JP2016131148A

JP2016131148A - 蓄電装置及び電子機器

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Publication number: JP2016131148A
Application number: JP2016002200A
Authority: JP
Inventors: 純平桃; Junpei Momo; 亮太田島; Ryota Tajima
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2016-01-08
Publication date: 2016-07-21

Abstract

【課題】可撓性を有する蓄電装置または湾曲させても容量が悪化しにくい蓄電装置を提供することを課題とする。【解決手段】捲回体と、電解液を有し、捲回体は、積層体を有し、積層体は、正極と、負極を重ねて有し、積層体の厚さをＴ、捲回体の巻き数ｎ＝ｋ（ｋは自然数）の部分の幅をＷｋとするとき、Ｗｋ＋１＞Ｗｋ＋２Ｔである蓄電装置を提供する。または、捲回体は、第１の部分と、第２の部分を有し、捲回体の巻き数ｎ＝ｋの部分は、第１の部分を有し、捲回体において、巻き数ｎ＝ｋ＋１の部分は、第２の部分を有し、第１の部分と、第２の部分が重なり、第１の部分と、第２の部分の間の距離をＧとするとき、Ｇ＞Ｔである蓄電装置を提供する。【選択図】図１

Description

本発明の一態様は、蓄電装置及び電子機器に関する。

なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の一態様は、物、方法、又は製造方法に関する。本発明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、又は組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、記憶装置、それらの駆動方法、又は、それらの製造方法を一例として挙げることができる。

なお、本明細書において電子機器とは、電気によって駆動する装置全般を指し、電気光学装置、および情報端末装置などは全て電子機器である。電子機器は二次電池を内蔵する場合がある。なお、ここで内蔵という定義は、取り外して交換できないように内蔵することは言うまでもなく、バッテリーパックなどとして自由に取り外しできるものも内蔵と呼ぶ。

近年、リチウムイオン二次電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池等、種々の蓄電装置の開発が盛んに行われている。特に高出力、高エネルギー密度であるリチウムイオン二次電池は、携帯電話やスマートフォン、ノート型コンピュータ等の携帯情報端末、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ等の電子機器、あるいは医療機器、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、またはプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車など、半導体産業の発展と併せて急速にその需要が拡大し、充電可能なエネルギーの供給源として現代の情報化社会に不可欠なものとなっている。

リチウムイオン二次電池の構造として、捲回型が知られている（特許文献１）。捲回型二次電池は、正極、負極、及びセパレータを重ね合わせて捲回させることにより、容量を増大させている。量産化に優れていることが、捲回型二次電池の特徴とされる。

一方、使用者が体に身につけて使用するウェアラブルデバイスの開発が盛んに行われている。使用者がより快適に使用するために、ウェアラブルデバイスは、湾曲した形状を有する、または、可撓性を有するものが多い。また、このようなウェアラブルデバイスに搭載するために、湾曲した形状を有するか、可撓性を有する蓄電装置の開発が行われている。

例えば、特許文献２には、少なくとも一軸方向に湾曲することのできるシート状の蓄電装置と、該蓄電装置を搭載した電子デバイスが開示されている。

特開平０８−２７３７０２号公報特開２０１３−２１１２６２号公報

捲回型二次電池は、湾曲させることが困難であった。また、湾曲させることにより、容量及びサイクル特性が悪化することがあった。

本発明の一態様は、可撓性を有する蓄電装置を提供することを課題とする。本発明の一態様は、湾曲させることのできる蓄電装置を提供することを課題とする。また、本発明の一態様は、湾曲させても容量が悪化しにくい蓄電装置を提供することを課題とする。また、可撓性を有する蓄電装置を有する電子機器を提供することを課題とする。

または、本発明の一態様は、新規な電子デバイス、新規な電子機器、新規な二次電池、または、新規な蓄電装置を提供することを課題とする。なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

本発明の一態様は、捲回体と、電解液を有し、捲回体は、積層体を有し、積層体は、正極と、負極を重ねて有し、積層体の厚さをＴ、捲回体の巻き数ｎ＝ｋ（ｋは自然数）の部分の幅をＷ_ｋとするとき、少なくとも一のｋについて、Ｗ_ｋ＋１＞Ｗ_ｋ＋２Ｔである蓄電装置である。

上記構成の蓄電装置において、捲回体の巻き数ｎ＝ｋの部分の高さをＨ_ｋとするとき、少なくとも一のｋについて、Ｈ_ｋ＋１＞Ｈ_ｋ＋２Ｔであってもよい。

また、本発明の一態様は、捲回体と、電解液を有し、該捲回体は、積層体を有し、該積層体は、正極と、負極を重ねて有し、捲回体は、隣り合う積層体と積層体との間の少なくとも一部に間隔を空ける湾曲した蓄電装置である。

湾曲した捲回体と、電解液を有し、該捲回体は、積層体を有し、該積層体は、正極と、負極を重ねて有し、積層体の高さをＴとし、積層体と概略垂直に交差しながら捲回体を切断する曲線が、捲回体の巻き数ｎ＝ｋの部分の端部と交差する２点の間の長さをＣ_ｋとするとき、少なくとも一のｋについて、Ｃ_ｋ＋１＞Ｃ_ｋ＋２Ｔである湾曲した蓄電装置である。

上記構成において、捲回体の巻き数ｎ＝ｋの部分の高さをＨ_ｋとするとき、少なくとも一のｋについて、Ｈ_ｋ＋１＞Ｈ_ｋ＋２Ｔであってもよい。

また、本発明の一態様は、捲回体と、電解液を有し、捲回体は、積層体を有し、積層体は、正極と、負極を重ねて有し、捲回体の巻き数ｎ＝ｋ（ｋは自然数）の部分は、第１の部分を有し、捲回体の巻き数ｎ＝ｋ＋１の部分は、第２の部分を有し、第１の部分と、第２の部分が重なり、第１の部分と、第２の部分の間の距離をＧ、積層体の厚さをＴとするとき、少なくとも一のｋについて、Ｇ＞Ｔである蓄電装置である。

上記構成蓄電装置において、湾曲していてもよい。

また、上記各構成の蓄電装置において、可撓性を有する外装体を有し、外装体は、捲回体と、電解液を囲んでいてもよい。また、上記各構成の蓄電装置において、可撓性を有していてもよい。

また、本発明の一態様は、上記各構成の蓄電装置と、湾曲部を有する筐体を有する電子機器である。また、本発明の一態様は、上記各構成の蓄電装置と、可撓性を有する筐体を有する電子機器である。

本発明の一態様により、捲回体において、隣り合う積層体と積層体の間に間隔を空けることができる。これによって、蓄電装置を湾曲させた際、捲回体は変形しやすくなるため、湾曲した捲回体の内径と外径の差に起因して生じる応力を逃がすことができる。また、正極又は負極が損傷するのを防ぐことができる。従って、可撓性を有する捲回型蓄電装置を提供することができる。また、湾曲させても容量が悪化しにくい蓄電装置を提供することができる。また、可撓性を有する蓄電装置を有する電子機器を提供することができる。

また、新規な電子デバイス、新規な電子機器、新規な二次電池、または、新規な蓄電装置を提供することができる。なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

本発明の一態様の二次電池を説明する図。本発明の一態様に係る積層体を説明する図。本発明の一態様に係る積層体を説明する図。本発明の一態様に係る積層体を説明する図。捲回体を説明する図。本発明の一態様に係る捲回体を説明する図。本発明の一態様に係る捲回体を説明する図。本発明の一態様に係る捲回体を説明する図。本発明の一態様に係る捲回体を説明する図。本発明の一態様の二次電池を説明する図。本発明の一態様の二次電池を説明する図。本発明の一態様に係る捲回体を説明する図。本発明の一態様の二次電池の製造方法を説明する図。本発明の一態様の二次電池の製造方法を説明する図。本発明の一態様の二次電池の製造方法を説明する図。本発明の一態様の二次電池の製造方法を説明する図。本発明の一態様の二次電池の製造方法を説明する図。本発明の一態様の二次電池の製造方法を説明する図。本発明の一態様の電子機器を説明する図。本発明の一態様の電子機器を説明する図。本発明の一態様の電子機器を説明する図。本発明の一態様の電子機器を説明する図。本発明の一態様の電子機器を説明する図。本発明の一態様の電子機器を説明する図。本発明の一態様の電子機器を説明する図。

以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信号の授受を可能とするものであれば、特に制限はない。

なお、「膜」という言葉と、「層」という言葉とは、場合によっては、または、状況に応じて、互いに入れ替えることが可能である。例えば、「導電層」という用語を、「導電膜」という用語に変更することが可能な場合がある。または、例えば、「絶縁膜」という用語を、「絶縁層」という用語に変更することが可能な場合がある。

図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解を容易にするため、実際の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ずしも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。

なお、本明細書等における「第１」、「第２」、「第３」などの序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すものであり、数的に限定するものではないことを付記する。

本明細書において、「平行」とは、二つの直線が−１０°以上１０°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、−５°以上５°以下の場合も含まれる。また、「略平行」とは、二つの直線が−３０°以上３０°以下の角度で配置されている状態をいう。また、「垂直」とは、二つの直線が８０°以上１００°以下の角度で配置されている状態をいう。したがって、８５°以上９５°以下の場合も含まれる。また、「略垂直」とは、二つの直線が６０°以上１２０°以下の角度で配置されている状態をいう。

なお、本明細書等に記載の蓄電装置において、正極及び負極を適宜入れ替えて使用してもよい。

（実施の形態１）
本実施の形態では、図１乃至図１２を用いて、本発明の一態様の蓄電装置について、二次電池を例に挙げて説明する。

図１（Ａ）に、本発明の一態様の二次電池１００を示す。二次電池１００は、可撓性を有する外装体１１０、正極リード１４１、及び負極リード１４５を有する。ＸＹ曲線における二次電池１００の断面図を、図１（Ｂ）に示す。

図１（Ｂ）において、二次電池１００は、外装体１１０に囲まれるように電解液１０９と、捲回体１１８を有する。捲回体１１８は、積層体１１９を捲回することにより、構成されている。

なお、図示しないが、正極リード１４１及び負極リード１４５は、それぞれ、積層体１１９の一部である正極集電体、及び負極集電体に、電気的に接続されている。

前述の通り、図１（Ｂ）において、捲回体１１８は、積層体１１９を捲回することにより構成されているが、隣り合う積層体１１９と積層体１１９との間に間隔１２５が空くように捲回されている。これによって、二次電池１００を、湾曲することのできる捲回型二次電池とすることができる。

ここで、比較として、図５に、異なる構造を有する捲回型二次電池における正極１１１、負極１１５及びセパレータ１０８の断面図を示す。図５（Ａ）において、正極１１１、負極１１５及びセパレータ１０８は、重ねられ、断面が概略円形となるように捲回されている。このように、正極１１１、負極１１５及びセパレータ１０８が巻かれた捲回型二次電池を湾曲させるのは難しい。

また、図５（Ｂ）において、正極１１１、負極１１５及びセパレータ１０８は、重ねられ、板状になるように捲回されている。図５（Ｂ）に示す捲回体を湾曲させた際の一例を図５（Ｃ）に示す。図５（Ｃ）に示すように、捲回体を湾曲させると、湾曲した捲回体の内径と外径の差に起因する応力を逃がすため、電極が屈曲することがある。例えば、領域１２６で示すように、負極１１５及びセパレータ１０８が屈曲することにより、正極１１１と負極１１５との間の距離が、遠くなることがある。このように、距離が遠くなることによって、電池反応の速度が遅くなり、二次電池の容量が低下することがある。また、別の例として、領域１２７で示すように、正極１１１及び負極１１５が、局所的に強く屈曲すると、正極１１１及び負極１１５が破損することがある。また、正極１１１又は、負極１１５が破損することにより、二次電池の容量が低下することがある。

以上に示したように、捲回型二次電池は、湾曲させるのが困難であるか、湾曲させると電極が破損し、容量が低下することがある。

一方、本発明の一態様の二次電池においては、図１（Ｂ）に示したとおり、捲回体１１８において、隣り合う積層体１１９と積層体１１９の間に間隔を空ける。これによって、二次電池１００を湾曲した際に、捲回体１１８は柔軟に変形し、湾曲した捲回体の内径と外径の差に起因して生じる応力を逃がすことができる。従って、二次電池１００は、図１（Ｃ）に示すように、湾曲させることができる。また、正極１１１又は負極１１５が屈曲するのを防ぐことができる。

従って、二次電池１００を湾曲させることにより、正極１１１と負極１１５の距離が遠くなるのに伴い、電池反応の速度が遅くなり、二次電池１００の容量が低下することを抑制することができる。また、正極１１１又は負極１１５が局所的に強く屈曲することにより、破損することを抑制することができる。より具体的には、正極集電体１０１又は負極集電体１０５が破れることを抑制することができる。また、正極１１１が有する正極活物質層又は負極が有する負極活物質層に、ひび割れが生じることを抑制することができる。また、正極活物質層１０２が正極集電体１０１から剥離すること、また、負極活物質層１０６が負極集電体１０５から剥離することを抑制することができる。

また、図１に示すように、二次電池１００は、中央部で薄く、端部で厚い形状を有することが好ましい。また、外装体１１０は、可撓性を有することが好ましい。二次電池１００を湾曲した際に、捲回体１１８が変形して、捲回体１１８の端部において厚みが増加することがある。このように、二次電池１００が中央部よりも端部が厚い構成、また、外装体１１０が可撓性を有する構成とすれば、外装体１１０が捲回体１１８の変形を妨げることがなく、電極の破損を抑制することができる。なお、二次電池１００は図１の形状に限定されない。例えば、外装体１１０の内部に、捲回体１１８が十分に変形できる空間を有していれば、二次電池１００は、中央部と端部で厚みが均一であってもよい。

図２乃至図４に、積層体１１９の断面図を示す。積層体１１９は、正極１１１と、負極１１５を積層して有する。また、正極１１１は、正極集電体１０１と、正極活物質層１０２を有し、負極１１５は、負極集電体１０５と、負極活物質層１０６を有する。また、積層体１１９は、第１のセパレータ１０８を有し、正極活物質層１０２及び負極活物質層１０６は、第１のセパレータ１０８を介して対向する。

図２（Ａ）に示す正極１１１において、正極集電体１０１は、一方の面に、正極活物質層１０２を有する。また、負極１１５において、負極集電体１０５は、一方の面に負極活物質層１０６を有する。この構成とすると、図１（Ｂ）に示したように、捲回体１１８において隣り合う積層体１１９と積層体１１９の間に間隔１２５を設けても、正極活物質層１０２と、負極活物質層１０６の距離が遠くなることがなく、好ましい。また、積層体１１９は、第２のセパレータ１１６を重ねて有する。第２のセパレータ１１６を重ねることにより、積層体１１９を捲回した際に、隣り合う２つの積層体１１９のそれぞれに属する正極１１１と負極１１５が接触して短絡が起きることを防止することができる。なお、図２（Ａ）では、負極集電体１０５の他方の面と接するように第２のセパレータ１１６を重ねる例を示すが、本発明はこれに限られない。例えば、図２（Ａ）に示す正極集電体１０１の他方の面と接するように第２のセパレータ１１６を重ねてもよい。

また、図２（Ｂ）に示すように、正極１１１において、正極集電体１０１は、両方の面に、正極活物質層１０２を有し、負極１１５において、負極集電体１０５は、両方の面に負極活物質層１０６を有する構成であってもよい。本構成とすると、二次電池１００の容量を増加させることができる。

なお、積層体１１９は第２のセパレータ１１６を有さなくてもよい。例えば、図２（Ｃ）に示すように、正極集電体１０１の正極活物質層１０２を有さない面と、負極集電体１０５の負極活物質層１０６を有さない面のそれぞれに、絶縁性の摩擦層１１７を設けることによっても、正極１１１と負極１１５が接触して短絡が発生するのを抑制することができる。摩擦層１１７の表面に働く摩擦力が小さいと、従って、捲回体１１８を湾曲させたとき、積層体１１９が変形しやすくなる。なお、摩擦層１１７は、正極１１１又は負極１１５の少なくとも一方が有していればよい。

また、図３（Ａ）に示すように、２つの正極１１１で負極１１５を挟む構成としてもよい。２つの正極１１１において、それぞれの正極集電体１０１は、一方の面に正極活物質層１０２を有する。また、負極１１５において、負極集電体１０５は、両方の面に負極活物質層１０６を有する。この構成とすると、捲回することにより積層体１１９の一部分と他の部分が接触しても短絡が発生しにくいため、第２のセパレータ１１６を有さなくてもよい。また、正極集電体１０１は、金属により構成されるため、正極集電体１０１同士の接触面に働く摩擦力は、正極集電体１０１と、第２のセパレータ１１６との接触面に働く摩擦力より小さい。よって、本構成とすることにより、積層体１１９の表面に働く摩擦力を小さくすることができる。従って、捲回体１１８を湾曲させたとき、変形しやすくすることができる。

また、図３（Ｂ）に示すように、２つの正極１１１で、２つの負極１１５を挟む構成としてもよい。２つの正極１１１において、それぞれの正極集電体１０１は、一方の面に正極活物質層１０２を有する。また、２つの負極１１５において、それぞれの負極集電体１０５は、一方の面に負極活物質層１０６を有する。この構成とすると、捲回することにより隣り合う積層体１１９と積層体１１９が接触しても短絡が発生しにくいため、第２のセパレータ１１６を有さなくてもよい。また、正極集電体１０１は、金属により構成されるため、正極集電体１０１同士の接触面に働く摩擦力は、正極集電体１０１と、第２のセパレータ１１６との接触面に働く摩擦力より小さい。よって、本構成とすることにより、積層体１１９の表面におかけるを高めることができる。従って、捲回体１１８を湾曲させたとき、変形しやすくすることができる。

また、図４に示す積層体１１９は、正極１１１ａ、負極１１５、正極１１１ｂ、セパレータ１０８ａ及びセパレータ１０８ｂが積層して構成される。正極１１１ａにおいて、正極集電体１０１は、一方の面に正極活物質層１０２を有する。正極１１１ｂにおいて、正極集電体１０１は、両面に正極活物質層１０２を有する。また、負極１１５ａにおいて、負極集電体１０５は、一方の面に負極活物質層１０６を有する。負極１１５ｂにおいて、負極集電体１０５は、両面に負極活物質層１０６を有する。積層体１１９は、セパレータ１０８ｂを正極１１１ｂ及び負極１１５ｂに巻き付けたものに、正極１１１ａ、負極１１５ｂ、正極１１１ｂ、及び負極１１５ａを重ねて、帯状のセパレータ１０８ｂを全体に巻き付けた構造を有している。本構成とすることで、積層体１１９において電極がずれることを抑制することができる。

なお、本明細書等において、積層体１１９の厚さＴとは、積層体１１９を構成する各層の厚さの合計である。ここで、積層体１１９を構成する各層とは、例えば正極１１１、負極１１５、及び第１のセパレータ１０８のことである。積層体１１９が、第２のセパレータ１１６を有する場合には、第２のセパレータ１１６の厚さも、積層体１１９の厚さＴに含む。また、積層体１１９が摩擦層１１７を有する場合には、摩擦層１１７の厚さも、積層体１１９の厚さＴに含む。積層体１１９の厚さＴは、５０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、１００μｍ以上４００μｍ以下であるとより好ましい。このような積層体１１９を捲回することによって、二次電池１００を湾曲させる際に柔軟に変形することのできる捲回体１１８とすることができる。

なお、積層体１１９の巻き方向は特に制限されない。捲回体１１８の作製において、正極１１１が内側となるように積層体１１９を捲回してもよく、また、負極１１５が内側となるように積層体１１９を捲回してもよい。

なお、前述のとおり、二次電池１００において、正極リード１４１は、正極集電体１０１と電気的に接続されており、また、負極リード１４５は、負極集電体１０５と電気的に接続されている。ここで、正極リード１４１及び負極リード１４５は、それぞれ、正極活物質層１０２及び負極活物質層１０６とは、接触しないことが好ましい。従って、正極１１１及び負極１１５において、正極リード１４１及び負極リード１４５を電気的に接続するために、活物質層を設けない領域を有していてもよい。

次に、隣り合う積層体と積層体との間に間隔を空けた捲回体１１８について、図６を用いて具体的に説明する。

捲回体１１８は、積層体１１９の末端１２０から数えた巻き数によって区分することができる。捲回体１１８において、末端１２０から数えた巻き数が、ｎ−１より大きくｎ以下である部分を、巻き数ｎの部分と呼ぶこととする（ｎは自然数）。具体的には、図６（Ａ）、（Ｂ）に示すように、捲回体１１８において、末端１２０から数えた巻き数が、０より大きく１以下である部分を、巻き数ｎ＝１の部分１１９ａとすることができる。また、末端１２０から数えた巻き数が、１より大きく２以下である部分を、巻き数ｎ＝２の部分１１９ｂとすることができる。また、末端１２０から数えた巻き数が、２より大きく３以下である部分を、巻き数ｎ＝３の部分１１９ｃとすることができる。

なお、図１（Ｂ）に示す捲回体１１８において、最大の巻き数ｎ＝２であり、図６（Ａ）、（Ｂ）に示す捲回体１１８において、最大の巻き数ｎ＝３であるが、本発明の一態様はこれに限られず、最大の巻き数ｎは４以上であってもよい。積層体１１９をより多くの回数巻いて捲回体１１８を構成することによって、より容量の大きな二次電池１００とすることができ、好ましい。

捲回体１１８において、隣り合う積層体と積層体の間に間隔を空けると、捲回体１１８を湾曲しやすくすることができるが、特に、積層体１１９の厚みと同等の幅を有する間隔を空けると、より湾曲しやすくすることができ、より好ましい。換言すると、積層体１１９の厚さをＴ、捲回体１１８の巻き数ｎ＝ｋ（ｋは自然数）の部分の幅をＷ_ｋとするとき、Ｗ_ｋ＋１＞Ｗ_ｋ＋２Ｔ、より好ましくはＷ_ｋ＋１≧Ｗ_ｋ＋４Ｔであれば、捲回体１１８を湾曲させやすくすることができる。

例えば、図６（Ａ）に示すように、巻き数ｎ＝２の部分１１９ｂの幅Ｗ_２が、巻き数ｎ＝１の部分１１９ａの幅Ｗ_１と比較して２Ｔより大きければ、捲回体１１８の巻き数ｎ＝２の部分１１９ｂと、巻き数ｎ＝１１９ａの部分との間に間隔を空けることができる。

捲回体１１８の高さ方向において、隣り合う積層体と積層体の間に間隔を空けても、捲回体１１８を湾曲しやすくすることができる。捲回体１１８の巻き数ｎ＝ｋの部分の高さはＨ_ｋであるとするとき、Ｈ_ｋ＋１＞Ｈ_ｋ＋２Ｔであれば捲回体１１８の高さ方向において、隣り合う積層体と積層体の間に間隔を空けることができる。また、Ｈ_ｋ＋１≧Ｈ_ｋ＋４Ｔであれば、積層体１１９の厚みと同等の幅を有する間隔を設けることができ、より好ましい。

例えば、図６（Ａ）に示すように、巻き数ｎ＝２の部分１１９ｂの高さＨ_２が、巻き数ｎ＝１の部分１１９ａの高さＨ_１と比較して２Ｔより大きければ、捲回体１１８の高さ方向において、巻き数ｎ＝２の部分１１９ｂと巻き数ｎ＝１１９ａの部分との間に間隔を空けることができる。

なお、図６では、隣り合う積層体１１９と積層体１１９が全く接触しない様子を示したが、本実施の形態はこれに限られず、隣り合う積層体１１９と積層体１１９の間の少なくとも一部に間隔が空いていればよい。

なお、上記した捲回体１１８の幅Ｗ_ｋ、高さＨ_ｋなどは、巻き数ｎ＝ｋの部分のうち任意の２点を用いて測定すればよい。

また、隣り合う積層体と積層体との間の間隔について異なる言い方をすることができる。巻き数ｎ＝ｋの部分は、第１の部分１２１を有し、巻き数ｎ＝ｋ＋１の部分は、第２の部分１２２を有し、第１の部分１２１と第２の部分１２２が重なるとき、第１の部分１２１と、第２の部分１２２の間の距離ＧがＴより大きい構成であっても、隣り合う積層体と積層体は十分な間隔を空けることができる。

例えば、図６（Ｂ）に示すように、巻き数ｎ＝２の部分１１９ｂが、第１の部分１２１を有し、巻き数ｎ＝３の部分１１９ｃが、第２の部分１２２を有しているとする。第１の部分１２１と、第２の部分１２２は、重なることができ、第１の部分１２１と第２の部分１２２との間の距離ＧがＴより大きければ、捲回体１１８において隣り合う巻き数ｎ＝２の部分１１９ｂと、巻き数ｎ＝３の部分１１９ｃは十分な間隔を空けることができ、好ましい。

ここで、図７に示す捲回体１１８の斜視図を用いて、本明細書等における、捲回体１１８の幅Ｗ及び高さＨについて説明する。幅Ｗ及び、高さＴとは、それぞれ、矢印２００で示す捲回体１１８の捲回軸方向に対して垂直な向きの捲回体１１８の長さのことであり、Ｗ＞Ｔである。

上記の捲回体１１８を有する二次電池１００は、湾曲させることができる。二次電池１００は、二次電池１００を搭載する電子機器を使用者が湾曲させる際に、電子機器の形状の変化に追随して湾曲することができる。また、二次電池１００は、湾曲した筐体等を有する電子機器の製造工程において、二次電池１００を搭載する際に、湾曲することができる。二次電池１００が、湾曲した状態であっても、捲回体１１８において、隣り合う積層体１１９と積層体１１９との間に間隔を空ける構成であれば、二次電池１００においてさらに湾曲を強める、又は、湾曲を弱める等の変形をさせることができ、好ましい。

また、二次電池１００は、例えば図１（Ｃ）で示したような湾曲した形状を、予め有する構成であってもよい。湾曲した形状を有する二次電池１００が有する捲回体１１８において、隣り合う積層体１１９と積層体１１９との間に間隔を空けると、二次電池１００においてさらに湾曲を強める、又は、湾曲を弱める等の変形をさせることができ、好ましい。

二次電池１００が湾曲しているときの積層体１１９と積層体１１９との間の間隔については、次のように説明することもできる。

図８に、湾曲した捲回体１１８を示す。巻き数ｎ＝１の部分１１９ａ、巻き数ｎ＝２の部分１１９ｂ、巻き数ｎ＝３の部分１１９ｃ等の、巻き数による区分については、上述の図６についての説明を参照することができる。図８（Ａ）に示すように、捲回体１１８を幅方向に切断し、積層体１１９と概略垂直に交差することのできる曲線ＡＢが、捲回体１１８の巻き数ｎ＝ｋ（ｎは自然数）の端部と交差する２点の長さをＣ_ｋとする。このとき、Ｃ_ｋ＋１＞Ｃ_ｋ＋２Ｔ、より好ましくはＣ_ｋ＋１≧Ｃ_ｋ＋４Ｔであれば、湾曲した捲回体をさらに変形させることができる。

例えば、図８（Ａ）に示すように、曲線ＡＢが巻き数ｎ＝２の部分１１９ｂの端部と交差する２点間の曲線の長さＣ_２が、曲線ＡＢが巻き数ｎ＝１の部分１１９ａの端部と交差する２点間の曲線の長さＣ_１と比較して２Ｔより大きければ、巻き数ｎ＝２の部分１１９ｂと、巻き数ｎ＝３の部分１１９ｃとの間に間隔を空けることができる。

また、湾曲した捲回体１１８の巻き数ｎ＝ｋの部分の高さはＨ_ｋであるとするとき、Ｈ_ｋ＋１＞Ｈ_ｋ＋２Ｔであれば、積層体１１９と積層体との間に間隔を空けることができる。また、Ｈ_ｋ＋１≧Ｈ_ｋ＋４Ｔであれば、積層体１１９の厚みと同等の距離、隣り合う積層体と積層体の間隔を空けることができる。

例えば、図８（Ｂ）に示すように、巻き数ｎ＝２の部分の高さＨ_２が、巻き数ｎ＝１の部分１１９ａの高さＨ_１と比較して２Ｔより大きければ、巻き数ｎ＝２の部分と、ｎ＝１の部分との間に間隔を空けることができる。

また、巻き数ｎ＝ｋの部分は、第１の部分を有し、巻き数ｎ＝ｋ＋１の部分は、第２の部分を有し、第１の部分１２１と第２の部分１２２が重なるとき、第１の部分１２２と、第２の部分１２２の間の距離ＧがＴより大きい構成であっても、隣り合う積層体１１９と積層体１１９との間に十分な間隔を空けることができる。

例えば、図９に示すように、巻き数ｎ＝２の部分１１９ｂが、第１の部分１２１を有し、巻き数ｎ＝３の部分１１９ｃが、第２の部分１２２を有しているとする。第１の部分１２１と、第２の部分１２２は、重なることができ、第１の部分１２１と第２の部分１２２との間の距離ＧがＴより大きければ、巻き数ｎ＝２の部分１１９ｂと、巻き数ｎ＝３の部分１１９ｃの間に間隔を空けることができ、好ましい。

ここで示した捲回体１１８及び積層体１１９等に関する、幅Ｗ、高さＨ、距離Ｇ、曲線の長さＣ及び厚さＴ、は、二次電池１００をＸ線ＣＴ装置等で観察することにより測定することが可能である。ただし、積層体１１９が有するセパレータは、Ｘ線ＣＴ装置によって撮像することが困難なことがある。従って、二次電池１００をＸ線ＣＴ装置等で観察し、撮像された捲回体１１８及び積層体１１９等に関する幅、高さ、距離、曲線の長さ及び厚さ等を測定した後、必要があれば、セパレータの厚みを合計した値を、幅Ｗ、高さＨ、距離Ｇ、曲線の長さＣ及び厚さＴとすることができる。

次に、本発明の一態様の二次電池１００の他の構成について説明する。

図１０では、捲回体１１８の中央部に軸を有する二次電池１００の断面図を示す。二次電池１００は、外装体１１０、捲回体１１８、電解液１０９を有する。図１０（Ａ）において、捲回体１１８は、積層体１１９を、２つの断面概略円形の軸１３０ａの周囲に巻きつけて構成される。本構成において、軸１３０ａがあることにより、捲回体１１８の中央部において、隣り合う積層体１１９と積層体１１９との間に間隔１２５を空けることができる。従って、捲回体１１８をより柔軟に変形しやすい構造とすることができ、二次電池１００を湾曲しやすくすることができる。また、本構成は、二次電池１００を一軸方向のみに湾曲させる際に、より好適に用いることができる。

図１０（Ａ）に示す捲回体１１８の上面図を図１０（Ｃ）、（Ｄ）に示す。図１０（Ｃ）に示す捲回体１１８において、軸１３０ａは、捲回体１１８より長く、軸１３０ａの末端を外装体１１０にとりつけることができる。また、図１０（Ｄ）に示すように、捲回体１１８において、軸１３０ａは、捲回体１１８より短くてもよく、また、軸１３０ａは捲回体と概略同じ長さであってもよい。

図１０（Ｂ）において、捲回体１１８は、積層体１１９を、板状の軸１３０ｂの周囲に巻きつけて構成される。この構成においても、軸１３０ｂとして可撓性を有する材料を用いれば、二次電池１００を湾曲させることができる。

図１０（Ｅ）に示す捲回体１１８の上面図を図１０（Ｅ）、（Ｆ）に示す。図１０（Ｅ）に示す捲回体１１８において、軸１３０ｂは、捲回体１１８より長く、軸１３０ｂの末端を外装体１１０にとりつけることができる。また、図１０（Ｆ）に示すように、捲回体１１８において、軸１３０ｂの一端のみが捲回体１１８から伸長していてもよい。

また、軸１３０ａ及び軸１３０ｂは、正極又は負極と電気的に接続された端子を兼ねていてもよい。

また、図１０（Ａ）、（Ｂ）において、外装体１１０は、ラミネートフィルムを有する。二次電池１００の形態をラミネート型とした場合、電池が可撓性を有するため、フレキシビリティを要求される用途に適する。例えば、可撓性を有する部位を少なくとも一部有する電子機器に実装すれば、電子機器の変形に合わせて二次電池も曲げることもできる。

図１１では、スペーサを有する捲回体１１８を有する二次電池１００の断面図を示す。二次電池１００は外装体１１０、捲回体１１８、電解液１０９を有する。図１１（Ａ）において、捲回体１１８は、スペーサ１３２ａを有することにより、間隔を空けている。二次電池１００の製造時、積層体１１９を捲回する際に、スペーサ１３２ａを共に巻き込むことにより、本構成の捲回体１１８とすることができる。この構造により、捲回体１１８において確実に積層体１１９と積層体１１９との間に間隔を空けることができる。スペーサ１３２ａは、捲回体１１８の変形に追随して変形することのできる材料であれば、より好ましく用いることができる。なお、図１１（Ａ）において、スペーサ１３２ａは断面円形だが、他の形状であってもよく、例えば四角形、三角形であってもよい。また、積層体１１９の曲面に沿う形状であってもよい。

図１１（Ａ）に示す捲回体１１８の上面図を図１２（Ａ）、（Ｂ）に示す。スペーサ１３２ａは、図１２（Ａ）に示すように、棒状であってもよく、また、図１２（Ｂ）に示すように、球状であってもよい。

図１１（Ｂ）において、捲回体１１８は、突起状のスペーサ１３２ｂを有する。スペーサ１３２ｂは、積層体１１９の外面に位置するセパレータ等に設置されており、二次電池１００の製造時、隣り合う積層体１１９と積層体１１９との間に間隔を空けながら積層体１１９を捲回するための目印とすることができる。また、二次電池１００を、繰り返し曲げ伸ばしする必要のある用途に用いる場合でも、スペーサ１３２ｂを有することにより、隣り合う積層体１１９と積層体１１９との間の間隔を保持することができる。

図１１（Ｂ）に示す捲回体１１８の上面図を図１２（Ｃ）、（Ｄ）に示す。図１２（Ｃ）に示すように、スペーサ１３２ｂは、棒状であってもよい。また、図１２（Ｄ）に示すように、複数のスペーサ１３２ｂを用いることによって、隣り合う積層体１１９と積層体１１９との間に間隔を設けてもよい。

図１１（Ｃ）において、捲回体１１８は、板状のスペーサ１３２ｃを有する。二次電池１００の製造時、積層体１１９を捲回する際に、積層体１１９にスペーサ１３２ｃを重ねて捲回することにより、本構成の捲回体１１８とすることができる。この構造により、捲回体１１８において隣り合う積層体１１９と積層体１１９との間の全領域に、間隔を空けることができる。

図１１（Ｃ）に示す捲回体１１８の上面図を図１２（Ｅ）、（Ｆ）に示す。スペーサ１３２ｃは、図１２（Ｅ）に示すように、一枚の板状であってもよく、また、図１２（Ｆ）に示すように、複数の帯状であってもよい。

なお、図１０及び図１１に示した捲回体１１８において、最大の巻き数ｎ＝２であるが、本実施の形態はこれに限られず、最大の巻き数ｎは３以上であってもよい。

なお、軸又はスペーサは、正極リード又は負極リードとして機能してもよい。

次に、二次電池１００を構成する材料について説明する。

正極集電体１０１及び負極集電体１０５には、ステンレス、金、白金、鉄、銅、アルミニウム、チタン等の金属、及びこれらの合金など、導電性が高く、リチウム等のキャリアイオンと合金化しない材料を用いることができる。また、シリコン、チタン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどの耐熱性を向上させる元素が添加されたアルミニウム合金を用いることができる。また、シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素で形成してもよい。シリコンと反応してシリサイドを形成する金属元素としては、ジルコニウム、チタン、ハフニウム、バナジウム、ニオブ、タンタル、クロム、モリブデン、タングステン、コバルト、ニッケル等がある。集電体は、箔状、板状（シート状）、網状、パンチングメタル状、エキスパンドメタル状等の形状を適宜用いることができる。集電体は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下のものを用いるとよい。また、集電体の表面に、グラファイトなどを用いてアンダーコート層を設けてもよい。

集電体の一方の面に活物質層を有し、他方の面に活物質層を有さないとき、集電体の他方の面に、摩擦層を設けてもよい。

摩擦層としては、導電性を有する膜でも、絶縁性を有する膜でもよく、有機膜、無機膜、金属膜等を用いることができる。

有機膜の例として、樹脂膜、または、低分子化合物により形成される膜が挙げられる。

樹脂膜は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、ポリエステル樹脂等の熱硬化性樹脂から選ばれる一種若しくは複数種の樹脂材料、またはポリプロピレン、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリアミド、ポリエーテルケトン、フッ素樹脂、ポリエチレンナフタレート等の熱可塑性樹脂から選ばれる一種若しくは複数種の樹脂材料を用いて形成することができる。また、ポリオキシメチレンを用いてもよい。特に、フッ素樹脂は、同材料同士の静摩擦係数が約０．０４であるポリテトラフルオロエチレンに代表されるように、表面に働く摩擦力が小さく、好ましい。電池反応の電位において、摩擦層の分解が生じないことが好ましい。例えば、負極の電池反応の電位が低い場合、フッ素樹脂は還元分解してしまうことがある。そのため、フッ素樹脂は、正極の摩擦層として用いることが好適である。また、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）に代表されるポリエーテルケトンは、摺動性、耐熱性、耐疲労性、耐薬品性に優れ、摩擦層の表面に働く摩擦力を小さくさせることができ、好ましい。また、ポリパラキシリレン樹脂を、化学蒸着法（ＣＶＤ）で形成してもよい。ポリパラキシリレン樹脂は、摺動性、耐熱性、耐薬品性に優れ、摩擦層の表面に働く摩擦力を小さくすることができ、好ましい。

低分子化合物により形成される膜として、自己組織化単分子膜（ＳＡＭ：Ｓｅｌｆ−ＡｓｓｅｍｂｌｅｄＭｏｎｏｌａｙｅｒ）を用いてもよい。集電体の表面にＳＡＭを形成することにより、集電体表面の潤滑性を向上させることができ、好ましい。また、撥液性ＳＡＭを用いてもよい。撥液性ＳＡＭとして、例えば、フルオロアルキル基を有するシランカップリング剤（フルオロアルキルシラン。以下、ＦＡＳという。）を用いればよい。加熱した集電体とＦＡＳを封じ込め、気相反応によって集電体１１表面にＦＡＳ自己組織化単分子膜を形成することができる。また、メラミンシアヌレート（ＭＣＡ）等の固体潤滑剤を、蒸着することによって集電体上に摩擦層を形成してもよい。

無機膜及び金属膜として、集電体に付着することができる材料を用いることができる。また、リチウムイオンの挿入及び脱離を起こさず、また、リチウムと合金化・脱合金化反応を起こさない材料を用いると、特に好ましい。例えば無機膜として、固体潤滑剤として代表的な二硫化モリブデン（ＭｏＳ_２）、又は二硫化タングステン（ＷＳ_２）等の金属硫化物、窒化ホウ素（ＢＮ）等を用いると電極の表面に働く摩擦力を小さくすることができる。また、無機膜は絶縁性を有していてもよく、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、酸化ガリウム、酸化窒化ガリウム、酸化イットリウム、酸化窒化イットリウム、酸化ハフニウム、酸化窒化ハフニウム等の酸化物絶縁膜、窒化シリコン、窒化アルミニウム等の窒化物絶縁膜を用いることができる。

金属膜として、例えば、アルミニウム、金、白金、銀、ニッケル、タングステン、クロム、モリブデン、鉄、コバルト、銅、もしくはパラジウム等の金属材料、又はこれら金属材料を含む合金を用いることができる。また、上記金属材料や合金に、ランタン、ネオジム、又はゲルマニウム等が添加されていてもよい。また、アルミニウムとチタンの合金、アルミニウムとニッケルの合金、アルミニウムとネオジムの合金、アルミニウム、ニッケル、及びランタンの合金（Ａｌ−Ｎｉ−Ｌａ）等のアルミニウムを含む合金（アルミニウム合金）や、銀と銅の合金、銀とパラジウムと銅の合金（Ａｇ−Ｐｄ−Ｃｕ、ＡＰＣとも記す）、銀とマグネシウムの合金等の銀を含む合金を用いて形成することができる。銀と銅を含む合金は、耐熱性が高いため好ましい。

また、摩擦層は、上述した有機膜、無機膜、及び金属膜等のうち、二種以上を有する積層膜であってもよい。

正極活物質層１０２及び負極活物質層１０６の厚みは、１０μｍ以上２００μｍ以下のものを用いるとよい。正極活物質層１０２及び負極活物質層１０６は、少なくとも、リチウムイオン等のキャリアイオンとの可逆的な反応が可能な活物質を有する。適当な手段により粉砕、造粒及び分級する事で、活物質の平均粒径や粒径分布を制御する事が出来る。活物質の平均粒径は、５００ｎｍ以下、好ましくは５０ｎｍ以上５００ｎｍ以下のものを用いるとよい。

正極活物質層１０２に含まれる正極活物質として、リチウムイオンの挿入及び脱離が可能な材料を用いることができる。例えば、オリビン型の結晶構造、層状岩塩型の結晶構造、又はスピネル型の結晶構造を有するリチウム含有化合物を用いることができる。

オリビン型構造のリチウム含有複合リン酸塩としては、例えば、一般式ＬｉＭＰＯ_４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上）が挙げられる。一般式ＬｉＭＰＯ_４の代表例としては、ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＮｉ_ｂＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＣｏ_ｂＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＭｎ_ｂＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ａＣｏ_ｂＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ａＭｎ_ｂＰＯ_４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦｅ_ｃＮｉ_ｄＣｏ_ｅＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ｃＮｉ_ｄＭｎ_ｅＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ｃＣｏ_ｄＭｎ_ｅＰＯ_４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅ_ｆＮｉ_ｇＣｏ_ｈＭｎ_ｉＰＯ_４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、０＜ｉ＜１）等が挙げられる。

層状岩塩型の結晶構造を有するリチウム含有化合物としては、例えば、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎＯ_２、Ｌｉ_２ＭｎＯ_３、ＬｉＮｉ_０．８Ｃｏ_０．２Ｏ_２等のＮｉＣｏ系（一般式は、ＬｉＮｉ_ｘＣｏ_１−ｘＯ_２（０＜ｘ＜１））、ＬｉＮｉ_０．５Ｍｎ_０．５Ｏ_２等のＮｉＭｎ系（一般式は、ＬｉＮｉ_ｘＭｎ_１−ｘＯ_２（０＜ｘ＜１））、ＬｉＮｉ_１／３Ｍｎ_１／３Ｃｏ_１／３Ｏ_２等のＮｉＭｎＣｏ系（ＮＭＣともいう。一般式は、ＬｉＮｉ_ｘＭｎ_ｙＣｏ_{１−ｘ−ｙ}Ｏ_２（ｘ＞０、ｙ＞０、ｘ＋ｙ＜１））が挙げられる。さらに、Ｌｉ（Ｎｉ_０．８Ｃｏ_０．１５Ａｌ_０．０５）Ｏ_２、Ｌｉ_２ＭｎＯ_３−ＬｉＭＯ_２（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ）等も挙げられる。

スピネル型の結晶構造を有するリチウムマンガン含有複合酸化物としては、例えば、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、Ｌｉ_１＋ｘＭｎ_２−ｘＯ_４（０＜ｘ＜２）、ＬｉＭｎ_２−ｘＡｌ_ｘＯ_４（０＜ｘ＜２）、ＬｉＭｎ_１．５Ｎｉ_０．５Ｏ_４等が挙げられる。

ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のマンガンを含むスピネル型の結晶構造を有するリチウムマンガン含有複合酸化物に、少量のニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ_２やＬｉＮｉ_１−ｘＭ_ｘＯ_２（０＜ｘ＜１）（Ｍ＝Ｃｏ、Ａｌ等））を混合すると、マンガンの溶出を抑制する、電解液の分解を抑制する等の利点があり好ましい。

また、正極活物質として、一般式Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＭＳｉＯ_４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上、ｊは０以上２以下）で表される複合酸化物を用いることができる。一般式Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＭＳｉＯ_４の代表例としては、Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＦｅＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＮｉＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＣｏＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＭｎＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｋＮｉ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｋＣｏ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｋＭｎ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｎｉ_ｋＣｏ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｎｉ_ｋＭｎ_ｌＳｉＯ_４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｍＮｉ_ｎＣｏ_ｑＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｍＮｉ_ｎＭｎ_ｑＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｎｉ_ｍＣｏ_ｎＭｎ_ｑＳｉＯ_４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１）、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｒＮｉ_ｓＣｏ_ｔＭｎ_ｕＳｉＯ_４（ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは１以下、０＜ｒ＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等が挙げられる。

また、正極活物質として、Ａ_ｘＭ_２（ＸＯ_４）_３（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｘ＝Ｓ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉ）の一般式で表されるナシコン型化合物を用いることができる。ナシコン型化合物としては、Ｆｅ_２（ＭｎＯ_４）_３、Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３、Ｌｉ_３Ｆｅ_２（ＰＯ_４）_３等が挙げられる。また、正極活物質として、Ｌｉ_２ＭＰＯ_４Ｆ、Ｌｉ_２ＭＰ_２Ｏ_７、Ｌｉ_５ＭＯ_４（Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ）の一般式で表される化合物、ＦｅＦ_３等のペロブスカイト型フッ化物、ＴｉＳ_２、ＭｏＳ_２等の金属カルコゲナイド（硫化物、セレン化物、テルル化物）、ＬｉＭＶＯ_４等の逆スピネル型の結晶構造を有するリチウムバナジウム含有複合酸化物、バナジウム系化合物（Ｖ_２Ｏ_５、Ｖ_６Ｏ_１３、ＬｉＶ_３Ｏ_８等）、マンガン酸化物、有機硫黄化合物等の材料を用いることができる。

正極活物質の粒径は、例えば５ｎｍ以上１００μｍ以下が好ましい。

また、正極活物質として、組成式Ｌｉ_ｘＭｎ_ｙＭ_ｚＯ_ｗで表されるリチウムマンガン複合酸化物を用いることもできる。ここで、元素Ｍは、リチウム、マンガン以外から選ばれた金属元素、またはシリコン、リンを用いることが好ましく、ニッケルであるとより好ましい。また、ｘ／（ｙ＋ｚ）は０以上２未満、かつｚは０より大きく、かつ（ｙ＋ｚ）／ｗは、０．２６以上０．５未満を満たすことが好ましい。なお、リチウムマンガン複合酸化物とは、少なくともリチウムとマンガンとを含む酸化物をいい、クロム、コバルト、アルミニウム、ニッケル、鉄、マグネシウム、モリブデン、亜鉛、インジウム、ガリウム、銅、チタン、ニオブ、シリコン、及びリンなどからなる群から選ばれる少なくとも一種の元素を含んでいてもよい。また、リチウムマンガン複合酸化物は、層状岩塩型の結晶構造を有するものであることが好ましい。また、リチウムマンガン複合酸化物は、層状岩塩型の結晶構造及びスピネル型の結晶構造を有するものであってもよい。また、リチウムマンガン複合酸化物は、例えば、平均粒子径が、５ｎｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。

なお、キャリアイオンが、リチウムイオン以外のアルカリ金属イオンや、アルカリ土類金属イオンの場合、正極活物質として、上記リチウム化合物及びリチウムマンガン含有複合酸化物において、リチウムの代わりに、アルカリ金属（例えば、ナトリウムやカリウム等）、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ベリリウム、マグネシウム等）、を用いてもよい。

負極活物質層１０６に含まれる負極活物質として、リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが可能な材料を用いることができる。

リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが可能な材料として、例えば、炭素系材料が挙げられる。炭素系材料としては、黒鉛、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）、カーボンナノチューブ、グラフェン、カーボンブラック等がある。

黒鉛としては、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、コークス系人造黒鉛、ピッチ系人造黒鉛等の人造黒鉛や、球状化天然黒鉛等の天然黒鉛がある。

黒鉛はリチウムイオンが黒鉛に挿入されたとき（リチウム−黒鉛層間化合物の生成時）にリチウム金属と同程度に卑な電位を示す（０．１以上０．３Ｖ以下ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ^＋）。これにより、リチウムイオン二次電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒鉛は、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が小さい、安価である、リチウム金属に比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。

また、リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが可能な材料として、例えば、Ｇａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ等のうち少なくとも一つを含む材料が挙げられる。このような元素は炭素と比べて容量が大きく、特に、シリコンは理論容量が４２００ｍＡｈ／ｇと高い。このような元素を用いた材料としては、例えば、Ｍｇ_２Ｓｉ、Ｍｇ_２Ｇｅ、Ｍｇ_２Ｓｎ、ＳｎＳ_２、Ｖ_２Ｓｎ_３、ＦｅＳｎ_２、ＣｏＳｎ_２、Ｎｉ_３Ｓｎ_２、Ｃｕ_６Ｓｎ_５、Ａｇ_３Ｓｎ、Ａｇ_３Ｓｂ、Ｎｉ_２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ_３、ＬａＳｎ_３、Ｌａ_３Ｃｏ_２Ｓｎ_７、ＣｏＳｂ_３、ＩｎＳｂ、ＳｂＳｎ等がある。

また、負極活物質として、ＳｉＯ、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、二酸化チタン、リチウムチタン酸化物、リチウム−黒鉛層間化合物、五酸化ニオブ、酸化タングステンまたは酸化モリブデン等の酸化物を用いることができる。

また、負極活物質として、リチウムと遷移金属の複窒化物である、Ｌｉ_３Ｎ型構造をもつＬｉ_３−ｘＭ_ｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）を用いることができる。例えば、Ｌｉ_２．６Ｃｏ_０．４Ｎ_３は大きな充放電容量（９００ｍＡｈ／ｇ、１８９０ｍＡｈ／ｃｍ^３）を示し好ましい。

リチウムと遷移金属の複窒化物を用いると、負極活物質中にリチウムイオンを含むため、正極活物質としてリチウムイオンを含まないＶ_２Ｏ_５、Ｃｒ_３Ｏ_８等の材料と組み合わせることができ好ましい。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも、あらかじめ正極活物質に含まれるリチウムイオンを脱離させることで、負極活物質としてリチウムと遷移金属の複窒化物を用いることができる。

また、コンバージョン反応が生じる材料を負極活物質として用いることもできる。例えば、酸化コバルト、酸化ニッケル、酸化鉄等の、リチウムと合金化反応を行わない遷移金属酸化物を負極活物質に用いてもよい。コンバージョン反応が生じる材料としては、さらに、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、Ｃｕ_２Ｏ、ＲｕＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３等の酸化物、ＣｏＳ_０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ_３Ｎ_２、Ｃｕ_３Ｎ、Ｇｅ_３Ｎ_４等の窒化物、ＮｉＰ_２、ＦｅＰ_２、ＣｏＰ_３等のリン化物、ＦｅＦ_３、ＢｉＦ_３等のフッ化物でも起こる。

正極活物質層１０２及び負極活物質層１０６は、上述した活物質の他、活物質の密着性を高めるための結着剤（バインダ）、導電性を高めるための導電助剤等を有していてもよい。

結着剤には、代表的なポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）の他、ポリイミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリビニルクロライド、エチレンプロピレンジエンポリマー、スチレン−ブタジエンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、フッ素ゴム、ポリ酢酸ビニル、ポリメチルメタクリレート、ポリエチレンまたはニトロセルロース等を用いることができる。

導電助剤として、例えば天然黒鉛、メソカーボンマイクロビーズ等の人造黒鉛、炭素繊維などを用いることができる。炭素繊維としては、例えばメソフェーズピッチ系炭素繊維、等方性ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維を用いることができる。また炭素繊維として、カーボンナノファイバーやカーボンナノチューブなどを用いることができる。カーボンナノチューブは、例えば気相成長法などで作製することができる。また、導電助剤として、例えばカーボンブラック（アセチレンブラック（ＡＢ）など）またはグラフェンなどの炭素材料を用いることができる。また、例えば、銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金などの金属粉末や金属繊維、導電性セラミックス材料等を用いることができる。

次に、セパレータについて説明する。セパレータとは、正極と負極との接触を防止するために、これらの間に配置される。当該セパレータは、正極と負極との間のイオンの移動を妨げないため、微細孔を有する。当該微細孔により、固体以外の電解質の通過も可能となる。当該セパレータは、蓄電装置を使用する環境に応じて、状態変化の少ないものがよい。高温環境であっても、状態変化が少ないと好ましい。状態変化する場合であっても、正極と負極が接触しなければよい。

セパレータとしては、例えば、紙、不織布、ガラス繊維、セラミックスまたはナイロン（ポリアミド）、ビニロン（ポリビニルアルコール系繊維）、ポリエステル、アクリル、ポリオレフィンもしくはポリウレタンを用いた合成繊維等で形成されたものを用いることができる。セパレータの厚さは、１０μｍ以上７０μｍ以下が好ましい。

セパレータは袋状に加工し、正極１１１または負極１１５のいずれか一方を包むように配置されていると好ましい。例えば、負極１１５を挟むようにセパレータ１０８を２つ折りにし、負極１１５と重なる領域よりも外側で封止することで、負極１１５をセパレータ１０８内で包むことができる。そして、セパレータ１０８に包まれた負極１１５と正極１１１とを交互に積層し、これらを外装体１１０が囲むように配置することで二次電池１００を作製するとよい。

電解液１０９について説明する。電解液１０９は、少なくとも、電解質と、溶媒を有する。電解液１０９の電解質としては、キャリアイオンが移動可能な材料を用いる。例えば、キャリアイオンがリチウムイオンである場合、リチウムイオンを有する材料を用いる。電解質の代表例としては、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｌＣｌ_４、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、Ｌｉ_２ＳＯ_４、Ｌｉ_２Ｂ_１０Ｃｌ_１０、Ｌｉ_２Ｂ_１２Ｃｌ_１２、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、ＬｉＣ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（Ｃ_４Ｆ_９ＳＯ_２）（ＣＦ_３ＳＯ_２）、ＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２等のリチウム塩がある。これらの電解質は、一種を単独でもちいてもよく、又はこれらのうちの二種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。

なお、キャリアイオンが、リチウムイオン以外のアルカリ金属イオン、アルカリ土類金属イオンの場合、正極活物質として、上記リチウム化合物及びリチウム含有複合リン酸塩及びリチウム含有複合ケイ酸塩において、リチウムを、アルカリ金属（例えば、ナトリウムやカリウム等）、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリウム、ベリリウム、マグネシウム等）などのキャリアで置換した化合物を用いてもよい。

電解液１０９の溶媒としては、キャリアイオンが移動可能な材料を用いる。溶媒としては、非プロトン性有機溶媒が好ましく、例えば、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ギ酸メチル、酢酸メチル、酪酸メチル、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジメチルスルホキシド、ジエチルエーテル、メチルジグライム、アセトニトリル、ベンゾニトリル、テトラヒドロフラン、スルホラン、スルトン等があり、これらの１種、又はこれらのうちの２種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。

電解液１０９にポリマーを添加し、ゲル状にしてもよい。電解液１０９をゲル状にすることにより、漏液性等に対する安全性が高まる。また、二次電池の薄型化及び軽量化が可能である。電解液１０９をゲル状にすることのできるポリマーとしては、例えば、ポリアルキレンオキシド系、ポリアクリロニトリル系、ポリフッ化ビニリデン系、ポリアクリレート系、ポリメタクリレート系ポリマーを用いることができる。なお本明細書等において、例えばポリフッ化ビニリデン系ポリマーとは、ポリフッ化ビニリデンを含むポリマーを意味し、ポリ（フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン）共重合体等を含む。形成されるポリマーは、多孔質形状を有してもよい。

ＦＴ−ＩＲ（フーリエ変換赤外分光光度計）等を用いることで、上記のポリマーを定性分析することができる。例えばポリフッ化ビニリデン系ポリマーは、ＦＴ−ＩＲで得たスペクトルに、Ｃ−Ｆ結合を示す吸収を有する。またポリアクリロニトリル系ポリマーは、ＦＴ−ＩＲで得たスペクトルに、Ｃ≡Ｎ結合を示す吸収を有する。

また、電解液１０９の溶媒として、難燃性及び難揮発性であるイオン液体（常温溶融塩）を一つ又は複数用いることで、二次電池の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても、二次電池の破裂や発火などを防ぐことができる。イオン液体は、カチオンとアニオンからなり、有機カチオンとアニオンとを含む。電解液に用いる有機カチオンとして、四級アンモニウムカチオン、三級スルホニウムカチオン、及び四級ホスホニウムカチオン等の脂肪族オニウムカチオンや、イミダゾリウムカチオン及びピリジニウムカチオン等の芳香族カチオンが挙げられる。また、電解液に用いるアニオンとして、１価のアミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、フルオロスルホン酸アニオン、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレート、パーフルオロアルキルボレート、ヘキサフルオロホスフェート、またはパーフルオロアルキルホスフェート等が挙げられる。

また、電解液１０９は、粒状のごみや電解液の構成元素以外の元素（以下、単に「不純物」ともいう。）の含有量が少ない高純度化された電解液を用いることが好ましい。具体的には、電解液に対する不純物の重量比を１％以下、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．０１％以下とすることが好ましい。

電解液１０９にビニレンカーボネート、プロパンスルトン（ＰＳ）、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン（ＴＢＢ）、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、ＬｉＢＯＢなどの添加剤を添加してもよい。添加剤の濃度は、例えば溶媒全体に対して０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下とすればよい。

また、電解液１０９の代わりに、硫化物系や酸化物系等の無機物材料を有する固体電解質用いることができる。固体電解質を用いる場合には、セパレータやスペーサの設置が不要となる。また、固体電解質またはゲル状の電解質を用いる場合には、電池全体を固体化またはゲル化することができるため、漏液のおそれがなくなり安全性が飛躍的に向上する。

外装体１１０には、例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アイオノマーまたはポリアミド等の材料からなる膜上に、アルミニウム、ステンレス、銅またはニッケル等の可撓性に優れた金属薄膜を設け、さらに該金属薄膜上に外装体の外面としてポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の絶縁性合成樹脂膜を設けた三層構造のラミネートフィルムを用いることができる。このような三層構造とすることで、電解液や気体の透過を遮断するとともに、絶縁性を確保し、併せて耐電解液性を付加することができる。

なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。または、他の実施の形態において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定されない。つまり、本実施の形態および他の実施の形態では、様々な発明の態様が記載されているため、本発明の一態様は、特定の態様に限定されない。例えば、本発明の一態様として、二次電池やリチウムイオン二次電池に適用した場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、様々な二次電池、鉛蓄電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄電池、固体電池、空気電池、亜鉛空気電池、リチウム空気電池、一次電池、キャパシタ、または、電気二重層キャパシタ、ウルトラ・キャパシタ、スーパー・キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、などに適用してもよい。または例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、二次電池、または、リチウムイオン二次電池に適用しなくてもよい。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様の蓄電装置の作製方法について、説明する。例として、二次電池１００の作製方法の一例について、図１３乃至図１８を用いて説明する。

［１．正極の製造］
まず、正極集電体１０１の一方の面に、活物質と溶媒を少なくとも含む混合液を塗布した後、加熱して溶媒を蒸発させることにより、正極集電体１０１に接する正極活物質層１０２を形成する。このとき、図１３（Ａ）に示すように、正極集電体１０１の中央部分には、該混合液を塗布せず、正極活物質層１０２を形成しない。

次に、正極集電体１０１を、正極活物質層１０２を有さない面を内側として、折り線１６１で折り曲げる。その後、矢印１６２で示す位置に、封止層１４０を有する正極リード１４１を差し込み、正極１１１を作製する（図１３（Ｂ）、（Ｃ）参照。）。正極１１１は、一方の面に正極活物質層１０２を有する正極集電体１０１を、２枚重ねた構造となる。

なお、正極リード１４１と正極集電体１０１のとの電気的な接続は、例えば圧力を加えながら超音波を照射することにより（超音波溶接）、行うことができる。

なお、図１３では正極リード１４１を、正極集電体１０１の端部にとりつけた例を示したが、本実施の形態はこれに限られない。正極リード１４１は、正極集電体１０１の中央部等にとりつけてもよい。

［２．正極をセパレータで覆う］
セパレータ１０８上に正極１１１を配置する（図１４（Ａ）参照。）。次いで、セパレータ１０８を図１４（Ａ）の点線で示した部分で折り（図１４（Ｂ）参照。）、セパレータ１０８で正極１１１を挟む（図１５（Ａ）参照。）。

次に、正極１１１の外側の、セパレータ１０８の外周部分を接合して、袋状のセパレータ１０８を形成する（図１５（Ｂ）参照。）。セパレータ１０８の外周部分の接合は、接着材などを用いて行ってもよいし、超音波溶接や、加熱による融着により行ってもよい。

本実施の形態では、セパレータ１０８としてポリプロピレンを用いて、セパレータ１０８の外周部分を加熱により接合する。図１５（Ｂ）に接合部１０８ｃを示す。このようにして、正極１１１をセパレータ１０８で覆うことができる。セパレータ１０８は、正極活物質層１０２を覆うように形成すればよく、負極１１５と正極１１１が接触しなければ、正極１１１の全体を覆う必要は無い。

なお、図１４では、セパレータ１０８を折り曲げているが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、２枚のセパレータで正極１１１を挟んで形成してもよい。その場合、接合部１０８ｃが４辺のほとんどを囲う形で形成されていてもよい。

また、セパレータ１０８の外周部分の接合は、連続的又は断続的に行ってもよいし、一定間隔毎の点状として接合してもよい。

または、外周部分の１辺にのみ、接合を行ってもよい。または、外周部分の２辺にのみ、接合を行ってもよい。または、外周部分の４辺に、接合を行ってもよい。これにより、４辺を均等な状態にすることが出来る。

なお、図１４、及び図１５などでは、正極１１１がセパレータ１０８に覆われている場合について述べているが、本発明の一態様は、これに限定されない。例えば、正極１１１は、セパレータ１０８に覆われていなくてもよい。例えば、正極１１１の代わりに、負極１１５がセパレータ１０８に覆われていてもよい。

［３．捲回体を作製する］
次に、正極１１１と負極１１５を重ね合わせ、積層体１１９を作製する。（図１６（Ａ）、（Ｂ）参照）。このとき１つの積層体１１９内では、正極活物質層１０２と負極活物質層１０６がセパレータ１０８を介して対向するように配置する。また積層体１１９の外面には、負極１１５の負極活物質層１０６を有さない面がくるように配置する。また、負極集電体１０５には、負極リード１４５が接続されている。本実施の形態では、１つの積層体１１９が、正極１１１、及びセパレータ１０８をそれぞれ１枚ずつ、負極１１５を２枚有する例について示す。

その後、得られた積層体１１９を捲回し、捲回体１１８を作製する（図１６（Ｃ）参照）。

なお図１６では、負極リード１４５が負極集電体１０５の端部にとりつけられた様子を示したが、本実施の形態はこれに限られない。負極リード１４５は、捲回体１１８を構築したときに正極リード１４１と干渉しない位置にとりつければよい。

次に、捲回体１１８が有する２つの負極リード１４５に対して、圧力を加えながら超音波を照射して電気的に接続したあと（超音波溶接）、封止層１４０を設ける。（図１６（Ｄ））。

［４．外装体を用意する］
次に、外装体に用いるフィルムを点線で示した部分で折り曲げ（図１７（Ａ））、重なり合った一辺を熱圧着により接合する。図１７（Ｂ）に外装体１１０の一辺を熱圧着により接合した部位を、接合部１１０ａとして示す。

［５．電解液を入れ、封止する］
次に、捲回体１１８を、外装体１１０で覆う（図１７（Ｃ））。そして正極リード１４１が有する封止層１４０および負極リード１４５を有する封止層１４０と重畳する外装体１１０の一辺を、熱溶着する（図１８（Ａ））。

次に、図１８（Ａ）に示す、外装体１１０の封止されていない辺１１０ｂから、電解液１０９を外装体１１０で覆われた領域に入れる。そして真空引き、加熱および加圧を行いながら、外装体１１０の残りの一辺を封止することで、二次電池１００を製造することができる（図１８（Ｂ）参照）。これらの操作は、グローブボックスを用いるなどして酸素を排除した環境にて行う。真空引きは、脱気シーラー、注液シーラー等を用いて行うとよい。またシーラーが有する加熱可能な２本のバーで挟むことにより、加熱および加圧を行うことができる。それぞれの条件は、例えば真空度は６０ｋＰａ、加熱は１９０℃、加圧は０．１ＭＰａにおいて３秒とすることができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、図１９を用いて、本発明の一態様に係る蓄電装置を搭載することのできる電子デバイスについて、説明する。蓄電装置として、二次電池１００を例に挙げて説明する。

本発明の一態様に係る二次電池１００は、可撓性を有するためウェアラブルデバイスに好適である。

例えば図１９（Ａ）に示すような眼鏡型デバイス４００に搭載することができる。眼鏡型デバイス４００は、フレーム４００ａと、表示部４００ｂを有する。湾曲を有するフレーム４００ａのテンプル部に二次電池１００を搭載することで、重量バランスがよく継続使用時間の長い眼鏡型デバイス４００とすることができる。

また、ヘッドセット型デバイス４０１に搭載することができる。ヘッドセット型デバイス４０１は、少なくともマイク部４０１ａと、フレキシブルパイプ４０１ｂと、イヤフォン部４０１ｃを有する。フレキシブルパイプ４０１ｂ内やイヤフォン部４０１ｃ内には、複数の二次電池１００を設けることができる。

また、身体に直接取り付け可能なデバイス４０２に搭載することができる。デバイス４０２の薄型の筐体４０２ａの中に、複数の二次電池１００を設けることができる。

また、衣服に取り付け可能なデバイス４０３に搭載することができる。デバイス４０３薄型の筐体４０３ａの中に、複数の二次電池１００を設けることができる。

また、腕章型デバイス４０４に搭載することができる。腕章型デバイス４０４は本体４０４ａ上に表示部４０４ｂを有し、本体４０４ａの中に、複数の二次電池１００を設けることができる。

また、腕時計型デバイス４０５に搭載することができる。腕時計型デバイス４０５は表示部４０５ａを有し、複数の二次電池１００を設けることができる。

また、本発明の一態様に係る二次電池１００は、湾曲可能であるため、様々な電子機器において空間効率よく搭載することができる。例えば図１９（Ｂ）に示すストーブ４１０は、本体４１２にモジュール４１１が取り付けられ、モジュール４１１は、二次電池１００、モーター、ファン、送風口４１１ａ、熱電発電装置を有する。ストーブ４１０では、開口部４１２ａから燃料を投入、着火した後、二次電池１００の電力を用いてモジュール４１１のモーターとファンを回転させ、送風口４１１ａから外気をストーブ４１０の内部に送ることができる。このように外気を効率よく取り込めるため火力の強いストーブとすることが可能である。さらに、燃料の燃焼に得た熱エネルギーを用いて、上部のグリル４１３において調理することが可能である。また該熱エネルギーをモジュール４１１の熱電発電装置により電力に変換し、二次電池１００に充電することができる。さらに、二次電池１００に充電された電力を外部端子４１１ｂより出力することができる。

（実施の形態４）
さらに、電気機器の一例である移動体の例について、図２０を用いて説明する。

先の実施の形態で説明した二次電池を制御用のバッテリに用いる事が出来る。制御用のバッテリは、プラグイン技術や非接触給電による外部からの電力供給により充電をする事が出来る。なお、移動体が鉄道用電気車両の場合、架線や導電軌条からの電力供給により充電をする事が出来る。

図２０（Ａ）及び（Ｂ）は、電気自動車の一例を示している。電気自動車７６０には、バッテリ７６１が搭載されている。バッテリ７６１の電力は、制御回路７６２により出力が調整されて、駆動装置７６３に供給される。制御回路７６２は、図示しないＲＯＭ、ＲＡＭ、ＣＰＵ等を有する処理装置７６４によって制御される。

駆動装置７６３は、直流電動機若しくは交流電動機単体、又は電動機と内燃機関と、を組み合わせて構成される。処理装置７６４は、電気自動車７６０の運転者の操作情報（加速、減速、停止など）や走行時の情報（上り坂や下り坂等の情報、駆動輪にかかる負荷情報など）の入力情報に基づき、制御回路７６２に制御信号を出力する。制御回路７６２は、処理装置７６４の制御信号により、バッテリ７６１から供給される電気エネルギーを調整して駆動装置７６３の出力を制御する。交流電動機を搭載している場合は、図示していないが、直流を交流に変換するインバータも内蔵される。

バッテリ７６１は、プラグイン技術による外部からの電力供給により充電することができる。例えば、商用電源から電源プラグを通じてバッテリ７６１に充電する。充電は、ＡＣ／ＤＣコンバータ等の変換装置を介して、一定の電圧値を有する直流定電圧に変換して行なうことができる。バッテリ７６１として、本発明の一態様に係る二次電池用電極を用いた二次電池を搭載することで、電池の高容量化などに寄与することができ、利便性を向上させることができる。また、バッテリ７６１の特性の向上により、バッテリ７６１自体を小型軽量化できれば、車両の軽量化に寄与するため、燃費を向上させる事が出来る。

なお、本発明の一態様の二次電池を具備していれば、上記で示した電気機器に特に限定されない事は言うまでもない。

（実施の形態５）
本実施の形態では、蓄電装置を搭載した無線センサについて、図２１及び図２２を用いて説明を行う。蓄電装置の例としては、二次電池１００を挙げる。

〈無線センサの構成例１〉
図２１（Ａ）および図２１（Ｂ）は、無線センサ８００の構成例を示す外観図である。無線センサ８００は、回路基板８０１と、バッテリ８０２と、センサ８０３と、を有する。バッテリ８０２には、ラベル８０４が貼られている。さらに、図２１（Ｂ）に示すように、無線センサ８００は、端子８０６と、端子８０７と、アンテナ８０８と、アンテナ８０９と、を有する。バッテリ８０２として、二次電池１００を用いることができる。

回路基板８０１は、端子８０５と、集積回路８１０と、を有する。端子８０５は、導線８１３を介して、センサ８０３に接続される。なお、端子８０５の数は２個に限定されず、必要に応じた数だけ設ければよい。

また、回路基板８０１は、トランジスタやダイオードなどの半導体素子、抵抗素子または配線などが形成されていてもよい。

バッテリ８０２が発熱する熱、またはアンテナ８０８、８０９が発生する電磁界がセンサ８０３の動作に悪影響を与える場合は、導線８１３の距離を長くして、センサ８０３を、バッテリ８０２またはアンテナ８０８、８０９から離せばよい。例えば、導線８１３の長さは、１ｃｍ以上、１ｍ以下、好ましくは、１ｃｍ以上５０ｃｍ以下、さらに好ましくは１ｃｍ以上３０ｃｍ以下であればよい。

また、センサ８０３は、回路基板８０１上に配置しても良い。

集積回路８１０は、回路基板８０１のバッテリ８０２と対向する面に設けられていてもよい。

アンテナ８０８およびアンテナ８０９は、コイル状に限定されず、例えば線状、板状であってもよい。また、平面アンテナ、開口面アンテナ、進行波アンテナ、ＥＨアンテナ、磁界アンテナ、誘電体アンテナ等のアンテナを用いてもよい。または、アンテナ８０８若しくはアンテナ８０９は、平板状の導体でもよい。この平板状の導体は、電界結合用の導体の一つとして機能することができる。つまり、コンデンサの有する２つの導体のうちの一つの導体として、アンテナ８０８若しくはアンテナ８０９を機能させてもよい。これにより、電磁界、磁界だけでなく、電界で電力のやり取りを行うこともできる。

集積回路８１０は、Ｓｉトランジスタまたは酸化物半導体を用いたトランジスタ（ＯＳトランジスタ）で構成される回路を有する。

アンテナ８０８の線幅は、アンテナ８０９の線幅よりも大きいことが好ましい。これにより、アンテナ８０８により受電する電力量を大きくできる。

センサ８０３は、熱的、力学的、あるいは電磁気学的等の諸情報をアナログデータとして出力する機能を有する回路である。

無線センサ８００は、アンテナ８０８およびアンテナ８０９と、バッテリ８０２との間に層８１２を有する。層８１２は、例えばバッテリ８０２による電磁界を遮蔽する機能を有する。層８１２としては、例えば磁性体を用いることができる。

〈無線センサの構成例２〉
図２２は、無線センサ８８０の構成例を示す外観図である。無線センサ８８０は、支持体８５０と、アンテナ８５１と、集積回路８５２と、回路基板８５３と、センサ８５５と、バッテリ８５４と、を有する。バッテリ８５４として、二次電池１００を用いることができる。

回路基板８５３には、集積回路８５２が配置されている。また、回路基板８５３は、トランジスタやダイオードなどの半導体素子、抵抗素子または配線などが形成されていてもよい。

集積回路８５２は、ＳｉトランジスタまたはＯＳトランジスタで構成される回路を有する。

アンテナ８５１は、導線８６０を介して、集積回路８５２に接続されている。アンテナ８５１の詳細は、無線センサ８００のアンテナ８０８またはアンテナ８０９の記載を参照すればよい。

センサ８５５は、導線８５６を介して、集積回路８５２に接続されている。また、センサ８５５は、支持体８５０の外に形成しても良いし、支持体８５０の上に形成しても良い。

センサ８５５は、熱的、力学的、あるいは電磁気学的等の諸情報をアナログデータとして出力する機能を有する回路である。

バッテリ８５４は、正極及び負極の一方としての機能を有する端子８５８、および正極及び負極の他方としての機能を有する端子８５９を有する。それぞれの端子は導線８５７及び回路基板８５３を介して、集積回路８５２に接続されている。

支持体８５０として、例えば、ガラス、石英、プラスチック、金属、ステンレス・スチル・ホイル、タングステン・ホイル、可撓性基板、貼り合わせフィルム、基板フィルム、繊維状の材料を含む紙、又は木材などを用いればよい。可撓性基板の一例としては、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）に代表されるプラスチック、又はアクリル等の可撓性を有する合成樹脂などがある。貼り合わせフィルムの一例としては、ポリプロピレン、ポリエステル、ポリフッ化ビニル、又はポリ塩化ビニルなどがある。基材フィルムの一例としては、ポリエステル、ポリアミド、ポリイミド、アラミド、エポキシ、無機蒸着フィルム、又は紙類などがある。

無線センサ８００は、薄型であることが好ましい。特にバッテリ８５４及び支持体８５０を含めた厚さは、０．１ｍｍ以上、５ｍｍ以下、好ましくは０．１ｍｍ以上、３ｍｍ以下、さらに好ましくは０．１ｍｍ以上、１ｍｍ以下であることが好ましい。無線センサ８００を上記構成にすることで、ポスターや段ボールなどの紙類に無線センサ８００を埋め込むことが可能になる。

また、無線センサ８００は、可撓性を有することが好ましい。特に、支持体８５０及びバッテリ８５４は、曲率半径３０ｍｍ以下好ましくは曲率半径２０ｍｍ以下の範囲で変形できることが好ましい。無線センサ８００を上記構成にすることで、衣服や人体などに無線センサ８００を貼る際に、衣服や人体の動きに追従することが可能になる。

上記構成を満たすために、バッテリ８５４は薄型で且つ可撓性を有することが好ましい。バッテリ８５４の外装体として、例えば、第１の薄膜、第２の薄膜、第３の薄膜の順に形成された三層構造のフィルムを用いればよい。なお、第３の薄膜は外装体の外面としての機能を有する。第１の薄膜としては、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、アイオノマー、ポリアミド等の材料を用いればよい。第２の薄膜としては、アルミニウム、ステンレス、銅、ニッケル等の可撓性に優れた金属薄膜を用いればよい。第３の薄膜としては、ポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の絶縁性合成樹脂膜を用いればよい。

（実施の形態６）
本実施の形態では、実施の形態５で説明した無線センサの応用例について、図２３乃至図２５を用いて説明する。図２３乃至図２５に示す無線センサ９００は、実施の形態８に示した無線センサ８００または無線センサ８８０を適用することが可能である。

例えば、無線センサ９００を物品９２１に貼付、あるいは内部に設置し、外部のリーダー９２２から無線信号９１１を送信する。無線信号９１１を受信した無線センサ９００は、センサによって物品９２１に触れることなく、温度等の情報を取得し、リーダー９２２に送信することができる。

また別の無線センサの応用形態としては、図２４（Ａ）に示す模式図で説明することができる。例えば、トンネル壁面に無線センサ９００を埋め込み、外部から無線信号９１１を送信する。無線信号９１１を受信した無線センサ９００は、センサによってトンネル壁面の情報を取得し、送信することができる。

また別の無線センサの応用形態としては、図２４（Ｂ）に示す模式図で説明することができる。例えば、橋梁の支柱の壁面に無線センサ９００を埋め込み、外部から無線信号９１１を送信する。無線信号９１１を受信した無線センサ９００は、センサによって橋梁の支柱内の情報を取得し、送信することができる。

また別の無線センサの応用形態としては、図２５に示す模式図で説明することができる。例えば、接着パッド等を用いて人体に無線センサ９００を取り付け、リーダー９２２から無線信号９１１を送信する。無線信号９１１を受信した無線センサ９００は、配線９３２を介して人体に取り付けられた電極９３１等に信号を与えて生体情報等の情報を取得し、送信することができる。取得した情報は、リーダー９２２の表示部９３３で確認することができる。

１００二次電池
１０１正極集電体
１０２正極活物質層
１０５負極集電体
１０６負極活物質層
１０８セパレータ
１０８ａセパレータ
１０８ｂセパレータ
１０８ｃ接合部
１０９電解液
１１０外装体
１１０ａ接合部
１１１正極
１１１ａ正極
１１１ｂ正極
１１５負極
１１５ａ負極
１１５ｂ負極
１１６セパレータ
１１７摩擦層
１１８捲回体
１１９積層体
１１９ａ部分
１１９ｂ部分
１１９ｃ部分
１２０末端
１２１部分
１２２部分
１２５間隔
１２６領域
１２７領域
１３０ａ軸
１３０ｂ軸
１３２ａスペーサ
１３２ｂスペーサ
１３２ｃスペーサ
１４０封止層
１４１正極リード
１４５負極リード
１６１折り線
１６２矢印
２００矢印
４００眼鏡型デバイス
４００ａフレーム
４００ｂ表示部
４０１ヘッドセット型デバイス
４０１ａマイク部
４０１ｂフレキシブルパイプ
４０１ｃイヤフォン部
４０２デバイス
４０２ａ筐体
４０３デバイス
４０３ａ筐体
４０４腕章型デバイス
４０４ａ本体
４０４ｂ表示部
４０５腕時計型デバイス
４０５ａ表示部
４１０ストーブ
４１１モジュール
４１１ａ送風口
４１１ｂ外部端子
４１２本体
４１２ａ開口部
４１３グリル
７６０電気自動車
７６１バッテリ
７６２制御回路
７６３駆動装置
７６４処理装置
８００無線センサ
８０１回路基板
８０２バッテリ
８０３センサ
８０４ラベル
８０５端子
８０６端子
８０７端子
８０８アンテナ
８０９アンテナ
８１０集積回路
８１２層
８１３導線
８５０支持体
８５１アンテナ
８５２集積回路
８５３回路基板
８５４バッテリ
８５５センサ
８５６導線
８５７導線
８５８端子
８５９端子
８６０導線
８８０無線センサ
９００無線センサ
９１１無線信号
９２１物品
９２２リーダー
９３１電極
９３２配線
９３３表示部

Claims

捲回体と、電解液を有し、
前記捲回体は、積層体を有し、
前記積層体は、正極と、負極を重ねて有し、
前記積層体の厚さをＴ、前記捲回体の巻き数ｎ＝ｋ（ｋは自然数）の部分の幅をＷ_ｋとするとき、少なくとも一のｋについて、Ｗ_ｋ＋１＞Ｗ_ｋ＋２Ｔである蓄電装置。
請求項１において、
前記捲回体の巻き数ｎ＝ｋの部分の高さをＨ_ｋとするとき、少なくとも一のｋについて、Ｈ_ｋ＋１＞Ｈ_ｋ＋２Ｔである蓄電装置。
捲回体と、電解液を有し、
前記捲回体は、積層体を有し、
前記積層体は、正極と、負極を重ねて有し、
前記捲回体は、隣り合う前記積層体と前記積層体との間の少なくとも一部に間隔を空ける湾曲した蓄電装置。
湾曲した捲回体と、電解液を有し、
前記捲回体は、積層体を有し、
前記積層体は、正極と、負極を重ねて有し、
前記積層体の高さをＴとし、前記積層体と概略垂直に交差しながら前記捲回体を切断する曲線が、前記捲回体の巻き数ｎ＝ｋの部分の端部と交差する２点の間の長さをＣ_ｋとするとき、少なくとも一のｋについて、Ｃ_ｋ＋１＞Ｃ_ｋ＋２Ｔである湾曲した蓄電装置。
請求項４において、
前記捲回体の巻き数ｎ＝ｋの部分の高さをＨ_ｋとするとき、少なくとも一のｋについて、Ｈ_ｋ＋１＞Ｈ_ｋ＋２Ｔである蓄電装置。
捲回体と、電解液を有し、
前記捲回体は、積層体を有し、
前記積層体は、正極と、負極を重ねて有し、
前記捲回体の巻き数ｎ＝ｋ（ｋは自然数）の部分は、第１の部分を有し、
前記捲回体の巻き数ｎ＝ｋ＋１の部分は、第２の部分を有し、
前記第１の部分と、前記第２の部分が重なり、
前記第１の部分と、前記第２の部分の間の距離をＧ、前記積層体の厚さをＴとするとき、少なくとも一のｋについて、Ｇ＞Ｔである蓄電装置。
請求項６において、
湾曲した蓄電装置。
請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
可撓性を有する外装体を有し、
前記外装体は、前記捲回体と、前記電解液を囲む蓄電装置。
請求項１乃至請求項８のいずれか一において、
可撓性を有する蓄電装置。
請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載の蓄電装置と、
湾曲部を有する筐体を有する電子機器。
請求項１乃至請求項９のいずれか一に記載の蓄電装置と、
可撓性を有する筐体を有する電子機器。