）に示す。ＣＣＣＶ充電を停止しても、二次電池電圧ＶＢがほとんど降下しない様子が示されている。
【０３１２】
＜ＣＣ放電＞
次に、ＣＣ放電について説明する。ＣＣ放電は、放電期間のすべてで一定の電流を二次電池から流し、二次電池電圧ＶＢが所定の電圧、例えば２．５Ｖになったときに放電を停止する放電方法である。
【０３１３】
ＣＣ放電を行っている間の二次電池電圧ＶＢと充電電流の例を図２８に示す。放電が進むに従い、二次電池電圧ＶＢが降下していく様子が示されている。
【０３１４】
また、エージングをするとき、二次電池ａおよび二次電池ｂに対して、実施例１で説明した加圧装置１３００および加圧装置１４００のいずれか一方を用いて圧力を加えた。
【０３１５】
二次電池ａに対して、加圧装置１３００を用いて圧力を加えながらエージングを行ったものを実施例Ａとした。また、二次電池ｂに対して、加圧装置１３００を用いて圧力を加えながらエージングを行ったものを実施例Ｂとした。また、二次電池ｂに対して、比較例として作製した加圧装置１４００を用いて圧力を加えながらエージングを行ったものを比較例Ｃとした。
【０３１６】
上記の方法により実施例Ａ、実施例Ｂおよび比較例Ｃを用意し、実施例３で説明する充放電試験に使用した。
【実施例３】
【０３１７】
本実施例では、実施例１で説明した加圧装置と、実施例２で説明した二次電池を用いて、実際に二次電池に圧力を加えながら充放電試験を行った例について図２９乃至図３１を用いて説明する。
【０３１８】
まず、二次電池を加圧装置にとりつけたとき、二次電池にかかる圧力の分布を、圧力が加わることにより着色する感圧紙を用いて調べた。感圧紙に加えられる圧力の強弱を着色の濃淡によって、調べることができる。実験には、実施例Ｂおよび比較例Ｃの二次電池を使用した。
【０３１９】
実施例Ｂには、加圧装置１３００を用いて圧力を加えた。このとき、実施例Ｂとシリコーンシート１３０４との間に感圧紙を挟み、実施例Ｂに圧力を加えながら、感圧紙に圧力を加え、着色させることで、実施例Ｂに加えられる圧力の分布を調べた。
【０３２０】
また、比較例Ｃには、加圧装置１４００を用いて圧力を加えた。このとき、比較例Ｃとアルミニウム板１４０４との間に感圧紙を挟み、比較例Ｃに圧力を加えながら感圧紙に圧力を加え、着色させることで、比較例Ｃに加えられる圧力の分布を調べた。
【０３２１】
図２９（Ａ）に、加圧装置１３００を用いて実施例Ｂに圧力を加えたあとの感圧紙の写真を示す。また、図２９（Ｂ）に、加圧装置１４００を用いて比較例Ｃに圧力を加えたあとの感圧紙の写真を示す。
【０３２２】
図２９（Ａ）に示すように、加圧装置１３００を用いて圧力を加えた場合の感圧紙１３４０においては、着色領域１３５０が均一に広がっていた。
【０３２３】
一方、図２９（Ｂ）に示すように、加圧装置１４００を用いて圧力を加えた場合の感圧紙１４４０においては、濃く着色した着色領域１４５１、着色領域１４５２および着色領域１４５３が確認された。着色領域１４５１には、二次電池において、電極とリード電極を接続するためのタブ部の存在によって、外装体が凸となった部分が接触することにより、圧力が強く加えられたと推測される。また、着色領域１４５２は、二次電池の電極の端部によって外装体が凸となった部分が接触することにより、圧力が強くかかったと推測される。また、着色領域１４５３には、二次電池において、正極、負極およびセパレータを固定するためのカプトン（登録商標）テープによって、外装体が凸となった部分が接触することにより、圧力が強くかかったと推測される。
【０３２４】
以上の結果より、加圧装置１３００を用いることで、二次電池に均一に圧力を加えることができたとわかった。従って、加圧装置１３００を用いることで、二次電池の外装体に囲まれた領域において、ガスが局在することを防ぐことができると推測された。
【０３２５】
また、支持材として、厚さ５．０ｍｍのステンレス板および厚さ６．０ｍｍのステンレス板を用いることで、厚さ１．６ｍｍのアルミニウム板および厚さ２．０ｍｍのアルミニウム板を用いる場合に比べて、歪みを小さくすることができ、二次電池に均一な圧力を加えることができるとわかった。
【０３２６】
また、緩衝材を用いて、二次電池に圧力を加えることで、二次電池に均一な圧力を加えることができるとわかった。
【０３２７】
次に、充放電試験の条件について説明する。
【０３２８】
実施例Ａには、加圧装置１３００を用いて圧力を加えながら、充放電試験をおこなった。また、実施例Ｂには、加圧装置１３００を用いて圧力を加えながら、充放電試験をおこなった。また、比較例Ｃには、加圧装置１４００を用いて圧力を加えながら、充放電試験をおこなった。
【０３２９】
表２に示す条件で、実施例Ａ、実施例Ｂおよび比較例Ｃの充放電をおこなった。温度は６０℃に設定した。
【０３３０】
【表２】
2017010933.tif 000004
【０３３１】
実施例Ａ、実施例Ｂおよび比較例Ｃの充放電試験により、サイクル特性を計測した結果を、図３０、図３１および表３に示す。なお、実施例Ａ、実施例Ｂおよび比較例Ｃは、それぞれ１０ずつ用意し、試料ごとの放電容量のばらつきを観察することとした。
【０３３２】
表３には、実施例Ｂと比較例Ｃについて用意した１０の試料の、放電容量の統計を示す。
【０３３３】
【表３】
2017010933.tif 000005
【０３３４】
表３より、初回の放電容量と３０サイクル後の放電容量の標準偏差は、比較例Ｃより実施例Ｂにおいて小さいことがわかった。従って、実施例Ｂでは、比較例Ｃよりも、試料ごとの放電容量のばらつきが小さいことがわかった。
【０３３５】
図３０（Ａ）には、初回から１００サイクル目までの実施例Ａ、実施例Ｂおよび比較例Ｃの放電容量（ｍＡｈ／ｇ）を示す。また、図３０（Ｂ）には、初回から１００サイクル目までの実施例Ａ、実施例Ｂおよび比較例Ｃの容量維持率（％）を示す。
【０３３６】
図３０（Ａ）および図３０（Ｂ）より、比較例Ｃでは、試料ごとに放電容量のばらつきが大きいのと比べて、実施例Ａ及び実施例Ｂでは、試料ごとの放電容量のばらつきが小さいことがわかった。
【０３３７】
このことから、実施例Ａおよび実施例Ｂでは、比較例Ｃに比べて放電容量がばらつくことを抑制できたとわかった。従って、加圧装置１４００を用いるより、加圧装置１３００を用いて充放電を行った方が、放電容量のばらつきを防ぐことができるとわかった。
【０３３８】
この結果から、加圧装置１３００を用いると、加圧装置１４００を用いるよりも、二次電池に均一に圧力を加えることができ、二次電池の外装体の内部でのガスの局在を防ぐことができたと示唆された。
【０３３９】
図３１（Ａ）には、初回から約５８０サイクル目までの実施例Ａおよび実施例Ｂの放電容量（ｍＡｈ／ｇ）を示し、図３０（Ｂ）には、初回から約５８０サイクル目までの実施例Ａおよび実施例Ｂの容量維持率（％）を示す。
【０３４０】
図３１（Ａ）及び図３１（Ｂ）より、実施例Ａは、実施例Ｂよりも放電容量が減少しにくいことがわかった。このことから、二次電池ａは、二次電池ｂと比べて、放電容量が減少しにくいことが明らかになった。
【０３４１】
このことから、二次電池の製造工程において、セパレータの溶着により電極を固定すると、カプトン（登録商標）テープを用いて電極を固定するのと比較して、放電容量が減少しにくい二次電池とすることができるとわかった。これによって、セパレータを溶着して電極の位置がずれるのを固定することにより、二次電池の凹凸を減少させることができ、電極において活物質層が剥がれることを防ぐことができると推測された。
【０３４２】
従って、セパレータの溶着により電極を固定すると、サイクル特性に優れる二次電池を作製できることがわかった。
【符号の説明】
【０３４３】
１１      支持材
１１ａ    支持材
１１ｂ    支持材
１２      緩衝材
１２ａ    緩衝材
１２ｂ    緩衝材
１３      緩衝材
１３ａ    緩衝材
１３ｂ    緩衝材
１４      支持材
１５      固定器具
１５ａ    ボルト
１５ｂ    ナット
１６      支持材
２０      蓄電装置
２１      正極
２３      正極リード
２４      負極リード
２５      負極
２６      外装体
３１      複合材
３２      複合材
５０      バッテリーモジュール
５０Ａ    バッテリーモジュール
５０Ｂ    バッテリーモジュール
５１      回路基板
５２      回路
５３      端子
１００    蓄電装置
１００Ｂ  蓄電装置
１００Ｃ  蓄電装置
１００Ｄ  蓄電装置
１０１    正極集電体
１０２    正極活物質層
１０５    負極集電体
１０６    負極活物質層
１０７    セパレータ
１０７ａ  領域
１０７ｂ  領域
１０７ｃ  領域
１０８    電解液
１０８ａ  ゲル電解液
１１０    外装体
１１０ａ  フィルム
１１０ｂ  領域
１１０ｃ  領域
１１０ｄ  領域
１１０ｅ  領域
１１１    正極
１１５    負極
１４１    正極リード
１４５    負極リード
１５１    接触面
１５５    接触面
３２１    グラフェン化合物
３２２    正極活物質
３２３    導電助剤
３３１    領域
３３２    領域
３３３    領域
７００    表示装置
７０１    筐体
７０２    表示部
７０３    スピーカ部
７０４    蓄電装置
７１０    照明装置
７１１    筐体
７１２    光源
７１３    蓄電装置
７１４    天井
７１５    側壁
７１６    床
７１７    窓
７２０    室内機
７２１    筐体
７２２    送風口
７２３    蓄電装置
７２４    室外機
７３０    電気冷凍冷蔵庫
７３１    筐体
７３２    冷蔵室用扉
７３３    冷凍室用扉
７３４    蓄電装置
８６０    電気自動車
８６１    バッテリーパック
８６２    制御回路
８６３    駆動装置
８６４    処理装置
８６５    バッテリーモジュール
８６６ａ    領域
８６６ｂ    領域
８６６ｃ    領域
１１０７  セパレータ
１１２１  溶着部
１１２２  溶着部
１１１１  正極
１１１５  負極
１２０７  セパレータ
１２１１  正極
１２１５  負極
１２２０  溶着部
１２２１  テープ
１３００  加圧装置
１３０１  ステンレス板
１３０２  熱伝導シート
１３０３  蓄電装置
１３０４  シリコーンシート
１３０５  ステンレス板
１３０６  ステンレス板
１３０７  固定器具
１３４０  感圧紙
１３５０  着色領域
１４００  加圧装置
１４０１  ＰＣＢ基板
１４０２  アルミニウム板
１４０３  蓄電装置
１４０４  アルミニウム板
１４０５  固定器具
１４４０  感圧紙
１４５１  着色領域
１４５２  着色領域
１４５３  着色領域
【図１】
2017010933.tif 000006
【図２】
2017010933.tif 000007
【図３】
2017010933.tif 000008
【図４】
2017010933.tif 000009
【図５】
2017010933.tif 000010
【図６】
2017010933.tif 000011
【図７】
2017010933.tif 000012
【図８】
2017010933.tif 000013
【図９】
2017010933.tif 000014
【図１０】
2017010933.tif 000015
【図１１】
2017010933.tif 000016
【図１２】
2017010933.tif 000017
【図１３】
2017010933.tif 000018
【図１４】
2017010933.tif 000019
【図１５】
2017010933.tif 000020
【図１６】
2017010933.tif 000021
【図１７】
2017010933.tif 000022
【図１８】
2017010933.tif 000023
【図１９】
2017010933.tif 000024
【図２０】
2017010933.tif 000025
【図２１】
2017010933.tif 000026
【図２２】
2017010933.tif 000027
【図２３】
2017010933.tif 000028
【図２４】
2017010933.tif 000029
【図２６】
2017010933.tif 000030
【図２７】
2017010933.tif 000031
【図２８】
2017010933.tif 000032
【図３２】
2017010933.tif 000033
【図２５】
2017010933.tif 000034
【図２９】
2017010933.tif 000035
【図３０】
2017010933.tif 000036
【図３１】
2017010933.tif 000037