CN103259049A - 蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的之一是提供一种能够弯曲的薄片状的蓄电装置。该蓄电装置包括夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部以及由正极和负极分别延伸到多个卷绕部的外部的部分构成的联结部，其中，多个卷绕部通过联结部串联连接，并且，通过使联结部弯曲而使蓄电装置具有柔性。

Description

蓄电装置
技术领域
本发明涉及一种蓄电装置以及其制造方法。
背景技术
近年来，作为以手机、智能手机为代表的信息终端以及游戏机等民用电子设备的电源，作为蓄电装置的锂二次电池被广泛地利用。
作为这种电子设备，除了是长使用寿命、高容量以外，为了实现轻量化及小型化且为了确保外形设计的自由度，对薄片状且具有柔性的蓄电装置的需求增高。通过实现具有柔性的薄片状的蓄电装置，即使在弯曲的部分或厚度薄的部分诸如手表的手表带、衣服、薄型电子设备等也可以设置蓄电装置。
现有的非水二次电池的锂二次电池一般具有多次重叠卷绕正极、隔离体以及负极的卷绕体，将该卷绕体封入圆筒型、方型、硬币型等固定形状的容器中。虽然正极、隔离体、负极分别都具有柔性，但是在形成卷绕体并被封入容器中之后其形状被固定可以自由弯曲等柔性完全丧失。由此，不能使蓄电装置具有弯曲的自由度而难以在电子设备的弯曲的部分设置蓄电装置。
于是，对如专利文献1所公开的固体二次电池积极地进行研究。固体二次电池采用将现有的非水电解液置换为无机固体电解质或有机固体电解质的结构。就是说，该固体二次电池在正极集电体上具有正极活性物质、固体电解质、负极活性物质以及负极集电体，通过使整体薄型化而实现柔性。
[专利文献1]日本专利申请公开2007-123081号公报
但是，固体二次电池的电解质层也需要实现薄型化，当弯曲固体二次电池时有正极和负极之间容易发生短路的课题。尤其是，固体二次电池整体由固体形成，所以当反复弯曲电池时产生膜剥离及各膜中的破裂（裂缝）而难以构成薄片状的电池。
另外，用于固体二次电池的固体电解质有各种课题，目前还达不到实用化。
发明内容
于是，本发明的一个方式提供一种薄片状的蓄电装置，该蓄电装置不使用固体二次电池而有效地利用现有的非水二次电池的结构并且能够弯曲。
本发明的一个方式是一种蓄电装置，该蓄电装置包括夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部以及由正极和负极分别延伸到多个卷绕部的外部的部分构成的联结部，其中，多个卷绕部通过联结部串联连接，并且，通过使联结部弯曲而使蓄电装置具有柔性。
另外，本发明的一个方式是一种蓄电装置，该蓄电装置包括：夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部；由正极和负极分别延伸到卷绕部的外部的部分构成的联结部；以及多个柔性衬底，其中，多个卷绕部通过联结部及柔性衬底串联连接，并且，通过使联结部弯曲而使蓄电装置具有柔性。
另外，本发明的一个方式是一种蓄电装置，该蓄电装置包括夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部以及由正极和负极分别延伸到多个卷绕部的外部的部分构成的联结部，其中，多个卷绕部通过联结部并联连接，并且，通过使联结部弯曲而使蓄电装置具有柔性。
另外，本发明的一个方式是一种蓄电装置，该蓄电装置包括：夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部；由正极和负极分别延伸到多个卷绕部的外部的部分构成的联结部；以及多个柔性衬底，其中，多个卷绕部通过联结部及柔性衬底并联连接，并且，通过使联结部弯曲而使蓄电装置具有柔性。
多个卷绕部分别具有夹着隔离体卷绕有正极和负极的结构。在此，正极至少包括薄片状的正极集电体以及在其双面包含正极活性物质的正极合剂层。另外，负极至少包括薄片状的负极集电体以及在其双面包含负极活性物质的负极合剂层。注意，当正极合剂层或负极合剂层只由各自的活性物质构成时，正极合剂层或负极合剂层是指只由各自的活性物质构成的层。通过卷绕正极和负极，可以形成充放电容量。
另外，联结部用作使蓄电装置具有柔性的部分。作为联结部，既可以直接延伸用于卷绕部的正极或负极的集电体而使用，又可以另行使用柔性衬底。无论上述任何情况都对联结部使用具有柔性的薄片状的材料，所以联结部可以连接多个形状被固定的卷绕部且在联结部能够允许的变形的范围内随意使多个卷绕部的形状变化。因此，作为蓄电装置整体可以具有柔性。
如上所述，卷绕部用作形成充放电容量的部分，联结部用作使蓄电装置具有柔性的部分，因此可以制造不但具有所规定的充放电容量并且具有柔性的蓄电装置。
另外，在本发明所示的蓄电装置中，通过将多个卷绕部串联电连接可以制造高输出的蓄电装置，通过将多个卷绕部并联电连接可以制造大容量的蓄电装置。
关于上述卷绕部及联结部，例如可以将其与非水电解液一起封入在使用层压薄膜等的具有柔性的外包装体中而制造蓄电装置。通过将这些封入在具有柔性的层压薄膜等的外包装体中，可以将内部的蓄电元件所具有的柔性反映到外部。
另外，蓄电装置所具有的多个卷绕部的卷绕数优选都相同。通过使卷绕数相同，可以以相同的厚度制造捲绕部，因此可以制造其表面平坦的具有捲绕部的蓄电装置。
本发明的一个方式可以提供一种高容量且具有柔性的薄片状的蓄电装置。
附图说明
图1A和1B是说明蓄电元件的图；
图2A至2F是说明蓄电元件的柔性的图；
图3A至3C是说明蓄电元件的图；
图4A和4B是说明蓄电元件的图；
图5A和5B是说明蓄电元件的柔性的图；
图6A至6C是说明蓄电元件的图；
图7A至7C是说明正极的图；
图8A至8D是说明负极的图；
图9A至9G是说明卷绕结构体的制造工序的图；
图10是说明蓄电装置的图；
图11是说明电器设备的图；
图12A和12B是说明电器设备的图。
具体实施方式
下面，关于本发明的实施方式参照附图给予说明。但是，实施方式可以以多个不同方式来实施，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实，就是其方式和详细内容可以被变换为各种各样的形式而不脱离本发明的宗旨及其范围。因此，本发明不应该被解释为仅限定在本实施方式所记载的内容中。
注意，在本说明书所说明的各附图中，每个结构的大小、膜厚度或者区域有时为了明确起见而被夸大。由此，并不局限于该尺寸。
实施方式1
在本实施方式中，参照图1A至图2F说明以高容量且具有柔性的锂二次电池为代表的蓄电装置。
注意，锂二次电池是指作为载体离子使用锂离子的二次电池。另外，作为能够代替锂离子的载体离子，可以举出钠、钾等碱金属离子、钙、锶、钡等碱土金属离子、铍离子或镁离子等。
图1A是说明本实施方式所示的蓄电装置具有的蓄电元件的俯瞰图。为了方便起见，在本发明中，为了说明正极和负极的布局以及连接结构使用“蓄电元件”一词，蓄电元件是指至少具有正极、负极及隔离体的结构体。在图1A中，蓄电元件100包括多个薄片状的正极101以及多个薄片状的负极102，通过将正极101的一端和负极102的一端以重叠的方式卷起而形成卷绕结构。
图1B示出卷绕结构体的截面图。该截面图示出垂直于卷绕方向的截面。卷绕结构体由将正极101和负极102以重叠的方式卷起的部分（以下，称为卷绕部）104以及正极101或负极102延伸到卷绕部104的外部的部分（以下，称为联结部）105构成。蓄电元件100由多个卷绕结构体构成。另外，正极101和负极102之间设置有隔离体103。在图1B中图示出作为一张薄片的隔离体103，但是不局限于本方式，也可以在相对的正极和负极之间或相对的负极和正极之间使用不同的隔离体。此外，在图1B中也图示出联结部105中的隔离体，但是也可以不在该部分设置隔离体。
卷绕部104是隔着隔离体将正极101和负极102以重叠的方式卷起的部分。在此，正极101至少包括薄片状的正极集电体以及在其双面包含正极活性物质的正极合剂层。另外，负极102至少包括薄片状的负极集电体以及在其双面包含负极活性物质的负极合剂层。注意，当正极合剂层或负极合剂层只由各自的活性物质构成时，正极合剂层或负极合剂层是指只由各自的活性物质构成的层。通过将正极101和负极102以重叠的方式卷起，可以形成充放电容量。因此，越增加卷绕部104的卷绕数，越增大充放电容量。另一方面，越增加卷绕数，越增加卷绕部104的厚度，其结果，因形成的蓄电元件100的表面凹凸不平而使蓄电元件100的厚度增加，并且使其表面的平坦性降低。由此，需要考虑到蓄电装置的厚度、平坦性以及充放电容量适当地设定卷绕部104的卷绕数。
由从卷绕部104延伸到其外部的正极101和负极102形成联结部105。因此，联结部105的一方是正极的一部分，联结部105的另一方是负极的一部分。该正极的一部分与由其他卷绕部的负极延伸而构成的联结部共用。就是说，一个卷绕结构体的正极的一部分作为其他卷绕结构体的负极的一部分而被连接。具体而言，正极及负极所具有的正极集电体及负极集电体作为一个构件被共用。同样，一个卷绕结构体的负极的一部分用作其他卷绕结构体的正极的一部分而被连接。如上述那样，通过使多个卷绕结构体的正极与负极连接且使多个卷绕结构体的负极与正极连接，多个卷绕结构体形成串联电连接。
如上述那样的多个卷绕结构体的串联电连接相当于小规模的电池串联连接的电路。因此，根据串联设置的卷绕结构体的数量，可以形成高输出的蓄电装置。
接着，参照图2A至2F说明蓄电元件100的柔性。在图2A中，圆形表示蓄电元件100中的卷绕部104。另外，连接圆形的线示意性地表示联结部105。
在图2A中，卷绕部104以大致相等的间隔被配置，其之间通过联结部105连接。例如，卷绕部是圆筒状的固定形状而不能弯曲。另一方面，联结部105由具有柔性的材料构成，所以它在其材料的可动范围内可以自由地变形。由此，蓄电元件受到来自于外部的物理力量而可以变形。例如，如图2B所示那样，蓄电元件因联结部105的可动性而可以变形为波形。
为了增大蓄电装置的容量，除了增加卷绕部104的卷绕数以外还可以考虑增加设置卷绕部104的数量的方法。当增加设置卷绕部104的数量时，如图2C和2D所示那样，通过将卷绕部104设置得比图2A密，可以增大充放电容量。此时，由于联结部105变短，因此降低了联结部105具有的柔性。另一方面，通过增加具有所规定的厚度的卷绕部104的数量，多个卷绕部104的上表面之间的间隔变窄，所以提高了蓄电元件的上表面的平坦性。
另外，卷绕部104的截面形状不局限于如上述那样的圆形，也可以采用椭圆等的扁形状、具有角部的矩形状或任意形状（参照图2E和2F）。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式2
在本实施方式中，参照图3A至3C说明在将实施方式1所示的卷绕结构体串联连接的结构中使用柔性衬底的例子。
图3A是示出使用柔性衬底将多个卷绕结构体串联连接的蓄电元件的示意图。与实施方式1所说明的同样，卷绕结构体是指夹着隔离体203将正极201和负极202卷起的结构体。为了将卷绕结构体与其他卷绕结构体连接，设置有将正极201及负极202的一部分从卷绕部引出到卷绕部的外部的联结部205（参照图3C）。实施方式1所示的蓄电元件中的联结部被同时用作从其他卷绕部引出的联结部，但是在本实施方式中，如图3B所示那样，由卷绕部204和设置在其两侧的联结部205构成一个独立的卷绕结构体。将多个该卷绕结构体配置为串联连接且在其之间插入柔性衬底206而连接卷绕结构体的元件就是图3A所示的蓄电元件200。
与联结部205同样，柔性衬底206具有确保蓄电元件200的柔性的功能。因此，柔性衬底能够变形例如能够弯曲等且由能够承受反复弯曲的材料构成。作为材料，可以使用导电性材料或绝缘性材料。作为导电性材料，例如可以使用铝、铜、钛、铁、不锈钢或以上述金属材料为主要成分的合金材料等。尤其是，当考虑到蓄电装置的用途时，优选使用轻量的材料，所以优选选择铝等轻量的材料。在使用绝缘性材料时，可以使用聚酰亚胺、环氧等。
在使用绝缘性材料作为柔性衬底206时，需要确保卷绕结构体之间的导通，所以需要在柔性衬底206上设置导电性的布线（也称为导线）207。另外，虽然未图示，但是在布线207的双端设置用来进行与卷绕结构体的联结部电连接的连接部。尤其是，为了获得高可靠性，优选利用在电子设备领域中广泛使用的柔性衬底（FPC：FlexiblePrinted Circuit）作为柔性衬底206。FPC是在薄膜状的绝缘体上形成粘合层并在该粘合层上形成铜等的导体图案的衬底，该导体图案中的端子部之外的部分被由聚酰亚胺或阻焊剂构成的绝缘膜覆盖而受到保护。
与实施方式1所示的蓄电元件100的结构相比，在本实施方式中的蓄电元件200的结构中，不共同使用联结部，所以在可以分别制造卷绕结构体上具有优势。就是说，在蓄电元件200的制造工序中，先制造多个卷绕结构体，然后根据需要的充放电容量选择卷绕结构体的数量且通过FPC等柔性衬底进行连接，即可。
再者，在使用FPC作为柔性衬底206时，通过在FPC上设置与卷绕结构体的连接端子不同的其他电位取出端子，可以在蓄电元件200的制造工序中或制造工序之后检查蓄电元件200所具有的各个卷绕结构体的充放电容量等。另外，在使用FPC等的柔性衬底时，即使卷绕结构体中的一个发生故障也可以从柔性衬底拆下该卷绕结构体，由此可以容易地只将发生故障的卷绕结构体更换为没有故障的卷绕结构体。
另外，通过FPC既可以从外部监视各个卷绕结构体的温度、过充电或过放电等状态，也可以控制该状态，从而可以提高安全性。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式3
在本实施方式中，参照图4A至图5B说明将卷绕结构体并联连接的结构，该结构与实施方式1及2所示的将卷绕结构体串联连接的结构不同。
图4A是说明本实施方式所示的蓄电装置所具有的蓄电元件的俯瞰图。在图4A中，将卷绕结构体所具有的正极301延伸到上方，将卷绕结构体所具有的负极302延伸到下方。将多个卷绕结构体配置为平行，延伸到上方的正极301越过相邻的卷绕结构体的上方而与从该相邻的卷绕结构体延伸的正极301连接。同样，延伸到下方的负极302与相邻的卷绕结构体的负极302连接。就是说，在附图的上方使多个卷绕结构体所具有的正极301全部都电连接，并且在附图的下方使多个卷绕结构体所具有的负极302全部都电连接。
另外，与实施方式1及2所示的卷绕结构体同样，卷绕结构体包括夹着隔离体303将正极301和负极302以重叠的方式卷起的卷绕部304以及将正极301及负极302延伸到卷绕部304的外部的联结部305（参照图4B）。在本实施方式中的蓄电元件300中，隔离体303只设置在卷绕部304及其附近。正极301分别需要与其他卷绕结构体的正极连接，至少在该联结部中，需要去除隔离体303。
如上述那样的多个卷绕结构体的并联电连接相当于小规模的电池并联连接的电路。因此，蓄电元件的充放电容量为各个卷绕结构体所具有的充放电容量的总和，所以根据设置的卷绕结构体的数量可以形成充放电容量大的蓄电装置。
接着，参照图5A和5B说明蓄电元件300的柔性。在图5A中，圆形表示蓄电元件300中的卷绕部304。另外，连接圆形的线示意性地表示联结部305。
在图5A中，卷绕部304以大致相等的间隔被配置，其之间通过联结部305连接。例如，卷绕部是圆筒状的固定形状而不能弯曲。另一方面，联结部305由具有柔性的材料构成，所以它在其材料的可动范围内可以自由地变形。由此，蓄电元件当受到来自于外部的物理力量时可以变形。例如，如图5B所示那样，蓄电元件因联结部305的可动性而可以变形为波形。
为了增大蓄电装置的容量，也可以将卷绕部304配置得密。另外，也可以增加卷绕结构体的卷绕数。
另外，虽然未图示，但是与实施方式1同样，卷绕部304的截面形状不局限于如上述那样的圆形，也可以采用椭圆等的扁形状、具有角部的矩形状或任意形状。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。例如，组合将实施方式1或2所示的卷绕结构体串联连接的卷绕元件与将本实施方式所示的卷绕结构体并联连接的卷绕元件而可以制造蓄电装置。通过采用上述结构，可以根据串联连接的卷绕结构体的数量控制为所希望的电压，通过将多个串联连接的卷绕结构体并联连接，还可以形成所希望的容量。
实施方式4
在本实施方式中，参照图6A至6C说明在将实施方式3所示的卷绕结构体并联连接的结构中使用柔性衬底的例子。
图6A是示出使用柔性衬底将多个卷绕结构体并联连接的蓄电元件的示意图。与实施方式3所说明的同样，卷绕结构体是指夹着隔离体403将正极401和负极402卷起的结构体。为了将卷绕结构体与其他卷绕结构体连接，设置有将正极401及负极402的一部分从卷绕部引出到卷绕部的外部的联结部405（参照图6C）。实施方式3所示的蓄电元件中的该联结部与从其他卷绕部引出的联结部直接连接，但是在本实施方式中，如图6B和6C所示那样，由卷绕部404和设置在其两侧的联结部405构成一个独立的卷绕结构体。将多个该卷绕结构体配置为并联连接且在其之间插入柔性衬底406a以及406b而连接卷绕结构体的元件就是图6A所示的蓄电元件400。
与联结部405同样，柔性衬底406a和406b具有确保蓄电元件400的柔性的功能。因此，柔性衬底能够变形例如能够弯曲等且由能够承受反复弯曲的材料构成。作为材料，可以使用导电性材料或绝缘性材料。作为导电性材料，例如可以使用铝、铜、钛、铁、不锈钢或以上述金属材料为主要成分的合金材料等。尤其是，当考虑到蓄电装置的用途时，优选使用轻量的材料，所以优选选择铝等轻量的材料。在使用绝缘性材料时，可以使用聚酰亚胺、环氧等。
在使用导电性材料作为柔性衬底406a和406b时，可以使多个卷绕结构体直接连接。在图6A中，在连接部407a中卷绕结构体的正极401与柔性衬底406a电连接。另外，在连接部407b中卷绕结构体的负极402与柔性衬底406b电连接。
在使用绝缘性材料作为柔性衬底406a和406b时，需要确保卷绕结构体之间的导通，所以需要在柔性衬底406a和406b上设置导电性的布线（未图示）。另外，虽然未图示，但是在布线的双端设置用来进行与卷绕结构体的联结部的电连接的连接部。尤其是，为了获得高可靠性，优选利用在电子设备领域中广泛使用的柔性衬底（FPC：FlexiblePrinted Circuit）作为柔性衬底406a和406b。FPC是在薄膜状的绝缘体上形成粘合层并在该粘合层上形成铜等的导体图案的衬底，该导体图案中的端子部之外的部分被由聚酰亚胺或阻焊剂构成的绝缘膜覆盖而受到保护。
与实施方式3所示的蓄电元件300的结构相比，在本实施方式中的蓄电元件400的结构中不共同使用联结部，所以在可以分别制造卷绕结构体上具有优势。就是说，在蓄电元件400的制造工序中，先制造多个卷绕结构体，然后根据需要的充放电容量选择卷绕结构体的数量且通过FPC等柔性衬底进行连接，即可。
再者，在使用FPC作为柔性衬底406a和406b时，通过在FPC上设置与卷绕结构体的连接端子不同的其他电位取出端子，可以在蓄电元件400的制造工序中或制造工序之后检查蓄电元件400所具有的各个卷绕结构体的充放电容量等。另外，在使用FPC等的柔性衬底时，即使卷绕结构体中的一个发生故障也可以从柔性衬底拆下该卷绕结构体，由此可以容易地只将发生故障的卷绕结构体更换为没有故障的卷绕结构体。
另外，通过FPC既可以从外部监视各个卷绕结构体的温度、过充电或过放电等状态，也可以控制该状态，从而可以提高安全性。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。例如，组合将实施方式1或2所示的卷绕结构体串联连接的卷绕元件与将实施方式3或本实施方式所示的卷绕结构体并联连接的卷绕元件而可以制造蓄电装置。通过采用上述结构，可以根据串联连接的卷绕结构体的数量控制为所希望的电压，通过将多个串联连接的卷绕结构体并联连接，可以形成所希望的容量。
实施方式5
在本实施方式中，说明作为实施方式1至4所说明的蓄电元件使用锂二次电池时的结构及其制造方法。
（正极及其制造方法）
首先，说明正极及其制造方法。图7A是正极500的截面图。在正极500中在正极集电体501上形成正极合剂层502。
作为正极集电体501的材料可以使用不锈钢、金、铂、锌、铁、铜、铝、钛等的金属及它们的合金等的导电性高的材料。另外，作为正极集电体501的材料，优选使用添加有硅、钛、钕、钪、钼等提高耐热性的元素的铝合金。另外，正极集电体501也可以使用与硅起反应形成硅化物的金属元素形成。作为与硅起反应形成硅化物的金属元素，可以举出锆、钛、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、钴、镍等。正极集电体501可以适当地使用箔状、板状（薄片状）、网状、冲孔网金属状、冲压网金属状等形状。
作为正极合剂层502的材料，可以使用LiFeO2、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、V2O5、Cr2O5、MnO2等的化合物。
或者，也可以使用橄榄石型结构的含锂复合氧化物（通式为LiMPO4（M为Fe（Ⅱ）、Mn（Ⅱ）、Co（Ⅱ）、Ni（Ⅱ）中的一种以上））。作为材料可以使用通式LiMPO4的典型例子的锂化合物，诸如LiFePO4、LiNiPO4、LiCoPO4、LiMnPO4、LiFeaNibPO4、LiFeaCobPO4、LiFeaMnbPO4、LiNiaCobPO4、LiNiaMnbPO4（a+b为1以下，0<a<1，0<b<1）、LiFecNidCoePO4、LiFecNidMnePO4、LiNicCodMnePO4（c+d+e为1以下，0<c<1，0<d<1，0<e<1）、LiFefNigCohMniPO4（f+g+h+i为1以下，0<f<1，0<g<1，0<h<1，0<i<1）等。
或者，也可以使用通式为Li2MSiO4（M为Fe（II）、Mn（II）、Co（II）、Ni（II）中的一种以上）等的含锂复合氧化物。作为材料可以使用通式Li2MSiO4的典型例子的锂化合物，诸如Li2FeSiO4、Li2NiSiO4、Li2CoSiO4、Li2MnSiO4、Li2FekNilSiO4、Li2FekColSiO4、Li2FekMnlSiO4、Li2NikColSiO4、Li2NikMnlSiO4(k+l为1以下，0<k<1，0<l<1)、Li2FemNinCoqSiO4、Li2FemNinMnqSiO4、Li2NimConMnqSiO4(m+n+q为1以下，0<m<1，0<n<1，0<q<1)、Li2FerNisCotMnuSiO4(r+s+t+u为1以下，0<r<1，0<s<1，0<t<1，0<u<1)等。
另外，当载体离子是锂离子以外的碱金属离子、碱土金属离子、铍离子或者镁离子时，正极合剂层502也可以含有碱金属（例如，钠、钾等）、碱土金属（例如，钙、锶、钡等）、铍或镁代替上述锂化合物及含锂复合氧化物中的锂。
另外，正极合剂层502不局限于与正极集电体501的双面直接接触地形成的情况。也可以在正极集电体501与正极合剂层502之间使用金属等导电材料形成如下功能层：以提高正极集电体501与正极合剂层502的密接性为目的的密接层；用来缓和正极集电体501的表面的凹凸形状的平坦化层；用来释放热的放热层；以及用来缓和正极集电体501或正极合剂层502的应力的应力缓和层；等等。
图7B是正极合剂层502的平面图，该正极合剂层502具有能够吸留及释放载体离子的粒子状的正极活性物质503以及覆盖多个该正极活性物质503且内部填充有该正极活性物质503的石墨烯504。不同的石墨烯504覆盖多个正极活性物质503的表面。另外，也可以露出正极活性物质503的一部分。
在此，石墨烯在狭义上是指石墨的水平层，即由碳构成的六元环在平面方向上连接而成的碳层，换言之是指具有π结的一原子层的碳分子的薄片。尤其是，该碳层的两层以上且100层以下的叠层被称为多层石墨烯。但是，在此石墨烯也包括多层石墨烯。另外，氧化石墨烯是指使上述石墨烯氧化而成的化合物。此外，在还原氧化石墨烯以形成石墨烯时，氧化石墨烯所包含的氧不一定都被还原，其中的一部分残留在石墨烯中。当在石墨烯中包含氧时，氧的比率为2atomic％以上且20atomic％以下，优选为3atomic％以上且15atomic％以下。
石墨烯具有化学稳定性和良好的电特性。石墨烯具有高导电性是因为由碳构成的六元环在平面方向上连接。就是说，石墨烯在平面方向上具有高导电性。此外，由于石墨烯是薄片状，在层叠的石墨烯中在平行于平面的方向上有间隔而在该区域中离子能够移动。但是，在垂直于石墨烯的平面的方向上离子难以移动。
正极活性物质503的粒径优选为20nm以上且100nm以下。另外，由于电子在正极活性物质503中移动，所以正极活性物质503的粒径优选为小。
另外，即使石墨层不覆盖正极活性物质503表面也可以获得充分的特性，但是通过一起使用被石墨层覆盖的正极活性物质及石墨烯，载体在正极活性物质之间跳动而使电流流过，所以是优选的。
图7C是图7B的正极合剂层502的一部分的截面图。正极合剂层502包括正极活性物质503以及覆盖该正极活性物质503的石墨烯504。在截面图中，观察到线状的石墨烯504。同一石墨烯或多个石墨烯包裹多个正极活性物质。就是说，多个正极活性物质存在于同一石墨烯中或多个石墨烯之间。另外，有时石墨烯是袋状，多个正极活性物质被包裹在其内部。另外，有时正极活性物质的一部分不被石墨烯覆盖而露出。
至于正极合剂层502的厚度，在20μm以上且100μm以下的范围内选择所希望的厚度。另外，优选的是，适当地调整正极合剂层502的厚度，以避免产生裂纹和剥离。
另外，正极合剂层502也可以包括体积为石墨烯的体积的0.1倍以上且10倍以下的乙炔黑粒子、一维地展宽的碳粒子如碳纳米纤维等已知的导电助剂。
在正极活性物质503中，有的由于作为载体的离子的吸留而发生体积的膨胀。因此，充放电使正极活性物质层变得脆弱，而使正极活性物质层的一部分破损，结果导致蓄电装置的可靠性降低。但是，即使充放电使正极活性物质的体积发生膨胀，由于石墨烯覆盖正极活性物质的周围，石墨烯也能够防止正极活性物质的分散或正极活性物质层的破损。就是说，石墨烯具有即使随着充放电正极活性物质的体积增减也保持正极活性物质之间的粘结的功能。
另外，石墨烯504与多个正极活性物质503接触，并也用作导电助剂。此外，石墨烯504具有保持能够吸留及释放载体离子的正极活性物质503的功能。因此，不需要将粘合剂混合到正极活性物质层中，这样可以增加每正极活性物质层中的正极活性物质量，从而可以提高蓄电元件的充放电容量。
接着，说明正极合剂层502的制造方法。
首先，形成包含粒子状的正极活性物质以及氧化石墨烯的浆料。接着，在正极集电体501的双面涂敷该浆料。注意，关于正极合剂层502的涂敷，只涂敷在相当于卷绕结构体的卷绕部的部分，不涂敷在相当于联结部的部分。联结部具有柔性的功能且其是以变形为前提的部分，所以可以预测到即使在联结部涂敷了正极合剂层502也该正极合剂层502也会剥离。另外，联结部不是形成充放电容量的部分，所以不需要涂敷正极合剂层。然后，在通过在还原气氛中的加热进行还原处理并在焙烧正极活性物质的同时，使包含在氧化石墨烯中的氧脱离，而在石墨烯中形成间隙。此外，氧化石墨烯所包含的氧不一定都被还原，其中的一部分残留在石墨烯中。
通过上述步骤，可以在正极集电体501上形成所规定的形状的正极合剂层502。其结果，正极活性物质层的导电性得到提高。由于氧化石墨烯包含氧，所以在极性溶剂中带负电。因此，氧化石墨烯彼此分散。由此浆料所包含的正极活性物质不容易凝集，所以可以降低由焙烧引起的正极活性物质的粒径的增大。因而，在正极活性物质中电子容易迁移，而可以提高正极活性物质层的导电性。
在正极集电体501上形成正极合剂层502之后，使用辊压机对其进行滚压而制造正极500。
（负极及其制造方法）
接着，参照图8A说明负极及其制造方法。
如图8A所示那样，负极510包括负极集电体511以及设置在负极集电体511的双面上的负极合剂层512。
负极集电体511例如由金属等导电性高的材料构成。作为导电性高的材料，例如可以使用不锈钢、铁、铝、铜、镍或钛。另外，作为负极集电体511，可以适当地使用箔状、板状（薄片状）、网状、冲孔网金属状、冲压网金属状等形状。注意，在作为实施方式1所示的正极集电体和负极集电体的材料利用相同的材料时，限定为不锈钢、钛等。
负极合剂层512设置在负极集电体511的双面。作为负极合剂层512，使用能够吸留及释放作为载体的离子的负极活性物质。作为负极活性物质，可以举出锂、铝、黑铅、硅、锡以及锗等。或者，也可以举出含有选自锂、铝、黑铅、硅、锡以及锗中的一种以上的化合物。也可以对硅掺杂磷等赋予导电性的元素。作为负极活性物质，与黑铅相比，锗、硅、锂、铝的理论容量大。如果吸留容量大，则小面积也能够进行充分的充放电，从而有助于实现制造成本的缩减以及蓄电装置的小型化。
在本实施方式中，也可以使用对上述负极活性物质添加导电助剂及粘合剂，并对其进行粉碎、混合、焙烧来制造的负极合剂层512。
另外，作为负极510的制造方法的其他例子，在负极510中，与正极500同样，也可以在负极合剂层512中引入石墨烯。由此，对于随着充放电的负极活性物质的膨胀收缩也具有保持负极活性物质之间的粘结的功能。此外，石墨烯也具有导电助剂的功能。
当作为负极活性物质使用黑铅时，对黑铅的粉末混合溶解聚偏氟乙烯等偏氟乙烯类聚合物等的NMP（N-甲基吡咯烷酮）作为粘合剂，而形成浆料。接着，在负极集电体511的一个面或双面涂敷该浆料并使其干燥。与正极的制造同样，在该涂敷工序中，由于不在具有多个开口部的区域的开口部设置负极合剂层，所以对开口部选择性地不涂敷浆料。当仅对负极集电体511的一个面进行该涂敷工序时，通过再次使用同一方法来在另一个面形成负极合剂层。然后，使用辊压机对其进行滚压，而制造负极510。
另一方面，当作为负极活性物质使用硅时，由于载体离子的吸留会使硅膨胀至大约4倍，所以不考虑在负极集电体511上将硅形成为薄膜状，这容易导致负极合剂层的剥离。由此，作为硅的形状，需要使用薄膜形状以外的粒子状、晶须状、纳米线状等的形状。
以下，参照图8A至8D说明作为负极活性物质使用粒子状及晶须状的负极活性物质的例子。
图8A是负极510的截面图。在负极中，在负极集电体511的双面上形成负极合剂层512。另外，负极合剂层512至少包含负极活性物质，此外还可以包含粘合剂、导电助剂及石墨烯。
图8B示出负极合剂层512的一部分的平面图。负极合剂层512由粒子状的负极活性物质513以及覆盖多个负极活性物质513且负极活性物质513存在于其内部的石墨烯514构成。当俯视负极合剂层512时，多个负极合剂层512表面被不同的石墨烯514覆盖。另外，负极活性物质513也可以露出其一部分。
图8C是示出图8B的负极合剂层512的一部分的截面图。图8C示出负极活性物质513以及在俯视负极合剂层512时覆盖负极活性物质513的石墨烯514。在截面图中，观察到线状的石墨烯514。同一石墨烯或多个石墨烯与多个负极活性物质513重叠，或者多个负极活性物质513被同一石墨烯或多个石墨烯围在内部。另外，有时石墨烯514是袋状，其内部包裹多个负极活性物质。另外，有时石墨烯514具有局部开放部，在该区域中有时负极活性物质513是露出的。
至于负极合剂层512的厚度，在20μm以上且100μm以下的范围内选择所希望的厚度。
另外，负极合剂层512也可以包括体积为石墨烯的体积的0.1倍以上且10倍以下的乙炔黑粒子或以一维扩散的碳粒子（碳纳米纤维等）等已知的导电助剂以及聚偏氟乙烯等已知的粘合剂。
另外，也可以对负极合剂层512进行锂的预掺杂。作为锂的预掺杂的方法，也可以使用利用溅射法在负极合剂层512的表面形成锂层的方法。或者，可以通过在负极合剂层512的表面设置锂箔，对负极合剂层512进行锂的预掺杂。尤其是在组装锂二次电池之后在正极500的正极合剂层502中生成石墨烯504时，优选对负极合剂层512进行锂的预掺杂。
在负极活性物质513中，有的由于载体离子的吸留而发生体积的膨胀。因此，因充放电而负极活性物质层变得脆弱，负极活性物质层的一部分受到损坏，使得锂二次电池的可靠性（例如，循环特性等）降低。但是，由于在根据本发明的一个方式的锂二次电池中，负极的负极活性物质513的周围被石墨烯514覆盖，因此即使负极活性物质513因充放电而使体积发生膨胀，也可以通过石墨烯514防止负极活性物质513的粉末化及负极合剂层512的损坏。也就是说，根据本发明的一个方式的锂二次电池的负极中含有的石墨烯514具有如下功能：即使随着充放电负极活性物质513的体积发生膨胀收缩，也能够保持负极活性物质513之间的粘结。因此，通过使用负极510可以提高锂二次电池的耐久性。
也就是说，当形成负极合剂层512时不需要使用粘合剂，因此可以增加固定重量（固定体积）的负极活性物质层中的负极活性物质量。因此，可以增大每单位电极重量（电极体积）的充放电容量。
另外，由于石墨烯514具有导电性且接触于多个负极活性物质513，因此也能够用作导电助剂。也就是说，在形成负极合剂层512时不需要使用导电助剂，因此可以增加固定重量（固定体积）的负极活性物质层中的负极活性物质量。因此，可以增大每单位电极重量（电极体积）的充放电容量。
另外，由于通过使用石墨烯514在负极合剂层512中形成有高效且充分的传导通路（载体离子的传导通路），因此负极合剂层512及负极510具有良好的导电性。因此，具有负极510的蓄电元件可以等同于理论容量地高效地利用负极活性物质513的容量，由此可以充分提高充电容量。
另外，由于石墨烯514还具有能够吸留及释放载体离子的负极活性物质的功能，因此可以提高负极510的充电容量。
下面，说明图8B和8C所示的负极合剂层512的制造方法。
首先，形成包含粒子状的负极活性物质513以及氧化石墨烯的浆料。具体而言，使用粒子状的负极活性物质513和包含氧化石墨烯的分散液进行混合涅炼而形成浆料。
接着，在负极集电体511上涂敷上述浆料。与上述黑铅的情况同样，只对卷绕部及卷绕部附近进行浆料的涂敷。接着，进行一定时间的真空干燥去除涂敷在负极集电体511上的浆料中的溶剂。然后，使用辊压机进行滚压加工。
然后，使用电能电化学还原氧化石墨烯来生成石墨烯514。通过上述工序，可以在负极集电体511的双面上形成负极合剂层512，由此可以制造负极510。
接着，说明图8D所示的负极的结构。
图8D是示出在负极集电体511上形成有负极合剂层517的截面图。负极合剂层517包括：其表面为凹凸状的负极活性物质515；以及覆盖该负极活性物质515表面的石墨烯516。
凹凸状的负极活性物质515包括共同部515a以及从共同部515a突出的凸部515b。凸部515b适当地具有圆柱状或角柱状等柱状、圆锥状或角锥状的针状等的形状。另外，凸部的顶部可以弯曲。另外，负极活性物质515使用能够进行载体离子（典型的是锂离子）的吸留及释放的负极活性物质形成。另外，可以使用相同的材料构成共同部515a及凸部515b。或者，也可以使用不同的材料构成共同部515a及凸部515b。
当图8D所示的负极使用硅作为负极活性物质515时，由于负极活性物质515的周围被石墨烯516覆盖，因此即使因充放电而负极活性物质515的体积发生膨胀，也能够防止负极活性物质515的粉末化及负极合剂层517的损坏。
另外，当负极活性物质层的表面与构成蓄电装置的电解液接触时，电解液与负极活性物质发生反应，而在负极的表面上形成膜。该膜被称为SEI（Solid Electrolyte Interface：固体电解液界面），其能够缓和负极与电解液之间的反应而保持稳定。所以被认为是需要的。但是，当该膜的厚度较厚时，载体离子不容易被负极吸留，而出现电极与电解液之间的载体离子的传导性降低、消耗电解液等问题。
通过使用石墨烯516覆盖负极活性物质515的表面，可以抑制该膜的厚度的增加，从而可以抑制充放电容量的下降。
另外，作为凹凸状的负极活性物质515的其他结构，也可以采用如下结构：通过在负极集电体511上以覆盖作为负极集电体511的一部分形成的凸部的方式设置薄膜状的负极活性物质，来形成具有凹凸状的表面的负极活性物质。
下面，说明图8D所示的负极合剂层517的制造方法。
通过利用印刷法、喷墨法、CVD法等将凹凸状的负极活性物质515设置在负极集电体511的双面上。或者，在利用涂敷法、溅射法、蒸镀法等设置膜状的负极活性物质之后，选择性地去除该膜状的负极活性物质，来在负极集电体511的双面上设置凹凸状的负极活性物质515。在此，通过上述方法等只对卷绕部及卷绕部附近进行负极活性物质515的形成。或者，可以在负极集电体511的整个面上暂时形成负极活性物质515之后，通过蚀刻等的方法去除不需要的部分的负极活性物质515。
接着，在凹凸状的负极活性物质515上涂敷含有氧化石墨烯的分散液。作为涂敷含有氧化石墨烯的分散液的方法，可以适当地使用上述的方法。
接着，在去除含有氧化石墨烯的分散液中的溶剂之后，也可以使用电能以电化学的方式将氧化石墨烯还原来生成石墨烯516。
如此，通过使用含有氧化石墨烯的分散液生成石墨烯，可以在凹凸状的负极活性物质515表面上覆盖厚度均匀的石墨烯516。
另外，通过利用作为原料气体使用硅烷、氯化硅烷、氟化硅烷等的LPCVD法，可以在负极集电体511上设置使用硅形成的凹凸状的负极活性物质515（以下称为硅晶须）。
硅晶须也可以具有非晶结构。当将具有非晶结构的硅晶须用于负极合剂层517时，因为能够耐受因载体离子的吸留及释放而发生的体积变化（例如，缓和由于体积膨胀引起的应力），所以能够防止因反复充放电导致的硅晶须的粉末化及负极合剂层517的损坏，因此可以制造循环特性得到进一步提高的蓄电装置。
或者，硅晶须也可以具有晶体结构。在此情况下，具有优越的导电性及优越的载体离子迁移率的晶性的结晶结构广泛接触于集流体。因此，可以进一步提高负极整体的导电性，并能够进行高速充放电，从而可以制造充放电容量进一步得到提高的蓄电装置。
或者，硅晶须也可以包括具有晶性的区域的芯及设置为覆盖该芯的非晶区域的外壳。
非晶性的外壳具有如下特征，即能够耐受因载体离子的吸留及释放而发生的体积变化（例如，缓和由于体积膨胀引起的应力）。另外，晶性的芯具有优越的导电性及优越的载体离子迁移率，并且每单位质量的载体离子的吸留速度及释放速度很快。因此，通过将具有芯及外壳的硅晶须用于负极合剂层517，能够进行高速的充放电，并且可以制造提高充放电容量及循环特性的蓄电装置。
（卷绕结构体及其制造方法）
通过夹着隔离体重叠如上所述那样制造的正极500及负极510，形成集合片。然后，夹着与该隔离体不同的其他隔离体卷绕集合片来制造实施方式1至4所说明的卷绕结构体。
另外，上述隔离体及其他隔离体也可以为连续的薄片。作为该隔离体使用绝缘多孔体。作为隔离体的典型例子，例如可以由如下物质形成：纸、无纺布、玻璃纤维、陶瓷或者使用如尼龙（聚酰胺）、维尼纶（聚乙烯醇类纤维）、聚酯、丙烯酸树脂、聚烯烃、聚氨酯的合成纤维等。注意，需要选择在电解液中不溶解的材料。
参照图9A至9G说明用来制造卷绕结构体的正极500及负极510的卷绕工序。
在图9A中，预先通过重叠薄片状的正极500的一部分和薄片状的负极510的一部分而形成集合片。虽然为了图的简化而未图示，但是在正极500和负极510之间夹着隔离体。另外，在正极500下设置有与该隔离体不同的隔离体。集合片被多个辊600传送到进行卷绕工序的位置。在附图中示出使用辊的传送的情况，但是不特别局限于此。另外，在附图中，在集合片的下部设置正极500并在集合片的上部设置负极510，但是也可以采用与此相反的结构。
另外，在形成实施方式1所示的共同使用正极的一部分及负极的一部分的蓄电元件时，优选使用将加工为预定的尺寸的薄片状的正极和负极交替重叠的集合片。
如图9B所示那样，移动到进行卷绕工序的位置的集合片的一部分经过可动式辊601而被该辊弯曲，然后停止。
接着，如图9C所示那样，由与辊601不同的可动式辊602按压集合片，同时辊602越过辊601的上方向左方向移动。通过辊602的移动，集合片的一部分沿着辊601的圆周压合。
之后，如图9D所示那样，辊602沿着辊601的左侧面移动到辊601的左下部。配合该辊602的移动辊601卷着集合片向右上方向移动。
再者，如图9E所示那样，辊601卷着集合片移动到辊602的上方。由此，卷绕在辊601的集合片的一部分接触于从上方卷到卷绕部的集合片的背面（即，设置在正极500下的隔离体）。
接着，如图9F所示那样，在垂直于图9F的纸面的方向上辊602被拔出。之后，如图9G所示那样，通过以辊601为卷绕轴将剩下的集合片卷起，而形成卷绕结构体。最后，从卷绕结构体拔出而传送辊601。另外，也可以通过将卷起集合片的辊601的与集合片接触的部分设定为可以分开的芯，而使其作为卷绕结构体的芯留下。
通过上述卷绕工序，可以制造实施方式1至4所示的卷绕结构体。另外，参照图9A至9G说明了卷绕结构体的卷绕方法的一个例子，但是卷绕方法的具体的结构不局限于此，可以采用使用多个各种的辊的结构。
（蓄电元件的制造方法）
在实施方式1所示的蓄电元件中，多个卷绕结构体的各个正极及负极共同使用其一部分，所以通过连续制造上述卷绕结构体，可以制造该蓄电元件。另一方面，在实施方式2至4所示的蓄电元件中，采用分别制造多个卷绕结构体而连接的结构。因此，直接或使用FPC等的柔性衬底连接通过上述方法分别制造的卷绕结构体，即可。
（蓄电装置）
接着，参照图10说明作为蓄电装置的一个例子的非水锂二次电池的结构的一个方式。
如图10所示那样，将具有通过上述方法等制造的多个卷绕结构体702的蓄电元件703与电解液（未图示）一起封入在具有柔性的外包装体701中，而形成锂二次电池700。
作为外包装体701，使用可以将蓄电元件703和电解液密封在其内部且具有柔性的袋状的外包装体即可，但是作为薄片状的蓄电装置的外包装体，需要具有一定程度的强度。作为外包装体701，例如可以使用如下三层结构的层压薄膜：在由聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、离聚物、聚酰胺等的材料构成的内面上设置铝、不锈钢、铜、镍等的柔性优良的金属薄膜，并且在该金属薄膜上可以设置聚酰胺类树脂、聚酯类树脂等的绝缘性合成树脂薄膜作为外包装体的外表面。通过采用上述三层结构，可以遮断电解液及气体的透过，同时确保绝缘性并具有耐电解液性。
作为电解液的溶质，使用具有载体离子的材料。作为电解液的溶质的典型例子，可以举出LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF6、Li(C2F5SO2)2N等锂盐。
另外，当载体离子是锂离子以外的碱金属离子、碱土金属离子、铍离子或者镁离子时，作为电解液的溶质也可以使用以碱金属（例如，钠、钾等）、碱土金属（例如，钙、锶、钡等）、铍或镁代替上述锂盐中的锂。
此外，作为电解液的溶剂，使用能够输送载体离子的材料。作为电解液的溶剂，优选使用非质子有机溶剂。作为非质子有机溶剂的典型例子，可以使用碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯（DEC）、γ-丁内酯、乙腈、乙二醇二甲醚、四氢呋喃等中的一种或多种。此外，当作为电解液的溶剂使用凝胶化的高分子材料时，如防漏液性等的安全性得到提高。并且，能够实现锂二次电池的薄型化及轻量化。作为凝胶化的高分子材料的典型例子，可以举出硅胶、丙烯酸胶、丙烯腈胶、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、氟类聚合物等。另外，通过作为电解质的溶剂使用一个或多个具有阻燃性及非挥发性的离子液体（室温熔融盐），即使因锂二次电池的内部短路或过充电等而使内部温度上升也可以防止锂二次电池的破裂或发火等。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式6
根据本发明的一个方式的蓄电装置可以用作各种电器设备的电源。在此，电器设备是指包含利用电力发挥作用的部分的所有工业产品。电器设备不局限于家电等民用电器设备，其广泛地包括商用、工业用、军事用等各种用途的电器设备。
作为使用根据本发明的一个方式的蓄电装置的电器设备的具体例子，可以举出电视机、显示器等显示装置、照明装置、台式或笔记本个人计算机、文字处理机、再现存储在DVD（Digital Versatile Disc：数字通用光盘）等记录介质中的静态图像或动态图像的图像再现装置、便携式CD播放器、收音机、磁带录音机、头戴式耳机、音响、台钟、挂钟、无绳电话子机、步话机、便携无线设备、手机、车载电话、便携式游戏机、玩具、计算器、便携式信息终端、电子笔记本、电子书阅读器、电子翻译器、声音输入器、摄像机、数字静态照相机、电动剃须刀、微波炉等高频加热装置、电饭煲、洗衣机、吸尘器、热水器、电扇、电吹风、空调设备诸如空调器、加湿器及除湿器、洗碗机、烘碗机、干衣机、烘被机、电冰箱、电冷冻箱、电冷藏冷冻箱、DNA保存用冰冻器、手电筒、电器工具、烟探测器、透析装置等医疗设备等。再者，还可以举出工业设备诸如引导灯、信号机、传送带、自动扶梯、电梯、工业机器人、蓄电系统、用于使电力均匀化或智能电网的蓄电装置。另外，利用来自蓄电装置的电力通过电动机推进的移动体等也包括在电器设备的范畴内。作为上述移动体，例如可以举出电动汽车（EV）、兼具内燃机和电动机的混合动力汽车（HEV）、插电式混合动力汽车（PHEV）、使用履带代替这些的车轮的履带式车辆、包括电动辅助自行车的电动自行车、摩托车、电动轮椅、高尔夫球车、小型或大型船舶、潜水艇、直升机、飞机、火箭、人造卫星、太空探测器、行星探测器、宇宙飞船等。
另外，在上述电器设备中，作为用来供应大部分的耗电量的主电源，可以使用根据本发明的一个方式的蓄电装置。或者，在上述电器设备中，作为当来自上述主电源或商业电源的电力供应停止时能够进行对电器设备的电力供应的不间断电源，可以使用根据本发明的一个方式的蓄电装置。或者，在上述电器设备中，作为与来自上述主电源或商业电源的电力供应同时进行的将电力供应到电器设备的辅助电源，可以使用根据本发明的一个方式的蓄电装置。
图11示出上述电器设备的具体结构。在图11中，显示装置8000是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置8004的电器设备的一个例子。具体地说，显示装置8000相当于电视广播接收用显示装置，包括框体8001、显示部8002、扬声器部8003及蓄电装置8004等。根据本发明的一个方式的蓄电装置8004设置在框体8001的内部。显示装置8000既可以接受来自商业电源的电力供应，又可以使用蓄积在蓄电装置8004中的电力。因此，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置8004用作不间断电源，也可以利用显示装置8000。
作为显示部8002，可以使用半导体显示装置诸如液晶显示装置、在每个像素中具备有机EL元件等发光元件的发光装置、电泳显示装置、DMD（数字微镜装置：Digital Micromirror Device）、PDP（等离子体显示面板:Plasma Display Panel)及FED（场致发射显示器：FieldEmission Display）等。
另外，除了电视广播接收用以外，用于个人计算机或广告显示等的所有信息显示的显示装置包括在显示装置中。尤其是，利用根据本发明的一个方式的蓄电装置是薄型且具有柔性而可以适用于薄型且具有曲面形状的信息显示用显示装置。
在图11中，安镶型照明装置8100是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置8103的电器设备的一个例子。具体地说，照明装置8100包括框体8101、光源8102及蓄电装置8103等。虽然在图11中例示蓄电装置8103设置在镶有框体8101及光源8102的天花板8104的内部的情况，但是蓄电装置8103也可以设置在框体8101的内部。尤其是，当照明装置8100具有曲面形状且薄型时，最合适使用根据本发明的一个方式的蓄电装置。照明装置8100既可以接受来自商业电源的电力供应，又可以使用蓄积在蓄电装置8103中的电力。因此，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置8103用作不间断电源，也可以利用照明装置8100。
另外，虽然在图11中例示设置在天花板8104的安镶型照明装置8100，但是根据本发明的一个方式的蓄电装置既可以用于设置在天花板8104以外的例如侧壁8105、地板8106或窗户8107等的安镶型照明装置，又可以用于台式照明装置等。
另外，作为光源8102，可以使用利用电力人工性地得到光的人工光源。具体地说，作为上述人工光源的一个例子，可以举出白炽灯泡、荧光灯等放电灯以及LED或有机EL元件等发光元件。
在图11中，具有室内机8200及室外机8204的空调器是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置8203的电器设备的一个例子。具体地说，室内机8200包括框体8201、送风口8202及蓄电装置8203等。虽然在图11中例示蓄电装置8203设置在室内机8200中的情况，但是蓄电装置8203也可以设置在室外机8204中。或者，也可以在室内机8200和室外机8204的双方中设置有蓄电装置8203。空调器既可以接受来自商业电源的电力供应，又可以使用蓄积在蓄电装置8203中的电力。尤其是，当在室内机8200和室外机8204的双方中设置有蓄电装置8203时，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置8203用作不间断电源，也可以利用空调器。
另外，虽然在图11中例示由室内机和室外机构成的分体式空调器，但是也可以将根据本发明的一个方式的蓄电装置用于在一个框体中具有室内机的功能和室外机的功能的一体式空调器。
在图11中，电冷藏冷冻箱8300是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置8304的电器设备的一个例子。具体地说，电冷藏冷冻箱8300包括框体8301、冷藏室门8302、冷冻室门8303及蓄电装置8304等。在图11中，蓄电装置8304设置在框体8301的内部。电冷藏冷冻箱8300既可以接受来自商业电源的电力供应，又可以使用蓄积在蓄电装置8304中的电力。因此，即使当由于停电等不能接受来自商业电源的电力供应时，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置8304用作不间断电源，也可以利用电冷藏冷冻箱8300。
另外，在上述电器设备中，微波炉等高频加热装置和电饭煲等电器设备在短时间内需要高电力。因此，通过将根据本发明的一个方式的蓄电装置用作用来辅助商业电源不够供应的电力的辅助电源，当使用电器设备时可以防止商业电源的总开关跳闸。
另外，在不使用电器设备的时间段，尤其是在商业电源的供应源能够供应的总电量中的实际使用的电量的比率（称为电力使用率）低的时间段中，将电力蓄积在蓄电装置中，由此可以抑制在上述时间段以外的时间段中电力使用率增高。例如电冷藏冷冻箱8300，在气温低且不进行冷藏室门8302或冷冻室门8303的开关的夜间，将电力蓄积在蓄电装置8304中。并且，在气温高且进行冷藏室门8302或冷冻室门8303的开关的白天，将蓄电装置8304用作辅助电源，由此可以抑制白天的电力使用率。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式7
在本实施方式中，参照图12A和12B说明使用本发明的一个方式的蓄电装置且具有曲面形状的电器设备的例子。
图12A示出手机的一个例子。手机8500除了安装在框体8501的显示部8502之外还具备操作按钮8503、外部连接端口8504、扬声器8505、麦克风8506等。另外，在手机8500的内部安装有本发明的一个方式的蓄电装置。
在图12A所示的手机8500中，可以用手指等触摸显示部8502来输入信息。另外，可以用手指等触摸显示部8502来进行如打电话或输入文字等的所有操作。
另外，通过对操作按钮8503进行操作，可以切换电源的ON、OFF或显示在显示部8502的图像的种类。例如，可以将电子邮件的编写画面切换为主菜单画面。
在此，在手机8500中组装有本发明的一个方式的具有柔性的蓄电装置。因此，该手机可以为具有弯曲形状且薄型的手机。
图12B示出腕带型的显示装置的一个例子。便携式显示装置8600具备框体8601、显示部8602、操作按钮8603以及收发信装置8604。另外，在便携式显示装置8600的内部安装有本发明的一个方式的蓄电装置。
便携式显示装置8600可以由收发信装置8604接收图像信号，且可以将所收到的图像显示在显示部8602。此外，也可以将音频信号发送到其他接收设备。
此外，可以由操作按钮8603进行电源的ON、OFF工作或所显示的图像的切换或者音量调整等。
在此，便携式显示装置8600组装有本发明的一个方式的具有柔性的蓄电装置。因此，可以提供具备弯曲的表面且薄型的便携式显示装置。
当然，只要具备本发明的一个方式的蓄电装置，就不局限于上述所示的电器设备。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
符号说明
100      蓄电元件
101      正极
102      负极
103      隔离体
104      卷绕部
105      联结部
200      蓄电元件
201      正极
202      负极
203      隔离体
204      卷绕部
205      联结部
206      柔性衬底
207      布线
300      蓄电元件
301      正极
302      负极
303      隔离体
304      卷绕部
305      联结部
400      蓄电元件
401      正极
402      负极
403      隔离体
404      卷绕部
405      联结部
406a      柔性衬底
406b      柔性衬底
407a      连接部
407b      连接部
500      正极
501      正极集电体
502      正极合剂层
503      正极活性物质
504      石墨烯
510      负极
511      负极集电体
512      负极合剂层
513      负极活性物质
514      石墨烯
515      负极活性物质
515a      共同部
515b      凸部
516      石墨烯
517      负极合剂层
600      辊
601      辊
602      辊
700      锂二次电池
701      外包装体
702      卷绕结构体
703      蓄电元件
8000      显示装置
8001      框体
8002      显示部
8003      扬声器部
8004      蓄电装置
8100      照明装置
8101      框体
8102      光源
8103      蓄电装置
8104      天花板
8105      侧壁
8106      地板
8107      窗户
8200      室内机
8201      框体
8202      送风口
8203      蓄电装置
8204      室外机
8300      电冷藏冷冻箱
8301      框体
8302      冷藏室门
8303      冷冻室门
8304      蓄电装置
8500      手机
8501      框体
8502      显示部
8503      操作按钮
8504      外部连接端口
8505      扬声器
8506      麦克风
8600      便携式显示装置
8601      框体
8602      显示部
8603      操作按钮
8604      收发信装置

Claims (10)

1.一种蓄电装置，包括：
夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部；以及
由所述正极和所述负极分别延伸到所述多个卷绕部的外部的部分构成的联结部，
其中，所述多个卷绕部通过所述联结部连接，
并且，通过使所述联结部弯曲而使所述蓄电装置具有柔性。
2.一种蓄电装置，包括：
夹着隔离体卷绕有正极和负极的多个卷绕部；
由所述正极和所述负极分别延伸到所述多个卷绕部的外部的部分构成的联结部；以及
多个柔性衬底，
其中，所述多个卷绕部通过所述联结部及所述柔性衬底连接，
并且，通过使所述联结部和所述柔性衬底弯曲而使所述蓄电装置具有柔性。
3.根据根据权利要求1至2中任一项所述的蓄电装置，
其中，所述多个卷绕部通过所述联结部串联连接。
4.根据根据权利要求1至2中任一项所述的蓄电装置，
其中，所述多个卷绕部通过所述联结部并联连接。
5.根据权利要求1至2中任一项所述的蓄电装置，
其中，所述多个卷绕部的卷绕数都相同。
6.根据权利要求1至2中任一项所述的蓄电装置，
其中，所述多个卷绕部及所述联结部与非水电解液一起封入在具有柔性的外包装体中。
7.根据权利要求1至2中任一项所述的蓄电装置，
其中，所述正极由正极集电体和正极合剂层形成，
并且，所述正极合剂层由正极活性物质和覆盖该正极活性物质的石墨烯形成。
8.根据权利要求1至2中任一项所述的蓄电装置，
其中，所述负极由负极集电体和负极合剂层形成，
并且，所述负极合剂层由其表面为凹凸状的负极活性物质和覆盖该负极活性物质的石墨烯形成。
9.根据权利要求7所述的蓄电装置，
其中，所述正极合剂层的厚度为20nm以上且100nm以下。
10.根据权利要求8所述的蓄电装置，
其中，所述负极合剂层的厚度为20nm以上且100nm以下。
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