CN116235379A - 控制电路及电子设备 - Google Patents

Abstract

提供一种二次电池的保护电路、控制电路等。提供一种功耗低的电路。提供一种集成度高的电路。控制电路包括第一电阻电路、第二电阻电路、比较器及存储电路。第一电阻电路的一个端子与二次电池的正极电连接，第一电阻电路的另一个端子与比较器的第一输入端子及第二电阻电路的一个端子电连接，存储电路具有保持第一数据的功能，控制电路具有使用第一数据生成第一信号及第二信号的功能、通过将第一信号供应到第一电阻电路来调整第一电阻电路的电阻的功能、通过将第二信号供应到第二电阻电路来调整第二电阻电路的电阻的功能以及根据比较器的输出停止二次电池的充电及放电中的一个的功能，存储电路包括作为介电层使用铁电层的电容器。

Description

控制电路及电子设备

技术领域

本发明的一个方式涉及一种控制电路等。另外，本发明的一个方式尤其涉及一种二次电池的控制电路等。另外，本发明的一个方式涉及一种二次电池的保护电路。

本发明的一个方式不限定于上述技术领域。作为本说明书等所公开的本发明的一个方式的技术领域的例子，可以举出半导体装置、摄像装置、显示装置、发光装置、蓄电装置、存储装置、显示系统、电子设备、照明装置、输入装置、输入输出装置、其驱动方法或者其制造方法。注意，半导体装置是指能够通过利用半导体特性的所有装置，二次电池的控制电路是半导体装置。

背景技术

二次电池(也称为电池、蓄电装置)被应用于小型电子设备、汽车等各种领域。

为了防止过放电、过充电、过电流或短路等充放电时的异常，二次电池具备用来管理充放电的控制电路。为了管理二次电池的充放电，控制电路取得电压及电流等的数据。控制电路根据被观察的数据控制充放电。

专利文献1公开了被用作二次电池的控制电路的保护监视电路。在专利文献1所记载的保护监视电路中，公开了其内部设有多个比较器(Comparator)并对参考电压和连接有二次电池的端子的电压进行比较来检测出充放电时的异常的结构。

专利文献2公开了一种控制装置，其中进行涓流充电以填补二次电池的自然放电所引起的容量的减少。专利文献2的控制装置具有设定上限电压和下限电压而以在所设定的电压范围中反复进行充电状态和遮断状态的方式进行控制的结构。

专利文献3公开了一种结构，其中为了高精度地控制电池的充电电流，通过在电池的充电电路中调整电阻值来调整基准电压。

作为电阻值的调整方法之一，已知熔丝修整方法。专利文献4公开了一种包括可以通过激光修整来进行调整的熔丝元件的半导体集成电路。

[先行技术文献]

[专利文献]

[专利文献1]美国专利申请公开第2011/267726号说明书

[专利文献2]日本专利申请公开第2017-175688号公报

[专利文献3]日本专利申请公开第2009-55652号公报

[专利文献4]日本专利申请公开第2008-198775号公报

发明内容

发明所要解决的技术问题

在利用熔丝修整方法进行电阻调整时，为了配置通过激光修整来进行调整的熔丝元件，有时增大电路面积。另外，在向熔丝元件流过大电流时，有时增大电路的功耗。

本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的二次电池的保护电路等。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的二次电池的控制电路等。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够降低功耗的新颖的结构的二次电池的控制电路或保护电路等。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够实现集成化的新颖的结构的二次电池的控制电路或保护电路等。

注意，本发明的一个方式的目的不局限于上述目的。上述列举的目的并不妨碍其他目的的存在。另外，其他目的是上面没有提到而将在下面的记载中进行说明的目的。本领域技术人员可以从说明书或附图等的记载中导出并适当抽出上面没有提到的目的。注意，本发明的一个方式实现上述目的及/或其他目的中的至少一个目的。

解决技术问题的手段

本发明的一个方式是一种包括第一电阻电路、第二电阻电路、比较器以及存储电路的控制电路，比较器包括第一输入端子、第二输入端子及输出第一输入端子与第二输入端子的比较结果的第一输出端子，第一电阻电路的一个端子与二次电池的正极电连接，第一电阻电路的另一个端子与第一输入端子及第二电阻电路的一个端子电连接，存储电路具有保持第一数据的功能，控制电路具有使用第一数据生成第一信号及第二信号的功能、通过将第一信号供应到第一电阻电路来调整第一电阻电路的电阻的功能、通过将第二信号供应到第二电阻电路来调整第二电阻电路的电阻的功能以及根据来自第一输出端子的输出停止二次电池的充电及放电中的一个的功能，存储电路包括使用铁电层的电容器。

在上述结构中，优选的是，第一电阻电路包括一个电阻元件和一个开关的多个组，在一个电阻元件和一个开关的组中，一个开关具有使流过一个电阻元件的电流变动的功能，控制电路具有使用第一信号控制多个组各自包括的开关的工作的功能。

在上述结构中，优选的是，第二输入端子被供应与充电电压的上限对应的信号或与放电电压的下限对应的信号。

在上述结构中，优选的是，控制电路包括第三电阻电路及第二比较器，第二比较器包括第三输入端子、第四输入端子及输出第三输入端子与第四输入端子的比较结果的第二输出端子，第二电阻电路的另一个端子与第三输入端子及第三电阻电路的一个端子电连接，第三电阻电路的另一个端子与二次电池的负极电连接，控制电路具有使用第一数据生成第三信号的功能、通过将第三信号供应到第三电阻电路来调整第三电阻电路的电阻的功能以及根据第二输出端子的输出停止二次电池的充电及放电中的另一个的功能。

在上述结构中，优选的是，与充电电压的上限对应的信号及与放电电压的下限对应的信号中的一个被供应到第二输入端子，另一个被供应到第四输入端子。

本发明的一个方式是一种控制电路，该控制电路包括与二次电池的正极电连接的第一端子、与二次电池的负极电连接的第二端子、与控制二次电池与充电器或负载的电连接的功率晶体管的栅极电连接的第三端子、与第一端子及第二端子电连接的检测部、与检测部电连接的控制部以及与控制部电连接的存储电路，存储电路包括在一对电极间具有铁电层的存储单元、与存储单元电连接的晶体管及输出来自存储单元的信号的译码器，检测部包括基于存储电路所储存的数据进行了电阻的调整的电阻电路，控制部具有基于从检测部输入的参考电位与第一端子的电位或第二端子的电位的比较结果判断二次电池为过放电的功能以及在被判断为过放电时向第三端子输出使功率晶体管处于关闭状态的信号的功能。

本发明的一个方式是一种控制电路，该控制电路包括与二次电池的正极电连接的第一端子、与二次电池的负极电连接的第二端子、与控制二次电池与充电器或负载的电连接的功率晶体管的栅极电连接的第三端子、与第一端子及第二端子电连接的检测部、与检测部电连接的控制部以及与控制部电连接的存储电路，存储电路包括在一对电极间具有铁电层的存储单元、与存储单元电连接的晶体管及输出来自存储单元的信号的译码器，检测部包括基于存储电路所储存的数据进行了电阻的调整的电阻电路，控制部具有基于从检测部输入的参考电位与第一端子的电位或第二端子的电位的比较结果判断二次电池为过充电的功能以及在被判断为过充电时向第三端子输出使功率晶体管处于关闭状态的信号的功能。

在本发明的一个方式中，通过从控制电路的外部供应信号来向存储电路写入数据，控制电路包括被输入来自外部的信号的第四端子。

在本发明的一个方式中，存储电路所包括的铁电层所包含的铁电性材料包含含有铪及锆的氧化物。

在本发明的一个方式中，铁电层所包含的铁电性材料的结晶结构为正交晶。

在本发明的一个方式中，存储电路所包括的一对电极包含氮化钛。

在本发明的一个方式中，晶体管为Si晶体管。

本发明的一个方式是一种包括上述任一个所述的控制电路以及二次电池的电子设备。

发明效果

根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的二次电池的保护电路等。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种新颖的二次电池的控制电路等。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种能够降低功耗的新颖的结构的二次电池的控制电路或二次电池的保护电路等。另外，根据本发明的一个方式，可以提供一种能够实现集成化的新颖的结构的二次电池的控制电路或二次电池的保护电路等。

注意，本发明的一个方式的效果不局限于上述列举的效果。上述列举的效果并不妨碍其他效果的存在。其他效果是下面记载的在本节中未说明的效果。本领域技术人员可以从说明书或附图等的记载导出并适当地抽出该在本节中未说明的效果。注意，本发明的一个方式至少具有上述列举的效果及/或其他效果中的一个效果。因此，本发明的一个方式有时不具有上述列举的效果。

附图简要说明

图1是示出控制电路的结构例子的图。

图2A是示出电压生成部的结构例子的图。图2B是示出带隙基准电路的结构例子的图。图2C及图2D是示出电阻电路的结构例子的图。

图3A至图3F是示出控制电路的工作例子的图。

图4A及图4B是示出存储电路的结构例子的图。

图5是示出蓄电系统的结构例子的图。

图6A是示出蓄电系统的结构例子的图。图6B是示出蓄电系统的一部分的结构例子的图。

图7是示出控制电路的工作例子的图。

图8A是示出存储单元MC的电路图的图。图8B是示出存储单元MC的电容器的截面的图。

图9是说明氧化铪的结晶结构的模型图。

图10A是示出存储单元MC所包括的铁电层的磁滞特性的图表。图10B是示出存储单元MC的驱动方法的图。

图11A及图11B是示出存储单元MC的截面图的图。

图12是示出存储单元MC的截面图的图。

图13是说明正极活性物质的结晶结构的图。

图14是说明正极活性物质的结晶结构的图。

图15是示出电子构件的一个例子的图。

图16A是说明本发明的一个方式的电器的图。图16B是说明本发明的一个方式的电器的图。图16C是说明本发明的一个方式的电器的图。图16D是说明本发明的一个方式的电器的图。

图17A是说明本发明的一个方式的电器的图。图17B是说明本发明的一个方式的电器的图。图17C是说明本发明的一个方式的电器的图。

图18A是说明本发明的一个方式的电器的图。图18B是说明本发明的一个方式的电器的图。图18C是说明本发明的一个方式的电器的图。

图19A是说明本发明的一个方式的电器的图。图19B是说明本发明的一个方式的电器的图。

图20A是说明本发明的一个方式的电器的图。图20B是说明本发明的一个方式的电器的图。图20C是说明本发明的一个方式的电器的图。

图21是说明本发明的一个方式的电器的图。

图22A是说明本发明的一个方式的电器的图。图22B是说明本发明的一个方式的电器的图。图22C是说明本发明的一个方式的电器的图。图22D是说明本发明的一个方式的电器的图。图22E是说明本发明的一个方式的电器的图。

图23是本发明的一个方式的系统的一个例子。

图24A至图24C是说明二次电池的例子的图。

图25A至图25E是示出电子设备的立体图。

图26A及图26B是说明本发明的一个方式的蓄电系统的图。

实施发明的方式

下面，参照附图对实施方式进行说明。注意，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，就是实施方式可以以多个不同形式来实施，其方式和详细内容可以在不脱离本发明的宗旨及其范围的条件下被变换为各种各样的形式。因此，本发明不应该被解释为仅限定在以下所示的实施方式所记载的内容中。

另外，在本说明书等中，“第一”、“第二”、“第三”等序数词是为了避免构成要素的混淆而附加上的。因此，这不是为了限定构成要素的数量而附加上的。此外，这不是为了限定构成要素的顺序而附加上的。例如，在本说明书等的实施方式之一中附有“第一”的构成要素有可能在其他实施方式或权利要求书中附有“第二”。此外，例如，在本说明书等的实施方式之一中附有“第一”的构成要素有可能在其他实施方式或权利要求书中被省略。

在附图中，有时使用同一附图标记表示同一构成要素、具有相同功能的构成要素、由同一材料形成的构成要素或者同时形成的构成要素等，并且有时省略重复说明。

在本说明书等中，金属氧化物(metal oxide)是指广义上的金属的氧化物。金属氧化物被分类为氧化物绝缘体、氧化物导电体(包括透明氧化物导电体)和氧化物半导体(Oxide Semiconductor，也简称为OS)等。例如，在将金属氧化物用于晶体管的活性层的情况下，有时将该金属氧化物称为氧化物半导体。换言之，在金属氧化物能够构成具有放大作用、整流作用及开关作用中的至少一个的晶体管的沟道形成区域时，可以将该金属氧化物称为金属氧化物半导体(metal oxide semiconductor)。此外，也可以将OS FET或OS晶体管称为包含金属氧化物或氧化物半导体的晶体管。

(实施方式1)

在本实施方式中，说明本发明的一个方式的控制电路及使用本发明的一个方式的控制电路的蓄电系统。

图1示出本发明的一个方式的控制电路191。控制电路191包括控制部121、电压生成部122、检测部127、检测部128、存储电路FE1、电平转换器LS1及电平转换器LS2等。

另外，控制电路191包括端子VDDD、端子VSSS、端子CO、端子DO、端子VM及端子TES。通过将端子VDDD连接于二次电池的正极并将端子VSSS连接于二次电池的负极，可以将控制电路191用作二次电池的保护电路，从端子CO及端子DO输出与二次电池的状态对应的信号。端子TES可以被用作从控制电路191的外部向控制部121输入信号的端子。

检测部127具有检测二次电池的过充电及过放电的功能。检测部127包括比较器113_1、比较器113_2、电阻电路Rs1、电阻电路Rs2、电阻电路Rs3及逻辑电路LC1。电阻电路Rs1、Rs2、Rs3串联电连接，按该顺序连接于端子VDDD与端子VSSS之间。

比较器113_1的一个输入端子被输入对端子VDDD与端子VSSS之间的电位进行电阻分割的电位，另一个输入端子被输入参考电位Rf_v(1)。在图1所示的例子中，比较器113_1的非反相输入端子被输入参考电位Rf_v(1)，反相输入端子被输入电阻电路Rs1与电阻电路Rs2之间的电位，即电位Vb1。

本发明的一个方式的比较器具有对供应到一个输入端子的参考电位与供应到另一个输入端子的电位进行比较并将比较结果输出到控制部的功能。

在将控制电路191用作二次电池的保护电路的情况下，当电位Vb1超过参考电位Rf_v(1)时，二次电池被判断为过充电状态，经过控制部121从端子CO输出用来遮断充电的信号。或者，也可以输出用来改变充电条件的信号。

比较器113_2的一个输入端子被输入对端子VDDD与端子VSSS之间的电位进行电阻分割的电位，另一个输入端子被输入参考电位Rf_v(2)。在图1所示的例子中，比较器113_2的非反相输入端子被输入电阻电路Rs2与电阻电路Rs3之间的电位，即电位Vb2，反相输入端子被输入参考电位Rf_v(2)。

在将控制电路191用作二次电池的保护电路的情况下，当电位Vb2低于参考电位Rf_v(2)时，二次电池被判断为过放电状态，经过控制部121从端子DO输出用来遮断放电的信号。或者，也可以输出用来改变放电条件的信号。

在此，有时在用于电阻分割的多个电阻电路之间发生电阻值的变动。例如，当电阻电路包括使用薄膜的电阻元件时，有时根据膜厚、膜质等的变动而发生电阻值的变动。由于电阻元件的电阻值的变动而电位Vb1及电位Vb2变动。

另外，有时由于比较器所包括的半导体元件的特性变动而比较器的特性变动。例如，有时在比较器中使用晶体管、电容器等半导体元件。由于比较器的特性变动，有时在供应到比较器的两个输入端子的电位的关系与从比较器输出的信号之间产生差异。

在本发明的一个方式的控制电路中，通过在制造控制电路的工序之后以抵消电阻电路的电阻值的变动及比较器的特性变动的影响的方式调整用于电阻分割的电阻电路的电阻值，可以提高控制电路的精度。

在本发明的一个方式的控制电路中，通过调整电阻电路的电阻值，可以提高检测部127等的电压检测精度。电阻值的调整可以通过将电信号供应到检测部来进行。另外，在本发明的一个方式的控制电路中，即便停止向控制电路供应电源也可以在检测部中储存调整了的电阻值。

将在后面说明电阻电路的电阻值的调整。

检测部128包括比较器113_3、比较器113_4及比较器113_5。在图1所示的结构例子中，检测部128与端子VM电连接。通过向各比较器的一个输入端子输入与二次电池的电流对应的电位并向另一个输入端子输入参考电位，可以在检测部128中检测二次电池的充电过电流、放电过电流及短路电流。例如，向比较器113_3输入与充电过电流对应的参考电位Rf_v(3)，向比较器113_4输入与放电过电流对应的参考电位Rf_v(4)，向比较器113_5输入与短路电流对应的参考电位Rf_v(5)。

电压生成部122具有生成参考电位Rf_v(x)(x＝1、2、3、4、5)、电位VD1、电位VD2、电流Ir1、时钟信号CLK及复位信号RESET等的功能。在电压生成部122中生成的电位、电流及信号被供应到控制电路191所包括的电路及元件。将在图2A中详细说明电压生成部122。

控制部121具有使用从检测部127及检测部128供应的信号向电平转换器LS1及电平转换器LS2供应信号的功能。电平转换器LS1具有转换从控制部121供应的信号并将其供应到端子CO的功能。电平转换器LS2具有转换从控制部121供应的信号并将其供应到端子DO的功能。开关SW1具有控制控制部121与端子DO的电连接的功能。

将在后面参照图5所说明，优选端子CO及端子DO各自与功率晶体管的栅极电连接。在电平转换器LS1及电平转换器LS2中优选通过将来自控制部121的信号用作用来驱动功率晶体管的栅极电压并将其转换为适当的电位。在此，“信号的转换”例如是指增高信号的电位、降低信号的电位、增大信号的振幅等。

此外，控制部121具有向检测部127供应信号Sn1并调整检测部127所包括的电阻电路的电阻值的功能。在此，“调整”例如是指将电阻值改变为所希望的值。在检测部127中，信号Sn1被供应到逻辑电路LC1。逻辑电路LC1使用被供应的信号Sn1改变电阻电路Rs1、电阻电路Rs2及电阻电路Rs3的电阻值。注意，在不需要改变电阻值的情况下，也可以不改变电阻值。

存储电路FE1优选包含用来生成信号Sn1的数据。存储电路FE1为非易失性存储器。此外，存储电路FE1优选被改写为如4V以下的电压等低电压。将在后面参照图2B说明存储电路FE1的详细内容。

注意，通过将信号EN供应到电平转换器LS2，可以遮断来自电平转换器LS2的输出，使开关SW1变为导通状态，并且将来自控制部121的信号输出到端子DO。例如，可以通过控制部121从端子DO输出存储电路FE1所储存的数据。

<电阻电路>

电阻电路Rs1、电阻电路Rs2及电阻电路Rs3具有通过切换开关的开启状态和关闭状态的切换来调整电阻值的结构，更具体地说具有降低电阻值等的结构。

本发明的一个方式的电阻电路例如包括一个电阻元件和一个开关的多个组。在一个电阻元件和一个开关的组中，一个开关具有使流过一个电阻元件的电流变动的功能。通过向各开关供应信号并控制其工作，可以调整电阻电路的电阻。

图2C示出可用于电阻电路Rs1、电阻电路Rs2及电阻电路Rs3的结构的一个例子。在图2C中，多个电阻元件(在附图中，被表示为电阻元件R)串联电连接，各电阻元件与开关并联电连接。在附图中被表示为电阻元件R的各电阻元件的电阻值可以相等或不同。开关可以根据电信号进行开关工作。开关处于关闭状态时的电阻值比并联电连接的电阻元件的电阻值显著低。在图2C中，虽然示出四个以上的电阻元件串联电连接且各电阻元件R与开关99(图2C中的开关99_1、99_2、99_3及99_4)并联电连接的例子，但是串联电连接的电阻元件可以为少于四个或五个以上。

与四个开关99都处于关闭状态的情况相比，在一个以上的开关99处于开启状态的情况下，电阻电路的电阻值减少。

有时将图2C所示的电阻电路称为电阻梯形电路或梯形电阻电路。

作为开关99例如可以使用晶体管。图2D示出作为图2C中的开关的具体例子示出使用晶体管的结构。通过向晶体管的栅极供应信号，可以控制开关的开启状态和关闭状态的切换。

如图2C及图2D所说明，电阻电路Rs1、电阻电路Rs2及电阻电路Rs3可以通过向各电阻电路所包括的开关供应信号来调整电阻值。

逻辑电路LC1具有基于信号Sn1向各电阻电路所包括的开关供应信号的功能。

在本发明的一个方式的控制电路中，如上所述，通过调整电阻电路的电阻值，可以提高检测部的电压检测的精度。另外，因为可以在存储电路FE1中储存与供应的电阻电路的开关的信号有关的数据，所以在本发明的一个方式的控制电路中，即便停止向控制电路供应电源也可以储存用来控制电阻电路的电阻值的信号。

另外，本发明的一个方式的控制电路可以使用电信号将电阻值改变为所希望的值。另外，本发明的一个方式的控制电路可以提高通过电阻分割生成的电位的精度。另外，本发明的一个方式的控制电路可以将通过电阻分割生成的电位设定为所希望的值。

另外，也可以根据二次电池的SOH(State Of Health，也称为健康状态)改变被判断为过充电状态的电池的电压。在SOH中以二次电池的新货状态为100时，该二次电池随着劣化而SOH变为比100小。例如，也可以随着SOH的下降而降低被判断为过充电状态的电池的电压。

由于本发明的一个方式的控制电路可以使用电信号改变电阻值，所以可以根据电池的状态改变检测部127及检测部128的判断基准。更具体而言，可以改变被判断为过充电电压、过放电电压、充电过电流、放电过电流及短路电流的各阈值。

<电压生成部>

图2A示出电压生成部122的结构的一个例子。

电压生成部122包括带隙基准电路BGR、振荡器Osc、功率开启复位电路POR及调节电路Reg。

带隙基准电路BGR具有生成电位VD1及电流Ir1的功能。电位VD1例如为恒电位。电流Ir1例如为恒电流。

调节电路Reg具有对电位VD1进行升压而生成电位VD2的功能。

振荡器Osc具有生成时钟信号CLK的功能。

功率开启复位电路POR具有在开始向电压生成部122供应电源时进行电压生成部122所包括的电路的复位的功能。另外，储存在存储电路FE1中的数据的读出例如刚在由功率开启复位电路POR进行复位之后进行。

电压生成部122具有使用电位VD2生成参考电位Rf_v(x)的功能。如图2A所示，各参考电位例如可以通过使用电阻电路Rs4(x)和电阻电路Rs5(x)对电位VD2进行电阻分割来生成。

电阻电路Rs4(x)及电阻电路Rs5(x)也可以具有图2C及图2D所示的电阻电路的结构。此时，也可以向电阻电路Rs4(x)及电阻电路Rs5(x)所包括的开关各自从控制部121供应信号而调整电阻值。

图2B示出带隙基准电路BGR的结构的一个例子。带隙基准电路BGR包括两个电阻元件Ra(Ra1、Ra2)、电阻元件Rr、二极管元件Di1、二极管元件Di2及放大器AMP。放大器AMP被输入电阻元件Ra1与二极管元件Di1之间的电位Va及电阻元件Ra2与电阻元件Rr之间的电位Vb。

<存储电路>

图4A及图4B示出存储电路FE1的结构的一个例子。存储电路FE1中储存有如下数据，即用来生成控制控制电路191所包括的各电阻电路的电阻值的信号的数据。

存储电路FE1优选为非易失性存储器。作为存储电路FE1，可以使用FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory：铁电随机存取存储器)、NAND型快闪存储器、NOR型快闪存储器、MRAM(Magnetoresistive RAM：磁阻随机存取存储器)、PRAM(Phase changeRAM：相变随机存取存储器)及ReRAM(Resistive RAM：电阻随机存取存储器)等存储器。FeRAM有时被称为铁电存储器。

通过进一步降低存储电路FE1的工作电压，更具体而言用于改写工作等的电压，可以降低存储电路FE1的功耗。另外，在将本发明的一个方式的控制电路用作二次电池的保护电路时，存储电路FE1优选例如以二次电池的电压以下的电压进行工作。当存储电路FE1以二次电池的电压以下的电压进行工作时，二次电池的电压不需要被升压，因此可以减少升压电路的升压所需要的功耗。此外，为了降低功耗，优选在对二次电池的电压进行升压的情况下也能够以更低的电压进行工作。

FeRAM可以以极低的电压进行工作，例如可以以低于锂离子电池的电压的电压进行工作。因此，作为本发明的一个方式的存储电路，特别优选使用FeRAM。

通过使用端子从外部供应信号，可以向存储电路FE1写入数据。

在此，通过作为数据信号(Din)和时钟信号(CLK)的两个信号分别使用不同端子即两个端子，可以对存储电路FE1进行写入。

或者，可以使用只有一个端子对存储电路FE1进行写入。当控制电路191的端子数较多时，不但增大电路面积而且增大与端子连接的布线所占的容积，由此增大控制电路191的占有面积及体积。另外，当端子数较多时，有时对控制电路191和其他电路的配置自由度有限制。另外，当端子数较多时，有时对控制电路191的设计自由度有限制。因此，在本发明的一个方式的控制电路191中，优选使用只有一个端子，在此只使用端子TES对存储电路FE1进行写入。

说明向控制电路191中的端子TES供应数据信号(以下，被称为数据信号Smem)并对存储电路FE1进行写入的情况。数据信号Smem是没有与在控制电路191的内部生成的各信号同步的非同步信号。由此，例如，作为数据信号Smem，使用其周期变化比电压生成部122所生成的时钟信号CLK更慢的信号。另外，控制电路191也可以包括使从端子TES供应的数据信号同步的电路。

图3A至图3C示出向端子TES输入的信号的例子。向端子TES作为数据信号供应数据信号Smem、用来判定测试模式还是通常模式的数据信号(以下，信号Smd)、用来判定读出模式还是写入模式的数据信号(以下，信号Srw)。

参照图3A及图3B说明信号Smd。图3A示出判定为测试模式时的信号Smd，图3B示出判定为通常模式时的信号Smd。如图3B所示，当信号维持L(低电位信号)时，被判定为通常模式。如图3A所示，当存在信号为H(高电位信号)的期间时，被判定为测试模式。

在测试模式中，进行电阻电路的调整等。

在通常模式中，储存在存储电路FE1中的数据被控制部121读出，该数据经过逻辑电路LC1被供应到电阻电路。在通常模式中，例如将二次电池与控制电路电连接，进行二次电池的监视及保护。

在测试模式中，信号为H的期间W1及信号为L的期间W2优选是电压生成部122所生成的时钟信号的周期的16倍以上。

参照图3C及图3D说明信号Srw。图3C示出判断为写入模式时的信号Srw，图3D示出判断为读出模式时的信号Srw。写入模式的信号为L的期间与读出模式不同。关于指示写入模式的信号，信号为H的期间W3优选是时钟信号的周期的4倍以上，信号为L的期间W4优选是时钟信号的周期的4倍以上且16倍以下。关于指示读出模式的信号，信号为H的期间W5优选是时钟信号的周期的4倍以上，信号为L的期间W6优选是时钟信号的周期的20倍以上且32倍以下。

参照图3E及图3F说明数据信号Smem。数据信号Smem由二值信号而成。图3E是表示信号”1”的信号，图3F是表示信号”0”的信号。表示信号”1”的信号为L的期间与表示信号”0”的信号为L的期间不同。关于表示信号”1”的信号，信号为H的期间W3优选是时钟信号的周期的4倍以上，信号为L的期间W4优选是时钟信号的周期的4倍以上且16倍以下。关于表示信号”0”的信号，信号为H的期间W5优选是时钟信号的周期的4倍以上，信号为L的期间W6优选是时钟信号的周期的20倍以上且32倍以下。

数据信号Smem在控制部121中被转换为供应到存储电路FE1的形式，然后其被供应到存储电路FE1。

储存在存储电路FE1中的数据可以从端子DO读出。

向电平转换器LS2供应信号EN，停止电平转换器LS2的输出，使开关SW1处于导通状态，由此可以将存储电路FE1所储存的数据输出到端子DO。在不向存储电路FE1正常地写入数据的情况下，进行如下处理：改变写入条件；或者存储电路FE1中的冗余位取代不进行正常的写入的位；等。另外，也可以设定写入禁止位。通过进行这种处理或设定，可以提高存储电路FE1的成品率。另外，可以提高存储电路FE1的可靠性。

<存储电路的结构例子>

图4A示出本发明的一个方式的存储电路的结构例子。

图4A所示的存储电路FE1包括存储单元阵列MEM_AR及读出放大器SA。

从控制部121向存储电路FE1供应数据(Din)。供应到的数据被储存在存储单元阵列MEM_AR中。

说明存储单元阵列MEM_AR所储存的数据的读出。被储存的数据通过读出放大器SA增大来输出到控制部121(Dout)。

作为存储单元阵列MEM_AR所包括的各存储单元例如可以使用由一个晶体管和一个电容器构成的存储单元(1T1C型存储单元)，通过作为该电容器的介电层使用铁电层，可以将存储电路FE1用作FeRAM。

<蓄电系统>

图5示出使用上述控制电路191的蓄电系统190的一个例子。

蓄电系统190包括二次电池192、控制电路191、负载193、充电器140、功率晶体管150A及功率晶体管150B。图5示出通过二次电池192的放电使负载193流过电流的开关131及通过从充电器140使电流流过来对二次电池192进行充电的开关141。此外，在图5中，负载193、充电器140的正极一侧的端子由VDDD表示，负极一侧的端子由VSSS表示。控制电路191可被用作二次电池的保护电路。

控制电路191的端子CO与功率晶体管150A的栅极电连接。另外，端子DO与功率晶体管150B的栅极电连接。

功率晶体管150A与功率晶体管150B串联电连接。功率晶体管150A及功率晶体管150B包括寄生二极管。

功率晶体管150A和功率晶体管150B具有遮断端子VSSS与充电器140之间的电流及端子VSSS与负载193之间的电流的功能。控制电路191具有监视二次电池192而根据二次电池192的状态控制功率晶体管150A及功率晶体管150B的栅极的开启状态或关闭状态来保护二次电池192的功能。

端子VM与端子VSSS之间设置有电阻元件Rs。由电阻元件Rs分配的电流被供应到控制电路191的端子VM。

图6A示出二次电池包括使用多个二次电池192的组电池111的蓄电系统190的例子。另外，图6B示出可用于图6A的结构的检测部127和与检测部127电连接的二次电池192的一个例子。注意，在图6B中，电阻电路Rs1至电阻电路Rs3也可以用来遮断二次电池192的充电或放电。例如，在多个二次电池192中，有时直到到达充满电为止的时间彼此不同。例如，在多个二次电池192中，即便在第一二次电池的充电还没结束的情况下，第二二次电池的充电有时也结束。此时，也可以调整与第二二次电池并联电连接的电阻电路的电阻来限制流到第二二次电池的充电电流。因此，可以分别控制各二次电池的充电及放电，抑制各二次电池的劣化，而延长寿命。

<电阻电路的电阻值的调整>

在本发明的一个方式的控制电路中，参照图7所示的流程图示出电阻电路的电阻值的调整方法的一个例子。

首先，在步骤S000中，开始处理。

接着，在步骤S001中，向端子VDDD及端子VSSS各自供应电位。端子VDDD优选被供应可变电位。端子VSSS既可以被供应可变电位，又可以被供应恒电位。例如，端子VDDD与能够扫描电压的电压源电连接，向端子VSSS供应接地电位。在此，供应到端子VDDD的电压为电压Vswp，供应到端子VSSS的电压为V0。这里，当验证比较器113_1的工作时，例如将步骤S001中的电压Vswp与电压V0之电位差设定为低于二次电池的上限电压的值，当验证比较器113_2的工作时，例如将步骤S001中的电压Vswp与电压V0之电位差设定为高于二次电池的下限电压的值。

接着，在步骤S002中，扫描电压Vswp的值。当验证比较器113_1的工作时，例如将电压Vswp扫描为较高的值，当验证比较器113_2的工作时，例如将电压Vswp扫描为较低的值。

接着，在步骤S003中，进行验证的比较器(比较器113_1或比较器113_2)进行检测。比较器在进行检测时向控制部121输出检测信号。在是比较器113_1的情况下，当电压Vb1超过参考电位Rf_v(1)时，输出到控制部121的信号从高电位信号H及低电位信号L中的一个切换为另一个。在是比较器113_2的情况下，当电压Vb2低于参考电位Rf_v(2)时，输出到控制部121的信号从高电位信号H及低电位信号L中的一个切换为另一个。

通过切换进行验证的比较器向控制部121输出的信号，控制部121判断发生异常。具体而言，在切换来自比较器113_1输出时，判断发生过充电，在切换来自比较器113_2的输出时，判断发生过放电。在控制部121判断发生过充电时，通过电平转换器LS1向端子CO供应使功率晶体管150A处于关闭状态的信号。在判断发生过放电时，通过电平转换器LS2向端子DO供应使功率晶体管150B处于关闭状态的信号。

但是，在实际控制电路中，由于电阻电路中的电阻元件的电阻值不均匀及比较器中的半导体元件的不均匀而在设计时估计的电压产生偏离，因此进行验证的比较器的输出信号有时被切换。

在步骤S004中，验证电压的差异。

在步骤S005中，根据步骤S004的验证结果，当在步骤S003中比较器进行检测工作时的电压超过在设计时估计的电压范围时，进入步骤S006，当看不到差异时，进入步骤S999而结束处理。

在步骤S006中，算出电阻电路的电阻值的调整量。具体而言，基于电压的差异来算出解除差异的电阻电路Rs1至电阻电路Rs3的电阻值的调整量。基于被算出的调整量决定供应到电阻电路Rs1至电阻电路Rs3所包括的各开关的信号(数据信号Smem)。

接着，在步骤S007中，向存储电路FE1进行写入。数据信号Smem从端子TES供应到控制部121，基于数据信号Smem的信号从控制部121供应到存储电路FE1(Din)，由此向存储电路FE1进行写入。数据信号Smem涉及供应到电阻电路Rs1至电阻电路Rs3所包括的各开关的信号。

在此，也可以读出存储电路FE1的数据。存储电路FE1可以使用端子DO读出数据。通过该读出可以确认是否在步骤S007中数据正常地写入到存储电路FE1。

接着，在步骤S008中，调整电阻电路的电阻值。基于数据信号Smem的信号从存储电路FE1供应到控制部121(Dout)，信号Sn1从控制部121供应到逻辑电路LC1，基于信号Sn1，信号从逻辑电路LC1供应到电阻电路Rs1至电阻电路Rs3所包括的开关，由此调整电阻值。控制部121从存储电路FE1接收基于数据信号Smem的信号，使用该信号生成信号Sn1。

接着，回到步骤S001。

通过以上工序，可以在本发明的一个方式的控制电路中调整电阻电路的电阻值。

本实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合。

(实施方式2)

在本实施方式中，说明本发明的一个方式的存储电路。

图4B示出实施方式1所说明的图4A的详细内容。

如图4B所示，存储电路FE1包括存储单元MC。多个存储单元MC被配置为阵列状并构成存储元件区域MEM_AR。此外，存储电路FE1在存储元件区域MEM_AR的周边包括驱动电路。驱动电路也被称为外围电路，例如可以具有包括行电路及列电路的结构。图4B所示的驱动电路包括行电路及列电路。行电路相当于控制存储元件区域MEM_AR的输入一侧的电路，列电路相当于控制存储元件区域MEM_AR的输出一侧的电路。作为行电路，包括电平转换器LS3、移位寄存器SR等。电平转换器LS3具有改变输入到存储元件区域MEM_AR的信号的电位电平的功能。移位寄存器SR包括多个触发器等，其具有依次使与时钟信号(CLK)同步地被输入的信号移动的功能。另外，根据需要使用复位信号RESET使内部电路处于初始化状态。使用移位寄存器SR依次使从控制电路191输出的信号(Din)移动，使用电平转换器LS3改变信号的电位电平，该信号被输入到存储元件区域MEM_AR。通过这种行电路，可以依次向存储元件区域MEM_AR所包括的存储单元MC写入信号。因此，也可以不输入地址信号等。在不输入地址信号时，行电路不复杂，所以是优选的。在想要向存储元件区域MEM_AR所包括的任意存储单元MC输入信号时，需要地址信号。

如图4B所示，作为列电路包括读出放大器电路SA、译码器SR-MUX等。读出放大器SA具有放大来自存储元件区域MEM_AR的输出信号的电压的功能。可以放大输出信号来将电压设定为适于被供应来自存储元件区域MEM_AR的输出信号的电路的电压。读出放大器SA可以使用差分读出放大器或锁存读出放大器。译码器SR-MUX具有将被读出放大器SA放大的各存储器数据依次输出到控制电路191的功能。来自译码器SR-MUX的信号(Dout)被输入到控制电路191。

接着，说明存储电路FE1所包括的存储单元MC。图8A是存储单元MC的电路图。存储单元MC为1T1C型存储单元，其包括被用作开关元件的晶体管11及电容器10。由于1T1C型存储单元的元件数很少，所以可以以高密度配置存储单元MC，而可以提高存储容量。当然，存储单元MC也可以包括其他元件。

晶体管11的栅极与布线WL电连接。布线WL被用作字线，通过控制布线WL的电位可以控制晶体管11的开启/关闭。例如，可以通过使布线WL的电位成为高电位(H)来使晶体管11成为开启状态，可以通过使布线WL的电位成为低电位(L)来使晶体管11成为关闭状态。布线WL与驱动电路电连接。具体而言，例如布线WL与图4B所示的电平转换器LS3电连接。由于电平转换器LS3的功能而依次选择布线WL，控制晶体管11的开启关闭。

晶体管11的源极和漏极中的一个与布线BL电连接。布线BL被用作位线，在晶体管11处于开启状态时对应于布线BL的电位的电位被供应到电容器10的一个电极。布线BL与图4B所示的读出放大器SA电连接，可以通过读出放大器SA读出从存储单元MC输出的数据。

电容器10的另一个电极与布线PL电连接。布线PL被用作板线，布线PL的电位可以为电容器10的另一个电极的电位。在布线BL的电位变为规定值时，可以向布线PL施加电压并读出数据。

晶体管11优选使用Si晶体管。将后面参照图11A、图11B及图12等说明使用Si晶体管的存储单元的截面图等。

晶体管11也可以使用OS晶体管。OS晶体管是指在晶体管的半导体层中包含金属氧化物的晶体管，有时将该金属氧化物称为氧化物半导体(Oxide Semiconductor或简称为OS)。

OS晶体管具有高耐压特性。因此，通过晶体管11使用OS晶体管，即使使晶体管11微型化也可以向晶体管11施加高电压。通过使晶体管11微型化，可以减小存储单元MC的占有面积，所以是优选的。例如，一个存储单元MC的占有面积可以为一个SRAM单元的占有面积的1/3至1/6。因此，可以以高密度配置存储单元MC，而可以提高存储容量。

图8B是电容器10的截面图。电容器10在下部电极120a与上部电极120b之间包括绝缘体130。绝缘体130作为介电层包含铁电性材料。有时将包含铁电性材料的介电层称为铁电层。

作为铁电性材料，有氧化铪、氧化锆、HfZrO_X(X为大于0的实数)、对氧化铪添加元素J1(元素J1为锆(Zr)、硅(Si)、铝(Al)、钆(Gd)、钇(Y)、镧(La)或锶(Sr)等)的材料、对氧化锆添加元素J2(元素J2为铪(Hf)、硅(Si)、铝(Al)、钆(Gd)、钇(Y)、镧(La)或锶(Sr)等)的材料等。就是说，铁电性材料优选包含具有铪及锆的氧化物。

另外，作为其他铁电性材料，有PbTiO_X、钛酸钡锶(BST)、钛酸锶、锆钛酸铅(PZT)、钽酸锶铋(SBT)、铁酸铋(BFO)、钛酸钡等具有钙钛矿结构的压电陶瓷。

作为其他铁电性材料，有包含从上述举出的材料中选择的多个材料的混合物或化合物。

虽然上述举出的材料根据结晶结构或添加物有可能呈现铁电性及其他特性，但是在本说明书等中上述举出的材料包括在铁电性材料中。就是说，铁电性材料包括具有铁电性的材料及会具有铁电性的材料。

绝缘体130可以具有单层结构或多层结构。具有多层结构的绝缘体130可以具有依次层叠有从上述举出的材料中选择的材料的结构。

接着，以氧化铪为例说明结晶结构及铁电性等的物性。图9是说明氧化铪(HfO₂)的结晶结构的模型图。已知氧化铪具有各种各样的结晶结构，例如会具有图9所示的cubic(立方晶系，空间群：Fm-3m)、tetragonal(正方晶系，空间群：P4₂/nmc)、orthorhombic(正交晶系，空间群：Pbc2₂)及monoclinic(单斜晶系，空间群：P2₁/c)等结晶结构。氧化铪在为单斜晶时被用作高介电体，在为正交晶时被用作铁电体，在为正方晶时被用作反铁电体。因此，在用于铁电层时，氧化铪优选为正交晶。

另外，如图9所示，氧化铪的结晶结构在以箭头表示的结晶结构间可以相变。相变有时因热处理等而发生。

为了使氧化铪呈现铁电性，还有利用掺杂添加物的方法。作为添加物可以使用锆(Zr)、硅(Si)、铝(Al)、钆(Gd)、钇(Y)、镧(La)或锶(Sr)。

上述结晶结构的控制和上述添加物的掺杂可以分别独立地或组合地实施。

例如，通过对氧化铪掺杂锆，可以使单斜晶系的结晶结构成为正交晶系的结晶结构。如上所述那样，由于正交晶的氧化铪呈现铁电体，所以优选被用作铁电层。在对氧化铪掺杂锆时会发生复合化，有时将其称为氧化铪和氧化锆的复合材料或混晶。

作为与上述复合材料不同的例子，铁电层也可以具有以氧化铪与氧化锆的组成比为1：1的方式交替地进行成膜的叠层结构。在使用ALD法时，可以将氧化铪和氧化锆分别薄到5nm以上且25nm以下的厚度，因此可以使叠层结构的厚度为50nm以上且100nm以下，所以是优选的。在该叠层结构中，若包含至少具有正交晶的结晶结构的氧化铪，则可以呈现铁电性，而该叠层结构适合用于铁电层。

此外，有时上述叠层结构的结晶状态刚在成膜之后为非晶结构。为了使非晶结构为正交晶系结晶结构而进行加热即可。根据加热温度等而有时该正交晶系结晶结构变为单斜晶系结晶结构。在呈现铁电性的情况下，氧化铪与单斜晶系结晶结构相比优选具有正交晶系结晶结构，由此加热温度优选为300℃以上且500℃以下。

注意，只要绝缘体130呈现铁电性，就对其结晶结构没有特别的限制。例如，绝缘体130既可以为非晶结构，又可以为单晶。并且，绝缘体130也可以采用在单层材料层中具有非晶结构和上述结晶结构的结构(复合结构)。

在作为绝缘体130使用具有氧化铪及氧化锆的复合材料(HfZrO_x)时，优选利用热ALD法形成该绝缘体130。ALD法也被称为原子层沉积法，可以进行原子级的控制而实现5nm以上且25nm以下的薄膜化。此外，ALD法的成膜速度快，所以是优选的。具有氧化铪及氧化锆的复合材料(HfZrO_x)的组成为Hf：Zr：O＝0.5：0.5：2或Hf：Zr：O＝0.25：0.75：2等。

在利用热ALD法形成绝缘体130的情况下，作为前驱物优选使用不包含烃(HydroCarbon，也称为HC)的材料。当绝缘体130包含氢和碳的任一方或双方时，有时阻碍绝缘体130的晶化，所以优选使用不包含烃的材料。如上所述那样，优选的是，使用不包含烃的前驱物而降低绝缘体130中的氢和碳的任一方或双方的浓度，可以实现高纯度且本征的材料。例如，作为不包含烃的前驱物可以举出氯系材料。此外，当绝缘体130使用具有氧化铪及氧化锆的材料(HfZrO_x)时，作为氯系前驱物使用选自HfCl₄及ZrCl₄中的一个以上即可。

另外，在较多的氢及碳包含在绝缘体130中的情况下，进行去除氢及碳的工序即可。作为去除氢及碳的工序，形成氢及碳的俘获层并进行加热即可。有时将该去除工序称为吸杂。

另外，当利用热ALD法形成绝缘体130时，氧化剂可以使用H₂O或O₃。作为热ALD法的氧化剂，与H₂O相比优选使用O₃，由此可以减少膜中的氢浓度。注意，热ALD法的氧化剂不局限于此。例如，热ALD法的氧化剂也可以包含选自O₂、O₃、N₂O、NO₂、H₂O和H₂O₂中的任一个或多个。

如图8B所示，电容器10除了绝缘体130之外还包括下部电极120a及上部电极120b。上部电极120b及下部电极120a可以使用相同材料及工序制造。上部电极120b及下部电极120a分别独立地或同一地包含氮化钛或氮化钽等金属氮化物。此外，上部电极120b及下部电极120a分别独立地或同一地包含铂、铝、铜等导电材料。此外，上部电极120b及下部电极120a分别独立地或同一地包含氧化铟、氧化镓、氧化锌、氧化锡、氧化铟锡(ITO)或氧化铟锌(IZO)。上部电极120b及下部电极120a也可以分别独立地或同一地包含具有上述材料中的两种以上的固溶体。可以对铁电层施加稳定的电压。

因为在形成绝缘体130之后形成上部电极120b，所以作为上部电极120b的形成方法优选利用ALD法或CVD法等。例如，作为上部电极120b，利用热ALD法形成氮化钛即可。在此，上部电极120b优选采用如热ALD法那样在对衬底进行加热的同时形成的方法形成。例如，将衬底温度的下限设定为室温以上、优选为300℃以上、更优选为325℃以上、进一步优选为350℃以上形成即可。另外，例如，将衬底温度的上限设定为500℃以下、优选为450℃以下形成即可。

通过在如上所述的温度范围内形成上部电极120b，即使在形成上部电极120b之后不进行高温加热处理(例如温度为400℃以上或500℃以上的加热处理)也可以使绝缘体130具有铁电性。另外，如上所述那样，通过利用给基底带来的损伤较少的ALD法形成上部电极120b，可以抑制绝缘体130的结晶结构过破坏，因此可以提高绝缘体130的铁电性或维持铁电性高的状态。

当利用溅射法等形成上部电极120b时，有可能绝缘体130中产生损伤。例如，当绝缘体130使用具有氧化铪及氧化锆的复合材料(HfZrO_x)并利用溅射法形成上部电极120b时，因溅射法而HfZrO_x中产生损伤，有可能HfZrO_x的结晶结构(典型的是正交晶系等结晶结构)崩塌。虽然有通过之后进行的热处理来恢复HfZrO_x的结晶结构的损坏的方法，有时HfZrO_x中的悬空键(例如，O^＊)等因溅射法而形成的HfZrO_x中的损伤与包含在HfZrO_x中的氢键合，不能恢复HfZrO_x的结晶结构中的损坏。

因此，绝缘体130，这里为HfZrO_x优选使用不包含氢或氢含量极少的材料。例如，绝缘体130所包含的氢的浓度优选为5×10²⁰atoms/cm³以下，更优选为1×10²⁰atoms/cm³以下。氢浓度可以利用二次离子质谱分析法(SIMS：Secondary Ion Mass Spectrometry)进行测量。上述浓度的下限为SIMS的检测下限。

另外，如上所述那样，为了减少绝缘体130中的氢浓度，作为前驱物优选使用不包含烃的材料。由此，绝缘体130有时成为作为主要成分不包含烃或烃含量极少的膜。例如，绝缘体130所包含的构成烃的碳的浓度优选为5×10²⁰atoms/cm³以下，更优选为1×10²⁰atoms/cm³以下。烃浓度可以利用SIMS进行测量。上述浓度的下限为SIMS的检测下限。

另外，当在绝缘体130的成膜中作为前驱物使用不包含烃的材料时，绝缘体130有时成为作为主要成分不包含碳或碳含量极少的膜。例如，绝缘体130所包含的碳的浓度优选为5×10²⁰atoms/cm³以下，更优选为1×10²⁰atoms/cm³以下。碳浓度可以利用SIMS进行测量。上述浓度的下限为SIMS的检测下限。

绝缘体130优选使用氢、烃和碳中的至少一个的含量极少的材料，但尤其是，使烃及碳的含量极低是重要的。因为烃及碳是比氢重的分子或原子，所以难以在后面工序去除。因此，优选的是，在形成绝缘体130时彻底去除烃及碳。

如上所述，通过作为绝缘体130使用至少不包含氢、烃和碳的材料或者氢、烃和碳中的至少一个的含量极少的材料，可以提高绝缘体130的结晶性，而可以具有高铁电性。

通过彻底去除绝缘体130的膜中的杂质，在此是氢、烃和碳中的至少一个，可以形成高纯度且本征的具有铁电性的膜。另外，可以形成包括高纯度且本征的具有铁电性的膜的电容器。

如上所述那样，作为绝缘体130通过利用热ALD法使用不采用烃的前驱物(典型的是氯系前驱物)和氧化剂(典型的是O₃)形成铁电层。然后，通过将衬底温度典型地设定为400℃以上，形成上部电极120b。在衬底温度为400℃以上时，也可以在形成上部电极120b之后不对绝缘体130进行用来晶化的加热。换言之，通过利用形成上部电极120b时的温度，可以提高绝缘体130的结晶性或铁电性。注意，有时将不进行形成上部电极120b之后的加热而利用形成上部电极120b时的温度提高绝缘体130的结晶性或铁电性的处理称为自行退火。

绝缘体130优选利用上述方法形成薄膜。绝缘体130的厚度优选为100nm以下，更优选为50nm以下，进一步优选为20nm以下，特别优选为10nm以下。通过将微型化的晶体管11与薄膜化的绝缘体130组合，存储装置的集成度得到提高。即便将氧化铪或氧化铪及氧化锆的复合材料薄到几nm也会具有铁电性，所以是优选的。

绝缘体130所包含的铁电性材料具有被施加电场而内部发生极化且即使将该电场变为0也依然有极化的性质。因此，将该材料用作介电体的电容器可以为非易失性存储元件。有时将包含铁电性材料的电容器称为铁电电容器，使用铁电电容器的非易失性存储元件有时被称为FeRAM(Ferroelectric Random Access Memory：铁电随机存取存储器)、铁电存储器等。就是说，存储单元MC可被用作铁电存储器。

绝缘体130优选具有包含铁电性材料的铁电层和介电强度高的材料的层的叠层结构。作为介电强度高的材料，有氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、添加有氟的氧化硅、添加有碳的氧化硅、添加有碳及氮的氧化硅、具有空孔的氧化硅或树脂等。通过层叠地使用这样的介电强度高的绝缘体的层与铁电层，可以提高介电强度而抑制电容器10的泄漏电流。

接着，说明图8B所示的下部电极120a。下部电极120a可以使用与上部电极120b相同的工序及材料形成。就是说，下部电极120a可以通过ALD法形成膜。与上部电极120b不同，下部电极120a可以在形成绝缘体130之前形成膜，所以除了ALD法以外还可以使用溅射法或CVD法等形成膜。此外，下部电极120a优选包含氮化钛。

上部电极120b可以采用导电膜的单层结构或叠层结构。另外，下部电极120a可以采用导电膜的单层结构或叠层结构。上部电极120b也可以具有氮化钛、铝及铜的叠层结构。下部电极120a也可以具有氮化钛、铝及铜的叠层结构。当上部电极120b或下部电极120a具有叠层结构时，可以抑制泄漏。

接着，图10A示出铁电层所具有的磁滞特性。在图10A中，横轴表示施加到铁电层的电压。

另外，在图10A中，纵轴表示铁电层的极化量，在极化量为正值时表示正电荷偏于电容器10的一个电极一侧且负电荷偏于电容器10的另一个电极一侧。另一方面，在极化量为负值时表示正电荷偏于电容器10的另一个电极一侧且负电荷偏于电容器10的一个电极一侧。

另外，图10A的图表的横轴所示的电压也可以为电容器10的另一个电极的电位与电容器10的一个电极的电位之差。另外，图10A的图表的纵轴所示的极化量也可以在正电荷偏于电容器10的另一个电极一侧且负电荷偏于电容器10的一个电极一侧时为正值，并且在正电荷偏于电容器10的一个电极一侧且负电荷偏于电容器10的另一个电极一侧时为负值。

如图10A所示，铁电层的磁滞特性可以以曲线51及曲线52表示。将曲线51和曲线52的交点的电压作为VSP及-VSP。可以说，VSP和-VSP的极性不同。

当在对铁电层施加-VSP以下的电压之后提高施加到铁电层的电压时，铁电层的极化量根据曲线51增加。另一方面，当对铁电层施加VSP以上的电压之后降低施加到铁电层的电压时，铁电层的极化量根据曲线52减少。因此，VSP及-VSP可以说是饱和极化电压。注意，有时例如将VSP称为第一饱和极化电压并将-VSP称为第二饱和极化电压。另外，在图10A中第一饱和极化电压的绝对值和第二饱和极化电压的绝对值相等，但也可以不相等。

在此，将当在铁电层的极化量根据曲线51变化的情况下铁电层的极化量为“0”时施加到铁电层的电压作为Vc。另外，将当在铁电层的极化量根据曲线52变化的情况下铁电层的极化量为“0”时施加到铁电层的电压作为Vc。Vc及-Vc可以说是矫顽电压。Vc的值及-Vc的值可以说是-VSP和VSP间的值。注意，有时例如将Vc称为第一矫顽电压并将-Vc称为第二矫顽电压。另外，在图10A中第一矫顽电压的绝对值和第二矫顽电压的绝对值相等，但也可以不相等。通过减小矫顽电压，可以以低电压使存储单元MC工作。

如上所述那样，施加到电容器10所包括的铁电层的电压可以以电容器10的一个电极的电位和电容器10的另一个电极的电位之差表示。另外，如上所述那样，电容器10的另一个电极与布线PL电连接。因此，通过控制布线PL的电位，可以控制施加到铁电层的电压。

参照图10B说明在图8A中示出其电路结构的存储单元MC的驱动方法的一个例子。在以下说明中，施加到电容器10的铁电层的电压表示电容器10的一个电极的电位和电容器10的另一个电极(布线PL)的电位之差。另外，晶体管11的极性为n沟道型。

图10B是示出图8A所示的存储单元MC的驱动方法的一个例子的时序图。图10B示出向存储单元MC写入2值的数字数据并将其读出的例子。具体而言，图10B示出如下例子：在时刻T01至时刻T02向存储单元MC写入数据“1”，在时刻T03至时刻T05进行读出及改写，在时刻T11至时刻T13进行读出并向存储单元MC写入数据“0”，在时刻T14至时刻T16进行读出及改写，并且在时刻T17至时刻T19进行读出并向存储单元MC写入数据“1”。

与布线BL电连接的读出放大器SA被供应Vref作为基准电位。在图10B所示的读出工作中，在布线BL的电位高于Vref时通过列电路读出数据“1”。另一方面，在布线BL的电位低于Vref时通过列电路读出数据“0”。

在时刻T01至时刻T02，使布线WL的电位成为高电位。由此，晶体管11成为开启状态。另外，使布线BL的电位成为Vw。因为晶体管11为开启状态，所以电容器10的一个电极的电位成为Vw。并且，布线PL的电位为GND。由此，施加到电容器10的铁电层的电压成为“Vw-GND”。由此，可以向存储单元MC写入数据“1”。因此，时刻T01至时刻T02可以说是进行写入工作的期间。

在此，Vw优选为VSP以上，例如优选相等于VSP。另外，GND例如可以为接地电位，但如果可以以满足本发明的一个方式的宗旨的方式驱动存储单元MC，就不需为接地电位。例如，当第一饱和极化电压的绝对值和第二饱和极化电压的绝对值不同且第一矫顽电压的绝对值和第二矫顽电压的绝对值不同时，GND可以为接地之外的电位。

在时刻T02至时刻T03，使布线BL的电位及布线PL的电位成为GND。由此，施加到电容器10的铁电层的电压成为0V。在时刻T01至时刻T02施加到电容器10的铁电层的电压“Vw-GND”可以为VSP以上，由此在时刻T02至时刻T03，电容器10的铁电层的极化量根据图10A所示的曲线52变化。由此，在时刻T02至时刻T03，电容器10的铁电层中不发生极化反转。

使布线BL的电位及布线PL的电位成为GND，然后使布线WL的电位成为低电位。由此，晶体管11成为关闭状态。由此，写入工作结束，数据“1”保持在存储单元MC中。注意，如果电容器10的铁电层中不发生极化反转，即施加到电容器10的铁电层的电压为第二矫顽电压的-Vc以上，布线BL及布线PL的电位就可以为任意电位。

在时刻T03至时刻T04，使布线WL的电位成为高电位。由此，晶体管11成为开启状态。另外，使布线PL的电位成为Vw。使布线PL的电位成为Vw，由此施加到电容器10的铁电层的电压成为“GND-Vw”。如上所述那样，在时刻T01至时刻T02施加到电容器10的铁电层的电压为“Vw-GND”。因此，电容器10的铁电层中发生极化反转。在极化反转中，电流流过布线BL，而布线BL的电位高于Vref。由此，列电路可以读出存储单元MC所保持的数据“1”。因此，时刻T03至时刻T04可以说是进行读出工作的期间。注意，虽然设想Vref高于GND且低于Vw，但例如也可以高于Vw。

因为上述读出是破坏读出，所以存储单元MC所保持的数据“1”消失。于是，在时刻T04至时刻T05，使布线BL及布线PL的电位分别成为Vw及GND。由此，向存储单元MC改写数据“1”。因此，时刻T04至时刻T05可以说是进行改写工作的期间。

在时刻T05至时刻T11，使布线BL的电位及布线PL的电位成为GND。然后，使布线WL的电位成为低电位。由此，改写工作结束，数据“1”保持在存储单元MC中。

在时刻T11至时刻T12，使布线WL的电位及布线PL的电位分别成为高电位及Vw。因为存储单元MC保持数据“1”，所以布线BL的电位高于Vref，而存储单元MC所保持的数据“1”被读出。因此，时刻T11至时刻T12可以说是进行读出工作的期间。

在时刻T12至时刻T13，使布线BL的电位成为GND。因为晶体管11为开启状态，所以电容器10的一个电极的电位成为GND。另外，布线PL的电位为Vw。由此，施加到电容器10的铁电层的电压成为“GND-Vw”。由此，可以向存储单元MC写入数据“0”。因此，时刻T12至时刻T13可以说是进行写入工作的期间。

在时刻T13至时刻T14，使布线BL的电位及布线PL的电位成为GND。由此，施加到电容器10的铁电层的电压成为0V。在时刻T12至时刻T13施加到电容器10的铁电层的电压“GND-Vw”可以为-VSP以下，由此在时刻T13至时刻T14，电容器10的铁电层的极化量根据图10A所示的曲线51变化。由此，在时刻T13至时刻T14，电容器10的铁电层中不发生极化反转。

使布线BL的电位及布线PL的电位成为GND，然后使布线WL的电位成为低电位。由此，晶体管11成为关闭状态。由此，写入工作结束，数据“0”保持在存储单元MC中。注意，如果电容器10的铁电层中不发生极化反转，即施加到电容器10的铁电层的电压为第一矫顽电压的Vc以下，布线BL及布线PL的电位就可以为任意电位。

在时刻T14至时刻T15，使布线WL的电位成为高电位。由此，晶体管11成为开启状态。另外，使布线PL的电位成为Vw。使布线PL的电位成为Vw，由此施加到电容器10的铁电层的电压成为“GND-Vw”。如上所述那样，在时刻T12至时刻T13施加到电容器10的铁电层的电压为“GND-Vw”。因此，电容器10的铁电层中不发生极化反转。因此，流过布线BL的电流量比电容器10的铁电层中发生极化反转的情况更小。由此，布线BL的电位的上升幅度比电容器10的铁电层中发生极化反转的情况更小，具体而言，布线BL的电位成为Vref以下。由此，列电路可以读出存储单元MC所保持的数据“0”。因此，时刻T14至时刻T15可以说是进行读出工作的期间。

在时刻T15至时刻T16，使布线BL的电位成为GND。布线PL的电位为Vw。由此，向存储单元MC改写数据“0”。因此，时刻T15至时刻T16可以说是进行改写工作的期间。

在时刻T16至时刻T17，使布线BL的电位及布线PL的电位成为GND。然后，使布线WL的电位成为低电位。由此，改写工作结束，数据“0”保持在存储单元MC中。

在时刻T17至时刻T18，使布线WL的电位及布线PL的电位分别成为高电位及Vw。因为存储单元MC保持数据“0”，所以布线BL的电位低于Vref，而存储单元MC所保持的数据“0”被读出。因此，时刻T17至时刻T18可以说是进行读出工作的期间。

在时刻T18至时刻T19，使布线BL的电位成为Vw。因为晶体管11为开启状态，所以电容器10的一个电极的电位成为Vw。另外，布线PL的电位为GND。由此，施加到电容器10的铁电层的电压成为“Vw-GND”。由此，可以向存储单元MC写入数据“1”。因此，时刻T18至时刻T19可以说是进行写入工作的期间。

在时刻T19之后，使布线BL的电位及布线PL的电位成为GND。然后，使布线WL的电位成为低电位。由此，写入工作结束，数据“1”保持在存储单元MC中。包括铁电层的存储单元MC可以利用VSP及-VSP这两个电压值保持数据。存储单元MC可被用作能够改写且改写次数为10¹⁰次以上且10¹²次以下的非易失性存储器。此外，存储单元MC能够以低电压进行工作。

接着，图11示出存储单元MC的截面结构。在该截面结构中，将电容器10配置在晶体管11的上方。

图11A所示的晶体管11设置在衬底311上，并包括：被用作栅极的导电体316、被用作栅极绝缘体的绝缘体315、由衬底311的一部分构成的半导体区域313以及被用作源极区域或漏极区域的低电阻区域314a及低电阻区域314b。晶体管11可以使用p沟道型或n沟道型。

在上述晶体管11中，形成沟道的半导体区域313(衬底311的一部分)具有凸形状。因此，在沟道宽度方向等上，可以以隔着绝缘体315覆盖半导体区域313的侧面及顶面的方式设置导电体316。因为利用半导体衬底的凸部，所以这种晶体管11也被称为FIN型晶体管。此外，也可以以与凸部的上表面接触的方式具有用来形成凸部的掩模的绝缘体。此外，虽然在此示出对半导体衬底的一部分进行加工来形成凸部的情况，但是也可以对SOI衬底进行加工来形成具有凸部的半导体膜。

注意，上述晶体管11的结构只是一个例子，不局限于上述结构，根据电路结构及驱动方法使用适当的晶体管即可。

在晶体管11与电容器10之间也可以设置有包括层间膜、布线及插头等的布线层。此外，布线层可以根据设计而设置为多个层。在此，在具有插头或布线的功能的导电体中，有时使用同一符号表示多个结构。此外，在本说明书等中，布线、与布线电连接的插头也可以以不分开制造工序的方式连续地形成。就是说，导电体的一部分有时被用作布线，并且导电体的一部分有时被用作插头。

例如，在晶体管11上，作为层间膜依次层叠地设置有绝缘体320及绝缘体322。优选还设置被用作对氢具有阻挡性的绝缘膜的绝缘体287。绝缘体287优选包含氮化硅或氧化铝。这是因为氮化硅或氧化铝对氢具有高阻挡性。

绝缘体320、绝缘体322及绝缘体287嵌入有电连接电容器10与晶体管11的导电体357等。注意，导电体357被用作插头及/或布线。

此外，被用作层间膜的绝缘体可以被用作覆盖其下方的凹凸形状的平坦化膜。例如，为了提高绝缘体322的顶面的平坦性，也可以通过利用化学机械抛光(CMP)法等的平坦化处理实现平坦化。

布线层也可以设置在电容器10上。图11B作为布线层在电容器10上包括导电体330、导电体356及导电体357。以覆盖导电体330的方式设置绝缘体352。以覆盖导电体356的方式设置绝缘体354。以覆盖导电体357的方式设置绝缘体210。布线层具有包括两个以上的导电体的多层结构。

布线层也可以设置在晶体管11与电容器10之间。例如，在图12中，可以形成绝缘体320及绝缘体322，以嵌入导电体328的方式形成布线层的一部分，形成绝缘体324及绝缘体326，以嵌入导电体330的方式形成布线层的其他一部分，形成绝缘体350、绝缘体352及绝缘体354，以嵌入导电体356的方式形成布线层的其他一部分，形成绝缘体210及绝缘体287，以嵌入导电体357的方式形成布线层的其他一部分。绝缘体287被用作对氢具有阻挡性的绝缘膜。布线层为层叠四层导电体的布线层。注意，导电体328、导电体330、导电体356及导电体357各自被用作插头及/或布线。

作为上述绝缘体，有具有绝缘性的氧化物、氮化物、氧氮化物、氮氧化物、金属氧化物、金属氧氮化物、金属氮氧化物等。

通过将相对介电常数低的材料用于上述绝缘体，可以减少产生在布线之间的寄生电容。因此，优选根据绝缘体的功能选择材料。

作为上述绝缘体优选使用相对介电常数低的绝缘体。例如，该绝缘体优选含有添加有氟的氧化硅、添加有碳的氧化硅、添加有碳及氮的氧化硅、具有空孔的氧化硅、树脂等。或者，该绝缘体优选具有氧化硅、氧氮化硅、氮氧化硅、氮化硅、添加有氟的氧化硅、添加有碳的氧化硅、添加有碳及氮的氧化硅或具有空孔的氧化硅和树脂的叠层结构。由于氧化硅及氧氮化硅具有热稳定性，因此通过将其与树脂组合，可以实现具有热稳定性且相对介电常数低的叠层结构。作为树脂，例如可以举出聚酯、聚烯烃、聚酰胺(尼龙、芳族聚酰胺等)、聚酰亚胺、聚碳酸酯、丙烯酸树脂等。

导电体可被用作布线、插头。作为该导电体优选使用包含选自铝、铬、铜、银、金、铂、钽、镍、钛、钼、钨、铪、钒、铌、锰、镁、锆、铍、铟以及钌等的金属元素中的一种以上的材料。此外，也可以使用以包含磷等杂质元素的多晶硅为代表的导电率高的半导体以及镍硅化物等硅化物。

例如，作为上述导电体可以以单层或叠层使用由上述材料形成的金属材料、合金材料、金属氮化物材料、金属氧化物材料等导电材料。优选使用兼具耐热性和导电性的钨、钼等高熔点材料，尤其优选使用钨。或者，优选使用铝、铜等低电阻导电材料形成。通过使用低电阻导电材料可以降低布线电阻。

另外，在图11A、图11B及图12所示的电容器10中，通过利用热ALD法等需要对衬底进行加热的方法形成上部电极120b，即使在形成上部电极120b之后不进行高温烘烤也可以提高绝缘体130的铁电性。由此，可以不进行高温烘烤而制造半导体装置，因此可以使用熔点低的铜等低电阻导电材料。

导电体357的顶面与导电体110的底面接触。导电体110的顶面至少与电容器10的下部电极120a的底面接触。如此，被用作电容器10的下部电极的下部电极120a与被用作晶体管11的源极和漏极中的一个的低电阻区域314a至少通过导电体357电连接。

另外，图11A、图11B及图12所示的存储装置具有由配置在电容器10的下侧的绝缘体287与配置在电容器10的上侧的绝缘体152a及绝缘体152b密封电容器10的结构。可以抑制氢从绝缘体287及绝缘体152b的外部扩散到电容器10而降低电容器10的绝缘体130的氢浓度或维持降低状态。因此，可以提高绝缘体130的铁电性。绝缘体152a及绝缘体152b优选各自包含氮化硅或氧化铝。

另外，优选绝缘体152a的下侧设置有绝缘体155。绝缘体155优选使用具有俘获且固定氢的功能的绝缘体。例如，优选使用氧化铝等。通过以覆盖电容器10的方式设置这种绝缘体155，可以俘获且固定电容器10的绝缘体130所包含的氢而降低绝缘体130的氢浓度。由此，可以提高绝缘体130的铁电性。另外，可以减少导电体110和导电体120间的泄漏电流。注意，不局限于此，也可以采用没有设置绝缘体155的结构。

图11A、图11B及图12中还设置有覆盖绝缘体152b的绝缘体286。绝缘体286可以包含与绝缘体320及绝缘体322相同的材料。

具有图11A、图11B及图12所示的截面结构的存储单元MC可以实现存储电路的高集成度化、高速驱动化、高耐久化或低功耗化。

以上，本实施方式所示的结构、方法等的至少一部分可以与本说明书所记载的其他实施方式及其他实施例等适当地组合而实施。

(实施方式3)

在本实施方式中，说明使用本发明的一个方式的控制电路保护的二次电池的一个例子。

<二次电池的结构例子1>

以下，例示出正极、负极及电解液被外包装体包围的二次电池。

[正极]

正极包括正极活性物质层及正极集流体。正极活性物质层包含正极活性物质，也可以包含导电材料及粘合剂。

作为正极活性物质，例如有具有橄榄石型结晶结构、层状岩盐型结晶结构或尖晶石型结晶结构的复合氧化物等。例如，可以举出LiFePO₄、LiFeO₂、LiNiO₂、LiMn₂O₄、V₂O₅、Cr₂O₅、MnO₂等化合物。

钴酸锂(LiCoO₂)等具有层状岩盐型结晶结构的材料的放电容量高，已被认为是优异的二次电池的正极活性物质。作为具有层状岩盐型结晶结构的材料，例如可以举出以LiMO₂表示的复合氧化物。作为元素M的一个例子，可以举出选自Co、Ni及Mn中的一个以上。此外，作为元素M的一个例子，除了选自Co、Ni及Mn中的一个以上以外，还可以举出选自Al及Mg中的一个以上。

另外，作为正极活性物质，优选对LiMn₂O₄等含有锰的具有尖晶石型结晶结构的含锂材料中混合镍酸锂(LiNiO₂或LiNi_1-xM_xO₂(0<x<1)(M＝Co、Al等))。通过采用该结构可以提高二次电池的特性。

另外，作为正极活性物质，可以使用能够以组成式Li_aMn_bM_cO_d表示的锂锰复合氧化物。在此，元素M优选使用从锂、锰之外的金属元素选择的金属元素或硅、磷，更优选使用镍。另外，在对锂锰复合氧化物的粒子整体进行测量时，优选放电时满足0<a/(b+c)<2、c>0且0.26≤(b+c)/d<0.5。锂锰复合氧化物的粒子整体的金属、硅、磷等的组成例如可以利用ICP-MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry：感应耦合等离子体质谱)测量。另外，锂锰复合氧化物的粒子整体的氧的组成，例如可以利用EDX(Energy DispersiveX-ray Spectroscopy：能量分散型X射线分析)进行测定。另外，还可以与ICP-MS分析一起利用融合气体分析(fusion gas analysis)、XAFS(X-ray Absorption Fine Structure：X射线吸收精细结构)分析的价数评价来算出。注意，锂锰复合氧化物是指至少包含锂和锰的氧化物，还可以包含选自铬、钴、铝、镍、铁、镁、钼、锌、铟、镓、铜、钛、铌、硅和磷等中的至少一种元素。

[负极]

负极包括负极活性物质层及负极集流体。负极活性物质层也可以包含导电材料及粘合剂。

作为负极活性物质，例如可以使用合金类材料及碳类材料等中的至少一个。

作为负极活性物质，可以使用能够通过与锂的合金化/脱合金化反应进行充放电反应的元素。例如，可以使用包含硅、锡、镓、铝、锗、铅、锑、铋、银、锌、镉和铟等中的至少一个的材料。这种元素的容量比碳大，尤其是硅的理论容量大，为4200mAh/g。因此，优选将硅用于负极活性物质。此外，也可以使用含有这些元素的化合物。例如可以举出SiO、Mg₂Si、Mg₂Ge、SnO、SnO₂、Mg₂Sn、SnS₂、V₂Sn₃、FeSn₂、CoSn₂、Ni₃Sn₂、Cu₆Sn₅、Ag₃Sn、Ag₃Sb、Ni₂MnSb、CeSb₃、LaSn₃、La₃Co₂Sn₇、CoSb₃、InSb和SbSn等。有时将能够通过与锂的合金化/脱合金化反应进行充放电反应的元素及包含该元素的化合物等称为合金类材料。

在本说明书等中，SiO例如是指一氧化硅。或者SiO也可以表示为SiO_x。在此，x优选表示1附近的值。例如x优选为0.2以上且1.5以下，更优选为0.3以上且1.2以下。

作为碳类材料，可以使用石墨、易石墨化碳(软碳)、难石墨化碳(硬碳)、碳纳米管、石墨烯、碳黑等。

作为石墨，可以举出人造石墨或天然石墨等。作为人造石墨例如可以举出中间相碳微球(MCMB)、焦炭基人造石墨(coke-based artificial graphite)、沥青基人造石墨(pitch-based artificial graphite)等。在此，作为人造石墨可以使用具有球状形状的球状石墨。例如，MCMB有时具有球状形状，所以是优选的。此外，MCMB比较容易减小其表面积，所以有时是优选的。作为天然石墨，例如可以举出鳞片状石墨、球状化天然石墨等。

当锂离子被嵌入在石墨中时(锂-石墨层间化合物的生成时)石墨示出与锂金属相同程度的低电位(0.05V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。石墨还有如下优点：单位体积的容量较大；体积膨胀比较小；较便宜；与锂金属相比安全性高等，所以是优选的。

此外，作为负极活性物质，可以使用氧化物诸如二氧化钛(TiO₂)、锂钛氧化物(Li₄Ti₅O₁₂)、锂-石墨层间化合物(Li_xC₆)、五氧化铌(Nb₂O₅)、氧化钨(WO₂)、氧化钼(MoO₂)等。

此外，作为负极活性物质，可以使用包含锂和过渡金属的氮化物的具有Li₃N型结构的Li_3-xM_xN(M＝Co、Ni、Cu)。例如，Li_2.6Co_0.4N₃示出较大的充放电容量(900mAh/g，1890mAh/cm³)，所以是优选的。

当作为负极活性物质使用包含锂和过渡金属的氮化物时，在负极活性物质中含有锂离子，因此可以将该负极活性物质与用作正极活性物质的V₂O₅、Cr₃O₈等不包含锂离子的材料组合，所以是优选的。注意，当将含有锂离子的材料用作正极活性物质时，通过预先使包含在正极活性物质中的锂离子脱离，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，将氧化钴(CoO)、氧化镍(NiO)、氧化铁(FeO)等不与锂形成合金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、CoS_0.89、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。

作为负极活性物质层可包含的导电材料及粘合剂，可以使用与正极活性物质层可包含的导电材料及粘合剂同样的材料。

[集流体]

作为正极集流体及负极集流体，优选使用不与锂等载体离子合金化的材料。作为集流体，可以使用铝、铜或钛等。

[电解质]

作为电解质，可以使用包含溶剂及盐的溶液。作为溶剂，优选使用非质子有机溶剂，例如可以使用碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯、碳酸氯乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、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、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、1，3-二氧六环、1，4-二氧六环、乙二醇二甲醚(DME)、二甲亚砜、二乙醚、甲基二甘醇二甲醚(methyl diglyme)、乙腈、苯腈、四氢呋喃、环丁砜、磺内酯等中的一种，或者可以以任意组合及比率使用上述中的两种以上。

此外，通过作为溶剂使用一种或多种具有阻燃性及难挥发性的离子液体(室温熔融盐)，即使因二次电池的内部短路及过充电等而使内部温度上升也可以防止二次电池的破裂或起火等。离子液体由阳离子和阴离子构成，包含有机阳离子和阴离子。作为用于电解液的有机阳离子，可以举出季铵阳离子、叔锍阳离子及季鏻阳离子等脂肪族鎓阳离子及咪唑鎓阳离子及吡啶鎓阳离子等芳香族阳离子。此外，作为用于电解液的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、四氟硼酸阴离子、全氟烷基硼酸阴离子、六氟磷酸阴离子或全氟烷基磷酸阴离子等。

此外，作为溶解于上述溶剂中的盐，例如可以使用LiPF₆、LiClO₄、LiAsF₆、LiBF₄、LiAlCl₄、LiSCN、LiBr、LiI、Li₂SO₄、Li₂B₁₀Cl₁₀、Li₂B₁₂Cl₁₂、LiCF₃SO₃、LiC₄F₉SO₃、LiC(CF₃SO₂)₃、LiC(C₂F₅SO₂)₃、LiN(CF₃SO₂)₂、LiN(C₄F₉SO₂)(CF₃SO₂)、LiN(C₂F₅SO₂)₂等锂盐中的一种，或者可以以任意组合及比率使用上述中的两种以上。

作为被用作用于二次电池的电解质的溶液，优选使用粒状的尘埃及电解液的构成元素以外的元素(以下，简称为“杂质”)的含量少的高纯度化的溶液。具体而言，杂质在溶液的重量中所占的比率为1％以下，优选为0.1％以下，更优选为0.01％以下。

此外，也可以对溶液添加碳酸亚乙烯酯、丙磺酸内酯(PS)、叔丁基苯(TBB)、氟代碳酸乙烯酯(FEC)、双乙二酸硼酸锂(LiBOB)或丁二腈、己二腈等二腈化合物等添加剂。将添加的材料的浓度可以设定为例如在溶剂整体中占0.1wt％以上且5wt％以下。

此外，也可以使用用溶液使聚合物溶胀了的聚合物凝胶电解质。

此外，通过使用聚合物凝胶电解质，针对漏液性的安全性得到提高。而且，可以实现二次电池的薄型化以及轻量化。

作为凝胶化的聚合物，可以使用硅酮凝胶、丙烯类酸胶、丙烯腈类凝胶、聚氧化乙烯类凝胶、聚氧化丙烯类凝胶、氟类聚合物凝胶等。

作为聚合物，例如，可以使用聚氧化乙烯(PEO)等具有聚氧化烷烯结构的聚合物、PVDF、聚丙烯腈等以及包含这些的共聚物等。例如，可以使用作为PVDF及六氟丙烯(HFP)的共聚物的PVDF-HFP。此外，所形成的聚合物也可以具有多孔形状。

此外，可以使用包含硫化物类或氧化物类等的无机材料的固体电解质、或者包含PEO(聚氧化乙烯)类等的高分子材料的固体电解质代替电解液。当使用固体电解质时，不需要设置隔离体及间隔物中的至少一个。此外，由于可以使电池整体固态化，所以没有漏液的担忧而显著提高安全性。

此外，作为电解质可以使用固体电解质。作为固体电解质，例如可以使用硫化物类固体电解质、氧化物类固体电解质、卤化物类固体电解质等。

作为硫化物类固体电解质，有Thio-LISICON类(Li₁₀GeP₂S₁₂、Li_3.25Ge_0.25P_0.75S₄等)；硫化物玻璃(70Li₂S·30P₂S₅、30Li₂S·26B₂S₃·44LiI、63Li₂S·36SiS₂·1Li₃PO₄、57Li₂S·38SiS₂·5Li₄SiO₄、50Li₂S·50GeS₂等)；硫化物晶化玻璃(Li₇P₃S₁₁、Li_3.25P_0.95S₄等)。硫化物类固体电解质具有如下优点：有具有高导电率的材料；能够以低温度合成；由于较软质所以经过充放电也容易保持导电路径；等。

作为氧化物类固体电解质，可以举出：具有钙钛矿型结晶结构的材料(La_{2/3- x}Li_3xTiO₃等)；具有NASICON型结晶结构的材料(Li_1-XAl_XTi_2-X(PO₄)₃等)；具有石榴子石型结晶结构的材料(Li₇La₃Zr₂O₁₂等)；具有LISICON型结晶结构的材料(Li₁₄ZnGe₄O₁₆等)；LLZO(Li₇La₃Zr₂O₁₂)；氧化物玻璃(Li₃PO₄-Li₄SiO₄、50Li₄SiO₄·50Li₃BO₃等)；氧化物晶化玻璃(Li_1.07Al_0.69Ti_1.46(PO₄)₃；Li_1.5Al_0.5Ge_1.5(PO₄)₃等)。氧化物类固体电解质具有在大气中稳定的优点。

作为卤化物类固体电解质，可以举出LiAlCl₄、Li₃InBr₆、LiF、LiCl、LiBr、LiI等。另外，也可以将以这些卤化物类固体电解质充填多孔氧化铝或多孔二氧化硅的细孔而成的复合材料用作固体电解质。

另外，也可以将不同固体电解质混合而使用。

其中，具有NASICON型结晶结构的Li_1+xAl_xTi_2-x(PO₄)₃(0<x<1)(以下记作LATP)包含用于本发明的一个方式的二次电池的正极活性物质可包含的元素的铝和钛，因此可以期待对循环特性的提高具有相乘效果，所以是优选的。此外，还可以期待工序减少以提高生产率。注意，在本说明书等中，NASICON型结晶结构是指由M₂(XO₄)₃(M：过渡金属、X：S、P、As、Mo、W等)表示的化合物，具有MO₆八面体和XO₄四面体共有顶点以三维配列的结构。

[隔离体]

此外，二次电池优选包括隔离体。作为隔离体，例如可以使用如下材料：纸、无纺布、玻璃纤维、陶瓷或包含尼龙(聚酰胺)、维尼纶(聚乙烯醇类纤维)、聚酰亚胺、聚酯、丙烯酸树脂、聚烯烃、聚氨酯的合成纤维等。优选将隔离体加工为袋状，并以包围正极和负极中的任一个的方式配置。

隔离体可以具有多层结构。例如，可以对聚丙烯、聚乙烯等有机材料薄膜涂敷陶瓷类材料、氟类材料、聚酰胺类材料或其混合物。作为陶瓷类材料，例如可以使用氧化铝粒子、氧化硅粒子等。作为氟类材料，例如可以使用PVDF、聚四氟乙烯等。作为聚酰胺类材料，例如可以使用尼龙、芳族聚酰胺(间位芳族聚酰胺、对位芳族聚酰胺)等。

通过涂敷陶瓷类材料可以提高抗氧化性，由此可以抑制高电压充放电时隔离体劣化，从而可以提高二次电池的可靠性。通过涂敷氟类材料易于使隔离体与电极密接，而可以提高输出特性。通过涂敷聚酰胺类材料(尤其是芳族聚酰胺)可以提高耐热性，由此可以提高二次电池的安全性。

例如，可以对聚丙烯薄膜的两面涂敷氧化铝与芳族聚酰胺的混合材料。或者，也可以对聚丙烯薄膜的与正极接触的面涂敷氧化铝与芳族聚酰胺的混合材料而对与负极接触的面涂敷氟类材料。

通过采用多层结构的隔离体即使隔离体的总厚度较小也可以确保二次电池的安全性，因此可以增大二次电池的单位体积的容量。

[外包装体]

作为二次电池所包括的外包装体例如可以使用铝等金属材料及树脂材料。此外，也可以使用薄膜状的外包装体。作为薄膜，例如可以使用如下三层结构的薄膜：在由聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、离聚物、聚酰胺等的材料构成的膜上设置铝、不锈钢、铜、镍等的柔性优良的金属薄膜，在该金属薄膜上还可以设置聚酰胺类树脂、聚酯类树脂等的绝缘性合成树脂膜作为外包装体的外表面。

本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而使用。

(实施方式4)

在本实施方式中，详细地说明使用本发明的一个方式的控制电路保护的二次电池的正极活性物质。

优选的是，二次电池的正极活性物质在高充电电压下也可以充电。通过提高充电电压，可以提高二次电池的能量密度。因此，可以延长二次电池的持续时间。另外，因为对较小的容积也可以实现高能量密度，所以可以实现电子设备的小型化及轻量化。

通过使用本发明的一个方式的控制电路，可以对过充电、过放电、充电过电流、放电过电流、短路电流及电池平衡等进行检测、控制或抑制。本发明的一个方式的控制电路的异常检测精度很高。例如，在过充电或过放电时的检测工作中，可以使实际的二次电池的电压与在设计时设定的电压之间的差异极小。相同地，可以使实际的二次电池的电流与在设计时设定的电流之间的差异极小。

因此，在使用充电电压高且特性优异的正极活性物质的情况下也可以使用本发明的一个方式的控制电路保持安全性，从而可以充分发挥正极活性物质的优异特性。

以下，说明正极活性物质。

[正极活性物质的结构]

如上述实施方式所示，钴酸锂(LiCoO₂)等具有层状岩盐型结晶结构的材料的放电容量高，已被认为是优异的二次电池的正极活性物质。作为具有层状岩盐型结晶结构的材料，例如可以举出以LiMO₂表示的复合氧化物。作为元素M的一个例子，可以举出选自Co、Ni及Mn中的一个以上。此外，作为元素M的一个例子，除了选自Co、Ni及Mn中的一个以上以外，还可以举出选自Al及Mg中的一个以上。

过渡金属氧化物的姜-泰勒效应的大小被认为是根据过渡金属的d轨道的电子个数而改变的。

含有镍的化合物有时因姜-泰勒效应而容易发生歪斜。由此，在LiNiO₂以高电压充放电的情况下，有发生起因于歪斜的结晶结构崩塌的忧虑。LiCoO₂的姜-泰勒效应的负面影响小，有时高电压下的耐充放电性更优异，所以是优选的。

以下参照图13及图14说明正极活性物质的结构等。在图13及图14中，说明使用钴作为正极活性物质含有的过渡金属的情况。

图14所示的正极活性物质是没添加有卤素及镁的钴酸锂(LiCoO₂)，结晶结构根据充电深度而改变。参照图14说明结晶结构变化的样子。

如图14所示，充电深度是0(放电状态)的钴酸锂包括具有空间群R-3m的结晶结构的区域，在单位晶胞中包括三个CoO₂层。由此有时该结晶结构被称为O3型结晶结构。注意，CoO₂层是指钴和六个配位氧形成的八面体结构在一个平面上维持棱线共享的状态的结构。

在充电深度是1时，具有空间群P-3m1的结晶结构，并且单位晶胞包括一个CoO₂层。由此有时该结晶结构被称为O1型结晶结构。

在充电深度是0.88左右时，钴酸锂具有空间群R-3m的结晶结构。也可以说该结构是如P-3m1(O1)那样的CoO₂结构与如R-3m(O3)那样的LiCoO₂结构交替地层叠的结构。由此，有时该结晶结构被称为H1-3型结晶结构。实际上，H1-3型结晶结构的单位晶胞中的钴原子的数量为其他结构的2倍。但是，在如图14等本说明书中，为了容易与其他结构进行比较，以单位晶胞的1/2的方式表示H1-3型结晶结构中的c轴。

作为H1-3型结晶结构的一个例子，单位晶胞中的钴和氧的坐标可以由Co(0,0,0.42150±0.00016)、O₁(0,0,0.27671±0.00045)、O₂(0,0,0.11535±0.00045)表示。O₁和O₂都是氧原子。像这样，以使用一个钴和两个氧的单位晶胞表示H1-3型结晶结构。另一方面，如下所述，优选以使用一个钴和一个氧的单位晶胞表示O3’型结晶结构。这表示O3’型结晶结构与H1-3型结晶结构的不同之处在于钴和氧的对称性，O3’型结晶结构比起H1-3型结晶结构来从O3结构的变化小。例如，在对XRD图案进行里特沃尔德分析时的GOF(good offitness：拟合优度)值尽量小的条件下选择任一单位晶胞，以更合适地表示正极活性物质具有的结晶结构即可。

当反复进行其充电电压相对于锂金属的氧化还原电位为4.6V以上的高电压充电或其充电深度为0.8以上的深度深的充电和放电时，钴酸锂的结晶结构在H1-3型结晶结构和放电状态的R-3m(O3)的结晶结构之间反复变化(即，非平衡相变)。

但是，上述两种结晶结构的CoO₂层的偏离较大。如图14中以虚线及箭头所示，在H1-3结晶结构中，CoO₂层明显偏离于R-3m(O3)。这样动态的结构变化会对结晶结构稳定性带来不良影响。

并且，体积差也较大。在按每相同数量的钴原子进行比较时，H1-3型结晶结构和放电状态的O3型结晶结构的体积差是3.0％以上。

除了上述以外，H1-3型结晶结构所具有的如P-3m1(O1)那样的CoO₂层连续的结构不稳定的可能性较高。

由此，当反复进行高电压充放电时，钴酸锂的结晶结构会崩塌。而结晶结构的崩塌会引起循环特性的恶化。这是由于结晶结构崩塌造成锂可稳定存在的位置减少，且锂的嵌入及脱离变得困难的缘故。

接着，图13所示的正极活性物质即使在高电压下反复进行充放电也可以减少CoO₂层的偏离。再者，可以减少体积变化。因此，该化合物可以实现优异的循环特性。此外，该化合物在高电压的充电状态下也可以具有稳定的结晶结构。由此，该化合物在保持高电压的充电状态时也不容易发生短路，稳定性进一步得到提高，所以是优选的。

上述正极活性物质在充分放电的状态和以高电压充电的状态下的结晶结构的变化及按每相同数量的过渡金属原子进行比较时的体积差小。

图13示出充放电前后的结晶结构。正极活性物质是包含锂、作为过渡金属的钴及氧的复合氧化物。优选的是，除了上述以外作为添加元素还包含镁。此外，优选作为添加元素包含氟、氯等卤素。

图13的充电深度0(放电状态)的结晶结构是R-3m(O3)。其是与图14相同的结晶结构。但是，在图13中，在具有充分充电的充电深度时具有与图14所示的H1-3型结晶结构不同的结晶结构。图13所示的结晶结构为空间群R-3m，而不是尖晶石型结晶结构，但是钴、镁等的离子占氧6配位位置，阳离子的配列具有与尖晶石型相似的对称性。在图13所示的结晶结构中，CoO₂层的对称性与O3型相同。因此，在本说明书等中将图13所示的结晶结构称为O3’型结晶结构或拟尖晶石型结晶结构。此外，为了说明钴原子的对称性以及氧原子的对称性，在图13所示的O3’型结晶结构的图中省略锂的表示，但是实际上在CoO₂层间存在有相对于钴的例如20atomic％以下的锂。此外，在O3型结晶结构和O3’型结晶结构中，都优选在CoO₂层间即在锂位置存在有少量的镁。此外，在氧位置优选无规律地存在有少量的氟等卤素。

此外，在O3’型结晶结构中，有时锂等的轻元素占氧4配位位置，在此情况下离子的配列也具有与尖晶石型相似的对称性。

此外，O3’型结晶结构虽然在层间无规律地含有Li，但是也可以具有与CdCl₂型结晶结构类似的结晶结构。该与CdCl₂型类似的结晶结构近似于使镍酸锂充电至充电深度0.94(Li_0.06NiO₂)的结晶结构，但是纯钴酸锂或含有大量钴的层状岩盐型的正极活性物质通常不具有这样的结晶结构。

在上述正极活性物质中，与不包含镁等的正极活性物质相比，以高电压充电使得大量锂脱离时的结晶结构的变化得到进一步抑制。例如，如图13中虚线所示，在上述结晶结构中几乎没有CoO₂层的偏离。

更详细地说，图13所示的正极活性物质在充电电压高的情况下也具有结构稳定性。例如，不包含镁等的图14所示的正极活性物质在相对于锂金属的电位为4.6V左右的充电电压下具有H1-3型结晶结构，但是图13所示的正极活性物质在该4.6V左右的充电电压下也能够保持R-3m(O3)的结晶结构。图13所示的正极活性物质在更高的充电电压，例如相对于锂金属的电位为4.65V至4.7V左右的电压下也能够保持O3’型结晶结构。并且，当将充电电压提高到大于4.7V的电压时，图13所示的正极活性物质才会有观察到H1-3型结晶的情况。另外，在更低的充电电压，例如相对于锂金属的电位为4.5V以上且低于4.6V的充电电压下，图13所示的正极活性物质也有时能够保持O3’型结晶结构。

例如，在使用石墨作为二次电池的负极活性物质的情况下，二次电池的电压比上述情况减少石墨的电位与锂金属的电位之差。石墨的电位相对于锂金属的电位为0.05V至0.2V左右。因此，例如在使用石墨作为负极活性物质的二次电池的4.3V以上且4.5V以下的电压下，图13所示的正极活性物质也能够保持R-3m(O3)的结晶结构，在进一步提高充电电压的区域中，例如在二次电池的超过4.5V且为4.6V以下的电压下也能够保持O3’型结晶结构。并且，在更低的充电电压，例如二次电池的4.2V以上且低于4.3V的电压下，图13所示的正极活性物质也有时能够保持O3’型结晶结构。

由此，即使以高电压反复充放电，图13所示的正极活性物质的结晶结构也不容易崩塌。

另外，在正极活性物质中，充电深度是0的O3型结晶结构和充电深度是0.8左右的O3’型结晶结构的每个晶胞的体积差是2.5％以下，具体是2.2％以下。

O3’型结晶结构的单位晶胞中的钴及氧的坐标分别可以以Co(0,0,0.5)、O(0,0,x)(0.20≤x≤0.25)表示。

在CoO₂层间(即，锂位置)无规律地少量存在的镁等添加元素具有抑制CoO₂层的偏离的效果。由此当在CoO₂层间存在镁时容易得到O3’型结晶结构。因此，优选的是，镁分布在正极活性物质的粒子整体。此外，为了使镁分布在粒子整体，优选在正极活性物质的制造工序中进行加热处理。

但是，在加热处理的温度过高时，发生阳离子混排(cation mixing)而镁等添加元素侵入钴位置的可能性增高。存在于钴位置的镁在高电压充电时不具有保持R-3m的效果。再者，在加热处理温度过高时，还有产生钴被还原而成为2价、锂蒸发等不利影响的担忧。

于是，优选在进行用来使镁分布在粒子整体的加热处理之前,对钴酸锂添加氟化合物等卤素化合物。通过添加卤素化合物，使钴酸锂的熔点下降。通过使熔点下降，可以在不容易发生阳离子混排的温度下容易地使镁分布到粒子整体。在还存在有氟化合物时可以期待提高对因电解液分解而产生的氢氟酸的抗腐蚀性。

注意，镁浓度高达所希望的值以上时，有时结晶结构稳定化的效果变小。这是因为镁不但进入锂位置而且还进入钴位置的缘故。正极活性物质含有的镁的原子个数优选为过渡金属的原子个数的0.001倍以上且0.1倍以下，更优选大于0.01倍且小于0.04倍，进一步优选为0.02倍左右。这里所示的镁的浓度例如既可为使用ICP-MS等对正极活性物质的粒子整体进行了元素分析的值又可为根据正极活性物质的制造过程中的原料混合的值而得到的。

例如，优选对钴酸锂添加作为钴以外的金属(添加元素)的选自镍、铝、锰、钛、钒及铬中的一种以上的金属，特别优选添加镍及铝中的一个以上。锰、钛、钒及铬有时稳定而易于成为4价，有时非常有助于结构稳定化。通过添加添加元素，可以使正极活性物质例如在高电压的充电状态下的结晶结构变得更稳定。在此，优选将添加元素以不大改变钴酸锂的结晶性的浓度添加到正极活性物质。例如，添加量优选为不引起上述姜-泰勒效应等的程度。

如图13中的凡例所示，镍、锰等过渡金属及铝优选存在于钴位置，但是其一部分也可以存在于锂位置。此外，镁优选存在于锂位置。氧的一部分也可以被氟取代。

正极活性物质的镁浓度的增高有时使得正极活性物质的容量变少。这主要可能是因为例如镁进入锂位置使得有助于充放电的锂量减少的缘故。此外，过剩的镁有时产生无助于充放电的镁化合物。正极活性物质除了镁以外还含有镍作为添加元素，由此有时可以提高单位重量及体积的容量。此外，正极活性物质除了镁以外还含有铝作为添加元素，由此有时可以提高单位重量及体积的容量。此外，正极活性物质除了镁以外还含有镍及铝，由此有时可以提高单位重量及体积的容量。

以下以原子个数表示正极活性物质含有的镁等的元素的浓度。

正极活性物质含有的镍的原子个数优选为钴的原子个数的10％以下，更优选为7.5％以下，进一步优选为0.05％以上且4％以下，特别优选为0.1％以上且2％以下。这里所示的镍的浓度例如既可为使用ICP-MS等对正极活性物质的粒子整体进行了元素分析的值又可为根据正极活性物质的制造过程中的原料混合的值而得到的。

当长时间保持高电压充电状态时，正极活性物质中的过渡金属溶解于电解液中，结晶结构可能会变形。但是，通过以上述比例含有镍，有时可以抑制正极活性物质中的过渡金属溶解。正极活性物质含有的铝的原子个数优选为钴的原子个数的0.05％以上且4％以下，更优选为0.1％以上且2％以下。这里所示的铝的浓度例如既可为使用ICP-MS等对正极活性物质的粒子整体进行了元素分析的值又可为根据正极活性物质的制造过程中的原料混合的值而得到的。

正极活性物质优选含有添加元素X，并优选使用磷作为添加元素X。此外，本发明的一个方式的正极活性物质更优选含有包含磷及氧的化合物。

正极活性物质含有包含添加元素X的化合物，由此有时在保持高电压充电状态的情况下也不容易发生短路。

在正极活性物质含有磷作为添加元素X的情况下，有可能因电解液的分解而产生的氟化氢和磷起反应，使得电解液中的氟化氢的浓度下降。

在电解液含有LiPF₆的情况下，有时因加水分解而产生氟化氢。此外，有时因用作正极的构成要素的PVDF和碱起反应而产生氟化氢。通过降低电解液中的氟化氢浓度，有时可以抑制集流体的腐蚀及/或膜剥离。此外，有时还可以抑制由PVDF的凝胶化及/或不溶解性导致的粘合性的降低。

当正极活性物质除了添加元素X以外还含有镁时，其在高电压的充电状态下的稳定性极高。在添加元素X为磷的情况下，磷的原子个数优选为钴的原子个数的1％以上且20％以下，更优选为2％以上且10％以下，进一步优选为3％以上且8％以下，再者，镁的原子个数优选为钴的原子个数的0.1％以上且10％以下，更优选为0.5％以上且5％以下，进一步优选为0.7％以上且4％以下。这里所示的磷及镁的浓度例如既可为使用ICP-MS等对正极活性物质的粒子整体进行了元素分析的值又可为根据正极活性物质的制造过程中的原料混合的值而得到的。

在正极活性物质含有裂缝的情况下，有时其内部存在着磷，更具体而言，存在着包含磷及氧的化合物，使得裂缝的扩展得到抑制。

注意，从在图13中由箭头表示的氧原子明显看出，O3型结晶结构与O3’型结晶结构的氧原子的对称性稍微不同。具体而言，O3型结晶结构中的氧原子沿着由虚线表示的(-1 02)面排列，O3’型结晶结构中的氧原子严密地说不沿着(-1 0 2)面排列。这是因为：在O3’型结晶结构中，随着锂的减少而四价的钴增加，因姜-泰勒效应而发生的应变变大，CoO₆的八面体结构发生歪斜。此外，受到随着锂的减少而CoO₂层的各氧的排斥变强的影响。

镁优选在正极活性物质的粒子整体中分布，但是除此之外，表层部的镁浓度优选高于粒子整体的平均。例如，通过XPS等测量的表层部的镁浓度优选高于通过ICP-MS等测量的粒子整体的平均镁浓度。

此外，在正极活性物质包含钴以外的元素，例如，选自镍、铝、锰、铁及铬中的一种以上的金属的情况下，粒子表面附近的该金属的浓度高于粒子整体的平均。例如，通过XPS等测量的表层部的钴以外的元素的浓度优选高于通过ICP-MS等测量的粒子整体的该元素的平均浓度。

粒子表面都是结晶缺陷而且由于充电时表面的锂被抽出所以表面的锂浓度比内部的锂浓度低。因此，粒子表面趋于不稳定而结晶结构容易被破坏。在表层部的镁浓度高时，可以更有效地抑制结晶结构的变化。此外，表层部的镁浓度高时，可期待提高对因电解液分解而产生的氢氟酸的抗腐蚀性。

此外，优选的是，正极活性物质的表层部中的氟等卤素的浓度高于粒子整体的平均。通过在与电解液接触的区域的表层部中存在的卤素，可以有效地提高对氢氟酸的抗腐蚀性。

如此，优选的是：正极活性物质的表层部的镁及氟等添加元素的浓度比内部高；具有与内部不同的组成。作为该组成优选采用在常温下稳定的结晶结构。由此，表层部也可以具有与内部不同的结晶结构。例如，正极活性物质的表层部中的至少一部分可以具有岩盐型结晶结构。注意，在表层部具有与内部不同的结晶结构时，表层部和内部的结晶的取向优选大致一致。

层状岩盐型结晶及岩盐型结晶的阴离子分别形成立方最紧密堆积结构(面心立方晶格结构)。可以推测O3’型结晶中的阴离子也具有立方最紧密堆积结构。当这些结晶接触时，存在阴离子所构成的立方最紧密堆积结构的取向一致的结晶面。层状岩盐型结晶及O3’型结晶的空间群为R-3m，即与岩盐型结晶的空间群Fm-3m(一般的岩盐型结晶的空间群)及Fd-3m(具有最简单的对称性的岩盐型结晶的空间群)不同，因此层状岩盐型结晶及O3’型结晶与岩盐型结晶的满足上述条件的结晶面的密勒指数不同。在本说明书中，有时在层状岩盐型结晶、O3’型结晶及岩盐型结晶中，阴离子所构成的立方最紧密堆积结构的取向一致是指结晶取向大致一致。

可以根据TEM(透射电子显微镜)图像、STEM(扫描透射电子显微镜)图像、HAADF-STEM(高角度环形暗场-扫描透射电子显微镜)图像、ABF-STEM(环形明场扫描透射电子显微镜)图像等，判断两个区域的结晶取向大致一致。此外，可以将X射线衍射(XRD)、电子衍射、中子衍射等用作判断依据。当结晶取向大致一致时，在TEM图像等中可以观察到阳离子和阴离子以直线状交替排列的列的方向上的差异为5度以下、更优选为2.5度以下的情况。注意，在TEM图像等中，有时不能明确地观察到氧、氟等轻元素，在此情况下，可以根据金属元素的排列判断取向的一致。

但是，在表层部只有MgO或者只有MgO与CoO(II)固溶的结构时，很难发生锂的嵌入及脱离。由此表层部需要至少包含钴，在放电时还包含锂以具有锂的嵌入及脱离的路径。此外，钴的浓度优选高于镁的浓度。

此外，添加元素X优选位于正极活性物质的粒子的表层部。例如，正极活性物质也可以被含有添加元素X的膜覆盖。

<晶界>

正极活性物质所包含的添加元素X可以无规律且少量地存在于内部，但是更优选的是，其一部分在晶界偏析。

换言之，正极活性物质的晶界及其附近的添加元素X的浓度优选高于内部的其他区域。

与粒子表面同样，晶界也是面缺陷。由此，容易不稳定而结晶结构容易开始变化。由此，在晶界及其附近的添加元素X的浓度高时，可以更有效地抑制结晶结构的变化。

此外，在晶界及其附近的添加元素X的浓度高时，即使在沿着正极活性物质的粒子的晶界产生裂缝的情况下，也在因裂缝产生的表面附近添加元素X的浓度变高。因此也可以提高裂缝产生之后的正极活性物质的对氢氟酸的抗腐蚀性。

注意，在本说明书等中，晶界的附近是指从晶界至10nm左右的范围的区域。

<粒径>

在正极活性物质的粒径过大时有如下问题：锂的扩散变难；在集流体上涂敷时，活性物质层的表面过粗等。另一方面，在正极活性物质的粒径过小时有如下问题：在集流体上涂敷时不容易担持活性物质层；与电解液的反应过度等。因此，优选平均粒径(D50：中值粒径)为1μm以上且100μm以下，更优选为2μm以上且40μm以下，进一步优选为5μm以上且30μm以下。

<分析方法>

为了判断某一正极活性物质是否是在以高电压被充电时示出O3’型结晶结构，可以将以高电压被充电的正极通过使用XRD、电子衍射、中子衍射、电子自旋共振法(ESR)、核磁共振法(NMR)等分析进行判断。尤其是，XRD具有如下优点，所以是优选的：对正极活性物质所具有的钴等过渡金属的对称性可以以高分辨率进行分析；可以比较结晶性的高度与结晶的取向性；可以分析晶格的周期性畸变及晶粒尺寸；在直接测量通过将二次电池拆开而得到的正极时也可以获得足够的精度等。

如上所述，正极活性物质的特征是：高电压充电状态与放电状态之间的结晶结构变化少。高电压充电时与放电时之间的变化大的结晶结构占50wt％以上的材料因为不能承受高电压充放电，所以不是优选的。注意，有时只通过添加添加元素不能实现想要的结晶结构。例如，作为包含镁及氟的钴酸锂的正极活性物质，在以高电压进行充电的状态下，有时O3’型结晶结构占60wt％以上，有时H1-3型结晶结构占50wt％以上。此外，在使用规定的电压时O3’型结晶结构几乎占100wt％，并且在进一步增高该规定的电压时有时产生H1-3型结晶结构。由此，在判断是否是正极活性物质时，需要进行XRD等的对结晶结构的分析。

但是，有时高电压充电状态或放电状态的正极活性物质遇空气结晶结构发生变化。例如，有时从O3’型结晶结构变为H1-3型结晶结构。因此，所有样品优选在氩气氛等惰性气氛中处理。

(实施方式5)

在本实施方式中，参照图15说明将上述实施方式所说明的二次电池的控制电路用作电子构件的例子。

图15示出印刷电路板(Printed Circuit Board：PCB)1203上设置有多个芯片的例子。在图15中，印刷电路板1203上设置有芯片1201。芯片1201中设置有本发明的一个方式的控制电路。芯片1201的背面设置有多个凸块1202，其与印刷电路板1203电连接。

通过设置本发明的一个方式的控制电路，可以减小电子构件的容积。另外，可以降低电子构件的功耗。

另外，因为本发明的一个方式的控制电路可以实现芯片的集成化，所以可以在便携式终端及其他各种电子设备中减小控制电路的占有体积，从而可以实现电子设备的小型化。

另外，因为本发明的一个方式的控制电路的功耗很低，所以可以延长二次电池的持续时间。另外，由于控制电路的小型化，也可以增大电池的占有体积。因此，可以延长二次电池的持续时间。

优选印刷电路板1203上作为第二芯片设置有集成电路1223。集成电路1223具有向芯片1201供应控制信号或电源等的功能。

作为设置在印刷电路板1203上的各种芯片，也可以设置有DRAM1221、FeRAM1222等存储装置。另外，也可以在印刷电路板1203上作为具有无线通信功能的芯片设置有芯片1225。

另外，集成电路1223也可以具有进行图像处理的功能和进行积和运算的功能中的至少一个。

另外，集成电路1223也可以具有A/D(模拟/数字)转换电路及D/A(数字/模拟)转换电路中的一方或双方。

本实施方式可以与其他实施方式的记载适当地组合。

(实施方式6)

在本实施方式中，对可以使用包括在上述实施方式中说明的控制电路的电子构件的蓄电系统的结构进行说明。

[圆筒型二次电池]

参照图16A说明圆筒型二次电池的例子。如图16A所示，圆筒型二次电池400的顶面包括正极盖(电池盖)401，其侧面及底面包括电池罐(外包装罐)402。这些正极盖401与电池罐(外装罐)402通过垫片(绝缘垫片)410绝缘。

图16B是示意性地示出圆筒型二次电池的截面的图。图16B所示的圆筒型的二次电池在顶面具有正极盖(电池盖)601，并在侧面及底面具有电池罐(外装罐)602。上述正极盖与电池罐(外装罐)602通过垫片(绝缘垫片)610绝缘。

在中空圆柱状电池罐602的内侧设置有带状正极604和带状负极606夹着隔离体605被卷绕的电池元件。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镍、铝、钛等金属或它们的合金以及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优选被镍或铝等覆盖。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)。作为非水电解液，可以使用与硬币型二次电池相同的电解液。

因为用于圆筒型蓄电池的正极及负极被卷绕，从而活性物质优选形成在集流体的两个表面。正极604与正极端子(正极集流引线)603电连接，而负极606与负极端子(负极集流引线)607电连接。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613，而将负极端子607电阻焊接到电池罐602底。安全阀机构613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613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器，并通过电阻的增大来限制电流量以防止异常发热。PTC元件可以使用钛酸钡(BaTiO₃)类半导体陶瓷等。

图16C示出蓄电系统415的一个例子。蓄电系统415包括多个二次电池400。每个二次电池400的正极接触于由绝缘体425分离的导电体424而该正极彼此电连接。导电体424通过布线423与控制电路420电连接。此外，每个二次电池400的负极通过布线426与控制电路420电连接。作为控制电路420可以使用上述实施方式所说明的控制电路。

图16D示出蓄电系统415的一个例子。蓄电系统415包括多个二次电池400，多个二次电池400夹在导电板413和导电板414之间。多个二次电池400通过布线416与导电板413及导电板414电连接。多个二次电池400可以并联连接，串联连接或者并联连接后再串联连接。通过构成包括多个二次电池400的蓄电系统415，可以获取大电力。

考虑多个二次电池400并联电连接之后还串联电连接的情况。在此情况下，一个控制电路与并联电连接的多个二次电池电连接。

另外，也可以在多个二次电池400之间包括温度控制装置。在二次电池400过热时可以通过温度控制装置冷却，在二次电池400过冷时可以通过温度控制装置加热。因此，蓄电系统415的性能不容易受到大气温度的影响。

另外，在图16D中，蓄电系统415通过布线421及布线422与控制电路420电连接。作为控制电路420可以使用上述实施方式所说明的控制电路。布线421通过导电板413与多个二次电池400的正极电连接，布线422通过导电板414与多个二次电池400的负极电连接。

另外，也可以使用图24A至图24C所示那样的包括卷绕体950a的二次电池913。图24A所示的卷绕体950a包括负极931、正极932、隔离体933。负极931包括负极活性物质层931a。正极932包括正极活性物质层932a。隔离体933的宽度大于负极活性物质层931a及正极活性物质层932a，并且隔离体933以与负极活性物质层931a及正极活性物质层932a重叠的方式被卷绕。另外，从安全性的观点来看，优选负极活性物质层931a的宽度大于正极活性物质层932a。另外，上述形状的卷绕体950a的安全性及生产率良好，所以是优选的。

如图24B所示，负极931与端子951电连接。端子951与端子911a电连接。另外，正极932与端子952电连接。端子952与端子911b电连接。

如图24C所示，卷绕体950a及电解液被框体930覆盖而成为二次电池913。框体930优选设置有安全阀、过电流保护元件等。

如图24B所示，二次电池913也可以包括多个卷绕体950a。通过使用多个卷绕体950a，可以实现充放电容量更大的二次电池913。

通过将上述实施方式所说明的正极活性物质用于正极932，可以制造充放电容量高且循环特性良好的二次电池913。

[二次电池组]

接着，参照图17对本发明的一个方式的蓄电系统的例子进行说明。

图17A是示出二次电池组531的外观的图。图17B是说明二次电池组531的结构的图。二次电池组531包括电路板501及二次电池513。二次电池513贴合有签条509。电路板501由密封带515固定。此外，二次电池组531包括天线517。

电路板501包括控制电路590。作为控制电路590，可以使用上述实施方式所示的控制电路。例如，如图17B所示那样，在电路板501上包括控制电路590。另外，电路板501与端子511电连接。另外，电路板501与天线517、二次电池513的正极引线及负极引线中的一个551、正极引线及负极引线中的另一个552电连接。

另外，如图17C所示那样，也可以包括设置在电路板501上的电路系统590a以及通过端子511与电路板501电连接的电路系统590b。例如，本发明的一个方式的控制电路的一部分设置在电路系统590a中，其他的一部分设置在电路系统590b中。

另外，天线517的形状不局限于线圈状，例如可以为线状、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517也可以为平板状的导体。该平板状的导体也可以用作电场耦合用的导体之一。换言之，也可以将天线517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。

二次电池组531在天线517和二次电池513之间包括层519。层519例如具有可以遮蔽来自二次电池513的电磁场的功能。作为层519，例如可以使用磁性体。

二次电池513例如为隔着隔离体层叠负极和正极且卷绕该叠层的膜。

本实施方式可以与其他实施方式的记载适当地组合。

(实施方式7)

在本实施方式中，示出将本发明的一个方式的蓄电系统安装在车辆的例子。作为车辆，例如可以举出汽车、二轮车和自行车等。

当将蓄电系统安装在车辆时，可以实现混合动力汽车(HV)、电动汽车(EV)或插电式混合动力汽车(PHV)等新一代清洁能源汽车。

在图18中，例示出使用本发明的一个方式的蓄电系统的车辆。图18A所示的汽车8400是作为行驶的动力源使用电动机的电动汽车。或者，汽车8400是作为行驶的动力源能够适当地使用电动机或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具备蓄电系统。蓄电系统不但驱动电发动机8406，而且还可以将电力供应到车头灯8401及室内灯(未图示)等发光装置。

另外，蓄电系统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，蓄电系统可以将电力供应到汽车8400所具有的导航系统等。

在图18B所示的汽车8500中，可以通过利用插电方式或非接触供电方式等从外部的充电设备接收电力，来对汽车8500所具有的蓄电系统8024进行充电。图18B示出从地上设置型充电装置8021通过电缆8022对安装在汽车8500中的蓄电系统8024进行充电的情况。当进行充电时，作为充电方法及连接器的规格等，可以适当地使用CHAdeMO(注册商标)或联合充电系统“Combined Charging System”等的规定的方式。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，通过利用插电技术从外部供应电力，可以对安装在汽车8500中的蓄电系统8024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，不但在停车时而且在行驶时也可以进行充电。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系统的充电。可以利用电磁感应方式及磁场共振方式实现这样的非接触供电。

图18C是使用本发明的一个方式的蓄电系统的二轮车的例子。图18C所示的小型摩托车8600包括蓄电系统8602、后视镜8601及方向灯8603。蓄电系统8602可以对方向灯8603供电。

此外，在图18C所示的小型摩托车8600中，可以将蓄电系统8602收纳在座位下收纳部8604中。即使座位下收纳部8604空间小，也可以将蓄电系统8602收纳在座位下收纳部8604中。

另外，图19A示出使用本发明的一个方式的蓄电系统的电动自行车的一个例子。图19A所示的电动自行车8700可以使用本发明的一个方式的蓄电系统。本发明的一个方式的蓄电系统例如包括多个蓄电池、保护电路及神经网络。

电动自行车8700包括蓄电系统8702。蓄电系统8702对辅助驾驶者的电动机供应电力。另外，蓄电系统8702是可携带的，图19B示出从自行车取出的蓄电系统8702。蓄电系统8702内置有多个本发明的一个方式的蓄电系统所包括的蓄电池8701，可以由显示部8703显示剩余电量等。另外，蓄电系统8702包括本发明的一个方式的控制电路8704。控制电路8704与蓄电池8701的正极及负极电连接。作为控制电路8704可以使用上述实施方式所示的控制电路。

本实施方式可以与其他实施方式的记载适当地组合。

(实施方式8)

在本实施方式中，对将上述实施方式所示的蓄电系统安装在电子设备中的例子进行说明。

接着，图20A和图20B示出能够进行对折的平板终端(包括clamshell型终端)的一个例子。图20A和图20B所示的平板终端9600包括框体9630a、框体9630b、连接框体9630a和框体9630b的可动部9640、显示部9631、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。通过将柔性面板用于显示部9631，可以实现显示部更大的平板终端。图20A示出打开平板终端9600的状态，图20B示出合上平板终端9600的状态。

平板终端9600在框体9630a及框体9630b的内部具备蓄电体9635。蓄电体9635穿过可动部9640设置在框体9630a及框体9630b。

在显示部9631中，可以将其一部分用作触摸屏的区域，并且可以通过接触所显示的操作键来输入数据。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的位置，可以在显示部9631上显示键盘按钮。

另外，显示模式切换开关9626能够进行竖屏显示和横屏显示等显示的方向的切换以及黑白显示和彩色显示的切换等。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可以使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。

图20B是平板终端9600被对折的状态，并且平板终端9600包括框体9630、太阳能电池9633及本发明的一个方式的蓄电系统。蓄电系统包括控制电路9634及蓄电体9635。作为控制电路9634可以使用上面实施方式所示的控制电路。

此外，平板终端9600能够进行对折，因此不使用时可以以重叠的方式折叠框体9630a及框体9630b。通过折叠框体9630a及框体9630b，可以保护显示部9631，而可以提高平板终端9600的耐久性。

此外，图20A和图20B所示的平板终端还可以具有如下功能：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触摸输入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，可以高效地对蓄电体9635进行充电。

另外，在图20A及图20B中说明将使用上面实施方式所示的电池控制电路的控制电路用于能够进行对折的平板终端的结构，然而也可以采用其他结构。例如，如图20C所示，可以用于作为clamshell型终端的笔记本型个人计算机。图20C示出笔记本型个人计算机9601，其在框体9630a中包括显示部9631，在框体9630b中包括键盘部9650。在笔记本型个人计算机9601中包括图20A及图20B所说明的控制电路9634及蓄电体9635。作为控制电路9634可以使用上面实施方式所示的控制电路。

图21示出其他电子设备的例子。在图21中，显示装置8000是安装有本发明的一个方式的蓄电系统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及二次电池8004等。本发明的一个方式的蓄电系统设置在框体8001的内部。显示装置8000既可以接收来自商业电源的电力供应，又可以使用蓄积在二次电池8004中的电力。

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，声音输入设备8005也使用二次电池。声音输入设备8005包括上面实施方式所示的蓄电系统。除了无线通信元件之外，声音输入设备8005还包括包含麦克风的多个传感器(光学传感器、温度传感器、湿度传感器、气压传感器、照度传感器、动作传感器等)，根据使用者命令可以操作其他设备，例如可以操作显示装置8000的电源且调节照明装置8100的光量等。声音输入设备8005通过声音可以进行周边装置的操作，而能够代替手动遥控操作机。

另外，声音输入设备8005包括车轮及机械式移动单元中的至少一个，向听见使用者的声音的方向移动且由内置有的麦克风正确地听懂命令，并且在显示部8008上显示其内容或能够进行显示部8008的触摸输入操作。

另外，声音输入设备8005可以被用作智能手机等便携式信息终端8009的充电基座。便携式信息终端8009及声音输入设备8005能够以有线或无线进行电力的接受。便携式信息终端8009因为在屋里内没有特别携带的必要，并且在确保必要的容量的同时需要回避对二次电池施加负载而导致劣化，所以优选通过声音输入设备8005能够进行二次电池的管理及维修。另外，声音输入设备8005包括扬声器8007及麦克风，因此即使对便携式信息终端8009进行充电时也可以免提通话。此外，在降低声音输入设备8005的二次电池的容量时，向箭头方向移动且通过连接于外部电源的充电模块8010以无线充电进行充电即可。

另外，可以将声音输入设备8005放在台上。此外，可以使声音输入设备8005设有车轮及机械式移动单元中的至少一个来移动到所希望的位置，或者声音输入设备8005不设有台及车轮而固定于所希望的位置，例如地板上等。

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21中，安镶型照明装置8100是使用由控制充电的微处理器(包括APS)控制的二次电池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及二次电池8103等。虽然在图21中例示出二次电池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，但是二次电池8103也可以设置在框体8101的内部。照明装置8100既可以接收来自商业电源的电力供应，又可以使用蓄积在二次电池8103中的电力。

另外，虽然在图21中例示出设置在天花板8104的安镶型照明装置8100，但是二次电池8103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，也可以用于台式照明装置等。

另外，作为光源8102，可以使用利用电力人工性地得到光的人工光源。具体地说，作为上述人工光源的一个例子，可以举出白炽灯泡、荧光灯等放电灯以及LED或有机EL元件等发光元件。

在图21中，具有室内机8200及室外机8204的空调器是使用二次电池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及二次电池8203等。虽然在图21中例示出二次电池8203设置在室内机8200中的情况，但是二次电池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的双方中设置有二次电池8203。空调器可以接收来自商业电源的电力供应，也可以使用蓄积在二次电池8203中的电力。

在图21中，电冷藏冷冻箱8300是使用二次电池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及二次电池8304等。在图21中，二次电池8304设置在框体8301的内部。电冷藏冷冻箱8300可以接收来自商业电源的电力供应，也可以使用蓄积在二次电池8304中的电力。

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量的比率(称为电力使用率)低的时间段中，将电力蓄积在二次电池中，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，在为电冷藏冷冻箱8300时，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，将电力蓄积在二次电池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，将二次电池8304用作辅助电源，由此可以抑制白天的电力使用率。

二次电池不局限于安装在上述电子设备，也可以安装在所有电子设备。通过采用本发明的一个方式，可以提高二次电池的循环特性。因此，通过将控制本发明的一个方式的充电的微处理器(包括APS)安装在本实施方式所说明的电子设备，可以实现使用寿命更长的电子设备。本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。

首先，图22A至图22E示出将本发明的一个方式的蓄电系统安装在电子设备的例子。作为应用本发明的一个方式的蓄电系统的电子设备，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、移动电话机(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。

图22A示出移动电话机的一个例子。移动电话机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，移动电话机7400具有本发明的一个方式的蓄电系统。本发明的一个方式的蓄电系统例如包括蓄电池7407、上述实施方式所示的控制电路。

图22B示出使移动电话机7400弯曲的状态。在利用外部的力量使移动电话机7400变形而使其整体弯曲时，设置在其内部的蓄电池7407有时也会被弯曲。在此情况下，作为蓄电池7407，优选使用柔性蓄电池。图22C示出柔性蓄电池的被弯曲的状态。蓄电池与控制电路7408电连接。作为控制电路7408，可以使用上面实施方式所示的控制电路。

此外，也可以将具有柔性的蓄电池沿着在房屋或高楼的内壁或外壁、汽车的内部装修或外部装修的曲面组装。

图22D示出手镯型的显示装置的一个例子。便携式显示装置7100包括框体7101、显示部7102、操作按钮7103及本发明的一个方式的蓄电系统。本发明的一个方式的蓄电系统包括例如蓄电池7104、上面实施方式所示的控制电路。

图22E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、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。

显示部7202的显示面是弯曲的，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屏幕来进行操作。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、无线通信的开关、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信。例如，通过与可无线通信的耳麦通信，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包括本发明的一个方式的蓄电系统。该蓄电系统包括蓄电池及上面实施方式所示的控制电路。

便携式信息终端7200优选包括传感器。作为传感器例如优选安装指纹传感器、脉搏传感器、体温传感器等人体传感器、触摸传感器、压力传感器及加速度传感器等中的一个以上。

本实施方式可以与其他实施方式的记载适当地组合。

参照图23对包括本发明的一个方式的控制电路的电子设备的例子进行说明。

扫地机器人7140包括二次电池、配置在顶面的显示器、配置在侧面的多个照相机、刷子、操作按钮及各种传感器等。虽然未图示，但是扫地机器人7140安装有轮胎、吸入口等。扫地机器人7140可以自动行走，检测垃圾，可以从底面的吸入口吸引垃圾。通过使用安装有与扫地机器人7140的二次电池电连接的本发明的一个方式的控制电路的半导体装置，可以减少所使用的构件且检测二次电池的微短路等异常。

扫地机器人7140包括二次电池、照度传感器、麦克风、照相机、扬声器、显示器、各种传感器(红外线传感器、超声波传感器、加速度传感器、压电传感器、光传感器、陀螺仪传感器等)及移动机构等。通过对扫地机器人7140的二次电池使用安装有本发明的一个方式的控制电路的半导体装置，可以进行二次电池的控制及保护等。

麦克风具有检测使用者的声音及周围的声音等音频信号的功能。此外，扬声器具有发出声音及警告音等音频信号的功能。扫地机器人7140可以分析通过麦克风输入的音频信号，从扬声器发出所需要的音频信号。扫地机器人7140可以通过使用麦克风及扬声器与使用者交流。

照相机具有拍摄扫地机器人7140的周围的图像的功能。另外，扫地机器人7140具有使用移动机构移动的功能。扫地机器人7140可以通过使用照相机拍摄周围的图像而分析该图像，判断移动时的障碍物的有无等。

机器人7000包括二次电池、照度传感器、麦克风、照相机、扬声器、显示部、障碍物传感器、移动机构、运算装置等。

麦克风具有检测使用者的声音及周围的声音等的功能。另外，扬声器具有发出声音的功能。机器人7000可以通过麦克风及扬声器与使用者交流。

显示部具有显示各种信息的功能。机器人7000可以将使用者所需的信息显示在显示部上。显示部也可以安装有触摸屏。另外，显示部可以是可拆卸的信息终端，通过将其设置在机器人7000的固定位置上，可以进行充电及数据的收发。

照相机具有对机器人7000的周围环境进行拍摄的功能。另外，障碍物传感器可以利用移动机构检测机器人7000前进时的前进方向是否存在障碍物。机器人7000可以利用照相机及障碍物传感器确认周围环境而安全地移动。

机器人7000的内部包括根据本发明的一个方式的二次电池及半导体装置或电子构件。通过对机器人7000所包括的二次电池使用安装有本发明的一个方式的控制电路的半导体装置，可以进行二次电池的控制及保护等。

飞行物7120包括螺旋桨、照相机及二次电池等，并具有自主飞行功能。

通过对飞行物7120的二次电池使用安装有本发明的一个方式的控制电路的半导体装置，除了轻量化以外还可以进行二次电池的控制及保护等。

作为移动体的一个例子示出电动汽车7160。电动汽车7160包括二次电池、轮胎、制动器、转向装置、照相机等。通过使用安装有与电动汽车7160的二次电池电连接的本发明的一个方式的控制电路的半导体装置，可以减少所使用的构件且检测二次电池的微短路等异常。

注意，虽然在上述例子中作为移动体的一个例子说明了电动汽车，但是移动体不局限于电动汽车。例如，作为移动体，可以举出电车、单轨铁路、船舶、飞机(直升机、无人驾驶飞机(无人机)、飞机、火箭)等，通过使用安装有与这些移动体的二次电池电连接的本发明的一个方式的控制电路的半导体装置，可以减少所使用的构件且检测二次电池的微短路等异常。

可以将包括本发明的控制电路的电池组组装于智能手机7210、PC7220(个人计算机)、游戏机7240等中。此外，也可以将本发明的一个方式的控制电路贴合于电池组。

智能手机7210是便携式信息终端的一个例子。智能手机7210包括麦克风、照相机、扬声器、各种传感器及显示部。通过安装有控制电路的半导体装置控制这些外围设备。通过使用安装有与智能手机7210的二次电池电连接的本发明的一个方式的控制电路的半导体装置，可以减少所使用的构件且进行二次电池的控制及保护等，由此可以提高安全性。

PC7220各自是笔记本型PC的例子。通过使用安装有与笔记本型PC的二次电池电连接的本发明的一个方式的控制电路的半导体装置，可以减少所示用的构件且进行二次电池的控制及保护等，由此可以提高安全性。

游戏机7240是便携式游戏机的例子。游戏机7260是家用游戏机的例子。游戏机7260以无线或有线与控制器7262连接。通过对控制器7262使用安装有本发明的一个方式的控制电路的半导体装置，可以减少所示用的构件且进行二次电池的控制及保护等，由此可以提高安全性。

本实施方式可以与其他实施方式等所记载的结构适当地组合而实施。

(实施方式9)

在本实施方式中，说明包括将本发明的一个方式的控制电路及二次电池的蓄电系统安装在电子设备或移动体中的例子。

首先，图25A至图25D示出将包括上述实施方式所说明的控制电路及二次电池的蓄电系统安装在电子设备的例子。作为应用蓄电系统的电子设备，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、移动电话机(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。

另外，可以将二次电池用于移动体，典型为汽车。作为汽车，可以举出混合动力汽车(HV)、电动汽车(EV)或插电式混合动力汽车(PHV)等新一代清洁能源汽车，并且作为汽车所安装的电源之一可以使用二次电池。移动体不局限于汽车。例如，作为移动体，也可以举出电车、单轨铁路、船舶、飞行物(直升机、无人驾驶飞机(无人机)、飞机、火箭)、电动自行车、电动摩托车等，可以对这些移动体应用包括本发明的一个方式的控制电路及二次电池的蓄电系统。

另外，也可以将包括本实施方式的控制电路及二次电池的蓄电系统应用于设置在住宅中的地上设置型充电装置或设置在商业设施中的充电站。

图25A示出移动电话机的一个例子。移动电话机2100除了安装在框体2101的显示部2102之外还具备操作按钮2103、外部连接端口2104、扬声器2105、麦克风2106等。此外，移动电话机2100包括蓄电系统2107。

移动电话机2100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。

操作按钮2103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，通过利用组装在移动电话机2100中的操作系统，可以自由地设定操作按钮2103的功能。

另外，移动电话机2100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相互通信，可以进行免提通话。

另外，移动电话机2100具备外部连接端口2104，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，也可以通过外部连接端口2104进行充电。此外，充电工作也可以利用无线供电进行，而不利用外部连接端口2104。

移动电话机2100优选包括传感器。作为传感器例如优选安装指纹传感器、脉搏传感器、体温传感器等人体传感器、触摸传感器、压力传感器及加速度传感器等中的至少一个。

图25B示出包括多个旋翼2302的无人航空载具2300。无人航空载具2300也被称为无人机。无人航空载具2300包括本发明的一个方式的蓄电系统2301、相机2303及天线(未图示)。无人航空载具2300可以通过天线远程操作。由于本发明的一个方式的蓄电系统具有高安全性，所以可以在长期间能够长时间安全使用，从而适合用作安装于无人航空载具2300的二次电池。

此外，如图25C所示，可以将本发明的一个方式的蓄电系统2602安装于混合动力汽车(HV)、电动汽车(EV)或插电式混合动力汽车(PHV)、其他电子设备。蓄电系统2602包括多个二次电池2601。

图25D示出具备蓄电系统2602的车辆的一个例子。车辆2603是使用电动机作为行驶的动力源的电动汽车。或者，车辆2603是作为行驶的动力源能够适当地选择使用电动机和引擎的混合动力汽车。使用电动发动机的车辆2603包括多个ECU(Electronic ControlUnit)，由ECU进行引擎控制等。ECU包括微型计算机。ECU与设置在电动车辆中的CAN(Controller Area Network)连接。CAN是作为车内LAN使用的串行通信标准之一。通过将本发明的一个方式的蓄电系统用作ECU的电源，可以实现安全性高且行驶距离长的车辆。

蓄电系统不但可以驱动电动机(未图示)，而且还可以将电力供应到车头灯及室内灯等发光装置中的一个以上。另外，蓄电系统可以将电力供应到车辆2603所具有的速度表、转速计、导航系统等的显示装置及半导体装置。

在车辆2603中，可以通过利用插电方式或非接触供电方式等从外部的充电设备接收电力，来对蓄电系统2602所具有的二次电池2601进行充电。

图25E示出从地上设置型的充电装置2604通过电缆对车辆2603进行充电的情况。当进行充电时，作为充电方法及连接器的规格等，可以根据CHAdeMO(注册商标)或联合充电系统“Combined Charging System”等的规定的方式而适当地进行。例如，通过利用插电技术从外部供应电力，可以对安装在车辆2603中的蓄电系统2602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。充电装置2604可以如图25E所示设置在房屋中，也可以是设置在商业设施中的充电站。

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，不但在停车时而且在行驶时也可以进行充电。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二次电池的充电。可以利用电磁感应方式及磁场共振方式实现这样的非接触供电。

接着，参照图26A及图26B说明本发明的一个方式的蓄电系统的一个例子。

图26A所示的房屋包括具有本发明的一个方式的控制电路及二次电池的蓄电系统2612和太阳能电池板2610。蓄电系统2612通过布线2611等与太阳能电池板2610电连接。此外，蓄电系统2612可以与地上设置型充电装置2604电连接。由太阳能电池板2610获得的电力可以被充电到蓄电系统2612中。此外，存储在蓄电系统2612中的电力可以通过充电装置2604被充电到车辆2603所包括的蓄电系统2602中。蓄电系统2612优选设置在地板下空间部中。通过设置在地板下空间部中，可以有效地利用地板上空间。或者，蓄电系统2612也可以设置在地板上。

储存在蓄电系统2612中的电力也可以供应到房屋中的其他电子设备。因此，即使当由于停电等不能接收来自商业电源的电力供应时，通过将本发明的一个方式的蓄电系统2612用作不间断电源，也可以利用电子设备。

图26B示出本发明的一个方式的蓄电系统的一个例子。如图26B所示，在建筑物799的地板下空间部796中设置有本发明的一个方式的蓄电系统791。

在蓄电系统791中设置有控制装置790，该控制装置790通过布线与配电盘703、蓄电控制器705(也称为控制装置)、显示器706以及路由器709电连接。

将电力从商业用电源701通过引入线安装部710供应到配电盘703。另外，将来自蓄电系统791的电力和来自商业用电源701的电力都供应到配电盘703，该配电盘703将被供应的电力通过插座(未图示)供应到一般负载707及蓄电负载708。

作为一般负载707，例如，可以举出电视或个人计算机等电子设备，并且作为蓄电负载708，例如，可以举出微波炉、冰箱、空调器等电子设备。

蓄电控制器705具有测量部711、预测部712以及计划部713。测量部711具有测量一天(如0点至24点)中的一般负载707及蓄电负载708的耗电量的功能。另外，测量部711还可以具有测量蓄电系统791的电力量及从商业用电源701供应的电力量的功能。另外，预测部712具有根据一天中的一般负载707及蓄电负载708的耗电量而预测下一天将被一般负载707及蓄电负载708消耗的需要电量的功能。另外，计划部713具有根据由预测部712预测的需要电量而决定蓄电系统791的充放电计划的功能。

通过测量部711所测量的一般负载707及蓄电负载708所消耗的电力量可以使用显示器706确认。另外，也可以通过路由器709利用电视机及个人计算机等的电子设备确认。再者，还可以通过路由器709利用智能手机、平板终端等便携式电子终端确认。另外，还可以利用显示器706、电子设备或便携式电子终端确认由预测部712预测的各时段(或每一个小时)的需要电量等。

本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而使用。

(关于本说明书等的记载的附加说明)

下面，对上述实施方式及实施方式中的各结构的说明进行附加说明。

各实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而构成本发明的一个方式。另外，当在一个实施方式中示出了多个结构例子时，可以适当地组合这些结构例子。

另外，可以将某一实施方式中说明的内容(或其一部分)应用于该实施方式中说明的其他内容(或其一部分)及/或一个或多个其他实施方式中说明的内容(或其一部分)、将某一实施方式中说明的内容(或其一部分)与该实施方式中说明的其他内容(或其一部分)及/或一个或多个其他实施方式中说明的内容(或其一部分)组合、用某一实施方式中说明的内容(或其一部分)替换该实施方式中说明的其他内容(或其一部分)及/或一个或多个其他实施方式中说明的内容(或其一部分)。

另外，实施方式中说明的内容是指在各实施方式中参照各个附图所说明的内容或者利用说明书所记载的文字说明的内容。

另外，通过将某一实施方式中示出的附图(或其一部分)与该附图的其他部分、该实施方式中示出的其他附图(或其一部分)及/或一个或多个其他实施方式中示出的附图(或其一部分)组合，可以构成更多的图。

此外，在本说明书等中，按照功能对构成要素进行分类并在区块中以彼此独立的方框表示。然而，在实际的电路等中难以根据功能对构成要素进行分类，有时一个电路涉及到多个功能或者多个电路涉及到一个功能。因此，方框图中的区块不限定于在说明书中说明过的构成要素，而可以根据情况适当地换个方式表述。

此外，为了便于说明，在附图中，任意示出尺寸、层的厚度或区域。因此，本发明并不限定于附图中的尺寸。此外，附图是为了明确起见而示意性地示出的，而不限定于附图所示的形状或数值等。例如，可以包括噪声引起的信号、电压或电流的不均匀、或者时间偏差引起的信号、电压或电流的不均匀等。

在本说明书等中，当说明晶体管的连接关系时，记载为“源极和漏极中的一个”(或者第一电极或第一端子)或“源极和漏极中的另一个”(或者第二电极或第二端子)。这是因为晶体管的源极和漏极根据晶体管的结构或工作条件等而改变。此外，根据情况可以将晶体管的源极和漏极适当地换称为源极(漏极)端子或源极(漏极)电极等。

此外，在本说明书等中，“电极”及“布线”这样的用语不在功能上限定其构成要素。例如，有时将“电极”用作“布线”的一部分，反之亦然。再者，“电极”及“布线”这样的用语还包括多个“电极”及“布线”被形成为一体的情况等。

另外，在本说明书等中，可以适当地换称电压和电位。电压是指与成为基准的电位之间的电位差，例如在成为基准的电位为接地电压时，可以将电压换称为电位。接地电位不一定意味着0V。此外，电位是相对的，对布线等供应的电位有时根据成为基准的电位而变化。

此外，在本说明书等中，根据情况或状况，可以互相调换“膜”和“层”等词句。例如，有时可以将“导电层”这个用语变更为“导电膜”这个用语。此外，例如，有时可以将“绝缘膜”这个用语变更为“绝缘层”这个用语。

在本说明书等中，开关是指具有通过变为导通状态(开启状态)或非导通状态(关闭状态)来控制是否使电流流过的功能的元件。或者，开关是指具有切换电流的路径的功能的元件。

在本说明书等中，例如，沟道长度是指在晶体管的俯视图中，半导体(或在晶体管处于导通状态时在半导体中电流流过的部分)和栅极重叠的区域或者形成沟道的区域中的源极和漏极之间的距离。

在本说明书等中，例如，沟道宽度是指半导体(或在晶体管处于导通状态时在半导体中电流流过的部分)和栅极重叠的区域或者形成沟道的区域中的源极和漏极相对的部分的长度。

在本说明书等中，“A与B连接”除了包括A与B直接连接的情况以外，还包括A与B电连接的情况。在此，“A与B电连接”是指在A与B之间存在具有某种电作用的物件，能够在A和B之间进行电信号的授受。

[符号说明]

10：电容器、11：晶体管、51：曲线、52：曲线、99：开关、99_1：开关、99_2：开关、99_3：开关、110：导电体、111：组电池、113_1：比较器、113_2：比较器、113_3：比较器、113_4：比较器、113_5：比较器、120a：下部电极、120b：上部电极、121：控制部、122：电压生成部、127：检测部、128：检测部、130：绝缘体、131：开关、140：充电器、141：开关、150A：功率晶体管、150B：功率晶体管、152a：绝缘体、152b：绝缘体、155：绝缘体、190：蓄电系统、191：控制电路、192：二次电池、193：负载、210：绝缘体、286：绝缘体、287：绝缘体、311：衬底、313：半导体区域、314a：低电阻区域、314b：低电阻区域、315：绝缘体、316：导电体、320：绝缘体、322：绝缘体、324：绝缘体、326：绝缘体、328：导电体、330：导电体、350：绝缘体、352：绝缘体、354：绝缘体、356：导电体、357：导电体、400：二次电池、401：正极盖、413：导电板、414：导电板、415：蓄电系统、416：布线、420：控制电路、421：布线、422：布线、423：布线、424：导电体、425：绝缘体、426：布线、501：电路板、509：签条、511：端子、513：二次电池、515：密封带、517：天线、519：层、531：二次电池组、551：正极引线及负极引线中的一个、552：正极引线及负极引线中的另一个、590：控制电路、590a：电路系统、590b：电路系统、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、613：安全阀机构、701：商业用电源、703：配电盘、705：蓄电控制器、706：显示器、707：一般负载、708：蓄电负载、709：路由器、710：引入线安装部、711：测量部、712：预测部、713：计划部、790：控制装置、791：蓄电系统、796：地板下空间部、799：建筑物、911a：端子、911b：端子、913：二次电池、930：框体、931：负极、931a：负极活性物质层、932：正极、932a：正极活性物质层、933：隔离体、950a：卷绕体、951：端子、952：端子、1201：芯片、1202：凸块、1203：印刷电路板、1213：模拟运算部、1221：DRAM、1222：FeRAM、1223：集成电路、1225：芯片、2100：移动电话机、2101：框体、2102：显示部、2103：操作按钮、2104：外部连接端口、2105：扬声器、2106：麦克风、2107：蓄电系统、2300：无人航空载具、2301：蓄电系统、2302：旋翼、2303：相机、2601：二次电池、2602：蓄电系统、2603：车辆、2604：充电装置、2610：太阳能电池板、2611：布线、2612：蓄电系统、7000：机器人、7100：便携式显示装置、7101：框体、7102：显示部、7103：操作按钮、7104：蓄电池、7120：飞行物、7140：扫地机器人、7160：电动汽车、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、7210：智能手机、7220：PC、7240：游戏机、7260：游戏机、7262：控制器、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：蓄电池、7408：控制电路、8000：显示装置、8001：框体、8002：显示部、8003：扬声器部、8004：二次电池、8005：声音输入设备、8007：扬声器、8008：显示部、8009：便携式信息终端、8010：充电模块、8021：充电装置、8022：电缆、8024：蓄电系统、8100：照明装置、8101：框体、8102：光源、8103：二次电池、8104：天花板、8105：侧壁、8106：地板、8107：窗户、8200：室内机、8201：框体、8202：送风口、8203：二次电池、8204：室外机、8300：电冷藏冷冻箱、8301：框体、8302：冷藏室门、8303：冷冻室门、8304：二次电池、8400：汽车、8401：车头灯、8406：电发动机、8500：汽车、8600：小型摩托车、8601：后视镜、8602：蓄电系统、8603：方向灯、8604：座位下收纳部、8700：电动自行车、8701：蓄电池、8702：蓄电系统、8703：显示部、8704：控制电路、9600：平板终端、9601：笔记本型个人计算机、9625：开关、9626：开关、9627：电源开关、9628：操作开关、9629：夹子、9630：框体、9630a：框体、9630b：框体、9631：显示部、9633：太阳能电池、9634：控制电路、9635：蓄电体、9640：可动部、9650：键盘部

Claims (13)

1.一种控制电路，包括：

第一电阻电路；

第二电阻电路；

比较器；以及

存储电路，

其中，所述比较器包括第一输入端子、第二输入端子及输出所述第一输入端子与所述第二输入端子的比较结果的第一输出端子，

所述第一电阻电路的一个端子与二次电池的正极电连接，

所述第一电阻电路的另一个端子与所述第一输入端子及所述第二电阻电路的一个端子电连接，

所述存储电路具有保持第一数据的功能，

所述控制电路具有：

使用所述第一数据生成第一信号及第二信号的功能；

通过将所述第一信号供应到所述第一电阻电路来调整所述第一电阻电路的电阻的功能；

通过将所述第二信号供应到所述第二电阻电路来调整所述第二电阻电路的电阻的功能；以及

根据来自所述第一输出端子的输出停止所述二次电池的充电及放电中的一个的功能，

并且，所述存储电路包括使用铁电层的电容器。

2.根据权利要求1所述的控制电路，

其中所述第一电阻电路包括一个电阻元件和一个开关的多个组，

在所述一个电阻元件和所述一个开关的所述组中，所述一个开关具有使流过所述一个电阻元件的电流变动的功能，

并且所述控制电路具有使用所述第一信号控制所述多个组各自包括的所述开关的工作的功能。

3.根据权利要求1或2所述的控制电路，其中所述第二输入端子被供应与充电电压的上限对应的信号或与放电电压的下限对应的信号。

4.根据权利要求1或2所述的控制电路，还包括第三电阻电路及第二比较器，

其中所述第二比较器包括第三输入端子、第四输入端子及输出所述第三输入端子与所述第四输入端子的比较结果的第二输出端子，

所述第二电阻电路的另一个端子与所述第三输入端子及所述第三电阻电路的一个端子电连接，

所述第三电阻电路的另一个端子与所述二次电池的负极电连接，

并且所述控制电路具有：

使用所述第一数据生成第三信号的功能；

通过将所述第三信号供应到所述第三电阻电路来调整所述第三电阻电路的电阻的功能；以及

根据所述第二输出端子的输出停止所述二次电池的充电及放电中的另一个的功能。

5.根据权利要求4所述的控制电路，其中与充电电压的上限对应的信号及与放电电压的下限对应的信号中的一个被供应到所述第二输入端子，另一个被供应到所述第四输入端子。

6.一种控制电路，包括：

与二次电池的正极电连接的第一端子；

与所述二次电池的负极电连接的第二端子；

与控制所述二次电池与充电器或负载的电连接的功率晶体管的栅极电连接的第三端子；

与所述第一端子及所述第二端子电连接的检测部；

与所述检测部电连接的控制部；以及

与所述控制部电连接的存储电路，

其中，所述存储电路包括在一对电极间具有铁电层的存储单元、与所述存储单元电连接的晶体管及输出来自所述存储单元的信号的译码器，

所述检测部包括基于所述存储电路所储存的数据进行了电阻的调整的电阻电路，

并且，所述控制部具有：基于从所述检测部输入的参考电位与所述第一端子的电位或所述第二端子的电位的比较结果判断所述二次电池为过放电的功能；以及在被判断为所述过放电时向所述第三端子输出使所述功率晶体管处于关闭状态的信号的功能。

7.一种控制电路，包括：

与二次电池的正极电连接的第一端子；

与所述二次电池的负极电连接的第二端子；

与控制所述二次电池与充电器或负载的电连接的功率晶体管的栅极电连接的第三端子；

与所述第一端子及所述第二端子电连接的检测部；

与所述检测部电连接的控制部；以及

与所述控制部电连接的存储电路，

其中，所述存储电路包括在一对电极间具有铁电层的存储单元、与所述存储单元电连接的晶体管及输出来自所述存储单元的信号的译码器，

所述检测部包括基于所述存储电路所储存的数据进行了电阻的调整的电阻电路，

并且，所述控制部具有：基于从所述检测部输入的参考电位与所述第一端子的电位或所述第二端子的电位的比较结果判断所述二次电池为过充电的功能；以及在被判断为所述过充电时向所述第三端子输出使所述功率晶体管处于关闭状态的信号的功能。

8.根据权利要求6或7所述的控制电路，其中通过从所述控制电路的外部供应信号来向所述存储电路写入数据，所述控制电路包括被输入来自所述外部的信号的第四端子。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的控制电路，其中所述存储电路所包括的铁电层所包含的所述铁电性材料包含含有铪及锆的氧化物。

10.根据权利要求6至9中任一项所述的控制电路，其中所述铁电层所包含的铁电性材料的结晶结构为正交晶。

11.根据权利要求6至10中任一项所述的控制电路，其中所述存储电路所包括的所述一对电极包含氮化钛。

12.根据权利要求6至11中任一项所述的控制电路，其中所述晶体管为Si晶体管。

13.一种电子设备，包括：

权利要求1至12中任一项所述的控制电路；以及

二次电池。

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