CN114824652A - 蓄电装置 - Google Patents

蓄电装置 Download PDF

Info

Publication number
CN114824652A
CN114824652A CN202210549336.8A CN202210549336A CN114824652A CN 114824652 A CN114824652 A CN 114824652A CN 202210549336 A CN202210549336 A CN 202210549336A CN 114824652 A CN114824652 A CN 114824652A
Authority
CN
China
Prior art keywords
positive electrode
sample
negative electrode
active material
storage device
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202210549336.8A
Other languages
English (en)
Inventor
石川纯
成田和平
小国哲平
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Original Assignee
Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd filed Critical Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Publication of CN114824652A publication Critical patent/CN114824652A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H01G11/58—Liquid electrolytes
    • H01G11/62—Liquid electrolytes characterised by the solute, e.g. salts, anions or cations therein
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/04—Hybrid capacitors
    • H01G11/06—Hybrid capacitors with one of the electrodes allowing ions to be reversibly doped thereinto, e.g. lithium ion capacitors [LIC]
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/52—Separators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H01G11/58—Liquid electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/54—Electrolytes
    • H01G11/58—Liquid electrolytes
    • H01G11/60—Liquid electrolytes characterised by the solvent
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/052—Li-accumulators
    • H01M10/0525—Rocking-chair batteries, i.e. batteries with lithium insertion or intercalation in both electrodes; Lithium-ion batteries
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/05—Accumulators with non-aqueous electrolyte
    • H01M10/056—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes
    • H01M10/0564—Accumulators with non-aqueous electrolyte characterised by the materials used as electrolytes, e.g. mixed inorganic/organic electrolytes the electrolyte being constituted of organic materials only
    • H01M10/0566—Liquid materials
    • H01M10/0569—Liquid materials characterised by the solvents
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
    • H01M4/583—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx
    • H01M4/587—Carbonaceous material, e.g. graphite-intercalation compounds or CFx for inserting or intercalating light metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/417—Polyolefins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/42—Acrylic resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/411—Organic material
    • H01M50/414—Synthetic resins, e.g. thermoplastics or thermosetting resins
    • H01M50/423—Polyamide resins
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
    • H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
    • H01M50/44—Fibrous material
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01G—CAPACITORS; CAPACITORS, RECTIFIERS, DETECTORS, SWITCHING DEVICES, LIGHT-SENSITIVE OR TEMPERATURE-SENSITIVE DEVICES OF THE ELECTROLYTIC TYPE
    • H01G11/00—Hybrid capacitors, i.e. capacitors having different positive and negative electrodes; Electric double-layer [EDL] capacitors; Processes for the manufacture thereof or of parts thereof
    • H01G11/10—Multiple hybrid or EDL capacitors, e.g. arrays or modules
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0017—Non-aqueous electrolytes
    • H01M2300/0025—Organic electrolyte
    • H01M2300/0045—Room temperature molten salts comprising at least one organic ion
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0088—Composites
    • H01M2300/0091—Composites in the form of mixtures
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/13—Energy storage using capacitors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Secondary Cells (AREA)
  • Electric Double-Layer Capacitors Or The Like (AREA)
  • Cell Separators (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Abstract

本发明提供一种高温环境下的充放电特性优良的蓄电装置。本发明提供一种在较广的温度范围内具有优良的充放电特性的蓄电装置。本发明的一个方式是一种蓄电装置，包括：正极；负极；隔离体；以及电解液，其中，隔离体位于所述正极与所述负极之间且包含聚苯硫醚，并且，电解液包含离子液体及碱金属盐。

Description

蓄电装置
本发明申请是申请号为201610131079.0，申请日为2016年3月8日，名称为“蓄电装置以及电子设备”的发明专利申请的分案申请。
技术领域
本发明的一个方式涉及一种蓄电装置及电子设备。
本发明的一个方式不局限于上述技术领域。作为本发明的一个方式的技术领域，例如可以举出半导体装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、摄像装置、这些装置的驱动方法或者这些装置的制造方法。
注意，在本说明书中，蓄电装置是指具有蓄电功能的所有元件及装置。例如，锂离子二次电池等蓄电池(也称为二次电池)、锂离子电容器及双电层电容器等都包括在蓄电装置的范畴内。
背景技术
近年来，对锂离子二次电池、锂离子电容器及空气电池等各种蓄电装置的研究开发日益火热。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、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、高能量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，成为现代信息化社会中不可缺少的物品。
如此，锂离子二次电池在各种领域或用途中使用。其中，锂离子二次电池需要具有高能量密度、优良的循环特性及在各种工作环境下的安全性等特性。
常用的锂离子二次电池大多包含含有非水溶剂和具有锂离子的锂盐的电解液。并且，作为通常用于该电解液的有机溶剂，有介电常数高且离子导电性良好的碳酸亚乙酯等有机溶剂等。
但是，上述有机溶剂具有挥发性及低燃点，当将该有机溶剂用于锂离子二次电池时，由于内部短路或过充电等而使锂离子二次电池的内部温度上升，从而有可能会导致锂离子二次电池的破裂或起火等。
考虑到上述问题，已在研讨将具有阻燃性及难挥发性的离子液体(也称为常温融化盐)用作锂离子二次电池的电解液的溶剂。作为离子液体，例如有包含乙基甲基咪唑鎓(EMI)阳离子的离子液体、包含N-甲基-N-丙基吡咯烷鎓(P13)阳离子的离子液体或者包含N-甲基-N-丙基哌啶鎓(PP13)阳离子的离子液体等(参照专利文献1)。
另外，公开了使用通过改进其阴离子成分及阳离子成分，从而实现低粘度、低融化点以及高导电性的离子液体的锂离子二次电池(参照专利文献2)。
[专利文献1]日本专利申请公开2003-331918号公报
[专利文献2]国际专利申请公开2005/63773号
因为使用电子设备的环境是各种各样的，所以用于电子设备的二次电池被要求其可用的温度范围较广。例如，被要求在汽车的仪表盘、窗前等受阳光直射的地方、在烈日下停车的车内、沙漠等高温环境下或如有冰河的寒冷地区等低温环境下也可以使用的二次电池。
发明内容
本发明的一个方式的目的之一是提供一种高温环境下的充放电特性优异的蓄电装置。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种较广的温度范围内的充放电特性优异的蓄电装置。
另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种高温环境下的长期可靠性高的蓄电装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种较广的温度范围内的长期可靠性高的蓄电装置。
另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种高温环境下的安全性高的蓄电装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种较广的温度范围内的安全性高的蓄电装置。
另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种柔性高的蓄电装置。此外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的蓄电装置或电子设备等。
注意，这些目的的记载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所有上述目的。另外，可以从说明书、附图、权利要求书的描述中抽取上述目的以外的目的。
本发明的一个方式是一种蓄电装置，包括：正极；负极；隔离体；以及电解液，其中，隔离体位于正极与负极之间，隔离体包含聚苯硫醚，并且，电解液包含离子液体及碱金属盐。
在上述结构中，碱金属盐优选为锂盐。
在上述结构中，优选的是，离子液体包含阳离子及阴离子，阳离子包含具有1以上的取代基的五元杂芳环，并且1以上的取代基所包含的碳数的总和为2以上且10以下。尤其是，阳离子优选为咪唑鎓阳离子，更优选为1-丁基-3-甲基咪唑鎓阳离子。
在上述结构中，负极优选包含石墨。
具有上述结构的蓄电装置优选具有柔性。
在具有上述结构的蓄电装置中，优选的是，0℃下的放电容量为25℃下的放电容量的80％以上，并且100℃下的放电容量为25℃下的放电容量的80％以上。
本发明的一个方式是一种包括具有上述结构的蓄电装置以及显示装置、操作按钮、外部连接端口、天线、扬声器或麦克风的电子设备。
通过本发明的一个方式，可以提供一种高温环境下的充放电特性优异的蓄电装置。此外，通过本发明的一个方式，可以提供一种较广的温度范围内的充放电特性优异的蓄电装置。
另外，通过本发明的一个方式，可以提供一种高温环境下的长期可靠性高的蓄电装置。此外，通过本发明的一个方式，可以提供一种较广的温度范围内的长期可靠性高的蓄电装置。
另外，通过本发明的一个方式，可以提供一种高温环境下的安全性高的蓄电装置。此外，通过本发明的一个方式，可以提供一种较广的温度范围内的安全性高的蓄电装置。
另外，通过本发明的一个方式，可以提供一种柔性高的蓄电装置。此外，通过本发明的一个方式，可以提供一种新颖的蓄电装置或电子设备等。
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。此外，本发明的一个方式并不需要实现所有上述效果。另外，可以从说明书、附图、权利要求书的描述中抽取上述效果以外的效果。
附图说明
图1A至图1C是示出蓄电装置的一个例子及电极的例子的图；
图2A和图2B是示出蓄电装置的例子的图；
图3A和图3B是示出蓄电装置的例子的图；
图4是示出蓄电装置的一个例子的图；
图5A和图5B是示出蓄电装置的制造方法的一个例子的图；
图6A至图6C是示出蓄电装置的制造方法的一个例子的图；
图7是示出蓄电装置的制造方法的一个例子的图；
图8A和图8B是示出蓄电装置的一个例子的图；
图9A和图9B是示出蓄电装置的一个例子的图；
图10A和图10B是示出蓄电装置的一个例子的图；
图11A和图11B是示出圆筒型蓄电池的一个例子的图；
图12A至图12C是示出硬币型蓄电池的例子的图；
图13A和图13B是示出蓄电系统的一个例子的图；
图14A1、图14A2、图14B1和图14B2是示出蓄电系统的例子的图；
图15A和图15B是示出蓄电系统的一个例子的图；
图16A和图16B是示出蓄电装置的一个例子的图；
图17A和图17B是示出蓄电装置的一个例子的图；
图18是示出蓄电装置的一个例子的图；
图19A至图19D是示出蓄电装置的制造方法的一个例子的图；
图20A、图20B、图20C1和图20C2是示出蓄电装置的例子的图；
图21是示出蓄电装置的一个例子的图；
图22A至图22D是示出蓄电装置的制造方法的一个例子的图；
图23是示出蓄电装置的一个例子的图；
图24A至图24G是示出电子设备的例子的图；
图25A至图25C是示出电子设备的一个例子的图；
图26是示出电子设备的例子的图；
图27A至图27G是示出电子设备的例子的图；
图28是示出根据实施例1的充放电循环特性的图；
图29是示出根据实施例1的充放电循环特性的图；
图30是示出根据实施例2的失重测量的结果的图；
图31是示出根据实施例2的差热分析的结果的图；
图32是示出根据实施例2的重量减少量的图；
图33A至图33D是示出根据实施例3的放电曲线的图；
图34A至图34D是示出根据实施例3的放电曲线的图；
图35A至图35C是示出根据实施例3的速率特性的图；
图36A至图36D是示出根据实施例3的放电曲线的图；
图37A至图37D是示出根据实施例3的放电曲线的图；
图38A至图38C是示出根据实施例3的温度特性的图；
图39A至图39D是示出根据实施例3的充放电曲线的图；
图40A至图40C是示出根据实施例3的充放电循环特性的图；
图41A至图41C是示出根据实施例3的充放电循环特性的图；
图42A和图42B是示出根据实施例3的充放电曲线的图；
图43A至图43C是示出根据实施例3的充放电循环特性的图；
图44A至图44D是示出根据实施例3的充放电曲线的图；
图45A至图45C是示出根据实施例3的充放电循环特性的图；
图46是示出根据实施例4的充放电循环特性的图；
图47是示出根据实施例5的速率特性的图；
图48是示出根据实施例6的充放电循环特性的图；
图49是示出根据实施例6的充放电循环特性的图；
图50A至图50D是根据实施例6的负极的SEM图像；
图51是示出根据实施例7的速率特性的图；
图52是示出根据实施例8的充放电曲线的图；
图53A和图53B是示出根据实施例8的充放电循环特性的图；
图54A和图54B是示出根据实施例9的发光装置的图；
图55A和图55B是示出根据实施例9的发光装置的图；
图56A和图56B是示出根据实施例3的充放电曲线的图；
图57A至图57C是示出根据实施例3的充放电循环特性的图；
图58A至图58C是示出根据实施例3的充放电循环特性的图；
图59A至图59C是示出根据实施例10的充放电曲线的图；
图60A和图60B是示出根据实施例10的充放电循环特性的图；
图61A和图61B是示出根据实施例10的充放电循环特性的图；
图62A和图62B是示出根据实施例10的充放电循环特性的图；
图63A至图63D是示出根据实施例11的放电曲线的图；
图64A和图64B是示出根据实施例11的速率特性的图；
图65A至图65D是示出根据实施例11的放电曲线的图；
图66A和图66B是示出根据实施例11的温度特性的图；
图67A至图67F是示出根据实施例12的燃烧试验的结果的照片；
图68A至图68E是示出根据实施例13的蓄电装置的图；
图69A至图69C是示出根据实施例13的试验装置的图；
图70A和图70B是示出根据实施例13的放电曲线的图；
图71A至图71D是根据实施例13的X线CT照片；
图72A至图72C是示出根据实施例2的热失重-差热分析-质谱的结果的图；
图73A至图73C是示出根据实施例2的热失重-差热分析-质谱的结果的图；
图74A至图74C是示出根据实施例2的热失重-差热分析-质谱的结果的图；
图75A至图75D是示出根据实施例14的充放电曲线及充电曲线的图。
具体实施方式
以下参照附图对实施方式进行详细的说明。注意，本发明不局限于以下说明，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，在下面说明的发明的结构中，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，而省略反复说明。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。
另外，为了便于理解，有时附图中示出的各构成的位置、大小及范围等并不表示其实际的位置、大小及范围等。因此，所公开的发明不一定局限于附图所公开的位置、大小、范围等。
另外，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”。例如，可以将“导电层”变换为“导电膜”或者可以将“绝缘膜”变换为“绝缘层”。
实施方式1
在本实施方式中，参照图1A至图7对本发明的一个方式的蓄电装置进行说明。
在本实施方式中，以锂离子二次电池为例进行说明，但是本发明的一个方式不局限于此。可以将本发明的一个方式应用于电池、一次电池、二次电池、锂空气电池、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、氧化银锌蓄电池、固体电池、空气电池、锌空气电池、电容器、锂离子电容器、双电层电容器、超级电容器(ultracapacitor)、超级电容器(supercapacitor)等。
本发明的一个方式的蓄电装置包括正极、负极、隔离体及电解液。
注意，在本说明书等中，电解液不局限于液体，也可以为凝胶或固体。
通过将具有阻燃性及难挥发性的离子液体用于电解液的溶剂，与使用有机溶剂的情况相比，可以提高蓄电装置的安全性。
在蓄电装置中，有可能由于充放电而电解液分解。在很多情况下，电解液的分解反应是不可逆反应。因此，有时导致蓄电装置的容量损失。
例如，如果在充电时产生不可逆反应，则放电时的容量比充电时的容量小。
另外，如果在放电时产生不可逆反应，则下一次的充放电循环中的充电时的容量有时比放电时的容量小。就是说，在不可逆反应继续时，伴随着充放电循环的次数增加容量会逐渐降低。
此外，通常用作隔离体的纤维素等的耐热性很低。因此，隔离体有时在高温下与使用离子液体的电解液起反应。由于该反应，有可能导致电解液分解。因此，如果在高温环境下使具有使用离子液体的电解液和隔离体的蓄电装置工作，由于电解液分解而不可逆容量增大，则有时导致伴随着充放电循环的容量的降低。
于是，在本发明的一个方式的蓄电装置中，使用包含聚苯硫醚的隔离体以及包含离子液体及碱金属盐的电解液。在此，电解液只要包含离子液体和碱金属盐即可，离子液体和碱金属盐不一定需要键合。
包含聚苯硫醚的隔离体具有优异的耐热性及抗药性。
另外，包含聚苯硫醚的隔离体的高温下的与离子液体的反应性比包含纤维素的隔离体等低。因此，即使在高温环境下使蓄电装置工作，也可以抑制电解液的分解，从而可以抑制输出特性或充放电循环特性的下降。
例如，通过使用包含聚苯硫醚的隔离体，与使用包含聚烯烃、玻璃或纤维素的隔离体的情况相比，可以提高100℃下的蓄电装置的充放电循环特性。另外，可以在高于100℃的温度下使本发明的一个方式的蓄电装置工作。
此外，通过使用包含聚苯硫醚的隔离体，可以在较广的温度范围内获得大充放电容量或良好的充放电循环特性。就是说，不局限于在高温环境下，即使在近于室温的环境或低温环境下也可以使本发明的一个方式的蓄电装置工作。
例如，通过使用包含聚苯硫醚的隔离体，可以实现能够在0℃以上且80℃以下的范围、0℃以上且100℃以下的范围或者-25℃以上且125℃以下的范围内工作的蓄电装置。注意，可以在低于-25℃的温度下使本发明的一个方式的蓄电装置工作。
另外，通过使用塑料等的薄膜或盒子覆盖本发明的一个方式的蓄电装置，可以在水中也使其工作。例如，可以在0℃以上且100℃以下的水中使其工作。
《隔离体》
隔离体也可以具有单层结构或叠层结构。例如，也可以具有包含聚苯硫醚的隔离体和其他隔离体的叠层结构。
作为能够用于隔离体的材料，除了聚苯硫醚之外，还可以举出纸、无纺布、玻璃纤维、陶瓷、或者合成纤维如尼龙(聚酰胺)、维尼纶(聚乙烯醇类纤维)、聚酯、丙烯酸、聚烯烃、聚氨酯等。
更具体而言，作为隔离体的材料，例如可以使用选自聚苯硫醚、氟化类聚合物、聚醚如聚环氧乙烷及聚环氧丙烷等、聚烯烃如聚乙烯及聚丙烯等、聚丙烯腈、聚偏二氯乙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚丙烯酸甲酯、聚乙烯醇、聚甲基丙烯腈(polymethacrylonitrile)、聚乙酸乙烯酯、聚乙烯吡咯烷酮、聚乙烯亚胺、聚丁二烯、聚苯乙烯、聚异戊二烯、以及聚氨酯类高分子及上述物质的衍生物；纤维素；纸；无纺布；以及玻璃纤维中的一种以上。
《电解液》
电解液包含离子液体及碱金属盐。电解液也可以包含其他材料。另外，也可以包含多种离子液体或碱金属盐。
通过使用一种以上的离子液体，即使由于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破裂、起火等。离子液体包括阳离子及阴离子，本发明的一个方式的离子液体包括有机阳离子及阴离子。作为有机阳离子可以举出季铵阳离子、叔锍阳离子、季鏻阳离子等脂肪族鎓阳离子及咪唑鎓阳离子、以及吡啶鎓阳离子等芳香族阳离子。作为阴离子，可以举出一价酰胺类阴离子、一价甲基化物类阴离子、氟磺酸阴离子、全氟烷基磺酸阴离子、四氟硼酸盐阴离子、全氟烷基硼酸盐阴离子、六氟磷酸盐阴离子及全氟烷基磷酸盐阴离子等。
优选的是，离子液体所包含的阳离子包含具有1以上的取代基的五元杂芳环，并且该1以上的取代基所包含的碳数的总和为2以上且10以下。如果碳数的总和太多，则有时离子液体的粘度变高或者导电性变低，所以碳数的总和优选为10以下。
尤其是，离子液体所包含的阳离子优选为1-丁基-3-甲基咪唑鎓(BMI)阳离子。
在此，能够用于负极的石墨具有如下优点：每单位体积的容量较大；体积膨胀小；便宜；与锂金属相比安全性高等。另一方面，离子液体所包括的阳离子及阴离子有时嵌入在以石墨等为代表的层间化合物的层间。在很多情况下，上述反应也是不可逆反应。另外，嵌入在层间的阳离子或阴离子有时后面分解或脱离。如果阳离子或阴离子在石墨的层间分解，则石墨的层间膨胀而石墨有时成为膨胀石墨。如果石墨粒子成为膨胀石墨，其石墨粒子不能进行充放电，则导致充放电容量的降低。此外，膨胀石墨的表面积很大，因此更有可能在负极中容易产生电解液的分解。
如果由于阳离子或阴离子的分解反应而电荷被消耗，载流子离子(例如，锂离子)的电池反应被阻挡，则有可能导致充放电容量的降低。另外，如果在活性物质层或集流体的表面电解液分解，不可逆容量增大，则有时导致伴随着充放电循环的容量的降低。
与EMI阳离子相比，BMI阳离子不容易嵌入在石墨的层间。因此，可以抑制导致充放电容量的降低的膨胀石墨的生成，并且可以抑制电解液的分解。由此，通过使用BMI阳离子，可以将石墨适当地用于负极，能够实现充放电循环特性良好的蓄电装置。
另外，碱金属盐优选为锂盐。
当使用包含钠盐的电解液时，有高温环境(例如100℃以上且200℃以下)下的输出特性良好的倾向，但是也有近于室温的环境(例如25℃)下的输出特性低的倾向。
在本发明的一个方式的蓄电装置中，通过使用锂盐，在近于室温的环境和高温环境下都可以获得良好的输出特性或充放电循环特性。通过应用本发明的一个方式，例如在0℃的环境和100℃的环境下都可以获得25℃下的放电容量的80％以上的放电容量。
此外，作为溶解于上述溶剂的盐，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(FSO2)2、LiN(CF3SO2)2、LiN(C4F9SO2)(CF3SO2)、LiN(C2F5SO2)2等锂盐中的一种以上。
作为用于蓄电装置的电解液，优选使用粒状的尘埃或电解液的构成元素以外的元素(以下，简单地称为“杂质”)的含量少的高纯度化的电解液。具体而言，杂质的相对于电解液的重量比为1％以下，优选为0.1％以下，更优选为0.01％以下。
也可以对电解液添加碳酸亚乙烯酯(VC)、丙烷磺内酯(PS)、叔丁基苯(TBB)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、LiBOB等添加剂。可以将添加剂的浓度设定为溶剂整体的0.1wt％以上且5wt％以下。
另外，也可以使用由电解液使聚合物膨胀而成的聚合物凝胶电解质。
作为聚合物，例如可以使用聚环氧乙烷(PEO)等具有聚环氧烷结构的聚合物、聚偏氟乙烯(PVdF)、聚丙烯腈及包含它们的共聚物等。例如，可以使用PVdF和六氟丙烯(HFP)的共聚物的PVdF-HFP。聚合物也可以具有多孔形状。
另外，也可以对电解液添加聚合引发剂或交联剂而使电解液凝胶化。例如，对构成离子液体的阳离子或阴离子引入聚合官能团，使用聚合引发剂使它们聚合，由此使离子液体本身聚合。如此，也可以使用交联剂使被高分子化的离子液体凝胶化。
也可以组合使用电解液与包含硫化物类或氧化物类等无机物材料的固体电解质或包含PEO(聚环氧乙烷)类等高分子材料的固体电解质。例如，也可以在活性物质层的表面上形成固体电解质。在组合使用固体电解质和电解液时，有时不需要隔离体或间隔物。
此外，当作为电解液的溶剂使用凝胶化的高分子材料时，抗漏液性等的安全性得到提高。并且，能够实现蓄电装置的薄型化及轻量化。例如可以使用聚环氧乙烷类聚合物、聚丙烯腈类聚合物、聚偏氟乙烯类聚合物、聚丙烯酸酯类聚合物、聚甲基丙烯酸酯类聚合物。另外，优选使用可以以常温(例如为25℃)使电解液凝胶化的聚合物。此外，也可以使用硅酮胶等。注意，在本说明书等中，例如聚偏氟乙烯类聚合物(PVdF)是指包含聚偏氟乙烯的聚合物，并包括聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)共聚物等。
另外，通过利用FT-IR(傅里叶变换红外光谱仪)等，可以对上述聚合物进行定性分析。例如，聚偏氟乙烯类聚合物在通过FT-IR获得的光谱中具有来源于C-F键合的吸收峰值。此外，聚丙烯腈类聚合物在通过FT-IR获得的光谱中具有来源于C≡N键合的吸收峰值。
作为电解液的溶剂，也可以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、碳酸氯乙烯酯、碳酸亚乙烯酯(VC)、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、磺内酯等中的一种以上。
下面，对本发明的一个方式的蓄电装置的具体结构进行说明。
图1A示出本发明的一个方式的蓄电装置的电池单元500。在图1A中，作为电池单元500的一个例子示出薄型蓄电池的方式，但是本发明的一个方式的蓄电装置不局限于此。
如图1A所示，电池单元500包括正极503、负极506、隔离体507及外包装体509。电池单元500也可以包括正极导线510及负极导线511。
图2A和图2B示出沿图1A中的点划线A1-A2所示的部分的截面图的例子。图2A和图2B示出使用一对正极503和负极506制造的电池单元500的截面结构。
如图2A和图2B所示，电池单元500包括正极503、负极506、隔离体507、电解液508及外包装体509。隔离体507夹在正极503与负极506之间。由外包装体509围绕的区域充满有电解液508。
正极503包括正极活性物质层502和正极集流体501。负极506包括负极活性物质层505和负极集流体504。活性物质层形成在集流体的一个表面或两个表面上。隔离体507位于正极集流体501与负极集流体504之间。
电池单元包括一个以上的正极及一个以上的负极。例如，电池单元可以具有包括多个正极及多个负极的叠层结构。
图3A示出沿图1A中的点划线A1-A2所示的部分的截面图的其他例子。另外，图3B示出沿图1A中的点划线B1-B2所示的部分的截面图。
图3A和图3B示出使用多组正极503和负极506制造的电池单元500的截面结构。对电池单元500所包括的电极层的个数没有特别的限定。在电极层的个数多的情况下，可以实现具有更大的容量的蓄电装置。另外，在电极层的个数少的情况下，可以实现薄型且柔性高的蓄电装置。
图3A和图3B示出例子，其中包括：两个在正极集流体501的一个表面上具有正极活性物质层502的正极503；两个在正极集流体501的两个表面上具有正极活性物质层502的正极503；以及三个在负极集流体504的两个表面上具有负极活性物质层505的负极506。就是说，电池单元500包括六个正极活性物质层502和六个负极活性物质层505。注意，图3A和图3B示出隔离体507为袋状的例子，但是不局限于此，隔离体507可以为长方形或波纹管状。
下面，图1B示出正极503的外观图。正极503包括正极集流体501及正极活性物质层502。
另外，图1C示出负极506的外观图。负极506包括负极集流体504及负极活性物质层505。
在此，正极503及负极506优选包括用来使所层叠的多个正极彼此及多个负极彼此电连接的突片区域。另外，突片区域优选连接有导线电极。
如图1B所示，正极503优选具有突片区域281。突片区域281的一部分优选与正极导线510焊接。突片区域281优选具有使正极集流体501露出的区域，通过对使正极集流体501露出的区域焊接正极导线510，可以进一步降低接触电阻。在图1B中，示出在突片区域281整个区域中使正极集流体501露出的例子，但是突片区域281也可以在其一部分具有正极活性物质层502。
如图1C所示，负极506优选具有突片区域282。突片区域282的一部分优选与负极导线511焊接。突片区域282优选具有使负极集流体504露出的区域，通过对使负极集流体504露出的区域焊接负极导线511，可以进一步降低接触电阻。在图1C中，示出在突片区域282整个区域中使负极集流体504露出的例子，但是突片区域282也可以在其一部分具有负极活性物质层505。
注意，虽然图1A示出正极503的端部与负极506的端部大致对齐的例子，但是正极503也可以具有位于负极506的端部的外侧的部分。
在电池单元500中，负极506的不与正极503重叠的区域的面积越小越好。
图2A示出负极506的端部位于正极503的内侧的例子。通过采用这种结构，可以使负极506整体与正极503重叠，或者可以减少负极506的不与正极503重叠的区域的面积。
另外，在电池单元500中，正极503的面积和负极506的面积优选大致相同。例如，隔着隔离体507相对的正极503的面积和负极506的面积优选大致相同。例如，隔着隔离体507相对的正极活性物质层502的面积和负极活性物质层505的面积优选大致相同。
例如，如图3A和图3B所示，正极503的隔离体507一侧的面的面积和负极506的隔离体507一侧的面的面积优选大致相同。通过使正极503的负极506一侧的面的面积与负极506的正极503一侧的面的面积大致相同，可以减少负极506的不与正极503重叠的区域(或者，理想的是消除该区域)，可以降低电池单元500的不可逆容量，所以是优选的。或者，如图3A和图3B所示，正极活性物质层502的隔离体507一侧的面的面积和负极活性物质层505的隔离体507一侧的面的面积优选大致相同。
另外，如图3A和图3B所示，正极503的端部与负极506的端部优选大致对齐。此外，正极活性物质层502的端部与负极活性物质层505的端部优选大致对齐。
此外，图2B示出正极503的端部位于负极506的内侧的例子。通过采用这种结构，可以使正极503整体与负极506重叠，或者可以减少正极503的不与负极506重叠的区域的面积。如果负极506的端部位于正极503的端部的内侧，则有时电流集中在负极506的端部。例如，如果电流集中在负极506的一部分，则有时锂析出在负极506上。通过减少正极503的不与负极506重叠的区域的面积，可以抑制电流集中在负极506的一部分。由此，例如可以抑制锂析出在负极506上，所以是优选的。
如图1A所示，正极导线510优选与正极503电连接。同样地，负极导线511优选与负极506电连接。正极导线510及负极导线511露出到外包装体509的外侧，并用作与外部电接触的端子。
正极集流体501及负极集流体504也可以兼作与外部电连接的端子。此时，也可以不使用导线电极而将正极集流体501及负极集流体504以其一部分露出到外包装体509的外侧的方式配置。
在图1A中，将正极导线510及负极导线511配置在电池单元500的同一边上，但是如图4所示，也可以将正极导线510及负极导线511配置在电池单元500的不同的边上。如此，在本发明的一个方式的电池单元中，可以自由地配置导线电极，因此其设计自由度高。因此，可以提高使用本发明的一个方式的电池单元的产品的设计自由度。另外，可以提高使用本发明的一个方式的电池单元的产品的生产率。
下面，参照图5A至图7对电池单元500的制造方法的一个例子进行说明。
首先，层叠正极503、负极506及隔离体507。具体而言，在正极503上配置隔离体507。然后，在隔离体507上配置负极506。在使用2组以上的正极和负极时，在负极506上再配置隔离体507，然后配置正极503。如此，以隔离体507夹在正极503和负极506之间的方式交替层叠正极503和负极506。
或者，隔离体507也可以是袋状。通过使用隔离体507包围电极，该电极不容易在制造工序中被损伤，所以是优选的。
首先，在隔离体507上配置正极503。接着，在图5A所示的虚线部分将隔离体507对折，并使用隔离体507夹住正极503。注意，在此对使用隔离体507夹住正极503的例子进行了说明，但是也可以使用隔离体507夹住负极506。
在此，优选接合正极503的外侧的隔离体507的外周部分，将隔离体507形成为袋状(或者袋体(envelop)状)。隔离体507的外周部分的接合可以通过使用粘合剂等实现，又可以通过使用超声波焊接或加热焊接实现。
在本实施方式中，作为隔离体507使用包含聚苯硫醚的隔离体，对隔离体507的外周部分进行加热并接合。图5A示出接合部514。这样，可以使用隔离体507覆盖正极503。
接着，如图5B所示，交替层叠负极506、由隔离体包裹的正极503。另外，准备具有密封层115的正极导线510及负极导线511。
接着，如图6A所示，将具有密封层115的正极导线510连接到正极503的突片区域281。图6B是连接部的放大图。边对接合部512施加压力边照射超音波，由此使正极503的突片区域281及正极导线510电连接(超音波焊接)。此时，优选在突片区域281中设置弯曲部513。
通过设置弯曲部513，可以缓和在制造电池单元500之后因从外部施加的力量而产生的应力。因此，可以提高电池单元500的可靠性。
可以以同样的方法将负极导线511与负极506的突片区域282电连接。
接着，在外包装体509上配置正极503、负极506及隔离体507。
将外包装体509沿着图6C的外包装体509的中央附近的虚线折叠。
在图7中，接合部118为利用热压合将外包装体509的外围接合的部分。利用热压合将用来放入电解液508的导入口119以外的外包装体509的外周部分接合。当进行热压合时，设置在导线电极上的密封层也熔化，由此可以使导线电极与外包装体509之间固定。另外，可以提高外包装体509和导线电极之间的密接性。
并且，在减压气氛或惰性气体气氛下，将所希望的量的电解液508从导入口119放入外包装体509的内侧。最后，利用热压合将导入口119接合。如此，可以制造薄型蓄电池的电池单元500。
优选在制造电池单元500之后进行熟成化工序。以下，说明熟成工序条件的一个例子。首先，以0.001C以上且0.2C以下的速率进行充电。可以将温度设定为室温以上且50℃以下。此时，如果发生电解液的分解并产生气体，则在电池单元中充满该气体，于是在有的区域中电解液不能与电极表面接触。就是说，电极的实效反应面积减小，实效的电阻增高。
在电阻过高时，对应电极的电阻充电电压上升，负极电位下降，由此锂嵌入石墨并析出在石墨表面。该锂析出有时导致容量的降低。例如，在锂析出之后，如果涂膜等在表面上成长，析出在表面上的锂不能再次溶出，而产生无助于容量的锂。在所析出的锂物理性地破损而不与电极导通时，同样地产生无助于容量的锂。因此，为了防止在因电压降低而电极的电位到达锂电位，优选进行脱气。
在要进行脱气时，例如将薄型蓄电池的外包装体的一部分切断并拆开。当因气体而使外包装体膨胀时，优选再次调整外包装体的形状。在进行再次密封之前，也可以根据需要添加电解液。
在进行脱气之后，也可以将充电状态在高于室温，优选为30℃以上且60℃以下，更优选为35℃以上且50℃以下的温度下保持例如1小时以上且100小时以下。在初次进行充电时，在表面分解的电解液形成涂膜。因此，例如通过在进行脱气之后在高于室温的温度下保持充电状态，有可能使所形成的涂膜致密化。
以下，对本发明的一个方式的蓄电装置的构成要素进行详细说明。省略上面已说明的隔离体及电解液的说明。此外，通过从本实施方式所示的各构件的材料中选择具有柔性的材料，可以制造具有柔性的蓄电装置。
《集流体》
作为集流体，只要是在蓄电装置中不会引起显然的化学変化而呈现高导电性的材料，就没有特别的限制。作为正极集流体及负极集流体的材料，例如可以使用不锈钢、金、铂、锌、铁、镍、铜、铝、钛、钽、锰等金属、这些金属的合金或烧结的碳等。此外，也可以使用由碳、镍或钛等覆盖铜或不锈钢。另外，也可以使用添加有硅、钛、钕、钪、钼等提高耐热性的元素的铝合金。另外，也可以使用与硅起反应而形成硅化物的金属元素形成集流体。作为与硅起反应而形成硅化物的金属元素，有锆、钛、铪、钒、铌、钽、铬、钼、钨、钴、镍等。
在正极集流体的表面或负极集流体的表面上，有时产生与电解液的不可逆反应。因此，正极集流体或负极集流体的与电解液的反应性优选低。例如，通过将不锈钢等用于正极集流体或负极集流体，有时可以进一步降低与电解液的反应性，所以是优选的。
另外，作为正极集流体及负极集流体都可以适当地采用包括箔状、板状(薄片状)、网状、圆柱状、线圈状、冲孔金属网状、拉制金属网状、多孔状及无纺布状的各种各样的形状。还有，为了提高与活性物质层的紧密性，正极集流体及负极集流体也可以在其表面具有微小的凹凸。另外，正极集流体及负极集流体优选具有5μm以上且30μm以下的厚度。
另外，也可以在集流体的表面的一部分设置底涂层。在此，底涂层是指如下膜：用来降低集流体与活性物质层之间的接触电阻或者用来提高集流体与活性物质层之间的紧密性的覆盖层。此外，底涂层不一定必须形成在集流体的整个面上，而也可以为岛状(部分地形成)。另外，底涂层也可以作为活性物质而具有容量。作为底涂层例如可以使用碳材料。作为碳材料，例如可以使用石墨、乙炔黑等碳黑、碳纳米管等。另外，作为底涂层，也可以使用金属层、包含碳及高分子的层、以及包含金属及高分子的层。
《活性物质层》
活性物质层包含活性物质。活性物质只是指与用作载流子的离子的嵌入及脱嵌有关的物质，但是在本说明书等中，将包括本来是“活性物质”的材料、导电助剂、粘结剂等的层也称为活性物质层。
正极活性物质层包含一种以上的正极活性物质。负极活性物质层包含一种以上的负极活性物质。
正极活性物质及负极活性物质在蓄电装置的电池反应中起中心作用，进行载流子离子的释放及吸收。为了延长蓄电装置的寿命，活性物质优选为涉及电池反应的不可逆反应的容量较小且充放电效率高的材料。
作为正极活性物质，可以使用其中锂离子等载流子离子能够嵌入及脱嵌的材料。作为正极活性物质，例如可以举出具有橄榄石型结晶结构、层状岩盐型结晶结构、尖晶石型结晶结构、NASICON型结晶结构的材料等。
例如，作为正极活性物质的材料，可以使用LiFeO2、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、V2O5、Cr2O5、MnO2等化合物。
作为具有橄榄石型结晶结构的材料，可以举出含锂复合磷酸盐(通式LiMPO4(M是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)等化合物。
例如，磷酸铁锂(LiFePO4)均匀地满足正极活性物质被要求的条件诸如安全性、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。
通过作为正极活性物质使用LiFePO4，可以实现对过充电等外部负荷也稳定的安全性高的蓄电装置。因此，例如这种蓄电装置特别适合于用于携带的便携式设备、带在身上的可穿戴设备等的蓄电装置。
作为具有层状岩盐型结晶结构的材料，例如有：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))。此外，也可以举出Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2、Li2MnO3-LiMO2(M是Co、Ni、Mn)等。
特别是，LiCoO2具有容量大、与LiNiO2相比在大气中稳定以及与LiNiO2相比热稳定等优点，所以是优选的。
作为具有尖晶石型结晶结构的材料，例如可以举出LiMn2O4、Li1+xMn2-xO4(0<x<2)、LiMn2-xAlxO4(0<x<2)、LiMn1.5Ni0.5O4等。
当对LiMn2O4等含有锰的具有尖晶石型结晶结构的材料混合少量镍酸锂(LiNiO2或LiNi1-xMxO2(M＝Co、Al等，0<x<1))时，具有抑制锰的溶出或电解液的分解等优点，所以是优选的。
或者，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)和Ni(II)中的一个以上，0≤j≤2)等含锂复合硅酸盐。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)等化合物。
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NASICON型化合物。作为NASICON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，可以使用：以通式Li2MPO4F、Li2MP2O7、Li5MO4(M＝Fe、Mn)表示的化合物；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等具有反尖晶石型结晶结构的材料；钒氧化物类(V2O5、V6O13、LiV3O8等)；锰氧化物；以及有机硫化合物等材料。
作为正极活性物质，也可以使用组合多个上述材料而成的材料。例如，可以使用组合多个上述材料而成的固溶体作为正极活性物质。例如，可以使用LiCo1/3Mn1/3Ni1/3O2和Li2MnO3的固溶体作为正极活性物质。
另外，当载流子离子是锂离子之外的碱金属离子、碱土金属离子时，作为正极活性物质，也可以在上述锂化合物、含锂复合磷酸盐及含锂复合硅酸盐中，使用用碱金属(例如，钠、钾等)、碱土金属(例如，钙、锶、钡、铍或镁等)等的载流子取代锂的化合物。
正极活性物质的一次粒子的平均粒径例如优选为5nm以上且100μm以下。
例如，当作为正极活性物质使用橄榄石结构的含锂复合磷酸盐时，锂的扩散路径为一次元，所以锂的扩散速率慢。因此，当使用橄榄石结构的含锂复合磷酸盐时，为了提高充放电的速率，优选将正极活性物质的平均粒径例如设定为5nm以上且1μm以下。或者，优选将正极活性物质的比表面积设定为10m2/g以上且50m2/g以下。
例如与具有层状岩盐型结晶结构的活性物质等相比，具有橄榄石结构的活性物质的充放电时的结构变化极少，结晶结构稳定，因此对过充电等工作稳定，所以在使用具有橄榄石结构的正极活性物质时可以实现安全性高的蓄电装置。
作为负极活性物质，例如可以使用碳类材料、合金类材料等。
作为碳类材料，有石墨、易石墨化碳(graphitizing carbon)(软碳)、难石墨化碳(non-graphitizing carbon)(硬碳)、碳纳米管、石墨烯、碳黑等。作为石墨，有中间相碳微球(MCMB)、焦炭类人造石墨(coke-based artificial graphite)、沥青类人造石墨(pitch-based artificial graphite)等人造石墨、球状化天然石墨等天然石墨。另外，作为石墨形状有鳞片状或球状等。
作为石墨，当锂离子嵌入在石墨中时(在锂-石墨层间化合物的生成时)，其示出与锂金属相同程度的低电位(0.1以上且0.3V以下vs.Li/Li+)。由此，锂离子二次电池可以示出高工作电压。如上所述，石墨具有如下优点：每单位体积的容量较大；体积膨胀小；便宜；与锂金属相比安全性高等，所以是优选的。
在载流子离子为锂离子的情况下，作为合金类材料，例如也可以使用包含Mg、Ca、Ga、Si、Al、Ge、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Ag、Au、Zn、Cd、Hg和In等中的至少一种的材料。这种元素的容量比碳大，尤其是硅的理论容量大，为4200mAh/g，由此可以增大蓄电装置的容量。作为使用这种元素的合金类材料(化合物系材料)，例如有Mg2Si、Mg2Ge、Mg2Sn、SnS2、V2Sn3、FeSn2、CoSn2、Ni3Sn2、Cu6Sn5、Ag3Sn、Ag3Sb、Ni2MnSb、CeSb3、LaSn3、La3Co2Sn7、CoSb3、InSb、SbSn等。
此外，作为负极活性物质，可以使用氧化物诸如SiO、SnO、SnO2、二氧化钛(TiO2等)、锂钛氧化物(Li4Ti5O12等)、锂-石墨层间化合物(LixC6等)、五氧化铌(Nb2O5等)、氧化钨(WO2等)、氧化钼(MoO2等)等。在此，SiO是包含硅和氧的化合物，在硅和氧的原子个数比为硅:氧＝α:β的情况下，α优选具有β的近似值。在此，“具有近似值”例如是指α与β之差的绝对值优选为β的值的20％以下，更优选为10％以下的情况。
此外，作为负极活性物质，可以使用包含锂和过渡金属的氮化物的具有Li3N型结构的Li3-xMxN(M为Co、Ni或Cu)。例如，Li2.6Co0.4N3示出大的充放电容量(900mAh/g、1890mAh/cm3)，所以是优选的。
当作为负极活性物质使用锂和过渡金属的氮化物时，在负极活性物质中包含有锂离子，因此可以将其与作为正极活性物质的不包含锂离子的V2O5、Cr3O8等材料组合。注意，当将含有锂离子的材料用于正极活性物质时，通过预先使包含在正极活性物质中的锂离子脱嵌，作为负极活性物质，也可以使用包含锂和过渡金属的氮化物。
此外，也可以将引起转化反应的材料用于负极活性物质。例如，可以将氧化钴(CoO)、氧化镍(NiO)、氧化铁(FeO)等不与锂起合金化反应的过渡金属氧化物用于负极活性物质。作为引起转化反应的材料，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。
负极活性物质的一次粒子的平均粒径例如优选为5nm以上且100μm以下。
正极活性物质层及负极活性物质层也可以包含导电助剂。
作为导电助剂，例如可以使用碳材料、金属材料或导电性陶瓷材料等。此外，作为导电助剂，也可以使用纤维状的材料。相对于活性物质层总重量的导电助剂含量优选为1wt％以上且10wt％以下，更优选为1wt％以上且5wt％以下。
由于导电助剂，而在电极中可以形成导电网络。由于导电助剂，可以维持负极活性物质彼此之间的导电路径。通过对活性物质添加导电助剂，可以实现具有高电导性的活性物质层。
作为导电助剂，例如可以使用天然石墨、中间相碳微球等人造石墨、碳纤维等。作为碳纤维，例如可以使用中间相沥青类碳纤维、各向同性沥青类碳纤维等碳纤维。作为碳纤维，可以使用碳纳米纤维或碳纳米管等。例如，可以通过气相生长等制造碳纳米管。作为导电助剂，例如可以使用碳黑(乙炔黑(AB)等)、石墨(黑铅)粒子、石墨烯或富勒烯等碳材料。例如，可以使用铜、镍、铝、银、金等的金属粉末或金属纤维、导电性陶瓷材料等。
薄片状的石墨烯具有高导电性等良好的电特性、以及良好的柔软性及机械强度等物理特性。因此，通过将石墨烯用作导电助剂可以增高活性物质彼此之间或活性物质与集流体之间的电导率。
注意，在本说明书中，石墨烯包括单层石墨烯或2层以上且100层以下的多层石墨烯。单层石墨烯是指具有π键合的一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而成的化合物。此外，也可以将作为基本骨架包含石墨烯的化合物(也称为石墨烯化合物)用作本发明的一个方式的蓄电装置的材料(例如，导电助剂或活性物质等)。注意，单层的石墨烯及2层以上且100层以下的多层石墨烯等石墨烯及氧化石墨烯也包括在石墨烯化合物的范畴内。
石墨烯能够实现接触电阻低的面接触，并且石墨烯即使厚度薄也具有非常高的导电性，且即使量少也可以在活性物质层中高效地形成传导通路。
在使用平均粒径小的活性物质，例如使用平均粒径为1μm以下的活性物质时，活性物质的比表面积大，所以需要更多的连接活性物质彼此之间的传导通路。在这种情况下，特别优选的是：使用导电性非常高且即使是少量也可以高效地形成传导通路的石墨烯。
正极活性物质层及负极活性物质层也可以包含粘结剂。
在本说明书中，粘结剂具有使活性物质与活性物质粘结或粘合的功能及/或使活性物质层与集流体粘结或粘合的功能。另外，在电极或电池的制造中，粘结剂的状态有时发生变化。例如，粘结剂有时处于液体、固体和凝胶等中的至少一个状态。另外，在电极或电池的制造中，粘结剂有时从单体变化到聚合物。
作为粘结剂，例如可以使用水溶性高分子。作为水溶性高分子，例如也可以使用多糖类等。作为多糖类，可以使用羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素、乙基纤维素、羟丙基纤维素、二乙酰纤维素、再生纤维素等纤维素衍生物、淀粉等。
此外，作为粘结剂可以使用丁苯橡胶(SBR：styrene-butadiene rubber)、苯乙烯-异戊二烯-苯乙烯橡胶(styrene-isoprene-styrene rubber)、丙烯腈-丁二烯橡胶、丁二烯橡胶(butadiene rubber)、氟橡胶、乙烯-丙烯-二烯共聚物(ethylene-propylene-dienecopolymer)等橡胶材料。可以组合这些橡胶材料与上述水溶性高分子而使用。这些橡胶材料由于具有橡胶弹性而容易伸缩，因此可以得到能够耐受应力的可靠性高的电极，该应力是因充放电而发生的活性物质的膨胀收缩、电极的弯曲等所导致的。另一方面，这些橡胶材料有时具有疏水基而不容易溶解于水。在此情况下，因为粒子在不溶解的状态下分散在水溶液中，所以有时难以将包含用于形成活性物质层102的溶剂的组成物(也称为电极粘结剂组成物)的粘度提高到适合于涂敷的粘度。此时通过使用粘度调节功能高的水溶性高分子，例如是多糖类，既可以适当地提高溶液的粘度，又可以使水溶性高分子与橡胶材料均匀地分散。由此，可以得到均匀性高的良好的电极(例如，电极厚度或电极电阻的均匀性高的电极)。
作为粘结剂，可以使用PVdF、聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸钠、聚乙烯醇(PVA)、聚环氧乙烷(PEO)、聚环氧丙烷、聚酰亚胺、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、异丁烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、尼龙、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯、三元乙丙聚合物、聚醋酸乙烯酯、硝酸纤维素等材料。
作为粘结剂，也可以组合使用这些材料中的两种以上。
活性物质层总重量中的粘结剂含量优选为1wt％以上且10wt％以下，更优选为2wt％以上且8wt％以下，进一步优选为3wt％以上且5wt％以下。
《外包装体》
在外包装体509中，优选与电解液508接触的面，即内侧的面不与电解液508起明显的反应。当水分从电池单元500的外部进入电池单元500中时，电解液508的成分等会与水起反应。因此，外包装体509优选具有低水分透过性。
作为外包装体509，例如可以使用如下三层结构的膜：在使用聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、离聚物、聚酰胺等的膜上设置铝、不锈钢、铜、镍等柔性高的金属薄膜，并且在该金属薄膜上作为外包装体的外表面设置聚酰胺类树脂、聚酯类树脂等绝缘性合成树脂膜。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。可以通过将外包装体折叠向内侧并重叠或者通过以两个外包装体的里面互相相对的方式重叠并进行加热，里面的材料溶解而焊接两个外包装体，由此可以形成密封结构。
当将外包装体被焊接等而形成有密封结构的部分看作密封部时，在将外包装体折叠向内侧并重叠的情况下，密封部形成在折叠部分以外的部分，例如焊接外包装体的第一区域和与该第一区域重叠的第二区域。在层叠两个外包装体时，通过热焊接等的方法沿着外周整体形成密封部。
通过使用具有柔性的外包装体509，电池单元500可以具有柔性。当电池单元具有柔性时，可以将其安装在至少一部分具有柔性的电子设备，也可以伴随电子设备的变形而使电池单元500弯曲。
如上所述，在本发明的一个方式中，使用包含聚苯硫醚的隔离体和包含离子液体的电解液，所以即使在高温环境下也不容易产生隔离体与电解液的反应，而可以抑制电解液的分解。因此，在高温环境下的工作中，可以抑制不可逆容量的增大，而获得良好的充放电循环特性。
另外，本发明的一个方式的蓄电装置不但在高温环境下而且在较广的温度范围内呈现良好的充放电特性。此外，本发明的一个方式的蓄电装置使用离子液体，所以与使用有机溶剂的情况相比，可以在较广的温度范围内提高安全性。
通过应用本发明的一个方式，可以实现能够在100℃以上的高温下工作的蓄电装置，例如可以提供一种对应于高压釜等的蓄电装置。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
实施方式2
在本实施方式中，参照图8A至图15B对本发明的一个方式的蓄电装置进行说明。
在本发明的一个方式中，使用包含聚苯硫醚的隔离体和包含离子液体的电解液，因此可以实现在包括高温环境的较广的温度范围内呈现优良的充放电特性且具有高长期可靠性和高安全性的蓄电装置。
[使用卷绕体的蓄电池]
图8A至图9B示出本发明的一个方式的蓄电装置的使用卷绕体的蓄电池的结构实例。
图8A和图8B所示的卷绕体993包括负极994、正极995以及隔离体996。
卷绕体993是夹着隔离体996使负极994和正极995互相重叠来形成叠层薄片，并且将该叠层薄片卷绕而形成的。通过使用方型密封容器等覆盖该卷绕体993，制造方型蓄电池。
另外，由负极994、正极995以及隔离体996构成的叠层的叠层个数可以根据所需的容量和元件体积适当地设计。负极994通过端子997和端子998中的一个与负极集流体(未图示)连接，正极995通过端子997和端子998中的另一个与正极集流体(未图示)连接。
在此，负极994的不与正极995重叠的区域的面积越小越好。图8B示出负极994的宽度1091小于正极995的宽度1092的例子。负极994的端部位于正极995的内侧。通过采用这种结构，可以使负极994整体与正极995重叠，或者可以缩小负极994的不与正极995重叠的区域的面积。
当对于负极994的面积正极995的面积过大时，正极995的多余部分增多，而例如蓄电装置的每体积的容量降低。因此，例如，优选的是，负极994的端部位于正极995的端部的内侧。另外，正极995的端部和负极994的端部之间的距离优选为3mm以下，更优选为0.5mm以下，进一步优选为0.1mm以下。或者，正极995和负极994之间的宽度差优选为6mm以下，更优选为1mm以下，进一步优选为0.2mm以下。或者，优选宽度1091和宽度1092大致相同，且负极994的端部和正极995的端部大致对齐。
如图9A所示，图9B所示的蓄电池980包括薄膜981、具有凹部的薄膜982和卷绕体993。在蓄电池980中，在通过热压合等贴合将成为外包装体的薄膜981和薄膜982而形成的空间中容纳卷绕体993。卷绕体993包括端子997和端子998，并在由薄膜981和薄膜982形成的空间中被浸渗在电解液中。
作为薄膜981及薄膜982例如都可以使用铝等金属材料或树脂材料。当作为薄膜981及薄膜982的材料使用树脂材料时，当从外部被施加力量时可以使薄膜981及薄膜982变形，而可以制造具有柔性的蓄电池。
在图9A及图9B中示出使用两个薄膜的例子，但是也可以将一个薄膜弯折形成空间，并且在该空间中容纳上述卷绕体993。
通过将树脂材料等用于外包装体或密封容器，可以使蓄电装置整体具有柔性。注意，当将树脂材料用于外包装体或密封容器时，使用导电材料构成连接到外部的部分。
如图10A所示，图10B所示的蓄电池990包括外包装体991、外包装体992和卷绕体993。
在图10B所示的蓄电池990中，在外包装体991的内部容纳上述卷绕体993。卷绕体993包括端子997及端子998，并在外包装体991、外包装体992中被浸渗在电解液中。外包装体991、外包装体992例如都可以使用铝等金属材料或树脂材料。当作为外包装体991、外包装体992的材料使用树脂材料时，当从外部被施加力量时可以使外包装体991、外包装体992变形，而可以制造具有柔性的蓄电池。
[圆筒型蓄电池]
接下来，作为使用卷绕体的蓄电池的一个例子，示出圆筒型蓄电池。
图11A所示的圆筒型蓄电池600在顶面具有正极盖(电池盖)601，并在侧面及底面具有电池罐(外装罐)602。由垫片(绝缘垫片)610使上述正极盖与电池罐(外装罐)602绝缘。
图11B是圆筒型蓄电池的截面示意图。在中空圆柱状电池罐602的内侧设置有电池元件，在该电池元件中，带状的正极604和带状的负极606夹着隔离体605被卷绕。虽然未图示，但是电池元件以中心销为中心被卷绕。电池罐602的一端关闭且另一端开着。作为电池罐602可以使用对电解液具有抗腐蚀性的铝、钛等金属、它们的合金或者它们和其他金属的合金(例如不锈钢等)。另外，为了防止电解液所引起的腐蚀，电池罐602优选被铝等覆盖。在电池罐602的内侧，正极、负极及隔离体被卷绕的电池元件由对置的一对绝缘板608和绝缘板609夹着。另外，在设置有电池元件的电池罐602的内部中注入有非水电解液(未图示)。
因为用于圆筒型蓄电池的正极及负极被卷绕，所以优选活性物质形成在集流体的两个表面。正极604与正极端子(正极集电导线)603连接，负极606与负极端子(负极集电导线)607连接。正极端子603及负极端子607都可以使用铝等金属材料。将正极端子603电阻焊接到安全阀机构612，将负极端子607电阻焊接到电池罐602底。安全阀机构612与正极盖601通过PTC(Positive Temperature Coefficient：正温度系数)元件611电连接。当电池的内压上升到超过指定的阈值时，安全阀机构612切断正极盖601与正极604的电连接。另外，PTC元件611是在温度上升时其电阻增大的热敏感电阻元件，并通过电阻的增大来限制电流量以防止异常发热。作为PTC元件，可以使用钛酸钡(BaTiO3)类半导体陶瓷等。
在此，负极606的不与正极604重叠的区域的面积越小越好。例如，负极606的端部优选位于正极604的内侧。例如正极604的端部和负极606的端部之间的距离优选为3mm以下，更优选为0.5mm以下，进一步优选为0.1mm以下。或者，正极604的宽度1093和负极606的宽度1094之间的宽度差优选为6mm以下，更优选为1mm以下，进一步优选为0.2mm以下。或者，优选宽度1093和宽度1094大致相同，且负极606的端部和正极604的端部大致对齐。
[硬币型蓄电池]
图12A至图12C示出本发明的一个方式的蓄电装置的硬币型蓄电池的一个例子。图12A是硬币型(单层扁平型)蓄电池的外观图，图12B及图12C是其截面图的例子。
在硬币型蓄电池300中，兼作正极端子的正极罐(positive electrode can)301和兼作负极端子的负极罐(negative electrode can)302被由聚丙烯等形成的垫片303绝缘密封。
正极304包括彼此接触的正极集流体305以及正极活性物质层306。负极307包括彼此接触的负极集流体308以及负极活性物质层309。注意，在用于硬币型蓄电池的正极及负极中，只在其一个表面上包括活性物质层即可。
除了正极活性物质以外，正极活性物质层306还可以包含用来提高正极活性物质的紧密性的粘结剂以及用来提高正极活性物质层的导电性的导电助剂等。除了负极活性物质以外，负极活性物质层309还可以包含用来提高负极活性物质的紧密性的粘结剂以及用来提高负极活性物质层的导电性的导电助剂等。
在正极活性物质层306与负极活性物质层309之间包括隔离体310及电解质(未图示)。
在此，正极304及负极307的形状及面积优选大致相同，正极304的端部和负极307的端部优选大致对齐。图12B示出正极304的端部和负极307的端部对齐的例子。
或者，优选正极304的面积比负极307大，且负极307的端部位于正极304的端部的内侧。图12C示出负极307的端部位于正极304的端部的内侧的例子。
作为正极罐301及负极罐302，都可以使用对电解液具有抗腐蚀性的铝、钛等金属、它们的合金或者它们和其他金属的合金(例如不锈钢等)。另外，为了防止电解液所引起的腐蚀，正极罐301及负极罐302优选被铝等覆盖。正极罐301与正极304电连接，负极罐302与负极307电连接。
将这些负极307、正极304及隔离体310浸渍到电解质中，如图12B、图12C所示那样，将正极罐301设置在下方，依次层叠正极304、隔离体310、负极307、负极罐302，使垫片303介于正极罐301与负极罐302之间并进行压合，由此制造硬币型蓄电池300。
[蓄电系统]
接着，参照图13A至图15B对蓄电系统的结构实例进行说明。在此，蓄电系统例如是指安装有蓄电装置的设备。在本实施方式说明的蓄电系统包括本发明的一个方式的蓄电装置。
图13A和图13B是蓄电系统的外观图。蓄电系统包括电路衬底900和蓄电池913。在蓄电池913上贴合有签条910。再者，如图13B所示，蓄电系统包括端子951和端子952、天线914和天线915。
电路衬底900包括端子911和电路912。端子911与端子951、端子952、天线914、天线915及电路912连接。另外，也可以设置多个端子911，将多个端子911分别用作控制信号输入端子、电源端子等。
电路912也可以设置在电路衬底900的背面。另外，天线914及天线915的形状不局限于线圈状，例如也可以为线状、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。或者，天线914或天线915也可以为平板状的导体。该平板状的导体也可以用作电场键合用的导体之一。换言之，也可以将天线914或天线915用作电容器所具有的两个导体中之一。由此，不但利用电磁、磁场，而且还可以利用电场交换电力。
天线914的线宽度优选大于天线915。由此，可以增大天线914所受电的电力量。
蓄电系统在天线914及天线915与蓄电池913之间包括层916。层916例如具有能够遮蔽来自蓄电池913的电磁场的功能。作为层916，例如可以使用磁性体。
另外，蓄电系统的结构不局限于图13A和图13B所示的结构。以下示出变形例子。注意，与图13A及图13B所示的蓄电系统相同的部分可以适当地援用上述说明。
例如，如图14A1及图14A2所示，也可以在图13A及图13B所示的蓄电池913的对置的一对面(的每一个)上分别设置天线。图14A1示出从上述一对面的一个面一侧看时的外观图，图14A2示出从上述一对面的另一个面一侧看时的外观图。
如图14A1所示，在蓄电池913的一对面的一个面上夹着层916设置有天线914，如图14A2所示，在蓄电池913的一对面的另一个面上夹着层917设置有天线915。层917例如具有遮蔽来自蓄电池913的电磁场的功能。作为层917，例如可以使用磁性体。
通过采用上述结构，可以增大天线914和天线915双方的尺寸。
或者，如图14B1及图14B2所示，可以在图13A及图13B所示的蓄电池913的对置的一对面上分别设置不同天线。图14B1示出从上述一对面的一个面一侧看时的外观图，图14B2示出从上述一对面的另一个面一侧看时的外观图。
如图14B1所示，在蓄电池913的一对面的一个面上夹着层916设置有天线914和天线915，如图14A2所示，在蓄电池913的一对面的另一个面上夹着层917设置有天线918。天线918例如具有能够与外部设备进行数据通信的功能。作为天线918，例如可以使用具有能够应用于天线914及天线915的形状的天线。作为利用天线918的蓄电系统与其他设备之间的通信方法，可以使用NFC等能够在蓄电系统与其他设备之间使用的响应方式等。
或者，如图15A所示，也可以在图13A及图13B所示的蓄电池913上设置显示装置920。显示装置920通过端子919与端子911电连接。另外，也可以不在设置有显示装置920的部分贴签条910。
在显示装置920上，例如可以显示表示是否正在进行充电的图像、表示蓄电量的图像等。作为显示装置920，例如可以使用电子纸、液晶显示装置、电致发光(也称为EL)显示装置等。例如，通过使用电子纸可以降低显示装置920的耗电量。
或者，如图15B所示，也可以在图13A及图13B所示的蓄电池913中设置传感器921。传感器921通过端子922与端子911电连接。
传感器921例如可以具有能够测量如下因素的功能：力量、位移、位置、速度、加速度、角速度、转动数、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、斜率、振动、气味或红外线。通过设置传感器921，例如可以检测出示出设置有蓄电系统的环境的数据(温度等)，而将其储存在电路912中的存储器。
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16A至图23对本发明的一个方式的具有柔性的蓄电装置进行说明。本发明的一个方式的蓄电装置也可以具有弯曲形状。另外，本发明的一个方式的蓄电装置具有柔性，可以在弯曲状态和没有弯曲状态都使用。
〈结构实例1〉
图16A示出二次电池200的透视图，图16B示出二次电池200的俯视图。
图17A示出沿图16B中的点划线C1-C2所示的部分的截面图，图17B示出沿图16B中的点划线C3-C4所示的部分的截面图。注意，为了明确起见，图17A和图17B摘要示出一部分的构成要素。
二次电池200包括正极211、负极215及隔离体203。二次电池200还包括正极导线221、负极导线225及外包装体207。
正极211及负极215都包括集流体及活性物质层。正极211及负极215以隔着隔离体203使活性物质层彼此相对的方式配置。
在二次电池200所包括的电极(正极211及负极215)中，优选的是，位于弯曲的外径一侧的电极比位于内径一侧的电极在弯曲方向上长。通过采用上述结构，在以某个曲率使二次电池200弯曲时，可以对齐正极211的端部和负极215的端部。就是说，可以使正极211所具有的正极活性物质层的整个区域以负极215所具有的负极活性物质层相对的方式配置。由此，正极211所具有的正极活性物质可以无浪费地贡献于电池反应。由此，可以增大二次电池200的每单位体积的容量。该结构在二次电池200的曲率被固定的情况下使用二次电池200时特别有效。
正极导线221与多个正极211电连接。负极导线225与多个负极215电连接。正极导线221及负极导线225都包括密封层220。
外包装体207覆盖多个正极211、多个负极215及多个隔离体203。二次电池200在被外包装体207覆盖的区域中具有电解液(未图示)。通过粘合外包装体207的三个边密封二次电池200。
在图17A和图17B中示出使用多个长方形的隔离体203且一对正极211和负极215都夹住一个隔离体203的例子，但是本发明的一个方式不局限于此。也可以通过将一个薄片状的隔离体曲折(也可以称为波纹管状)或卷绕而使隔离体位于正极与负极之间。
例如，图19A至图19D示出二次电池200的制造方法。图18示出使用上述制造方法时的沿图16B中的点划线C1-C2所示的部分的截面图。
首先，在隔离体203上设置负极215(图19A)。此时，以负极215所包括的负极活性物质层与隔离体203重叠的方式设置负极215。
接着，使隔离体203折叠且将该隔离体203重叠在负极215上。然后，将正极211重叠在隔离体203上(图19B)。此时，以正极211所包括的正极活性物质层与隔离体203及负极活性物质层重叠的方式设置正极211。另外，当使用在集流体的一个表面上形成有活性物质层的电极时，设置正极211及负极215，以便使该正极211的正极活性物质层和该负极215负极活性物质层隔着隔离体203彼此相对。
在将聚丙烯等能够进行热熔接的材料用于隔离体203的情况下，通过将隔离体203彼此重叠的区域热熔接，然后将另一个电极重叠在隔离体203上，可以抑制在制造过程中电极体错开。具体而言，优选将不与负极215或正极211重叠且隔离体203彼此重叠的区域，例如以图19B的区域203a所示的区域热熔接。
通过反复上述工序，如图19C所示那样，可以以夹着隔离体203的方式将正极211与负极215层叠。
注意，也可以将多个负极215与多个正极211交替夹在预先反复折叠好的隔离体203之间的空间来设置。
接着，如图19C所示，利用隔离体203覆盖多个正极211及多个负极215。
再者，如图19D所示，通过将隔离体203彼此重叠的区域，例如图19D所示的区域203b热熔接，利用隔离体203将多个正极211及多个负极215覆盖并捆扎在一起。
另外，也可以使用捆扎材料将多个正极211、多个负极215及隔离体203捆扎在一起。
因为通过上述步骤将正极211及负极215重叠，所以一个隔离体203包括被夹在正极211和负极215之间的区域以及被设置为覆盖多个正极211和多个负极215的区域。
换言之，图18和图19D所示的二次电池200所包括的隔离体203是其一部分被折叠的一个隔离体。在隔离体203被折叠的区域中夹有多个正极211以及多个负极215。
〈结构实例2〉
图20A示出二次电池250的透视图，图20B示出二次电池250的俯视图。另外，图20C1示出第一电极组装体230的截面图，图20C2示出第二电极组装体231的截面图。
二次电池250包括第一电极组装体230、第二电极组装体231及隔离体203。二次电池250还包括正极导线221、负极导线225及外包装体207。
如图20C1所示，在第一电极组装体230中，依次层叠有正极211a、隔离体203、负极215a、隔离体203及正极211a。正极211a及负极215a都在集流体的两个表面上包括活性物质层。
如图20C2所示，在第二电极组装体231中，依次层叠有负极215a、隔离体203、正极211a、隔离体203及负极215a。正极211a及负极215a都在集流体的两个表面上包括活性物质层。
换言之，在第一电极组装体230及第二电极组装体231中，正极及负极以活性物质层隔着隔离体203彼此相对的方式配置。
正极导线221与多个正极211电连接。负极导线225与多个负极215电连接。正极导线221及负极导线225都包括密封层220。
图21示出沿图20B中的点划线D1-D2所示的部分的截面图的一个例子。注意，为了明确起见，图21摘要示出一部分的构成要素。
如图21所示，二次电池250具有多个第一电极组装体230及多个第二电极组装体231被卷绕的隔离体203覆盖的结构。
外包装体207覆盖多个第一电极组装体230、多个第二电极组装体231及隔离体203。二次电池200在被外包装体207覆盖的区域中具有电解液(未图示)。通过粘合外包装体207的三个边密封二次电池200。
例如，图22A至图22D示出二次电池250的制造方法。
首先，在隔离体203上设置第一电极组装体230(图22A)。
接着，使隔离体203折叠且将隔离体203重叠在第一电极组装体230上。然后，将两个第二电极组装体231隔着隔离体203重叠于第一电极组装体230之上下(图22B)。
接着，使隔离体203覆盖两个第二电极组装体231地卷绕。再者，将两个第一电极组装体230隔着隔离体203重叠于两个第二电极组装体231之上下(图22C)。
接着，使隔离体203覆盖两个第一电极组装体230地卷绕(图22D)。
因为通过上述工序将多个第一电极组装体230及多个第二电极组装体231重叠，所以这些电极组装体被设置在被卷绕为螺旋状的隔离体203之间。
另外，优选的是，在设置在最外侧的电极的外侧不包括活性物质层。
此外，虽然在图20C1及图20C2中示出了电极组装体包括三个电极和两个隔离体的结构，但是本发明的一个方式不局限于此，而也可以包括四个以上的电极和三个以上的隔离体。通过增加电极的个数，可以进一步增加二次电池250的容量。另外，也可以包括两个电极和一个隔离体。当电极的个数较少时，可以制造对弯曲的耐受性更高的二次电池。此外，虽然在图21中示出了二次电池250包括三个第一电极组装体230和两个第二电极组装体231的结构，但是本发明的一个方式不局限于此，而也可以包括更多的电极组装体。通过增加电极组装体的个数，可以进一步增加二次电池250的容量。此外，二次电池250所包括的电极组装体的个数也可以更少。当电极组装体的个数较少时，也可以制造对弯曲的耐受性更高的二次电池。
另外，图23示出沿图20B中的点划线D1-D2所示的部分的截面图的其他例子。如图23所示，也可以通过将隔离体203折叠为波纹管状而在第一电极组装体230与第二电极组装体231之间配置隔离体203。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
实施方式4
在本实施方式中，参照图24A至图27G对本发明的一个方式的蓄电装置的使用实例进行说明。
本发明的一个方式的蓄电装置例如可以应用于电子设备或照明装置。本发明的一个方式的蓄电装置具有优良的充放电特性。因此，只要进行充电一次，就可以长时间地使用电子设备或照明装置。另外，因为伴随着充放电循环的容量的降低得到抑制，所以即使反复进行充电，可使用的时间也不容易变短。另外，本发明的一个方式的蓄电装置在包括高温环境的较广的温度范围内呈现优良的充放电特性，并且具有高长期可靠性和高安全性，因此可以提高电子设备或照明装置的安全性和可靠性。
作为电子设备，例如可以举出电视装置(也称为电视或电视接收机)、用于计算机等的显示器、数码相机、数码摄像机、数码相框、手机(也称为移动电话、移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置、弹珠机等大型游戏机等。
因为本发明的一个方式的蓄电装置具有柔性，所以也可以将该蓄电装置本身或使用该蓄电装置的电子设备或照明装置沿着房屋及高楼的内壁或外壁、汽车的内部装饰或外部装饰的曲面组装。
图24A示出手机的一个例子。手机7400除了组装在框体7401中的显示部7402之外还具备操作按钮7403、外部连接端口7404、扬声器7405、麦克风7406等。另外，手机7400具有蓄电装置7407。
图24B示出使手机7400弯曲的状态。在利用外部的力量使手机7400变形而使其整体弯曲时，设置在其内部的蓄电装置7407也被弯曲。蓄电装置7407是薄型蓄电池。蓄电装置7407在弯曲状态下被固定。图24C示出弯曲状态下的蓄电装置7407。
图24D示出手镯型显示装置的一个例子。便携式显示装置7100具备框体7101、显示部7102、操作按钮7103及蓄电装置7104。图24E示出被弯曲的蓄电装置7104。
图24F是手表型便携式信息终端的一个例子。便携式信息终端7200包括框体7201、显示部7202、带子7203、带扣7204、操作按钮7205、输入输出端子7206等。
便携式信息终端7200可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编写、音乐播放、网络通讯、电脑游戏等各种应用程序。
显示部7202的显示面弯曲，能够沿着弯曲的显示面进行显示。另外，显示部7202具备触摸传感器，可以用手指或触屏笔等触摸画面来进行操作。例如，通过触摸显示于显示部7202的图标7207，可以启动应用程序。
操作按钮7205除了时刻设定之外，还可以具有电源开关、无线通讯的开关、静音模式的设置及取消、省电模式的设置及取消等各种功能。例如，通过利用组装在便携式信息终端7200中的操作系统，可以自由地设定操作按钮7205的功能。
另外，便携式信息终端7200可以执行被通信标准化的近距离无线通讯。例如，通过与可无线通讯的耳麦通信，可以进行免提通话。
另外，便携式信息终端7200具备输入输出端子7206，可以通过连接器直接向其他信息终端发送数据或从其他信息终端接收数据。另外，也可以通过输入输出端子7206进行充电。另外，充电工作也可以利用无线供电进行，而不利用输入输出端子7206。
便携式信息终端7200的显示部7202包括本发明的一个方式的蓄电装置。例如，可以将弯曲状态的图24E所示的蓄电装置7104组装在框体7201的内部，或者，将能够弯曲状态的蓄电装置7104组装在带子7203的内部。
图24G示出袖章型显示装置的一个例子。显示装置7300具备显示部7304以及根据本发明的一个方式的蓄电装置。显示装置7300也可以在显示部7304具备触摸传感器，并用作便携式信息终端。
显示部7304的显示面弯曲，能够沿着弯曲的显示面进行显示。另外，显示装置7300可以利用被通信标准化的近距离无线通讯等改变显示情况。
显示装置7300具备输入输出端子，可以通过连接器直接向其他信息终端发送数据或从其他信息终端接收数据。另外，也可以通过输入输出端子进行充电。另外，充电工作也可以利用无线供电进行，而不利用输入输出端子。
图25A和图25B示出可折叠式平板终端的一个例子。图25A及图25B所示的平板终端9600包括一对框体9630、连接一对框体9630的可动部9640、显示部9631a、显示部9631b、显示模式切换开关9626、电源开关9627、省电模式切换开关9625、扣件9629以及操作开关9628。图25A示出打开平板终端9600的状态，图25B示出合上平板终端9600的状态。
平板终端9600在框体9630的内部具备蓄电体9635。蓄电体9635穿过可动部9640设置在一个框体9630及另一个框体9630。
在显示部9631a中，可以将其一部分用作触摸屏的区域9632a，并且可以通过接触所显示的操作键9638来输入数据。注意，在图25A中，作为一个例子示出显示部9631a的一半只具有显示的功能，并且另一半具有触摸屏的功能的结构，但是不局限于该结构。也可以采用显示部9631a的整个区域都具有触摸屏的功能的结构。例如，可以使显示部9631a的整个面显示键盘按钮来将其用作触摸屏，并且将显示部9631b用作显示画面。
此外，在显示部9631b中与显示部9631a同样，也可以将其一部分用作触摸屏的区域9632b。此外，通过使用手指或触屏笔等接触触摸屏上的键盘显示切换按钮9639的位置，可以在显示部9631b上显示键盘按钮。
此外，也可以对触摸屏的区域9632a和触摸屏的区域9632b同时进行触摸输入。
另外，显示模式切换开关9626能够切换竖屏显示和横屏显示等显示的方向并选择黑白显示或彩色显示等的切换。根据通过平板终端9600所内置的光传感器所检测的使用时的外光的光量，省电模式切换开关9625可以将显示的亮度设定为最适合的亮度。平板终端除了光传感器以外还可以内置陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器等的其他检测装置。
此外，图25A示出显示部9631a的显示面积与显示部9631b的显示面积相同的例子，但是不局限于此，既可以使一个显示部的尺寸和另一个显示部的尺寸不同，也可以使它们的显示质量有差异。例如显示部9631a和9631b中的一个可以比另一个进行更高精细的显示。
图25B是合上的状态，并且平板终端包括框体9630、太阳能电池9633、具备DCDC转换器9636的充放电控制电路9634。作为蓄电体9635使用本发明的一个方式的蓄电装置。
此外，平板终端9600能够折叠，因此不使用时可以以重叠的方式折叠一对框体9630。通过折叠框体9630a及框体9630b，可以保护显示部9631a和显示部9631b，而可以提高平板终端9600的耐久性。使用根据本发明的一个方式的蓄电体的蓄电体9635具有柔性，即使被反复弯曲，充放电容量也不容易降低。因此可以提供一种可靠性高的平板终端。
此外，图25A和图25B所示的平板终端还可以具有如下功能：使显示部显示各种各样的信息(静态图像、动态图像、文字图像等)；将日历、日期或时刻等显示在显示部上；对显示在显示部上的信息进行操作或编辑的触摸输入；通过各种各样的软件(程序)控制处理等。
通过利用安装在平板终端的表面上的太阳能电池9633，可以将电力供应到触摸屏、显示部或图像信号处理部等。注意，太阳能电池9633可以设置在框体9630的一个表面或两个表面，并且可以高效地对蓄电体9635进行充电，所以是优选的。另外，当作为蓄电体9635使用锂离子电池时，有可以实现小型化等优点。
另外，参照图25C所示的方框图而对图25B所示的充放电控制电路9634的结构和工作进行说明。图25C示出太阳能电池9633、蓄电体9635、DCDC转换器9636、转换器9637、开关SW1至开关SW3以及显示部9631，蓄电体9635、DCDC转换器9636、转换器9637、开关SW1至开关SW3对应图25B所示的充放电控制电路9634。
首先，说明在利用外光使太阳能电池9633发电时的工作的例子。使用DCDC转换器9636对太阳能电池所产生的电力进行升压或降压以使它成为用来对蓄电体9635进行充电的电压。并且，当利用来自太阳能电池9633的电力使显示部9631工作时使开关SW1导通，并且，利用转换器9637将其升压或降压到显示部9631所需要的电压。另外，采用当不进行显示部9631中的显示时，使开关SW1截止且使开关SW2导通来对蓄电体9635进行充电的结构即可。
注意，作为发电单元的一个例子示出太阳能电池9633，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(珀耳帖元件(Peltier element))等其他发电单元进行蓄电体9635的充电。例如，也可以使用以无线(不接触)的方式能够收发电力来进行充电的无接点电力传输模块或组合其他充电方法进行充电。
图26示出其他电子设备的例子。在图26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的电子设备的一个例子。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：DigitalMicromirror 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的显示装置之外，显示装置还包括所有显示信息用显示装置，例如个人计算机用显示装置或广告显示用显示装置等。
在图26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的电子设备的一个例子。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26中例示出蓄电装置8103设置在安镶有框体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。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。
虽然在图26中例示出设置在天花板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26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的电子设备的一个例子。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26中例示出蓄电装置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。
虽然在图26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26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的电子设备的一个例子。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26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，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功率。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能充分供应的电力的辅助电源，在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电力总量中的实际使用的电力的比率(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，关于电冷藏冷冻箱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。
另外，可以将本发明的一个方式的蓄电装置安装在车辆中。
当将蓄电装置安装在车辆中时，可以实现混合动力汽车(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。
在图27A和图27B中，例示出使用本发明的一个方式的蓄电装置的车辆。图27A所示的汽车8400是作为用来行驶的动力源使用电发动机的电动汽车。或者，汽车8400是作为用来行驶的动力源能够适当地选择使用电发动机和引擎的混合动力汽车。通过使用本发明的一个方式，可以实现行驶距离长的车辆。另外，汽车8400具备蓄电装置。蓄电装置不但可以驱动电发动机，而且还可以将电力供应到车头灯8401或室内灯(未图示)等发光装置。
另外，蓄电装置可以将电力供应到汽车8400所具有的速度表、转速计等显示装置。此外，蓄电装置可以将电力供应到汽车8400所具有的导航系统等半导体装置。
在图27B所示的汽车8500中，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，来对汽车8500所具有的蓄电装置进行充电。图27B示出从地上设置型的充电装置8021通过电缆8022对安装在汽车8500中的蓄电装置进行充电的情况。当进行充电时，作为充电方法或连接器的规格等，根据CHAdeMO(在日本注册的商标)或联合充电系统“Combined Charging System”等的规定的方式而适当地进行充电，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，通过利用插件技术从外部供应电力，可以对安装在汽车8500中的蓄电装置进行充电。可以通过AC/DC转换器等转换装置将交流电力转换成直流电力来进行充电。
另外，虽然未图示，但是也可以将受电装置安装在车辆中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，在车辆之间进行电力的发送及接收。再者，还可以在车辆的外部设置太阳能电池，在停车时或行驶时进行蓄电装置的充电。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。
根据本发明的一个方式，可以提高蓄电装置的循环特性及可靠性。此外，根据本发明的一个方式，可以提高蓄电装置的特性，而可以使蓄电装置本身小型轻量化。另外，如果可以使蓄电装置本身小型轻量化，就有助于实现车辆的轻量化，从而可以延长行驶距离。另外，可以将安装在车辆中的蓄电装置用作车辆之外的电力供应源。此时，可以避免在电力需求高峰时使用商业电源。
另外，图27C示出可弯曲的便携式信息终端的一个例子。通过将便携式信息终端7110弯曲成沿着前臂的形状，可以实现图27D所示的手镯型便携式信息终端。便携式信息终端7110包括框体7111、显示部7112、操作按钮7113以及蓄电装置7114。另外，图27E示出图27D所示的状态下的可弯曲的蓄电装置7114。当将蓄电装置7114弯曲并戴上用户的胳膊时，框体7111变形，蓄电装置7114的一部分或全部的曲率发生变化。具体而言，框体7111或蓄电装置7114的主表面的一部分或全部的曲率在曲率半径为10mm以上且150mm以下的范围内发生变化。蓄电装置7114具有与集流体7116电连接的导线电极7115。例如，优选的是，通过压制加工对蓄电装置7114的外包装体的膜的表面形成多个凹凸。由此，可以实现即使以不同曲率使蓄电装置7114弯曲多次也可以维持高可靠性的结构。另外，便携式信息终端7110还可以具备SIM卡槽或用来连接USB存储器等USB设备的连接器部等。当在中央部折叠图27C所示的便携式信息终端7110时，可以成为图27F所示的形状。另外，如图27G所示，当以将其端部重叠的方式在中央部进一步折叠便携式信息终端而小型化时，可以缩小至能够放在用户的口袋里等的尺寸。如此，图27C所示的便携式信息终端7110能够变形为多种形状，为了改变便携式信息终端的形状，优选至少使框体7111、显示部7112以及蓄电装置7114具有柔性。
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
实施例1
在本实施例中，说明制造本发明的一个方式的蓄电装置并进行特性评价的结果。
在本实施例中，制造图1A所示的电池单元500。
本实施例的样品有四种，即应用本发明的一个方式的样品1A和样品1B以及用来比较的比较样品1C和比较样品1D。
在本实施例中制造的各样品中，使用两个在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的正极以及一个在负极集流体的两个表面上具有负极活性物质层的负极。也就是说，本实施例的各样品包括两个正极活性物质层以及两个负极活性物质层。
首先，说明电极的制造方法。
[负极的制造方法]
在本实施例的所有样品中，负极的制造方法是共用的。
作为负极活性物质，使用比表面积为6.3m2/g，平均粒径为15μm的球状天然石墨。作为粘结剂，使用羧甲基纤维素钠(CMC-Na)及SBR。所使用的CMC-Na的聚合度为600至800，用作1wt％水溶液时的水溶液粘度在300mPa·s至500mPa·s的范围内。石墨、CMC-Na和SBR的配合比为石墨：CMC-Na：SBR＝97:1.5:1.5(wt％)。
首先，混合CMC-Na的粉末和活性物质，用混炼机进行混炼，来得到第一混合物。
接着，对第一混合物添加少量水，进行干稠混炼，来得到第二混合物。在此，干稠混炼是指高粘度的混炼。
接着，进一步添加水，用混炼机进行混炼，来得到第三混合物。
接着，添加SBR的50wt％水分散液，用混炼机进行混炼。然后，在减压下进行脱泡，以得到浆料。
接着，用连续涂敷机将浆料涂敷在负极集流体上。作为负极集流体使用厚度为18μm的压延铜箔。涂敷速度为0.75m/min。
接着，利用干燥炉使涂敷在负极集流体上的浆料的溶剂气化。先在大气气氛下以50℃进行120秒钟的处理，然后以80℃进行120秒钟的处理。接着，在减压气氛下(-100KPa)以100℃进行10小时的处理。
通过上述工序，在负极集流体的两个表面上形成负极活性物质层，来制造负极。
[样品1A、比较样品1C及比较样品1D的正极的制造方法]
在样品1A、比较样品1C及比较样品1D的三个样品中，正极的制造方法是共用的。注意，只有样品1B的制造方法不同，在后面进行说明。
作为正极活性物质使用比表面积为15.6m2/g的LiFePO4，作为粘结剂使用PVdF，作为导电助剂使用乙炔黑。LiFePO4、PVdF和乙炔黑的配合比为LiFePO4:乙炔黑:PVdF＝85:8:7(wt％)。
首先，混合乙炔黑和PVdF，用混炼机进行混炼，来得到第一混合物。
接着，对第一混合物添加活性物质，得到第二混合物。
接着，对第二混合物添加用作溶剂的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)，用混炼机进行混炼。通过上述工序制造浆料。
接着，用大型混炼机进行混炼。
接着，用连续涂敷机将浆料涂敷在正极集流体上。作为正极集流体使用预先进行过基底层处理的铝集流体(厚度为20μm)。涂敷速度为0.2m/min。
接着，利用干燥炉使涂敷在正极集流体上的浆料的溶剂气化。在大气气氛下以70℃进行7.5分钟的处理，然后以90℃进行7.5分钟的处理，来进行该溶剂气化。
接着，利用辊压法对正极活性物质层进行按压而使其密压化。然后，在减压气氛下(-100KPa)以170℃进行10小时的加热处理。
通过上述工序，在正极集流体的一个表面上形成正极活性物质层，来制造正极。
[样品1B的正极的制造方法]
作为正极活性物质使用比表面积为15.6m2/g的LiFePO4，作为粘结剂使用PVdF，作为导电助剂使用石墨烯。注意，石墨烯在制造浆料时是氧化石墨烯，在电极涂敷之后对其进行还原处理。LiFePO4、PVdF和石墨烯的配合比为LiFePO4:氧化石墨烯:PVdF＝94.2:0.8:5.0(wt％)。
首先，混合PVdF和用作溶剂的NMP，用混炼机进行混炼，来得到第一混合物。
接着，对第一混合物添加活性物质，得到第二混合物。
接着，对第二混合物添加氧化石墨烯，用混炼机进行混炼，来得到第三混合物。
接着，对第三混合物添加用作溶剂的NMP，用混炼机进行混炼。通过上述工序制造浆料。
接着，用连续涂敷机将浆料涂敷在正极集流体上。作为正极集流体使用预先进行过基底层处理的铝集流体(厚度为20μm)。涂敷速度为0.1m/min。
接着，利用干燥炉使涂敷在正极集流体上的浆料的溶剂气化。在大气气氛下以65℃进行15分钟的处理，然后以75℃进行15分钟的处理，来进行该溶剂气化。
接着，进行氧化石墨烯的还原。作为还原条件，首先进行化学还原，然后进行热还原。作为化学还原时使用的溶液，使用以9:1的比例混合NMP和水而成的溶剂，并且以分别成为77mmol/L和73mmol/L的浓度的方式添加抗坏血酸及LiOH。该化学还原处理在60℃下进行1小时。然后，用乙醇进行洗涤，在减压气氛下以室温使溶剂气化。接着，在减压气氛下以170℃进行10小时的热还原处理。减压条件都为-100KPa。
接着，利用辊压法对正极活性物质层进行按压而将其压密。
通过上述工序，在正极集流体的一个表面上形成正极活性物质层，来制造正极。
表1示出所形成的正极活性物质层及负极活性物质层的活性物质含量、厚度及密度的平均值。注意，本说明书所示的这些数值是在制造样品时使用的电极的各测量值的平均值。在集流体的两个表面上具有活性物质层的情况下，这些数值相当于一个表面上的活性物质层的活性物质含量、厚度及密度的平均值。
[表1]
Figure BDA0003653980050000621
在电解液中，作为溶剂使用以下述结构式表示的1-丁基-3-甲基咪唑鎓双(氟磺酰基)氨化物(简称：BMI-FSA)，作为盐使用双(氟磺酰基)酰胺锂(LiN(FSO2)2，简称：LiFSA)。将LiFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.8mol/kg的电解液。
[化学式1]
Figure BDA0003653980050000622
在应用本发明的一个方式的样品1A和样品1B中，使用包含聚苯硫醚的厚度为46μm的隔离体(以下也称为PPS隔离体)。在比较样品1C中，使用包含纤维素的厚度为50μm的隔离体(以下也称为纤维素隔离体)。在比较样品1D中，使用包含聚烯烃的厚度为25μm的隔离体(以下也称为聚烯烃隔离体)。
此外，作为外包装体，使用由树脂层覆盖铝箔的两个表面而成的薄膜。
接着，说明样品的制造方法。
首先，切断正极、负极和隔离体。正极和负极的尺寸都为8.19cm2。
接着，剥离突片区域上的正极活性物质及负极活性物质，使集流体露出。
接着，将隔离体对折，用该隔离体夹住正极或负极。
接着，将用隔离体夹住的电极(正极或负极)以及不被隔离体夹住的电极(负极或正极)层叠。此时，以正极活性物质层和负极活性物质层面对的方式层叠正极和负极。
接着，将导线电极连接到正极及负极。
接着，通过加热对外包装体的四边之中的两边进行接合。
接着，以设置在导线电极上的密封层与外包装体的密封层重叠的方式进行配置，并通过加热进行接合。此时，对除用来注入电解液的边之外的边进行接合。
接着，对外包装体、由外包装体包裹的正极、隔离体及负极进行加热。加热条件是减压气氛下(-100KPa)，80℃，10小时。
接着，在氩气氛下，从未密封的一边注入电解液。然后，在减压气氛下(-100KPa)通过加热对外包装体的该一边进行密封。通过上述工序，制造薄型蓄电池。
接着，进行样品的老化处理。在该老化处理中，充电后及放电后的停止时间都为2小时。
首先，在25℃下以0.01C的速率进行恒流充电。充电条件的上限为3.2V。恒流充电是指在充电期间中使恒定电流流过样品，并且在其电压到达规定电压时停止充电的充电方法。
在此说明充电速率及放电速率。充电速率1C是指对容量X(Ah)的电池进行恒流充电，到充电结束需要1小时的电流值。在1C＝I(A)时，充电速率0.2C是指I/5(A)，即意味着到充电结束需要5小时的电流值。同样地，放电速率1C是指对容量X(Ah)的电池进行恒流放电，到放电结束需要1小时的电流值，放电速率0.2C是指I/5(A)，即意味着到放电结束需要5小时的电流值。
在此，以正极活性物质的LiFePO4的理论容量(170mAh/g)为基准算出速率。
接着，在氩气气氛下，切断并拆开外包装体的一边，进行脱气，然后在减压气氛下(-100KPa)对拆开了的外包装体的一边再次进行密封。
接着，在25℃下以0.05C的速率进行恒流充电。充电条件的上限为4.0V。然后，在25℃下以0.2C的速率进行恒流放电。放电条件的下限为2.0V。并且，在25℃下以0.2C的速率进行充放电两次。充电条件的上限为4.0V，放电条件的下限为2.0V。恒流放电是指在放电期间中从样品流过恒定电流，并且在其电压到达规定电压时停止放电的放电方法。
通过上述工序制造样品。
接着，对本实施例的各样品的在100℃下的充放电循环特性进行测量。使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)进行该测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.3C的速率进行充放电。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量170mA/g的电流值为1C。此外，充电后及放电后的停止时间都为10分钟。
图28和图29示出本实施例的样品的充放电循环特性。在图28中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。在图29中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示容量保持率(％)。
注意，这里的容量保持率是表示每次的放电容量是相当于第一次循环的放电容量的多少％的数值。样品1A和样品1B的容量保持率还示出在表2中。
[表2]
Figure BDA0003653980050000661
如图29所示，比较样品1C的容量保持率在22次循环时为22％左右，比较样品1D的容量保持率在40次循环时为43％左右。另一方面，如图29和表2所示，本发明的一个方式的样品1A的容量保持率在80次循环时为49％左右,样品1B的容量保持率在100次循环时为47％左右。
根据本实施例的结果，可知本发明的一个方式的使用PPS隔离体的蓄电装置，与使用纤维素隔离体及聚烯烃隔离体的蓄电装置相比，在高温下的充放电循环特性优异。
实施例2
在本实施例中，对利用热分析调查隔离体与电解液的反应的结果进行说明。
在实施例1中，根据隔离体而在高温下的充放电循环特性不同。其原因之一可以认为是隔离体与电解液的反应的有无。
当在100℃下对包括纤维素隔离体和包含离子液体的电解液的蓄电装置进行充放电试验，然后拆开该蓄电装置时，在负极的突片区域附近以及电极的外周部附近确认到隔离体的变色。此外，根据利用SEM(扫描型电子显微镜)的表面观察，可知在充放电试验后的隔离体内部存在有比在未使用的隔离体内部更多的沉积物。这可认为是因隔离体的变质或与电解液的反应而发生的。
另一方面，当在100℃下对应用本发明的一个方式的包括PPS隔离体和包含离子液体的电解液的蓄电装置进行充放电试验，然后拆开该蓄电装置时，几乎都没有观察到隔离体的变色。
在本实施例中，进行热失重-差热分析(TG-DTA：Thermogravimetry-DifferentialThermal Analysis)，来检测隔离体与电解液的反应的有无。在该检测中利用Thermo MassPhoto(由理学公司制造)，并且在升温速度为10℃/min，氦气流下(流量：300ml/min)的条件下进行检测直到600℃。
在本实施例中使用的电解液与在实施例1中使用的电解液相同。具体来说，使用BMI-FSA作为溶剂，使用LiFSA作为盐。将LiFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.8mol/kg的电解液。
在本实施例中使用的隔离体是本发明的一个方式所应用的包含聚苯硫醚的厚度为46μm的隔离体以及用来比较的利用纤维素的厚度为50μm的隔离体。
本实施例的样品有5种。样品2A具有PPS隔离体放在电解液中的结构，样品2B只具有PPS隔离体的结构，样品2C具有纤维素隔离体放在电解液中的结构，样品2D只具有纤维素隔离体的结构，样品2E只含有电解液的结构。
图30示出重量减少测定的结果。图31示出差热分析的结果。
根据图30的样品2B及样品2D的结果，可知各隔离体的重量减少在高于电解液的分解温度下开始。由此，在检测隔离体与电解液的反应时，着眼于300℃以下的变化。
在纤维素隔离体放在电解液中的样品2C中，与样品2E相比，在300℃以下的范围内其重量大幅度减少。
如图31中的箭头所示那样，在样品2C中可确认到在样品2E中确认不到的发热峰值。由此，可知使用离子液体的电解液与纤维素隔离体因热起反应。
另一方面，在图30的300℃以下的范围内，PPS隔离体放在电解液中的样品2A的测定结果与只含有电解液的样品2E的测定结果之间几乎没有差异。此外，在图31中，确认不到与样品2E不同的峰值。
另外，图32示出在电解液的重量减少量为1％左右(即，样品2E的重量减少量约为1％)的温度下的样品2A及样品2C的重量减少量。根据图32，可知纤维素隔离体的重量比PPS隔离体减少了20倍左右。
因此，可知PPS隔离体对于使用离子液体的电解液非常稳定。
另外，对上述样品2A(PPS隔离体放在电解液中的结构)、样品2C(纤维素隔离体放在电解液中的结构)以及样品2E(只含有电解液的结构)进行热失重-差热分析-质谱(TG-DTA-MS：Thermogravimetry-Differential Thermal Analysis-Mass Spectrometry)。在该分析中，利用Thermo Mass Photo(由理学公司制造)，并且在升温速度为10℃/min，氦气流下(流量：300ml/min)的条件下进行检测直到600℃。作为MS的条件，作为离子化的方法采用热电子(EI)法(70eV左右)，所测定的质量范围为m/z＝10至200。
图72A至图72C、图73A至图73C和图74A至图74C分别示出样品2A、样品2C和样品2E的TG-DTA-MS的结果。在本实施例中，特别着眼于质量分析结果中的源于水的峰值(m/z＝18的峰值)。
在图72A、图73A和图74A中，第一纵轴表示重量(％)，第二纵轴表示热流(μV)，横轴表示温度(℃)，粗线表示热重量检测(TG)的结果，细线表示差热分析(DTA)的结果。
在图72B、图73B和图74B中，第一纵轴表示重量(％)，第二纵轴表示强度(A)，横轴表示温度(℃)，粗线表示热重量检测(TG)的结果，细线表示质谱(MS)的结果。
在图72C、图73C和图74C中，第一纵轴表示热流(μV)，第二纵轴表示强度(A)，横轴表示温度(℃)，粗线表示差热分析(DTA)的结果，细线表示质谱(MS)的结果。
如图72A至图72C所示，在样品2A中，在200℃以下时没有检测到m/z＝18的峰值，且其重量几乎没有减少。由此可知PPS隔离体及电解液未被分解。
另一方面，如图73A至图73C所示，在样品2C中，在80℃附近检测出m/z＝18的峰值，并且在超过150℃时，m/z＝18的峰值强度更高。此外，在超过150℃时，其重量大幅度减少。由此可知在超过150℃时样品2C容易被分解，且其重量减少。
如图74A至图74C所示，在样品2E中，在200℃以下时没有检测到m/z＝18的峰值，且其重量几乎没有减少。由此可知电解液未被分解。
如上所述，当纤维素隔离体放在电解液中时，从80℃开始检测到源于水的峰值。另一方面，当PPS隔离体放在电解液中时，在200℃以下时检测不到源于水的峰值。
在实施例1中，与利用纤维素隔离体的样品相比，利用PPS隔离体的样品具有在100℃下的良好充放电循环特性。根据本实施例的结果，可认为纤维素隔离体与使用离子液体的电解液发生热反应，另一方面，PPS隔离体对于该电解液非常稳定，因此，在高温下的充放电循环特性得到提高。
实施例3
在本实施例中，说明制造本发明的一个方式的蓄电装置并进行特性评价的结果。
在本实施例中，制造图1A所示的电池单元500。
本实施例的样品有八种，即应用本发明的一个方式的样品3A、样品3B、样品3C、样品3D、样品3E、样品3F和样品3G以及用来比较的比较样品3X。
在样品3A至样品3F中，使用两个在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的正极、六个在正极集流体的两个表面上具有正极活性物质层的正极、以及七个在负极集流体的两个表面上具有负极活性物质层的负极。也就是说，样品3A至样品3F包括14个正极活性物质层以及14个负极活性物质层。
在样品3G中，使用两个在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的正极、三个在正极集流体的两个表面上具有正极活性物质层的三个正极以及四个在负极集流体的两个表面上具有负极活性物质层的负极。也就是说，样品3G包括八个正极活性物质层以及八个负极活性物质层。
在比较样品3X中，使用两个在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的正极、五个在正极集流体的两个表面上具有正极活性物质层的正极以及六个在负极集流体的两个表面上具有负极活性物质层的负极。也就是说，比较样品3X包括12个正极活性物质层以及12个负极活性物质层。
本实施例的各样品中的正极和负极的材料与实施例1的样品1A相同。
具体而言，本实施例的各样品中的负极使用球状天然石墨作为负极活性物质，且使用CMC-Na和SBR作为粘结剂。此外，本实施例的各样品中的正极使用LiFePO4作为正极活性物质，使用PVdF作为粘结剂，且使用乙炔黑作为导电助剂。
本实施例的各样品中的正极和负极的制造方法除了以下结构外与实施例1的样品1A相同。在本实施例中制造的各样品具有两种结构，即作为正极在正极集流体的两个表面上具有正极活性物质层的结构、以及作为正极在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的结构。
表3及表4示出所形成的正极活性物质层及负极活性物质层的活性物质含量、厚度及密度的平均值。
[表3]
Figure BDA0003653980050000721
[表4]
Figure BDA0003653980050000731
在本实施例中使用的电解液与在实施例1中使用的电解液相同。具体来说，使用BMI-FSA作为溶剂，使用LiFSA作为盐。将LiFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.8mol/kg的电解液。
在应用本发明的一个方式的样品3A至样品3F中，使用包含聚苯硫醚的厚度为46μm的一个隔离体。在应用本发明的一个方式的样品3G中，使用包含聚苯硫醚的厚度为46μm的两个隔离体。在比较样品3X中，使用包含纤维素的厚度为50μm的一个隔离体。
此外，作为外包装体，使用由树脂层覆盖铝箔的两个表面而成的薄膜。
本实施例的样品的制造方法与实施例1的方法相同，所以省略其说明。正极和负极的尺寸都为20.49cm2。
接着，对二次电池进行老化处理。以下说明样品3A至样品3G的老化处理。比较样品3X的老化方法与实施例1的样品相同，所以省略其说明。在该老化处理中，充电后及放电后的停止时间都为2小时。
首先，以0.01C的速率进行恒流充电。充电条件的上限为3.2V。在此，以正极活性物质的LiFePO4的理论容量(170mAh/g)为基准算出速率。
接着，在氩气气氛下，切断并拆开外包装体的一边，进行脱气，然后在减压气氛下(-100KPa)对拆开了的外包装体的一边再次进行密封。
接着，以0.05C的速率进行恒流充电。充电条件的上限为4.0V。然后，以0.2C的速率进行恒流放电。放电条件的下限为2.0V。并且，在40℃下以0.2C的速率进行充放电两次。充电条件的上限为4.0V，放电条件的下限为2.0V。
在老化处理中，对样品3A至样品3E在40℃下进行充放电，而对样品3F及样品3G在25℃下进行充放电。
通过上述工序制造样品。
接着，说明各样品的特性的测量结果。
对样品3A的放电速率特性进行测量。
使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)且在25℃的评价温度下进行该速率特性的测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.1C的速率进行每次充电。按0.1C、0.2C、0.3C、0.4C、0.5C、1C及2C的顺序进行放电。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量135mA/g的电流值为1C。此外，充电后及放电后的停止时间都为30分钟。
图33A至图34D示出样品3A的放电曲线。在图33A至图33D中，横轴表示容量(mAh/g)，纵轴表示电压(V)。在图34A至图34D中，横轴表示容量(mAh)，纵轴表示电压(V)。
图33A和图34A示出0.1C及0.2C时的结果，图33B和图34B示出0.5C、1C及2C时的结果，图33C和图34C示出0.3C及0.4C时的结果，图33D和图34D分别是图33C和图34C的放大图。
另外，图35A和35B示出各速率时的放电容量。在图35A中，横轴表示放电速率(C)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。在图35B中，横轴表示放电速率(C)，纵轴表示放电容量(mAh)。图35C示出表示每速率时的放电容量是相当于0.1C时的放电容量的多少％的容量保持率。在图35C中，横轴表示放电速率(C)，纵轴表示容量保持率(％)。
表5示出各速率时的放电容量及容量保持率。
[表5]
速率[C] 容量[mAh/g] 容量[mAh] 容量保持率[％]
0.1 128.9 332.0 100.0
0.2 132.4 340.8 102.6
0.3 132.3 340.7 102.6
0.4 132.3 340.6 102.6
0.5 132.1 340.3 102.5
1 130.1 334.9 100.9
2 91.65 236.0 71.08
在以0.1C以上且1C(340mA左右)以下的速率进行放电时，可以进行电池容量的100％左右的放电。在速率2C(680mA左右)的放电时，也可以进行电池容量的71％左右的放电。
如上所述，应用本发明的一个方式的蓄电装置可以得到良好的速率特性。
接着，对样品3B的放电的温度特性进行测量。
使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)进行该温度特性的测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.1C的速率进行充电，以0.2C的速率进行放电。以25℃进行每次充电，以25℃、10℃、0℃、-10℃、-25℃、40℃、60℃、80℃及100℃的顺序进行放电。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量135mA/g的电流值为1C。此外，充电后及放电后的停止时间都为30分钟。
图36A至图37D示出样品3B的放电曲线。在图36A至图36D中，横轴表示容量(mAh/g)，纵轴表示电压(V)。在图37A至图37D中，横轴表示容量(mAh)，纵轴表示电压(V)。
图36A和图37A从左边依次示出-25℃、-10℃、0℃、10℃及25℃时的结果，图36B和图37B示出80℃及100℃时的结果，图36C和图37C示出40℃及60℃时的结果，图36D和图37D分别是图36C和图37C的放大图。
另外，图38A和38B示出各温度时的放电容量。在图38A中，横轴表示温度(℃)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。在图38B中，横轴表示温度(℃)，纵轴表示放电容量(mAh)。图38C示出表示每温度时的放电容量是相当于25℃时的放电容量的多少％的容量保持率。在图38C中，横轴表示温度(℃)，纵轴表示容量保持率(％)。
表6示出各温度时的放电容量及容量保持率。
[表6]
温度[℃] 容量[mAh/g] 容量[mAh] 容量保持率[％]
-25 22.42 58.27 16.96
-10 73.01 189.7 55.21
0 109.3 284.0 82.64
10 129.9 337.6 98.22
25 132.2 343.7 100.0
40 131.3 341.3 99.29
60 130.3 338.5 98.50
80 127.7 331.9 96.56
100 121.6 316.0 91.96
100℃下的放电容量是25℃下的放电容量的92％左右。0℃下的放电容量是25℃下的放电容量的83％左右。由此可知应用本发明的一个方式的蓄电装置不仅在高温环境下，而且在广泛温度范围内(例如，0℃以上且100℃以下的范围内)也具有良好的充放电特性。
电解液一般有耐热性越高，在低温下的工作越困难的倾向，但是，本发明的一个方式的蓄电装置即使在0℃下也可以得到良好的放电特性。
接着，对样品3C及比较样品3X的在25℃下的充放电循环特性进行测量。
使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)且在25℃的评价温度下进行该充放电循环特性的测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.1C的速率进行初次充放电，在充电后及放电后分别设置2小时停止时间。以0.3C的速率进行后续充放电，在充电后及放电后分别设置10分钟停止时间。但是，在样品3X中，每以0.3C的速率进行充放电200次后，以0.1C的速率进行充放电一次。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量135mA/g的电流值为1C。
图39A和39B示出样品3C的在0.1C时的充放电曲线，图39C和39D示出比较样品3X的在0.1C时的充放电曲线。在图39A和39C中，横轴表示容量(mAh/g)，纵轴表示电压(V)。在图39B和39D中，横轴表示容量(mAh)，纵轴表示电压(V)。
图40A至图40C示出样品3C的充放电循环特性，图41A至图41C示出比较样品3X的充放电循环特性。在图40A和41A中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。在图40B和41B中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示放电容量(mAh)。在图40C和41C中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示容量保持率(％)。
接着，对样品3D的在60℃下的充放电循环特性进行测量。
使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)进行该充放电循环特性的测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.1C的速率在25℃下进行初次充放电，在充电后及放电后分别设置2小时停止时间。以0.3C的速率在60℃下进行后续充放电，在充电后及放电后分别设置10分钟停止时间。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量135mA/g的电流值为1C。
图42A和42B示出样品3D的在0.1C时的充放电曲线。在图42A中，横轴表示容量(mAh/g)，纵轴表示电压(V)。在图42B中，横轴表示容量(mAh)，纵轴表示电压(V)。
图43A至图43C示出样品3D的充放电循环特性。在图43A中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。在图43B中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示放电容量(mAh)。在图43C中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示容量保持率(％)。
接着，对样品3E、样品3F及样品3G的在100℃下的充放电循环特性进行测量。
首先，图44A和44B示出测量前的样品3E的在25℃下的充放电曲线。在图44A中，横轴表示容量(mAh/g)，纵轴表示电压(V)。在图44B中，横轴表示容量(mAh)，纵轴表示电压(V)。
根据图44B，测量前的样品3E的电池容量为340mAh左右。此外，测量前的样品3E的平均放电电压为3.2V。
如图44A和图44B所示，样品3E呈现高充放电效率，由此可知即使使用石墨作为负极，也可稳定地进行充放电。
另外，图56A和56B示出测量前的样品3G的在25℃下的充放电曲线。在图56A中，横轴表示容量(mAh/g)，纵轴表示电压(V)。在图56B中，横轴表示容量(mAh)，纵轴表示电压(V)。
使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)进行该充放电循环特性的测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.3C的速率在100℃下进行充放电，在充电后及放电后分别设置10分钟停止时间。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量135mA/g的电流值为1C。
图44C和44D示出样品3E的第一次循环时的充放电曲线。在图44C中，横轴表示容量(mAh/g)，纵轴表示电压(V)。在图44D中，横轴表示容量(mAh)，纵轴表示电压(V)。
图45A至图45C示出样品3E的充放电循环特性。图57A至图57C示出样品3F的充放电循环特性。图58A至图58C示出样品3G的充放电循环特性。在图45A、57A和58A中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。在图45B、57B和58B中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示放电容量(mAh)。在图45C、57C和58C中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示容量保持率(％)。
如图45C所示，样品3E的100次循环后的容量保持率为54％。另外，如图57C所示，样品3F的100次循环后的容量保持率为51％。样品3E和样品3F是以相同的制造方法制造的不同的样品。如上所述，样品3E和样品3F的在100℃下100次循环后的容量保持率都为50％以上，实现结果的再现性。
如图58C所示，样品3G的100次循环后的容量保持率为60％。样品3G的与样品3E及样品3F不同之处在于使用包含聚苯硫醚的厚度为46μm的两个隔离体(换言之，包含聚苯硫醚的隔离体的总厚度为92μm)。如此，可知在使用包含聚苯硫醚的多个隔离体时也可以制造100℃下的充放电循环特性良好的蓄电装置。
根据样品3C、样品3D、样品3E、样品3F及样品3G的结果，可知通过应用本发明的一个方式，可以制造在25℃、60℃、100℃的每一个温度下充放电循环特性良好的蓄电装置。另外，可知在25℃及60℃下可得到高充放电效率且可长时间驱动。此外，可知在100℃下可以长时间驱动，为300小时以上。
如上所述，通过应用本发明的一个方式，可以制造实现良好的速率特性，在较广的温度范围内可稳定工作，且可进行反复充放电的蓄电装置。
实施例4
在本实施例中，说明制造本发明的一个方式的蓄电装置并进行特性评价的结果。
在本实施例中，制造图1A所示的电池单元500。
本实施例的样品有四种，即应用本发明的一个方式的样品4A以及用来比较的比较样品4B、比较样品4C和比较样品4D。
在本实施例中制造的各样品中，使用两个在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的正极以及一个在负极集流体的两个表面上具有负极活性物质层的负极。也就是说，本实施例的样品包括两个正极活性物质层以及两个负极活性物质层。
本实施例的各样品中的正极和负极的材料及制造方法与实施例1的样品1A相同。
具体而言，本实施例的各样品中的负极使用球状天然石墨作为负极活性物质，且使用CMC-Na和SBR作为粘结剂。此外，本实施例的各样品中的正极使用LiFePO4作为正极活性物质，使用PVdF作为粘结剂，且使用乙炔黑作为导电助剂。
表7示出所形成的正极活性物质层及负极活性物质层的活性物质含量、厚度及密度的平均值。
[表7]
Figure BDA0003653980050000831
在样品4A中使用的电解液与在实施例1中使用的电解液相同。具体来说，使用BMI-FSA作为溶剂，使用LiFSA作为盐。将LiFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.8mol/kg的电解液。
在比较样品4B至比较样品4D中使用的电解液中，使用以EC:DEC＝3:7(体积比)混合的有机溶剂，且使用LiPF6作为盐。将LiPF6溶解于有机溶剂中，准备LiPF6的浓度为1.0mol/L的电解液。
在应用本发明的一个方式的样品4A中，使用包含聚苯硫醚的厚度为46μm的隔离体。在比较样品4B中，使用包含纤维素的厚度为50μm的隔离体。在比较样品4C中，使用包含聚烯烃的厚度为25μm的隔离体。在比较样品4D中，使用与比较样品4C不同的利用聚烯烃的厚度为25μm的隔离体。
此外，作为外包装体，使用由树脂层覆盖铝箔的两个表面而成的薄膜。
本实施例的样品的制造方法及老化处理方法除了以下条件外与实施例1相同，因此省略详细说明。在比较样品4B至比较样品4D中，在注入电解液之后在减压气氛下进行的工序都不以-100KPa而以-60KPa进行。
对本实施例的各样品的在100℃下的充放电循环特性进行评价。使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)进行该测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.3C的速率进行充放电。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量170mA/g的电流值为1C。此外，充电及放电的停止时间都为10分钟。
图46示出本实施例的样品的充放电循环特性。在图46中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。
根据本实施例的结果，可知本发明的一个方式的使用PPS隔离体及包含离子液体的电解液的蓄电装置，与使用纤维素隔离体或聚烯烃隔离体以及有机电解液的蓄电装置相比，在高温下的充放电循环特性优异。
实施例5
在本实施例中，对根据离子液体的阳离子的种类而产生的蓄电装置的输出特性的不同进行检测。
在本实施例中，制造图1A所示的电池单元500。
本实施例的样品有样品5A及样品5B的两种。
在本实施例的样品中，使用一个在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的正极以及一个在负极集流体的一个表面上具有负极活性物质层的负极。此外，负极的活性物质一侧的面的尺寸大于正极的活性物质一侧的面的尺寸。
首先，说明电极的制造方法。
[负极的制造方法]
作为负极活性物质，使用比表面积为6.3m2/g，平均粒径为15μm的球状天然石墨。作为粘结剂，使用CMC-Na及SBR。所使用的CMC-Na的聚合度为600至800，用作1％水溶液时的水溶液粘度在300mPa·s至500mPa·s的范围内。作为导电助剂，使用气相生长碳纤维(VGCF(在日本的注册商标):Vapor-Grown Carbon Fiber)。石墨、VGCF(在日本的注册商标)、CMC-Na和SBR的配合比为石墨：VGCF(在日本的注册商标)：CMC-Na：SBR＝95：2：1.5：1.5(wt％)。
首先，将CMC-Na均匀地溶解于纯水来调节水溶液。
接着，混合CMC-Na的水溶液、活性物质和VGCF(在日本的注册商标)，然后用混炼机进行干稠混炼，来得到第一混合物。
接着，对这些混合物添加作为溶剂的纯水到成为预定的粘度为止，并进行混炼。
接着，对这些混合物添加SBR的50wt％水分散液，用混炼机进行混炼。
通过上述工序制造浆料。
接着，使用刮刀对负极集流体涂敷浆料。刮刀的工作速度为10mm/sec。此外，作为负极集流体使用厚度为18μm的压延铜箔。
接着，在大气气氛下50℃的加热板上对涂敷有浆料的负极集流体进行30分钟的加热。然后，在减压气氛下(-100KPa)以100℃进一步进行10小时的加热。
通过上述工序，在负极集流体的一个表面上形成负极活性物质层，来制造负极。
[正极的制造方法]
作为正极活性物质使用比表面积为15.6m2/g的LiFePO4，作为粘结剂使用PVdF，作为导电助剂使用石墨烯。注意，石墨烯在制造浆料时是氧化石墨烯，在电极涂敷之后对其进行还原处理。LiFePO4、PVdF和石墨烯的配合比为LiFePO4:氧化石墨烯:PVdF＝94.4:0.6:5.0(wt％)。
首先，用混炼机对氧化石墨烯的粉末和用作溶剂的NMP进行混炼，而得到第一混合物。
接着，对第一混合物添加活性物质，用混炼机对其进行干稠混炼，而得到第二混合物。
接着，对第二混合物添加PVdF，用混炼机对其进行混炼，而得到第三混合物。
接着，对第三混合物添加用作溶剂的NMP，用混炼机进行混炼。通过上述工序制造浆料。
接着，用连续涂敷机将浆料涂敷在正极集流体上。作为正极集流体使用预先进行过基底层处理的铝集流体(厚度为20μm)。涂敷速度为1.0m/min。
接着，利用干燥炉使涂敷在正极集流体上的浆料的溶剂气化。在大气气氛下以80℃进行4分钟的处理，来进行该溶剂气化。
接着，进行氧化石墨烯的还原。作为还原条件，首先进行化学还原，然后进行热还原。作为化学还原时使用的溶液，使用以9:1的比例混合NMP和水而成的溶剂，并且以分别成为77mmol/L和73mmol/L的浓度的方式添加抗坏血酸及LiOH。该化学还原处理在60℃下进行1小时。然后，用乙醇进行洗涤，在减压气氛下以室温使溶剂气化。接着，在减压气氛下以170℃进行10小时的热还原处理。减压条件都为-100KPa。
接着，利用辊压法对正极活性物质层进行按压而将其压密。
通过上述工序，在正极集流体的一个表面上形成正极活性物质层，来制造正极。
表8示出所形成的正极活性物质层及负极活性物质层的活性物质含量、厚度及密度的平均值。
[表8]
Figure BDA0003653980050000881
在样品5A中使用的电解液使用BMI-FSA作为溶剂，且使用双(三氟甲基磺酰)酰胺锂(LiN(CF3SO2)2，简称：LiTFSA)作为盐。将LiTFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiTFSA的浓度为1.0mol/kg的电解液。
在样品5B中使用的电解液使用以下述结构式表示的1-己基-3-甲基咪唑鎓双(氟磺酰基)氨化物(简称：HMI-FSA)作为溶剂，且使用LiTFSA作为盐。将LiTFSA溶解于HMI-FSA中，准备LiTFSA的浓度为1.0mol/kg的电解液。
[化学式2]
Figure BDA0003653980050000891
在本实施例的各样品中，使用包含纤维素的厚度为50μm的隔离体。
此外，作为外包装体，使用由树脂层覆盖铝箔的两个表面而成的薄膜。
接着，说明样品的制造方法。
首先，切断正极、负极和隔离体。正极的尺寸为8.19cm2，负极的尺寸为9.89cm2。
接着，剥离突片区域上的正极活性物质及负极活性物质，使集流体露出。
接着，将正极、负极和隔离体层叠。此时，以正极活性物质层和负极活性物质层面对的方式层叠正极和负极。
接着，将导线电极连接到正极及负极。
接着，通过加热对外包装体的四边之中的两边进行接合。
接着，以设置在导线电极上的密封层与外包装体的密封层重叠的方式进行配置，并通过加热进行接合。此时，对除用来注入电解液的边之外的边进行接合。
接着，对外包装体、由外包装体包裹的正极、隔离体及负极进行加热。加热条件是减压气氛下(-100KPa)，80℃，10小时。
接着，在氩气氛下，从未密封的一边注入电解液。然后，在减压气氛下(-100KPa)通过加热对外包装体的该一边进行密封。通过上述工序，制造薄型蓄电池。
本实施例的样品的老化处理方法与实施例1相同，所以省略其说明。
对本实施例的各样品的放电速率特性进行测量。
使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)且在25℃的评价温度下进行该测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.1C的速率进行每次充电。按0.1C、0.2C、0.3C、0.4C、0.5C及1C的顺序进行放电。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量170mA/g的电流值为1C。
图47示出各速率时的放电容量。在图47中，横轴表示放电速率(C)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。
根据图47，可知利用BMI阳离子的样品5A的速率特性比利用HMI阳离子的样品5B好。
实施例6
在本实施例中，对根据离子液体的阳离子的种类而产生的蓄电装置的充放电循环特性的不同进行检测。
在本实施例中，制造图1A所示的电池单元500。
本实施例的样品有样品6A及样品6B的两种。
在本实施例的样品中，使用两个在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的正极以及一个在负极集流体的两个表面上具有负极活性物质层的负极。也就是说，本实施例的样品包括两个正极活性物质层以及两个负极活性物质层。
本实施例的各样品中的负极的材料及制造方法与实施例1的样品1A相同。具体而言，使用球状天然石墨作为负极活性物质，且使用CMC-Na和SBR作为粘结剂。
此外，本实施例的各样品中的正极的材料及制造方法与实施例5的样品相同。具体而言，使用LiFePO4作为正极活性物质，使用PVdF作为粘结剂，且使用石墨烯作为导电助剂。
表9示出所形成的正极活性物质层及负极活性物质层的活性物质含量、厚度及密度的平均值。
[表9]
Figure BDA0003653980050000921
在样品6A中使用的电解液使用以下述结构式表示的1-乙基-3-甲基咪唑鎓双(氟磺酰)酰胺(简称：EMI-FSA)作为溶剂，且使用LiFSA作为盐。将LiFSA溶解于EMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.0mol/kg的电解液。
[化学式3]
Figure BDA0003653980050000922
在样品6B中使用的电解液使用BMI-FSA作为溶剂，且使用LiFSA作为盐。将LiFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.0mol/kg的电解液。
在本实施例的各样品中，使用包含纤维素的厚度为50μm的隔离体。
此外，作为外包装体，使用由树脂层覆盖铝箔的两个表面而成的薄膜。
本实施例的样品的制造方法及老化处理方法与实施例1相同，所以省略其说明。
对本实施例的各样品的在25℃下的充放电循环特性进行评价。使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)进行该测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.3C的速率进行充放电。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量170mA/g的电流值为1C。此外，充电及放电的停止时间都为10分钟。
图48和图49示出本实施例的样品的充放电循环特性。在图48中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。在图49中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示容量保持率(％)。
注意，这里的容量保持率是表示每次的放电容量是相当于初次放电容量的多少％的数值。
样品6A的在620次循环时的容量保持率为7％。另一方面，样品6B的在1110次循环时的容量保持率为74％。
根据本实施例的结果，可知利用BMI阳离子的样品6B的充放电循环特性比利用EMI阳离子的样品6A好。
利用SEM对进行充放电循环特性测量后的负极(石墨)表面进行观察。图50A和图50B示出样品6A的负极的SEM图像，图50C和图50D示出样品6B的负极的SEM图像。
如图50A和图50B所示，在利用EMI阳离子的样品6A的负极中，观察到其一部分的石墨粒子的石墨层被剥离而成为膨胀石墨。这可认为是因为在石墨粒子的石墨层之间被插入EMI阳离子而不是锂离子，该EMI阳离子在石墨层之间被分解，而破坏石墨粒子的结构。当石墨粒子成为膨胀石墨时，该石墨粒子不能进行充放电，由此导致充放电容量的降低。另外，当石墨粒子成为膨胀石墨时，其比表面积大幅度增大，由此可认为电解液的分解更容易发生。
另一方面，如图50C和图50D所示，在利用BMI阳离子的样品6B的负极中，观察不到成为膨胀石墨的石墨粒子。
根据本实施例的结果，可知在将石墨用于负极的情况下，与利用EMI阳离子的负极相比，利用BMI阳离子的负极能够抑制膨胀石墨的生成。
在实施例5中，示出了利用BMI阳离子的样品5A的速率特性比利用HMI阳离子的样品5B好。由此可知作为离子液体的阳离子优选使用BMI阳离子。
在实施例1中，应用本发明的一个方式的样品和比较样品都使用利用BMI样离子的离子液体。并且，应用本发明的一个方式的样品的高温环境下的充放电循环特性比比较样品好。此外，根据实施例2的结果可说，在高温环境下，PPS隔离体对于包含BMI阳离子的离子液体非常稳定。据此，可认为通过组合使用包含聚苯硫醚的隔离体与包含BMI阳离子的离子液体以及包含石墨的负极，来可以实现特别良好的特性。
实施例7
在本实施例中，对根据离子液体的锂盐的种类或浓度而产生的蓄电装置的输出特性的不同进行检测。
在本实施例中，制造图1A所示的电池单元500。
本实施例的样品有样品7A、样品7B、样品7C及样品7D的四种。
在本实施例的样品中，使用一个在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的正极以及一个在负极集流体的一个表面上具有负极活性物质层的负极。此外，负极的正极一侧的面的尺寸大于正极的负极一侧的面的尺寸。
首先，说明电极的制造方法。
样品7A、样品7B及样品7C中的负极的材料与实施例1的样品相同。具体而言，使用球状天然石墨作为负极活性物质，且使用CMC-Na和SBR作为粘结剂。
样品7A、样品7B及样品7C中的负极的制造方法除了以下步骤外与实施例1的样品相同。在本实施例中，在负极集流体的一个表面上形成负极活性物质层。
样品7D中的负极的材料及制造方法与实施例5的样品相同。具体而言，使用球状天然石墨作为负极活性物质，使用CMC-Na和SBR作为粘结剂，且使用VGCF(在日本的注册商标)作为导电助剂。
在本实施例的所有样品中的正极的材料及制造方法是共用的，且与实施例5的样品中的正极相同。具体而言，在本实施例的各样品的正极中，使用LiFePO4作为正极活性物质，使用PVdF作为粘结剂，且使用石墨烯作为导电助剂。
表10示出所形成的负极活性物质层及正极活性物质层的活性物质含量、厚度及密度的平均值。
[表10]
Figure BDA0003653980050000961
作为电解液的溶剂，使用BMI-FSA。
作为样品7A的盐，使用LiFSA。将LiFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.8mol/kg的电解液。
作为样品7B的盐，使用LiFSA。将LiFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.0mol/kg的电解液。
作为样品7C的盐，使用双(三氟甲基磺酰)酰胺锂(简称：LiTFSA)。将LiTFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiTFSA的浓度为1.8mol/kg的电解液。
作为样品7D的盐，使用LiTFSA。将LiTFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiTFSA的浓度为1.0mol/kg的电解液。
在本实施例中，使用包含纤维素的厚度为50μm的隔离体。
此外，作为外包装体，使用由树脂层覆盖铝箔的两个表面而成的薄膜。
本实施例的样品的制造方法及老化处理方法与实施例5相同，所以省略其说明。
接着，对本实施例的各样品的放电速率特性进行测量。
使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)且在25℃的评价温度下进行该测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.1C的速率进行每次充电。按0.1C、0.2C、0.3C、0.4C、0.5C及1C的顺序进行放电。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量170mA/g的电流值为1C。
图51示出各速率时的放电容量。在图51中，横轴表示放电速率(C)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。
在图51中，通过对样品7A和样品7C以及样品7B和样品7D分别进行比较，可知利用LiFSA的样品的速率特性比利用LiTFSA的样品好。
此外，在图51中，通过对样品7A和样品7B以及样品7C和样品7D分别进行比较，可知浓度为1.8mol/kg的样品的速率特性比浓度为1.0mol/kg的样品好。
根据上述结果，可知在LiFSA的浓度为1.8mol/kg的(条件下的)样品7A具有最好的速率特性。
在实施例1中，应用本发明的一个方式的样品和比较样品都使用LiFSA的浓度为1.8mol/kg的电解液。并且，应用本发明的一个方式的样品的高温环境下的充放电循环特性比比较样品好。此外，根据实施例2的结果可说，在高温环境下，PPS隔离体对于包含LiFSA的电解液非常稳定。据此，可认为通过组合使用包含聚苯硫醚的隔离体与包含LiFSA的电解液，优选的是LiFSA的浓度为1.8mol/kg的电解液，来可以实现特别良好的特性。
实施例8
在本实施例中，说明制造本发明的一个方式的蓄电装置并进行特性评价的结果。
在本实施例中，制造图1A所示的电池单元500。
本实施例的样品是应用本发明的一个方式的样品8A。
在本实施例中制造的样品中，使用两个在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的正极以及一个在负极集流体的两个表面上具有负极活性物质层的负极。也就是说，本实施例的样品包括两个正极活性物质层以及两个负极活性物质层。
本实施例的样品中的正极和负极的材料及制造方法与实施例1的样品1A相同。具体而言，在负极中，使用球状天然石墨作为负极活性物质，且使用CMC-Na和SBR作为粘结剂。此外，在正极中，使用LiFePO4作为正极活性物质，使用PVdF作为粘结剂，且使用乙炔黑作为导电助剂。
表11示出所形成的正极活性物质层及负极活性物质层的活性物质含量、厚度及密度的平均值。
[表11]
Figure BDA0003653980050000991
Figure BDA0003653980050001001
在样品8A中使用的电解液与在实施例1中使用的电解液相同。具体来说，使用BMI-FSA作为溶剂，使用LiFSA作为盐。将LiFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.8mol/kg的电解液。
在应用本发明的一个方式的样品8A中，使用包含聚苯硫醚的厚度为46μm的隔离体。
此外，作为外包装体，使用由树脂层覆盖铝箔的两个表面而成的薄膜。
本实施例的样品的制造方法及老化处理方法与实施例1相同，所以省略其说明。
对本实施例的样品的在130℃下的充放电循环特性进行测量。使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)进行该测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.3C的速率进行充放电。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量170mA/g的电流值为1C。此外，充电及放电的停止时间都为10分钟。
图52示出样品8A的从第1次到第3次循环的充放电曲线。在图52中，横轴表示容量(mAh/g)，纵轴表示电压(V)。
图53A和图53B示出样品8A的充放电循环特性。在图53A中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。在图53B中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示容量保持率(％)。
如图53B所示，在3次循环时的容量保持率为70％左右。
通常的有机电解液的沸点及闪点低，例如，DEC的沸点是126℃。利用DEC的蓄电装置在126℃以上的温度下工作时发生破裂的危险性高，由此在126℃以上的温度下的工作是几乎不可能的。另一方面，离子液体没有沸点，在300℃左右下发生分解，且在很多的情况下其闪点为200℃以上。
根据本实施例的结果，可知本发明的一个方式的使用包含聚苯硫醚的隔离体以及包含离子液体的电解液的蓄电装置能够在130℃下进行充放电。也就是说，通过应用本发明的一个方式，可以制造在使用有机电解液的蓄电装置难以工作的高温环境下也能够工作的蓄电装置。
实施例9
在本实施例中，使用本发明的一个方式的蓄电装置制造发光装置，并且在冰冷水(大约0℃)中或沸腾水(大约100℃)中使该发光装置工作，对其结果进行说明。
在本实施例中，制造应用本发明的一个方式的蓄电装置、使用有机EL元件的发光面板以及电路衬底。并且，将该蓄电装置、该发光面板及该电路衬底设置在使可见光透过的塑料壳中。并且，将该塑料壳放在使可见光透过的塑料薄膜中进行密封，来制造发光装置。
本实施例的发光装置是单色发光的，使用具有红色、蓝色、绿色或橙色的发光元件的四种发光面板来制造四种发光装置。
在本实施例中使用的蓄电装置利用与实施例3的样品3A至样品3E相同的材料及制造方法而制造。蓄电装置的尺寸为75mm×60mm×3.3mm，重量大约为16g。
在电路衬底中设置有磁性开关、能够以非接触的方式对蓄电装置进行充电的电路、天线以及用来驱动发光面板的电路等。在本实施例的发光装置中，通过开启磁性开关，可以使发光面板忽亮忽灭。
在本实施例中，为了在高温环境下使发光面板工作，使用具有其驱动温度以上的玻璃转化温度的有机化合物来制造发光元件。
图54A和54B示出发光装置的正面(发光面)及背面(与发光面相对的面)。
图55A是示出在冰冷水(0℃左右)中使本实施例的发光装置发光的状态的照片。该发光装置在0℃左右的不冻液(包含水和乙二醇)中正常发光(忽亮忽灭)。
图55B是示出在沸腾水(100℃左右)中使本实施例的发光装置发光的状态的照片。该发光装置在沸腾水中正常发光(忽亮忽灭)。
由此可知本实施例的发光装置可以在高温及低温下进行稳定的工作。
如上所述，可以确认到本实施例的发光装置可以在冰冷水(0℃左右)中或沸腾水(100℃左右)中工作。
实施例10
在本实施例中，说明制造本发明的一个方式的蓄电装置并进行特性评价的结果。
在本实施例中，制造图1A所示的电池单元500。
本实施例的样品有3种，即应用本发明的一个方式的样品10A、样品10B及样品10C。
在本实施例中制造的各样品中，使用两个在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的正极以及一个在负极集流体的两个表面上具有负极活性物质层的负极。也就是说，本实施例的样品包括两个正极活性物质层以及两个负极活性物质层。
本实施例的各样品中的负极的材料与实施例1的样品相同。
具体而言，本实施例的各样品中的负极使用球状天然石墨作为负极活性物质，且使用CMC-Na和SBR作为粘结剂。
[正极的制造方法]
作为正极活性物质使用平均粒径为10μm的LiCoO2，作为粘结剂使用PVdF，作为导电助剂使用乙炔黑。LiCoO2、PVdF和乙炔黑的配合比为LiCoO2:乙炔黑:PVdF＝90:5:5(wt％)。
首先，用混炼机对乙炔黑和PVdF进行混炼，来得到第一混合物。
接着，对第一混合物添加活性物质，得到第二混合物。
接着，对第二混合物添加用作溶剂的NMP，用混炼机进行混炼。通过上述工序制造浆料。
接着，用大型混炼机进行混炼。
接着，用连续涂敷机将浆料涂敷在正极集流体上。作为正极集流体使用铝集流体(厚度为20μm)。涂敷速度为0.2m/min。
接着，利用干燥炉使涂敷在正极集流体上的浆料的溶剂气化。在大气气氛下以70℃进行7.5分钟的处理，然后以90℃进行7.5分钟的处理，来进行该溶剂气化。
接着，利用辊压法对正极活性物质层进行按压而使其密压化。
通过上述工序，在正极集流体的一个表面上形成正极活性物质层，来制造正极。
表12示出所形成的正极活性物质层及负极活性物质层的活性物质含量、厚度及密度的平均值。
[表12]
Figure BDA0003653980050001051
在电解液中，使用BMI-FSA作为溶剂，且使用LiFSA作为盐。将LiFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.8mol/kg的电解液。
在应用本发明的一个方式的样品10A、样品10B及样品10C中，使用包含聚苯硫醚的厚度为46μm的两个隔离体。
此外，作为外包装体，使用由树脂层覆盖铝箔的两个表面而成的薄膜。
本实施例的样品的制造方法与实施例1的方法相同，所以省略其说明。
接着，进行样品的老化处理。在该老化处理中，充电后及放电后的停止时间都为2小时。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量170mA/g的电流值为1C。
首先，在25℃下以0.01C的速率进行恒流恒压充电。该恒流恒压充电是指先使恒定电流流过样品中而到规定电压为止进行充电，然后到流过的电流变少为止，具体而言，到终止电流值或上限容量值为止以恒定电压进行充电的充电方法。在此，电压为4.1V，上限容量值大约为10mAh/g。
接着，在氩气气氛下，切断并拆开外包装体的一边，进行脱气，然后在减压气氛下(-100KPa)对拆开了的外包装体的一边再次进行密封。
接着，在25℃下以0.05C的速率进行恒流恒压充电。作为充电条件，以4.1V、127mAh/g左右为上限，并且以相当于0.01C的电流值为下限。
接着，以40℃保持24小时。然后，在氩气气氛下，切断并拆开外包装体的一边，进行脱气，然后在减压气氛下(-100KPa)对拆开了的外包装体的一边再次进行密封。
然后，在25℃下以0.2C的速率进行恒流放电。放电条件的下限为2.5V。并且，在25℃下以0.2C的速率进行充放电3次。此时的充电以恒流恒压充电方式进行。作为充电条件，以4.1V、137mAh/g左右为上限，并且以相当于0.01C的电流值为下限。此时的放电以恒流放电方式进行。作为放电条件，以2.5V为下限。
通过上述工序制造样品。
接着，对本实施例的各样品的充放电循环特性进行评价。
图59A、图59B和图59C分别示出测量前的在25℃下的样品10A、样品10B和样品10C的充放电曲线。在图59A至59C中，横轴表示容量(mAh/g)，纵轴表示电压(V)。
使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)进行该充放电循环特性的测量。以4.1V、137mAh/g左右为上限进行恒流充电，以2.5V为下限进行恒流放电。以0.3C的速率进行充放电，在充电后及放电后的停止时间都为10分钟。注意，在算出速率时，以每正极活性物质重量137mA/g的电流值为1C。
分别以25℃、60℃、100℃测量样品10A、样品10B、样品10C的充放电循环特性。
图60A和图60B示出样品10A的充放电循环特性。图61A和图61B示出样品10B的充放电循环特性。图62A和图62B示出样品10C的充放电循环特性。在图60A、61A及62A中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。在图60B、61B及62B中，横轴表示循环数(次)，纵轴表示容量保持率(％)。
表13示出各样品的放电容量(mAh/g)及容量保持率(％)。
[表13]
Figure BDA0003653980050001081
如图60B及表13所示，样品10A的在25℃下50次循环后的容量保持率为98.19％，300次循环后的容量保持率为89.59％。此外，如图61B及表13所示，样品10B的在60℃下50次循环后的容量保持率为98.38％，600次循环后的容量保持率为82.30％。此外，如图62B及表13所示，样品10C的在100℃下50次循环后的容量保持率为81.9％。
在实施例3的样品中，使用LiFePO4作为正极活性物质，而在本实施例的样品中，使用LiCoO2作为正极活性物质。根据本实施例的各样品的结果，可知通过应用本发明的一个方式，在使用LiCoO2作为正极活性物质的情况下，也能够制造在25℃、60℃、100℃的各温度下充放电循环特性良好的蓄电装置。
实施例11
在本实施例中，说明制造本发明的一个方式的蓄电装置并进行特性评价的结果。
在本实施例中，制造图1A所示的电池单元500。
本实施例的样品是应用本发明的一个方式的样品11A及样品11B的两种。
在本实施例的样品中，使用一个在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的正极以及一个在负极集流体的一个表面上具有负极活性物质层的负极。
本实施例的各样品中的正极和负极的材料与实施例1的样品1A相同。
具体而言，本实施例的各样品中的负极使用球状天然石墨作为负极活性物质，且使用CMC-Na和SBR作为粘结剂。此外，本实施例的各样品中的正极使用LiFePO4作为正极活性物质，使用PVdF作为粘结剂，且使用乙炔黑作为导电助剂。
表14示出所形成的正极活性物质层及负极活性物质层的活性物质含量、厚度及密度的平均值。
[表14]
Figure BDA0003653980050001101
在电解液中，使用BMI-FSA作为溶剂，且使用LiFSA作为盐。将LiFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.8mol/kg的电解液。
在应用本发明的一个方式的样品11A及样品11B中，使用包含聚苯硫醚的厚度为46μm的两个隔离体。
此外，作为外包装体，使用由树脂层覆盖铝箔的两个表面而成的薄膜。
本实施例的样品的制造方法除了以下条件外与实施例5相同，所以省略其说明。在本实施例中，正极和负极的尺寸都为8.19cm2。
本实施例的样品的老化处理方法与实施例1相同，所以省略其说明。
接着，说明各样品的特性的测量结果。
对样品11A的放电速率特性进行测量。
使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)且在25℃的评价温度下进行该速率特性的测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.1C的速率进行每次充电。按0.1C、0.2C、0.3C、0.4C、0.5C、1C及2C的顺序进行放电。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量170mA/g的电流值为1C。此外，充电后及放电后的停止时间都为30分钟。
图63A至图63D示出样品11A的放电曲线。在图63A至图63D中，横轴表示容量(mAh/g)，纵轴表示电压(V)。
图63A示出0.1C及0.2C时的结果，图63B示出0.5C、1C及2C时的结果，图63C示出0.3C及0.4C时的结果，图63D是图63C的放大图。
图64A示出各速率时的放电容量。在图64A中，横轴表示放电速率(C)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。另外，图64B示出表示每速率时的放电容量是相当于0.1C时的放电容量的多少％的容量保持率。在图64B中，横轴表示放电速率(C)，纵轴表示容量保持率(％)。
表15示出各速率时的放电容量及容量保持率。
[表15]
Figure BDA0003653980050001121
在速率为0.1C以上且0.5C以下的放电时，能够进行电池容量的95％以上的放电。通过应用本发明的一个方式，在使用两个隔离体的情况下，也能够制造高输出的蓄电装置。
如上所述，应用本发明的一个方式的蓄电装置可以得到良好的速率特性。
接着，对样品11B的放电的温度特性进行测量。
使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)进行该温度特性的测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.1C的速率进行充电，以0.2C的速率进行放电。以25℃进行每次充电，以25℃、10℃、0℃、-10℃、-25℃、40℃、60℃、80℃及100℃的顺序进行放电。此外，在算出速率时，以每正极活性物质重量170mA/g的电流值为1C。此外，充电后及放电后的停止时间都为30分钟。
图65A至图65D示出样品11B的放电曲线。在图65A至图65D中，横轴表示容量(mAh/g)，纵轴表示电压(V)。
图65A从左边依次示出-25℃、-10℃、0℃、10℃及25℃时的结果，图65B示出80℃及100℃时的结果，图65C示出40℃及60℃时的结果，图65D是图65C的放大图。
另外，图66A示出各温度时的放电容量。在图66A中，横轴表示温度(℃)，纵轴表示放电容量(mAh/g)。另外，图66B示出表示每温度时的放电容量是相当于25℃时的放电容量的多少％的容量保持率。在图66B中，横轴表示温度(℃)，纵轴表示容量保持率(％)。
表16示出各温度时的放电容量及容量保持率。
[表16]
温度[℃] 容量[mAh/g] 容量保持率[％]
-25 18.68 13.64
-10 52.93 38.64
0 101.0 73.71
10 128.4 93.75
25 137.0 100
40 135.5 98.95
60 134.0 97.80
80 130.7 95.41
100 125.1 91.34
100℃下的放电容量是25℃下的放电容量的91％左右。0℃下的放电容量是25℃下的放电容量的74％左右。由此可知应用本发明的一个方式的蓄电装置在使用两个隔离体的情况下也在广泛温度范围内(例如，0℃以上且100℃以下的范围内)也具有良好的充放电特性。
电解液一般有耐热性越高，在低温下的工作越困难的倾向，但是，本发明的一个方式的蓄电装置即使在0℃下也可以得到良好的放电特性。
如上所述，通过应用本发明的一个方式，可以制造实现良好的速率特性且在广泛温度范围内可稳定工作的蓄电装置。
实施例12
在本实施例中，说明离子液体和电解液的燃烧试验的结果以及闪点和自燃点的测定结果。
在本实施例中，使用下述4种溶液。
样品12A的溶液是离子液体的BMI-FSA。
样品12B的溶液是包含离子液体的电解液，其中使用BMI-FSA作为溶剂，且使用LiFSA作为盐。将LiFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.5mol/kg的电解液。
比较样品12C的溶液是有机电解液，其中使用以EC：EMC＝3：7(体积比)的比率进行混合而成的有机溶剂作为溶剂，且使用LiPF6作为盐。将LiPF6溶解于有机溶剂中，准备LiPF6的浓度为1.0mol/kg的电解液。
比较样品12D的溶液是有机电解液，其中使用将EC：DEC：EMC＝3：6：1(重量比)的混合液、0.5wt％的PS和0.5wt％的VC混合而成的有机溶剂作为溶剂，且使用LiPF6作为盐。将LiPF6溶解于有机溶剂中，准备LiPF6的浓度为1.2mol/L的电解液。
接下来，说明燃烧试验的方法。
首先，在由不锈钢(SUS)制造的金属网上放置由玻璃制造的滤纸，将500μL左右的各样品滴下。
接着，用打火机将火焰接触于渗入有各溶液的滤纸。
当该滤纸起火或者在与火焰接触60秒钟之后也不起火时，试验就结束。
图67A是示出刚在样品12A与火焰接触后的情况的照片，图67B是示出从样品12A与火焰接触经过大约60秒钟后的情况的照片。
图67C是示出刚在样品12B与火焰接触后的情况的照片，图67D是示出从样品12B与火焰接触经过大约60秒钟后的情况的照片。
在是使用离子液体的样品12A以及使用包含离子液体的电解液的样品12B的情况下，即使在滤纸与火焰接触大约60秒钟之后，该滤纸也不起火。
图67E是示出刚在样品12C与火焰接触后的情况的照片，图67F是示出刚在样品12D与火焰接触后的情况的照片。
在是使用有机电解液的比较样品12C及比较样品12D的情况下，刚在与火焰接触之后或者在与火焰接触之前滤纸着火燃烧。
根据上述结果，可知使用离子液体的电解液的对于火焰的稳定性高于有机电解液。
接下来，对样品12A及样品12B进行闪点和自燃点的测定。
在闪点测定中，通过利用快速平衡闭杯法的闪点试验进行测量。
首先，将样品放入试样杯中，进行1分钟的加热。然后，将燃烧器靠近样品并保持2.5秒钟以上，确认该样品是否被点燃。在50℃至300℃下进行闪点的测量，在各温度下的加热中分别使用不同的样品。在本试验中，样品12A及样品12B被加热为300℃也不点燃，因此可知这些样品的闪点都是300℃以上。
在自燃点测定中，根据ASTM-E659进行测量。其测量方法如下。
首先，将各样品放入耐热玻璃容器中，并将其温度调节为设定温度的±1℃范围内。然后，对该容器注入100μL的样品，确认该样品是否起火。
在该测量中，当样品不起火时，用清洁空气去除容器内的蒸汽，并将设定温度增高大约30℃，反复进行上述步骤。另一方面，当样品起火时，用计秒表测量从样品注入到火焰发生的时间，将其结果作为迟延时间进行记录。并且，以3℃间隔降低温度反复进行上述步骤，直到样品不起火。
接着，将温度增高大约30℃，将所注入的样品量设定为160μL，反复进行上述步骤。
在该测量中，在160μL的试验时的最低自燃温度低于100μL的试验时的最低自燃温度的情况下，将样品量增加为200μL及260μL，反复进行上述试验，来测量最低自燃温度。反之，在160μL的试验时的最低自燃温度高于100μL的试验时的最低自燃温度的情况下，将样品量减少为70μL及60μL，反复进行上述试验，来测量最低自燃温度。
根据通过利用上述测量方法测量自燃点的结果，可知样品12A的自燃点是453℃，样品12B的自燃点是468℃。
实施例13
在本实施例中，说明制造本发明的一个方式的蓄电装置并进行弯曲试验的结果。
在本实施例中，制造图68A所示的电池单元500。图68A所示的电池单元500的与图1A所示的电池单元500不同之处在于使用具有凹部或凸部的图案的薄膜作为外包装体。
本实施例的样品是应用本发明的一个方式的样品13A及样品13B的两种。在本实施例中，对样品13A进行弯曲试验，对弯曲试验前后的放电容量进行比较。此外，对样品13B不进行弯曲试验而进行与样品13A相同条件的充放电。来此时，对样品13B的放电容量与弯曲试验之前和之后的样品13A的放电容量进行比较。
首先，说明具有凹部或凸部的图案的薄膜以及其制造方法。
在本发明的一个方式中，薄膜的图案为两个方向的斜线交叉而成的可见的几何图案。当采用两个方向的斜线交叉而成的几何图案时，至少可以在两个方向上缓和因弯曲带来的应力。另外，凹部或凸部不一定必须规则地排列，也可以不规则地排列。在凹部或凸部不规则地排列的情况下，能够缓和因两维弯曲、三维的不规则弯曲或扭曲带来的应力。另外，薄膜可以包括根据部分具有不同图案的多个区域。例如，在薄膜的中央部及薄膜的端部的图案互不相同，即一个薄膜具有两种图案。或者，在一个薄膜中也可以具有三种以上的图案。另外，在薄膜中，只在可弯曲部分形成凹部或凸部，其他的部分可以具有平坦表面。注意，对所述凹部或凸部的形状没有特别的限制。
薄膜的凹部或凸部可以利用压制加工(例如，压花加工)形成。压花加工是压制加工之一，是指将其表面具有凹凸的压花辊压在薄膜上，而在该薄膜上形成对应于压花辊的凹凸图案的处理。压花辊是其表面雕刻有图案的辊。
此外，可以利用能够在薄膜的一部分中形成浮雕的方法来形成薄膜中的凹部或凸部。
作为外包装体，可以使用选自金属薄膜(使用铝、不锈钢、镍钢、金、银、铜、钛、镍铬合金、铁、锡、钽、铌、钼、锆、锌等能够形成金属箔的金属或合金的膜)、塑料薄膜、包含有机材料(有机树脂或纤维等)及无机材料(陶瓷等)的混合材料膜、含碳无机膜(碳膜、石墨膜等)的单层膜或者由它们中的多种膜构成的叠层膜。金属膜容易进行压花加工，并且当利用压花加工形成凹部或凸部时，暴露于外气的薄膜的表面积增大，所以散热效果得到提高。
在本实施例中，首先，准备由柔性基材构成的薄片。作为薄片，使用叠层体，其中在金属薄膜的一个表面或两个表面上具有粘合层(也称为热封层)。作为粘合层，使用包含聚丙烯或聚乙烯等的热熔粘合树脂膜。在本实施例中，使用依次层叠有PET、尼龙树脂、铝箔和聚丙烯的具有四层结构的薄片。通过切割该薄片准备图68A所示的薄膜10。
然后，对该薄膜10进行压花加工，制造图68B所示的薄膜11。如图68B所示，通过在薄膜11表面上设置凹凸，形成可视图案。注意，在本实施例中，在切割薄片之后进行压花加工，但是对工序的顺序没有特别的限制，也可以在切割薄片之前先进行压花加工，再切割薄片来形成图68B所示的薄膜11。另外，也可以在折叠薄片进行热压合之后进行切割。
在本实施例中，在薄膜10的两个表面上形成凹凸的图案以形成薄膜11，如图68C所示，在中央部折叠薄膜11并使两个端部重叠，如图68D所示，用粘合层对三个边进行密封。
在本实施例的各样品中，使用6个在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的正极以及6个在负极集流体的一个表面上具有负极活性物质层的负极。
参照图68E说明本实施例的各样品中的正极及负极的叠层结构。负极活性物质层19形成在负极集流体14的第一表面上，并且隔离体13被层叠为与负极活性物质层19相接触。没有接触于负极活性物质层19一侧的隔离体13的表面与形成在正极集流体12的第一表面上的正极活性物质层18接触。正极集流体12的第二表面与另一个正极集流体12的第二表面接触。也就是说，其极性相同的集流体被配置为其没有形成活性物质层的表面相接触。
因为集流体的没有形成活性物质层的表面相对置，金属面彼此接触，所以没有发生大摩擦力，具有相同极性的集流体相接触的面之间容易滑动。由此，当使蓄电装置弯曲时，在蓄电装置内部金属滑动，所以容易使蓄电装置弯曲。
本实施例的各样品中的负极的材料与实施例1的样品相同。
具体而言，本实施例的各样品中的负极使用球状天然石墨作为负极活性物质，且使用CMC-Na和SBR作为粘结剂。
本实施例的各样品中的正极的材料与实施例10的样品相同。
具体而言，本实施例的各样品中的正极使用LiCoO2作为正极活性物质，使用PVdF作为粘结剂，且使用乙炔黑作为导电助剂。
表17示出所形成的正极活性物质层及负极活性物质层的活性物质含量、厚度及密度的平均值。
[表17]
Figure BDA0003653980050001211
在电解液中，使用BMI-FSA作为溶剂，且使用LiFSA作为盐。将LiFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.8mol/kg的电解液。
在应用本发明的一个方式的样品13A及样品13B中，使用包含聚苯硫醚的厚度为46μm的两个隔离体。
另外，作为外包装体使用如上所述那样经压花加工的薄膜。具体来说，使用依次层叠有PET、尼龙树脂、铝箔和聚丙烯的具有四层结构的薄膜。这里，聚丙烯位于由外包装体密封的空间内侧。
接着，说明样品的制造方法。
首先，切断正极、负极和隔离体。正极和负极的尺寸都为20.49cm2。
接着，剥离突片区域上的正极活性物质及负极活性物质，使集流体露出。
接着，将正极、负极和隔离体层叠。此时，以正极活性物质层和负极活性物质层面对的方式配置正极和负极。并且，以两个正极的没有形成正极活性物质层的金属面相对置的方式进行层叠。于此同样，以两个负极的没有形成负极活性物质层的金属面相对置的方式进行层叠。
接着，将导线电极连接到正极及负极。
接着，通过加热对外包装体的四边之中的两边进行接合。
接着，以设置在导线电极上的密封层与外包装体的密封层重叠的方式进行配置，并通过加热进行接合。此时，对除用来注入电解液的边之外的边进行接合。
接着，对外包装体、由外包装体包裹的正极、隔离体及负极进行加热。加热条件是减压气氛下(-100KPa)，80℃，10小时。
接着，在氩气氛下，从未密封的一边注入电解液。然后，在减压气氛下(-100KPa)通过加热处理对外包装体的该一边进行密封。通过上述工序，制造薄型蓄电池。
接着，进行样品的老化处理。在算出速率时，以每正极活性物质重量137mA/g的电流值为1C。
首先，在25℃下以0.01C的速率进行恒流恒压充电。作为充电条件，以4.1V及大约10mAh/g为上限。充电后的停止时间为10分钟。
接着，在氩气气氛下，切断并拆开外包装体的一边，进行脱气，然后在减压气氛下(-100KPa)对拆开了的外包装体的一边再次进行密封。
接着，在25℃下以0.1C的速率进行恒流恒压充电。作为充电条件，以4.1V、127mAh/g左右为上限，以相当于0.01C的电流值为下限。在该老化处理中，后续的充电及放电之后的停止时间都为2小时。
然后，在25℃下以0.2C的速率进行恒流放电。放电条件的下限为2.5V。并且，在25℃下以0.2C的速率进行充放电3次。在图70A中，示出最后的放电时的样品13A的放电曲线作为“弯曲试验前”的结果。另外，在图70B中，示出最后的放电时的样品13B的放电曲线作为“放电1”的结果。此时的充电以恒流恒压充电方式进行。作为充电条件，以4.1V、137mAh/g左右为上限，以相当于0.01C的电流值为下限。此时的放电以恒流放电方式进行。作为放电条件，以2.5V为下限。
通过上述工序制造样品。
接下来，说明在本实施例的弯曲试验中使用的装置。
图69A是试验装置1100的外观照片。图69B和图69C是从侧面看到的试验装置1100的图。图69B和图69C是用来说明试验装置1100的动作的图。为了容易理解说明，在图69B和图69C中，省略试验装置1100中的一部分构成要素的记载。
所制造的蓄电装置1200(相当于样品13A)夹在两个保持板1101之间，且配置在试验装置1100的上部。在图69A中，由于被保持板1101掩盖而直接看不到蓄电装置1200，因此用虚线表示蓄电装置1200。
此外，试验装置1100在蓄电装置1200之下设置有在照片中纵向延伸的半径为40mm的圆柱状支撑体1103(图69B和图69C)。
另外，试验装置1100包括具有长轴和短轴的L字型的臂部1102a及臂部1102b。此外，试验装置1100包括具有杆体1106的气缸1105以及构件1107。
臂部1102a在长轴向左侧延伸且短轴向下侧延伸的状态下配置在支撑体1103的左侧，臂部1102b在长轴向右侧延伸且短轴向下侧延伸的状态下配置在支撑体1103的右侧(图69B和图69C)。臂部1102a的长轴和短轴的交叉部分与支点1104a机械性地连接，臂部1102b的长轴和短轴的交叉部分与支点1104b机械性地连接。此外，支撑体1103、支点1104a及支点1104b被固定。
臂部1102a的短轴的头端及臂部1102b的短轴的头端与构件1107机械性地连接。此外，臂部1102a的长轴的头端与保持板1101的一个端部机械性地连接，臂部1102b的长轴的头端与保持板1101的另一个端部机械性地连接。
气缸1105可以利用压缩空气转动杆体1106。例如，在本实施例中，气缸1105可以使杆体1106向上转动或向下转动。构件1107与杆体1106彼此连接，并且伴随着杆体1106的上升或下降，构件1107也上升或下降。
当构件1107下降时，臂部1102a以支点1104a为中心回转，其长轴的头端上升。当构件1107下降时，臂部1102b以支点1104b为中心回转，其长轴的头端上升(图69B)。当构件1107上升时，臂部1102a以支点1104a为中心回转，其长轴的头端下降。当构件1107上升时，臂部1102b以支点1104b为中心回转，其长轴的头端下降(图69C)。
如上所述，臂部1102a及臂部1102b的长轴的头端与保持板1101的端部机械性地连接。通过将臂部1102a及臂部1102b的长轴的头端向下转动，可以沿着支撑体1103使保持板1101弯曲。此外，本实施例所示的弯曲试验是在两个保持板1101夹住蓄电装置1200的状态下进行的。由此，通过将臂部1102a及臂部1102b的长轴的头端向下转动(将构件1107向上转动)，可以沿着圆柱状支撑体1103使蓄电装置1200弯曲(图69C)。具体来说，在本实施例中，将支撑体1103的半径设定为40mm，以40mm的曲率半径使蓄电装置1200弯曲。
此外，通过将臂部1102a及臂部1102b的长轴的头端向上转动(将构件1107向下转动)，支撑体1103与蓄电装置1200之间的接触减小，由此上述曲率半径可以增大(图69B)。具体来说，在本实施例中，在臂部1102a及臂部1102b的长轴的头端上升到最高点时，上述曲率半径为150mm。
在两个保持板1101夹住蓄电装置1200的状态下进行蓄电装置1200的弯曲试验，由此可以防止不需要的力量施加到蓄电装置1200。此外，可以以均匀的力量使蓄电装置1200的整体弯曲。
在弯曲试验中，以40mm以上且150mm以下的曲率半径每隔10秒进行弯曲。该弯曲进行1000次。另外，从试验装置卸下二次电池，且在25℃的温度下进行充放电。
如上所述，在本实施例中，对样品13A进行弯曲试验，比较弯曲试验前后的放电容量。具体来说，对样品13A进行图70A所示的“弯曲试验前”的放电之后进行充电，进行弯曲试验，然后进行图70A所示的“弯曲试验后”的放电。作为比较，在样品13B中，在图70B所示的“放电1”之后不进行弯曲试验，而进行与样品13A相同条件的充放电(参照图70B所示的“放电2”)。在图70A和图70B中，横轴表示容量(mAh/g)，纵轴表示电压(V)。
在25℃下以0.2C(34mA)的速率进行充放电。此时的充电以恒流恒压充电方式进行。作为充电条件，以4.1V为上限进行恒流充电，然后以4.1V进行恒压充电至充满电。在充电容量到达137mAh/g左右时或者在电流值到达0.01C(1.7mA)时判断为充满电。作为放电条件，以2.5V为下限。充电后及放电后的停止时间都为30分钟。
如图70A所示，即使在1000次的弯曲试验之后，样品13A的放电容量也几乎没有降低。此外，如图70A和图70B所示，与未经受弯曲试验的样品13B相比，样品13A几乎没有因弯曲试验产生的放电容量的降低。
另外，拍摄弯曲试验前后的样品13A的X射线CT照片,确认其内部有没有损伤。
图71A和图71B示出弯曲试验前的样品13A的正面及侧面的X射线CT照片，图71C和图71D示出1000次的弯曲试验后的样品13A的正面及侧面的X射线CT照片。
在将经压花加工的薄膜用于外包装体的锂离子二次电池中，在1000次的弯曲试验后也观察不到外观及内部结构的损伤。
根据本实施例的结果，可知通过应用本发明的一个方式可以制造具有柔性及高抗弯曲性的蓄电装置。
实施例14
在本实施例中，说明制造本发明的一个方式的蓄电装置并进行特性评价的结果。
在本实施例中，制造图1A所示的电池单元500。
本实施例的样品是应用本发明的一个方式的样品14A。
在本实施例中制造的样品中，使用两个在正极集流体的一个表面上具有正极活性物质层的正极以及一个在负极集流体的两个表面上具有负极活性物质层的负极。也就是说，本实施例的样品包括两个正极活性物质层以及两个负极活性物质层。
本实施例的样品中的正极和负极的材料及制造方法与实施例1的样品1A相同。具体而言，在负极中，使用球状天然石墨作为负极活性物质，且使用CMC-Na和SBR作为粘结剂。此外，在正极中，使用LiFePO4作为正极活性物质，使用PVdF作为粘结剂，且使用乙炔黑作为导电助剂。
表18示出所形成的正极活性物质层及负极活性物质层的活性物质含量、厚度及密度的平均值。
[表18]
Figure BDA0003653980050001281
在样品14A中使用的电解液与在实施例1中使用的电解液相同。具体来说，使用BMI-FSA作为溶剂，使用LiFSA作为盐。将LiFSA溶解于BMI-FSA中，准备LiFSA的浓度为1.8mol/kg的电解液。
在应用本发明的一个方式的样品14A中，使用包含聚苯硫醚的厚度为46μm的隔离体。
此外，作为外包装体，使用由树脂层覆盖铝箔的两个表面而成的薄膜。
本实施例的样品的制造方法与实施例1的方法相同，所以省略其说明。
接着，进行样品的老化处理。在该老化处理中，充电后及放电后的停止时间都为2小时。
首先，在25℃下以0.01C的速率进行恒流充电。充电条件的上限为3.2V。在此，以正极活性物质的LiFePO4的理论容量(170mAh/g)为基准算出速率。
接着，在氩气气氛下，切断并拆开外包装体的一边，进行脱气，然后在减压气氛下(-100KPa)对拆开了的外包装体的一边再次进行密封。
接着，在25℃下以0.05C的速率进行恒流充电。充电条件的上限为4.0V。然后，在25℃下以0.2C的速率进行恒流放电。放电条件的下限为2.0V。并且，在25℃下以0.2C的速率进行充放电两次。充电条件的上限为4.0V，放电条件的下限为2.0V。
图75A示出老化处理中的最后一次的充放电时的充放电曲线。如图75A所示，样品14A的放电容量为136.3mAh/g。
在该老化处理后，在25℃下以0.2C的速率对样品14A进行恒流充电至0.5C的容量(13.5mAh)。图75B示出其充电曲线。如图75B所示，样品14A的充电容量为84.8mAh/g。
当负极电位较低时，离子液体的分解被抑制。因此，在将本发明的一个方式的蓄电装置保持在高温下时，优选不是在完全放电后的状态下，而且在仅部分充电的状态下(即，不局限于充满电)保持该蓄电装置。在本实施例中，将至0.5C的容量为止进行恒流充电的样品保持在高温下。
在10分钟的停止时间之后，在170℃下将样品14A保持15分钟。具体而言，将样品14A放入升温到170℃的处理室内保持15分钟。图75C示出在170℃下被保持的样品14A的表面温度。在保持开始以后的2分钟后至15分钟后的样品14A的表面平均温度为170.86℃。
对在170℃下被保持后的样品14A的充放电特性进行测量。该测量在样品14A的温度充分下降之后进行。具体来说，将样品14A在室温环境下保持大约30分钟，然后进行上述测量。使用充放电测量仪(由日本东洋系统公司制造)进行该测量。以4.0V为上限进行恒流充电，以2.0V为下限进行恒流放电。以0.1C的速率进行充放电。此外，充电及放电的停止时间都为2小时。
图75D示出样品14A的充放电曲线。在图75D中，横轴表示容量(mAh/g)，纵轴表示电压(V)。
如图75D所示，在170℃下被保持后的样品14A的放电容量为105.5mAh/g。
即使将本实施例的蓄电装置保持在高温环境下，PPS隔离体也不被溶解，并且隔离体的孔隙率也被维持。此外，包含离子液体的电解液的分解量少。由此，可知本实施例的蓄电装置即使被保持在高温环境下也能够工作。
根据本实施例的结果，可知本发明的一个方式的使用包含聚苯硫醚的隔离体以及包含离子液体的电解液的蓄电装置即使被保持在170℃下也能够动作。
(参考例子)
对在上述实施例中使用的HMI-FSA的合成例子进行说明。
将22.7g(91.9mmol)的1-己基-3-甲基咪唑鎓溴化物、22.1g(101mmol)的双(氟磺酰基)氨化钾以及40mL的水加入200mL的三角烧瓶中。将该溶液在室温下搅拌19小时。在搅拌后，对得到的混合物的水层使用二氯甲烷进行萃取。将得到的萃取液与有机层合并并用水清洗，使用硫酸镁使有机层干燥。对所得到的混合物进行重力过滤，并且浓缩滤液，以得到液体。对所得到的液体进行干燥，以28.6g的产量得到目标物的黄色液体，产率为89％。
[化学式4]
Figure BDA0003653980050001311
利用核磁共振法(NMR)可确认经上述步骤合成的化合物为目标物，即HMI-FSA。
以下示出所得到的化合物的1H NMR数据。
1H NMR(CDCl3，300MHz):δ＝0.86-0.91(m、3H)、1.33-1.37(m、6H)、1.83-1.91(m、2H)、3.96(s、3H)、4.18(t、J＝7.8Hz、2H)、7.27-7.30(m、2H)、8.66(s、1H)。
符号说明
10 薄膜
11 薄膜
12 正极集流体
13 隔离体
14 负极集流体
18 正极活性物质层
19 负极活性物质层
102 活性物质层
115 密封层
118 接合部
119 导入口
200 二次电池
203 隔离体
203a 区域
203b 区域
207 外包装体
211 正极
211a 正极
215 负极
215a 负极
220 密封层
221 正极导线
225 负极导线
230 电极组装体
231 电极组装体
250 二次电池
281 突片区域
282 突片区域
300 蓄电池
301 正极罐
302 负极罐
303 垫片
304 正极
305 正极集流体
306 正极活性物质层
307 负极
308 负极集流体
309 负极活性物质层
310 隔离体
500 电池单元
501 正极集流体
502 正极活性物质层
503 正极
504 负极集流体
505 负极活性物质层
506 负极
507 隔离体
508 电解液
509 外包装体
510 正极导线
511 负极导线
512 接合部
513 弯曲部
514 接合部
600 蓄电池
601 正极盖
602 电池罐
603 正极端子
604 正极
605 隔离体
606 负极
607 负极端子
608 绝缘板
609 绝缘板
611 PTC元件
612 安全阀机构
900 电路衬底
910 签条
911 端子
912 电路
913 蓄电池
914 天线
915 天线
916 层
917 层
918 天线
919 端子
920 显示装置
921 传感器
922 端子
951 端子
952 端子
980 蓄电池
981 薄膜
982 薄膜
990 蓄电池
991 外包装体
992 外包装体
993 卷绕体
994 负极
995 正极
996 隔离体
997 端子
998 端子
1200 蓄电装置
7100 便携式显示装置
7101 框体
7102 显示部
7103 操作按钮
7104 蓄电装置
7110 便携式信息终端
7111 框体
7112 显示部
7113 操作按钮
7114 蓄电装置
7200 便携式信息终端
7201 框体
7202 显示部
7203 带子
7204 带扣
7205 操作按钮
7206 输入输出端子
7207 图标
7300 显示装置
7304 显示部
7400 移动电话机
7401 框体
7402 显示部
7403 操作按钮
7404 外部连接端口
7405 扬声器
7406 麦克风
7407 蓄电装置
8000 显示装置
8001 框体
8002 显示部
8003 扬声器部
8004 蓄电装置
8021 充电装置
8022 电缆
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
8400 汽车
8401 车头灯
8500 汽车
9600 平板终端
9625 开关
9626 开关
9627 电源开关
9628 操作开关
9629 扣件
9630 框体
9631 显示部
9631a 显示部
9631b 显示部
9632a 区域
9632b 区域
9633 太阳能电池
9634 充放电控制电路
9635 蓄电体
9636 DCDC转换器
9637 转换器
9638 操作键
9639 按钮
9640 可动部

Claims (1)

1.一种蓄电装置，包括：
正极；
负极；
隔离体；以及
电解液，
其中，所述隔离体位于所述正极与所述负极之间，所述隔离体包含聚苯硫醚，
并且，所述电解液包含离子液体及碱金属盐。
CN202210549336.8A 2015-03-09 2016-03-08 蓄电装置 Pending CN114824652A (zh)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015-045692 2015-03-09
JP2015045692 2015-03-09
JP2015110615 2015-05-29
JP2015-110615 2015-05-29
CN201610131079.0A CN105958002A (zh) 2015-03-09 2016-03-08 蓄电装置以及电子设备

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610131079.0A Division CN105958002A (zh) 2015-03-09 2016-03-08 蓄电装置以及电子设备

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN114824652A true CN114824652A (zh) 2022-07-29

Family

ID=56888061

Family Applications (2)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610131079.0A Pending CN105958002A (zh) 2015-03-09 2016-03-08 蓄电装置以及电子设备
CN202210549336.8A Pending CN114824652A (zh) 2015-03-09 2016-03-08 蓄电装置

Family Applications Before (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610131079.0A Pending CN105958002A (zh) 2015-03-09 2016-03-08 蓄电装置以及电子设备

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20160268064A1 (zh)
JP (4) JP6727855B2 (zh)
KR (1) KR102530983B1 (zh)
CN (2) CN105958002A (zh)

Families Citing this family (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6890956B2 (ja) 2015-12-10 2021-06-18 株式会社半導体エネルギー研究所 蓄電装置及び電子機器
US10707531B1 (en) 2016-09-27 2020-07-07 New Dominion Enterprises Inc. All-inorganic solvents for electrolytes
DE112017006110T5 (de) 2016-12-02 2019-08-22 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Energiespeichervorrichtung und elektronisches Gerät
WO2018105178A1 (ja) * 2016-12-07 2018-06-14 日本碍子株式会社 電極／セパレータ積層体及びそれを備えたニッケル亜鉛電池
JP7049060B2 (ja) * 2017-02-09 2022-04-06 株式会社豊田中央研究所 リチウム二次電池用電極、リチウム二次電池及びリチウム二次電池用電極の製造方法
FR3063493B1 (fr) * 2017-03-01 2023-06-09 Nawatechnologies Procede de preparation d'une electrode comprenant un support en aluminium, des nanotubes de carbone alignes et un polymere organique electro-conducteur, ladite electrode et ses utilisations
JP2018156724A (ja) * 2017-03-15 2018-10-04 日立化成株式会社 リチウムイオン二次電池
JP6980256B2 (ja) * 2017-09-06 2021-12-15 学校法人 関西大学 電解液および当該電解液を用いた蓄電デバイス
CN107994300A (zh) * 2017-12-18 2018-05-04 合肥艾鑫智能科技有限公司 一种金属空气电池
DE102018206383A1 (de) 2018-04-25 2019-10-31 Bayerische Motoren Werke Aktiengesellschaft Verfahren zum Betreiben einer Lithiumionenbatterie, Lithiumionenbatterie und Kraftfahrzeug
KR20200012625A (ko) 2018-07-27 2020-02-05 삼성전자주식회사 리튬전지
JP7231188B2 (ja) * 2018-10-02 2023-03-01 エリーパワー株式会社 リチウムイオン電池の製造方法
CA3115775A1 (en) 2018-10-09 2020-04-16 The Regents Of The University Of Colorado, A Body Corporate Methods of improving performance of ionic liquid electrolytes in lithium-ion batteries
US11025092B2 (en) 2019-10-31 2021-06-01 Huna, Llc Wearable metabolic electrical charging apparatus
US20210143404A1 (en) * 2019-11-11 2021-05-13 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Secondary battery, positive electrode for secondary battery, and manufacturing method of positive electrode for secondary battery
CN116457960A (zh) * 2020-10-26 2023-07-18 株式会社半导体能源研究所 二次电池、电子设备及车辆
CN112951615A (zh) * 2021-02-24 2021-06-11 中国科学院山西煤炭化学研究所 超级电容器及其制备方法
KR20240000578A (ko) * 2021-04-29 2024-01-02 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 이차 전지 및 전자 기기
CN113270644A (zh) * 2021-05-17 2021-08-17 惠州亿纬锂能股份有限公司 一种电解液及其制备方法和应用

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005108633A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Nec Lamilion Energy Ltd ラミネートフィルムの熱融着方法、フィルム外装電池の製造方法およびラミネートフィルム用熱融着装置
JP2006303381A (ja) * 2005-04-25 2006-11-02 Sii Micro Parts Ltd 電気二重層キャパシタおよび電池とそれらの製造方法
US20090053597A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 Katsuhiko Tsunashima Electrolyte composition used in charge storage device and storage device using the same
JP2009199960A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Nec Tokin Corp リチウムイオン電池
CN101814372A (zh) * 2009-02-25 2010-08-25 富士重工业株式会社 蓄电装置及其制造方法
CN101924242A (zh) * 2009-06-10 2010-12-22 第一工业制药株式会社 使用离子液体的锂二次电池
CN102272999A (zh) * 2009-08-10 2011-12-07 株式会社Lg化学 锂二次电池
CN102598400A (zh) * 2009-10-29 2012-07-18 索尼公司 锂空气电池
JP2013097985A (ja) * 2011-10-31 2013-05-20 Showa Denko Packaging Co Ltd 空気二次電池用外装材、空気二次電池用外装材の製造方法及び空気二次電池
JP2014041996A (ja) * 2012-07-27 2014-03-06 Seiko Instruments Inc 電気化学セル及びその製造方法
WO2014092312A1 (ko) * 2012-12-12 2014-06-19 삼성정밀화학 주식회사 이온성 액체를 포함하는 고체 전해질

Family Cites Families (22)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3732455B2 (ja) 2001-04-11 2006-01-05 日立マクセル株式会社 扁平形非水電解質二次電池
CN2574229Y (zh) * 2001-04-11 2003-09-17 日立马库塞鲁株式会社 扁平形非水电解质电池
JP4073182B2 (ja) * 2001-04-25 2008-04-09 三洋電機株式会社 基板装着用リチウム二次電池
JP3962806B2 (ja) 2002-05-16 2007-08-22 独立行政法人産業技術総合研究所 常温溶融塩及び常温溶融塩を用いたリチウム二次電池
US20070099079A1 (en) 2003-12-26 2007-05-03 National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology Ionic liquid, method for producing same, double layer capacitor comprising same, and lithium battery
DE102004018930A1 (de) * 2004-04-20 2005-11-17 Degussa Ag Verwendung eines keramischen Separators in Lithium-Ionenbatterien, die einen Elektrolyten aufweisen, der ionische Flüssigkeiten enthält
JP4617727B2 (ja) * 2004-06-08 2011-01-26 パナソニック株式会社 二次電源
CN100468857C (zh) * 2004-12-13 2009-03-11 松下电器产业株式会社 锂离子二次电池
JP5032773B2 (ja) * 2006-02-03 2012-09-26 第一工業製薬株式会社 イオン性液体を用いたリチウム二次電池
JP2009076486A (ja) * 2007-09-18 2009-04-09 Tomoegawa Paper Co Ltd 電気化学素子用セパレータ
US8580432B2 (en) * 2008-12-04 2013-11-12 Nanotek Instruments, Inc. Nano graphene reinforced nanocomposite particles for lithium battery electrodes
WO2010100636A1 (en) * 2009-03-03 2010-09-10 Technion Research & Development Foundation Ltd. Silicon-air batteries
JP2010219335A (ja) * 2009-03-17 2010-09-30 Tomoegawa Paper Co Ltd 蓄電デバイス用セパレータ及びその製造方法
JP2012023030A (ja) * 2010-06-17 2012-02-02 Sony Corp 非水電解質電池および非水電解質
US20120154119A1 (en) * 2010-12-20 2012-06-21 Michael Lee Schepps Interactive personal property location system
KR102461542B1 (ko) * 2012-02-24 2022-11-01 패스트캡 시스템즈 코포레이션 향상된 전해질 시스템 및 에너지 저장 장치에서의 그의 용도
US9203109B2 (en) * 2012-03-07 2015-12-01 Massachusetts Institute Of Technology Rechargeable lithium battery for wide temperature operation
JP2014103087A (ja) * 2012-04-17 2014-06-05 Sumitomo Electric Ind Ltd ナトリウム二次電池
JP5856946B2 (ja) * 2012-12-21 2016-02-10 太陽誘電株式会社 電気化学デバイス
JP2014183161A (ja) * 2013-03-19 2014-09-29 Sumitomo Electric Ind Ltd リチウムイオンキャパシタおよびその充放電方法
JP2015022868A (ja) * 2013-07-18 2015-02-02 住友電気工業株式会社 溶融塩電池
JP5865951B2 (ja) * 2014-05-26 2016-02-17 株式会社東芝 非水電解質電池及び電池パック

Patent Citations (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005108633A (ja) * 2003-09-30 2005-04-21 Nec Lamilion Energy Ltd ラミネートフィルムの熱融着方法、フィルム外装電池の製造方法およびラミネートフィルム用熱融着装置
JP2006303381A (ja) * 2005-04-25 2006-11-02 Sii Micro Parts Ltd 電気二重層キャパシタおよび電池とそれらの製造方法
US20090053597A1 (en) * 2007-08-23 2009-02-26 Katsuhiko Tsunashima Electrolyte composition used in charge storage device and storage device using the same
JP2009199960A (ja) * 2008-02-25 2009-09-03 Nec Tokin Corp リチウムイオン電池
CN101814372A (zh) * 2009-02-25 2010-08-25 富士重工业株式会社 蓄电装置及其制造方法
CN101924242A (zh) * 2009-06-10 2010-12-22 第一工业制药株式会社 使用离子液体的锂二次电池
CN102272999A (zh) * 2009-08-10 2011-12-07 株式会社Lg化学 锂二次电池
CN102598400A (zh) * 2009-10-29 2012-07-18 索尼公司 锂空气电池
JP2013097985A (ja) * 2011-10-31 2013-05-20 Showa Denko Packaging Co Ltd 空気二次電池用外装材、空気二次電池用外装材の製造方法及び空気二次電池
JP2014041996A (ja) * 2012-07-27 2014-03-06 Seiko Instruments Inc 電気化学セル及びその製造方法
WO2014092312A1 (ko) * 2012-12-12 2014-06-19 삼성정밀화학 주식회사 이온성 액체를 포함하는 고체 전해질
KR20140076325A (ko) * 2012-12-12 2014-06-20 삼성정밀화학 주식회사 이온성 액체를 포함하는 고체 전해질

Also Published As

Publication number Publication date
JP2020170715A (ja) 2020-10-15
JP6096364B2 (ja) 2017-03-15
JP6727855B2 (ja) 2020-07-22
KR102530983B1 (ko) 2023-05-11
CN105958002A (zh) 2016-09-21
US20160268064A1 (en) 2016-09-15
JP2016207641A (ja) 2016-12-08
JP2022119877A (ja) 2022-08-17
JP2017027954A (ja) 2017-02-02
JP7365454B2 (ja) 2023-10-19
KR20160110131A (ko) 2016-09-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP7365454B2 (ja) 蓄電装置
JP6957589B2 (ja) 蓄電装置及び電子機器
JP2023103453A (ja) リチウムイオン二次電池
JP2022191321A (ja) 電極および蓄電装置
KR102518844B1 (ko) 축전 장치 및 전자 기기
JP2020126848A (ja) 蓄電装置
CN107104222B (zh) 蓄电装置、蓄电系统
KR102578534B1 (ko) 전력 저장 장치 및 전자 기기
JP2018092934A (ja) 電極、電極の製造方法および蓄電装置
JP2024036638A (ja) リチウムイオン二次電池用正極材、リチウムイオン二次電池、電子機器および車両
CN113165902A (zh) 正极活性物质、二次电池、电子设备及车辆
CN107017430B (zh) 蓄电装置、蓄电装置的制造方法及电子设备
KR102669048B1 (ko) 전력 저장 장치 및 전자 기기

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination