JP2020101827A - 二次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】携帯情報端末またはウェアラブルデバイスに適した二次電池を提供する。または、さまざまな外観形状を有する新規な構造の電子機器、及びその形状に適した形状の二次電池を提供する。【解決手段】外力が加えられて発生するフィルムの応力を緩和する凸部を有するフィルムを用いて封止されている二次電池とする。フィルムにはプレス加工、例えばエンボス加工により凸部によって構成された模様が形成される。凸部の頂部は、凸部の底部より厚い領域を有する。凸部の頂部の厚さは、凸部の底部の厚さの１．５倍以上、好ましくは２倍以上であり、且つ凸部において凸状の空間を有する厚さ以下である。【選択図】図２

Description

本発明は、物、方法、または、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、マシ
ン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。ま
たは、本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、撮像装置、それ
らの駆動方法、または、それらの製造方法に関する。特に、電子機器に関する。

なお、本明細書中において電子機器とは、二次電池を有する装置全般を指し、二次電池
を有する電気光学装置、二次電池を有する情報端末装置、二次電池を有する車両などは全
て電子機器である。

近年、スマートフォンで代表される携帯情報端末が活発に開発されている。また、使用
者は、電子機器の一種である携帯情報端末が、軽量、小型であることを期待している。

場所を選ばず、なおかつ両手の自由が束縛されることなく、視覚を通して情報が得られ
るウェアラブルデバイスの一例として、特許文献１が開示されている。特許文献１には、
通信が可能であり、ＣＰＵを含むゴーグル型表示装置が開示されている。特許文献１のデ
バイスも電子機器の一種に含む。

ウェアラブルデバイスや携帯情報端末は、繰り返し充電または放電が可能な二次電池を
搭載することが多く、ウェアラブルデバイスや携帯情報端末は、その軽量化、小型化を求
められるがゆえに、二次電池の容量が小さく、ウェアラブルデバイスや携帯情報端末の操
作時間が限られてしまう問題がある。ウェアラブルデバイスや携帯情報端末に搭載する二
次電池としては、軽量、且つ、小型であり、長時間の使用が可能であることが求められて
いる。

二次電池としては、ニッケル水素電池や、リチウムイオン二次電池などが挙げられる。
中でも、リチウムイオン二次電池は、高容量、且つ、小型化が図れるため、開発が盛んに
行われている。

リチウムイオン二次電池において、正極或いは負極として機能する電極としては、金属
リチウム、炭素系材料、合金系材料等を用いる。

特開２００５−１５７３１７号公報

携帯情報端末に適した二次電池を提供することを課題の一とする。

または、ウェアラブルデバイスに適した二次電池を提供することを課題の一とする。

または、さまざまな外観形状を有する構造の電子機器、及びその形状に適した形状の二
次電池を提供することも課題の一とする。または、新規な電子機器、新規な二次電池、も
しくは、新規な蓄電装置を提供することも課題の一とする。

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。

電子機器を複雑な外観形状にする場合、筐体を複雑な外観形状に設計し、その筐体の内
部空間に電子部品（電源、配線、トランジスタ、抵抗、コンデンサなど）を配置する。こ
の電子機器が大型のものであり、重量が重くても問題ないのであれば、比較的筐体の内部
空間の体積が大きいため、比較的自由に電子部品を配置することができる。

複雑な外観形状を有する電子機器が小型であり、軽量化が求められる場合には、筐体の
内部空間の体積が小さく、その体積に合わせて電子部品及びそのサイズを選定し、配置す
る。この場合、電子部品のサイズが小さくなればなるほど高価となり、製造コストが増大
してしまう。

また、二次電池においては、二次電池の体積または重量が増えれば増えるほど容量が大
きい傾向があり、小型の電子機器に内蔵する場合、二次電池のサイズや配置に制限がある
。

また、電気自動車やハイブリッド自動車などの二次電池を有する車両は、１回の充電あ
たりの走行距離を長くしようとすればするほど、二次電池の占める体積や重量が増えてし
まう。

そこで、形状を変化させることのできる二次電池を電子機器に用い、その電子機器の筐
体の内部空間に効率よく二次電池およびその他の電子部品を配置させる。

外部から力を加えて二次電池の形状を変化させた場合、二次電池の外装体に用いるフィ
ルムなどの物体に外部から力が加わり、物体に応力がかかり、一部変形または一部破壊が
生じる恐れがある。

応力によって生じるひずみを緩和する構造を有する二次電池とする。ひずみとは物体の
基準（初期状態）長さに対する物体内の物質点の変位を示す、変形の尺度である。二次電
池の外部から力を加えて生じる変形の尺度、即ち、ひずみによる影響を許容範囲内に抑え
る二次電池を提供する。

本明細書で開示する発明の構成の一形態は、複数の凸部を有するフィルムを用いて封止
された二次電池である。

本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、複数の凸部で形成される模様を有する
フィルムを用いて封止された二次電池である。

凸部の頂部は、凸部の底部より厚い領域を有する。凸部の頂部の厚さは、凸部の底部の
厚さの１．５倍以上、好ましくは２倍以上であり、且つ凸部において凸状の空間を有する
厚さ以下である。即ち、凸部の頂部の厚さは、凸部の底部の厚さの１．５倍以上、好まし
くは２倍以上であり、且つ一方の面において突出し、他方の面においてくぼみを有する厚
さ以下である。

複数の凸部は、規則的に配列されていてもよい。または、複数の凸部は、不規則に配列
されていてもよい。

本明細書で開示する発明の構成の一形態は、第１の凸部と、第２の凸部を有するフィル
ムを用いて封止された二次電池である。

本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、第１の凸部と、第２の凸部で形成され
る模様を有するフィルムを用いて封止された二次電池である。

第１の凸部と第２の凸部は、それぞれフィルムの異なる面側に頂部がある。代表的には
、フィルムの一方の面側に第１の凸部の頂部が形成され、他方の面側に第２の凸部の頂部
が形成される。なお、一方の面と他方の面は、互いに反対の面である。

第１の凸部の頂部は、第１の凸部の底部より厚い領域を有する。第１の凸部の頂部の厚
さは、第１の凸部の底部の厚さの１．５倍以上、好ましくは２倍以上であり、且つ第１の
凸部において凸状の空間を有する厚さ以下である。即ち、第１の凸部の頂部の厚さは、第
１の凸部の底部の厚さの１．５倍以上、好ましくは２倍以上であり、且つ一方の面におい
て突出し、他方の面においてくぼみを有する厚さ以下である。

第２の凸部の頂部は、第２の凸部の底部より厚い領域を有する。第２の凸部の頂部の厚
さは、第２の凸部の底部の厚さの１．５倍以上、好ましくは２倍以上であり、且つ第２の
凸部において凸状の空間を有する厚さ以下である。即ち、第２の凸部の頂部の厚さは、第
２の凸部の底部の厚さの１．５倍以上、好ましくは２倍以上であり、且つ一方の面におい
て突出し、他方の面においてくぼみを有する厚さ以下である。

第１の凸部及び第２の凸部は、互いに規則的に配列されていてもよい。また、第１の凸
部は、第１の方向に配列され、第２の凸部は、第２の方向に配列され、第１の方向及び第
２の方向は、交差してもよい。または、第１の方向及び第２の方向は、平行であってもよ
い。または、第１の凸部及び第２の凸部は、互いに不規則的に配列されていてもよい。

フィルムに複数の凸部が設けられることで、外力が加えられて発生するフィルムの応力
を緩和することができる。

また、複数の凸部で形成される模様は視認可能な幾何学模様であり、二方向の斜めの線
が交差した幾何学模様の場合には、少なくとも二方向の曲げへの応力を緩和することがで
きる。上記構成において、複数の凸部で形成される模様は視認可能な幾何学模様であり、
平行な幾何学模様の場合には、少なくとも二方向の曲げへの応力を緩和することができる
。複数の凸部が不規則に配置された場合には、二次元の曲げ、三次元の不規則な曲げ、ま
たは捩じりへの応力を緩和することができる。また、フィルムの箇所によって模様の異な
る領域を複数有していてもよい。例えば、フィルムの角部と中央部とで模様を異ならせて
、１枚のフィルムに２種類の模様を設けてもよく、さらに３種以上の模様を設けてもよい
。また、曲げられる部分のみに凸部を設けてもよく、その他の部分は平坦な面を有するフ
ィルムでもよい。また、凸部の断面形状は特に限定されない。

フィルムの凸部は、プレス加工（例えばエンボス加工）により形成することができる。
エンボス加工によりフィルム表面（または裏面）に形成された凸部は、フィルムを封止構
造の壁の一部とする空間の容積が可変な閉塞空間を形成する。この閉塞空間は、フィルム
が蛇腹構造、ベローズ構造となって形成されるとも言える。また、フィルムを用いる封止
構造により防水及び防塵の効果がある。また、プレス加工の一種であるエンボス加工に限
らず、フィルムの一部に浮き彫り（レリーフ）が形成できる手法でもよい。また、それら
の組み合わせ、例えばエンボス加工と、他のプレス加工とを１枚のフィルムに対して行っ
てもよい。また、複数回のエンボス加工を１枚のフィルムに行ってもよい。

二次電池の構造としては、様々な構造があるが、外装体としてフィルムを用いる構造と
する。フィルムには耐水性、耐ガス性が求められる。なお、外装体として用いるフィルム
は金属フィルム（アルミニウム、ステンレス、ニッケル鋼、金、銀、銅、チタン、クロム
、鉄、錫、タンタル、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、亜鉛など金属箔となる金属ま
たは合金）、及び絶縁物フィルムの積層フィルムを用いる。なお、絶縁物フィルムとして
は、有機材料からなるプラスチックフィルム、有機材料（有機樹脂や繊維など）と無機材
料（セラミックなど）とを含むハイブリッド材料フィルム、炭素含有無機フィルム（カー
ボンフィルム、グラファイトフィルムなど）から選ばれる単層フィルムまたはこれら複数
からなる積層フィルムを用いる。金属フィルムは、エンボス加工を行いやすく、エンボス
加工を行って凸部を形成すると、外気に触れるフィルムの表面積が増大するため、放熱効
果に優れている。

また、二次電池の封止構造は、１枚の長方形のフィルムを中央で折り曲げて２つの端部
を重ね、３辺を接着層で固定して閉塞させる構造や、２枚のフィルムを重ね、フィルムの
端部である４辺を接着層で固定して閉塞させる構造とする。

接着層は、熱可塑性フィルム材料、熱硬化型接着剤、または嫌気型接着剤、紫外線硬化
型接着剤など光硬化型の接着剤、反応硬化型接着剤を用いることができる。これらの接着
剤の材質としてはエポキシ樹脂やアクリル樹脂、シリコーン樹脂、フェノール樹脂などを
用いることができる。

接着層とフィルムを接着し、固定して封止構造を形成する際に圧着を行い、圧着する部
分であるフィルムの端部とフィルムの中央部で凸部の大きさを異ならせる。フィルムの中
央部に比べてフィルムの端部の凸部の大きさを小さくすると、ひずみによる影響を許容範
囲内に抑えることができる。

中央部に凸部を設け、圧着する部分であるフィルムの端部に凸部を設けない場合には、
中央部において二次電池内部の体積膨張があっても大きく膨らむことができる。従って、
二次電池の破裂を防止する効果を有する。一方、端部において凸部がないため、中央部に
比べて端部のフレキシブル性、応力の緩和効果が低下する。従って、フィルムの端部にも
凸部を設けることは、ひずみによる影響を許容範囲内に抑えることを助長する。

また、電子機器を複雑な外観形状にするとは幾通りもの解釈をすることができる。一つ
は、電子機器の外観を複雑な形状、例えば曲面を有する形状とし、固定するものである。
固定する場合には、二次電池を一度曲げ、その曲がった状態で固定することとなる。さら
に、複雑な外観形状の電子機器の外部から力がかけられても変形しないものと、力をかけ
て変化するものに分けることができる。また、他には、単純な外観形状の電子機器を外部
から力をかけて変形させるものである。電子機器に力をかけて変形するものとする場合に
は、力が加わる度に二次電池も変形できることが望ましい。

本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、一部に曲面を有する筐体と、曲面を有
する二次電池を有し、二次電池の外装体は、表面の一部に凸部で形成される模様を有する
フィルムである電子機器である。

また、本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、筐体と、筐体の一部に接する二
次電池を有し、二次電池の外装体は、表面の一部に凸部で形成される模様を有するフィル
ムであり、筐体の一部が変形する電子機器である。

上記構成において、二次電池の外装体は、曲率半径３０ｍｍ以上好ましくは曲率半径１
０ｍｍ以上曲率半径１５０ｍｍ以下の範囲で変形することができる。二次電池の外装体で
あるフィルムは、１枚または２枚で構成されており、積層構造の二次電池である場合、湾
曲させた電池の断面形状は、フィルムの２つの曲線で電極や電解液等が挟まれた構造とな
る。

面の曲率半径について、図２１を用いて説明する。図２１（Ａ）において、曲面１７０
０を切断した平面１７０１において、曲面１７００に含まれる曲線１７０２の一部を円の
弧に近似して、その円の半径を曲率半径１７０３とし、円の中心を曲率中心１７０４とす
る。図２１（Ｂ）に曲面１７００の上面図を示す。図２１（Ｃ）に、平面１７０１で曲面
１７００を切断した断面図を示す。曲面を平面で切断するとき、曲面に対する平面の角度
や切断する位置に応じて、断面に現れる曲線の曲率半径は異なるものとなるが、本明細書
等では、最も小さい曲率半径を面の曲率半径とする。

２枚のフィルムを外装体として電極及び電解液などの電池材料１８０５を挟む二次電池
を湾曲させた場合には、二次電池の曲率中心１８００に近い側のフィルム１８０１の曲率
半径１８０２は、曲率中心１８００から遠い側のフィルム１８０３の曲率半径１８０４よ
りも小さい（図２２（Ａ））。二次電池を湾曲させて断面を円弧状とすると、曲率中心１
８００に近いフィルムの表面には圧縮応力がかかり、曲率中心１８００から遠いフィルム
の表面には引っ張り応力がかかる（図２２（Ｂ））。外装体の表面に凸部で形成される模
様を形成すると、このように圧縮応力や引っ張り応力がかかったとしても、ひずみによる
影響を許容範囲内に抑えることができる。そのため、二次電池は、曲率中心に近い側の外
装体の曲率半径が３０ｍｍ以上好ましくは１０ｍｍ以上となる範囲で変形することができ
る。

なお、二次電池の断面形状は、単純な円弧状に限定されず、図２２（Ｃ）に示すような
一部が円弧を有する形状にすることもできる。

二次電池を曲げた際の断面から見た場合、外側表面が引っ張られる。即ち、外側が伸び
る。

外装体のフィルムに凸部で形成される最適な模様を形成することで、フィルムを曲げる
際に、フィルムの両表面が応力に追随して変形しつつ、撓む。なお、凸部を有するフィル
ムを曲げると、凸部の頂部に応力がかかってしまう。この結果、フィルムにおいてしわや
亀裂が生じてしまい、二次電池が劣化または破壊してしまう。しかしながら、該凸部の頂
部において、凸部の底部より厚い領域を有することで、曲げによる応力集中を緩和するこ
とが可能である。これらの結果、二次電池を曲げた際に、フィルムにおけるしわや亀裂に
起因する劣化や破壊を低減し、二次電池に含まれる電解液が漏れることを防ぐことが可能
である。

時計などのように、電子機器の一部を使用者の身体の一部（手首や腕など）に接触させ
る、即ち電子機器を使用者に装着させることで、使用者が電子機器を実際の重量よりも軽
量と感じることができる。使用者の身体の一部に沿った曲面を有する外観形状の電子機器
にフレキシブルな二次電池を用いることで、二次電池を電子機器に適した形状に固定して
設置することができる。

また、使用者が電子機器を装着した部分を動かした場合、電子機器が身体の一部に沿っ
た曲面を有していても、使用者は違和感を覚え、その電子機器を邪魔なものと認識し、ス
トレスを感じる恐れがある。そこで、電子機器が変形し得る部分にフレキシブルな二次電
池を設けることで、身体の動きに合わせて電子機器の少なくとも一部が変形できる構成と
することが可能であり、使用者が違和感を覚えることのない電子機器とすることができる
。

または、電子機器の外観形状が曲面や複雑な形状である場合に限定されず、シンプルな
外観形状であってもよい。例えばシンプルな外観形状の電子機器の内部において、電子機
器に内蔵できる部品の数や大きさは、電子機器の筐体で形成される空間の体積で決定され
る場合が多い。二次電池以外の部品の隙間にフレキシブルな二次電池を設けることで、電
子機器の筐体で形成される空間を有効利用することができ、小型化することもできる。

なお、ウェアラブルデバイスとは、ウェアラブルカメラ、ウェアラブルマイク、ウェア
ラブルセンサなどのウェアラブルな入力端末や、ウェアラブルディスプレイ、ウェアラブ
ルスピーカーなどのウェアラブルな出力端末や、それらの機能を併せもつウェアラブルな
入出力端末を含む。また、ウェアラブルデバイスとは、各装置の制御やデータの計算また
は加工を行う装置、代表的にはＣＰＵを有するウェアラブルコンピュータを含む。また、
ウェアラブルデバイスとは、データの記憶、データの送信、データの受信を行う装置、代
表的には携帯情報端末、メモリなども含む。

新規な構造の二次電池を実現できる。または、新規な蓄電装置を実現できる。

二次電池の形状を自在に設計できるため、例えば曲面を有する二次電池を用いることに
より、電子機器全体の自由度があがり、いろいろなデザインを有する電子機器を実現する
。また、曲面を有する電子機器の内側表面に沿って二次電池を設けることで、電子機器内
に無駄なスペースを作ることなく、電子機器内の空間を有効に利用することができる。

従って、新規な構造の電子機器を実現できる。

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。

本発明の一態様を示す斜視図。 本発明の一態様を示す断面図。 本発明の一態様を示す断面図。 本発明の一態様を示す断面図。 本発明の一態様を示す上面図。 本発明の一態様を示す上面図。 フィルムにおける応力の計算モデル。 フィルムにおける応力の計算結果。 フィルムにおける応力の計算結果。 フィルムにおける応力の計算結果。 フィルムにおける応力の計算モデルおよび計算結果。 本発明の一態様を示す斜視図。 本発明の作製方法の一態様を示す断面図。 本発明の作製方法の一態様を示す断面図。 本発明の作製方法の一態様を示す断面図。 本発明の一態様を示す斜視図および断面図。 本発明の一態様を説明する図。 本発明の一態様を示す上面図。 本発明の一態様を示す斜視図および断面図。 本発明の一態様を示す斜視図および断面図。 面の曲率半径について説明する図。 曲率中心などについて説明する図。 フレキシブルな二次電池を有する電子機器を説明する図。 電子機器を説明する図。 二次電池を有する車両を説明する図。

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。

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。

「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
である。

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。

（実施の形態１）
本実施の形態では、二次電池の外装体として用いることが可能なフィルムの構成及びそ
の作製方法について説明する。また、本実施の形態では、該外装体を有する二次電池の構
成及び作製方法について説明する。

図１は、二次電池の外装体として用いることが可能なフィルムの斜視図である。フィル
ム１０は、複数の凸部を有する。図１において、フィルム１０の表側に頂部を有する凸部
１０ａと、フィルム１０の裏側に頂部を有する凸部１０ｂが規則的に配列されている。

図１の一点鎖線Ａ−Ｂの断面図を図２（Ａ）に示す。

図２（Ａ）に示すように、フィルム１０において、一方の面側に頂部を有する凸部１０
ａと、他方の面側に頂部を有する凸部１０ｂが交互に配列されている。

凸部１０ａ及び凸部１０ｂの断面形状は、中空半円状、中空半楕円状、中空多角形状、
または中空不定形とすることができる。なお、中空多角形状の場合は、六角形より多い角
を有することで、角における応力の集中を低減することが可能であり、好ましい。

ここで、凸部１０ａの拡大図を図２（Ｂ）に示す。凸部１０ａは、内側に空間１０ｃを
有することを特徴とする。なお、空間１０ｃは、少なくとも凸部１０ａの内側に存在する
。言い換えると、凸部１０ａは、一方の面において突出しており、他方の面においてくぼ
んでいる。また、言い換えると、凸部１０ａは、一方の面において突出しており、他方の
面において、内側に凹部を有する。また、凸部１０ａは、平坦部１０ｄの間に設けられて
もよい。また、空間１０ｃは、少なくとも凸部１０ａで囲まれる領域に存在し、さらには
平坦部１０ｄの側部と凸部１０ａで囲まれる領域に存在してもよい。凸部１０ａにおいて
、高さが最も高い領域を頂部という。また、凸部１０ａにおいて、平坦部１０ｄと接する
領域を底部という。また、凸部１０ａにおいて、頂部の厚さｔ１は、底部の厚さｔ２より
大きいことを特徴とする。

なお、図２（Ｃ）に示すように、一方の面側に頂部を有する凸部１０ａと、他方の面側
に頂部を有する凸部１０ｂの間に、平坦部を有さない構成であってもよい。即ち、凸部１
０ａ及び凸部１０ｂが直接接続されている。

図２（Ｃ）に示す凸部１０ａの拡大図を、図２（Ｄ）に示す。凸部１０ａにおいて、高
さがもっとも高い領域を頂部という。また、凸部１０ａにおいて、変曲点となる領域を底
部という。また、凸部１０ａにおいて、頂部の厚さｔ１は、底部の厚さｔ２より大きいこ
とを特徴とする。なお、厚さとは、一対の面の間の最短距離をいう。即ち、一方の面と他
方の面それぞれに垂直な方向における一方の面と他方の面の距離をいう。

フィルムに対して外方向に力を加える（代表的には、フィルム１０に引っ張り応力がか
かる状態とする。）と、凸部が伸縮し、凸部の頂部に応力が集中していまい、凸部が破断
してしまう恐れがある。ところが、頂部の厚さｔ１を底部の厚さｔ２の１．５倍以上、好
ましくは２倍以上とすることで、頂部における応力の集中を緩和することが可能であり、
フィルム１０に対して外方向に力を加えたときにおける、フィルム１０の破断を防ぐこと
が可能である。

一方、凸部１０ａにおいて、空間１０ｃが形成されないと、フィルム１０に対して外方
向に力を加えた時、凸部は伸縮しにくくなり、凸部が破断してしまう恐れがある。このた
め、頂部の厚さｔ１は、凸部１０ａに空間１０ｃが形成される厚さとすることが好ましい
。即ち、凸部１０ａに空間１０ｃが形成されない厚さ未満とすることが好ましい。

なお、図２においては、一方の面側に頂部を有する凸部と、他方の面側に頂部を有する
凸部が、交互に配列されている構成を示したが、図３（Ａ）に示すように、フィルムにお
いて、一方の面側にのみ頂部を有する凸部１０ａが配列されていてもよい。また、フィル
ムは、複数の凸部１０ａの間に平坦部１０ｄを有してもよい。

または、図３（Ｂ）に示すように、複数の凸部１０ａの間に平坦部１０ｄを有さなくて
もよい。

また、図２及び図３に示すフィルムのように、隣り合う凸部において、頂部の厚さが同
じでもよい。または、図４に示すように、隣りあう凸部において、頂部の厚さが異なって
いてもよい。例えば、図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、凸部１０ａの頂部の厚さ
ｔ１と、凸部１０ｂの頂部の厚さｔ３が、異なってもよい。また、図４（Ｃ）及び図４（
Ｄ）に示すように、隣り合う凸部１０ａ＿１、１０ａ＿２において、凸部１０ａ＿１の頂
部の厚さｔ１と、凸部１０ａ＿２の頂部の厚さｔ４が、異なってもよい。

ここで、フィルムの断面拡大図を図４（Ｅ）に示す。フィルムは、積層体である。具体
的には、フィルムは、金属フィルムと、該金属フィルムの一方の面または両方の面に絶縁
物フィルムを有する。絶縁物フィルムは、プラスチックフィルム、ハイブリッド材料フィ
ルム、炭素含有フィルム等がある。また、絶縁物フィルムとして、ヒートシール層を用い
てもよい。または、絶縁物フィルムの代わりに、加熱硬化型以外の接着層を用いてもよい
。ここでは、金属フィルム６５の一方の面に絶縁物フィルム６６を有し、他方の面に絶縁
物フィルム６７を有するフィルムを示す。なお、フィルム全体において、凸部における頂
部の厚さが、底部より大きい。または、金属フィルムにおいて、凸部における頂部の厚さ
が、底部より大きく、絶縁物フィルムは凸部の頂部と底部で厚さが同一であってもよい。

次に、凸部の上面形状について、図５及び図６を用いて説明する。

図５（Ａ）に示すフィルムは、一方の面側に頂部を有する凸部１０ａと、他方の面側に
頂部を有する凸部１０ｂが、規則的に配列されている。ここでは、凸部１０ａが並ぶ方向
を示す破線ｅ１と、凸部１０ｂが並ぶ方向を示す破線ｅ２がフィルムの辺に対して斜めで
あり、且つ破線ｅ１及び破線ｅ２は交差している。

図５（Ｂ）に示すフィルムは、一方の面側に頂部を有する凸部１０ａと、他方の面側に
頂部を有する凸部１０ｂが、規則的に配列されている。ここでは、凸部１０ａが並ぶ方向
を示す破線ｅ１と、凸部１０ｂが並ぶ方向を示す破線ｅ２が、フィルムの長辺に対して平
行である。

図５（Ｃ）に示すフィルムは、一方の面側に頂部を有する凸部１０ａと、他方の面側に
頂部を有する凸部１０ｂが、規則的に配列されている。ここでは、凸部１０ａが並ぶ方向
を示す破線ｅ１と、凸部１０ｂが並ぶ方向を示す破線ｅ２が、フィルムの短辺に対して平
行である。

図５（Ｄ）に示すフィルムは、一方の面側に頂部を有する凸部１０ａと、他方の面側に
頂部を有する凸部１０ｂが、不規則に配列されている。

なお、図５に示す凸部それぞれの上面形状は、円形であるが、多角形、不定形であって
もよい。

また、図５に示すフィルムのように、一方の面側に頂部を有する凸部１０ａと、他方の
面側に頂部を有する凸部１０ｂ、それぞれの上面形状が、同じでもよい。または、図６（
Ａ）に示すように、一方の面側に頂部を有する凸部１０ａと、他方の面側に頂部を有する
凸部１０ｂの上面形状が、互いに異なってもよい。

図６（Ａ）に示すフィルムにおいて、凸部１０ａの上面形状は、線状であり、凸部１０
ｂの上面形状は、円状である。なお、凸部１０ａの上面形状は、直線状、曲線状、波状、
ジグザグ状、不定形であってもよい。また、凸部１０ｂの上面形状は、多角形、不定形で
あってもよい。

または、図６（Ｂ）に示すように、凸部１０ａ、１０ｂの上面形状が、十字状であって
もよい。

図５及び図６に示すような上面形状を有することで、少なくとも二方向の曲げへの応力
を緩和することができる。

次に、フィルムに生じる応力の様子を、モデルを用いた計算によって確認した結果につ
いて説明する。計算には、有限要素法解析ソフトであるＡＮＳＹＳ Ｍｅｃｈａｎｉｃａ
ｌ ＡＰＤＬ（ＡＮＳＹＳ Ｉｎｃ．製）を用いた。

計算モデルとして用いたフィルムＭの断面図を図７に示す。凸部において、頂部におけ
るフィルムＭの厚さをｔ１とし、底部の厚さをｔ２とする。また、外径ｒ１の半円から、
短軸半径がｒ１−ｔ１、長軸半径がｒ２の半楕円を除いた形状を凸部とした。また、頂部
が上側の該凸部と、頂部が下側の該凸部を組み合わせた。なお、フィルムＭの材料として
、アルミニウムを用い、フィルムＭのヤング率（Ｅ）を７．０３×１０^１０Ｐａ、ポアソ
ン比（ν）を０．３４５とした。また、要素タイプは１８３を用いた。また、フィルムＭ
の右端部において、右方向に１０００Ｐａの力を加えた。

計算モデル１として、ｒ１を２５０μｍ、ｒ２を２１０μｍとし、分割数を１０とした
。また、底部の厚さｔ２を４０μｍとし、頂部の厚さｔ１を変化させ、それぞれにおいて
、フィルムＭの右端に右方向の力を加えたときの、フィルムＭの応力を計算した。

計算により得られた、凸部の頂部における最大応力σとｔ１／ｔ２の関係を図８に示す
。図８において、ｔ１／ｔ２を大きくするにつれ、最大応力σが減少している。また、ｔ
１／ｔ２が１．５以上では、最大応力がほぼ一定である。

次に、ｔ１／ｔ２が、５より大きい場合に関して、同様の計算を行った。計算モデル２
として、ｒ１を５００μｍ、ｒ２を４６０μｍとし、底部の厚さｔ２を４０μｍ、分割数
を２０として、フィルムの応力を計算した。計算結果を図９に示す。ｔ１／ｔ２が１０で
も、ｔ１／ｔ２が２のときの最大応力σとほぼ同じであることがわかる。

即ち、凸部の底部の厚さに対して、頂部の厚さを大きくすることで、頂部における応力
の集中を低減することが可能である。

応力は、面積の増大により低減する。このため、同じ断面積であって、且つ凸部の頂部
と底部の厚さの比を変えて、フィルムＭの応力を計算した。

ここでは、計算モデル３として、図１０（Ａ）に示すフィルムの断面積を４．２×１０
^４μｍ^２とし、ｔ１／ｔ２を２とし、分割数を１０として、フィルムの応力を計算した。
また、計算モデル４として、図１０（Ｂ）に示すフィルムの断面積を４．２×１０^４μｍ
^２とし、ｔ１／ｔ２を１とし、分割数を１０として、フィルムの応力を計算した。

図１０（Ａ）に、計算モデル３の計算結果を示し、図１０（Ｂ）に計算モデル４の計算
結果を示す。カラーバーの色で応力の増大を示し、右側ほど応力が大きいことを示す。

図１０（Ｂ）においては、凸部の頂部において、特に頂部の外側と内側において、応力
が大きい。一方、図１０（Ａ）においては、凸部の頂部において、応力集中が生じていな
い。なお、図１０（Ａ）においては、力が加えられたフィルムの右端部に応力が集中して
いる。

即ち、凸部において、底部より頂部の厚さを大きくすることで、頂部における応力の集
中を低減することが可能である。

次に、一方の面側に頂部を有する凸部と、他方の面側に頂部を有する凸部において、そ
れぞれ頂部の厚さを変えたときの、フィルムＭの応力を計算した。

計算モデル５として、図１１（Ａ）に示すように、凸部ｐ１の頂部の厚さをｔ１とし、
凸部ｐ１、ｐ２の底部の厚さをｔ２とし、凸部ｐ２の頂部の厚さをｔ３とした。ここでは
、ｔ１を８０μｍ、ｔ２を４０μｍ、ｔ３を１２０μｍとし、分割数を１０として、フィ
ルムの応力を計算した。

図１１（Ｂ）に、計算モデル５の計算結果を示す。カラーバーの色で応力の増大を示し
、右側ほど応力が大きいことを示す。凸部ｐ１及び凸部ｐ２共に、頂部において応力が集
中していない。このことから、隣り合う凸部の頂部の厚さを変えても、凸部の頂部におけ
る応力の集中を低減することが可能である。

以上、計算結果により、凸部を有するフィルムにおいて、底部より頂部の厚さを大きく
することが、凸部における局所的な応力の集中の低減に大きく影響していることが分かっ
た。

次に、本実施の形態に示すフィルムの作製方法について、図１２乃至図１４を用いて説
明する。

はじめに、エンボス加工により、フィルムに凸部を形成する方法について、図１２及び
図１３を用いて説明する。

まず、可撓性基材からなるシートを用意する。シートは、積層体を用い、金属フィルム
の一方の面または両方の面にヒートシール層を有するものを用いる。接着層は、ポリプロ
ピレンやポリエチレンなどを含む熱融着性樹脂フィルムを用いる。本実施の形態では、シ
ートとして、アルミニウム箔の表面にナイロン樹脂を有し、アルミニウム箔の裏面に耐酸
性ポリプロピレン膜と、ポリプロピレン膜の積層が設けられている金属シートを用いる。
このシートをカットして図１２（Ａ）に示すフィルム１１を用意する。

そして、このフィルム１１にエンボス加工を行う。この結果、図１２（Ｂ）に示すフィ
ルム１０を形成することができる。図１２（Ｂ）に示すように、フィルム１０は、複数の
凸部を有することにより、視認可能な模様を有する。なお、図１２（Ｂ）、図１６におい
て、理解を容易にするため、斜線の交点を、凸部が形成される領域とする。また、ここで
はシートをカットした後、エンボス加工を行う例を示すが、特に順序は限定されず、シー
トをカットする前にエンボス加工を行い、その後カットして、図１２（Ｂ）に示す状態と
してもよい。また、シートを折り曲げて熱圧着を行った後にカットしてもよい。

以下に、プレス加工の一種であるエンボス加工の説明をする。

図１３は、エンボス加工の一例を示す断面図である。なお、エンボス加工とは、プレス
加工の一種であり、表面に凹凸のあるエンボスロールをフィルムに圧接させ、エンボスロ
ールの凹凸に対応する凹凸をフィルムに形成する処理のことを指している。なお、エンボ
スロールは、表面に模様を彫刻したロールである。

また、図１３は、フィルムの両面にエンボス加工を行う例である。また、一方の面側に
頂部を有する凸部を備えたフィルムの形成方法である。

図１３は、フィルムの一方の面に接するエンボスロール５３と、もう一方の面に接する
エンボスロール５５との間にフィルム５０が挟まれ、フィルム５０がフィルムの進行方向
６０に送り出されている途中を示している。圧力或いは熱によってフィルム表面に模様を
形成している。なお、圧力及び熱の両方によってフィルム表面に模様を形成してもよい。

エンボスロールは、金属ロール、セラミックスロール、プラスチックロール、ゴムロー
ル、有機樹脂ロール、木材ロール等を適宜用いることができる。

図１３は、雄柄のエンボスロールであるエンボスロール５３と雌柄のエンボスロール５
５を用いてエンボス加工を行う。雄柄のエンボスロール５３は、複数の凸部５３ａを有す
る。該凸部は、加工対象であるフィルムに形成する凸部に対応する。雌柄のエンボスロー
ル５５は、複数の凸部５５ａを有する。該隣り合う凸部５５ａにより、雄柄のエンボスロ
ール５３に設けられた凸部５３ａがフィルムに形成する凸部に嵌る凹部を構成する。

フィルム５０の一部を浮き上がらせるエンボスと、フィルム５０の一部をへこませる空
押しを連続的に行うことで、凸部と平坦部を連続的に形成することができる。この結果、
フィルム５０に模様を形成することができる。

なお、雄柄のエンボスロール５３の凸部５３ａの高さｈ３は、雌柄のエンボスロール５
５の凸部５５ａの高さｈ５より小さいことが好ましい。また、雄柄のエンボスロール５３
の凸部５３ａの幅は、雌柄のエンボスロール５５において、隣り合う凸部５５ａで構成さ
れる凹部の幅より小さいことが好ましい。これらの結果、シートに形成される凸部におい
て、凸部の底部より厚い領域を、凸部の頂部に形成することが可能である。

なお、エンボスロールの凸部の高さは、エンボスロールにおいて、突起を有する領域に
おける頂部表面と中心との距離と、エンボスロールの半径との差分である。例えば、エン
ボスロール５５において、エンボスロールの凸部の高さｈ５は、凸部５５ａにおける頂部
表面と中心との距離ｄ５と、エンボスロール５５の半径ｒ５の差分（ｄ５−ｒ５）である
。

また、エンボスロールにおいて、凸部の幅は、凸部において最も小さい長さをいう。例
えば、エンボスロール５５において、凸部５５ａの幅において最も小さい長さｇ５を、凸
部５５ａの幅という。

また、エンボスロールにおいて、隣り合う凸部で構成される凹部の幅は、隣り合う凸部
の側面の間隔において最も小さい長さをいう。例えば、エンボスロール５５において、隣
り合う凸部５５ａの側面の間隔において最も小さい長さｆ５を、凹部の幅という。

次に、図１３とは異なる方法で複数の凸部を有するフィルムを形成する方法を、図１４
を用いて説明する。図１４は、フィルムの一面にエンボス加工を行う例である。また、一
方の面側に頂部を有する凸部を備えたフィルムの形成方法である。

図１４（Ａ）は、フィルムの一方の面に接するエンボスロール５５と、他方の面に接す
るロール５４との間にフィルム５０が挟まれ、フィルム５０がフィルムの進行方向６０に
送り出されている途中を示す。なお、ロール５４は、回転せず固定されていてもよい。こ
こでは、フィルムの一方の面にのみエンボスロール５５を設けるため、フィルムには複数
の凸部が設けられるが、凸部は空間を有さない。即ち、一方の面において突出し、他方の
面において平坦である。

次に、図１４（Ｂ）に示すように、エンボス加工によって一方の面に凸部が形成された
フィルム５１の一部を除去する。ここでは、凸部において平坦面、即ちロール５４と接し
ていた面からフィルムの一部を除去する。フィルムの一部を除去する方法としては、レー
ザ光の照射による熱的除去、エッチング溶液の滴下による化学的除去、工具による物理的
除去等がある。

この結果、図１４（Ｃ）に示すように、凸部１０ａに空間１０ｃを形成することができ
る。また、凸部１０ａを有するフィルム５２を形成することができる。

なお、図１４に示すフィルムの作製方法においては、フィルム５０として金属フィルム
を用いることが好ましい。次に、図１４（Ａ）乃至図１４（Ｃ）の工程を経たのち、金属
フィルムの一方の面または両方の面にヒートシール層を設けることが好ましい。

次に、図１３及び図１４とは異なる方法で複数の凸部を有するフィルムを形成する方法
を、図１５を用いて説明する。図１５は、エンボスプレートを用いて、フィルムの両面に
エンボス加工を行う例である。また、一方の面側に頂部を有する凸部と、他方の面側に頂
部を有する凸部とを備えたフィルムの形成方法である。

図１５（Ａ）に示すように、凸部５６ａ及び凹部５６ｂを有するエンボスプレート５６
と、凸部５７ａ及び凹部５７ｂを有するエンボスプレート５７と、を準備する。

次に、エンボスプレート５６、５７の間に、フィルム５０を設ける。

次に、エンボスプレート５６を図１５（Ａ）に示す矢印６１の方向、即ちフィルム５０
の一方の面の方向に押し付け、エンボスプレート５７をフィルム５０の図１５（Ａ）に示
す矢印６２の方向、即ちフィルム５０の他方の面の方向に押し付ける（図１５（Ｃ）参照
）。このとき、エンボスプレート５６の凸部５６ａと、エンボスプレート５７の凹部５７
ｂが嵌り、且つエンボスプレート５６の凹部５６ｂと、エンボスプレート５７の凸部５７
ａが嵌るように、エンボスプレート５６、５７の位置調整を行うことが好ましい。

ここで、エンボスプレート５６の凸部５６ａの高さｈ６は、エンボスプレート５７の凹
部５７ｂの深さｈ９より小さいことが好ましい。また、エンボスプレート５６の凸部５６
ａの幅ｆ６は、エンボスプレート５７の凹部５７ｂの幅ｆ９より小さいことが好ましい（
図１５（Ｂ）参照）。

また、エンボスプレート５７の凸部５７ａの高さｈ７は、エンボスプレート５６の凹部
５６ｂの深さｈ８より小さいことが好ましい。また、エンボスプレート５７の凸部５７ａ
の幅ｆ７は、エンボスプレート５６の凹部５６ｂの幅ｆ８より小さいことが好ましい（図
１５（Ｂ）参照）。

これらの結果、図１５（Ｄ）に示すように、一方の面側に頂部を有する凸部と、他方の
面側に頂部を有する凸部を備えたフィルム５８を形成することができる。また、該凸部に
おいて、凸部の底部より厚い領域を凸部の頂部に形成することが可能である。

また、エンボスロール及びエンボスプレートを用いることに限定されず、フィルムの一
部に浮き彫り（レリーフ）を形成してもよい。

次に、二次電池の作製方法について、説明する。本実施の形態では、凸部を有するフィ
ルム１０を中央で折り曲げて２つの端部を重ね、３辺を接着層で封止する方法を用いる。

フィルム１０を図１２（Ｂ）の点線で示した部分で折り、図１６（Ａ）に示す状態とす
る。

また、図１６（Ｂ）に示すように二次電池を構成する正極集電体１２、セパレータ１３
、負極集電体１４を積層したものを用意する。なお、図示しないが、正極集電体１２には
、正極活物質層が表面の一部に形成される。また、負極集電体１４には、負極活物質層が
表面の一部に形成される。また、正極集電体１２や負極集電体１４などの集電体としては
、ステンレス、金、白金、亜鉛、鉄、ニッケル、銅、アルミニウム、チタン、タンタル等
の金属、及びこれらの合金など、導電性の高く、リチウムイオン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。また、集電体は、箔状、板状（シート状）、網状、円柱状、コ
イル状、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４０μｍ以下のものを用いるとよい。なお、ここでは説明
を簡略にするため、正極活物質層が形成された正極集電体１２、セパレータ１３、負極活
物質層が形成された負極集電体１４の積層の組み合わせを１つにして外装体に収納する例
を示したが、二次電池の容量を大きくするために組み合わせを複数重ねて外装体に収納す
る。

そして図１６（Ｃ）に示す封止層１５を有するリード電極１６を２つ用意する。リード
電極１６はリード端子とも呼ばれ、二次電池の正極または負極を外装フィルムの外側へ引
き出すために設けられる。リード電極として、正極リードはアルミニウムを用い、負極リ
ードはニッケルメッキを施した銅を用いる。

そして、正極リードと、正極集電体１２の突出部を超音波溶接などにより、電気的に接
続する。また、負極リードと、負極集電体１４の突出部を超音波溶接などにより、電気的
に接続する。

そして、電解液を入れるための一辺を残すため、フィルム１０の２辺に対して熱圧着を
行って封止する。熱圧着の際、リード電極に設けられた封止層１５も溶けてリード電極と
フィルム１０との間が固定される。そして、減圧下、或いは不活性ガス雰囲気下で所望の
量の電解液を袋状となったフィルム１０の内側に滴下する。そして、最後に、熱圧着をせ
ずに残していたフィルムの周縁に対して熱圧着を行って封止する。

こうして図１６（Ｄ）に示す二次電池４０を作製することができる。

得られた二次電池４０の外装体であるフィルム１０は、凸部で形成される模様を有して
いる。また、図１６（Ｄ）中の点線と端部の間の領域は熱圧着領域１７であり、その部分
にも凸部で形成される模様を有する。中央部に比べると熱圧着領域１７の凸部の高さは小
さいが、二次電池を曲げた時に加わる応力を緩和することができる。

また、図１６（Ｄ）中の一点鎖線Ａ−Ｂで切断した断面の一例を図１６（Ｅ）に示す。

図１６（Ｅ）に示すように、フィルム１０の凹凸は、正極集電体１２と重なる領域と、
熱圧着領域１７で異なる。なお、図１６（Ｅ）に示すように、正極集電体１２、正極活物
質層１８、セパレータ１３、負極活物質層１９、負極集電体１４の順で積層されたものが
、折り曲げたフィルム１０に挟まれ、さらに端部において接着層３０で封止されており、
その他の空間には電解液２０を有している。即ち、フィルム１０の内部には、電解液２０
が充填される。

正極活物質層１８に用いる正極活物質としては、オリビン型の結晶構造、層状岩塩型の
結晶構造、またはスピネル型の結晶構造を有する複合酸化物等がある。正極活物質として
、例えばＬｉＦｅＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、Ｖ_２Ｏ_５、Ｃｒ
_２Ｏ_５、ＭｎＯ_２等の化合物を用いる。

または、複合材料（一般式ＬｉＭＰＯ_４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（
ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上））を用いることができる。一般式ＬｉＭＰＯ_４の代表例
としては、ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＦ
ｅ_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）、Ｌｉ
Ｆｅ_ｃＮｉ_ｄＣｏ_ｅＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ｃＮｉ_ｄＭｎ_ｅＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ｃＣｏ_ｄＭｎ_ｅＰ
Ｏ_４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅ_ｆＮｉ_ｇ
Ｃｏ_ｈＭｎ_ｉＰＯ_４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、
０＜ｉ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いることができる。

または、一般式Ｌｉ_{（２−ｊ）}ＭＳｉＯ_４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ
（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上、０≦ｊ≦２）等の複合材料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、Ｌ
ｉ_{（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_ｍ
Ｎｉ_ｎＣｏ_ｑＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｆｅ_ｍＮｉ_ｎＭｎ_ｑＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２−ｊ）}Ｎ
ｉ_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）等のリチウム化合物を材料として用いる
ことができる。

また、正極活物質として、Ａ_ｚＭ_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等がある。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、ＮａＦｅＦ_３、ＦｅＦ_３等のペロブスカイト型フッ化物、ＴｉＳ_２、Ｍ
ｏＳ_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酸化物、バナジウム酸化物系（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。

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、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。

セパレータ１３としては、セルロース（紙）、または空孔が設けられたポリプロピレン
、ポリエチレン等の絶縁体を用いることができる。

電解液は、電解質として、キャリアイオンが移動可能であり、且つキャリアイオンであ
る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、ＬｉＣ
ｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、Ｌｉ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２Ｎ、Ｌ
ｉ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２Ｎ等のリチウム塩がある。これらの電解質は、一種を単独で用い
てもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いてもよい。

また、電解液の溶媒としては、キャリアイオンが移動可能な材料を用いる。電解液の溶
媒としては、非プロトン性有機溶媒が好ましい。非プロトン性有機溶媒の代表例としては
、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジ
エチルカーボネート（ＤＥＣ）、γーブチロラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタ
ン、テトラヒドロフラン等があり、これらの一つまたは複数を用いることができる。また
、電解液の溶媒としてゲル化される高分子材料を用いることで、漏液性等に対する安全性
が高まる。また、蓄電池の薄型化及び軽量化が可能である。ゲル化される高分子材料の代
表例としては、シリコーンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリエチレンオ
キサイド系ゲル、ポリプロピレンオキサイド系ゲル、フッ素系ポリマーのゲル等がある。
また、電解液の溶媒として、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
または複数用いることで、蓄電池の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても
、蓄電池の破裂や発火などを防ぐことができる。なお、イオン液体は、流動状態にある塩
であり、イオン移動度（伝導度）が高い。また、イオン液体は、カチオンとアニオンとを
含む。イオン液体としては、エチルメチルイミダゾリウム（ＥＭＩ）カチオンを含むイオ
ン液体、またはＮ−メチル−Ｎ−プロピルピペリジニウム（ＰＰ_１３）カチオンを含むイ
オン液体などがある。

また、電解液の代わりに、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や、
ＰＥＯ（ポリエチレンオキシド）系等の高分子材料を有する固体電解質を用いることがで
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、
電池全体を固体化できるため、漏液のおそれがなくなり安全性が飛躍的に向上する。

また、負極活物質層１９の負極活物質としては、リチウムの溶解・析出、又はリチウム
イオンの挿入・脱離が可能な材料を用いることができ、金属リチウム、炭素系材料、合金
系材料等を用いることができる。

金属リチウムは、酸化還元電位が低く（標準水素電極に対して−３．０４５Ｖ）、重量
及び体積当たりの比容量が大きい（それぞれ３８６０ｍＡｈ／ｇ、２０６２ｍＡｈ／ｃｍ
^３）ため、好ましい。

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、フラーレン、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）
に金属リチウムと同程度に卑な電位を示す（０．１Ｖ以上０．３Ｖ以下 ｖｓ．Ｌｉ／Ｌ
ｉ^＋）。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、金属
リチウムに比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。

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
可能な合金系材料または酸化物も用いることができる。キャリアイオンがリチウムイオン
である場合、合金系材料としては、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ
、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｇａ等のうち少なくとも一つを含む材料がある。この
ような元素は炭素に対して容量が大きく、特にシリコンは理論容量が４２００ｍＡｈ／ｇ
と飛躍的に高い。このため、負極活物質にシリコンを用いることが好ましい。このような
元素を用いた合金系材料としては、例えば、Ｍｇ_２Ｓｉ、Ｍｇ_２Ｇｅ、Ｍｇ_２Ｓｎ、Ｓｎ
Ｓ_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、ＣｏＳ
ｂ_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（ＴｉＯ_２）、リ
チウムチタン酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）、リチウム−黒鉛層間化合物（Ｌｉ_ｖＣ_６）
、五酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化タングステン（ＷＯ_２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ
_２）等の酸化物を用いることができる。なお、ＳｉＯとは、ケイ素リッチの部分を含むケ
イ素酸化物の粉末を指しており、ＳｉＯ_ｙ（２＞ｙ＞０）とも表記できる。例えばＳｉＯ
は、Ｓｉ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｏ_４、またはＳｉ_２Ｏから選ばれた単数または複数を含む材料や
、Ｓｉの粉末と二酸化ケイ素ＳｉＯ_２の混合物も含む。また、ＳｉＯは他の元素（炭素、
窒素、鉄、アルミニウム、銅、チタン、カルシウム、マンガンなど）を含む場合もある。
即ち、ＳｉＯは単結晶Ｓｉ、アモルファスＳｉ、多結晶Ｓｉ、Ｓｉ_２Ｏ_３、Ｓｉ_３Ｏ_４、
Ｓｉ_２Ｏ、ＳｉＯ_２から選ばれる複数を含む材料を指している。また、ＳｉＯは有色材料
である。ＳｉＯではないＳｉＯ_ｘ（ｘは２以上）であれば無色透明、或いは白色であり、
区別することができる。ただし、二次電池の材料としてＳｉＯを用いて二次電池を作製し
た後、充放電を繰り返すなどによって、ＳｉＯが酸化した場合には、ＳｉＯ_２に変質する
場合もある。

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−ｗＭ_ｗＮ（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ておくことで負極活物質
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（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）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_２
Ｏ_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。なお、上記フッ化物の電位は高いため、正極活物質として用
いてもよい。

また、負極活物質層１９には、上述した負極活物質の他、活物質の密着性を高めるため
の結着剤（バインダ）、負極活物質層１９の導電性を高めるための導電助剤等を有しても
よい。

二次電池の構成は、例えば、セパレータ１３の厚さは約１５μｍ以上約３０μｍ以下、
正極集電体１２は約１０μｍ以上約４０μｍ以下、正極活物質層１８は約５０μｍ以上約
１００μｍ以下、負極活物質層１９は約５０μｍ以上約１００μｍ以下、負極集電体１４
は約５μｍ以上約４０μｍ以下である。フィルム１０の厚さは、約２０μｍ以上約５００
μｍ以下である。また、フィルム１０における凸部の高さは、約１０μｍ以上約４００μ
ｍ以下である。フィルム１０における凸部の高さが２ｍｍ以上の場合には、二次電池全体
の厚さが厚すぎてしまう。

単位体積当たりの電池の容量は大きい方が好ましい。単位体積当たりの電池の容量は、
二次電池全体に占める電池部分の体積が大きいほど大きくなる。フィルム１０における凸
部の高さを大きくし、二次電池全体の厚みが増すと、単位体積当たりに占める電池の割合
が小さくなり、電池の容量も小さくなる。

なお、図１６（Ｅ）では接着層３０が部分的にしか図示されていないが、フィルムには
ポリプロピレンからなる層がフィルムを貼りあわせる側の面に設けられ、熱圧着した部分
のみが接着層３０となる。

また、図１６（Ｅ）では、フィルム１０の下側を固定して圧着している例を示している
。この場合には上側が大きく曲げられ、段差が形成されるため、折り曲げたフィルム１０
の間に上記積層の組み合わせを複数、例えば８つ以上設ける場合には、その段差が大きく
なり、上側のフィルム１０に応力がかかりすぎる恐れがある。また、そのため、上側のフ
ィルムの端部と、下側のフィルムの端部の位置ずれが大きくなる恐れもある。その場合、
端部に位置ずれがないように、下側のフィルムにも段差を設け、応力が均等化するように
中央で圧着する構成としてもよい。

また、大きな位置ずれが起きた場合には、一方のフィルムの端部の一部がもう一方のフ
ィルムと重なっていない領域がある。この領域を切り取って上側のフィルムの端部と下側
のフィルムの端部をそろえて位置ずれを修正してもよい。

ここで、図１７を用いて二次電池の充電時の電流の流れを説明する。リチウムを用いた
二次電池を一つの閉回路とみなした時、リチウムイオンの動きと電流の流れは同じ向きに
なる。なお、リチウムを用いた二次電池では、充電と放電でアノード（陽極）とカソード
（陰極）が入れ替わり、酸化反応と還元反応とが入れ替わることになるため、反応電位が
高い電極を正極と呼び、反応電位が低い電極を負極と呼ぶ。したがって、本明細書におい
ては、充電中であっても、放電中であっても、逆パルス電流を流す場合であっても、充電
電流を流す場合であっても、正極は「正極」または「＋極（プラス極）」と呼び、負極は
「負極」または「−極（マイナス極）」と呼ぶこととする。酸化反応や還元反応に関連し
たアノード（陽極）やカソード（陰極）という用語を用いると、充電時と放電時とでは、
逆になってしまい、混乱を招く可能性がある。したがって、アノード（陽極）やカソード
（陰極）という用語は、本明細書においては用いないこととする。仮にアノード（陽極）
やカソード（陰極）という用語を用いる場合には、充電時か放電時かを明記し、正極（プ
ラス極）と負極（マイナス極）のどちらに対応するものかも併記することとする。

図１７に示す２つの端子には充電器が接続され、二次電池４０が充電される。二次電池
４０の充電が進めば、電極間の電位差は大きくなる。図１７では、二次電池４０の外部の
端子から、正極集電体１２の方へ電子が流れ、二次電池４０の中において、正極集電体１
２から負極集電体１４の方へ電流が流れ、負極から二次電池４０の外部の端子の方へ流れ
る電流の向きを正の向きとしている。つまり、充電電流の流れる向きを電流の向きとして
いる。

本実施の形態では、１枚の長方形フィルムを中央で折り曲げて２つの端部を重ねて封止
する構造の例を示したが、フィルムの形状は長方形に限定されない。三角形、正方形、五
角形等の多角形や、円形、星形など長方形以外の対称性のある任意の形でもよい。

本実施の形態では、携帯情報端末などに用いる小型の電池の例を示したが、特に限定さ
れず、車両などに搭載する大型の電池にも適用することができる。

なお、本実施の形態では、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。様々な二次電池、例えば、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、などに
適用することも可能である。または、様々な蓄電装置に適用することが可能であり、例え
ば、一次電池、コンデンサ、リチウムイオンキャパシタなどに適用することも可能である
。さらに、太陽電池、光センサ、タッチセンサ、表示装置、ＦＰＣ（フレキシブルプリン
ト基板）、光学フィルム（偏光板、位相差板、プリズムシート、光反射シート、光拡散シ
ートなど）などに適用することも可能である。

（実施の形態２）
本実施の形態では、折り曲げたフィルム１０に実施の形態１とは一部異なる積層の組み
合わせを複数収納する例を示す。

本実施の形態は、実施の形態１で示したエンボス加工を行ったフィルムと、エンボス加
工を行っていないフィルムの間に収納する積層の組み合わせとしても使用することができ
る。

図１８（Ａ）に正極集電体１２、図１８（Ｂ）にセパレータ１３、図１８（Ｃ）に負極
集電体１４、図１８（Ｄ）に封止層１５およびリード電極１６、図１８（Ｅ）にフィルム
１０のぞれぞれの上面図を示す。

図１８においてそれぞれの寸法が概略等しく、図１８（Ｅ）中の一点鎖線で囲んだ領域
２１は、図１８（Ｂ）のセパレータの寸法とほぼ同一である。また、図１８（Ｅ）中の破
線と端部との間の領域は、熱圧着領域１７となる。

図１９（Ａ）は、正極集電体１２の両面に正極活物質層１８が設けられた例である。詳
細に説明すると、負極集電体１４、負極活物質層１９、セパレータ１３、正極活物質層１
８、正極集電体１２、正極活物質層１８、セパレータ１３、負極活物質層１９、負極集電
体１４という順に配置されている。この積層構造を平面８０によって切断した際の断面図
を図１９（Ｂ）に示す。

なお、図１９（Ａ）においてはセパレータを２つ使用している例が示されているが、１
枚のセパレータを折り曲げ、両端を封止して袋状にし、その間に正極集電体１２を収納す
る構造とすることも可能である。袋状のセパレータに収納される正極集電体１２の両面に
正極活物質層１８が形成される。

また、負極集電体１４の両面にも負極活物質層１９を設けることも可能である。図１９
（Ｃ）には、片面のみに負極活物質層１９を有する２つの負極集電体１４の間に、両面に
負極活物質層１９を有する３つの負極集電体１４と、両面に正極活物質層１８を有する４
つの正極集電体１２と、８枚のセパレータ１３を挟んだ二次電池を構成する例を示してい
る。この場合も、８枚のセパレータを用いず、袋状のセパレータを４枚用いてもよい。

積層数を増やすことで二次電池の容量を増やすことができる。また、正極集電体１２の
両面に正極活物質層１８を設け、負極集電体１４の両面に負極活物質層１９を設けること
で、二次電池の厚みを小さくすることができる。

図２０（Ａ）は正極集電体１２の片面のみに正極活物質層１８を設け、負極集電体１４
の片面のみに負極活物質層１９を設けて形成した二次電池の図を示している。詳細に説明
すると、負極集電体１４の片面に負極活物質層１９が設けられ、負極活物質層１９に接す
るようにセパレータ１３が積層されている。負極活物質層１９に接していない側のセパレ
ータ１３の表面は正極活物質層１８が片面に形成された正極集電体１２の正極活物質層１
８が接している。正極集電体１２の表面には、さらにもう１枚の正極活物質層１８が片面
に形成された正極集電体１２が接している。その際、正極集電体１２は正極活物質層１８
が形成されていない面同士が向かい合うように配置される。そして、さらにセパレータ１
３が形成され、片面に負極活物質層１９が形成された負極集電体１４の負極活物質層１９
がセパレータに接するように積層される。図２０（Ａ）の積層構造を平面９０によって切
断した際の断面図を図２０（Ｂ）に示す。

図２０（Ａ）では２枚のセパレータを用いているが、１枚のセパレータを折り曲げ、両
端を封止して袋状にし、その間に片面に正極活物質層１８を配置した正極集電体１２を２
枚挟んでもよい。

図２０（Ｃ）は図２０（Ａ）の積層構造を複数積層した図を示している。図２０（Ｃ）
では負極集電体１４の負極活物質層１９が形成されていない面同士を向かい合わせて配置
させている。図２０（Ｃ）では１２枚の正極集電体１２と１２枚の負極集電体１４と１２
枚のセパレータ１３が積層されている様子を示している。

正極集電体１２の片面のみに正極活物質層１８を設け、負極集電体１４の片面のみに負
極活物質層１９を設けて積層させる構造は、正極集電体１２の両面に正極活物質層１８を
設け、負極集電体１４の両面に負極活物質層１９を設ける構造と比較して、二次電池の厚
みは大きくなってしまう。しかし、正極集電体１２の正極活物質層１８が形成されていな
い面は、別の正極集電体１２の正極活物質層１８が形成されていない面と向かい合ってお
り、金属同士が接触している。同様に負極集電体１４の負極活物質層１９が形成されてい
ない面は、別の負極集電体１４の負極活物質層１９が形成されていない面と向かい合って
おり、金属同士が接触している。金属同士が接触していることで、摩擦力が大きく働くこ
となく、金属が接触している面同士は滑りやすくなっている。このため、二次電池を曲げ
る際に、二次電池の内部で金属が滑るので、二次電池が曲げやすくなっている。

また、正極集電体１２の突出部と負極集電体１４の突出部はタブ部とも呼ばれている。
二次電池を曲げる際は、正極集電体１２と負極集電体１４のタブ部が切断されやすい。こ
れはタブ部が突出した細長い形状をしているため、タブ部の根本に応力がかかりやすいた
めである。

正極集電体１２の片面のみに正極活物質層１８を設け、負極集電体１４の片面のみに負
極活物質層１９を設けて積層させる構造は、正極集電体１２同士が接する面と、負極集電
体１４同士が接する面を有する。集電体同士が接する面は摩擦抵抗が小さく、電池を変形
させた場合に生じる曲率半径差に起因する応力を逃がしやすい。また、正極集電体１２の
片面のみに正極活物質層１８を設け、負極集電体１４の片面のみに負極活物質層１９を設
けて積層させる構造は、タブ部の総厚みも増すため、正極集電体１２の両面に正極活物質
層１８を設け、負極集電体１４の両面に負極活物質層１９を設けた構造と比べて応力が分
散し、タブ部分で断線しにくくなる。

このように積層し、正極集電体１２を全て固定して電気的に接続する場合、一度に接合
のできる超音波溶接を行う。さらに、正極集電体１２に加えて、リード電極とも重ねて超
音波溶接を行うと効率よく、電気的に接続を行うことができる。

タブ部を他の正極集電体のタブ部と重ねて圧力をかけながら超音波を印加することで、
超音波溶接を行うことができる。

（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１または２を用いて得られるリチウムイオン二次電池を
組み込んだ電子機器の一例を示す。

実施の形態１または２を用いて得られる二次電池は、外装体が薄く柔軟性を有するフィ
ルムであり、フレキシブルな形状に変形させることができる。

フレキシブルな形状を備える二次電池を適用した電子機器として、例えば、ヘッドマウ
ントディスプレイやゴーグル型ディスプレイのような表示装置、テレビ（テレビジョン受
信機ともいう）、デスクトップ型やノート型等のパーソナルコンピュータ、コンピュータ
用などのモニタ、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、デジタルフォトフレーム、電
子手帳、電子書籍、電子翻訳機、玩具、マイクロフォン等の音声入力機器、電気シェーバ
、電動歯ブラシ、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器、電気洗濯機、電気掃除機
、温水器、扇風機、毛髪乾燥機、加湿器や除湿器やエアコンディショナ等の空気調和設備
、食器洗い器、食器乾燥器、衣類乾燥器、布団乾燥器、電気冷蔵庫、電気冷凍庫、電気冷
凍冷蔵庫、ＤＮＡ保存用冷凍庫、懐中電灯、電動工具、煙感知器、ガス警報装置や防犯警
報装置等の警報装置、産業用ロボット、補聴器、心臓ペースメーカ、Ｘ線撮影装置、放射
線測定器、電気マッサージ器や透析装置等の健康機器や医療機器、携帯電話機（携帯電話
、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、照明装置、ヘッドホン、ス
テレオ、リモートコントローラ、置き時計や壁掛け時計等の時計、コードレス電話子機、
トランシーバ、歩数計、電卓、デジタルオーディオプレーヤ等の携帯型又は据置型の音響
再生装置、パチンコ機などの大型ゲーム機などが挙げられる。

また、フレキシブルな形状を備える二次電池を、家屋やビルの内壁または外壁や、自動
車の内装または外装の曲面に沿って組み込むことも可能である。

図２３（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０
１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、
スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、二
次電池７４０７を有している。

図２３（Ｂ）は、携帯電話機７４００を湾曲させた状態を示している。携帯電話機７４
００を外部の力により変形させて全体を湾曲させると、その内部に設けられている二次電
池７４０７も湾曲される。また、その時、曲げられた二次電池７４０７の状態を図２３（
Ｃ）に示す。二次電池７４０７はラミネート構造の蓄電池（積層構造電池、フィルム外装
電池とも呼ばれる）である。二次電池７４０７は曲げられた状態で固定されている。なお
、二次電池７４０７は集電体７４０９と電気的に接続されたリード電極７４０８を有して
いる。例えば、二次電池７４０７の外装体のフィルムにエンボス加工を行っており、二次
電池７４０７が曲げられた状態での信頼性が高い構成となっている。さらに、携帯電話機
７４００は、ＳＩＭカードを挿入するためのスロットや、ＵＳＢメモリなどＵＳＢデバイ
スを接続するコネクタ部などを設けてもよい。

図２３（Ｄ）は、曲げることのできる携帯電話の一例を示している。前腕に巻くような
形状に曲げれば、図２３（Ｅ）に示すバングル型の携帯電話にすることができる。携帯電
話７１００は、筐体７１０１、表示部７１０２、操作ボタン７１０３、及び二次電池７１
０４を備える。また、図２３（Ｆ）に曲げた状態の二次電池７１０４を示す。二次電池７
１０４は曲げられた状態で使用者の腕への装着時に、筐体が変形して二次電池７１０４の
一部または全部の曲率が変化する。具体的には、曲率半径が１０ｍｍ以上１５０ｍｍ以下
の範囲内で筐体または二次電池７１０４の主表面の一部または全部が変化する。なお、二
次電池７１０４は集電体７１０６と電気的に接続されたリード電極７１０５を有している
。例えば、二次電池７１０４の外装体のフィルムの表面に複数の凹凸を形成するプレス加
工を行っており、二次電池７１０４が曲率を変化させて曲げられる回数が多くとも高い信
頼性を維持できる構成となっている。さらに、携帯電話７１００は、ＳＩＭカードを挿入
するためのスロットや、ＵＳＢメモリなどＵＳＢデバイスを接続するコネクタ部などを設
けてもよい。また、図２３（Ｄ）に示す携帯電話の中央部分を折り曲げると、図２３（Ｇ
）に示すような形状にすることもできる。また、携帯電話の中央部分をさらに折り曲げて
図２３（Ｈ）に示すように携帯電話の端部が重なるようにして小型化させ、使用者のポケ
ットなどに入れるサイズにできる。このように、図２３（Ｄ）に示す携帯電話は、複数の
形状に変化することのできる電子機器であり、それを実現するためには少なくとも筐体７
１０１、表示部７１０２、及び二次電池７１０４が可撓性を有することが望ましい。

また、図２４（Ａ）は、掃除機の一例を示している。掃除機に二次電池を備えることで
コードレスとすることができ、掃除機内部はゴミを吸い取り収納する集塵スペースを確保
するため、二次電池７６０４の占める空間は小さければ小さいほど好ましい。従って、薄
型であり、外側表面と集塵スペースとの間に曲げることのできる二次電池７６０４を配置
することは有用である。

掃除機７６００は、操作ボタン７６０３、及び二次電池７６０４を備える。また、図２
４（Ｂ）に曲げた状態の二次電池７６０４を示す。二次電池７６０４は、外装体のフィル
ムにエンボス加工を行っており、二次電池７６０４が曲げられた状態での信頼性が高い構
成となっている。二次電池７６０４は負極と電気的に接続されたリード電極７６０１と、
正極と電気的に接続されたリード電極７６０２を有する。

また、外装体の一つの短辺に１つの集電体をそれぞれ露出させている二次電池の例とし
て、図２４（Ｃ）に曲げた状態の二次電池７６０５を示す。図２４（Ｃ）では、二次電池
７６０５は、外装体の一の短辺の側から正極集電体１２の一部が露出し、外装体の他の短
辺の側から負極集電体１４の一部が露出している。二次電池７６０５の外装体のフィルム
にもエンボス加工を行なっており、曲げることができ、信頼性が高い。なお、外装体の一
つの短辺に１つのリード電極を露出させる構成としてもよい。

薄型の二次電池７６０４は実施の形態１または２に示したラミネート構造の二次電池の
作製方法を用いて作製することができる。

薄型の二次電池７６０４はラミネート構造であり、曲げられて固定されている。また、
掃除機７６００は、薄型の二次電池７６０４の電力残量などを表示する表示部７６０６を
有しており、掃除機の外表面の形状に合わせて表示面も湾曲されている表示部７６０６で
ある。また、掃除機はコンセントに接続するための接続コードを有し、薄型の二次電池７
６０４に十分な電力が充電されれば、接続コードを外して掃除機を使用することもできる
。また、薄型の二次電池７６０４の充電は接続コードを用いず、ワイヤレスで無線充電を
行ってもよい。

また、曲げることのできる二次電池を車両に搭載すると、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、
電気自動車（ＥＶ）、又はプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）等の次世代クリーンエ
ネルギー自動車を実現できる。また、農業機械、電動アシスト自転車を含む原動機付自転
車、自動二輪車、電動車椅子、電動カート、小型又は大型船舶、潜水艦、固定翼機や回転
翼機等の航空機、ロケット、人工衛星、宇宙探査機や惑星探査機、宇宙船などの移動体に
曲げることのできる二次電池を搭載することもできる。

図２５において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図２５（Ａ）に示す自動車
８１００は、走行のための動力源として電気モーターを用いる電気自動車である。または
、走行のための動力源として電気モーターとエンジンを適宜選択して用いることが可能な
ハイブリッド自動車である。ラミネート構造の二次電池を車両に搭載する場合、複数のラ
ミネート構造の二次電池を集積させたバッテリーモジュールを一箇所または複数個所に設
置する。本発明の一態様を用いることで、二次電池自体を小型軽量化することができ、例
えば、タイヤの内側に曲面を有する二次電池を設け、航続距離の長い車両を実現すること
ができる。また、様々な形状とした二次電池を車両の隙間に配置することができ、トラン
クのスペースや車内の乗車スペースを確保できる。また、自動車８１００は二次電池を有
する。二次電池は電気モーターを駆動するだけでなく、ヘッドライト８１０１やルームラ
イト（図示せず）などの発光装置に電力を供給することができる。

また、二次電池は、自動車８１００が有するスピードメーター、タコメーターなどの表
示装置に電力を供給することができる。また、二次電池は、自動車８１００が有するナビ
ゲーションシステムなどの半導体装置に電力を供給することができる。

図２５（Ｂ）に示す自動車８２００は、自動車８２００が有する二次電池にプラグイン
方式や非接触給電方式等により外部の充電設備から電力供給を受けて、充電することがで
きる。図２５（Ｂ）に、地上設置型の充電装置８０２１から自動車８２００に搭載された
二次電池に、ケーブル８０２２を介して充電を行っている状態を示す。充電に際しては、
充電方法やコネクタの規格等はＣＨＡｄｅＭＯ（登録商標）やコンボ等の所定の方式で適
宜行えばよい。充電装置８０２１は、商用施設に設けられた充電ステーションでもよく、
また家庭の電源であってもよい。例えば、プラグイン技術によって、外部からの電力供給
により自動車８２００に搭載された二次電池を充電することができる。充電は、ＡＣＤＣ
コンバータ等の変換装置を介して、交流電力を直流電力に変換して行うことができる。

また、図示しないが、受電装置を車両に搭載し、地上の送電装置から電力を非接触で供
給して充電することもできる。この非接触給電方式の場合には、道路や外壁に送電装置を
組み込むことで、停車中に限らず走行中に充電を行うこともできる。また、この非接触給
電の方式を利用して、２台の車両どうしで電力の送受信を行ってもよい。さらに、車両の
外装部に太陽電池を設け、停車時や走行時に二次電池の充電を行ってもよい。このような
非接触での電力の供給には、電磁誘導方式や磁界共鳴方式を用いることができる。

本発明の一態様によれば、二次電池の設置場所の自由度が上がり、車の車両設計を効率
よく行うことができる。また、本発明の一態様によれば、二次電池の特性を向上すること
ができ、よって、二次電池自体を小型軽量化することができる。二次電池自体を小型軽量
化できれば、車両の軽量化に寄与するため、航続距離を向上させることができる。また、
車両に搭載した二次電池を車両以外の電力供給源として用いることもできる。この場合、
電力需要のピーク時に商用電源を用いることを回避することができる。

本実施の形態は実施の形態１または２と自由に組み合わせることができる。

なお、ある一つの実施の形態の中で述べる内容（一部の内容でもよい）は、その実施の
形態で述べる別の内容（一部の内容でもよい）、及び／又は、一つ若しくは複数の別の実
施の形態で述べる内容（一部の内容でもよい）に対して、適用、組み合わせ、又は置き換
えなどを行うことが出来る。

なお、実施の形態の中で述べる内容とは、各々の実施の形態において、様々な図を用い
て述べる内容、又は明細書に記載される文章を用いて述べる内容のことである。

なお、ある一つの実施の形態において述べる図（一部でもよい）は、その図の別の部分
、その実施の形態において述べる別の図（一部でもよい）、及び／又は、一つ若しくは複
数の別の実施の形態において述べる図（一部でもよい）に対して、組み合わせることによ
り、さらに多くの図を構成させることが出来る。

１０ フィルム
１０ａ 凸部
１０ａ＿１ 凸部
１０ａ＿２ 凸部
１０ｂ 凸部
１０ｃ 空間
１０ｄ 平坦部
１１ フィルム
１２ 正極集電体
１３ セパレータ
１４ 負極集電体
１５ 封止層
１６ リード電極
１７ 熱圧着領域
１８ 正極活物質層
１９ 負極活物質層
２０ 電解液
２１ 領域
３０ 接着層
４０ 二次電池
５０ フィルム
５１ フィルム
５２ フィルム
５３ エンボスロール
５３ａ 凸部
５４ ロール
５５ エンボスロール
５５ａ 凸部
５６ エンボスプレート
５６ａ 凸部
５６ｂ 凹部
５７ エンボスプレート
５７ａ 凸部
５７ｂ 凹部
５８ フィルム
６０ 進行方向
６１ 矢印
６２ 矢印
６５ 金属フィルム
６６ 絶縁物フィルム
６７ 絶縁物フィルム
８０ 平面
９０ 平面
１７００ 曲面
１７０１ 平面
１７０２ 曲線
１７０３ 曲率半径
１７０４ 曲率中心
１８００ 曲率中心
１８０１ フィルム
１８０２ 曲率半径
１８０３ フィルム
１８０４ 曲率半径
１８０５ 電池材料
７１００ 携帯電話
７１０１ 筐体
７１０２ 表示部
７１０３ 操作ボタン
７１０４ 二次電池
７１０５ リード電極
７１０６ 集電体
７４００ 携帯電話機
７４０１ 筐体
７４０２ 表示部
７４０３ 操作ボタン
７４０４ 外部接続ポート
７４０５ スピーカ
７４０６ マイク
７４０７ 二次電池
７４０８ リード電極
７４０９ 集電体
７６００ 掃除機
７６０１ リード電極
７６０２ リード電極
７６０３ 操作ボタン
７６０４ 二次電池
７６０５ 二次電池
７６０６ 表示部
８０２１ 充電装置
８０２２ ケーブル
８１００ 自動車
８１０１ ヘッドライト
８２００ 自動車

Claims (1)

1. 可撓性を有する発光パネルと、
   前記発光パネルを支持する第１の支持パネルと、
   前記発光パネルを支持する第２の支持パネルと、
   前記第１の支持パネルと前記第２の支持パネルを折り畳み可能に接続するヒンジ部と、を有し、
   前記ヒンジ部は、
   前記第１の支持パネルの第１の軸を中心に回動可能に接続される第１のアームと、
   前記第２の支持パネルの第２の軸を中心に回動可能に接続される第２のアームと、を備え、
   前記第１のアームおよび前記第２のアームは、第３の軸を中心に回動可能に接続され、
   前記発光パネルは離間した状態で折り畳まれる、発光装置。