JP2020155422A - 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凹部または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凹部または凸部によって構成された模様が形成される。【選択図】図８

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。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、リチ
ウム金属、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、外力が加えられて発生するフィルムの応力
を緩和する凹部または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、表面の一部に凹部または凸部で形成さ
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。

本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、表面の一部に凹部または凸部で形成さ
れる模様を有する第１のフィルムと、凹部または凸部で形成された第１のフィルムとは異
なる模様を表面の一部に有する第２のフィルムの張り合わせによって封止された二次電池
である。

（１）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、フィルムを有し、そのフィルムは、凹
部または凸部で形成される模様を有する領域と、凹部または凸部で形成される模様を有し
ない領域を有し、その模様を有する領域は、第１の膜厚を有する部分と第２の膜厚を有す
る部分で形成されたフィルムを用いて封止された二次電池である。

（２）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、フィルムを有し、そのフィルムは、凹
部または凸部で形成される模様を有する領域と、凹部または凸部で形成される模様を有し
ない領域を有し、模様を有する領域は、第１の膜厚を有する部分と第２の膜厚を有する部
分で形成され、第１の膜厚を有する部分は、第１のピッチを有する凹部または凸部を有し
、第２の膜厚を有する部分は、第２のピッチを有する凹部または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。ここでいうピッチとは、隣り合う凹部の底部または凸
部の頂点間を上面から見た時の間隔のことをいう。

（３）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、（１）または（２）において、凹部ま
たは凸部で形成される模様を有する領域と凹部または凸部で形成される模様を有しない領
域の間に境界を有する二次電池である。

（４）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、フィルムを有し、そのフィルムは凹部
または凸部で形成される第１の模様を有し、そのフィルムは第１の膜厚を有する部分と第
２の膜厚を有する部分を有し、そのフィルムは凹部または凸部で形成される第２の模様を
有し、そのフィルムは第３の膜厚を有する部分と第４の膜厚を有する部分を有し、第１の
模様は第１の膜厚を有する部分と第２の膜厚を有する部分で形成され、第２の模様は第３
の膜厚を有する部分と第４の膜厚を有する部分で形成されたフィルムで封止された二次電
池である。

（５）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、フィルムを有し、フィルムは凹部また
は凸部で形成される第１の模様を有し、フィルムは第１の膜厚を有する部分と第２の膜厚
を有する部分を有し、フィルムは凹部または凸部で形成される第２の模様を有し、フィル
ムは第３の膜厚を有する部分と第４の膜厚を有する部分を有し、第１の膜厚を有する部分
は第１のピッチを有する凹部または凸部を有し、第３の膜厚を有する部分は第２のピッチ
を有する凹部または凸部を有したフィルムで封止された二次電池である。

（６）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、（４）または（５）において、凹部ま
たは凸部で形成される第１の模様と、凹部または凸部で形成される第２の模様の間に境界
を有する二次電池である。

（７）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、第１のフィルムと、第２のフィルムと
を有し、第１のフィルムは、凹部または凸部で形成される模様を有する領域を有し、第２
のフィルムは、凹部または凸部で形成される模様を有しない領域を有し、模様を有する領
域は、第１の膜厚を有する部分と第２の膜厚を有する部分で形成され、第１のフィルムと
第２のフィルムを用いて封止されている二次電池である。

（８）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、第１のフィルムと、第２のフィルムと
を有し、第１のフィルムは、凹部または凸部で形成される模様を有する領域を有し、第２
のフィルムは、凹部または凸部で形成される模様を有しない領域を有し、模様を有する領
域は、第１の膜厚を有する部分と第２の膜厚を有する部分で形成され、第１の膜厚を有す
る部分は、第１のピッチを有する凹部または凸部を有し、第２の膜厚を有する部分は、第
２のピッチを有する凹部または凸部を有し、第１のフィルムと第２のフィルムを用いて封
止された二次電池である。

（９）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、（７）または（８）において、第１の
フィルムと第２のフィルムの間に、少なくとも正極活物質層と、負極活物質層と、電解液
を含む二次電池である。

（１０）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、（２）または（８）において、第１の
ピッチと第２のピッチが異なる二次電池である。

（１１）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、（２）または（８）において、第１の
ピッチを有する凹部の深さまたは凸部の高さと、第２のピッチを有する凹部の深さまたは
凸部の高さが、二次電池の厚さの半分より小さい二次電池である。

（１２）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、第１のフィルムと、第２のフィルムと
を有し、第１のフィルムは凹部または凸部で形成される第１の模様を有し、第１のフィル
ムは第１の膜厚を有する部分と第２の膜厚を有する部分を有し、第２のフィルムは凹部ま
たは凸部で形成される第２の模様を有し、第２のフィルムは第３の膜厚を有する部分と第
４の膜厚を有する部分を有し、第１の模様は第１の膜厚を有する部分と第２の膜厚を有す
る部分で形成され、第２の模様は第３の膜厚を有する部分と第４の膜厚を有する部分で形
成され、第１のフィルムと第２のフィルムで封止された二次電池である。

（１３）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、第１のフィルムと、第２のフィルムと
を有し、第１のフィルムは凹部または凸部で形成される第１の模様を有し、第１のフィル
ムは第１の膜厚を有する部分と第２の膜厚を有する部分を有し、第２のフィルムは凹部ま
たは凸部で形成される第２の模様を有し、第２のフィルムは第３の膜厚を有する部分と第
４の膜厚を有する部分を有し、第１の膜厚を有する部分は第１のピッチを有する凹部また
は凸部を有し、第３の膜厚を有する部分は第２のピッチを有する凹部または凸部を有し、
第１のフィルムと第２のフィルムで封止された二次電池である。

（１４）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、（１２）または（１３）において、第
１のフィルムと第２のフィルムの間に、少なくとも正極活物質層と、負極活物質層と、電
解液を含む二次電池である。

（１５）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、（５）または（１３）において、凹部
または凸部で形成される第１の模様は第１の膜厚を有する部分と第２の膜厚を有する部分
で形成され、凹部または凸部で形成される第２の模様は第３の膜厚を有する部分と第４の
膜厚を有する部分で形成されている二次電池である。

（１６）
本明細書で開示する発明の構成の他の一形態は、（５）または（１３）において、第１
のピッチを有する凹部の深さまたは凸部の高さと、第２のピッチを有する凹部深さまたは
凸部の高さが、二次電池の厚さの半分より小さい二次電池である。

上記構成において、フィルムの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である。二方向の斜めの線が交差した幾何学模様とする場合には少
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。また、凹部や凸部の配置が規則
的に配置された模様に限らず、凹部や凸部の配置が不規則に配置されてもよい。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、フィルムの端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
のみに凹部や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、凹部や凸部の形状は特に限定されない。

フィルムの凹部または凸部は、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）に形成された凹部または凸部
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、凹部または凸部で形成された模様を有するフィルムによって形成される蛇腹
構造（ベローズ構造）ともみなせる。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、外装体をフィルムとする構造とする。
フィルムには耐水性、耐ガス性が求められる。なお、外装体に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、ニクロム、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
）、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
加工を行って凹部または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。

接着層には、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凹部または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凹部の深さまたは凸部の高さを小さくすると、
ひずみによる影響を許容範囲内に抑えることができる。

中央部に凹部または凸部を設け、圧着する部分であるフィルムの端部に凹部または凸部
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二次電池が大き
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
おいて凹部または凸部がないため、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凹部または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させる場合には、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、表面の一部に凹部または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、表面の一部に凹部または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１０ｍｍ以上曲率半径１５０ｍｍ以
下、好ましくは曲率半径３０ｍｍ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枚で構成される。積層構造の二
次電池である場合、湾曲させて電池の断面形状を円弧とすると、電極及び電解液などがフ
ィルムの２つの曲面で挟まれた構造となる。

ここで、外装体が有する面の曲率半径について、図１を用いて説明する。図１（Ａ）に
おいて、曲面１７００を切断した平面１７０１において、曲面１７００に含まれる曲線１
７０２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１（Ｂ）に曲面１７００の上面図を示す。図１（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１８０５など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１８０
２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２（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２（Ｂ））。外装体の表面に凹部または
凸部で形成される模様を形成すると、このように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１０ｍｍ以上好ましくは３０ｍｍ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２（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、内側表面が圧縮され
る。即ち、外側が伸び、内側が縮む。

外装体のフィルムに凹部または凸部で形成される最適な模様を形成することで、二次電
池を曲げた際に、フィルムにしわや亀裂ができてフィルムが劣化、破壊し、電解液が漏れ
る恐れが少なくなる。

時計などのように、デバイス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、即ちデバイスを使用者に装着させることで、使用者に実際の重量よりも軽量なものに
感じさせることができる。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、身体の一部に沿った曲面を有
していても違和感を覚え、その電子機器を邪魔なものと認識し、ストレスを与える恐れが
ある。そこで、その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する構成とす
ると、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、電子機器の変形す
る部分にフレキシブルな二次電池を設けることもできる。

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
外観形状の電子機器であってもよい。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、デバイス全体の自由度があがり、いろいろなデザインを有するデバイスを実現する
ことができる。また、曲面を有するデバイス内に無駄なスペースを作ることなく、デバイ
スの表面の曲面に沿ってデバイスの曲面の内側に二次電池を設けることでデバイス内の空
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。

面の曲率半径について説明する図である。 曲率中心について説明する図である。 本発明の一態様を示す上面図である。 本発明の一態様を示す上面図である。 本発明の一態様を示すエンボス加工の説明図である。 本発明の一態様を示す上面図、断面図および模式図である。 本発明の一態様を示す上面図および断面図である。 本発明の一態様を示す二次電池の断面図である。 本発明の一態様を示す二次電池の断面図である。 本発明の一態様を示す上面図である。 本発明の一態様を示す上面図である。 本発明の一態様を示す斜視図および断面図である。 本発明の一態様を示す斜視図および断面図である。 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である。 電子機器を説明する図である。 二次電池を有する車両を説明する図である。 実施例１を示す断面図及び写真である。 実施例１に示す摩擦力のデータを示すグラフである。 実施例２を示す図である。 実施例２を示す図である。 実施例２を示す写真である。 実施例３を示す図である。 実施例３および４を示す図である。 実施例３に示す荷重試験のデータを示すグラフである。 実施例４に示す荷重試験のデータを示すグラフである。

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、図３乃至図９を用いて、フィルムにエンボス加工を行い、模様を有
するフィルムを用いてリチウムイオン二次電池を作製する例を示す。

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接着層（ヒートシール層とも呼ぶ）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３（Ａ）に示すフィルム１０を用意する。

そして、このフィルム１０の一部（フィルム１０ａ）にエンボス加工を行い、フィルム
１０ｂにはエンボス加工を行わない。このようにして作製されたのが図３（Ｂ）に示すフ
ィルム１１である。図３（Ｂ）に示すように、フィルム１１ａの表面には凹凸を形成する
ことにより、視認可能な模様を形成するが、フィルム１１ｂの表面には凹凸を形成しない
。また、凹凸が形成されたフィルム１１ａと、凹凸が形成されないフィルム１１ｂの間に
は境界を有する。図３（Ｂ）では、フィルム１１のうち、エンボス加工を行った部分をフ
ィルム１１ａ、エンボス加工を行っていない部分をフィルム１１ｂとしている。なおフィ
ルム１１ａのエンボス加工は、全面で同じ凹凸を形成してもよいし、フィルム１１ａの箇
所によって２種以上の異なる凹凸を形成してもよい。２種以上の異なる凹凸を形成する場
合は、それらの異なる凹凸の間には境界を有する。

また、図３（Ａ）のフィルム１０の全面にエンボス加工を行い、図４（Ａ）のようなフ
ィルム２２を作製してもよい。なおフィルム２２のエンボス加工は、全面で同じ凹凸を形
成してもよいし、フィルム２２の箇所によって２種以上の異なる凹凸を形成してもよい。
２種以上の異なる凹凸を形成する場合は、それらの異なる凹凸の間には境界を有する。

なお、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３（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５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。エンボスロール
は、表面に模様を彫刻したロールである。

図５（Ａ）は、フィルムの片方の面にエンボス加工を行う例である。

図５（Ａ）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。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。

図５（Ａ）は、片面エンボス加工とも呼ばれ、エンボスロール５３とロール５４（金属
ロールまたは弾性ロール（ゴムロールなど））の組み合わせにより加工することができる
。

また、図５（Ｂ）はエンボスロール５３とロール５４との間に、一度片面にエンボス加
工を行ったフィルム５１が挟まれ、進行方向６０に送り出されている途中を示している。
エンボスロール５３は、フィルム５１のまだエンボス加工がされていない面に接して回転
するため、フィルム５１は両面にエンボス加工が行われる。この例のように、１枚のフィ
ルムについて複数回エンボス加工を行うことも可能である。

また、図５（Ｃ）は両面にエンボス加工をしたフィルム５２の断面の拡大図を示してい
る。Ｈ_１はフィルムの凹部または凸部におけるフィルムの膜厚を示している。また、Ｈ_２
は凹部とその凹部と隣り合う凸部の境界部分の膜厚、または、凸部とその凸部と隣り合う
凹部の境界部分のフィルムの膜厚を示している。フィルムの膜厚は均一でなく、Ｈ_２はＨ
_１よりも小さい。

また、図５（Ｄ）はフィルムの両面にエンボス加工を行う別の例である。

図５（Ｄ）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。

図５（Ｄ）は、両面エンボス加工とも呼ばれ、凹部と凸部、凸部と凹部が対になってい
るエンボスロール５３とエンボスロール５５の組み合わせにより加工することができる。
また、フィルム５０の表面の一部を浮き上がらせるエンボスと、表面をへこませたエンボ
スが連続している凸凹により、フィルム５０の表面に模様を形成している。

図５（Ｅ）は図５（Ｄ）の一方のエンボスロール５３と突起のピッチが異なるエンボス
ロール５６を使用している。ここで、突起のピッチあるいはエンボスのピッチとは、隣り
合う突起の頂点間の距離のことをいう。たとえば、図５（Ｅ）における距離Ｐを突起のピ
ッチあるいはエンボスのピッチという。図５（Ｅ）はエンボスロール５３とエンボスロー
ル５６の間にフィルム５０を挟み、進行方向６０へ送り出される途中を示している。突起
のピッチを変えることで、フィルムの両面にエンボスピッチの異なる加工を行うことがで
きる。

図５（Ｆ）は、フィルムの一方の面に接するエンボスロール５７と、もう一方の面に接
するエンボスロール５８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。

図５（Ｆ）は、Ｔｉｐ ｔｏ Ｔｉｐの両面エンボス加工とも呼ばれ、エンボスロール
５７と、そのエンボスロール５７と同じ柄のエンボスロール５８の組み合わせである。同
一のエンボスロールの凸部と凹部の位相を合わせたものであり、フィルム５０の表裏に差
のほとんど無い模様を形成することができる。また、図５（Ｆ）とは異なり、同一のエン
ボスロールの凸部と凹部の位相は合わせずにエンボス加工をすることも可能である。

また、エンボスロールを用いることに限定されず、エンボスプレートを用いてもよい。
また、エンボス加工に限定されず、フィルムの一部に浮き彫り（レリーフ）を形成すれば
よい。

本実施の形態では、フィルム１０の一部（フィルム１０ａ）の両面に凹凸を設けて模様
を形成してフィルム１１を作製し、フィルム１１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構造とする。

次いで、フィルム１１を図３（Ｂ）の点線で示した部分で折り、図６（Ａ）に示す状態
とする。

また、図６（Ｂ）に示すように二次電池を構成する正極活物質層１８が表面の一部に形
成された正極集電体１２、セパレータ１３、負極活物質層１９が表面の一部に形成された
負極集電体１４を積層したものを用意する。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１８が形成された正極集電体１２、セ
パレータ１３、負極活物質層１９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してもよい。

そして図６（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１辺を残すため、フィルム１１の２辺に対して熱圧着を
行って封止する（以降、この状態のフィルムの形状を袋状ともいう）。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１１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フィルム１１が袋状と
なった内側に滴下する。そして、最後に、熱圧着をせずに残していたフィルム１１の周縁
に対して熱圧着を行って封止する。

こうして図６（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の外装体はフィルム１０の表面に凹凸を有する模様を有したもの
である。また、図６（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
にも表面に凹凸を有する模様を有する。中央部に比べると熱圧着領域１７の凹凸は小さい
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６（Ｄ）中の一点鎖線Ａ−Ｂで切断した断面の一例を図６（Ｅ）に示す。

図６（Ｅ）に示すように、フィルム１１ａ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６（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１１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、折
り曲げたフィルム１１の内側のその他の空間には電解液２０を有している。

また、同様にフィルム１０の全面の両面に凹凸を設けて模様を形成してフィルム２２を
作製し、図７（Ｂ）に示す二次電池４０を作製してもよい。フィルム２２を図４（Ａ）の
点線で示した部分で折った状態を、図７（Ａ）に示す。

フィルム２２を用いて作製した図７（Ｂ）の二次電池４０中の一点鎖線Ｅ−Ｆで切断し
た断面の一例を図７（Ｃ）に示す。

図７（Ｃ）に示すように、フィルム２２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７（Ｃ）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２２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、折り
曲げたフィルム２２の内側のその他の空間には電解液２０を有している。

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_ｘＭ_２（ＸＯ_４）_３（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｍ＝Ｆｅ、
Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｘ＝Ｓ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉ、ｘ≧２）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、Ｔｉ
Ｓ_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）、ＬｉＭＶ
Ｏ_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_６
Ｏ_１３、ＬｉＶ_３Ｏ_８等）、マンガン酸化物、有機硫黄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、またはマグネシウム等）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、リチウム金属、炭素系材料、合金
系材料等を用いることができる。

リチウム金属は、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）
にリチウム金属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、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。

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挙げられる
。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４２００ｍＡ
ｈ／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
、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。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Ｓ
ｉＯ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、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_ｘＣ_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。

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−ｘ）}Ｍ_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１１の厚さは、約０．１１３ｍｍである
。また、フィルム１１へのエンボス加工深さは、約５００μｍである。フィルム１１への
エンボス加工深さが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。エンボス加工深さを大き
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。

二次電池全体に占める電池部分の体積の割合は５０％以上であることが好ましい。図８
（Ａ）は図６（Ｄ）の二次電池のＣ―Ｄ断面図を示している。また、図９（Ａ）は図７（
Ｂ）の二次電池のＧ―Ｈ断面図を示している。図８（Ａ）および図９（Ａ）に電池内部の
構造７０、電池の上面を覆うエンボス加工されたフィルム７１、電池の下面を覆うエンボ
ス加工されていないフィルム７２およびエンボス加工されたフィルム７２を示す。図を簡
潔にするため、正極活物質層が形成された正極集電体、セパレータ、負極活物質層が形成
された負極集電体等の積層構造と電解液を、まとめて電池内部の構造７０として示す。ま
た、Ｔは電池内部の構造７０の厚さ、ｔ_１は電池の上面を覆うエンボス加工されたフィル
ム７１のエンボスの深さとフィルムの膜厚の合計、ｔ_２は電池の下面を覆うエンボス加工
されていないフィルム７２のフィルムの膜厚およびエンボス加工されたフィルム７２のエ
ンボスの深さとフィルムの膜厚の合計を示している。このとき二次電池全体の厚さはＴ＋
ｔ_１＋ｔ_２となる。よって、二次電池全体に占める電池内部の構造７０部分の体積の割合
を５０％以上にするためには、Ｔ＞ｔ_１＋ｔ_２とする必要がある。

なお、図６（Ｅ）および図７（Ｃ）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６（Ｅ）および図７（Ｃ）では、フィルム１１ｂまたはフィルム２２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１１またはフィルム２２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、フィルム１１ａまたはフ
ィルム２２の上側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６（Ｆ）を用いて二次電池の充電時の電流の流れを説明する。キャリアイオン
に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６（Ｆ）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６（Ｆ）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１２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、図３（Ｃ）に示すように、２枚のフィルム１１ａ、１１ｂを作製し
、２枚のフィルムを貼り合わせることで二次電池を作製する例を、図６および図８を用い
て示す。また、図４（Ｂ）に示すように、２枚のフィルム２３、２４を作製し、２枚のフ
ィルムを貼り合わせることで二次電池を作製する例を、図７および図９を用いて示す。

湾曲可能な二次電池は、二次電池単体としてではなく電子機器等に取り付けて使用する
。このため、多くの場合、一度電子機器に取り付ける二次電池の形状が決まると、その二
次電池の形状を変更する必要はない。

たとえば、ある角度だけ一方向に湾曲させた二次電池を電子機器に取り付けると、多く
の場合、その二次電池の形状はその角度に一方向に湾曲させた状態で決定してしまう。そ
のため、湾曲を元に戻す必要がない。また、逆方向に湾曲させる必要もない。

このため、二次電池を湾曲させることを考える場合、一方向にのみ曲げた際にかかる応
力を考慮すればよい。

図８（Ｂ）は図６（Ａ）のフィルムを用いて作製した図６（Ｄ）の二次電池を一方向に
湾曲させた際のＣ−Ｄ断面図を示している。ただし、図を簡潔にするため、正極活物質層
が形成された正極集電体、セパレータ、負極活物質層が形成された負極集電体等の積層構
造と電解液を、まとめて電池内部の構造７０として示す。

二次電池を図８（Ｂ）のように湾曲させた場合には、二次電池の下面を覆うフィルム７
２には圧縮応力がかかり、二次電池の上面を覆うフィルム７１には引っ張り応力がかかる
。図８（Ｂ）のようにフィルム７１の表面に凹部または凸部で形成される模様を形成する
と、このようにフィルム７１に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１０ｍｍ以上好ましくは３０ｍｍ以上となる範囲で変形することができる。

図９（Ｂ）は図７（Ａ）のフィルムを用いて作製した図７（Ｂ）の二次電池を一方向に
湾曲させた際のＧ−Ｈ断面図を示している。ただし、図を簡潔にするため、正極活物質層
が形成された正極集電体、セパレータ、負極活物質層が形成された負極集電体等の積層構
造と電解液を、まとめて電池内部の構造７０として示す。

図８（Ｂ）では二次電池の上面を覆うフィルム７１だけが表面に凹部または凸部で形成
される模様を有する例について説明したが、本発明の一態様はこれに限らない。フィルム
７１だけでなく、図９（Ｂ）のように圧縮応力のかかる二次電池の下面のフィルム７２に
ついても、エンボス加工を施してもよい。フィルム７１およびフィルム７２の両方が凹部
または凸部で形成される模様を有することで、ひずみによる影響をより抑えることができ
る。また、圧縮応力のかかる二次電池の下面のフィルム７２については、二方向の斜めの
線が交差した幾何学模様としてもよいし、図１０（Ａ）に示す縦縞模様１３０１や図１０
（Ｂ）に示す横縞模様１３０２としてもよい。

二次電池の上面を覆うフィルム７１は引っ張り応力がかかるため、フィルムがより伸び
るようなエンボス加工を施すことが望ましい。より狭いピッチのエンボス加工をすること
でフィルムの表面積がより増大し、フィルムを湾曲させた際にフィルムが伸びやすくなる
。このため、より小さい曲率半径で曲げる場合は、図８（Ｃ）および図９（Ｃ）に示すよ
うに、図８（Ａ）および図９（Ａ）に示す上面を覆うフィルムのエンボス加工のピッチよ
りも、フィルムのエンボス加工のピッチを狭くするとよい。

また、図９においては、エンボス深さとピッチを最適化したフィルムを２枚用意して封
止することにより二次電池を完成させたが、１枚のフィルムに引っ張り応力の緩和に最適
化されたエンボス加工と、圧縮応力の緩和に最適化されたエンボス加工の両方を行っても
よい。その場合、１枚のフィルムの半分の領域に引っ張り応力の緩和に最適化されたエン
ボス加工を行い、半分の領域に圧縮応力の緩和に最適化されたエンボス加工を行う。その
後、引っ張り応力の緩和に最適化されたエンボス加工が行われた領域と、圧縮応力の緩和
に最適化されたエンボス加工が行われた領域の境界を折目としてフィルムを折りまげてフ
ィルムの端部をそろえて封止をすればよい。

図８（Ｄ）は、図８（Ａ）および図９（Ａ）に示す点線で囲んだ領域のフィルム７２の
拡大図である。二次電池の下面を覆うフィルムは、図８（Ｄ）に示すように、複数の層を
積層したフィルムを用いることができる。例えば、フィルム７２ａにポリプロピレン、フ
ィルム７２ｂにアルミニウム、フィルム７２ｃにナイロンをそれぞれ用いた層とすること
ができる。

エンボス深さとピッチを最適化したフィルム１１ａとエンボス加工を施していないフィ
ルム１１ｂ、またはエンボス深さとピッチを最適化したフィルム２３とフィルム２４を用
意した後、実施の形態１と同様に図６（Ｂ）で示す正極集電体１２、セパレータ１３、負
極集電体１４の積層の組み合わせを２枚のフィルムの間に置く。正極集電体１２の表面の
一部には正極活物質層１８が形成され、負極集電体１４の表面の一部には負極活物質層１
９が形成されている。続いて、リード電極１６を正極集電体１２の突出部に対して超音波
溶接などにより電気的に接続し、リード電極１６を負極集電体１４の突出部に対して超音
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１辺を残すため、フ
ィルムの３辺に対して熱圧着を行って封止し、袋状の形状にする。その内側に減圧下もし
くは不活性ガス雰囲気下において所望の量の電解液を滴下する。熱圧着をしていなかった
フィルムの１辺に対して熱圧着による封止を行い、二次電池を完成させる。

また、本実施の形態においては、電子機器等に装着し、一方向に湾曲させた二次電池を
元の状態に戻すことなく使用する場合について述べたが、一方向に湾曲させた二次電池を
元の状態にまで戻らない程度に曲げ伸ばしを繰り返してもよい。

（実施の形態３）
本実施の形態では、折り曲げたフィルム１１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、図１１乃至図１３を用いて示す。

本実施の形態は、実施の形態２で示したエンボス加工を行ったフィルム１１ａとエンボ
ス加工を行っていないフィルム１１ｂ、エンボス加工を行ったフィルム２３とフィルム２
４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１１（Ａ）に正極集電体１２、図１１（Ｂ）にセパレータ１３、図１１（Ｃ）に負極
集電体１４、図１１（Ｄ）に封止層１５およびリード電極１６、図１１（Ｅ）にフィルム
１１のぞれぞれの上面図を示す。

図１１においてそれぞれの寸法は概略等しく、図１１（Ｅ）中の鎖線で囲んだ領域２１
は、図１１（Ｂ）のセパレータの寸法とほぼ同一である。また、図１１（Ｅ）中の点線と
端部との間の領域は、熱圧着領域１７となる。

図１２（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１２（Ｂ）に示す。

なお、図１２（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、２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には両面
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１２
（Ｃ）には、片面のみに負極活物質層１９が設けられた２つの負極集電体１４の間に、両
面に負極活物質層１９が設けられた３つの負極集電体１４と、両面に正極活物質層１８が
設けられた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１３（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１３（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１３（Ｂ）に示す。

図１３（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１３（Ｃ）は図１３（Ａ）の積層構造を複数積層した図を示している。図１３（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、および正極集電体１
２の正極活物質層１８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１
３（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１
３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、集電体の枚数
が多くなってしまう為、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、金属面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１
９が形成されていない面と向かい合っており、金属面同士が接触している。金属面同士が
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おり、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４）
本実施の形態では、図１４乃至図１６を用いて、実施の形態１または２のいずれか一を
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。また、実施
の形態３も合わせて組み合わせることができる。

実施の形態１乃至３のいずれか一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、曲面を有する支持構造体に貼り付け、支持構造体の曲率半径の大
きい領域の曲面部分に追随した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蓄電装置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、又はテレビジョ
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、電子書籍端末、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蓄電装置を、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１４（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、蓄
電装置７４０７を有している。

図１４（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蓄電装
置７４０７も湾曲される。また、その時、曲げられた蓄電装置７４０７の状態を図１４（
Ｃ）に示す。蓄電装置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。蓄電装置７４０７は曲げられた状態で固定されている。なお
、蓄電装置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、蓄電装置７４０７の外装体のフィルムにエンボス加工を行っており、蓄電
装置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１４（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１４（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、及び蓄電装置７１
０４を備える。また、図１４（Ｆ）に曲げることのできる蓄電装置７１０４の状態を示す
。蓄電装置７１０４は曲げられた状態で使用者の腕への装着時に、筐体が変形して蓄電装
置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１
５０ｍｍ以下の範囲内で筐体または蓄電装置７１０４の主表面の一部または全部が変化す
る。なお、蓄電装置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、蓄電装置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、蓄電装置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１４（Ｄ）に示す携帯電話の中央部分を折り曲げると
、図１４（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１４（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１４（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デバイスであり、それを実現するためには少な
くとも筐体７１０１、表示部７１０２、及び蓄電装置７１０４が可撓性を有することが望
ましい。

また、図１５（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、蓄電装置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蓄電装置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、及び蓄電装置７６０４を備える。また、図１
５（Ｂ）に曲げることのできる蓄電装置７６０４を示す。蓄電装置７６０４は、外装体の
フィルムにエンボス加工を行っており、蓄電装置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。蓄電装置７６０４は負極と電気的に接続されたリード電極７６０
１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２つのリード電極を露出させている蓄電装置７６０４の他
の例として、図１５（Ｃ）に曲げることのできる蓄電装置７６０５を示す。蓄電装置７６
０５は、外装体の２つの短辺それぞれにおいて、集電体またはリード電極が露出される構
成である。蓄電装置７６０５の外装体のフィルムにもエンボス加工を行えば、曲げること
ができ、信頼性が高い。

薄型の蓄電装置７６０４は実施の形態１乃至３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。

薄型の蓄電装置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、薄型の蓄電装置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、薄型の蓄電装置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、薄型の蓄電装置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蓄電装置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蓄電装置を搭載することもできる。

図１６において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図１６（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、蓄電装置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蓄電装置を設け、航続距離の長い車両を実現すること
ができる。また、様々な形状とした蓄電装置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は蓄電装置を有
する。蓄電装置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、蓄電装置は、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、蓄電装置は、自動車８１００が有するナビ
ゲーション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１６（Ｂ）に示す自動車８２００は、自動車８２００が有する蓄電装置にプラグイン
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１６（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
蓄電装置に、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に搭載された蓄電装置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、停車時や走行時に蓄電装置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、蓄電装置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、蓄電装置の特性を向上すること
ができ、よって、蓄電装置自体を小型軽量化することができる。蓄電装置自体を小型軽量
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、
車両に搭載した蓄電装置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乃至３のいずれか一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。

なお、明細書の中の図面や文章において規定されていない内容について、その内容を除
くことを規定した発明の一態様を構成することが出来る。または、ある値について、上限
値と下限値などで示される数値範囲が記載されている場合、その範囲を任意に狭めること
で、または、その範囲の中の一点を除くことで、その範囲を一部除いた発明の一態様を規
定することができる。これらにより、例えば、従来技術が本発明の一態様の技術的範囲内
に入らないことを規定することができる。

具体例としては、ある回路において、第１乃至第５のトランジスタを用いている回路図
が記載されているとする。その場合、その回路が、第６のトランジスタを有していないこ
とを発明として規定することが可能である。または、その回路が、容量素子を有していな
いことを規定することが可能である。さらに、その回路が、ある特定の接続構造をとって
いるような第６のトランジスタを有していない、と規定して発明を構成することができる
。または、その回路が、ある特定の接続構造をとっている容量素子を有していない、と規
定して発明を構成することができる。例えば、ゲートが第３のトランジスタのゲートと接
続されている第６のトランジスタを有していない、と発明を規定することが可能である。
または、例えば、第１の電極が第３のトランジスタのゲートと接続されている容量素子を
有していない、と発明を規定することが可能である。

別の具体例としては、ある値について、例えば、「ある電圧が、３Ｖ以上１０Ｖ以下で
あることが好適である」と記載されているとする。その場合、例えば、ある電圧が、−２
Ｖ以上１Ｖ以下である場合を除く、と発明の一態様を規定することが可能である。または
、例えば、ある電圧が、１３Ｖ以上である場合を除く、と発明の一態様を規定することが
可能である。なお、例えば、その電圧が、５Ｖ以上８Ｖ以下であると発明を規定すること
も可能である。なお、例えば、その電圧が、概略９Ｖであると発明を規定することも可能
である。なお、例えば、その電圧が、３Ｖ以上１０Ｖ以下であるが、９Ｖである場合を除
くと発明を規定することも可能である。なお、ある値について、「このような範囲である
ことが好ましい」、「これらを満たすことが好適である」となどと記載されていたとして
も、ある値は、それらの記載に限定されない。つまり、「好ましい」、「好適である」な
どと記載されていたとしても、必ずしも、それらの記載には、限定されない。

別の具体例としては、ある値について、例えば、「ある電圧が、１０Ｖであることが好
適である」と記載されているとする。その場合、例えば、ある電圧が、−２Ｖ以上１Ｖ以
下である場合を除く、と発明の一態様を規定することが可能である。または、例えば、あ
る電圧が、１３Ｖ以上である場合を除く、と発明の一態様を規定することが可能である。

別の具体例としては、ある物質の性質について、例えば、「ある膜は、絶縁膜である」
と記載されているとする。その場合、例えば、その絶縁膜が、有機絶縁膜である場合を除
く、と発明の一態様を規定することが可能である。または、例えば、その絶縁膜が、無機
絶縁膜である場合を除く、と発明の一態様を規定することが可能である。または、例えば
、その膜が、導電膜である場合を除く、と発明の一態様を規定することが可能である。ま
たは、例えば、その膜が、半導体膜である場合を除く、と発明の一態様を規定することが
可能である。

別の具体例としては、ある積層構造について、例えば、「Ａ膜とＢ膜との間に、ある膜
が設けられている」と記載されているとする。その場合、例えば、その膜が、４層以上の
積層膜である場合を除く、と発明を規定することが可能である。または、例えば、Ａ膜と
その膜との間に、導電膜が設けられている場合を除く、と発明を規定することが可能であ
る。

なお、本明細書等においては、能動素子（トランジスタ、ダイオードなど）、受動素子
（容量素子、抵抗素子など）などが有するすべての端子について、その接続先を特定しな
くても、当業者であれば、発明の一態様を構成することは可能な場合がある。つまり、接
続先を特定しなくても、発明の一態様が明確であると言える。そして、接続先が特定され
た内容が、本明細書等に記載されている場合、接続先を特定しない発明の一態様が、本明
細書等に記載されていると判断することが可能な場合がある。特に、端子の接続先が複数
のケースがありうる場合には、その端子の接続先を特定の箇所に限定する必要はない。し
たがって、能動素子（トランジスタ、ダイオードなど）、受動素子（容量素子、抵抗素子
など）などが有する一部の端子についてのみ、その接続先を特定することによって、発明
の一態様を構成することが可能な場合がある。

なお、本明細書等においては、ある回路について、少なくとも接続先を特定すれば、当
業者であれば、発明を特定することが可能な場合がある。または、ある回路について、少
なくとも機能を特定すれば、当業者であれば、発明を特定することが可能な場合がある。
つまり、機能を特定すれば、発明の一態様が明確であると言える。そして、機能が特定さ
れた発明の一態様が、本明細書等に記載されていると判断することが可能な場合がある。
したがって、ある回路について、機能を特定しなくても、接続先を特定すれば、発明の一
態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。また
は、ある回路について、接続先を特定しなくても、機能を特定すれば、発明の一態様とし
て開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。

なお、本明細書等においては、ある一つの実施の形態において述べる図または文章にお
いて、その一部分を取り出して、発明の一態様を構成することは可能である。したがって
、ある部分を述べる図または文章が記載されている場合、その一部分の図または文章を取
り出した内容も、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成す
ることが可能であるものとする。そして、その発明の一態様は明確であると言える。その
ため、例えば、能動素子（トランジスタ、ダイオードなど）、配線、受動素子（容量素子
、抵抗素子など）、導電層、絶縁層、半導体層、有機材料、無機材料、部品、装置、動作
方法、製造方法などが単数もしくは複数記載された図面または文章において、その一部分
を取り出して、発明の一態様を構成することが可能であるものとする。例えば、Ｎ個（Ｎ
は整数）の回路素子（トランジスタ、容量素子等）を有して構成される回路図から、Ｍ個
（Ｍは整数で、Ｍ＜Ｎ）の回路素子（トランジスタ、容量素子等）を抜き出して、発明の
一態様を構成することは可能である。別の例としては、Ｎ個（Ｎは整数）の層を有して構
成される断面図から、Ｍ個（Ｍは整数で、Ｍ＜Ｎ）の層を抜き出して、発明の一態様を構
成することは可能である。さらに別の例としては、Ｎ個（Ｎは整数）の要素を有して構成
されるフローチャートから、Ｍ個（Ｍは整数で、Ｍ＜Ｎ）の要素を抜き出して、発明の一
態様を構成することは可能である。さらに別の例としては、「Ａは、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、ま
たは、Ｆを有する」と記載されている文章から、一部の要素を任意に抜き出して、「Ａは
、ＢとＥとを有する」、「Ａは、ＥとＦとを有する」、「Ａは、ＣとＥとＦとを有する」
、または、「Ａは、ＢとＣとＤとＥとを有する」などの発明の一態様を構成することは可
能である。

なお、本明細書等においては、ある一つの実施の形態において述べる図または文章にお
いて、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位概念を導き出すこと
は、当業者であれば容易に理解される。したがって、ある一つの実施の形態において述べ
る図または文章において、少なくとも一つの具体例が記載される場合、その具体例の上位
概念も、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが
可能である。そして、その発明の一態様は、明確であると言える。

なお、本明細書等においては、少なくとも図に記載した内容（図の中の一部でもよい）
は、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能
である。したがって、ある内容について、図に記載されていれば、文章を用いて述べてい
なくても、その内容は、発明の一態様として開示されているものであり、発明の一態様を
構成することが可能である。同様に、図の一部を取り出した図についても、発明の一態様
として開示されているものであり、発明の一態様を構成することが可能である。そして、
その発明の一態様は明確であると言える。

本実施例では、図１７および図１８を用いて、集電体の両面に活物質層を設けた電極と
、集電体の片面に活物質層を設けた電極とに関して摩擦力を比較した結果について説明す
る。

まず、摩擦力の比較実験をするために、ガラス板上に電極を複数用意して重ね、間の電
極を引き抜くことで比較を行った。

実際の二次電池の構成は、外装体で囲まれた領域に、負極活物質層が表面に設けられた
第１集電体と、正極活物質層が表面に設けられた第２集電体と、負極活物質層が表面に設
けられた第３集電体とが一部重なるように配置し、第１の集電体と第２の集電体の間にセ
パレータを挟む。また第２の集電体と第３の集電体の間にもセパレータを挟んでいる。

本実施例では、二次電池に用いる上記構成と同じ積層体を用いて実験を行った。

ガラス板上に第１、第２、第３の集電体を重ね、それらの上に４２ｇ／ｃｍ^２の荷重を
加えておき、正極活物質層が表面に設けられた集電体を水平方向に荷重測定器（アイコー
エンジニアリング製 ＲＸ−２）で引っ張ることで、その最大値を測定した。

図１７（Ａ）に負極片面塗工条件のサンプルの断面模式図を示した。図１７（Ａ）のよ
うに、ガラス板１０１上に、負極活物質層１０２ａ、負極集電体１０３ａ、負極集電体１
０３ｂ、負極活物質層１０２ｂ、セパレータ１０４、正極活物質層１０５ａ、正極集電体
１０６、正極活物質層１０５ｂ、セパレータ１０４、負極活物質層１０７ａ、負極集電体
１０８ａ、負極集電体１０８ｂ、負極活物質層１０７ｂ、の順に積層させた。そして荷重
１０９を載せたままクリップ１２０で掴んだ正極（正極活物質層１０５ａ、正極集電体１
０６、正極活物質層１０５ｂ）を水平方向１１０に引っ張り、摩擦力を測定した。

図１７（Ｂ）に負極両面塗工条件のサンプルの断面模式図を示した。図１７（Ｂ）のよ
うに、ガラス板１０１上に、負極活物質層１０２ａ、負極集電体１０３、負極活物質層１
０２ｂ、セパレータ１０４、正極活物質層１０５ａ、正極集電体１０６、正極活物質層１
０５ｂ、セパレータ１０４、負極活物質層１０７ａ、負極集電体１０８、負極活物質層１
０７ｂ、の順に積層させた。そして、荷重１０９を載せたままクリップ１２０で掴んだ正
極（正極活物質層１０５ａ、正極集電体１０６、正極活物質層１０５ｂ）を水平方向１１
０に引っ張り、摩擦力を測定した。

なお、図１７（Ａ）および（Ｂ）の両条件において正極は両面塗工とした。そのため、
正極は正極活物質層１０５ａ、正極集電体１０６、正極活物質層１０５ｂを有した。

また、図１７（Ｃ）に摩擦力の比較実験の様子を撮影した写真図を示した。

また、図１７（Ａ）および図１７（Ｂ）の両条件において、積層体が乾燥状態である場
合と、積層体が電解液で濡れている状態とでも比較を行った。測定は各条件で３回行い、
その結果を図１８に示した。

図１８に示した結果から、二次電池の内部を図１７（Ａ）の構成とすると、乾燥状態及
び濡れている状態の両方において、二次電池が曲げやすくなった。なぜならば、金属面同
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が滑
りやすくなっていた為である。よって、片面塗工とすることで、二次電池が曲げやすくな
ることが明らかとなった。

本実施例では、図１９乃至図２１を用いて、薄型の二次電池に対して、図２１の装置に
より曲げる動作を繰り返し行った後、水バリア性評価用試験を行い、二次電池の外装体が
曲げる動作によってダメージを受けるかどうかの実験の結果について説明する。

外装体がダメージを受けるかどうかは、目視だけではなく、カールフィッシャ水分量計
で二次電池内部の水分量を測定し、水分量が１００ｐｐｍを超えた場合にそのサンプルは
水バリア性ＮＧとして判定した。曲げによって外装体が大きくダメージを受け亀裂などが
生じると、その部分から水分が侵入して内部の水分量が増大する。

カールフィッシャ水分量計としては、電量滴定法を用いる装置（京都電子工業製ＭＫＣ
−６１０−ＤＴ）を用いた。

まず、サンプルを１２種類作製した。サンプルの形状は、図１９及び図２０に示すよう
にサンプル長さ、サンプル幅の異なる形状とした。さらに、積層数すなわちサンプルの厚
みを変化させると共に、曲げ曲率半径についても条件振りを行い、計１２種類のサンプル
とした。

サンプルとして、実施の形態１乃至３に従ってエンボス加工を行ったフィルムを外装体
とする二次電池と同じ手順でサンプルを作製した。ただし、二次電池の外装体で囲まれた
領域に配置する電解液に代えてプロピレンカーボネートを用い、プロピレンカーボネート
中の水分量を検出した。従って、本実施例に示すサンプルは二次電池として機能しないた
め、充放電することはできないが、プロピレンカーボネートを電解液に代えて二次電池と
して作製すれば充放電ができるため、その場合の設計容量を表１に算出した。

また、１つのサンプルにおける外装体に囲まれた領域に配置する集電体の積層数も表２
に示すように用意し、それぞれのサンプルの総厚さを示した。

作製したサンプル１２種類各３個について、曲げ試験機で１万回の曲げを行った。その
後、圧力調節機構を有する容器（恒温槽）内に水と共に２４時間１２０℃で保持した後、
サンプル内部に含まれた水分量をカールフィッシャ水分量計で測定した結果を表１に示し
た。各条件３個中の１個でも水分量が１００ｐｐｍを超えた条件をＮＧと表記した。

なお、図２１（Ａ）、図２１（Ｂ）は、曲げ試験機を用いてサンプルを曲げる動作の様
子を示す写真図である。曲げ試験機は、曲率半径を設定でき、本実施例では最小曲げ曲率
半径を３０ｍｍ、４０ｍｍ、６０ｍｍ、１００ｍｍに設定しそれぞれ行った結果を表１に
示した。

表１に示した結果から、セルの長さが７５ｍｍ以下の場合、かつセル厚さ３．４ｍｍ以
下の場合は、１万回の曲げ伸ばし後でも、外装体のダメージが少なく、水バリア性を保持
したままであることが明らかとなった。

図２１（Ｃ）に曲げ試験機１１００の外観写真を示した。曲げ試験機１１００の上部に
、作製したリチウムイオン二次電池１２００を配置した。なお、リチウムイオン二次電池
１２００は、２枚の保持板１１０１の間に挟まれているため、図２１（Ｃ）ではリチウム
イオン二次電池１２００を破線で示した。また、曲げ試験機１１００は中央部のリチウム
イオン二次電池１２００直下に、奥行き方向に伸びた曲率半径４０ｍｍの円柱状の支持体
（図示せず。）を有する。また、曲げ試験機１１００は左右方向に伸びたアーム１１０２
を有する。アーム１１０２の先端部分は保持板１１０１と機械的に接続されている。アー
ム１１０２の先端部分を上下に動かすことにより、支持体に沿って保持板１１０１の曲げ
伸ばしを行うことができる。リチウムイオン二次電池１２００の曲げ試験は、リチウムイ
オン二次電池１２００を２枚の保持板１１０１で挟んだ状態で行った。よって、アーム１
１０２の先端部分を上下に動かすことにより、円柱状の支持体に沿って、リチウムイオン
二次電池１２００の曲げ伸ばしを行うことができる。具体的には、アーム１１０２の先端
部分を下げることにより、リチウムイオン二次電池１２００を、曲率半径４０ｍｍで曲げ
ることができる。リチウムイオン二次電池１２００の曲げ伸ばしを、リチウムイオン二次
電池１２００を２枚の保持板１１０１で挟んだ状態で行うことにより、曲げ伸ばし以外の
不要な力がリチウムイオン二次電池１２００に加わることを防ぐことができる。また、リ
チウムイオン二次電池１２００全体に、曲げ伸ばし時の力を均一に加えることができる。

本実施例では、図２２乃至図２３を用いて、集電体の片面に活物質層を設けた電極で作
製した二次電池と、集電体の両面に活物質層を設けた電極で作製した二次電池に関して、
曲げに必要な荷重を測定した結果について説明する。

まず、集電体の片面のみに活物質層を設けた電極で作製した二次電池のサンプルと、集
電体の両面に活物質層を設けた電極で作製した二次電池のサンプルを用意した。

より具体的な二次電池の構成は、片面塗工条件においては、片面のみに負極活物質層１
９０３を設けた２つの負極集電体１９０２の間に、片面のみに正極活物質層１９０５を設
けた６つの正極集電体１９０４と、片面のみに負極活物質層１９０３を設けた４つの負極
集電体１９０２と、６枚のセパレータ１９０６を挟んだものとした。

両面塗工条件においては、片面のみに負極活物質層１９０３を設けた２つの負極集電体
１９０２の間に、両面に正極活物質層１９０５を設けた３つの正極集電体１９０４と、両
面に負極活物質層１９０３を設けた２つの負極集電体１９０２と、６枚のセパレータ１９
０６を挟んだ構成とした。

図２２（Ａ）に片面塗工条件のサンプルの断面模式図を示した。図２２（Ａ）に示した
ように、下から、負極集電体１９０２、負極活物質層１９０３、セパレータ１９０６、正
極活物質層１９０５、正極集電体１９０４、正極集電体１９０４、正極活物質層１９０５
、セパレータ１９０６、負極活物質層１９０３、負極集電体１９０２、負極集電体１９０
２、負極活物質層１９０３、セパレータ１９０６、正極活物質層１９０５、正極集電体１
９０４、正極集電体１９０４、正極活物質層１９０５、セパレータ１９０６、負極活物質
層１９０３、負極集電体１９０２、負極集電体１９０２、負極活物質層１９０３、セパレ
ータ１９０６、正極活物質層１９０５、正極集電体１９０４、正極集電体１９０４、正極
活物質層１９０５、セパレータ１９０６、負極活物質層１９０３、負極集電体１９０２の
順に積層させて、厚さ２ｍｍ程度の二次電池とした。

図２２（Ｂ）に両面塗工条件のサンプルの断面模式図を示した。図２２（Ｂ）に示した
ように、下から、負極集電体１９０２、負極活物質層１９０３、セパレータ１９０６、正
極活物質層１９０５、正極集電体１９０４、正極活物質層１９０５、セパレータ１９０６
、負極活物質層１９０３、負極集電体１９０２、負極活物質層１９０３、セパレータ１９
０６、正極活物質層１９０５、正極集電体１９０４、正極活物質層１９０５、セパレータ
１９０６、負極活物質層１９０３、負極集電体１９０２、負極活物質層１９０３、セパレ
ータ１９０６、正極活物質層１９０５、正極集電体１９０４、正極活物質層１９０５、セ
パレータ１９０６、負極活物質層１９０３、負極集電体１９０２の順に積層させて、厚さ
２ｍｍ程度の二次電池とした。

次に、サンプルを、曲面を有する治具１４００で挟み、試験機１４１０（ＥＺ Ｇｒａ
ｐｈ、島津製作所製）を用いて荷重をかけ、湾曲していない状態から、曲率半径約４０ｍ
ｍまで変位６ｍｍ／ｍｉｎ．となるように治具１４０１を治具１４０２の方向へ移動させ
た。また、サンプルはリード電極の引き出し方向と平行方向に湾曲させた。

図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）に曲面を有する治具１４００および試験機１４１０の模式
図を示した。曲面を有する治具１４００の、サンプル１４２０の湾曲の内径に接する治具
１４０１は曲率半径４０ｍｍの凸部を有し、外径に接する治具１４０２は曲率半径４２ｍ
ｍの凹部を有する。

図２３（Ａ）、図２３（Ｂ）中のＸ_１は、治具１４０１の上辺が治具１４０２の上辺と
最も離れた時の距離を言い、図２３（Ｂ）中のＸ_２は、治具１４０１の上辺が治具１４０
２の上辺と最も近づいた時の距離を言う。また、図２３（Ｂ）中のΔＸは、Ｘ_１とＸ_２の
差分の距離を言い、これが実際の治具１４０１の移動距離となる。

セルの湾曲は具体的には以下のようにして行った。まず、サンプルの湾曲の内径に接す
る治具１４０１および外径に接する治具１４０２を、試験機１４１０に接続した。そして
外径に接する治具１４０２上にサンプル１４２０を配置した。そして図２３（Ａ）中の矢
印の方向（圧縮方向）に、試験機１４１０を用いて治具１４００に挟まれたサンプル１４
２０に荷重をかけた。このようにして、図２３（Ｂ）に示したようにサンプルが曲率半径
４０ｍｍに湾曲するまでに必要な荷重を測定した。

片面塗工条件で作製したサンプルと、両面塗工条件で作製したサンプルを、曲率半径４
０ｍｍまで湾曲させるために必要な荷重を測定した結果を、図２４に示した。実線は片面
塗工条件で作製したサンプル、一点鎖線は両面塗工条件で作製したサンプルの結果である
。なお、横軸に示す変位は、治具１４００の湾曲の内径に接する治具１４０１の移動距離
をいい、図２３（Ｂ）で示したΔＸをいう。変位は、治具１４００の間隔が４０ｍｍあり
サンプルが湾曲していないときに０ｍｍ、サンプルと治具１４００の接触面積が最大にな
り測定が終了したときに４０ｍｍとなる。また変位は、変位量、移動距離等と言い換えて
もよい。

図２４に示したように、それぞれのサンプルについて、ある変位以降に、湾曲に必要な
荷重が急激に大きくなるグラフとなった。これは、先に正極および負極のタブ部分等の薄
い部分が湾曲し、次に活物質層を含む厚い部分が湾曲したためである。

図２４に示した結果から、集電体の片面のみに活物質層を設けた電極で作製した二次電
池と、集電体の両面に活物質層を設けた電極で作製した二次電池とを比較すると、片面塗
工条件において、両面塗工条件より少ない荷重で二次電池を曲げることが出来た。なぜな
らば、金属面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た為である。よって、片面塗工とすることで、二次電池
が曲げやすくなることが明らかとなった。

本実施例では、厚さの異なる薄型の二次電池について、曲げに必要な荷重を測定した結
果について説明する。

まず、サンプルをＡ、Ｂ、Ｃの３種類をそれぞれ２サンプルずつ作製した。サンプルＡ
は積層数２（厚さ１．５ｍｍ）、サンプルＢは積層数６（厚さ２．５ｍｍ）、サンプルＣ
は積層数１０（厚さ３．４ｍｍ）とした。ここで、例えば積層数２とは、正極および負極
を２枚ずつ有することをいう。

サンプルＡ、Ｂ、Ｃは、積層数の他は、実施例２のサンプル長さ７５ｍｍ、サンプル幅
６０ｍｍのサンプルと同様に作製した。サンプルＡ、Ｂ、Ｃの条件を表３に示した。

次に、サンプルＡ、Ｂ、Ｃについて、曲面を有する治具１４００で挟み、試験機１４１
０（ＥＺ Ｇｒａｐｈ、島津製作所製）を用いて荷重をかけ、湾曲していない状態から、
曲率半径約４０ｍｍまで変位６ｍｍ／ｍｉｎ．となるように治具１４０１を治具１４０２
の方向へ移動させた。また、セルはリード電極の引き出し方向と平行方向に湾曲させた。

荷重の測定は、実施例３と同様の試験機と治具を用いて行った。

サンプルＡ、Ｂ、Ｃを曲率半径４０ｍｍまで湾曲させるために必要な荷重を測定した結
果を、図２５（Ａ）に示した。実線はサンプルＡ（積層数２、厚さ１．５ｍｍ）、破線は
サンプルＢ（積層数６、厚さ２．５ｍｍ）、点線はサンプルＣ（積層数１０、厚さ３．４
ｍｍ）の結果である。また図２５（Ａ）では図を明瞭にするため、サンプルＡ、Ｂ、Ｃの
それぞれ１つのサンプルについて示した。

図２５（Ａ）に示したように、全てのサンプルについて、ある変位以降に、湾曲に必要
な荷重が急激に大きくなるグラフとなった。これは、先に正極および負極のタブ部分等の
薄い部分が湾曲し、次に活物質層を含む厚い部分が湾曲したためである。

活物質層を含む厚い部分を湾曲させるために必要な荷重値として、図２５（Ａ）のサン
プルＡ、Ｂ、Ｃの曲線の傾きが急激に大きくなる点をとった。活物質層を含む厚い部分を
湾曲させるために必要な荷重値に対応する曲線の傾きは、６Ｎ／ｍｍ以上となる点と判断
した。図２５（Ｂ）に、サンプルＡ、Ｂ、Ｃにおいて傾きが６Ｎ／ｍｍ以上となる点をプ
ロットし、サンプルの厚さを横軸とした図を示した。

図２５（Ｂ）から明らかなように、サンプルの厚さが厚くなるほど、サンプルを湾曲さ
せるのに必要な荷重、より具体的にはサンプルの活物質層を含む厚い部分を湾曲させるの
に必要な荷重が大きくなることが明らかとなった。

１０ フィルム
１０ａ フィルム
１０ｂ フィルム
１１ フィルム
１１ａ フィルム
１１ｂ 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
２２ フィルム
２３ フィルム
２４ フィルム
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
５４ ロール
５５ エンボスロール
５６ エンボスロール
５７ エンボスロール
５８ エンボスロール
６０ 進行方向
７０ 構造７１ フィルム
７２ フィルム
７２ａ フィルム
７２ｂ フィルム
７２ｃ フィルム
８０ 平面
９０ 平面
１０１ ガラス板
１０２ａ 負極活物質層
１０２ｂ 負極活物質層
１０３ 負極集電体
１０３ａ 負極集電体
１０３ｂ 負極集電体
１０４ セパレータ
１０５ａ 正極活物質層
１０５ｂ 正極活物質層
１０６ 正極集電体
１０７ａ 負極活物質層
１０７ｂ 負極活物質層
１０８ 負極集電体
１０８ａ 負極集電体
１０８ｂ 負極集電体
１０９ 荷重
１１０ 水平方向
１２０ クリップ
１１００ 試験機
１１０１ 保持板
１１０２ アーム
１２００ リチウムイオン二次電池
１３０１ 縦縞模様
１３０２ 横縞模様
１４００ 治具
１４０１ 治具
１４０２ 治具
１４１０ 試験機
１４２０ サンプル
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 電極及び電解液
１９０１ 外装体
１９０２ 負極集電体
１９０３ 負極活物質層
１９０４ 正極集電体
１９０５ 正極活物質層
１９０６ セパレータ
７１００ 携帯電話
７１０１ 筐体
７１０２ 表示部
７１０３ 操作ボタン
７１０４ 蓄電装置
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 蓄電装置
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 蓄電装置
７６０５ 蓄電装置
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 (2)

1. 端部どうしが重なるように折り曲げられたフィルムを有し、
   重ねられた前記端部は、接着層を介して圧着された領域を有し、
   折り曲げられた前記フィルムの内側表面と前記接着層とで囲まれた領域に、正極活物質層が片面のみに設けられた正極集電体と、負極活物質層が片面のみに設けられた負極集電体と、セパレータと、電解液と、を有し、
   前記フィルムは、前記圧着された領域以外の領域において、前記内側表面及び外側表面の各々に、複数の凹部及び複数の凸部で形成された縞模様を有し、
   前記外側表面の前記複数の凹部は、前記内側表面の前記複数の凸部と向かい合うように設けられ、
   前記外側表面の前記複数の凸部は、前記内側表面の前記複数の凹部と向かい合うように設けられ、
   前記内側表面は、折り目を境に、第１の内側表面領域と、第２の内側表面領域とを有し、
   前記外側表面は、前記折り目を境に、第１の外側表面領域と、第２の外側表面領域とを有し、
   前記フィルムは、前記縞模様が前記折り目と平行になるように設けられている二次電池。
2. 端部どうしが重なるように折り曲げられたフィルムを有し、
   重ねられた前記端部は、接着層を介して圧着された領域を有し、
   折り曲げられた前記フィルムの内側表面と前記接着層とで囲まれた領域に、正極活物質層が片面のみに設けられた正極集電体を２つと、負極活物質層が片面のみに設けられた負極集電体を２つと、２枚のセパレータと、電解液と、を有し、
   前記フィルムは、前記圧着された領域以外の領域において、前記内側表面及び外側表面の各々に、複数の凹部及び複数の凸部で形成された縞模様を有し、
   前記外側表面の前記複数の凹部は、前記内側表面の前記複数の凸部と向かい合うように設けられ、
   前記外側表面の前記複数の凸部は、前記内側表面の前記複数の凹部と向かい合うように設けられ、
   前記内側表面は、折り目を境に、第１の内側表面領域と、第２の内側表面領域とを有し、
   前記外側表面は、前記折り目を境に、第１の外側表面領域と、第２の外側表面領域とを有し、
   前記フィルムは、前記縞模様が前記折り目と平行になるように設けられている二次電池。