CN103378337A - 蓄电装置以及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供可靠性高的片状的蓄电装置。上述蓄电装置包括具有柔性的基板、基板上的正极导线、基板上的负极导线以及基板上的多个蓄电元件，其中，多个蓄电元件每个都在外包装体的内部至少包括具有片状的正极、片状的负极以及具有正极与负极之间的电解质的叠层体，延伸到外包装体的外部的正极的端部通过设置在外包装体上的正极极耳与正极导线电连接，并且，延伸到外包装体的外部的负极的端部通过设置在外包装体上的负极极耳与负极导线电连接。

Description

蓄电装置以及其制造方法
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正极和负极，该正极是在由片状的铝等形成的正极集电体的两面上涂布包含吸留及释放锂离子的正极活性物质的正极混合剂，该负极是在由片状的铜等形成的负极集电体的两面上涂布包含吸留及释放锂离子的负极活性物质的负极混合剂。形成多次重叠卷绕上述正极和负极夹着隔离体的卷绕体，将正极极耳（positive tab）和负极极耳（negative tab）分别连接到正极和负极的各既定部，将其与非水电解质一起封入圆筒型、方型、硬币型等一定形状的容器中。虽然正极、隔离体、负极都具有柔性，但是在形成卷绕体并被封入容器中之后其形状被固定，所以柔性完全丧失。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质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缺点。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）而难以构成片状的电池。
另外，用于固体二次电池的固体电解质有各种问题，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片状的蓄电装置，该蓄电装置不使用固体二次电池、具有柔性且可靠性高。
本发明的一个方式通过在具有柔性的基板上配置多个不具有的柔性的蓄电元件，实现使整体具有柔性的蓄电装置。
本发明的一个方式是一种蓄电装置，该蓄电装置包括具有柔性的基板、设置在基板上的正极导线（positive electrode lead）、设置在基板上的负极导线（negative electrode lead）以及基板上二维地且周期性地排列的多个蓄电元件，其中，多个蓄电元件每个都在外包装体的内部至少包括具有片状的正极、片状的负极以及具有正极与负极之间的电解质的叠层体，延伸到外包装体的外部的正极的端部通过设置在外包装体上的正极极耳与正极导线电连接，并且，延伸到外包装体的外部的负极的端部通过设置在外包装体上的负极极耳与负极导线电连接。
另外，本发明的一个方式是一种制造蓄电装置的制造方法，该制造方法包括如下步骤：在基板上二维地且周期性地设置的多个凹部的每一个中，夹着电解质层叠片状的正极和片状的负极；通过对基板上配置的盖构件施加压力并进行加热，在凹部的内部对夹着电解质具有片状的正极和片状的负极的叠层体压缩成型；以使正极和负极的端部露出的方式切开成多个基板以及盖构件；通过在露出的正极的端部设置正极极耳且在露出的负极的端部设置负极极耳，形成将叠层体封在内部的多个蓄电元件；将多个蓄电元件二维地且周期性地排列在柔性基板上；使正极极耳与柔性基板具有的正极导线电连接；使负极极耳与柔性基板具有的负极导线电连接。
作为使用外包装体以及盖构件的叠层体的压缩成型，除了热以外，还可以利用光。就是说，作为盖构件除了热可塑性树脂、热固化树脂以外，也可以使用光固化树脂，还可以使用兼具热固化和光固化的性质的树脂。
在具有上述的结构的蓄电装置中，虽然各蓄电元件不具有柔性，但是作为配置多个该蓄电元件的基板使用具有柔性的材料，所以使整体可以具有能够弯曲的柔性。另外，各蓄电元件由外包装体以及盖构件密封，所以对蓄电装置的弯曲的可靠性高。再者，其对来自外部的污染侵入的抵抗强。因此，可以制造可靠性高的蓄电装置。
本发明的一个方式可以提供具有柔性且可靠性高的片状的蓄电装置。
附图说明
图1A至1D是说明蓄电装置的图；
图2是说明蓄电装置的图；
图3是说明蓄电装置的图；
图4A和4B是说明层叠体的图；
图5A和5B是说明蓄电装置的制造方法的图；
图6是说明蓄电装置的制造方法的图；
图7A至7C是说明蓄电装置的制造方法的图；
图8A至8E是说明蓄电装置的制造方法的图；
图9A至9C是说明蓄电装置的制造方法的图；
图10A至10C是说明正极的图；
图11A至11D是说明负极的图；
图12是说明电子设备的图；
图13A和13B是说明电子设备的图。
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以下的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3说明具有柔性和高可靠性的蓄电装置。作为蓄电装置的典型的例子，说明蓄电装置是锂二次电池的情况。
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是俯瞰本实施方式所示的蓄电装置100的示意图。蓄电装置100包括柔性基板101、蓄电元件102、正极导线103以及负极导线104。
作为柔性基板101，可以使用由树脂材料构成的基板。通过使用树脂材料，除了可以使基板具有柔性以外，与作为材料使用金属或玻璃的情况的相比，可以保持高强度且实现基板的轻量化。甚至，可以实现蓄电装置的轻量化，尤其是优选适用于具有便携式电子设备。
作为基板101的材料，例如可以使用聚醚砜（PES）、聚碳酸酯（PC）、聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）或聚萘二甲酸乙二醇酯（PEN）聚芳酯、聚丙烯、聚酯等的塑料。
图1B和1C是示出蓄电元件102的示意图。图1B是从上方斜视蓄电元件102的图，图1C是从下方斜视蓄电元件102的图。蓄电元件102包括具有凹部的长方体形状的外包装体300、外包装体300上的盖构件302以及从外包装体300的侧面到底面设置为L字状的极耳305。极耳305用作输入或输出蓄电元件102的电力的端子，其由导电性材料构成。在一个元件中至少设置两个极耳，一个用作正极极耳，另一个用作负极极耳。虽然未图示，但是在上述蓄电元件102的内部密封有进行蓄电的电极的叠层体。
另外，为了方便起见，虽然在附图中蓄电元件102的形状表示为长方体，但是不局限于该形状，在不脱离本发明的要旨的范围内可以适当地设计如去掉端部或角部的形状或者立方体等。另外，设置极耳305的位置不局限于上述的从外包装体300的侧面到底面的部分，可以设置在任意部分例如只在侧面或底面等。
图1D示出设置上述蓄电元件102之前的蓄电装置。在柔性基板101上设置有使用导电性材料形成的正极导线103和负极导线104，该基板用作电路基板。正极导线103包括用来与多个蓄电元件102的正极极耳连接的多个导线103a、与多个导线103a连接的总线103b以及用来与总线103b连接且与蓄电装置100的外部电连接的端子部103c。可以作为一个连续的布线图案来形成上述导线103a、总线103b以及端子部103c。或者，也可以在作为不同的布线图案分别形成之后，使用其他图案使导线103a、总线103b以及端子部103c电连接。
作为正极导线103和负极导线104的材料，使用导电性材料即可，但是使上述导线与柔性基板101一起弯曲，所以优选使用具有高延展性的材料。例如，可以使用不锈钢、金、铂、锌、铁、铜、铝、钛等的金属以及这些金属的合金等。
上述的正极导线103的结构与负极导线104的结构相同。就是说，负极导线104包括用来与多个蓄电元件102的负极极耳连接的多个导线104a、与多个导线104a连接的总线104b以及与用来总线104b连接且与蓄电装置100的外部电连接的端子部104c。
在对置的位置配置有总线103b和总线104b。以彼此平行的方式配置有从总线103b延伸的多个导线103a。与上述同样，以彼此平行的方式配置有从总线104b延伸的多个导线104a。再者，以彼此平行的方式配置有多个导线103a和多个导线104a。由此，分别为梳状的正极导线103和负极导线104以互相啮合的方式配置。
在图1D中，正极导线103和负极导线104表示为柔性基板101上形成的图案。但是，也可以正极导线103和负极导线104设置在柔性基板101的内部。在上述情况下，需要露出与蓄电装置100的外部电连接的端子部103c和端子部104c以及与各蓄电元件102电连接的导线103a的一部分和导线104a的一部分。另外，在上述露出的部分中，为了防止氧化、保持机械强度、提高与电连接的对象的密接性等等，也可以设置金（Au）等的金属薄膜或ITO等的氧化物半导体薄膜。
另外，作为具有正极导线103和负极导线104的柔性基板101，可以使用柔性印刷电路基板（FPC:Flexible Printed Circuit）。作为柔性印刷电路基板，采用在膜状的绝缘体上形成粘合层并在其上具有用作布线的导电性薄膜的结构，端子部或焊接部以外的部分被绝缘体覆盖且受到保护。柔性印刷电路基板具有柔性且能够变形，所以作为具有正极导线103和负极导线104的柔性基板101，可以将其用于根据本发明的一个方式的蓄电装置100。
当作为具有正极导线103和负极导线104的柔性基板101使用柔性印刷电路基板时，作为膜状的绝缘体可以使用聚酰亚胺或阻焊剂作为材料，作为导电性薄膜可以使用铜。
在如图1D所示的具有正极导线103和负极导线104的柔性基板101上，二维地且周期性地排列有多个蓄电元件102（参照图1A）。在图1D中，如上述那样分别为梳状的正极导线103和负极导线104以互相啮合的方式配置。蓄电元件102为了与导线103a以及导线103a相邻的导线104a连接，与导线103a以及导线104a重叠地设置。在从蓄电元件102的侧面到底面设置的两个极耳305中，一个与导线103a电连接，另一个与导线104a电连接。
为了极耳305与导线103a和导线104a电连接，可以使用用于IC芯片与电路基板连接的SMT（Surface Mount Technology：表面安装技术）等的安装技术。焊料、焊膏、导电膏等用于连接。另外，根据工艺温度可以使用各向异性导电薄膜、各向异性导电膏、包含金属粒子的树脂等。
如上述那样，通过多个蓄电元件102与正极导线103和负极导线104电连接，可以形成大容量的蓄电装置100。如图1D所示那样，通过分别为梳状的正极导线103和负极导线104以互相啮合的方式配置，可以将所有蓄电元件102并联连接并实现蓄电装置100的大容量化。
另外，也可以将蓄电元件102串联连接得到高输出的蓄电装置100，或者可以组合蓄电元件102的串联连接和并联连接实现任意的容量以及输出。由此，可以自由地设计正极导线103和负极导线104的图案，不局限于上述所示的梳状。也可以利用树脂或保护薄膜覆盖端子部103之外的部分的正极导线103、负极导线104以及蓄电元件102。
图2是使蓄电装置100的一部分弯曲的情况的示意图。柔性基板101具有柔性，所以能够变形。根据柔性基板101的变形，设置在柔性基板上的正极导线和负极导线变形。另一方面，排列在柔性基板101上的蓄电元件102不具有柔性，所以蓄电元件102本身不弯曲。另外，当蓄电元件102的尺寸比柔性基板101的尺寸小时，通过柔性基板101中的不设置蓄电元件102的区域变形，即使蓄电元件102不变形蓄电装置100也可以弯曲。
就是说，通过具有柔性基板101的不设置蓄电元件102的区域，蓄电装置100可以具有柔性。另外，在图2中，虽然沿平行（或垂直）于蓄电元件102的排列的方向使蓄电装置100弯曲，但是不局限于该方向，可以使其沿任意的方向弯曲。根据蓄电元件102在柔性基板101中所占的面积（即、蓄电元件的尺寸）、蓄电元件102的高低、柔性基板101的材质、使蓄电装置100弯曲的方向等，决定具有柔性基板101的不设置蓄电元件102的区域的可动区域。如图3所示那样，通过将正极导线103a、负极导线104a以及蓄电元件102之间的间隔适当地设计，可以设定蓄电装置100的可动区域。具体而言，在图3中，可以任意设定蓄电元件102之间的间隔105以及相邻的正极导线103a和负极导线104a之间的间隔106、间隔107等。
如上述那样，通过在柔性基板101上将正极导线103、负极导线104以及蓄电元件102适当地配置，可以制造具有柔性的蓄电装置100。
另外，在图1A中，在柔性基板101上使多个蓄电元件102排列而只形成蓄电区域，但还可以在柔性基板101上设置用来防止过充电或过放电等的电路（未图示）。在上述情况下，通过与蓄电元件102同样也安装构成该电路的具有封装结构的多个LSI，可以使含有电路的蓄电装置100整体具有柔性。
作为上述电路，除了用来防止过充电或过放电的监视电路以外，可以分别设置收集单元电压（cell voltage）或单元温度的数据的电路、控制单元平衡器（cell balancer）的电路、管理电池劣化状态的电路、计算电池余量（（充电率）State Of Charge:SOC）的电路、控制检测故障的电路等。
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2
在本实施方式中，参照图4A至图9C说明一种蓄电元件的制造方法的一个例子，该蓄电元件是用于实施方式1所示的具有柔性的蓄电装置的。
（叠层体的结构以及其制造方法）
上述蓄电元件102具有在外包装体300的内部用来蓄电的叠层体200。如图4A所示那样，层叠体200包括都是片状的正极201、电解质202以及负极203。另外，负极203被袋状的隔离体204包裹。此外，为了与设置在蓄电元件102的侧面及底面的极耳305连接，正极201和负极203的一部分延伸至外部。除上述延伸的部分以外，正极201、电解质202以及负极203几乎都是相同的形状的片状。如图4B所示那样，通过使上述延伸至外部的部分以外的形状一致形成层叠体200，可以将它们放在下述外包装体的凹部。
作为电解质202，优选使用聚合物固体电解质。聚合物固体电解质是指利用聚合物（高分子材料）使包含载体离子的液体凝固而成为在外观上像固体那样的凝胶聚合物电解质。如上述那样，通过使用凝胶化的高分子材料使电解质变为准固体状态，包括液体泄漏性等的安全性得到提高。而且，可以实现蓄电装置的薄型化以及轻量化。作为凝胶化的高分子材料的典型例子，可以举出硅酮胶、丙烯酸树脂胶、丙烯腈胶、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、氟类聚合物等。
作为与高分子材料复合的溶质，使用具有载体离子的材料。作为溶质，可以以任意组合及比率使用LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiPF6、Li（C2F5SO2）2N、LiAlCl4、LiSCN、LiBr、LiI、Li2SO4、Li2B10Cl10、Li2B12Cl12、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiC（CF3SO2）3、LiC（C2F5SO2）3、LiN（CF3SO2）2、LiN（C4F9SO2）（CF3SO2）等锂盐中的一种或上述中的两种以上。
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。
隔离体204具有如下功能：使正极201与负极203分离；保持电解质来确保正极和负极之间的离子导电性。作为隔离体204，例如可以使用聚丙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、纤维素、聚丁烯、尼龙、聚酯、聚砜、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯等的多孔绝缘体。另外，也可以如玻璃纤维等无纺布或玻璃纤维与高分子纤维复合的隔膜。
图4A示出从下面依次层叠正极201、电解质202、被袋状的隔离体204包裹的负极203、电解质202以及正极201的结构。通过采用上述结构，可以以负极203为公共电极在其上下形成电池结构。
但是叠层结构不局限于上述结构，采用至少依次层叠正极201、电解质202以及负极203的叠层体或者依次层叠负极203、电解质202以及正极201的叠层体，即可。另外，虽然在图4A中将袋状的隔离体204设置在负极203中，但是也可以将其设置在正极201中。再者，隔离体204不局限于袋状，也可以在正极201及负极203与电解质202之间都设置片状的隔离体。
再者，隔着电解质202的正极201和负极203的叠层也可以是两层以上。就是说，可以隔着电解质202交替多次层叠多个正极201及负极203，根据叠层的数量可以增大蓄电元件102的充放电容量。注意，当增加叠层的数量时，需要注意蓄电元件102本身变高。
以下，示出蓄电元件102的制造方法。
图5A示出用来封入叠层体200的外包装体300。以后，虽然外包装体300被切割成对应于叠层体200的尺寸，但是其初期状态为板状，其具有周期性地排列的多个凹部301。多个凹部301的排列不局限于图5A所示的矩阵状，可以为任意排列，优选为以后当切割外包装体300时可以容易切割的形状。另外，可以将外包装体300的尺寸、凹部301的数量以及凹部之间的间隔自由地设定，所以优选尽可能选择生产性高的条件。
外包装体300具有保护内部的叠层体以避免蓄电装置100弯曲时产生的应力的功能。另外，其具有保护内部的叠层体以避免水分或污染物的功能。所以作为外包装体300的材料，优选使用能够实现上述功能且可以与以后形成的盖构件一起切割的材料。作为上述材料，例如，可以使用酚醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯树脂、环氧树脂以及邻苯二甲酸二丙烯酯树脂等热固化树脂。
将上述叠层体200放在该外包装体300的凹部301中。关于叠层体200，既可以制造预先层叠正极和负极等的层叠体，又可以将形成叠层体200的正极等放在凹部301中来在凹部301中以形成叠层体200的方式层叠（参照图6）。在任何情况下，优选使凹部301和叠层体200的平面形状大致一致。凹部301中的叠层体200既可以在多个凹部301中按顺序形成，又可以同时形成。
图7A是示出如上述那样将上述叠层体200放在该外包装体300的凹部301中的情况的示意图。在上述情况下，与凹部301的深度相比，叠层体200具有稍厚的厚度。
接着，如图7B和7C所示那样，在凹部301中包括叠层体200的外包装体300上设置盖构件302。
为了将叠层体200密封在外包装体300中，作为盖构件302的材料，优选使用热可塑性树脂。例如，可以使用聚乙烯、聚丙烯、氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯以及氯乙烯树脂。另外，也可以使用热固化树脂或光固化树脂。此时，为了当下一程序的密封时进行盖构件302与外包装体300粘合，也可以在外包装体300与盖构件302之间设置粘合层。
以后，通过在从盖构件302的上面施加压力的同时进行加热，使盖构件302的一部分熔融而对其进行压缩成型。通过熔融了的盖构件302的一部分充填在包括叠层体200的凹部301中，叠层体200被无间隙地密封在外包装体300和盖构件302的内部。另外，也可以当进行压缩成型时预先将充填剂(例如，干燥剂或惰性气体)放在凹部301中。
通过上述步骤，可以将叠层体200封在包装体300及盖构件302的内部。
接着，通过利用切块机切割包装体300和盖构件302，分割成将叠层体200封在内部的各部分。如图8A所示那样，通过沿多个切割线303切割外包装体300和盖构件302，可以分割成将封在内部的各部分。
在上述分割程序中，以在分割面上使叠层体200具有的正极和负极的端部露出的方式切断包含正极和负极的一部分的外包装体300和盖构件302。图8B和8C示出将叠层体200封在内部的分割的各部分。在图8B和8C中，通过切割在分割面上露出叠层体200的负极203的端部304。对位于与此对置的面的正极与上述负极同样。
接着，如图8D和8E所示那样，在将叠层体200封在内部的各部分形成极耳305，制造蓄电元件102。在两个地方作为正极极耳和负极极耳形成极耳305。以与因上述分割而产生的负极的端部304和正极的端部分别电连接的方式形成极耳305。另外，为了与柔性基板具有的正极导线和负极导线连接，优选从蓄电元件102的侧面向底面延伸而形成极耳305（参照图8E）。
极耳305使用导电性材料形成，例如可以使用金等金属或银膏。通过镀敷法、溅射法以及涂敷法以所希望的形状形成在外包装体300的侧面或底面上。
通过上述步骤，形成蓄电元件102。另外，除与正极和负极连接的极耳的一部分以外，蓄电元件102也可以另行使用树脂等进行一体成型。通过上述一体成型，可以进一步提高蓄电元件102的可靠性。
另外，如上述那样，也可以以将正极-负极的叠层设定为三层以上的多层的方式形成叠层体200。图9A至9C示出将正极-负极的叠层设定为三层以上的多层的叠层体306的示意图。当使用图9B所示的多层的叠层体306时，通过分割程序，在外包装体300的分割面上多个正极或多个负极的端部304露出（参照图9A）。在阳极端部之间的间隙、阴极端部之间的间隙中充填有盖构件302的一部分或树脂。阳极端部及阴极端部也可以不以被盖构件302的一部分或树脂容易包裹的方式互相重叠（未图示）。另一方面，也可以不使阳极端部与阴极端部彼此绝缘而合在一起。
通过以覆盖上述露出的所有的端部304的方式设置极耳305，制造蓄电元件102。
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，说明用于实施方式1及2所说明的层叠体的正极和负极的结构以及其制造方法。
（正极及其制造方法）
首先，说明正极及其制造方法。图10A是正极500的截面图。在正极500中在正极集电体501的两面上形成正极混合剂层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，可以使用添加有硅、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（片状）、网状、冲孔网金属状、压拉制网金属状等形状。
作为正极混合剂层502的材料，可以使用能够插入及脱离锂离子的材料，例如可以举出具有橄榄石型的结晶结构、层状岩盐型结晶结构或者尖晶石型结晶结构的含锂复合氧化物等。
作为具有橄榄石型的结晶结构的含锂复合氧化物，例如可以举出以通式LiMPO4（M为Fe（II）、Mn（II）、Co（II）、Ni（II）中的一种以上）表示的复合氧化物。作为通式LiMPO4的典型例子，可以举出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。
尤其是，LiFePO4均衡地满足正极活性物质被要求的项目诸如安全性、稳定性、高容量密度、高电位、初期氧化（充电）时能够抽出的锂离子的存在等，所以是优选的。
作为具有层状岩盐型的结晶结构的含锂复合氧化物，例如可以举出：钴酸锂（LiCoO2）；LiNiO2；LiMnO2；Li2MnO3；LiNi0.8Co0.2O2等NiCo类（通式为LiNixCo1-xO2（0＜x＜1））；LiNi0.5Mn0.5O２等NiMn类（通式为LiNixMn1-xO2（0＜x＜1））；以及LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2等NiMnCo类（也称为NMC。通式为LiNixMnyCo1-x-yO2（x＞0，y＞0，x＋y＜1））。而且，还可以举出Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2、Li2MnO3-LiMO2（Ｍ＝Co、Ni、Mn）等。
LiCoO2具有电容大、与LiNiO2相比在大气中稳定以及与LiNiO2相比热稳定等优点，所以是特别优选的。
作为具有尖晶石型的结晶结构的含锂复合氧化物，例如可以举出LiMn2O4、Li1+xMn2-xO4、Li(MnAl)2O4、LiMn1.5Ni0.5O4等。
当对含有LiMn2O4等锰的具有尖晶石型的结晶结构的含锂复合氧化物混合少量镍酸锂（LiNiO2或LiNi1-xMO2（M＝Co、Al等））时，有抑制锰的洗提以及电解质的分解等优点，所以是优选的。
此外，作为正极活性物质，可以使用以通式Li(2-j)MSiO4（M为Fe（II）、Mn（II）、Co（II）、Ni（II）中的一种以上，0≤j≤2）表示的复合氧化物。作为通式Li(2-j)MSiO4的典型例子，可以举出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为1以下，0＜k＜1，0＜l＜1）、Li(2-j)FemNinCoqSiO4、Li(2-j)FemNinMnqSiO4、Li(2-j)NimConMnqSiO4（m+n+q为1以下，0＜m＜1，0＜n＜1，0＜q＜1)、Li(2-j)FerNisCotMnuSiO4（r+s+t+u为1以下，0＜r＜1，0＜s＜1，0＜t＜1，0＜u＜1）等。
此外，作为正极活性物质，可以使用以通式AxM2(XO4)3（A＝Li、Na、Mg，M＝Fe、Mn、Ti、V、Nb、Al，X＝S、P、Mo、W、As、Si）表示的钠超离子导体（nasicon）型化合物。作为钠超离子导体型化合物，可以举出Fe2(MnO4)3、Fe2(SO4)3、Li3Fe2(PO4)3等。此外，作为正极活性物质，可以举出：以通式Li2MPO4F、Li2MP2O7、Li5MO4（M＝Fe、Mn）表示的化合物；NaF3、FeF3等钙钛矿氟化物；TiS2、MoS2等金属硫族化合物（硫化物、硒化物、碲化物）；LiMVO4等具有反尖晶石型的结晶结构的含锂复合氧化物；钒氧化物类（V2O5、V6O13、LiV3O8等）；锰氧化物类；以及有机硫类等材料。
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，正极混合剂层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，正极混合剂层502不局限于与正极集电体501的两面直接接触地形成的情况。也可以在正极集电体501与正极混合剂层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与正极混合剂层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或正极混合剂层502的应力的应力缓和层；等等。
图10B是正极混合剂层502的平面图，该正极混合剂层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。
在本说明书中，石墨烯包括单层石墨烯或者两层以上且100层以下的多层石墨烯。单层石墨烯是指具有π键的一原子层的碳分子片。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并未都被脱离，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2原子％以上且20原子％以下，优选为3原子％以上且15原子％以下。
在此，当还原氧化石墨烯而得到的石墨烯为多层石墨烯时，石墨烯的层间距离为0.34nm以上且0.5nm以下，优选为0.38nm以上且0.42nm以下，更优选为0.39nm以上且0.41nm以下。在一般的石墨中，单层石墨烯的层间距离为0.34nm，用于根据本发明的一个方式的蓄电装置的石墨烯的层间距离比上述单层石墨烯的层间距长，因此，多层石墨烯的层间中的载体离子的迁移变容易。
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的粒径优选为更小。
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10C是图10B的正极混合剂层502的一部分的截面图。正极混合剂层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。
至于正极混合剂层502的厚度，在20mm以上且100mm以下的范围内选择所希望的厚度。另外，优选的是，适当地调整正极混合剂层502的厚度，以避免产生裂纹和剥离。
另外，正极混合剂层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，充放电使正极混合剂层变得脆弱，而使正极混合剂层的一部分破损，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混合剂层的破损。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结合的功能。
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混合剂层中，这样可以增加每正极混合剂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，说明正极混合剂层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的两面涂敷该浆料。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并未都被还原，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上形成既定形状的正极混合剂层502。其结果，正极混合剂层的导电性得到提高。由于氧化石墨烯在其表面上具有包含氧的官能团，所以在NMP（N-甲基吡咯烷酮）等极性溶剂中带负电。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，而可以提高正极混合剂层的导电性。
在正极集电体501上形成正极混合剂层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11A说明负极及其制造方法。
如图11A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的两面上的负极混合剂层512。
负极集电体511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（片状）、网状、冲孔网金属状、压拉制网金属状等形状。
负极混合剂层512设置在负极集电体511的两面。作为用于负极混合剂层512的负极活性物质，可以使用能够溶解并析出锂或者能够插入并脱离锂离子的材料，例如，可以举出锂金属、碳类材料以及合金类材料等。
锂金属的氧化还原电位低（相对于标准氢电极-3.045V）且每重量和每体积的比容量大（分别是3860mAh/g、2062mAh/cm3），所以是优选的。
作为碳类材料，可以举出石墨、易石墨化碳（soft carbon）、难石墨化碳（hard carbon）、碳纳米管、石墨烯以及碳黑等。
作为石墨，可以举出中间相碳微球(MCMB)、焦炭基人造石墨（coke-based artificial graphite）、沥青基人造石墨（pitch-based artificial graphite）等人造石墨或球状化天然石墨等的天然石墨。
当锂离子插入在石墨中时（当生成锂-石墨层间化合物时），石墨示出与锂金属相同程度的低的电位（0.1V至0.3V vs. Li＋/Li）。由此，锂离子电池可以示出高工作电压。再者，石墨具有如下优点：每单位体积的容量比较高；体积膨胀小；便宜；与锂金属相比安全性高等，所以是优选的。
作为负极活性物质，也可以使用能够利用与锂金属的合金化及脱合金化反应发生充放电反应的合金类材料。例如，可以举出包含Al、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Ag、Zn、Cd、In和Ga中的至少一种的材料。这种元素的容量比碳高，尤其是硅的理论容量显著高，即4200mAh/g。由此，优选将硅用于负极活性物质。作为使用这种元素的合金类材料，例如可以举出SiO、Mg2Si、Mg2Ge、SnO、SnO2、Mg2Sn、SnS2、V2Sn3、FeSn2、CoSn2、Ni3Sn2、Cu6Sn5、Ag3Sn、Ag3Sb、Ni2MnSb、CeSb3、LaSn3、La3Co2Sn7、CoSb3、InSb和SbSn等。
此外，作为负极活性物质，可以使用氧化物诸如二氧化钛（TiO2）、锂钛氧化物（Li4Ti5O12）、锂-石墨层间化合物（LixC6）、五氧化铌（Nb2O5）、氧化钨（WO2）、氧化钼（MoO2）等。
此外，作为负极活性物质，可以使用具有锂和过渡金属的氮化物的Li3N型结构的Li3-xMxN（M=Co、Ni、Cu）。例如，Li2.6Co0.4N3呈现大充放电容量（900mAh/g），所以是优选的。
当使用锂和过渡金属的氮化物时，在负极活性物质中包含锂离子，因此可以将其与用作正极活性物质的不包含锂离子的V2O5、Cr3O8等材料组合，所以是优选的。注意，当将含有锂离子的材料用作正极活性物质时，通过预先使锂离子脱离，也可以使用锂和过渡金属的氮化物。
另外，作为负极活性物质可以使用起转化反应的材料。例如，也可以将氧化钴(CoO)、氧化镍（NiO）、氧化铁（FeO）等的与锂不发生合金化反应的过渡金属氧化物用于负极活性物质。作为发生转化反应的材料，还可以举出Fe2O3、CuO、Cu2O、RuO2、Cr2O3等氧化物；CoS0.89、NiS、CuS等硫化物；Zn3N2、Cu3N、Ge3N4等氮化物；NiP2、FeP2、CoP3等磷化物；FeF3、BiF3等氟化物。另外，上述氟化物的电位高，所以也可以将其用于正极活性物质。
作为负极活性物质，与黑铅相比，锗、硅、锂、铝的理论容量大。如果理论容量大，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元件或蓄电装置的小型化。
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、焙烧来制造的负极混合剂层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，也可以在负极混合剂层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结合的功能。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，例如对黑铅的粉末混合溶解有聚偏氟乙烯等偏氟乙烯类聚合物等的NMP作为粘合剂，而形成浆料。接着，在负极集电体511的一个面或两面涂敷该浆料并使其干燥。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混合剂层。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，这容易导致负极混合剂层的剥离。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11A至11D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11A是负极510的截面图。在负极中，在负极集电体511的两面上形成负极混合剂层512。另外，负极混合剂层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11B示出负极混合剂层512的一部分的平面图。负极混合剂层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填充于其内部的石墨烯514构成。当俯视负极混合剂层512时，多个负极活性物质513的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11C是示出图11B的负极混合剂层512的一部分的截面图。图11C示出负极活性物质513以及在俯视负极混合剂层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。
至于负极混合剂层512的厚度，在20mm以上且100mm以下的范围内选择所希望的厚度。
另外，负极混合剂层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地展宽的碳粒子（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，也可以对负极混合剂层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混合剂层512的表面形成锂层的方法。或者，可以通过在负极混合剂层512的表面设置锂箔，对负极混合剂层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的正极混合剂层502中生成石墨烯504时，优选对负极混合剂层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，因充放电而负极混合剂层变得脆弱，负极活性物质层的一部分受到损坏，使得蓄电装置的可靠性（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蓄电装置中，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或收缩，也可以通过石墨烯514防止负极活性物质513的粉末化及负极混合剂层512的损坏。也就是说，根据本发明的一个方式的蓄电装置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之间的结合。因此，通过使用负极510可以提高蓄电装置的耐久性。
也就是说，当形成负极混合剂层512时不需要使用粘合剂或者使用微量的粘合剂即可，因此可以增加固定重量（固定体积）的负极混合剂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，在形成负极混合剂层512时不需要使用导电助剂或者使用微量的粘合剂即可，因此可以增加固定重量（固定体积）的负极混合剂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在负极混合剂层512中形成有高效且充分的传导通路（载体离子的传导通路），因此负极混合剂层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11B和11C所示的负极混合剂层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炼而形成浆料。
接着，在负极集电体511上涂敷上述浆料。并且，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，使用电能来电化学还原氧化石墨烯或者利用加热处理使石墨烯热还原氧化来生成石墨烯514。通过上述工序，可以在负极集电体511的两面上形成负极混合剂层512，由此可以制造负极510。
接着，说明图11D所示的负极的结构。
图11D是示出在负极集电体511上形成有负极混合剂层517的截面图。负极混合剂层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。再者，负极活性物质515也可以不包括共同部515a而只由凸部515b构成。
当图11D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的体积发生膨胀或收缩，也能够防止负极活性物质515的粉末化及负极混合剂层517的损坏。
另外，当负极混合剂层的表面与构成蓄电装置的电解质接触时，电解质与负极活性物质发生反应，而在负极的表面上形成膜。该膜能够缓和负极与电解质之间的反应而保持稳定，所以被认为是稳定化所需要的。但是，当该膜的厚度较厚时，载体离子不容易被负极吸留，而出现电极与电解质之间的载体离子的传导性降低、消耗电解质等问题。
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上作为负极集电体511的一部分形成凸部，以覆盖该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。在上述情况下，包括负极集电体511的一部分的凸部用作薄膜状的负极活性物质的芯，所以可以提高负极活性物质的强度，尤其是当负极活性物质为由于载体离子的吸留及释放而膨胀收缩显著的硅时有效。
下面，说明图11D所示的负极混合剂层517的制造方法。
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的两面上。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的两面上设置凹凸状的负极活性物质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。或者，既可以利用热能使石墨烯热还原而生成石墨烯516，又可以使用还原剂化学还原而生成石墨烯516。再者，还可以组合上述还原方法生成石墨烯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混合剂层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混合剂层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电体。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混合剂层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。
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4
根据本发明的一个方式的蓄电装置可以用作使用电力驱动的各种电子设备的电源。在此，电子设备是指包含利用电力发挥作用的部分的所有工业产品。电子设备不局限于家电等民用电子设备，其广泛地包括商用、工业用、军事用等各种用途的电子设备。
作为使用根据本发明的一个方式的蓄电装置的电子设备的具体例子，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子设备的范畴内。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，在上述电子设备中，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，在上述电子设备中，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子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，在上述电子设备中，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子设备的辅助电源，可以使用根据本发明的一个方式的蓄电装置。
图12示出上述电子设备的具体结构。在图12中，显示装置600是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置604的电子设备的一个例子。具体地说，显示装置600相当于电视广播接收用显示装置，包括框体601、显示部602、扬声器部603及蓄电装置604等。根据本发明的一个方式的蓄电装置604设置在框体601的内部。显示装置600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604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604用作不间断电源，也可以利用显示装置600。
作为显示部602，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：Field Emission 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。
在图12中，安镶型照明装置610是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置613的电子设备的一个例子。具体地说，照明装置610包括框体611、光源612及蓄电装置613等。虽然在图12中例示蓄电装置613设置在镶有框体611及光源612的天花板614的内部的情况，但是蓄电装置613也可以设置在框体611的内部。尤其是，当照明装置610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610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613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613用作不间断电源，也可以利用照明装置610。
另外，虽然在图12中例示设置在天花板614的安镶型照明装置610，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614以外的例如侧壁615、地板616或窗户617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612，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12中，具有室内机620及室外机624的空调器是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置623的电子设备的一个例子。具体地说，室内机620包括框体621、送风口622及蓄电装置623等。虽然在图12中例示蓄电装置623设置在室内机620中的情况，但是蓄电装置623也可以设置在室外机624中。或者，也可以在室内机620和室外机624的双方中设置有蓄电装置623。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623中的电力。尤其是，当在室内机620和室外机624的双方中设置有蓄电装置623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623用作不间断电源，也可以利用空调器。
另外，虽然在图12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12中，电冷藏冷冻箱630是使用根据本发明的一个方式的蓄电装置634的电子设备的一个例子。具体地说，电冷藏冷冻箱630包括框体631、冷藏室门632、冷冻室门633及蓄电装置634等。在图12中，蓄电装置634设置在框体631的内部。电冷藏冷冻箱630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634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634用作不间断电源，也可以利用电冷藏冷冻箱630。
另外，在上述电子设备中，微波炉等高频加热装置和电饭煲等电子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，当使用电子设备时可以防止商业电源的总开关跳闸。
另外，在不使用电子设备的时间段，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630，在气温低且不进行冷藏室门632或冷冻室门633的开关的夜间，将电力蓄积在蓄电装置634中。并且，在气温高且进行冷藏室门632或冷冻室门633的开关的白天，将蓄电装置634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5
在本实施方式中，参照图13A和13B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子设备的例子。
图13A示出手机的一个例子。手机700除了安装在框体701的显示部702之外还具备操作按钮703、外部连接端口704、扬声器705、麦克风706等。另外，在手机700的内部安装有本发明的一个方式的蓄电装置。
在图13A所示的手机700中，可以用手指等触摸显示部702来输入信息。另外，可以用手指等触摸显示部702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703进行操作，可以切换电源的ON、OFF或显示在显示部702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700中组装有本发明的一个方式的具有柔性的蓄电装置。在图13A中，在横方向上使手机700弯曲为上凸形状。因此，本发明的一个方式的蓄电装置以在手机700的横方向上具有柔性的方式配置，即可。如此，可以实现具有弯曲的形状且薄型的手机。
图13B示出腕带型的显示装置的一个例子。便携式显示装置800具备框体801、显示部802、操作按钮803以及收发信装置804。另外，在便携式显示装置800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800可以由收发信装置804接收图像信号，且可以将所收到的图像显示在显示部802。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803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800组装有本发明的一个方式的具有柔性的蓄电装置。在图13B中，在竖方向上使便携式显示装置800弯曲为上凸形状。因此，本发明的一个方式的蓄电装置以在便携式显示装置800的竖方向上具有柔性的方式配置，即可（未图示）。例如，可以使本发明的一个方式的蓄电装置弯曲而将其安装在显示部802的后面。因此，可以实现具有弯曲的形状且薄型的手机。
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子设备。
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  蓄电装置
101  柔性基板
102  蓄电元件
103  正极导线
103a  导线
103b  总线
103c  端子部
104  负极导线
104a  导线
104b  总线
104c  端子部
200  叠层体
201  正极
202  电解质
203  负极
204  隔离体
300  外包装体
301  凹部
302  盖构件
303  切割线
304  端部
305  极耳
306  叠层体
500  正极
501  正极集电体
502  正极混合剂层
503  正极活性物质
504  石墨烯
510  负极
511  负极集电体
512  负极混合剂层
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  负极混合剂层
600  显示装置
601  框体
602  显示部
603  扬声器部
604  蓄电装置
610  照明装置
611  框体
612  光源
613  蓄电装置
614  天花板
615  侧壁
616  地板
617  窗户
620  室内机
621  框体
622  送风口
623  蓄电装置
624  室外机
630  电冷藏冷冻箱
631  框体
632  冷藏室门
633  冷冻室门
634  蓄电装置
700  手机
701  框体
702  显示部
703  操作按钮
704  外部连接端口
705  扬声器
706  麦克风
800  便携式显示装置
801  框体
802  显示部
803  操作按钮
804  收发信装置。

Claims (12)

1.一种蓄电装置，包括：
柔性基板；
所述柔性基板上的第一电极导线；
所述柔性基板上的第二电极导线；以及
所述第一电极导线和所述第二电极导线上的多个蓄电元件，所述多个蓄电元件中的每一个包括：
  第一外包装体；
  所述第一外包装体上的第一电极片；
  所述第一电极片上的电解质：
  所述电解质上的第二电极片；
  所述第二电极片上的第二外包装体，所述第二外包装体附着于所述第一外包装体；
  所述第一外包装体的第一侧部、所述第一电极片的第一侧部以及所述第二外包装体的第一侧部上且所述第一外包装体下的第一电极极耳，所述第一电极极耳与所述第一电极片电连接；以及
  所述第一外包装体的第二侧部、所述第二电极片的第二侧部以及所述第二外包装体的第二侧部上且所述第一外包装体下的第二电极极耳，所述第二电极极耳与所述第二电极片电连接，
其中，所述多个蓄电元件的所述第一电极极耳与所述第一电极导线电连接，
并且，所述多个蓄电元件的所述第二电极极耳与所述第二电极导线电连接。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中所述电解质是聚合物固体电解质。
3.根据权利要求1所述的蓄电装置，其中所述第二外包装体使用热可塑性树脂、热固化树脂或光固化树脂形成。
4.一种蓄电装置，包括：
柔性基板；
所述柔性基板上的第一电极导线；
所述柔性基板上的第二电极导线；以及
所述第一电极导线和所述第二电极导线上的多个蓄电元件，所述蓄电元件中的每一个包括：
  第一外包装体；
  所述第一外包装体上的第一电极片；
  所述第一电极片上的电解质；
  所述电解质上的第二电极片：
  所述第二电极片上的电解质：
  所述电解质上的第三电极片；
  所述第二电极片上的第二外包装体，所述第二外包装体附着于所述第一外包装体；
  所述第一外包装体的第一侧部、所述第一电极片的第一侧部、所述第三电极片的第一侧部以及所述第二外包装体的第一侧部上且所述第一外包装体下的第一电极极耳，所述第一电极极耳与所述第一电极片及所述第三电极片电连接；以及
  所述第二外包装体的第二侧部、所述第二电极片的第二侧部以及所述第二外包装体的第二侧部上且所述第一外包装体下的第二电极极耳，所述第二电极极耳与所述第二电极片电连接，
其中，所述多个蓄电元件的所述第一电极极耳与所述第一电极导线电连接，
并且，所述多个蓄电元件的所述第二电极极耳与所述第二电极导线电连接。
5.根据权利要求4所述的蓄电装置，其中所述电解质是聚合物固体电解质。
6.根据权利要求4所述的蓄电装置，其中所述第二外包装体使用热可塑性树脂、热固化树脂或光固化树脂形成。
7.一种制造蓄电装置的方法，包括如下步骤：
在第一基板的凹部中设置第一电极片；
在所述第一电极片上夹着电解质设置第二电极片；
在所述第二电极片上设置第二基板；
将所述第二基板附着于所述第一基板；
沿着所述凹部切断所述第一基板、所述第一电极片、所述第二电极片和所述第二基板以形成蓄电部分，由此从所述蓄电部分的侧部使所述第一电极片的一部分和所述第二电极片的一部分露出；
形成所述蓄电部分的侧部上且所述蓄电部分下的第一电极极耳以便与所述第一电极片电连接；
形成所述蓄电部分的侧部上且所述蓄电部分下的第二电极极耳以便与所述第二电极片电连接；以及
在形成在柔性基板上的第一电极导线和第二电极导线上排列并固定所述蓄电部分， 
其中，所述第一电极极耳及所述第二电极极耳分别与所述第一电极导线及所述第二电极导线电连接。
8.根据权利要求7所述的蓄电装置的制造方法，其中所述电解质是聚合物固体电解质。
9.一种包括根据权利要求7所述的方法制造的蓄电装置的电子设备。
10.一种制造蓄电装置的方法，包括如下步骤：
在第一基板的多个凹部中设置第一电极片；
在所述第一电极片上夹着电解质设置第二电极片；
在所述第二电极片上夹着电解质设置第三电极片；
在所述第三电极片上设置第二基板；
将所述第二基板附着于所述第一基板；
沿着所述多个凹部切断所述第一基板、所述第一电极片、所述第二电极片、所述第三电极片和所述第二基板形成蓄电部分，由此从所述蓄电部分的侧部使所述第一电极片的部分、所述第二电极片的部分和所述第三电极片的部分露出；
形成所述蓄电部分的侧部上且所述蓄电部分下的第一电极极耳以便与所述第一电极片及所述第三电极片电连接；
形成所述蓄电部分的侧部上且所述蓄电部分下的第二电极极耳以便与所述第二电极片电连接；以及
在形成在柔性基板上的第一电极导线和第二电极导线上排列并固定所述蓄电部分， 
其中，所述第一电极极耳及所述第二电极极耳分别与所述第一电极导线及所述第二电极导线分别电连接。
11.根据权利要求10所述的蓄电装置的制造方法，其中所述电解质是聚合物固体电解质。
12.一种包括根据权利要求10所述的方法制造的蓄电装置的电子设备。
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