CN103915660B - 蓄电装置 - Google Patents

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Abstract

本发明的目的是提供可靠性高的蓄电装置，由此提高蓄电装置的安全性，并且抑制蓄电装置的恶化。本发明的蓄电装置包括：具备在外装部件内的正极、与该正极对置的负极、该正极与该负极之间的电解液以及吸附材料，其中，在该电解液与该吸附材料之间设置有不使该电解液透过而使气体透过的分离体。

Description

蓄电装置
技术领域
本发明涉及一种物体（product；包括机器（machine）、产品（manufacture）及物质组成（composition of matter））以及方法（process；包括单纯方法及生产方法）。尤其是，本发明的一个方式涉及一种蓄电装置、半导体装置、发光装置、显示装置、电器设备及它们的驱动方法或制造方法。
注意，在本说明书中，蓄电装置是指能够蓄电的所有装置，除了二次电池（也称为蓄电池）之外，具备有关于充放电的控制电路的结构或具备转换器等电源电路的结构也都是蓄电装置。
注意，在本说明书中，半导体装置是指能够利用半导体特性工作的所有装置，电光装置、发光显示装置、半导体电路及电子设备都是半导体装置。
背景技术
近年来，对锂离子二次电池等二次电池、锂离子电容器及空气电池等各种蓄电装置的开发火热。尤其是，伴随手机、智能手机、笔记本个人计算机等便携式信息终端、便携式音乐播放机、数码相机等电子设备、医疗设备、混合动力汽车（HEV）、电动汽车（EV）或插电式混合动力汽车（PHEV）等新一代清洁能源汽车等的半导体产业的发展，高输出、高能密度的锂离子二次电池的需求量剧增，作为能够充电的能量供应源，锂离子二次电池成为现代信息化社会中不可缺少的一部分。
例如，锂离子二次电池的结构中包括负极、正极、包含含有锂盐的非水电解质及有机溶剂的电解液。例如，专利文献1中公开了一种锂离子电池的制造方法。
[专利文献1]日本专利申请公开2011-29000号公报
作为蓄电装置的负极应用有电极电位极低的材料，所以其还原力强。因此，使用有机溶剂的电解液的一部分被还原分解而在负极上形成分解产物（decomposed matter）的覆膜。再者，被还原分解的电解液的一部分有时会成为气体留在蓄电装置内部。另外，在正极一侧使用的电压高时，有时电解液也会同样地分解而产生气体。
这种气体对蓄电装置来说是杂质，且有可能成为引起各种恶化的主要因素。此外，还有可能发生如下不良现象：所产生的气体使被密封的蓄电装置内部的压力增大，蓄电装置的框体膨胀，甚至蓄电装置损坏或爆炸等。
发明内容
本发明的一个方式的目的之一是提供可靠性高的蓄电装置等。或者，本发明的一个方式的目的之一是提高蓄电装置等的安全性。或者，本发明的一个方式的目的之一是抑制蓄电装置等的恶化。或者，本发明的一个方式的目的之一是提供不容易腐蚀的蓄电装置等。或者，本发明的一个方式的目的之一是提供载流子容易移动的蓄电装置等。或者，本发明的一个方式的目的之一是提供内部的压力不容易增大的蓄电装置等。或者，本发明的一个方式的目的之一是提供不容易损坏的蓄电装置等。或者，本发明的一个方式的目的之一是提供具有化学稳定性的蓄电装置等。或者，本发明的一个方式的目的之一是提供小型的蓄电装置等。或者，本发明的一个方式的目的之一是提供轻量的蓄电装置等。
或者，本发明的一个方式的目的之一是提供新颖的蓄电装置等。或者，本发明的一个方式的目的之一是提供新颖的半导体装置等。或者，本发明的一个方式的目的之一是提供新颖的发光装置等。或者，本发明的一个方式的目的之一是提供新颖的显示装置等。
或者，本发明的一个方式的目的之一是提供可靠性高且具有稳定的电特性的半导体装置等。或者，本发明的一个方式的目的之一是提供电特性良好的半导体装置等。或者，本发明的一个方式的目的之一是提供电特性偏差小的半导体装置等。
注意，这些目的并不妨碍其他目的的存在。此外，本发明的一个方式并不需要实现上述所有目的。另外，从说明书、附图、权利要求书等的记载看来这些目的以外的目的是显然易见的，而可以从说明书、附图、权利要求书等的记载中抽出这些目的以外的目的。
本发明的一个方式是一种蓄电装置，包括：外装部件，在该外装部件内设置有正极、与该正极对置的负极、该正极与该负极之间的电解液以及吸附材料，其中，在该电解液与该吸附材料之间设置有不使该电解液透过而使气体透过的分离体。
另外，在上述本发明的一个方式的蓄电装置中，优选在外装部件内设置有被分离体包围的空间，且在该空间设置有吸附材料。
或者，在上述本发明的一个方式的蓄电装置中，优选在外装部件内设置有被外装部件的内壁及分离体包围的空间，且在该空间设置有吸附材料。
或者，所述分离体可以覆盖吸附材料。
或者，在上述本发明的一个方式的蓄电装置中，优选被分离体覆盖的吸附材料被支撑体固定，且该支撑体以与正极及负极重叠的方式设置。
另外，该支撑体以与正极及负极重叠的方式被设置在正极与负极之间。
根据本发明的一个方式，可以提供可靠性高的蓄电装置。或者，可以提高蓄电装置的安全性。或者，可以抑制蓄电装置的恶化。
附图说明
图1A至图1C是说明根据实施方式的蓄电装置的图；
图2是说明根据实施方式的蓄电装置的图；
图3A至图3D是说明根据实施方式的蓄电装置的图；
图4A及图4B是说明根据实施方式的蓄电装置的图；
图5是说明根据实施方式的蓄电装置的图；
图6A及图6B是说明根据实施方式的蓄电装置的图；
图7A及图7B是说明根据实施方式的正极的图；
图8A及图8B是说明根据实施方式的负极的图；
图9A至图9D是说明根据实施方式的蓄电装置的图；
图10A至图10C是说明根据实施方式的蓄电装置的图；
图11A至图11C是说明根据实施方式的电器设备的图；
图12A及图12B是说明根据实施方式的电器设备的图。
具体实施方式
参照附图对实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于以下说明，而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及详细内容在不脱离本发明的宗旨及其范围的情况下可以被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅局限在以下所示的实施方式所记载的内容中。
注意，在下面说明的发明结构中，在不同的附图中共同使用相同的附图标记来表示相同的部分或具有相同功能的部分，并省略反复说明。此外，当表示具有相同功能的部分时有时使用相同的阴影线，而不特别附加附图标记。
注意，在本说明书所说明的每一个附图中，有时为了明确起见，夸大表示各构成要素的大小、层的厚度、区域。因此，本发明并不一定限定于该比例。
实施方式1
在本实施方式中，参照附图对本发明的一个方式的蓄电装置的结构例子进行说明。
[结构例子1]
图1A示出本结构例子所例示的蓄电装置100的示意图。本结构例子所例示的蓄电装置100是层压型的蓄电装置。
蓄电装置100包括外装部件103，外装部件103内密封有蓄电体101及气体吸附体102。在此，作为外装部件103应用膜状的层压薄膜。另外，构成蓄电体101的正极104及负极105的一部分露出到外装部件103的外面，且用作端子。
图1B是展开蓄电装置100的示意图。
蓄电体101包括正极104、负极105以及配置在它们之间的隔离体106，还至少在正极104与负极105之间包括电解液（未图示）。并且，以与蓄电体101重叠的方式配置有气体吸附体102。
正极104用作蓄电体101的正极，且至少包括正极活性物质。另外，负极105用作蓄电体101的负极，且至少包括负极活性物质。正极104及负极105可以都包括集流体、导电助剂及粘结剂等。
隔离体106是为了使正极104与负极105不直接接触而设置的。另外，作为隔离体106使用具有对于电解液的化学稳定性且使电解液透过的材料。
电解液至少具有电解质以及溶解该电解质的溶剂。也可以将电解液设置为浸渗在隔离体106中的状态。
气体吸附体102包括吸附材料111以及设置在吸附材料111与电解液之间的分离体112。该吸附材料111吸附气体。该分离体112不使电解液透过而使气体透过。
分离体112具有不使液体透过（渗透）且使气体透过的功能。作为分离体112，例如可以使用正常状态下的对象气体（例如二氧化碳）的透过率为0.1[g/m2·day]以上，优选为1[g/m2·day]以上，更优选为10[g/m2·day]以上的材料。此外，由于气体透过率取决于分离体112的材料和厚度，所以适当设定分离体112的材料或厚度以使其具有适当的气体透过率即可。
图1C是沿图1B中的切断线A-B切断时的气体吸附体102的截面示意图。
气体吸附体102包括其内部具有空间的分离体112，该空间内包括多个粒状的吸附材料111。采用由分离体112使吸附材料111不与电解液接触的结构。
在此，作为蓄电装置100的负极105应用与正极104相比电极电位极低的材料，所以其还原力强。因此，电解液的一部分被还原分解而在负极105上形成分解产物的覆膜。再者，被还原分解的电解液的一部分有时会成为气体留在蓄电装置100内部。另外，在正极104一侧使用的电压高时（比构成电解液的溶剂的分解电压高时），有时电解液也会同样地分解而产生包含构成电解液的元素的气体。
这种气体对蓄电装置100来说是杂质，且有可能成为引起各种恶化的主要因素。例如当所发生的气体是氧化性或还原性的气体时，有可能与外装部件103内部、正极104、负极105或隔离体106等起反应而将它们腐蚀。另外，该气体留在正极104与负极105之间会阻碍载流子的迁移。此外，还有可能发生如下不良现象：所产生的气体使被密封的蓄电装置内部的压力增大，蓄电装置的框体膨胀，甚至蓄电装置损坏或爆炸等。
本结构例子所示的蓄电装置100在电解液的一部分被还原分解而产生气体的情况下能够将透过分离体112的该气体吸附于吸附材料111。其结果，可以减少留在蓄电装置100内的气体，因此可以减少上述不良现象的发生，从而实现可靠性高的蓄电装置。
参照图2说明电解液所包括的气体的举动。
电解液115中包括电解液115的一部分被还原分解而产生的气体116。气体116是包含构成电解液115的元素的气体，例如氢、氧、一氧化碳、二氧化碳及各种烃等的包含C、O和H之中的一种以上的气体。
由于分离体112不容易使液体透过而能够使气体透过，所以如图2所示，电解液115中的气体116能够透过分离体112。另一方面，电解液115不能透过分离体112。
透过分离体112的气体116被吸附于吸附材料111。例如，可以通过化学吸附或物理吸附将气体116所包含的分子吸附于吸附材料111。
作为吸附材料111，可以使用具有通过化学吸附或物理吸附来吸附分子的功能的材料。例如，可以使用沸石、硅胶、活性氧化铝或活性炭等的通过物理吸附来吸附气体的材料。另外，还可以使用如碱土金属的氧化物（氧化钙或氧化钡等）那样的通过化学吸附来吸附气体的材料。作为吸附材料111使用多孔状的粒子可以增大表面积且高效率地吸附气体。吸附材料111的形状优选为粒状，但是并不局限于此，也可以为各种形态，诸如包括椭圆形粒子的球状粒子、圆柱状粒子、角柱状粒子等形状或薄片状、平板状等。
作为分离体112，可以使用具有对于电解液115的化学稳定性，且不容易使液体透过而能够使气体透过的材料。例如可以使用纤维素、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚丁烯、尼龙、聚酯、聚砜、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、四氟乙烯或聚四氟乙烯（PTFE）等有机材料。或者，可以使用氧化硅、氮化硅、氧化铝或氮化铝等金属氧化物、金属氮化物、半导体氧化物、半导体氮化物等无机绝缘材料。作为分离体112的形态，可以为薄片状、平板状或膜状等各种形态。另外，如后面的构成例子所示，也可以以覆盖吸附材料111的方式设置分离体112。在此情况下，用适当的方法将上述的各种材料涂敷于吸附材料111的周围。
以上是本结构例子的说明。
[结构例子2]
以下说明蓄电装置的结构例子，该蓄电装置的结构的一部分与上述结构例子1不同。注意，在此省略与上述重复的部分的说明，只对不同的部分进行说明。
本结构例子所例示的蓄电装置只在气体吸附体102的结构上与结构例子1所例示的蓄电装置100不同，而其他结构都是同样的。
图3A示出气体吸附体102的截面示意图。气体吸附体102包括粒状的吸附材料111、覆盖吸附材料111的分离体112及支撑体113。
图3B示出将吸附材料111及分离体112扩大的示意图。以覆盖吸附材料111的方式设置有分离体112。在蓄电装置内产生的气体可以透过分离体112吸附于吸附材料111。
被分离体112覆盖的吸附材料111被薄片状的支撑体113固定。作为支撑体113，可以使用具有对于电解液的化学稳定性的材料。例如，可以使用与隔离体106同样的材料。
被分离体112覆盖的吸附材料111可以被具有粘合性的支撑体113固定，也可以另外用粘结剂被支撑体113固定。
通过采用这样的结构，可以增大分离体112的表面积，因此能够高效率地吸附气体于吸附材料111。
图3C及图3D示出气体吸附体102的不同的形态。在图3C所示的气体吸附体102中，被分离体112覆盖的吸附材料111被固定在薄片状的支撑体113的两面。通过采用这样的结构，可以增大气体吸附体102的每单位面积的气体吸附量。另外，在图3D所示的气体吸附体102中，被分离体112覆盖的吸附材料111被密封在一对薄片状的支撑体113之间。通过采用这样的结构，可以抑制被分离体112覆盖的吸附材料111从支撑体113脱离。
以上是本结构例子的说明。
[结构例子3]
以下说明其他结构例子，该结构例子的结构的一部分与上述结构例子不同。注意，在此省略与上述重复的部分的说明，只对不同的部分进行说明。
图4A是本结构例子所例示的蓄电装置100的展开示意图。本结构例子所例示的蓄电装置100与上述结构例子1所例示的蓄电装置100的不同之处在于：没有与蓄电体重叠的气体吸附体102，且隔离体的结构不同。而其他结构都是同样的。
蓄电装置100具备在正极104与负极105之间具有隔离体107的蓄电体101。
图4B示出隔离体107的截面示意图。隔离体107具有被分离体112覆盖的吸附材料111分散在支撑体108内的结构。
支撑体108具有与上述隔离体106同样的功能，且具有能够将被分离体112覆盖的吸附材料111包含在其内部的结构。例如，作为支撑体108使用纤维材料，并将被分离体112覆盖的吸附材料111包含在其内部。另外，例如，也可以将被分离体112覆盖的吸附材料111设置在一对薄片状的支撑体108之间。
通过采用这样的结构，能够将被分离体112覆盖的吸附材料111配置在正极104与负极105之间，由此可以高效率地抑制由气体留在电极之间引起的蓄电效率的下降。另外，由于不需要另外设置气体吸附体，所以可以抑制蓄电装置100的体积和重量的增加。
以上是本结构例子的说明。
[结构例子4]
以下说明蓄电装置的结构例子，该蓄电装置的结构的一部分与上述结构例子不同。
图5是本结构例子所例示的蓄电装置100的示意图。图5为了示出蓄电装置100的内部而示出将外装部件103的一部分切断的图。
在蓄电装置100中，在箱状的外装部件103内重叠设置有多个蓄电体101。以与外装部件103的内壁接触的方式设置有分离体112，从而形成被外装部件103的一部分与分离体112包围的空间。而且，在该空间内配置有多个吸附材料111。也就是说，分离体112在外装部件103的内部隔离配置有多个蓄电体101的区域和设置有吸附材料111的区域。另外，虽然未图示，但是多个蓄电体101具有浸渗在正极、负极及隔离体中的电解液，该电解液被注入在外装部件103内部。
另外，在外装部件103中设置有露出其一部分的正极104及负极105，该部分用作端子部分。
在蓄电体101中产生的气体在电解液中向上方移动，并且可以透过分离体112吸附于吸附材料111。通过将这样的吸附材料111设置在外装部件103内的上部，可以高效地吸附气体。另外，吸附材料111也可以隔着分离体112设置在外装部件103内的侧部或底部等。
另外，在外装部件103中设置有连接设置有吸附材料111的区域和外部的开闭部分109。通过采用这样的结构，即使在吸附材料111的吸附力降低的情况下也可以容易地更换该吸附材料111，从而可以实现能够长期间连续使用的可靠性高的蓄电装置。
以上是本结构例子的说明。
[结构例子5]
以下说明蓄电装置的结构例子，该蓄电装置的结构的一部分与上述结构例子不同。
图6A是本结构例子所例示的圆筒型蓄电装置100的示意图。如图6A所示，蓄电装置100在顶面具有正极盖（电池盖）121，并在侧面及底面具有电池罐（外装罐）122。上述正极盖121与电池罐122通过垫片（绝缘垫片）123绝缘。在此，正极盖121、电池罐122及垫片123相当于上述外装部件103。
图6B是示意性地示出圆筒型蓄电装置100的截面的图。在中空圆柱状电池罐122的内侧设置有蓄电体101，该蓄电体101卷绕有夹着隔离体106的带状正极104和带状负极105。电池罐122的一端关闭且另一端开着。
在电池罐122内部，卷绕有正极104、负极105及隔离体106的蓄电体101被一对对置的绝缘板124和绝缘板125夹着。另外，在设置有蓄电体101的电池罐122的内部注入有电解液。
正极104与正极端子（正极集电导线）126连接，而负极105与负极端子（负极集电导线）127连接。将正极端子126电阻焊接到安全阀机构128，而将负极端子127电阻焊接到电池罐122的底部。另外，安全阀机构128与正极盖121通过PTC（Positive TemperatureCoefficient：正温度系数）元件129电连接。当电池的内压超过指定的阈值时，安全阀机构128切断正极盖121与正极104的电连接。另外，PTC元件129是在温度上升的情况下电阻增大的热敏感电阻元件，PTC元件129通过增大电阻来限制电流量而防止异常发热。作为PTC元件，可以使用钛酸钡（BaTiO3）类半导体陶瓷等。
在此，被卷绕的蓄电体101的中心部设置有圆筒状的分离体112，在分离体112内部的空间设置有多个粒状的吸附材料111。分离体112的内部与电解液隔离，因此电解液不与吸附材料111接触。
在蓄电体101中产生的气体可以透过分离体112而吸附于吸附材料111。
通过采用这种结构，可以实现可靠性高的蓄电装置。
以上是本结构例子的说明。
本发明的一个方式的蓄电装置不局限于上述结构例子，而可以采用各种形态。本发明的一个方式的蓄电装置至少在外装部件的内部具备隔着分离体不与电解液接触的吸附材料即可。蓄电装置的形态例如可以为硬币型、层压型、圆筒型、方型或者固定式等各种形态。
作为蓄电体101，例如可以使用：二次电池诸如锂离子二次电池、铅蓄电池、锂离子聚合物二次电池、镍氢蓄电池、镍镉蓄电池、镍铁蓄电池、镍锌蓄电池或氧化银锌蓄电池等；液流型二次电池诸如氧化还原液流电池、锌氯电池或锌溴电池等；机械充电型二次电池诸如铝空气电池、空气锌电池或空气铁电池等；高温工作型二次电池诸如钠硫电池或锂硫化铁电池等，等等。另外，并不局限于这些，例如也可以采用锂离子电容器等来构成蓄电体101。
[蓄电装置的各构成要素]
以下详细说明可以构成蓄电装置的各个部分。在此，作为蓄电装置的一个例子，说明以锂离子二次电池为代表的非水二次电池。
[正极]
以下参照图7A及图7B说明蓄电装置的正极。
正极6000由如下要素构成：正极集流体6001以及通过涂敷法、CVD法或溅射法等在正极集流体6001上形成的正极活性物质层6002等。在图7A中虽然示出在薄片状（或带状）的正极集流体6001的两面设置有正极活性物质层6002的例子，但是并不局限于此，正极活性物质层6002也可以只设置在正极集流体6001的一面。另外，在图7A中虽然在正极集流体6001上的整个区域设置有正极活性物质层6002，但是并不局限于此，正极活性物质层6002也可以只设置在正极集流体6001上的一部分。例如，可以采用在正极集流体6001与正极端子连接的部分不设置正极活性物质层6002的结构。
作为正极集流体6001，可以使用金、铂、铝、钛等金属及这些金属的合金（不锈钢等）等的导电性高的材料。正极集流体6001可以适当地使用箔状、板状（薄片状）、网状、冲孔金属网状、拉制金属网状等形状。正极集流体6001的厚度优选为10μm以上且30μm以下。
图7B是示出正极活性物质层6002的纵向截面的示意图。正极活性物质层6002包含粒状的正极活性物质6003、用作导电助剂的石墨烯6004以及粘结剂（binder）6005。
作为导电助剂，除了后面说明的石墨烯之外还可以使用乙炔黑（AB）、科琴黑、石墨（black lead）粒子或碳纳米管等，但是在此，作为一个例子说明使用石墨烯6004的正极活性物质层6002。
正极活性物质6003是由二次粒子构成的粒状的正极活性物质，该二次粒子为：以指定的比率混合原料化合物并对其进行焙烧而形成烧成物，再以适当的方法对该烧成物进行粉碎、造粒及分级而形成的具有平均粒径及粒径分布的二次粒子。因此，在图7B中示意性地示出球状的正极活性物质6003，但是不局限于该形状。
作为正极活性物质6003，使用锂离子等载体离子能够嵌入及脱嵌的材料即可。
例如，可以使用橄榄石型结构的含锂复合磷酸盐（通式LiMPO4（M为Fe（II）、Mn（II）、Co（II）、Ni（II）中的一种以上））。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）等锂化合物作为正极活性物质使用。
或者，也可以使用通式为Li（2-j）MSiO4（M为Fe（II）、Mn（II）、Co（II）、Ni（II）中的一种以上，0≤j≤2）等的复合硅酸盐。作为通式为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）等化合物作为正极活性物质使用。
另外，还可以使用：具有层状岩盐型的结晶结构的钴酸锂（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））等的复合氧化物。
另外，作为正极活性物质6003，还可以使用LiMn2O4等具有尖晶石型的结晶结构的活性物质、LiMVO4等具有反尖晶石型的结晶结构的活性物质等或其他各种化合物。
在载体离子是锂离子以外的碱金属离子或碱土金属离子的情况下，作为正极活性物质6003，也可以使用碱金属（例如，钠、钾等）、碱土金属（例如，钙、锶、钡、铍或镁等）代替上述化合物或氧化物中的锂。
此外，虽然未图示，但是也可以在正极活性物质6003的表面设置碳层。通过设置碳层可以提高电极的导电性。通过在焙烧正极活性物质时混合葡萄糖等碳水化合物，可以形成覆盖正极活性物质6003的碳层的覆膜。
另外，通过对氧化石墨烯进行还原处理，可以形成作为导电助剂添加于正极活性物质层6002的石墨烯6004。
在本说明书中，石墨烯包括单层石墨烯和两层以上且一百层以下的多层石墨烯。单层石墨烯是指具有π键的单原子层的碳分子的薄片。另外，氧化石墨烯是指上述石墨烯被氧化的化合物。另外，在将氧化石墨烯还原而形成石墨烯时，包含在氧化石墨烯中的氧不一定都脱离，其中一部分残留在石墨烯中。在石墨烯包含氧的情况下，利用XPS测定的氧的比率为石墨烯整体的2atomic％以上且20atomic％以下，优选为3atomic％以上且15atomic％以下。
在此，在石墨烯为多层石墨烯的情况下，通过包含将氧化石墨烯还原的石墨烯，使石墨烯之间的层间距离为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，单层石墨烯之间的层间距离为0.34nm，但由于在根据本发明的一个方式的蓄电装置中使用的石墨烯的层间距离比上述单层石墨烯的层间距离长，所以在多层石墨烯的层间中的载体离子容易移动。
氧化石墨烯例如可以利用被称为Hummers法的氧化法来制造。
在Hummers法中，对石墨粉末添加过锰酸钾的硫酸溶液、过氧化氢水等而使其起氧化反应，从而制造包含氧化石墨的分散液。由于石墨中的碳的氧化，环氧基、羰基、羧基、羟基等官能团键合到氧化石墨。由此，氧化石墨中的多个石墨烯的层间距离比石墨长，从而容易通过层间的分离而进行氧化石墨烯的薄片化。接着，通过对包含氧化石墨的混合液施加超声波振动，可以劈开层间距离长的氧化石墨而使氧化石墨烯分离，同时可以制造包含氧化石墨烯的分散液。于是，通过从包含氧化石墨烯的分散液去除溶剂，可以得到粉末状的氧化石墨烯。
另外，氧化石墨烯的制造方法不局限于使用过锰酸钾的硫酸溶液的Hummers法，例如也可以适当地利用使用硝酸、氯酸钾、硝酸钠或过锰酸钾等的Hummers法或者Hummers法以外的氧化石墨烯的制造方法。
另外，氧化石墨的薄片化除了施加超声波振动以外，还可以通过施加微波、无线电波、热等离子体的照射或者物理应力来进行。
制造出来的氧化石墨烯具有环氧基、羰基、羧基、羟基等。因为在以NMP（也称为N-甲基吡咯烷酮、1-甲基-2-吡咯烷酮、N-甲基-2-吡咯烷酮等）为代表的极性溶剂中氧化石墨烯所具有的官能团中的氧带负电，所以该氧化石墨烯与NMP相互起作用，并且与不同的氧化石墨烯相互排斥而不容易聚集。因此，在极性溶剂中，氧化石墨烯容易均匀地分散。
另外，氧化石墨烯的一个边长（也称为鳞片尺寸）为50nm以上且100μm以下，优选为800nm以上且20μm以下。
如图7B的正极活性物质层6002的截面图所示，多个粒状的正极活性物质6003被多个石墨烯6004覆盖。一个薄片状的石墨烯6004与多个粒状的正极活性物质6003连接。尤其是，由于石墨烯6004为薄片状，所以石墨烯6004可以以包围粒状的正极活性物质6003的表面的一部分的方式形成面接触。与和正极活性物质形成点接触的乙炔黑等粒状导电助剂不同，石墨烯6004能够实现接触电阻低的面接触，所以可以提高粒状的正极活性物质6003与石墨烯6004之间的电子导电性，而无需增加导电助剂的量。
另外，多个石墨烯6004也彼此形成面接触。这是因为在形成石墨烯6004时使用极性溶剂中的分散性极高的氧化石墨烯的缘故。由于使溶剂从包含均匀地分散的氧化石墨烯的分散介质中挥发而将其除去，并将氧化石墨烯还原而形成石墨烯，所以残留在正极活性物质层6002中的石墨烯6004彼此部分重叠，并以彼此形成面接触的方式分散，由此形成电子导电的路径。
此外，石墨烯6004的一部分以三维方式被配置在多个正极活性物质层6003之间。另外，由于石墨烯6004为由碳分子的单层或叠层构成的极薄的膜（薄片），所以石墨烯6004沿着各个粒状的正极活性物质6003的表面覆盖并接触于该表面的一部分，石墨烯6004的不与粒状的正极活性物质6003接触的部分在多个粒状的正极活性物质6003之间弯曲、起皱或者被拉长而成为伸展的状态。
因此，由多个石墨烯6004在正极6000中形成电子导电的网络。所以粒状的正极活性物质6003之间的电子导电的路径被保持。由此，通过作为原料使用氧化石墨烯并将在形成浆料之后还原的石墨烯用作导电助剂，可以形成电子导电性高的正极活性物质层6002。
另外，因为不需要为了增加粒状的正极活性物质6003与石墨烯6004之间的接触点而增加导电助剂的添加量，所以可以增加在正极活性物质层6002中的正极活性物质6003所占的比率。由此，可以增加二次电池的放电容量。
粒状的正极活性物质6003的一次粒子的平均粒径为500nm以下，优选为50nm以上且500nm以下。为了使石墨烯6004与多个该粒状的正极活性物质6003形成面接触，石墨烯6004的一个边长优选为50nm以上且100μm以下，更优选为800nm以上且20μm以下。
另外，作为包含在正极活性物质层6002中的粘结剂（binder）6005，除了典型的聚偏氟乙烯（PVDF）之外，还可以使用聚酰亚胺、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、三元乙丙聚合物、丁苯橡胶、丙烯腈-丁二烯橡胶、氟橡胶、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、硝酸纤维素等。
如上所示的正极活性物质层6002优选包含总重量的90wt％以上且94wt％以下的正极活性物质6003、1wt％以上且5wt％以下的用作导电助剂的石墨烯6004以及1wt％以上且5wt％以下的粘结剂6005。
[负极]
以下参照图8A及图8B说明蓄电装置的负极。
负极6100由如下要素构成：负极集流体6101以及通过涂敷法、CVD法或溅射法等在负极集流体6101上形成的负极活性物质层6102等。在图8A中虽然示出在薄片状（或带状）的负极集流体6101的两面设置有负极活性物质层6102的例子，但是本发明的一个方式并不局限于此，负极活性物质层6102也可以只设置在负极集流体6101的一面。另外，在图8A中虽然在负极集流体6101上的整个区域设置有负极活性物质层6102，但是并不局限于此，负极活性物质层6102也可以只设置在负极集流体6101的一部分。例如，优选采用在负极集流体6101与负极端子连接的部分不设置负极活性物质层6102的结构。
作为负极集流体6101，可以使用金、铂、铁、铜、钛等金属及这些金属的合金（不锈钢等）等的导电性高且不与锂离子等载体离子合金化的材料。另外，也可以使用与硅起反应而形成硅化物的金属元素形成。作为与硅起反应而形成硅化物的金属，可以举出锆、钛、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、钴、镍等。负极集流体6101可以适当地使用箔状、板状（薄片状）、网状、冲孔网金属状、拉制金属网状等的形状。负极集流体6101优选具有10μm以上且30μm以下的厚度。
图8B是示意性地示出负极活性物质层6102的一部分的截面的图。在此，虽然示出在负极活性物质层6102中具有负极活性物质6103和粘结剂（binder）6105的例子，但是并不局限于此，只要在负极活性物质层6102中至少具有负极活性物质6103即可。
负极活性物质6103只要是能够溶解且析出金属或使金属离子嵌入及脱嵌的材料，就没有特别的限制。作为负极活性物质6103的材料，除了锂金属之外，还可以使用在蓄电方面上一般使用的碳材料的石墨。在石墨中，作为低结晶性碳可以举出软质碳、硬质碳等，作为高结晶性碳可以举出天然石墨、集结石墨、热分解碳、液晶沥青基碳纤维、中间相碳微球（MCMB）、液晶沥青、石油或煤类焦炭等。
另外，作为负极活性物质6103，除了上述材料之外，还可以使用能够利用与载体离子的合金化或脱合金化反应进行充放电反应的材料。例如可以使用包含Mg、Ca、Al、Si、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Ag、Zn、Cd、Hg及In等中的至少一种的材料。这种材料的容量比石墨大，尤其是，Si（硅）的理论容量明显地高，即4200mAh/g。因此，优选将硅用于负极活性物质6103。
在图8B中，虽然将负极活性物质6103表示为粒状的物质，但是并不局限于此，作为负极活性物质6103的形状例如可以为板状、棒状、圆柱状、粉状、鳞片状等任意形状。另外，也可以为在板状的表面具有凹凸形状的物质、在表面具有微小的凹凸形状的物质或具有多孔形状的物质等立体形状的物质。
在利用涂敷法形成负极活性物质层6102的情况下，通过对负极活性物质6103添加导电助剂（未图示）或粘结剂来制造负极浆料，并将其涂敷于负极集流体6101上且进行干燥即可。
另外，也可以对负极活性物质层6102进行锂的预掺杂。作为预掺杂的方法，可以采用通过溅射法在负极活性物质层6102的表面形成锂层的方法。或者，也可以通过在负极活性物质层6102的表面设置锂箔，来对负极活性物质层6102进行锂的预掺杂。
此外，优选在负极活性物质6103的表面形成石墨烯（未图示）。例如，当作为负极活性物质6103采用硅时，负极活性物质6103的体积在充放电循环中伴随载体离子的吸留及释放而发生很大的变化，由此负极集流体6101与负极活性物质层6102之间的紧密性降低，充放电导致电池特性的恶化。于是，通过在包含硅的负极活性物质6103的表面形成石墨烯，即使在充放电循环中硅的体积发生变化，也可以抑制负极集流体6101与负极活性物质层6102之间的紧密性的降低，从而减少电池特性的恶化，所以是优选的。
与正极的制造方法同样，形成在负极活性物质6103表面的石墨烯可以通过将氧化石墨烯还原来形成。作为该氧化石墨烯可以使用上述氧化石墨烯。
另外，也可以在负极活性物质6103的表面形成氧化物等的覆膜6104。在充电时由于电解液的分解等而形成的覆膜不能将其形成时消耗的电荷量释放出来，从而形成不可逆容量。针对于此，通过将氧化物等的覆膜6104预先设置在负极活性物质6103的表面，可以抑制或防止产生不可逆容量。
作为这种覆盖上述负极活性物质6103的覆膜6104，可以使用铌、钛、钒、钽、钨、锆、钼、铪、铬、铝和硅中的一种的氧化膜或包含这些元素中的一种及锂的氧化膜。与以往的因电解液的分解产物而形成在负极表面上的覆膜相比，这种覆膜6104为充分致密的膜。
例如，氧化铌（Nb2O5）的导电率较低，即10-9S/cm，也就是说其具有高绝缘性。因此，氧化铌膜妨碍负极活性物质与电解液之间的电化学分解反应。另一方面，氧化铌的锂扩散系数为10-9cm2/sec，也就是说其具有高锂离子导电性。因此，其能够使锂离子透过。
作为覆盖负极活性物质6103的覆膜6104的形成方法，例如可以使用溶胶-凝胶法。溶胶-凝胶法是一种形成薄膜的方法，其中通过加水分解反应及重缩合反应使含金属醇盐或金属盐等的溶液成为失去流动性的凝胶，再对该凝胶进行焙烧来形成薄膜。由于溶胶-凝胶法是从液相形成薄膜的方法，所以可以在分子水平上均匀地混合原料。由此，通过对溶剂的阶段的金属氧化膜的原料添加石墨等的负极活性物质，可以容易地在凝胶中分散活性物质。如此，在负极活性物质6103表面形成覆膜6104。
[电解液]
作为用于蓄电装置的电解液的溶剂，优选使用非质子有机溶剂。例如，可以以任意组合及比率使用碳酸乙烯酯（EC）、碳酸丙烯酯（PC）、碳酸丁烯酯、碳酸氯苯基、碳酸亚乙烯酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、碳酸二甲酯（DMC）、碳酸二乙酯（DEC）、碳酸甲乙酯（EMC）、甲酸甲酯、醋酸甲酯、丁酸甲酯、1，3-二氧六环、1，4-二氧六环、二甲氧基乙烷（DME）、二甲亚砜、二乙醚、甲基二甘醇二甲醚（methyl diglyme）、乙腈、苯腈、四氢呋喃、环丁砜、磺内酯等中的一种或两种以上。
此外，通过作为电解液的溶剂使用凝胶化的高分子材料，对于漏液性等的安全性可以得到提高。并且，能够实现蓄电装置的薄型化及轻量化。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。
另外，通过作为电解液的溶剂使用一种或多种具有阻燃性及难挥发性的离子液体（室温熔融盐），即使因蓄电装置的内部短路、过充电等而使内部温度上升也可以防止蓄电装置的破裂或起火等。
此外，作为溶解于上述溶剂的电解质，当将锂离子用于载流子时，例如可以以任意组合及比率使用LiPF6、LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiAlCl4、LiSCN、LiBr、LiI、Li2SO4、Li2B10Cl10、Li2B12Cl12、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiC（CF3SO2）3、LiC（C2F5SO2）3、LiN（CF3SO2）2、LiN（C4F9SO2）（CF3SO2）、LiN（C2F5SO2）2等锂盐中的一种或两种以上。
[隔离体]
作为蓄电装置的隔离体，可以使用纤维素、聚丙烯（PP）、聚乙烯（PE）、聚丁烯、尼龙、聚酯、聚砜、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯或四氟乙烯等多孔绝缘体。另外，也可以使用玻璃纤维等无纺布或玻璃纤维与高分子纤维复合的隔膜。
[外装部件]
作为外装部件，可以使用具有抗蚀性的镍、铝、钛等金属、上述金属的合金或上述金属与其他金属的合金（例如，不锈钢等）。尤其是为了防止因二次电池的充放电产生的由电解液导致的腐蚀，优选对腐蚀性金属镀上镍等。
另外，在层压型的蓄电装置中，作为外装部件，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、聚酰胺等材料构成的膜上设置铝、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装部件的外表面。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。
以上是能够构成蓄电装置的各个部分的说明。
本实施方式所例示的蓄电装置在其外装部件内部具备隔着使气体透过的分离体不与电解液接触的吸附材料，在蓄电体中产生的气体可以透过分离体而吸附于该吸附材料。其结果，可以抑制该气体导致的不良现象且实现可靠性高的蓄电装置。
本实施方式可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。
实施方式2
在本实施方式中说明具有电子电路等的蓄电装置。
图9A至图9D是例示出在方型二次电池中设置有电子电路等的蓄电装置的图。图9A及图9B所示的蓄电装置6600是在电池罐6604内部收容有卷绕体6601的蓄电装置。卷绕体6601具有端子6602及端子6603，且在电池罐6604内部浸渗在电解液中。端子6603与电池罐6604接触，端子6602可以通过利用绝缘材料等与电池罐6604绝缘。作为电池罐6604，例如可以使用铝等金属材料或树脂材料。
而且，可以在图9B所示的蓄电装置6600中设置电子电路等。图9C及图9D是例示出在蓄电装置6600中设置有具备电子电路等的电路衬底6606、天线6609、天线6610及签条6608的图。
电路衬底6606包括电子电路6607及端子6605等。作为电路衬底6606，例如可以使用印刷电路板（PCB）。当将印刷电路板用作电路衬底6606时，可以通过在印刷电路板上安装且连接电阻元件或电容器等的电容元件、线圈（电感器）、半导体集成电路（IC）等的电子构件来形成电子电路6607。作为电子构件，除了这些还可以安装热敏电阻器等温度检测元件、熔丝、滤波器、水晶振荡器、EMC对策元件等各种构件。
在此，在上述半导体集成电路（IC）中可以使用具有将氧化物半导体用于其沟道形成区域等且截止状态时的泄漏电流极低的晶体管的电路。由此可以大幅度地减少电子电路6607的耗电量。
由这些电子构件形成的电子电路6607例如可以用作蓄电装置6600的过充电监视电路、过放电监视电路或防止过电流的保护电路等。
电路衬底6606所包括的端子6605连接于端子6602、端子6603、天线6609、天线6610及电子电路6607。在图9C及图9D中虽然示出五个端子6605，但是并不局限于此，可以设定任意数目的端子。利用端子6605除了可以进行蓄电装置6600的充放电，还可以进行与安装有蓄电装置6600的电器设备之间的信号的发送和接收。
天线6609及天线6610例如可以用于与蓄电装置外部的电力或信号的发送和接收。通过使天线6609及天线6610中的一个或两个电连接于上述电子电路6607，可以由电子电路6607来控制与外部的电力或信号的发送和接收。或者，通过使天线6609及天线6610中的一个或两个电连接于端子6605，可以由安装有蓄电装置6600的电器设备的控制电路来控制与外部的电力或信号的发送和接收。
另外，在图9C及图9D中虽然示出设置有两种天线的蓄电装置6600的例子，但是也可以采用设置多种天线的结构，或者不设置天线的结构。
在图9C及图9D中虽然示出天线6609及天线6610为线圈形状的情况，但是并不局限于此，例如也可以为线状或平板状。另外，还可以使用平面天线、口径天线、行波天线、EH天线、磁场天线或介质天线等天线。
此外，作为通过无线的电力的发送和接收（也称为非接触电力传输、无触点电力传输或无线供电等），可以使用电磁感应方式、磁场共振方式或电波方式等。
优选天线6609的线宽度比天线6610的线宽度大。由此可以提高从天线6609接收的电力量。
另外，在天线6609、天线6610与蓄电装置6600之间具有层6611。层6611例如具有可以防止卷绕体6601所引起的电场或磁场的遮蔽的功能。在这种情况下，例如可以将磁性体用于层6611。或者，也可以将层6611设置为遮蔽层。
另外，天线6609及天线6610可以用于与外部的电力或信号的发送和接收之外的用途。例如，当安装有蓄电装置6600的电器设备是不具有天线的设备时，可以利用天线6609及天线6610实现对电器设备的无线通信。
本实施方式可以与本说明书所记载的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具备本发明的一个方式的蓄电装置的电器设备。
[电器设备]
在此，电器设备是指包括利用电力驱动的部分的工业产品。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，可以举出电视机、监视器等显示装置、照明装置、台式或笔记本式等的个人计算机、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、CD（Compact Disc：光碟）播放器、数字音频播放器等便携式或固定式声音再现设备、便携式或固定式无线电接收机、磁带录音机、IC录音机（dictaphone）等录音再现设备、头戴式耳机音响、音响、遥控操作机、台钟、挂钟等钟表、无绳电话子机、步话机、移动电话、车载电话、便携式或固定式游戏机、计步器、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、麦克风等声音输入器、相机、摄像机等影像拍摄装置、玩具、电动剃须刀、电动刷牙器、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、加湿器、除湿器、空调器等空调设备、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、电动工具、烟尘探测器、助听器、起搏器、便携式X射线拍摄装置、辐射计数器、电动按摩器、透析装置等健身器或医疗设备等。再者，还可以举出引导灯、信号机、煤气表、水表等计量器具、传送带、自动扶梯、电梯、自动售货机、自动售票机、自动取款机（CD：Cash Dispenser）、自动柜员机（ATM：Automated Teller Machine）、数字标牌（digital signage）、工业机器人、无线用基站、移动电话基站、储电系统、用于使电力均匀化或智能电网的蓄电装置等工业设备。另外，利用来自蓄电装置的电力通过电动机推进的移动体（传输体）等也包括在电子设备或电器设备的范畴内。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、农业机械、包括电动辅助自行车的电动自行车、摩托车、电动轮椅、电动卡丁车、小型或大型船舶、潜水艇、固定翼机、旋转翼机等飞机、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，作为在来自主电源或商业电源的电力供应停止时能够对蓄电装置供应电力的不间断电源，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。
[电网的一个例子]
上述电器设备既可以各别安装蓄电装置，也可以通过有线或无线连接多个电器设备、蓄电装置以及控制它们的电力系统的控制装置而形成一种电力系统网络（电网）。通过控制装置来控制电网，可以提高网络整体的电力的使用功率。
图10A示出在住宅中使多个家用电器、控制装置以及蓄电装置等连接的家庭能源管理系统（HEMS：Home Energy Management System）的例子。通过利用这种系统，可以简单地掌握家庭整体的用电量。另外，也可以远程控制多个家用电器的工作。此外，当利用传感器或控制装置自动控制家用电器时，这种系统还可以节电。
设置在住宅8000中的配电盘8003通过引入线8002与电力系统8001连接。通过配电盘8003，将由引入线8002供应的商业电力的交流电力供应到各家用电器。控制装置8004除了配电盘8003之外、还与多个家用电器、蓄电系统8005以及太阳能发电系统8006等连接。另外，控制装置8004也可以与停在住宅8000的户外等并与配电盘8003没有接触的电动汽车8012连接。
通过控制装置8004使配电盘8003与多个家用电器连接而形成网络，并且通过控制装置8004来控制连接到网络的多个家用电器。
另外，控制装置8004与因特网8011连接，并可以通过因特网8011与管理服务器8013连接。管理服务器8013可以接受用户的电力使用情况的信息而创建数据库，并且，可以根据该数据库对用户提供各种服务。另外，管理服务器8013例如可以对用户随时提供对应于时间段的电费信息，并且控制装置8004也可以根据该信息设定住宅8000中的最适合的使用模式。
例如，多个家用电器是指图10A所示的显示装置8007、照明装置8008、空调系统8009以及电冷藏箱8010，当然并不局限于这些，其是指可以设置在住宅内的上述电器设备等的所有电器。
例如，在显示装置8007的显示部中，组装有液晶显示装置、在每个像素中具备有机EL（Electro Luminescence）元件等发光元件的发光装置、电泳显示装置、DMD（DigitalMicromirror Device：数字微镜装置）、PDP（Plasma Display Panel：等离子体显示面板）、FED（Field Emission Display：场致发射显示器）等的半导体显示装置，除了电视广播接收用之外，用于个人计算机或广告显示等的信息显示用显示装置也包括在显示装置8007中。
另外，照明装置8008包括利用电力以人工获得光的人工光源，作为人工光源，可以使用白炽灯泡、荧光灯等放电灯以及LED（Light Emitting Diode）或有机EL元件等发光元件。图10A所示的照明装置8008设置在天花板，但是除此之外也可以是设置在墙壁、地板以及窗户等的安装型照明装置或台式照明装置。
空调系统8009具有调整温度、湿度以及空气净化度等的室内环境的功能。在图10A中，作为一个例子示出空调器。空调器包括具备将压缩机及蒸发器等合为一体的室内机和内藏冷凝器的室外机（未图示）的空调器或将室内机和室外机合为一体的空调器等。
另外，电冷藏箱8010是一种用来在低温下保管食品等的电器设备，其包括在零度以下使食品等冷冻的电冷冻箱。通过在被压缩机压缩的管道中的冷却介质汽化时的散热，使箱内冷却。
上述多个家用电器既可以分别具有蓄电装置，也可以不具有蓄电装置而利用来自蓄电系统8005的电力或来自商业电源的电力。在家用电器在其内部具有蓄电装置的情况下，即使在由于停电等无法接受来自商业电源的电力供应时，通过将蓄电装置用作不间断电源，也可以使用上述家用电器。
在上述各个家用电器的电源供应端子的附近，可以设置电流传感器等的电力检测单元。通过将利用电力检测单元检测出的信息发送到控制装置8004，除了用户可以掌握住宅整体的用电量以外，控制装置8004还可以根据该信息设定对多个家用电器的电力分配，从而可以在住宅8000中高效率地或经济地使用电力。
另外，在商业电源的供应源能够供应的总电能中的电力使用率低的时间段中，可以从商业电源对蓄电系统8005进行充电。另外，通过利用太阳能发电系统8006，白天可以对蓄电系统8005进行充电。注意，进行充电的对象不局限于蓄电系统8005，也可以是安装在与控制装置8004连接的电动汽车8012中的蓄电装置或多个家用电器所具有的蓄电装置。
如此，通过利用控制装置8004将储存在各种充了电的蓄电装置中的电力高效率地分配而使用，可以在住宅8000内高效率地或经济地使用电力。
如上所述，虽然作为将电力系统网络化而控制的例子，示出家庭规模的电网，但是并不局限于此，也可以构筑将智能电表（smartmeter）等的控制功能和通信功能组合的城市规模、国家规模的智能电网（smartgrid）。另外，还可以构筑以能量供应源和消费设施为构成单位的工厂或企业规模的微电网（microgrid）。
[电子设备的一个例子]
接着，作为电子设备的一个例子，参照图10B和图10C说明移动体的例子。可以将根据本发明的一个方式的蓄电装置用于控制移动体的蓄电装置。
图10B示出电动汽车的内部结构的一个例子。电动汽车8020安装有可以进行充放电的蓄电装置8024。蓄电装置8024的电力由电子控制单元（ECU：Electronic ControlUnit）8025调整其输出，通过逆变器单元8026供应到驱动电动机单元8027。逆变器单元8026可以将从蓄电装置8024输入的直流电力转换为三相交流电力，并可以调整转换的交流电力的电压、电流以及频率然后输出到驱动电动机单元8027。
因此，当驾驶员踏下加速踏板（未图示）时，驱动电动机单元8027开始工作，在驱动电动机单元8027产生的扭力（torque）通过输出轴8028及驱动轴8029传送到后轮（驱动轮）8030。通过随着后轮的驱动，前轮8023也工作，可以使电动汽车8020驱动行驶。
在各单元中，例如设置有电压传感器、电流传感器、温度传感器等的检测单元，通过该单元适当地监视电动汽车8020的各部位的物理量。
电子控制单元8025是一种具有未图示的RAM、ROM等的存储器及CPU的处理装置。根据电动汽车8020的加速、减速、停止等操作信息、行驶环境及各单元的温度信息、控制信息以及蓄电装置的荷电状态（SOC：State Of Charge）等的输入信息，电子控制单元8025对逆变器单元8026、驱动电动机单元8027以及蓄电装置8024输出控制信号。各种数据或程序储存在该存储器中。
驱动电动机单元8027除了交流电动机之外，还可以将直流电动机或上述电动机和内燃机组合而使用。
另外，只要具备根据本发明的一个方式的蓄电装置，就不局限于上述移动体。
安装在电动汽车8020的蓄电装置8024可以通过利用插件方式或非接触供电方式等从外部的充电设备被供应电力，来进行充电。图10C示出从地上设置型的充电装置8021通过电缆8022对安装在电动汽车8020的蓄电装置8024进行充电的情况。当进行充电时，作为充电方法或连接器的规格等，根据CHAdeMO（在日本的注册商标）等的规定的方式而适当地进行，即可。作为充电装置8021，也可以使用设置在商业设施的充电站或家庭的电源。例如，图10B所示那样，通过利用使连接到蓄电装置8024的连接插头8031与充电装置8021电连接的插件技术从外部供应电力，可以对安装在电动汽车8020的蓄电装置8024进行充电。可以通过AC/DC转换器等转换装置转换为具有固定电压值的直流恒压来进行充电。
另外，虽未图示，但是也可以将受电装置安装在移动体并从地上的送电装置非接触地供应电力来进行充电。当利用非接触供电方式时，通过在公路或外壁中组装送电装置，不但停车中而且行驶中也可以进行充电。此外，也可以利用该非接触供电方式，在移动体之间进行电力的发送及接收。再者，还可以在移动体的外部设置太阳能电池，当停车时或行驶时进行蓄电装置8024的充电。可以利用电磁感应方式或磁场共振方式实现这样的非接触供电。
另外，当移动体为铁路用电动车厢时，可以从架空电缆或导电轨供应电力来对安装的蓄电装置进行充电。
通过作为蓄电装置8024安装根据本发明的一个方式的蓄电装置，可以使蓄电装置的循环特性良好，并可以提高方便性。另外，如果通过提高蓄电装置8024的特性而使蓄电装置8024本身小型轻量化，就有助于实现车辆的轻量化，从而可以减少耗油量。另外，由于安装在移动体的蓄电装置8024具有较大的容量，所以也可以将它用作室内等的电力供应源。此时，可以避免在电力需求高峰时使用商业电源。
[电子设备的一个例子（便携式信息终端的例子）]
并且，参照图11A至图11C说明作为电子设备的一个例子的便携式信息终端的例子。
图11A是示出便携式信息终端8040的正面及侧面的透视图。便携式信息终端8040例如可以执行移动电话、电子邮件及文章的阅读和编辑、播放音乐、网络通信、计算机游戏等各种应用软件。便携式信息终端8040在框体8041的正面包括显示部8042、相机8045、麦克风8046以及扬声器8047，在框体8041的左侧面包括操作用的按钮8043，在其底面包括连接端子8048。
在显示部8042中，使用显示模块或显示面板。作为显示模块或显示面板，使用在各像素中具备以有机发光元件（OLED）为代表的发光元件的发光装置、液晶显示装置、利用电泳方式或电子粉流体方式等进行显示的电子纸、DMD（Digital Micromirror Device：数字微镜装置）、PDP（Plasma Display Panel：等离子体显示面板）、FED（Field EmissionDisplay：场致发射显示器）、SED（Surface Conduction Electron-emitter Display：表面传导电子发射显示器）、LED（Light Emitting Diode：发光二极管）显示器、碳纳米管显示器、纳米晶显示器以及量子点显示器等。
图11A所示的便携式信息终端8040是在框体8041上设置一个显示部8042的例子，但是不局限于此，既可以将显示部8042设置在便携式信息终端8040的背面，又可以作为折叠型信息终端设置两个以上的显示部。
在显示部8042上作为输入单元设置有使用手指或触屏笔等指示单元能够输入信息的触摸屏。由此，可以使用指示单元简单地操作显示部8042上表示的图标8044。此外，由于配置有触摸屏而不需要便携式信息终端8040上的作为键盘的区域，因此可以在较大的区域中配置显示部。此外，因为可以使用触屏笔或手指输入信息，所以可以实现用户友好界面（user-friendly interface）。作为触摸屏，可以采用各种方式诸如电阻式、电容式、红外线式、电磁感应方式、表面声波式等。但是，因为根据本发明的显示部8042可以弯曲，所以特别优选采用电阻式、电容式。此外，上述触摸屏也可以采用所谓In-cell方式，该方式是与上述显示模块或显示面板合为一体化的方式。
另外，触摸屏也可以用作图像传感器。此时，例如通过用手掌或手指触摸显示部8042，来拍摄掌纹、指纹等，而可以进行个人识别。另外，通过将发射近红外光的背光灯或发射近红外光的传感用光源用于显示部8042，还可以拍摄手指静脉、手掌静脉等。
另外，既可以在显示部8042上不设置触摸屏而设置键盘，又可以设置触摸屏和键盘的双方。
根据用途，可以使操作用的按钮8043具有各种功能。例如，也可以采用如下结构：将按钮8043作为主屏幕按钮，当按按钮8043时，在显示部8042上显示主屏幕。此外，也可以通过按住按钮8043指定的时间，将便携式信息终端8040的主电源关闭。也可以当便携式信息终端8040处于睡眠模式时，通过按下按钮8043，使其从睡眠模式复原。此外，根据按住的时间或与其他按钮同时按下的动作，可以将主屏幕键用作启动各种功能的开关。
另外，也可以将按钮8043作为音量调整按钮或静音按钮，使它具有调整用来输出声音的扬声器8047的音量等的功能。从扬声器8047输出各种声音诸如为操作系统（OS）的启动声音等特定的处理时而设定的声音、来自音乐播放应用软件的音乐等基于在各种应用软件中执行的声音文件的声音以及电子邮件的铃声等。虽然未图示，也可以与扬声器8047一起或代替扬声器8047设置用来对头戴式耳机、耳机、耳麦等装置输出声音的连接器。
如此，可以使按钮8043具有各种功能。图11A示出在左侧面上设置两个按钮8043的便携式信息终端8040，但是，当然按钮8043的个数、配置位置等不局限于此，可以适当地设计。
可以将麦克风8046用于声音的输入或录音。另外，可以将使用相机8045得到的图像显示在显示部8042上。
当操作便携式信息终端8040时，除了设置在上述显示部8042的触摸屏或按钮8043以外，还可以使用内藏在相机8045或便携式信息终端8040中的传感器等而使传感器等识别用户的动作来操作便携式信息终端8040（也称为手势输入）。或者，也可以利用麦克风8046而使麦克风识别用户的声音来操作便携式信息终端8040（也称为声音输入）。如此，通过采用识别人类一般的动作而对电器进行输入的NUI（Natural User Interface：自然用户界面）技术，可以更简单地操作便携式信息终端8040。
连接端子8048是一种用来与外部设备进行通信或供应电力的信号或电力的输入端子。例如，为了使便携式信息终端8040与外部存储器驱动器连接，可以利用连接端子8048。作为外部存储器驱动器例如可以举出：外置HDD（硬盘驱动器）；快闪存储器驱动器；光盘驱动器；磁光盘驱动器；记录媒体驱动器诸如DVD（Digital Versatile Disk：数字通用磁盘）驱动器、DVD-R（DVD-Recordable：可记录式DVD）驱动器、DVD-RW（DVD-ReWritable：可重写式DVD）驱动器、CD（Compact Disc：光盘）驱动器、CD-R（Compact Disc Recordable：可录式光盘）驱动器、CD-RW（Compact Disc ReWritable：可重写式光盘）驱动器、MO（Magneto-Optical Disc：磁光盘）驱动器、FDD（Floppy Disk Drive：软盘驱动器）或上述以外的非易失性的固态驱动器（Solid State Drive：SSD）设备等。此外，虽然便携式信息终端8040在显示部8042上具有触摸屏，但是也可以在框体8041上设置键盘代替该触摸屏，也可以外置键盘。
图11B是示出便携式信息终端8040的背面及侧面的透视图。便携式信息终端8040在框体8041的背面上具有太阳能电池8049及相机8050，并且具有充放电控制电路8051、蓄电装置8052以及DCDC转换器8053等。另外，在图11B中，作为充放电控制电路8051的一个例子示出具有蓄电装置8052及DCDC转换器8053的结构，作为蓄电装置8052使用上述实施方式所说明的根据本发明的一个方式的蓄电装置。
通过利用安装在便携式信息终端8040的背面上的太阳能电池8049，可以将电力供应到显示部、触摸屏或图像信号处理部等。另外，可以将太阳能电池8049设置于框体8041的一个表面上或两个表面上。通过在便携式信息终端8040中安装太阳能电池8049，即使在室外等的没有电力的供应单元的场所中，也可以对便携式信息终端8040的蓄电装置8052进行充电。
另外，作为太阳能电池8049，可以使用如下太阳能电池：由单晶硅、多晶硅、微晶硅、非晶硅或上述硅的叠层构成的硅类太阳能电池；InGaAs类、GaAs类、CIS类、Cu2ZnSnS4、CdTe-CdS类的太阳能电池；使用有机染料的染料敏化太阳能电池；使用导电聚合物或富勒烯等的有机薄膜太阳能电池；将由硅等构成的量子点结构形成在pin结构中的i层中的量子点型太阳能电池等。
在此，参照图11C所示的方框图对图11B所示的充放电控制电路8051的结构和工作的一个例子进行说明。
图11C示出太阳能电池8049、蓄电装置8052、DCDC转换器8053、转换器8057、开关8054、开关8055、开关8056以及显示部8042，蓄电装置8052、DCDC转换器8053、转换器8057、开关8054、开关8055以及开关8056对应于图11B所示的充放电控制电路8051。
为了使利用外光由太阳能电池8049发电的电力成为用来给蓄电装置8052充电的电压，使用DCDC转换器8053对该电力进行升压或降压。并且，当利用来自太阳能电池8049的电力使显示部8042工作时使开关8054导通，并且，利用转换器8057将其升压或降压到显示部8042所需要的电压。另外，当不进行显示部8042上的显示时，可以使开关8054成为关闭且使开关8055成为导通而给蓄电装置8052充电。
另外，作为发电单元的一个例子示出太阳能电池8049，但是不局限于此，也可以使用压电元件（piezoelectric element）或热电转换元件（珀尔帖元件（peltier element））等其他发电单元给蓄电装置8052充电。此外，给便携式信息终端8040的蓄电装置8052充电的方法不局限于此，例如也可以使上述连接端子8048与电源连接而进行充电。此外，既可以使用以无线方式收发电力来进行充电的不接触电力传输模块，又可以组合以上的充电方法。
在此，蓄电装置8052的荷电状态（State Of Charge：SOC）表示在显示部8042的左上部分（虚线框内）。通过利用该信息，用户可以掌握蓄电装置8052的荷电状态，根据该信息，还可以选择便携式信息终端8040的省电模式。当用户选择省电模式时，例如可以操作上述按钮8043或图标8044，将安装在便携式信息终端8040的显示模块或显示面板、CPU等的运算装置以及存储器等的构成部件的模式切换为省电模式。具体地，降低各构成部件的任意的功能的使用频率并使该功能停止。另外，便携式信息终端8040也可以构成为根据荷电状态自动切换为省电模式的结构。另外，通过在便携式信息终端8040中设置光传感器等的检测单元并检测出使用便携式信息终端8040时的外光的光量而使显示亮度最优化，可以抑制蓄电装置8052的功耗。
另外，如图11B所示，当由太阳能电池8049等进行充电时，也可以在显示部8042的左上部分（虚线框内）显示表示“充电中”的图像等。
另外，当然，只要具备根据本发明的一个方式的蓄电装置，则不局限于图11A至11C所示的电子设备。
[电子设备的一个例子（蓄电系统的例子）]
再者，作为电子设备的一个例子，参照图12A及图12B说明蓄电系统的例子。将在此说明的蓄电系统8100可作为上述蓄电系统8005用于家庭。另外，在此作为一个例子说明家庭用的蓄电系统，但是不局限于此，也可将它可用于商用或其他用途。
如图12A所示，蓄电系统8100具有用来与系统电源8103电连接的插头8101。另外，蓄电系统8100与设置在家庭内的配电盘8104电连接。
另外，蓄电系统8100也可以具有用来显示工作状态等的显示面板8102等。显示面板也可以具有触控屏。另外，除了显示面板以外，还可以具有用来使主电源导通或关闭的开关或者用来操作蓄电系统的开关等。
此外，虽然未图示，但是为了操作蓄电系统8100，也可以另行设置的操作开关，例如将该操作开关设置在室内的墙上。或者，也可以连接蓄电系统8100和设置在家庭内的个人计算机及服务器等来间接操作蓄电系统8100。另外，还可以使用智慧手机等信息终端设备或因特网等远程控制蓄电系统8100。在这种情况下，将通过有线或无线使蓄电系统8100与其他设备设置进行通信的设备设置在蓄电系统8100中，既可。
图12B是示意地表示蓄电系统8100的内部的图。蓄电系统8100包括多个蓄电装置群8106、BMU（Battery Management Unit）8107及PCS（Power Conditioning System）8108。
蓄电装置群8106通过排列并连接多个上述蓄电装置8105而成。可以将来自系统电源8103的电力储存于蓄电装置群8106。多个蓄电装置群8106都与BMU8107电连接。
BMU8107具有可以监视并控制蓄电装置群8106所具有的多个蓄电装置8105的状态，并且可以保护蓄电装置8105的功能。具体地，BMU8107具有如下功能：收集蓄电装置群8106所具有的多个蓄电装置8105的单元电压（cell voltage）或单元温度的数据；监视过充电或过放电；监视过充流；控制单元平衡器（cell balancer）；管理电池劣化状态；计算电池余量（荷电状态（SOC））；控制驱动用蓄电装置的散热风扇；或者控制检测故障电路。另外，如上述那样，在蓄电装置8105中可以包含这些功能的一部分或全部，或者使每个蓄电装置群具有有关功能。此外，BMU8107与PCS8108电连接。
在此，作为构成BMU8107的电路，可以使用包括上述的具有氧化物半导体的晶体管的电路。此时，可以大幅地降低BMU8107的功耗。
PCS8108与交流（AC）电源的系统电源8103电连接，进行直流-交流转换。例如，PCS8108具有反相器或检测出系统电源8103的异常并使工作停止的系统联系保护装置等。当给蓄电系统8100充电时，例如，将系统电源8103的交流的电力转换为直流的电力并将该电力传送至BMU8107，当进行蓄电系统8100的放电时，将储存于蓄电装置群8106的电力转换为交流的电力并供应到室内等的负载。另外，从蓄电系统8100到负载的电力的供应既可以通过图12A所示的配电盘8104进行，又可以通过有线或无线直接进行。
此外，给蓄电系统8100的充电不局限于上述系统电源8103，例如既可以从设置在室外的太阳能发电系统供应电力，又可以从安装在电动汽车的蓄电系统供应电力。
本实施方式可以与本说明书所记载的其他实施方式适当地组合而实施。

Claims (10)

1.一种蓄电装置，包括：
外装部件；
正极；
与所述正极对置的负极；
所述正极与所述负极之间的电解液；以及
吸附材料，
其中，所述正极、所述负极、所述电解液以及所述吸附材料被设置在所述外装部件内，
在所述电解液与所述吸附材料之间设置有分离体，
所述分离体不使所述电解液透过而使气体透过，并且
所述分离体覆盖所述吸附材料的整个表面。
2.根据权利要求1所述的蓄电装置，
其中在所述外装部件内设置有被所述分离体包围的空间，
并且在所述空间设置有所述吸附材料。
3.根据权利要求1所述的蓄电装置，
其中在所述外装部件内设置有被所述外装部件的内壁及所述分离体包围的空间，
并且在所述空间设置有所述吸附材料。
4.根据权利要求1所述的蓄电装置，
其中被所述分离体覆盖的所述吸附材料被支撑体固定，
并且所述支撑体以与所述正极及所述负极重叠的方式设置。
5.根据权利要求4所述的蓄电装置，其中所述支撑体以与所述正极及所述负极重叠的方式被设置在所述正极与所述负极之间。
6.一种蓄电装置，包括：
外装部件；
正极；
与所述正极对置的负极；
所述正极与所述负极之间的电解液；以及
包括沸石的吸附材料，
其中，所述正极、所述负极、所述电解液以及所述吸附材料被设置在所述外装部件内，
在所述电解液与所述吸附材料之间设置有包括纤维素的分离体，
所述分离体不使所述电解液透过而使气体透过，并且
所述分离体覆盖所述吸附材料的整个表面。
7.根据权利要求6所述的蓄电装置，
其中在所述外装部件内设置有被所述分离体包围的空间，
并且在所述空间设置有所述吸附材料。
8.根据权利要求6所述的蓄电装置，
其中在所述外装部件内设置有被所述外装部件的内壁及所述分离体包围的空间，
并且在所述空间设置有所述吸附材料。
9.根据权利要求6所述的蓄电装置，
其中被所述分离体覆盖的所述吸附材料被支撑体固定，
并且所述支撑体以与所述正极及所述负极重叠的方式设置。
10.根据权利要求9所述的蓄电装置，其中所述支撑体以与所述正极及所述负极重叠的方式被设置在所述正极与所述负极之间。
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