JP2022180522A - 蓄電装置 - Google Patents

Abstract

【課題】蓄電装置の可撓性を向上させる。または、高容量な蓄電装置を提供する。【解決手段】正極と、負極と、外装体と、電解質と、を有し、正極は、正極集電体と、正極集電体と接する正極活物質層と、を有し、負極は、負極集電体と、負極集電体と接する負極活物質層と、を有し、正極活物質層と、負極活物質層とは、互いに重なり、正極活物質層及び負極活物質層の外周は、閉曲線状であり、外装体は、フィルムを有し、外装体は、熱圧着領域を有し、熱圧着領域の内周は、閉曲線状であり、電解質、正極活物質層、及び負極活物質層は、熱圧着領域に囲まれる領域に位置する、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。電子機器は蓄電装置を内蔵する場
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）、燃料電池自動車、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。

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、可撓性を有し、曲げることができる蓄電装置の開発が行われている。

例えば、特許文献１には、少なくとも一軸方向に曲げ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。また、特許文献２には、可撓
性を有する二次電池と、該二次電池を有する腕装着型電子機器が開示されている。

特開２０１３－２１１２６２号公報 特開２０１５－３８８６８号公報

ウェアラブルデバイスの機能及び形状の多様化に対応するため、蓄電装置の可撓性を向上
させる必要がある。また、ウェアラブルデバイスを充電する頻度を減少させるため、高容
量の蓄電装置の開発が求められる。

従って、本発明の一態様は、蓄電装置の可撓性を向上させることを課題とする。また、本
発明の一態様は、方向に係らず曲げ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、高容量な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、信頼性の高い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、可撓性を有する電子機器を提供することを課題とする。また、
本発明の一態様は、湾曲部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、新規な電極、新規な蓄電装置、または新規な電子機器などを
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、正極と、負極と、外装体と、電解質と、を有し、正極は、正極集電体
と、正極集電体と接する正極活物質層と、を有し、負極は、負極集電体と、負極集電体と
接する負極活物質層と、を有し、正極活物質層と、負極活物質層とは、互いに重なり、正
極活物質層及び負極活物質層の外周は、閉曲線状であり、外装体は、フィルムを有し、外
装体は、熱圧着領域を有し、熱圧着領域の内周は、閉曲線状であり、電解質、正極活物質
層、及び負極活物質層は、熱圧着領域に囲まれる領域に位置する、蓄電装置である。

また、本発明の一態様は、上記構成において、正極活物質層及び負極活物質層の外周は、
略円であり、熱圧着領域の内周は、略円であるとより好ましい。

また、本発明の一態様は、正極と、負極と、外装体と、電解質と、を有し、正極は、正極
集電体と、正極集電体と接する正極活物質層と、を有し、負極は、負極集電体と、負極集
電体と接する負極活物質層と、を有し、正極活物質層と、負極活物質層は、互いに重なり
、正極活物質層及び負極活物質層の外周は、閉曲線状であり、外装体は、フィルムを有し
、外装体は、第１の熱圧着領域と、第２の熱圧着領域とを有し、第１の熱圧着領域は、第
２の熱圧着領域に囲まれ、第１の熱圧着領域の外周は、閉曲線状であり、第２の熱圧着領
域の内周は、閉曲線状であり、外装体は、第１の熱圧着領域に囲まれる領域に開口を有し
、電解質、正極活物質層、及び負極活物質層は、第１の熱圧着領域と、第２の熱圧着領域
の間の領域に位置し、正極集電体は、開口に突出する部分を有し、負極集電体は、開口に
突出する部分を有する、蓄電装置である。

また、本発明の一態様は、上記構成において、正極活物質層及び負極活物質層の外周は、
略円であり、第２の熱圧着領域の内周は、略円であるとより好ましい。

また、本発明の一態様は、正極と、負極と、正極リードと、負極リードと、外装体と、電
解質と、を有し、正極は、正極集電体と、正極集電体と接する正極活物質層と、を有し、
負極は、負極集電体と、負極集電体と接する負極活物質層と、を有し、正極活物質層と、
負極活物質層は、互いに重なり、正極活物質層及び負極活物質層の外周は、閉曲線状であ
り、外装体は、フィルムを有し、外装体は、第１の熱圧着領域と、第２の熱圧着領域とを
有し、第１の熱圧着領域は、第２の熱圧着領域に囲まれ、第１の熱圧着領域の外周は、閉
曲線状であり、第２の熱圧着領域の内周は、閉曲線状であり、外装体は、第１の熱圧着領
域に囲まれる領域に開口を有し、電解質、正極活物質層、及び負極活物質層は、第１の熱
圧着領域と、第２の熱圧着領域の間の領域に位置し、正極リードは、第１の熱圧着領域と
、第２の熱圧着領域の間の領域において、正極集電体と電気的に接続され、正極リードは
、開口に突出する部分を有し、負極リードは、第１の熱圧着領域と、第２の熱圧着領域の
間の領域において、負極集電体と電気的に接続され、負極リードは、開口に突出する部分
を有する、蓄電装置である。

また、本発明の一態様は、上記構成において、正極活物質層及び負極活物質層の外周は、
略円であり、第２の熱圧着領域の内周は、略円であるとより好ましい。

また、本発明の一態様は、上記各構成において、フィルムは、凸部または凹部を有する蓄
電装置である。また、本発明の一態様は、上記各構成において、凸部または凹部の内周ま
たは外周は、正極活物質層または負極活物質層の外周と相似した形状を有する蓄電装置で
ある。

また、本発明の一態様は、上記各構成において、蓄電装置は可撓性を有するとより好まし
い。

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。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。

本発明の一態様により、蓄電装置の可撓性を向上させることができる。また、本発明の一
態様により、方向に係らず曲げることのできる蓄電装置を提供することができる。また、
本発明の一態様により、高容量な蓄電装置を提供することができる。また、本発明の一態
様により、信頼性の高い蓄電装置を提供することができる。

また、本発明の一態様は、可撓性を有する電子機器を提供することができる。また、本発
明の一態様は、湾曲部を有する電子機器を提供することができる。

また、新規な電極、新規な蓄電装置、または新規な電子機器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。

本発明の一態様の蓄電装置を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置の作製方法を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置の作製方法を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置の作製方法を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置の作製方法を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置の作製方法を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置の作製方法を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置の作製方法を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置の作製方法を説明する図。 本発明の一態様の蓄電装置の作製方法を説明する図。 蓄電装置に用いることのできる活物質を説明する図。 導電助剤等を説明する図。 導電助剤等を説明する図。 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。 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。

本明細書等における「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。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様の蓄電装置について、図１乃至図９を用いて説明する
。

［１．基本的な構成］
まず、図１乃至図３を用い、基本的な構成を有する蓄電装置１００について説明する。図
１（Ａ）に蓄電装置１００の正面図を、図１（Ｂ）に蓄電装置１００の側面図を、図１（
Ｃ）に蓄電装置１００が有する正極１１１の正面図を、図１（Ｄ）に蓄電装置１００が有
する負極１１５の正面図を示す。

また、図１（Ａ）で示す蓄電装置１００の、一点鎖線ＡＢにおける断面図を図２（Ａ）に
、一点鎖線ＣＤにおける断面図を図２（Ｂ）に示す。また、図１（Ｃ）に示す正極１１１
の、一点鎖線ＥＦにおける断面図を図２（Ｃ）に示す。また、図１（Ｄ）に示す負極１１
５の、一点鎖線ＧＨにおける断面図を図２（Ｄ）に示す。

図１（Ａ）及び図１（Ｂ）に示すように、蓄電装置１００は、外装体１１０と、端子電極
となる正極リード１４１及び負極リード１４５を有する。外装体１１０は、円形のフィル
ム１０９ａ及び円形のフィルム１０９ｂを重ね、周縁を熱することにより形成された熱圧
着領域１２０を有している。正極リード１４１及び負極リード１４５の、それぞれの一部
は外装体１１０に囲まれる。また、正極リード１４１及び負極リード１４５の、それぞれ
の他の部分は、外装体１１０の外側に延在する。また、正極リード１４１及び負極リード
１４５の、それぞれの熱圧着領域１２０と重なる部分には、ポリプロピレン（ＰＰ）等の
熱可塑性樹脂からなる封止層１２１が設けられ、フィルム１０９ａとフィルム１０９ｂと
の密着性、それぞれのフィルムと正極リード１４１との密着性、及びそれぞれのフィルム
と負極リード１４５との密着性を向上させている。

本発明の一態様の蓄電装置１００は、上記のようにフィルム１０９ａ及びフィルム１０９
ｂを用いて形成される外装体１１０を有する。可撓性を有するフィルムを用いることで、
蓄電装置１００の可撓性を向上させることができる。

フィルムには、金属箔にプラスティックフィルムを積層した、金属箔ラミネートフィルム
を用いることができる。金属箔ラミネートフィルムは、熱圧着することで封止が可能であ
り、形状の自由度が高く、軽量である、可撓性を有するといった利点があり好ましい。金
属箔ラミネートフィルムが有する金属箔の材料としては、アルミニウム、ステンレス、銅
、錫、ニッケル鋼などを用いることができる。該金属箔に積層するプラスティックフィル
ムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリエチレン、ＰＰ等を用いるこ
とができる。

なお本明細書等において、ラミネートとは、金属箔やプラスティックフィルム等の薄い材
料を貼りあわせて積層する加工法をいう。

またフィルムには、金属箔に、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
ィルムを積層したものを用いてもよい。

また、蓄電装置１００は、上記のように、外装体１１０の周縁に熱圧着領域１２０を有す
る。熱圧着領域１２０の内周は、図１（Ａ）に示すように、閉曲線状であると、蓄電装置
１００を方向に係らず曲げることができ、好ましい。また、熱圧着領域１２０の内周は、
円状または略円状であれば、より好ましい。この理由について、図３を用いて説明する。

なお、本明細書等において、閉曲線とは、両端が一致している連続曲線のことを言う。円
や楕円、曲率の異なる複数の曲線部が連続して構成された形状などが閉曲線の一態様であ
る。

外部から力を加えて蓄電装置１００の形状を変化させるとき、蓄電装置１００の外装体１
１０のうち、一部には圧縮応力がかかり、他の部分には引っ張り応力がかかる。これらの
応力によって外装体がひずみ、外装体１１０の一部が変形または一部破壊が生じる恐れが
ある。

なお、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。

図３には、様々な形状の蓄電装置と、蓄電装置を曲げるときに外装体にかかる応力の方向
を矢印１５０で示す。図３（Ａ）には、蓄電装置１００の正面図を示す。また、図３（Ｂ
）には、熱圧着領域の内周が多角形状である蓄電装置の一部を示す。また、図３（Ｃ）に
は、一枚のフィルムを折り曲げることにより外装体を形成した蓄電装置の一部を示す。

図３（Ｂ）に示すように、外装体１１０が有する熱圧着領域１２０の内周が多角形状であ
る場合、頂点１５１が生じる。このとき、外部から力を加えて蓄電装置を曲げ、矢印１５
０で示す向きに応力がかかると、応力は、頂点１５１及びその周辺部に集中しやすい。こ
れによって外装体１１０は、頂点１５１やその周辺部など、応力が集中した部分を起点に
破損し、外装体１１０の中に入っている電解液が漏れる等の危険性がある。

また、図３（Ｃ）に示すように、一枚のフィルムを折り曲げ部１５３で折り曲げることに
より外装体を形成する場合、熱圧着領域１２０の内周と折り曲げ部１５３が交差する頂点
１５２が生じる。このとき、蓄電装置を曲げ、矢印１５０で示す向きに応力がかかると、
応力は頂点１５２及びその周辺部に集中しやすい。これによって外装体１１０は、頂点１
５２やその周辺部など、応力が集中した部分を起点に破損する可能性がある。また、折り
曲げ部１５３は、熱圧着領域１２０と比較すると、曲げることにより破損しやすい。従っ
て、このような構造の蓄電装置は、折り曲げ部１５３が破損するのを防ぐために、曲げる
向きが制限される。

一方、図３（Ａ）に示した蓄電装置１００において、熱圧着領域の内周は、閉曲線状であ
り、頂点を有さない。これによって、蓄電装置１００を曲げることにより外装体１１０が
破損することを防ぐことができる。従って、矢印１５０で示すように、応力がどの方向か
らかかっても、破損しにくい外装体とすることができる。従って、蓄電装置１００の可撓
性を向上させることができる。また、曲げることにより破損しやすい折り曲げ部を有さな
いため、曲げる向きに係らず曲げることのできる蓄電装置１００とすることができる。

また、熱圧着領域１２０の内周が円形または略円形であれば、応力が一点に集中すること
防ぎ、蓄電装置１００を曲げることにより外装体１１０が破損することをより確実に防止
することができる。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、蓄電装置１００は、フィルム１０９ａ及びフィ
ルム１０９ｂからなる外装体１１０に挟まれ、熱圧着領域１２０に囲まれる領域に、正極
１１１、負極１１５、セパレータ１０７、電解液１０８を有する。正極１１１は、正極集
電体１０１と、正極集電体１０１に接する正極活物質層１０２と、を有し、正極リード１
４１は正極集電体１０１と接続される。また、負極１１５は、負極集電体１０５と、負極
集電体１０５に接する負極活物質層１０６と、を有し、負極リード１４５は負極集電体１
０５と接続される（図示せず）。また、正極活物質層１０２と、負極活物質層１０６とは
、セパレータ１０７を介して互いに重なる。

図１（Ｃ）及び図２（Ｃ）に示すように、正極１１１において、正極集電体１０１は、正
極活物質層１０２と接しない部分１０１ａと、正極活物質層１０２と接する部分１０１ｂ
とを有する。部分１０１ｂ及び正極活物質層１０２の外周は、閉曲線状である。部分１０
１ａは、正極リード１４１を正極集電体１０１に電気的に接続するためのタブ（以下、正
極タブとも呼ぶ）として機能することができる。

図１（Ｄ）及び図２（Ｄ）に示すように、負極１１５において、負極集電体１０５は、負
極活物質層１０６と接しない部分１０５ａと、負極活物質層１０６と接する部分１０５ｂ
とを有する。部分１０５ｂ及び負極活物質層１０６の外周は、閉曲線状である。部分１０
５ａは、負極リード１４５を負極集電体１０５に電気的に接続するためのタブ（以下、負
極タブとも呼ぶ）として機能することができる。

蓄電装置１００において、正極活物質層１０２が、負極活物質層１０６と重ならない領域
を有する場合、負極活物質層１０６において、電解液に含まれるキャリアイオン等に由来
する金属が析出する可能性がある。従って、負極活物質層１０６の正極活物質層１０２と
向かい合う面の幅が、好ましくは２％以上１０％以下、より好ましくは３％以上７％以下
、正極活物質層１０２の負極活物質層１０６の向かい合う面の幅よりも大きい構成とする
。これによって、正極活物質層１０２は、セパレータ１０７を介し、確実に負極活物質層
１０６と重なることができる。負極活物質層１０６及び正極活物質層１０２がどちらも円
形である場合には、負極活物質層１０６の直径が、好ましくは２％以上１０％以下、より
好ましくは３％以上７％以下、正極活物質層１０２の直径よりも大きい構成とする。

蓄電装置１００において、上記のように、正極集電体１０１の正極活物質層１０２と接す
る部分１０１ｂ及び正極活物質層１０２の外周は、閉曲線状とし、また、負極集電体１０
５の負極活物質層１０６と接する部分１０５ｂ及び負極活物質層１０６の外周は、閉曲線
状とし、外装体１１０が破損する原因となりやすい角部及び直線部を設けないことによっ
て、蓄電装置１００を曲げるときに外装体１１０が破損しにくい構成とすることができる
。

なお、正極活物質層１０２と接する部分１０１ｂ及び正極活物質層１０２の外周及び、負
極活物質層１０６と接する部分１０５ｂ及び負極活物質層１０６の外周は、円形または略
円形であると、外装体１１０に挟まれ、熱圧着領域１２０に囲まれる領域を効率よく利用
することができ、好ましい。

なお、蓄電装置１００において、正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２が接して
いる正極１１１及び、負極集電体１０５の一方の面に負極活物質層１０６が接している負
極１１５を使用しているが、本発明の一態様はこれに限られない。正極集電体１０１の一
方の面に正極活物質層１０２が接する正極１１１を用いても、負極集電体１０５の両面に
負極活物質層１０６が接する負極１１５を用いてもよい。

正極１１１または負極１１５のいずれか一方、または両方として、集電体の両面に活物質
層が接している電極を使用すると、蓄電装置１００の体積当たりの容量を増加させること
ができ、好ましい。

また、正極１１１または負極１１５のいずれか一方、または両方として、集電体の片方の
面に活物質層が接している電極を使用すると、蓄電装置１００を曲げるときに、容量低下
及びサイクル特性の悪化等を防ぐことができ、好ましい。

例えば、図２（Ａ）に示すように、接触面１２５において負極集電体１０５と負極集電体
１０５とを接触させる。このように、集電体と集電体とが接触する面を有すると、集電体
同士は、該接触面で滑ることができる。これによって、蓄電装置１００を曲げるときに電
極にかかる応力を逃がすことができる。従って、蓄電装置１００を曲げることによって、
集電体が破れること、または活物質層が破損すること等を防ぎ、蓄電装置１００の容量低
下及びサイクル特性の悪化等を防ぐことができる。

なお、蓄電装置１００において、使用する正極１１１、負極１１５、及びセパレータ１０
７の数、大きさ、または積層する順番等は、上記の方法に限定されない。図４を用いて、
正極集電体１０１及び正極活物質層１０２を有する正極１１１、負極集電体１０５及び負
極活物質層１０６を有する負極１１５、及びセパレータ１０７を有する積層体の他の例に
ついて説明する。

図４（Ａ）に示すように、蓄電装置１００において、積層体は、テーパー状の形状をして
いてもよい。これによって、蓄電装置１００を曲げることにより、積層体の角が外装体１
１０に与える影響を小さくすることができ、外装体１１０が破損しにくくすることができ
る。また、外装体１１０に挟まれ熱圧着領域に囲まれる領域を体積効率よく使い、積層体
を配置することができる。

図４（Ａ）に示す積層体は、例えば、正極１１１、負極１１５、及びセパレータ１０７を
積層した後、カッターや、レーザーカッター等を用いて積層体をテーパー状に切断するこ
とにより形成することができる。または、正極１１１、負極１１５、及びセパレータ１０
７それぞれに対して、カッターや、レーザーカッター等を使用して、縁がテーパー状の正
極１１１、負極１１５、セパレータ１０７とした後、積層することにより、形成してもよ
い。または、正極１１１、負極１１５、及びセパレータ１０７のそれぞれの縁がテーパー
状となっていなくてもよく、それぞれ大きさの異なる正極１１１、負極１１５、及びセパ
レータ１０７を積層することにより、テーパー状の積層体を形成してもよい。

また、例えば、積層体は、図４（Ｂ）に示すように、正極集電体１０１の両面に正極活物
質層１０２が接する正極１１１を２枚、負極集電体１０５の一方の面に負極活物質層１０
６が接する負極１１５を２枚、負極集電体１０５の両面に負極活物質層１０６が接する負
極１１５を１枚有していてもよい。図４（Ｂ）のように集電体の両面に活物質層を設ける
ことで、蓄電装置１００の単位体積あたりの容量を大きくすることができる。

また、図４（Ｂ）に示す積層体のように、セパレータ１０７を袋状とし、正極１１１を包
む構成としてもよい。これによって、正極１１１と負極１１５が接触し、短絡が発生する
ことを確実に防止することができる。

また、例えば、図４（Ｃ）に示すように、電解液１０８としてゲル状の電解液１０８ａを
用い、一組の正極１１１、負極１１５およびセパレータ１０７を電解液１０８で貼りあわ
せてもよい。このような構成とすることで、蓄電装置１００を曲げるとき、電池反応が行
われる正極１１１と負極１１５の間が滑ることを抑制できる。

また、正極１１１の正極活物質を有さない面同士、および負極１１５の負極活物質を有さ
ない面同士という、金属同士の接触面を多くつくることができる。そのため、これらの接
触面がすべることで、蓄電装置１００を曲げるときに電極にかかる応力をより確実に逃が
すことができ、好ましい。

そのため、蓄電装置１００が劣化するのを抑制することができる。また、より信頼性の高
い蓄電装置１００とすることができる。

なお、図１に示す蓄電装置１００において、熱圧着領域１２０の外周は円形であるが、本
発明の一態様は、これに限定されない。例えば図５（Ａ）に示すように、熱圧着領域１２
０の外周は、多角形状であってもよい。また、図５（Ｂ）に示すように、熱圧着領域１２
０の外周は、突起部を有していてもよい。

また、図１及び図２に示す蓄電装置１００において、熱圧着領域１２０の幅は、等幅であ
るが、これに限定されない。熱圧着領域１２０の幅は、等幅であっても、部分によって幅
が異なっていてもよい。例えば、図５（Ｃ）に示すように、熱圧着領域１２０が、正極リ
ード１４１及び負極リード１４５と重なる部分においては、熱圧着領域１２０の幅を広く
してもよい。これによって、正極リード１４１及び負極リード１４５を、より確実に外装
体１１０と固定することができ、好ましい。

以下、蓄電装置１００の変形例について説明する。なお、変形例において、特に説明のな
い構成、符号、図面については、基本的な構成における記載を参酌することができる。

［２．変形例１］
図６を用いて蓄電装置１００の変形例１について説明する。図６（Ａ）に蓄電装置１００
の正面図を示す。また、図６（Ａ）で示した一点鎖線ＡＢにおける蓄電装置１００の断面
図を図６（Ｂ）に示す。

図６（Ａ）（Ｂ）に示すように、蓄電装置１００において、外装体１１０を構成するフィ
ルム１０９ａ及び１０９ｂは、凹部１３１及び凸部１３２を有していてもよい。凹部及び
凸部は、エンボス加工等により形成することができる。上述したフィルムに用いる材料は
、エンボス加工しやすい。エンボス加工を行うことにより、外装体１１０に凹部または凸
部を形成すると外気に触れる外装体１１０の表面積が増大するため、放熱効果に優れた蓄
電装置１００とすることができる。

また、外装体１１０に凹部または凸部を形成することにより、蓄電装置１００の外部から
力を加えることにより外装体１１０にひずみが生じても、破損等することを抑制すること
ができる。

また、外装体１１０にエンボス加工等で凹部または凸部を形成することにより、外装体１
１０の沿面距離を増大させ、単位長さ当たりの圧縮応力および引っ張り応力を緩和するこ
とができる。よって、蓄電装置１００の信頼性を高めることができる。

このように、外装体１１０に凹凸を設けると、蓄電装置１００を曲げる際に、フィルム１
０９ａ及び１０９ｂに応力が加わることにより発生するひずみを緩和することができる。
従って、フィルム１０９ａ及びフィルム１０９ｂが、変形すること、または破壊されるこ
とを防ぐことができる。

また、フィルム１０９ａ及びフィルム１０９ｂが有する凹部１３１または凸部１３２は、
正極活物質層１０２または負極活物質層１０６と相似した形状を有すると、よりひずみを
緩和しやすくなり、好ましい。

より具体的には、凹部１３１または凸部１３２の内周が、正極活物質層１０２または、負
極活物質層１０６の外周と相似した形状を有すると好ましい。または、凹部１３１または
凸部１３２の外周が、正極活物質層１０２または、負極活物質層１０６の外周と相似した
形状を有すると好ましい。

基本的な構成及び変形例１では、正極リード１４１及び負極リード１４５が、互いに近く
に配置される例を示したが、本発明の一態様はこれに限定されない。図７に示すように、
正極リード１４１及び負極リード１４５が、互いに遠くに配置されていてもよい。また、
正極リード１４１及び負極リード１４５が、互いに平行に配置されていなくてもよい。

また、基本的な構成及び変形例１では、端子電極となる正極リード１４１及び負極リード
１４５は、外装体１１０の周辺に突出する例を示したが、次に示す変形例２及び変形例３
のように、外装体１１０の開口に正極リード１４１及び負極リード１４５が突出する構成
としてもよい。

［３．変形例２］
図８を用いて蓄電装置１００の変形例２について説明する。図８（Ａ）に蓄電装置１００
の正面図を示す。また、図８（Ａ）で示した一点鎖線ＡＢにおける蓄電装置１００の断面
図を、図８（Ｂ）に示す。

図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、外装体１１０は開口を有していてもよい。外装体１１
０は、中央に円形の開口を有する円形の２枚のフィルム、フィルム１０９ａと、フィルム
１０９ｂとを重ね、フィルム１０９ａ及びフィルム１０９ｂが有する開口の周囲を熱する
ことにより熱圧着領域１２０ａが形成され、またフィルム１０９ａ及びフィルム１０９ｂ
の周縁を熱することにより熱圧着領域１２０ｂが形成されている。

本変形例に示す蓄電装置１００は、熱圧着領域１２０ａの外周が閉曲線状であり、熱圧着
領域１２０ｂの内周は、閉曲線状であると、蓄電装置１００を曲げることにより外装体１
１０が破損することを防ぐことができ、好ましい。また、熱圧着領域１２０ａの外周及び
熱圧着領域１２０ｂの内周が、略円形または円形であれば、外装体１１０が破損すること
をより確実に防止することができ、より好ましい。

正極１１１は、正極集電体１０１と、正極集電体１０１に接する正極活物質層１０２と、
を有し、開口を有する。また、負極１１５は、負極集電体１０５と、負極集電体１０５に
接する負極活物質層１０６と、を有し、開口を有する。また、正極活物質層１０２と、負
極活物質層１０６とは、セパレータ１０７を介して互いに重なる。電解液１０８、正極活
物質層１０２、負極活物質層１０６、及びセパレータ１０７は、フィルム１０９ａと、フ
ィルム１０９ｂとに挟まれ、かつ、熱圧着領域１２０ａと、熱圧着領域１２０ｂとの間の
領域に位置する。

正極集電体１０１において正極活物質層１０２と接しない部分は、正極１１１の中央付近
に位置する。また、負極集電体１０５において負極活物質層１０６と接しない部分は、負
極１１５の中央付近に位置する。

正極集電体１０１の正極活物質層１０２と接しない部分及び、負極集電体１０５の負極活
物質層１０６と接しない部分のそれぞれの一部は、外装体１１０に囲まれ、他の部分は、
外装体１１０の外側に延在する。

なお、２枚の正極集電体１０１は、重ねて超音波接合させて積層体を形成している。また
、４枚の負極集電体１０５は、重ねて超音波接合させて積層体を形成している。このよう
な構成とすると、リード電極を用いることなく端子電極を形成することができる。

本変形例に示す蓄電装置１００は、中央部に端子を有し、中央部が熱圧着により固定され
る。これによって、外部から力を加えて蓄電装置を曲げるとき、端子電極付近の変形量を
抑えることができる。これによって、端子電極が損傷することを抑制することができる。
またリード電極を用いておらず、部品点数を削減することができる。

なお、本変形例に示す蓄電装置１００は、図８（Ｃ）に示すように、複数個を重ね、それ
ぞれの蓄電装置１００の端子電極を、配線１５６または配線１５７と接続することにより
、円筒形の蓄電装置として使用することができる。

なお、用いる集電体の枚数を増加させ、端子電極として形成する積層体の厚みを増加させ
た際に本構成を用いると、フィルム１０９ａ及びフィルム１０９ｂを集電体と密着させる
のが困難になる。従って、正極集電体１０１の正極活物質層１０２と接しない部分及び、
負極集電体１０５の負極活物質層１０６と接しない部分に、封止層を設けることにより、
フィルム１０９ａとフィルム１０９ｂとの密着性、それぞれのフィルムと端子電極との密
着性を向上させてもよい。

また、開口を有する蓄電装置１００は図９に示す変形例３のような構造であってもよい。

［４．変形例３］
図９に示す蓄電装置１００は、開口を有する外装体１１０を有する。また、蓄電装置１０
０は、正極リード１４１、負極リード１４５、及び封止層１２１を有する。

正極リード１４１及び負極リード１４５のそれぞれの一部は、外装体１１０に囲まれる。
また、正極リード１４１及び負極リード１４５の、それぞれの他の部分は、外装体１１０
から延在し、外装体１１０の開口に突出している。正極リード１４１は、外装体１１０に
囲まれる領域において正極１１１と接続され、また負極リード１４５は負極１１５と接続
される。

正極リード１４１及び負極リード１４５には、封止層１２１を設けることにより、外装体
１１０を構築するフィルム同士の密着性を向上させることができる。なお、正極リード１
４１及び負極リード１４５に、封止層１２１が設けられていなくてもよい。

また、正極リード１４１及び負極リード１４５が外装体１１０の開口に突出する位置は、
特に限定されず、近くてもよく、遠くてもよい。

［５．その他の変形例］
次に、図１０乃至図１２を用いて、蓄電装置１００の形状の他の例について紹介する。

上述の通り、蓄電装置１００において、正極活物質層及び負極活物質層の外周が、閉曲線
状であり、熱圧着領域の内周が閉曲線状であると、好ましい。基本的な構成では、正極活
物質層及び負極活物質層の外周が円形であり、熱圧着領域の内周が円形である例を示した
が、本実施の形態はこれに限らない。正極活物質層及び負極活物質層の外周は、閉曲線状
であればどんな形状でも構わない。また、熱圧着領域の内周は閉曲線状であればどんな形
状でも構わない。

例えば、図１０に示すように、蓄電装置１００は、楕円形の外装体１１０、楕円形の正極
活物質層１０２を有する正極１１１、楕円形の負極活物質層１０６を有する負極１１５、
及び楕円形のセパレータ１０７を有していてもよい。また、外装体１１０において熱圧着
領域１２０の内周が楕円形であってもよい。

また、場合によって、正極活物質層及び負極活物質層の外周が、直線部を有する形状であ
っても構わない。また、熱圧着領域の内周が曲線部を有する形状であっても構わない。例
えば、図１１に示すように、蓄電装置１００は、半円形状の外装体１１０、半円形状の正
極活物質層１０２を有する正極１１１、半円形状の負極活物質層１０６を有する負極１１
５、及び半円形状のセパレータ１０７を有していてもよい。また、外装体１１０において
熱圧着領域１２０の内周が、半円形状であってもよい。

また、図１２に示すように、蓄電装置１００は、角を丸めた四角形状の外装体１１０、角
を丸めた四角形状の正極活物質層１０２を有する正極１１１、角を丸めた四角形状の負極
活物質層１０６を有する負極１１５、及び角を丸めた四角形状のセパレータ１０７を有し
ていてもよい。また、外装体１１０において熱圧着領域１２０の内周が、角を丸めた四角
形状であってもよい。

図１１及び図１２に示すように、正極活物質層１０２及び負極活物質層１０６が、直線の
部分を有する形状であっても、蓄電装置の使用方法や、蓄電装置を曲げる方向によっては
、外装体１１０に損傷を与えにくくすることができる。

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、図１３乃至図２１を用いて、本発明の一態様に係る蓄電装置１００の
作製方法の例について説明する。例として、実施の形態１で説明した基本的な構成（図１
及び図２参照。）の蓄電装置１００の作製方法を示す。

［１．正極を用意し、セパレータで覆う］
まず、正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２を形成し、正極１１１の形状に加工
する。次いで、２枚のセパレータ１０７で正極１１１を挟む（図１３（Ａ））。

そして正極１１１の外側の、セパレータ１０７の外周部分を接着して、袋状のセパレータ
１０７を形成する（図１３（Ｂ））。セパレータ１０７の外周部分の接着は、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１０７としてポリプロピレンを用いて、セパレータ１０７
の外周部分を加熱により接着する。図１３（Ｂ）に接着部分を、領域１０７ａとして示す
。このようにして、正極１１１をセパレータ１０７で覆うことができる。セパレータ１０
７は、正極活物質層１０２を覆うように形成すればよく、正極１１１の全体を覆う必要は
無い。

なお、図１３（Ａ）では、２枚のセパレータ１０７で正極１１１を挟んでいるが、本発明
の一態様は、これに限定されない。例えば、１枚のセパレータを折り曲げて、正極１１１
を挟んでもよい。

また、セパレータ１０７の外周部分の接着は、断続的に行ってもよいし、図１３（Ｂ）の
ように一定間隔毎の点状として接着してもよい。

なお、セパレータ１０７の形状は、袋状であることに限定されない。セパレータ１０７は
、蓄電装置１００における正極１１１と負極１１５との接触を防ぐことができればよく、
例えば平板状であってもよい。また、正極１１１が、正極集電体１０１の一方の面にのみ
接する正極活物質層１０２を有する場合には、正極１１１をセパレータ１０７で挟まなく
てもよい。

［２．負極を用意する］
次に、負極集電体１０５上に負極活物質層１０６を形成し、負極１１５の形状に加工する
（図１３（Ｃ））。

［３．正極と負極を積層する］
次に、正極１１１および負極１１５を積層する（図１４（Ａ））。本実施の形態では、正
極集電体の両面に正極活物質層を形成した正極１１１を２枚、負極集電体の一方の面に負
極活物質層を形成した負極１１５を４枚積層することとする。これらを、正極活物質層１
０２と負極活物質層１０６が、セパレータ１０７を介して重なるように配置する。また、
負極１１５の負極活物質層１０６が形成されていない面同士が接するように配置する。

［４．正極リードと負極リードを接続する］
次に、複数の正極集電体１０１の正極タブと、封止層１２１を有する正極リード１４１を
、圧力を加えながら超音波を照射して電気的に接続する（超音波溶接）。

リード電極は、蓄電装置の作製後に外から力が加えられて生じる応力により、ヒビや切断
が生じやすい。そこで、正極リード１４１を超音波溶接する際、突起を有するボンディン
グダイで挟み、正極タブに接続領域とは別に湾曲部を形成してもよい。湾曲部を設けるこ
とによって、蓄電装置１００の作製後に外から力が加えられて生じる応力を緩和すること
ができる。よって、蓄電装置１００の信頼性を高めることができる。

また、正極タブに湾曲部を形成することに限定されず、正極集電体の材料をステンレス、
チタンなどの強度の高いものとし、正極集電体の膜厚を１０μｍ以下とすることで蓄電装
置の作製後に外力が加えられ生じる応力を緩和しやすくする構成としてもよい。

勿論、これらを複数組み合わせて正極タブの応力集中を緩和してもよいことは言うまでも
ない。

そして正極集電体１０１と同様に、複数の負極集電体１０５の負極タブと、封止層１２１
を有する負極リード１４５を超音波溶接により電気的に接続する（図１４（Ｂ））。この
とき、正極タブと同様に、負極タブに湾曲部を設ける、集電体の材料を強度の高いものに
する等、応力を緩和しやすくする構成としてもよい。

［５．外装体の一部を接着する］
次に、フィルム１０９ａと、フィルム１０９ｂとで、正極１１１、正極リード１４１、負
極１１５、及び負極リード１４５を挟む。そして、フィルム１０９ａ及びフィルム１０９
ｂの一部（図１５（Ａ）における熱圧着領域１２２ａ）において、フィルム１０９ａと、
フィルム１０９ｂとを接着する（図１５（Ａ））。接着は、熱溶着等により行うことがで
きる。なお、フィルム１０９ａ及びフィルム１０９ｂは、凹凸を有していてもよいが、図
１５および図１６では、図を簡略にするため、フィルム１０９ａおよび外装体１１０の凹
凸を省略して示している。

［６．外装体の他の部分を接着し、電解液を注入する］
次に、フィルム１０９ａとフィルム１０９ｂとが接着されていない部分から、フィルム１
０９ａと、フィルム１０９ｂとで挟まれた領域に、電解液１０８を注入する（図１５（Ｂ
））。

［７Ａ．封止する］
そして真空引きを行いながら、加熱および加圧によりフィルム１０９ａ及びフィルム１０
９ｂの接着されていなかった部分（図１６（Ａ）における熱圧着領域１２２ｂ）を接着し
、フィルム１０９ａ及びフィルム１０９ｂにより構成される袋状の外装体１１０とする（
図１６（Ａ））。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や水を排除し
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。シー
ル方法は、インパルスシーラー、ヒートシーラー等を用いることができる。インパルスシ
ーラーを使用する場合、例えば、温度は１７５℃、真空度は６０ｋＰａにおいて３秒加熱
すればよい。また、ヒートシーラーを用い、真空引きを行わない場合、例えば、温度は１
６５℃、圧力は０．３ＭＰａにおいて、４秒加熱すればよい。このとき、外装体１１０の
上から正極および負極を加圧してもよい。加圧により、電解液注入の際に混入した気泡を
正極と負極の間から排除することができる。

［８Ａ．エージング］
次に、エージングのための充放電を行うことが好ましい。本明細書等において、エージン
グとは、蓄電装置の初期不良を検出するため、また初期の充放電で負極活物質上に安定な
被膜を形成させるために行う工程をいう。具体的には、電池使用温度範囲の上限に近い温
度で、長時間充電状態で保持する、１サイクル以上の充放電を伴う、等の工程である。さ
らに、外装体１１０で覆われた領域に発生したガスを抜く工程を含めてもよい。

初期の充放電で負極活物質上に安定な被膜を形成することで、その後の充放電における、
さらなる被膜の形成に起因するキャリアイオンの消費を抑止することができる。そのため
エージングを行うことで、蓄電装置の性能をより安定させ、不良セルを選別することがで
きる。

本実施の形態では、１サイクル以上の充放電を行った後、図１６（Ｂ）に示すように外装
体１１０の一部を切り取ってガスを抜くこととする。

［９Ａ．再封止］
次に、エージングの際に切り取られた外装体１１０の一辺（図１６（Ｃ）における熱圧着
領域１２２ｃ）を再び封止する（図１６（Ｃ））。上記の工程で、蓄電装置１００を作製
することができる。

次に、外装体の他の部分を接着し、電解液を注入したあと、封止、エージング、再封止を
行うための異なる方法について説明する。

［７Ｂ．封止する］
真空引きを行いながら、加熱および加圧によりフィルム１０９ａ及びフィルム１０９ｂの
接着されていなかった部分（図１７（Ａ）における熱圧着領域１２２ｄ）を接着し、フィ
ルム１０９ａ及びフィルム１０９ｂにより構成される袋状の外装体１１０とする（図１７
（Ａ））。このとき、外部から力を加えれば剥がせる程度の接着強度で、２枚のフィルム
の接着を行う。例えば、熱圧着領域１２２ｄにおいては、７Ａで説明した条件より低温で
フィルムの接着を行えばよい。インパルスシーラーを使用する場合、例えば、温度は１３
０℃以上１４０℃以下、真空度は６０ｋＰａにおいて３秒加熱すればよい。また、ヒート
シーラーを用い、真空引きを行わない場合、例えば、温度は１３０℃以上１４０℃以下、
圧力は０．３ＭＰａにおいて、４秒加熱すればよい。

［８Ｂ．エージング］
次に、８Ａで説明したのと同様の方法で、エージングを行う。

本実施の形態では、エージングとして１サイクル以上の充放電を行った後、図１７（Ｂ）
に示すように、力を加え、熱圧着領域１２２ｄにおいて２枚のフィルムをはがすことによ
り、ガスを抜いた。

［９Ｂ．再封止］
次に、はがした領域を再び封止する（図１７（Ｃ）における熱圧着領域１２２ｅ）。この
作製方法を用いると、熱圧着領域の内周が円形である蓄電装置１００を作製することがで
きる。

次に、図１８乃至図２０を用いて、［３．正極と負極を積層する］にて説明した、正極と
負極を積層する方法の他の例について説明する。

図１８に、円形を複数連結した形状を有するセパレータ１０７（図１８（Ａ）参照。）を
用いて、電極１７０を積層する方法を示す。図１８（Ｂ）に示すように、セパレータ１０
７を蛇腹状に畳みながら、電極１７０を挟むことで、電極１７０を積層することができる
。

なお、電極１７０とは、正極１１１または負極１１５を示す。図の簡略化のため、図１８
及び図１９では、正極１１１及び負極１１５を、いずれも電極１７０と示す。

図１９に、円形を複数連結した形状を有するセパレータ１０７（図１９（Ａ）参照。）を
用いて、電極１７０を積層し、積層体１７５（図１９（Ｂ））を形成する方法を示す。積
層体１７５は、電極１７０と、セパレータ１０７と、リード電極とを有する。図１９（Ｂ
）で示す一点鎖線ＡＢにおける積層体１７５の断面図を、図１９（Ｃ）に示す。図１９に
示すように、円形を複数連結した形状を有するセパレータ１０７を捲回しながら電極１７
０を挟む方法でも、電極１７０を積層させることができる。

積層体１７５は、複数の積層体を組み合わせて構成されていてもよい。図２０に示す積層
体１７５は、複数の第１の積層体１７１と、複数の第２の積層体１７２とを有する。図２
０（Ａ）は第１の積層体１７１、図２０（Ｂ）は第２の積層体１７２の断面図である。図
２０（Ｃ）は、図１９（Ｂ）で示す一点鎖線ＡＢにおける積層体１７５の断面図の別の例
である。なお、図２０（Ｃ）では図を明瞭にするため、第１の積層体１７１、第２の積層
体１７２、およびセパレータ１０７Ｂを抜粋して示す。

図２０（Ａ）に示すように、第１の積層体１７１では、正極集電体１０１の両面に正極活
物質層１０２が接する正極１１１、セパレータ１０７Ａ、負極集電体１０５の両面に負極
活物質層１０６が接する負極１１５、セパレータ１０７Ａ、正極集電体１０１の両面に正
極活物質層１０２が接する正極１１１がこの順に積層されている。また図２０（Ｂ）に示
すように、第２の積層体１７２では、負極集電体１０５の両面に負極活物質層１０６が接
する負極１１５、セパレータ１０７Ａ、正極集電体１０１の両面に正極活物質層１０２が
接する正極１１１、セパレータ１０７Ａ、負極集電体１０５の両面に負極活物質層１０６
が接する負極１１５がこの順に積層されている。

図２０（Ｃ）に示すように、複数の第１の積層体１７１および複数の第２の積層体１７２
は、巻回したセパレータ１０７Ｂによって覆われている。換言すれば、複数の第１の積層
体１７１および複数の第２の積層体１７２は、巻回されたセパレータ１０７Ｂの間に配置
されている。

なお、最も外側に配置される第１の積層体１７１の正極１１１は、正極集電体１０１の一
方の面に正極活物質層１０２が接するものを用いると好ましい。

また図２０（Ａ）および（Ｂ）では、第１の積層体及び第２の積層体が３枚の電極と２枚
のセパレータを有する構成を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。電極を４枚以
上、セパレータを３枚以上有する構成としてもよい。電極を増やすことで、蓄電装置１０
０の容量をより向上させることができる。また電極を２枚、セパレータを１枚有する構成
としてもよい。電極が少ない場合、より湾曲しやすい蓄電装置とすることができる。また
図２０（Ｃ）では、蓄電装置１００が第１の積層体１７１を３組、第２の積層体１７２を
２組有する構成を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。さらに多くの積層体を有
する構成としてもよい。積層体を増やすことで、蓄電装置１００の容量をより向上させる
ことができる。またより少ない積層体を有する構成としてもよい。積層体が少ない場合、
より湾曲しやすい蓄電装置とすることができる。

次に、外装体１１０に用いるフィルムに凹凸を設ける方法について、図２１を用いて説明
する。

図２１（Ａ）に、フィルムに凹凸を設けるために使用する型１６１及び型１６２を示す。
型１６１及び型１６２は、それぞれ複数の円形の凸部１６０を有し、型１６１と型１６２
の間にフィルム１０９ａを挟む（図２１（Ｂ）、（Ｃ）を参照。）ことにより、フィルム
１０９ａに円形の凹凸を設けることができる。

図２１（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｆ）に、フィルムを型で挟むときの、フィルム及び型の断面図
を示す。型１６１の凸部と、型１６２の凸部とは、図２１（Ｄ）に示すようにそれぞれか
み合うように設計されていてもよい。また、図２１（Ｅ）に示すように、型１６１の凸部
と、型１６２の凸部とは、重なってもよい。また、図２１（Ｆ）に示すように、平板１６
３と、型１６１の間にフィルム１０９ａを挟むことによっても、フィルム１０９ａに凹凸
を設けることができる。

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３）
本実施の形態では、図２２、図２３および図２４を用いて本発明の一態様に係る蓄電装置
に用いることのできる材料の詳細について説明する。

［１．正極］
正極１１１は、正極集電体１０１と、正極集電体１０１に接する正極活物質層１０２など
により構成される。

正極集電体１０１には、ステンレス、金、白金、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、正極の電位で溶出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。正極集電体１０
１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。正極集電体１０１は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下の
ものを用いるとよい。また、正極集電体１０１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。

正極活物質層１０２は、正極活物質の他、正極活物質の密着性を高めるための結着剤（バ
インダ）、正極活物質層１０２の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。

正極活物質層１０２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、Ｃ
ｒ_２Ｏ_５、ＭｎＯ_２等の化合物を用いる。

特に、ＬｉＣｏＯ_２は、容量が大きいこと、ＬｉＮｉＯ_２に比べて大気中で安定であるこ
と、ＬｉＮｉＯ_２に比べて熱的に安定であること等の利点があるため、好ましい。

また、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含有材
料に、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、これを用いた蓄電装置の特性を向上させること
ができ好ましい。

また、正極活物質として、組成式Ｌｉ_ａＭｎ_ｂＭ_ｃＯ_ｄで表すことができるリチウムマン
ガン複合酸化物を用いることができる。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、ニッケルであること
がさらに好ましい。また、リチウムマンガン複合酸化物の粒子全体を測定する場合、放電
時に０＜ａ／（ｂ＋ｃ）＜２、かつｃ＞０、かつ０．２６≦（ｂ＋ｃ）／ｄ＜０．５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の粒子全体の金属、シリコン、
リン等の組成は、例えばＩＣＰ－ＭＳ（誘導結合プラズマ質量分析計）を用いて測定する
ことができる。またリチウムマンガン複合酸化物の粒子全体の酸素の組成は、例えばＥＤ
Ｘ（エネルギー分散型Ｘ線分析法）を用いて測定することが可能である。また、ＩＣＰ－
ＭＳ分析と併用して、融解ガス分析、ＸＡＦＳ（Ｘ線吸収微細構造）分析の価数評価を用
いることで求めることができる。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、およ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。

なお、高容量を発現させるために、表層部と中心部で、結晶構造、結晶方位または酸素含
有量が異なる領域を有するリチウムマンガン複合酸化物とすることが好ましい。このよう
なリチウムマンガン複合酸化物とするために、組成式がＬｉ_ａＭｎ_ｂＮｉ_ｃＯ_ｄ（１．６
≦ａ≦１．８４８、０．１９≦ｃ／ｂ≦０．９３５、２．５≦ｄ≦３）の範囲とすること
が好ましい。さらに、Ｌｉ_１．６８Ｍｎ_{０．８０６２}Ｎｉ_{０．３１８}Ｏ_３の組成式であら
わされるリチウムマンガン複合酸化物を用いることが特に好ましい。本明細書等において
、Ｌｉ_１．６８Ｍｎ_{０．８０６２}Ｎｉ_{０．３１８}Ｏ_３の組成式であらわされるリチウムマ
ンガン複合酸化物とは、材料の量の割合（モル比）を、Ｌｉ_２ＣＯ_３：ＭｎＣＯ_３：Ｎｉ
Ｏ＝０．８４：０．８０６２：０．３１８とすることにより形成したリチウムマンガン複
合酸化物をいう。そのため該リチウムマンガン複合酸化物は、組成式Ｌｉ_１．６８Ｍｎ_{０
．８０６２}Ｎｉ_{０．３１８}Ｏ_３で表されるが、この組成からずれることもある。

結晶構造、結晶方位または酸素含有量が異なる領域を有するリチウムマンガン複合酸化物
の粒子の断面図の例を図２２に示す。

図２２（Ａ）に示すように、結晶構造、結晶方位または酸素含有量が異なる領域を有する
リチウムマンガン複合酸化物は、第１の領域３３１と、第２の領域３３２と、第３の領域
３３３を有することが好ましい。第２の領域３３２は、第１の領域３３１の外側の少なく
とも一部に接する。ここで、外側とは、粒子の表面により近いことを示す。また、第３の
領域３３３は、リチウムマンガン複合酸化物を有する粒子の、表面と一致する領域を有す
ることが好ましい。

また、図２２（Ｂ）に示すように、第１の領域３３１は、第２の領域３３２に覆われない
領域を有してもよい。また、第２の領域３３２は、第３の領域３３３に覆われない領域を
有してもよい。また、例えば第１の領域３３１に第３の領域３３３が接する領域を有して
もよい。また、第１の領域３３１は、第２の領域３３２および第３の領域３３３のいずれ
にも覆われない領域を有してもよい。

第２の領域３３２は、第１の領域３３１と異なる組成を有することが好ましい。

例えば、第１の領域３３１と第２の領域３３２の組成を分けて測定し、第１の領域３３１
がリチウム、マンガン、元素Ｍおよび酸素を有し、第２の領域３３２がリチウム、マンガ
ン、元素Ｍおよび酸素を有し、第１の領域３３１のリチウム、マンガン、元素Ｍ、および
酸素の原子数比はａ１：ｂ１：ｃ１：ｄ１で表され、第２の領域３３２のリチウム、マン
ガン、元素Ｍ、および酸素の原子数比はａ２：ｂ２：ｃ２：ｄ２で表される場合について
説明する。なお、第１の領域３３１と第２の領域３３２のそれぞれの組成は、例えばＴＥ
Ｍ（透過型電子顕微鏡）を用いたＥＤＸ（エネルギー分散型Ｘ線分析法）で測定すること
ができる。ＥＤＸを用いた測定では、リチウムの組成の測定が困難な場合がある。そのた
め、以下では、第１の領域３３１と第２の領域３３２の組成の違いは、リチウム以外の元
素について述べる。ここで、ｄ１／（ｂ１＋ｃ１）は２．２以上が好ましく、２．３以上
であることがより好ましく、２．３５以上３以下であることがさらに好ましい。また、ｄ
２／（ｂ２＋ｃ２）は２．２未満であることが好ましく、２．１未満であることがより好
ましく、１．１以上１．９以下であることがさらに好ましい。またこの場合でも、第１の
領域３３１と第２の領域３３２を含むリチウムマンガン複合酸化物粒子全体の組成は、前
述の０．２６≦（ｂ＋ｃ）／ｄ＜０．５を満たすことが好ましい。

また、第２の領域３３２が有するマンガンは、第１の領域３３１が有するマンガンと異な
る価数を有してもよい。また、第２の領域３３２が有する元素Ｍは、第１の領域３３１が
有する元素Ｍと異なる価数を有してもよい。

より具体的には、第１の領域３３１は、層状岩塩型の結晶構造を有するリチウムマンガン
複合酸化物であることが好ましい。また第２の領域３３２は、スピネル型の結晶構造を有
するリチウムマンガン複合酸化物であることが好ましい。

ここで、各領域の組成や、元素の価数に空間的な分布がある場合には、例えば複数の箇所
についてその組成や価数を評価し、その平均値を算出し、該領域の組成や価数としてもよ
い。

また、第２の領域３３２と第１の領域３３１との間に、遷移層を有してもよい。ここで遷
移層とは、例えば組成が連続的、あるいは段階的に変化する領域である。または、遷移層
とは、結晶構造が連続的、あるいは段階的に変化する領域である。または、遷移層とは、
結晶の格子定数が連続的、あるいは段階的に変化する領域である。または、第２の領域３
３２と第１の領域３３１との間に、混合層を有してもよい。ここで混合層とは、例えば異
なる結晶方位を有する２以上の結晶が混合する場合を指す。あるいは、混合層とは、例え
ば異なる結晶構造を有する２以上の結晶が混合する場合を指す。あるいは、混合層とは、
例えば異なる組成を有する２以上の結晶が混合する場合を指す。

第３の領域３３３には、炭素または金属化合物を用いることができる。ここで、金属とし
ては例えばコバルト、アルミニウム、ニッケル、鉄、マンガン、チタン、亜鉛、リチウム
等が挙げられる。金属化合物の一例として、これらの金属の酸化物や、フッ化物などがあ
げられる。

第３の領域３３３は、上記の中でも、炭素を有することが特に好ましい。炭素は導電性が
高いため、炭素で被覆された粒子を蓄電装置の電極に用いることにより、例えば電極の抵
抗を低くすることができる。また、第３の領域３３３が炭素を有することで、第３の領域
３３３と接する第２の領域３３２を酸化することができる。また、第３の領域３３３はグ
ラフェンを有してもよく、酸化グラフェンを有してもよく、還元した酸化グラフェンを有
してもよい。グラフェンおよび還元された酸化グラフェンは、高い導電性を有するという
優れた電気特性、および柔軟性並びに機械的強度が高いという優れた物理特性を有する。
またリチウムマンガン複合酸化物の粒子を効率よく被覆することができる。

第３の領域３３３が、グラフェンをはじめとする炭素を有することで、リチウムマンガン
複合酸化物を正極材料に用いた蓄電装置の、サイクル特性を向上させることができる。

炭素を含む層の膜厚は、０．４ｎｍ以上４０ｎｍ以下とすることが好ましい。

また、リチウムマンガン複合酸化物は、例えば、一次粒子の平均粒子径が、５ｎｍ以上５
０μｍ以下であることが好ましく、１００ｎｍ以上５００ｎｍ以下であることがより好ま
しい。また比表面積が５ｍ^２／ｇ以上１５ｍ^２／ｇ以下であることが好ましい。また、二
次粒子の平均粒子径は、５μｍ以上５０μｍ以下であることが好ましい。なお平均粒子径
は、ＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）またはＴＥＭによる観察、またはレーザ回折・散乱法を
用いた粒度分布計等によって測定することができる。また比表面積は、ガス吸着法により
測定することができる。

または、正極活物質として、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Ｌｉ
ＭＰＯ_４の代表例としては、ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、ＬｉＭ
ｎＰＯ_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）等のリチウム化合物を材料として用いることができる。

特にＬｉＦｅＰＯ_４は、安全性、安定性、高容量密度、初期酸化（充電）時に引き抜ける
リチウムイオンの存在等、正極活物質に求められる事項をバランスよく満たしているため
、好ましい。

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、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_ｋ
Ｍｎ_ｌＳｉＯ_４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｆｅ_ｍＮ
ｉ_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、Ｍ
ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、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、Ｆ
ｅ_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、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酸化物、バナジウム酸化物系（Ｖ_２Ｏ_５、Ｖ_６Ｏ_１３、ＬｉＶ_３
Ｏ_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。例えば、ＮａＦｅＯ_２や、Ｎａ_２
／３［Ｆｅ_１／２Ｍｎ_１／２］Ｏ_２などのナトリウム含有層状酸化物を正極活物質として
用いることができる。

なお、図示しないが、正極活物質層１０２の表面に炭素層などの導電性材料を設けてもよ
い。炭素層などの導電性材料を設けることで、電極の導電性を向上させることができる。
例えば、正極活物質層１０２への炭素層の被覆は、正極活物質の焼成時にグルコース等の
炭水化物を混合することで形成することができる。

粒状の正極活物質の一次粒子の平均粒径は、５０ｎｍ以上１００μｍ以下のものを用いる
とよい。

導電助剤としては、例えば炭素材料、金属材料、又は導電性セラミックス材料等を用いる
ことができる。また、導電助剤として繊維状の材料を用いてもよい。活物質層の総量に対
する導電助剤の含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が好ましく、１ｗｔ％以上５ｗｔ
％以下がより好ましい。

導電助剤により、電極中に電気伝導のネットワークを形成することができる。導電助剤に
より、活物質どうしの電気伝導の経路を維持することができる。活物質層中に導電助剤を
添加することにより、高い電気伝導性を有する活物質層を実現することができる。

導電助剤としては、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）、グラファイト（黒鉛）粒子
、グラフェン、フラーレ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。

薄片状のグラフェンは、高い導電性を有するという優れた電気特性、及び柔軟性並びに機
械的強度という優れた物理特性を有する。そのため、グラフェンを、導電助剤として用い
ることにより、活物質同士の接触点や、接触面積を増大させることができる。

なお、本明細書において、グラフェンは、単層のグラフェン、又は２層以上１００層以下
の多層グラフェンを含む。単層グラフェンとは、π結合を有する１原子層の炭素分子のシ
ートのことをいう。また、酸化グラフェンとは、上記グラフェンが酸化された化合物のこ
とをいう。なお、酸化グラフェンを還元してグラフェンを形成する場合、酸化グラフェン
に含まれる酸素は全て脱離されずに、一部の酸素はグラフェンに残存する。グラフェンに
酸素が含まれる場合、酸素の割合は、ＸＰＳで測定した場合にグラフェン全体の２ａｔｏ
ｍｉｃ％以上１１ａｔｏｍｉｃ％以下、好ましくは３ａｔｏｍｉｃ％以上１０ａｔｏｍｉ
ｃ％以下である。

グラフェンは、接触抵抗の低い面接触を可能とするものであり、また、薄くても導電性が
非常に高く、少ない量でも効率よく活物質層内で導電パスを形成することができる。

平均粒径の小さい活物質、例えば１μｍ以下の活物質を用いる場合には、活物質の比表面
積が大きく、活物質同士を繋ぐ導電パスがより多く必要となる。このような場合には、導
電性が非常に高く少ない量でも効率よく導電パスを形成することができるグラフェンを用
いることが、特に好ましい。

以下では、正極活物質層に、導電助剤としてグラフェンを用いる場合の断面構成例を説明
する。なお、負極活物質層に導電助剤としてグラフェンを用いてもよい。

図２３（Ａ）に、正極活物質層１０２および正極集電体１０１の縦断面図を示す。正極活
物質層１０２は、粒状の正極活物質３２２と、導電助剤としてのグラフェン３２１と、結
着剤（バインダともいう。図示せず）と、を含む。

正極活物質層１０２の縦断面においては、図２３（Ａ）に示すように、正極活物質層１０
２の内部において概略均一にシート状のグラフェン３２１が、面接触する程度に正極活物
質を覆っている。図２３（Ａ）においてはグラフェン３２１を模式的に太線で表している
が、実際には炭素分子の単層又は多層の厚みを有する薄膜である。複数のグラフェン３２
１は、複数の粒状の正極活物質３２２を包むように、覆うように、あるいは複数の粒状の
正極活物質３２２の表面上に張り付くように形成されているため、互いに面接触している
。また、グラフェン３２１どうしも互いに面接触することで、複数のグラフェン３２１に
より三次元的な電気伝導のネットワークを形成している。

これはグラフェン３２１の形成に、極性溶媒中での分散性が極めて高い酸化グラフェンを
用いるためである。均一に分散した酸化グラフェンを含有する分散媒から溶媒を揮発除去
し、酸化グラフェンを還元してグラフェンとするため、正極活物質層１０２に残留するグ
ラフェン３２１は部分的に重なり合い、互いに面接触する程度に正極活物質を覆うことで
電気伝導の経路を形成している。なお、酸化グラフェンの還元は、例えば熱処理により行
ってもよいし、還元剤を用いて行ってもよい。

従って、活物質と点接触するアセチレンブラック等の粒状の導電助剤と異なり、グラフェ
ン３２１は接触抵抗の低い面接触を可能とするものであるから、導電助剤の量を増加させ
ることなく、粒状の正極活物質３２２とグラフェン３２１との電気伝導性を向上させるが
できる。よって、正極活物質３２２の正極活物質層１０２における比率を増加させること
ができる。これにより、蓄電装置の放電容量を増加させることができる。

また、グラフェン同士が結合することにより、網目状のグラフェン（以下グラフェンネッ
トと呼ぶ）を形成することができる。活物質をグラフェンネットが被覆する場合に、グラ
フェンネットは粒子間を結合するバインダとしても機能することができる。よって、バイ
ンダの量を少なくすることができる、又は使用しないことができるため、電極体積や電極
重量に占める活物質の比率を向上させることができる。すなわち、蓄電装置の容量を増加
させることができる。

上記のような、正極活物質層または負極活物質層に、導電助剤としてグラフェンを用いる
構成は、可撓性を有する蓄電装置において特に有効である。

図２４（Ａ）に、従来例として、導電助剤にアセチレンブラックをはじめとする粒子状の
導電助剤３２３を用いた場合の正極活物質層１０２および正極集電体１０１の縦断面図を
示す。正極活物質３２２同士は、粒子状の導電助剤３２３との接触によって電気伝導のネ
ットワークが形成されている。

図２４（Ｂ）に、図２４（Ａ）の正極活物質層１０２および正極集電体１０１を曲げる場
合を示す。図２４（Ｂ）のように、導電助剤に粒子状の導電助剤３２３を用いると、正極
活物質層１０２が曲がるのに伴って正極活物質３２２同士の距離が変化し、正極活物質３
２２同士の電気伝導のネットワークの一部が切れてしまう恐れがある。

一方、導電助剤としてグラフェンを用いた図２３（Ａ）の正極活物質層１０２および正極
集電体１０１を曲げる場合を図２３（Ｂ）に示す。グラフェンは柔軟性を有するシートで
あるため、図２３（Ｂ）のように正極活物質層１０２が曲がるのに伴って正極活物質３２
２同士の距離が変化しても、電気伝導のネットワークを維持することができる。

本発明の一態様の蓄電装置に用いる電極は様々な方法で作製することができる。例えば、
塗布法を用いて集電体上に活物質層を形成する場合は、活物質とバインダと導電助剤と分
散媒（溶媒ともいう）を混合してペーストを作製し、集電体上にペーストを塗布して、分
散媒を気化させればよい。その後、必要があれば、ロールプレス法や平板プレス法等の圧
縮方法によりプレスして圧密化してもよい。

分散媒としては、例えば、水や、Ｎ－メチルピロリドン（ＮＭＰ）やジメチルホルムアミ
ド等の極性を有する有機溶媒等を用いることができる。安全性とコストの観点から、水を
用いることが好ましい。

バインダとしては、例えば水溶性の高分子を含むことが好ましい。水溶性の高分子として
は、例えば多糖類などを用いることができる。多糖類としては、カルボキシメチルセルロ
ース（ＣＭＣ）、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース
、ジアセチルセルロース、再生セルロースなどのセルロース誘導体や、澱粉などを用いる
ことができる。

また、バインダとしては、スチレン－ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン・イソプレン
・スチレンゴム、アクリロニトリル・ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、フッ素ゴム、エ
チレン・プロピレン・ジエン共重合体などのゴム材料を用いることが好ましい。これらの
ゴム材料は、前述の水溶性の高分子と併用して用いると、さらに好ましい。

または、バインダとしては、ポリスチレン、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メ
チル（ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ））、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニ
ルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド、
ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピ
レン、イソブチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン（
ＰＶｄＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、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、ポリ酢酸ビニル、ニトロセルロース等の材料を用いることが好まし
い。

バインダは上記のうち二種類以上を組み合わせて使用してもよい。

正極活物質層１０２の総量に対するバインダの含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が
好ましく、２ｗｔ％以上８ｗｔ％以下がより好ましく、３ｗｔ％以上５ｗｔ％以下がさら
に好ましい。また、正極活物質層１０２の総量に対する導電助剤の含有量は、１ｗｔ％以
上１０ｗｔ％以下が好ましく、１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下がより好ましい。

塗布法を用いて正極活物質層１０２を形成する場合は、正極活物質とバインダと導電助剤
を混合して正極ペースト（スラリー）を作製し、正極集電体１０１上に塗布して乾燥させ
ればよい。

［２．負極］
負極１１５は、負極集電体１０５と、負極集電体１０５上に形成された負極活物質層１０
６などにより構成される。

負極集電体１０５には、ステンレス、金、白金、鉄、銅、チタン等の金属、及びこれらの
合金など、導電性の高く、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。負極集電体１０
５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。負極集電体１０５は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下の
ものを用いるとよい。また、負極集電体１０５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。

なお、負極集電体の材料をステンレス、チタンなどの強度のあるものとすると、負極活物
質層の膨張に伴う負極集電体の変形に耐えることができ、好ましい。これは、負極活物質
として、ケイ素を含む材料をはじめとする充放電に伴う体積の変化が大きい材料を用いる
場合に特に好適である。

負極活物質層１０６は、負極活物質の他、負極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１０６の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。負極
活物質層に用いるバインダおよび導電助剤の材料は、正極活物質層に用いるバインダおよ
び導電助剤の材料を参酌することができる。

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との可逆的な反応が可
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、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（０．１－０．３Ｖ ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ^＋）。こ
れにより、リチウムイオン蓄電装置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、負極活物質には上述の炭素材の他、キャリアイオンとの合金化、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。キャリアイオンがリチウム
イオンである場合、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、
Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、及びＩｎ等のうちの少なくとも一つを含む材料を
用いることができる。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_６
Ｓｎ_５、Ａｇ_３Ｓｎ、Ａｇ_３Ｓｂ、Ｎｉ_２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ_３、ＬａＳｎ_３、Ｌａ_３Ｃ
ｏ_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（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。

なお、ＳｉＯとは、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。ＳｉＯは、ケイ素リッチの部分を含んでいてもよい。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、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おり、ＳｉＯは有色材料である。ＳｉＯではないＳｉ
Ｏ_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、蓄電装置の材料としてＳｉＯを用いて蓄電装置を作製した後、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－ｘＭ_ｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）を用いることができる。例えば、Ｌｉ_２．６
Ｃｏ_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_２Ｏ
_３等の酸化物、ＣｏＳ_０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ_３Ｎ_２、Ｃｕ_３Ｎ、Ｇ
ｅ_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。

塗布法を用いて負極活物質層１０６を形成する場合は、負極活物質と結着剤を混合して負
極ペースト（スラリー）を作製し、負極集電体１０５上に塗布して乾燥させればよい。

また、負極活物質層１０６の表面に、グラフェンを形成してもよい。例えば、負極活物質
をシリコンとした場合、充放電サイクルにおけるキャリアイオンの吸蔵・放出に伴う体積
の変化が大きいため、負極集電体１０５と負極活物質層１０６との密着性が低下し、充放
電により電池特性が劣化してしまう。そこで、シリコンを含む負極活物質層１０６の表面
にグラフェンを形成すると、充放電サイクルにおいて、シリコンの体積が変化したとして
も、負極集電体１０５と負極活物質層１０６との密着性の低下を抑制することができ、電
池特性の劣化が低減されるため好ましい。

また、負極活物質層１０６の表面に、酸化物等の被膜を形成してもよい。充電時において
電解液の分解等により形成される被膜は、その形成時に消費された電荷量を放出すること
ができず、不可逆容量を形成する。これに対し、酸化物等の被膜をあらかじめ負極活物質
層１０６の表面に設けておくことで、不可逆容量の発生を抑制又は防止することができる
。

このような負極活物質層１０６を被覆する被膜には、ニオブ、チタン、バナジウム、タン
タル、タングステン、ジルコニウム、モリブデン、ハフニウム、クロム、アルミニウム若
しくはシリコンのいずれか一の酸化膜、又はこれら元素のいずれか一とリチウムとを含む
酸化膜を用いることができる。このような被膜は、従来の電解液の分解生成物により負極
表面に形成される被膜に比べ、十分緻密な膜である。

例えば、酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）は、電気伝導度が１０^－９Ｓ／ｃｍと低く、高い絶縁
性を示す。このため、酸化ニオブ膜は負極活物質と電解液との電気化学的な分解反応を阻
害する。一方で、酸化ニオブのリチウム拡散係数は１０^－９ｃｍ^２／ｓｅｃであり、高い
リチウムイオン伝導性を有する。このため、リチウムイオンを透過させることが可能であ
る。また、酸化シリコンや酸化アルミニウムを用いてもよい。

負極活物質層１０６を被覆する被膜の形成には、例えばゾル－ゲル法を用いることができ
る。ゾル－ゲル法とは、金属アルコキシドや金属塩等からなる溶液を、加水分解反応・重
縮合反応により流動性を失ったゲルとし、このゲルを焼成して薄膜を形成する方法である
。ゾル－ゲル法は液相から薄膜を形成する方法であるから、原料を分子レベルで均質に混
合することができる。このため、溶媒の段階の金属酸化膜の原料に、黒鉛等の負極活物質
を加えることで、容易にゲル中に活物質を分散させることができる。このようにして、負
極活物質層１０６の表面に被膜を形成することができる。当該被膜を用いることで、蓄電
装置の容量の低下を防止することができる。

［３．セパレータ］
セパレータ１０７を形成するための材料として、セルロースや、ポリプロピレン、ポリエ
チレン（ＰＥ）、ポリブテン、ナイロン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリアクリロニ
トリル、ポリフッ化ビニリデン、テトラフルオロエチレン、ポリフェニレンサルファイド
等の多孔性絶縁体を用いることができる。また、ガラス繊維等の不織布や、ガラス繊維と
高分子繊維を複合した隔膜を用いてもよい。また、耐熱性を高めるために、ポリエステル
不織布に、セラミック塗布やアラミドのコーティングを行ったセパレータを用いてもよい
。

［４．電解液］
蓄電装置１００に用いる電解液１０８の溶媒としては、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（Ｄ
ＥＣ）、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。

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
又は複数用いることで、蓄電装置の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇しても
、蓄電装置の破裂や発火などを防ぐことができる。

また、上記の溶媒に溶解させる電解質としては、キャリアにリチウムイオンを用いる場合
、例えばＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｌＣｌ_４、Ｌｉ
ＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、Ｌｉ_２ＳＯ_４、Ｌｉ_２Ｂ_１０Ｃｌ_１０、Ｌｉ_２Ｂ_１２Ｃｌ_１
２、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、ＬｉＣ（Ｃ_２
Ｆ_５ＳＯ_２）_３、ＬｉＮ（ＦＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（Ｃ_４Ｆ_９
ＳＯ_２）（ＣＦ_３ＳＯ_２）、ＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２等のリチウム塩を一種、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ることができる。

電解液にポリマーを添加し、ゲル状にしてもよい。電解液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、蓄電装置の薄型化及び軽量化が可能である。電解
液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、Ｆ
Ｔ－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、蓄電装置に用いる電解液は、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。また、電解液にビニレンカーボネ
ートなどの添加剤を加えてもよい。

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。

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４）
本実施の形態では、実施の形態１で説明した蓄電装置を電子機器に実装する例について説
明する。

可撓性を有する蓄電装置を、腕章型の電子機器に実装する例を図２５に示す。図２５に示
す腕章型デバイス７３００は、腕７３０１に装着することが可能であり、曲面を有する表
示部と、曲げることのできる蓄電装置とを有する。

なお、表示部において、表示素子、表示素子を有する装置である表示装置、発光素子、及
び発光素子を有する装置である発光装置は、様々な形態を用いること、又は様々な素子を
有することが出来る。表示素子、表示装置、発光素子又は発光装置は、例えば、ＥＬ（エ
レクトロルミネッセンス）素子（有機物及び無機物を含むＥＬ素子、有機ＥＬ素子、無機
ＥＬ素子）、ＬＥＤ（白色ＬＥＤ、赤色ＬＥＤ、緑色ＬＥＤ、青色ＬＥＤなど）、トラン
ジスタ（電流に応じて発光するトランジスタ）、電子放出素子、液晶素子、電子インク、
電気泳動素子、グレーティングライトバルブ（ＧＬＶ）、プラズマディスプレイ（ＰＤＰ
）、ＭＥＭＳ（マイクロ・エレクトロ・メカニカル・システム）を用いた表示素子、デジ
タルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）、ＤＭＳ（デジタル・マイクロ・シャッター）、
ＭＩＲＡＳＯＬ（登録商標）、ＩＭＯＤ（インターフェアレンス・モジュレーション）素
子、シャッター方式のＭＥＭＳ表示素子、光干渉方式のＭＥＭＳ表示素子、エレクトロウ
ェッティング素子、圧電セラミックディスプレイ、または、カーボンナノチューブを用い
た表示素子、などの少なくとも一つを有している。これらの他にも、表示素子、表示装置
、発光素子又は発光装置は、電気的または磁気的作用により、コントラスト、輝度、反射
率、透過率などが変化する表示媒体を有する場合がある。ＥＬ素子を用いた表示装置の一
例としては、ＥＬディスプレイなどがある。電子放出素子を用いた表示装置の一例として
は、フィールドエミッションディスプレイ（ＦＥＤ）又はＳＥＤ方式平面型ディスプレイ
（ＳＥＤ：Ｓｕｒｆａｃｅ－ｃｏｎｄｕｃｔｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ－ｅｍｉｔｔｅｒ
Ｄｉｓｐｌａｙ）などがある。液晶素子を用いた表示装置の一例としては、液晶ディス
プレイ（透過型液晶ディスプレイ、半透過型液晶ディスプレイ、反射型液晶ディスプレイ
、直視型液晶ディスプレイ、投射型液晶ディスプレイ）などがある。電子インク、電子粉
流体（登録商標）、又は電気泳動素子を用いた表示装置の一例としては、電子ペーパーな
どがある。なお、半透過型液晶ディスプレイや反射型液晶ディスプレイを実現する場合に
は、画素電極の一部、または、全部が、反射電極としての機能を有するようにすればよい
。例えば、画素電極の一部、または、全部が、アルミニウム、銀、などを有するようにす
ればよい。さらに、その場合、反射電極の下に、ＳＲＡＭなどの記憶回路を設けることも
可能である。これにより、さらに、消費電力を低減することができる。なお、ＬＥＤを用
いる場合、ＬＥＤの電極や窒化物半導体の下に、グラフェンやグラファイトを配置しても
よい。グラフェンやグラファイトは、複数の層を重ねて、多層膜としてもよい。このよう
に、グラフェンやグラファイトを設けることにより、その上に、窒化物半導体、例えば、
結晶を有するｎ型ＧａＮ半導体層などを容易に成膜することができる。さらに、その上に
、結晶を有するｐ型ＧａＮ半導体層などを設けて、ＬＥＤを構成することができる。なお
、グラフェンやグラファイトと、結晶を有するｎ型ＧａＮ半導体層との間に、ＡｌＮ層を
設けてもよい。なお、ＬＥＤが有するＧａＮ半導体層は、ＭＯＣＶＤで成膜してもよい。
ただし、グラフェンを設けることにより、ＬＥＤが有するＧａＮ半導体層は、スパッタ法
で成膜することも可能である。

さらに、腕章型デバイス７３００は機能素子を１つまたは複数有することが好ましく、例
えばセンサとして、力、変位、位置、速度、加速度、角速度、回転数、距離、光、液、磁
気、温度、化学物質、音声、時間、硬度、電場、電流、電圧、電力、放射線、流量、湿度
、傾度、振動、におい又は赤外線を測定する機能を含むものを用いることができる。また
、タッチパネル、アンテナ、発電素子、スピーカなどの機能素子を有してもよい。

例えば、夜間において腕章型デバイス７３００を使用者の腕に装着して表示部を発光させ
れば、交通の安全効果が得られる。また、工事現場等においてもヘルメットを装着した作
業者が、腕章型デバイス７３００を腕に装着し、操作することで安全に作業を行えるよう
通信や他の人の位置情報を容易に取得することができる。

可撓性を有する蓄電装置をその他の電子機器に実装する例を図２６に示す。可撓性を有す
る蓄電装置を適用した電子機器として、例えば、テレビジョン装置（テレビ、又はテレビ
ジョン受信機ともいう）、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、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、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、可撓性を有する蓄電装置を、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２６（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７４０１
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２６（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７４０
０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２６（Ｃ
）に示す。蓄電装置７４０７は薄型の蓄電装置である。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、集電体７４０９は銅箔であり、一部ガリウムと
合金化させることにより、集電体７４０９と接する活物質層との密着性を向上させている
。それによって、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
。

図２６（Ｄ）は、バングル型の表示装置の一例を示している。携帯表示装置７１００は、
筐体７１０１、表示部７１０２、操作ボタン７１０３、及び蓄電装置７１０４を備える。
また、図２６（Ｅ）に曲げられた蓄電装置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。なお、曲線の任意の点における曲がり具合を相当する円の半径の
値で表したものを曲率半径であり、曲率半径の逆数を曲率と呼ぶ。具体的には、曲率半径
が４０ｍｍ以上１５０ｍｍ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。蓄電装置７１０４の主表面における曲率半径が４０ｍｍ以上１５０
ｍｍ以下の範囲であれば、高い信頼性を維持できる。

また、可撓性を有し、外部から力を加えて曲げることができる蓄電装置は、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２６（Ｆ）に示すストーブ７５
００は、本体７５１２にモジュール７５１１が取り付けられ、モジュール７５１１は、蓄
電装置７５０１、モーター、ファン、送風口７５１１ａ、熱電発電装置を有する。ストー
ブ７５００では、開口部７５１２ａから燃料を投入、着火した後、蓄電装置７５０１の電
力を用いてモジュール７５１１のモーターとファンを回転させ、送風口７５１１ａから外
気をストーブ７５００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７５１３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７５１１の熱電発電装置により電力に変換し、蓄電装置７５０１に充電
することができる。さらに、蓄電装置７５０１に充電された電力を外部端子７５１１ｂよ
り出力することができる。

また、図２７に示すようなウェアラブルデバイスに実施の形態１で説明した蓄電装置を搭
載することができる。

例えば、図２７（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のテンプル部に蓄電装置を搭載することで、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内に蓄電装
置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４０
２の薄型の筐体４０２ａの中に、蓄電装置４０２ｂ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の
薄型の筐体４０３ａの中に、蓄電装置４０３ｂ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およびベルト部４０５ｂを有し、表示部４０５ａまたはベルト部４０５ｂに、
蓄電装置を設けることができる。

腕時計型デバイス４０５の拡大図を図２７（Ｂ）に示す。腕時計型デバイス４０５は、湾
曲した円形の表示部４０５ａに、蓄電装置４０５ｃが設けられている。表示部４０５ａに
用いることのできる表示部については、図２５の表示部についての記載を参酌することが
できる。表示部４０５ａには、時刻だけでなく、メールや電話の着信等、様々な情報を表
示することができる。また、腕時計型デバイス４０５の表示部４０５ａの外周は、図２７
（Ｃ）に示すように、歪な閉曲線状であってもよい。表示部４０５ａの形状に沿う形状の
蓄電装置４０５ｃを搭載することができる。

また、ベルト型デバイス４０６に搭載することができる。ベルト型デバイス４０６は、ベ
ルト部４０６ａおよびワイヤレス給電受電部４０６ｂを有し、ベルト部４０６ａの内部に
、蓄電装置を搭載することができる。

また、腕時計型デバイス４０５は、腕に直接巻きつけるタイプのウェアラブルデバイスで
あるため、使用者の脈拍、血圧等を測定するセンサを搭載してもよい。使用者の運動量お
よび健康に関するデータを蓄積し、健康維持に役立てることができる。

さらに、上述の腕章型デバイス７３００、携帯電話機７４００、携帯表示装置７１００、
ベルト型デバイス４０６、及び腕時計型デバイス４０５等の持ち歩くことのできるデバイ
スには、ＧＰＳ（グローバル・ポジショニング・システム）等の測位システムを搭載して
もよい。使用者が自分の現在位置を知ることができるだけでなく、児童誘拐や徘徊行動等
への対応に役立てることもできる。

図２８及び図２９を用いて、腕時計型デバイスについてより詳細に説明する。

図２８に示す腕時計型デバイス５００は、筐体５０１、蓄電装置５０２、表示部５０３、
ロジックボード５０４、アンテナ５０５、センサ５０６、マイク５０７、スピーカ５０８
、及びベルト部５０９を有する。図２８（Ａ）に、蓄電装置５０２の正面図を示す。また
、図２８（Ａ）に示す一点鎖線ＡＢにおける腕時計型デバイス５００の断面図を図２８（
Ｂ）に示す。筐体５０１、表示部５０３、及びロジックボード５０４に可撓性を持たせる
ことにより、腕に沿って湾曲させることができる腕時計型デバイスとすることができる。

また、図２９に示す腕時計型デバイス５００は、筐体５０１、蓄電装置５０２、表示部５
０３、ロジックボード５０４、アンテナ５０５、センサ５０６、太陽電池５１０、操作ボ
タン５１１、及びベルト部５０９を有する。図２９（Ａ）に、蓄電装置５０２の正面図を
示す。また、図２９（Ａ）に示す一点鎖線ＡＢにおける腕時計型デバイス５００の断面図
を図２９（Ｂ）に示す。例えば、太陽電池５１０で発電することにより、蓄電装置５０２
に充電することができる。

図３０に、他の電子機器の例を示す。図３０において、表示装置８０００は、本発明の一
態様に係る蓄電装置８００４を用いた電子機器の一例である。具体的に、表示装置８００
０は、ＴＶ放送受信用の表示装置に相当し、筐体８００１、表示部８００２、スピーカ部
８００３、蓄電装置８００４等を有する。本発明の一態様に係る蓄電装置８００４は、筐
体８００１の内部に設けられている。表示装置８０００は、商用電源から電力の供給を受
けることもできるし、蓄電装置８００４に蓄積された電力を用いることもできる。よって
、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る
蓄電装置８００４を無停電電源として用いることで、表示装置８０００の利用が可能とな
る。

表示部８００２には、液晶表示装置、有機ＥＬ素子などの発光素子を各画素に備えた発光
装置、電気泳動表示装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉ
ｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ
Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの、半導体表示装置を用いることができる。

なお、表示装置には、ＴＶ放送受信用の他、パーソナルコンピュータ用、広告表示用など
、全ての情報表示用表示装置が含まれる。

図３０において、据え付け型の照明装置８１００は、本発明の一態様に係る蓄電装置８１
０３を用いた電子機器の一例である。具体的に、照明装置８１００は、筐体８１０１、光
源８１０２、蓄電装置８１０３等を有する。図３０では、蓄電装置８１０３が、筐体８１
０１及び光源８１０２が据え付けられた天井８１０４の内部に設けられている場合を例示
しているが、蓄電装置８１０３は、筐体８１０１の内部に設けられていても良い。照明装
置８１００は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８１０３に蓄
積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が
受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置８１０３を無停電電源として用いる
ことで、照明装置８１００の利用が可能となる。

なお、図３０では天井８１０４に設けられた据え付け型の照明装置８１００を例示してい
るが、本発明の一態様に係る蓄電装置は、天井８１０４以外、例えば側壁８１０５、床８
１０６、窓８１０７等に設けられた据え付け型の照明装置に用いることもできるし、卓上
型の照明装置などに用いることもできる。

また、光源８１０２には、電力を利用して人工的に光を得る人工光源を用いることができ
る。具体的には、白熱電球、蛍光灯などの放電ランプ、ＬＥＤや有機ＥＬ素子などの発光
素子が、上記人工光源の一例として挙げられる。

図３０において、室内機８２００及び室外機８２０４を有するエアコンディショナーは、
本発明の一態様に係る蓄電装置８２０３を用いた電子機器の一例である。具体的に、室内
機８２００は、筐体８２０１、送風口８２０２、蓄電装置８２０３等を有する。図３０で
は、蓄電装置８２０３が、室内機８２００に設けられている場合を例示しているが、蓄電
装置８２０３は室外機８２０４に設けられていても良い。或いは、室内機８２００と室外
機８２０４の両方に、蓄電装置８２０３が設けられていても良い。エアコンディショナー
は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８２０３に蓄積された電
力を用いることもできる。特に、室内機８２００と室外機８２０４の両方に蓄電装置８２
０３が設けられている場合、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時で
も、本発明の一態様に係る蓄電装置８２０３を無停電電源として用いることで、エアコン
ディショナーの利用が可能となる。

なお、図３０では、室内機と室外機で構成されるセパレート型のエアコンディショナーを
例示しているが、室内機の機能と室外機の機能とを１つの筐体に有する一体型のエアコン
ディショナーに、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることもできる。

図３０において、電気冷凍冷蔵庫８３００は、本発明の一態様に係る蓄電装置８３０４を
用いた電子機器の一例である。具体的に、電気冷凍冷蔵庫８３００は、筐体８３０１、冷
蔵室用扉８３０２、冷凍室用扉８３０３、蓄電装置８３０４等を有する。図３０では、蓄
電装置８３０４が、筐体８３０１の内部に設けられている。電気冷凍冷蔵庫８３００は、
商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置８３０４に蓄積された電力を
用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時
でも、本発明の一態様に係る蓄電装置８３０４を無停電電源として用いることで、電気冷
凍冷蔵庫８３００の利用が可能となる。

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５）
本実施の形態では、車両に実施の形態１で説明した蓄電装置を搭載する例を示す。

また、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。

図３１において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図３１（Ａ）に示す自動車８
４００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。本発明の一態様を用いることで、航続距離の長い車両を実現す
ることができる。また、自動車８４００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８４０１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８４００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８４００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３１（Ｂ）に示す自動車８５００は、自動車８５００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３１（Ｂ）に、地上設置型の充電装置８０２１から自動車８５００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
電方法やコネクターの規格等は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８５００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、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。

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。

また、図３２を用いて、本発明の一態様を用いた二輪車の一例について説明する。

図３２（Ａ）に示すスクータ８６００は、サイドミラー８６０１の内部に蓄電装置８６０
２を備える。蓄電装置８６０２は、曲げることができるため、サイドミラー８６０１が湾
曲した形状をしていても、空間効率よく収納することができる。図３２（Ｂ）に、スクー
タ８６００の前方から見るときのサイドミラー８６０１の拡大図を示す。サイドミラー８
６０１は、方向指示灯８６０３を備える。蓄電装置８６０２は、方向指示灯８６０３に電
気を供給することができる。

また、図３２（Ａ）に示すスクータ８６００は、座席下収納８６０４に、蓄電装置８６０
２を収納することができる。蓄電装置８６０２は、曲げることができるため、座席下収納
８６０４が小型であっても、蓄電装置８６０２を曲げて変形させる、または折り畳むこと
によって、座席下収納８６０４に収納することができる。

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。

１００ 蓄電装置
１０１ 正極集電体
１０１ａ 部分
１０１ｂ 部分
１０２ 正極活物質層
１０５ 負極集電体
１０５ａ 部分
１０５ｂ 部分
１０６ 負極活物質層
１０７ セパレータ
１０７Ａ セパレータ
１０７Ｂ セパレータ
１０７ａ 領域
１０８ 電解液
１０８ａ 電解液
１０９ａ フィルム
１０９ｂ フィルム
１１０ 外装体
１１１ 正極
１１５ 負極
１２０ 熱圧着領域
１２０ａ 熱圧着領域
１２０ｂ 熱圧着領域
１２１ 封止層
１２２ａ 熱圧着領域
１２２ｂ 熱圧着領域
１２２ｃ 熱圧着領域
１２２ｄ 熱圧着領域
１２２ｅ 熱圧着領域
１２５ 接触面
１３１ 凹部
１３２ 凸部
１４１ 正極リード
１４５ 負極リード
１５０ 矢印
１５１ 頂点
１５２ 頂点
１５６ 配線
１５７ 配線
１６０ 凸部
１６１ 型
１６２ 型
１６３ 平板
１７０ 電極
１７１ 積層体
１７２ 積層体
１７５ 積層体
３２１ グラフェン
３２２ 正極活物質
３２３ 導電助剤
３３１ 領域
３３２ 領域
３３３ 領域
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
４０２ｂ 蓄電装置
４０３ デバイス
４０３ａ 筐体
４０３ｂ 蓄電装置
４０５ 腕時計型デバイス
４０５ａ 表示部
４０５ｂ ベルト部
４０５ｃ 蓄電装置
４０６ ベルト型デバイス
４０６ａ ベルト部
４０６ｂ ワイヤレス給電受電部
５００ 腕時計型デバイス
５０１ 筐体
５０２ 蓄電装置
５０３ 表示部
５０４ ロジックボード
５０５ アンテナ
５０６ センサ
５０７ マイク
５０８ スピーカ
５０９ ベルト部
５１０ 太陽電池
５１１ 操作ボタン
７１００ 携帯表示装置
７１０１ 筐体
７１０２ 表示部
７１０３ 操作ボタン
７１０４ 蓄電装置
７３００ 腕章型デバイス
７３０１ 腕
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
７５００ ストーブ
７５０１ 蓄電装置
７５１１ モジュール
７５１１ａ 送風口
７５１１ｂ 外部端子
７５１２ 本体
７５１２ａ 開口部
７５１３ グリル
８０００ 表示装置
８００１ 筐体
８００２ 表示部
８００３ スピーカ部
８００４ 蓄電装置
８０２１ 充電装置
８０２２ ケーブル
８１００ 照明装置
８１０１ 筐体
８１０２ 光源
８１０３ 蓄電装置
８１０４ 天井
８１０５ 側壁
８１０６ 床
８１０７ 窓
８２００ 室内機
８２０１ 筐体
８２０２ 送風口
８２０３ 蓄電装置
８２０４ 室外機
８３００ 電気冷凍冷蔵庫
８３０１ 筐体
８３０２ 冷蔵室用扉
８３０３ 冷凍室用扉
８３０４ 蓄電装置
８４００ 自動車
８４０１ ヘッドライト
８５００ 自動車
８６００ スクータ
８６０１ サイドミラー
８６０２ 蓄電装置
８６０３ 方向指示灯

Claims (1)

1. 正極と、負極と、外装体と、電解質と、第１及び第２の端子電極と、第１及び第２の封止層と、を有し、
   前記正極は、正極集電体と、前記正極集電体と接する正極活物質層と、を有し、
   前記負極は、負極集電体と、前記負極集電体と接する負極活物質層と、を有し、
   前記正極活物質層と、前記負極活物質層とは、互いに重なり、
   前記正極活物質層の外周は、閉曲線状であり、
   前記負極活物質層の外周は、閉曲線状であり、
   前記外装体は、フィルムを有し、
   前記外装体は、熱圧着領域を有し、
   前記熱圧着領域の内周は、閉曲線状であり、
   前記第１の端子電極は、前記正極集電体と電気的に接続され、かつ前記熱圧着領域において、前記第１の封止層を介して、前記外装体に挟まれる領域を有し、
   前記第２の端子電極は、前記負極集電体と電気的に接続され、かつ前記熱圧着領域において、前記第２の封止層を介して、前記外装体に挟まれる領域を有し、
   前記電解質、前記正極活物質層、及び前記負極活物質層は、前記熱圧着領域に囲まれる領域に位置する蓄電装置。

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