JP2023099030A - 二次電池、電池制御ユニット及び電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】リチウム含有複合リン酸塩を正極活物質に用いたリチウムイオン二次電池を提供する。また、リチウムイオンの拡散速度の大きい正極活物質を提供し、出力が大きいリチウムイオン二次電池の提供を実現する。【解決手段】板状の第１の構造体と、板状の第２の構造体と、を有し、第１の構造体と、第２の構造体と、の間に、角柱状の第３の構造体を有し、第１の構造体と、第２の構造体と、の間に、空隙を有するリチウムイオン二次電池用の正極活物質である。【選択図】図３３

Description

本発明は、リチウム含有複合リン酸塩に関する。また、リチウム含有酸化物を活物質とし
て用いる電極を有するリチウムイオン二次電池に関する。また、電池制御ユニット、およ
び電子機器に関する。

近年、リチウムイオン二次電池などの蓄電装置の開発が進められている。

上記蓄電装置としては、例えば複合酸化物であるＬｉＦｅＰＯ_４（リン酸鉄リチウム）を
活物質に用いた電極を有する蓄電装置が挙げられる。ＬｉＦｅＰＯ_４を用いた電極を有す
る蓄電装置は、熱安定性が高く、またサイクル特性が良好である。

ＬｉＦｅＰＯ_４などの複合酸化物の生成方法としては、例えば水熱法が挙げられる（例え
ば特許文献１）。水熱法とは、熱水の存在下で行われる化合物の合成法又は結晶成長法の
ことである。

水熱法を用いることにより、常温常圧では水に溶けにくい材料であっても溶解させること
ができるため、常温常圧による生産方法では得られないような物質の合成、又は結晶成長
を行うことができる。また、水熱法を用いることにより、容易に目的物質における単結晶
の微粒子を合成することもできる。

水熱法では、例えば原料を含む溶液を耐圧容器に入れて加圧及び加熱による処理を行い、
その後加圧及び加熱による処理を行った溶液を濾過することにより、所望の化合物を生成
することができる。

特開２００４－９５３８５号公報

リチウムイオン二次電池の様々な用途の中でも、ＨＥＶ、ＥＶ、ＰＨＥＶ等の車載用二次
電池、定置用二次電池では、高出力化の要求が高い。リチウムイオン二次電池の高出力を
可能にするためには、電極反応速度やリチウム拡散速度が大きいことが求められる。正極
活物質として用いられるＬｉＦｅＰＯ_４などの複合酸化物においてリチウムの拡散を速く
することができればリチウムイオン二次電池の出力を高めることができる。

以上に鑑み、本発明の一態様は、リチウムの拡散速度の大きいＬｉＦｅＰＯ_４などの複合
酸化物を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様は、リチウムの拡散速
度の大きい正極活物質を提供することを課題の一つとする。また、本発明の一態様では、
出力が大きいリチウムイオン二次電池を提供することを課題の一とする。また、本発明の
一態様では、新規な電池を提供することを課題の一とする。

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、これらの課題の全てを解決する必要はないものとする。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。

本明細書で開示する発明の一態様の構成は、板状の第１の構造体と、板状の第２の構造体
と、を有し、第１の構造体と、第２の構造体と、の間に、第３の構造体を有し、第１の構
造体と、第２の構造体と、の間に、空隙を有することを特徴とするリチウムイオン二次電
池用の正極活物質である。

また、本発明の一態様において、第１の構造体の外形は、第１の面と、第２の面と、その
他の面を有し、第１の面は、その他の面よりも面積が大きく、第２の面は、その他の面よ
りも面積が大きいことを特徴とするリチウムイオン二次電池用の正極活物質である。

また、本発明の一態様において、第１の面と、第２の面は、共通する辺を有さないことを
特徴とするリチウムイオン二次電池用の正極活物質である。

また、本発明の一態様において、第１の面は、概略ｎ角形状であり（ｎは５以上の自然数
）、ｎ角形の内角のうち、少なくとも一つは１００°以下であることを特徴とするリチウ
ムイオン二次電池用の正極活物質である。

また、本発明の一態様において、第３の構造体は、概略角柱状であり、第１の構造体と第
２の構造体の間に、第３の構造体が一つまたは複数有することを特徴とするリチウムイオ
ン二次電池用の正極活物質である。

また、本発明の一態様において、第１の構造体と、第２の構造体と、第３の構造体は、リ
チウム（Ｌｉ）と、金属と、リン（Ｐ）と、酸素（Ｏ）を有し、金属は、鉄（Ｆｅ）、マ
ンガン（Ｍｎ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）から選ばれるいずれか一つまたは
複数を有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用の正極活物質である。

また、本発明の一態様において、第１の構造体と、第２の構造体と、第３の構造体は、リ
チウム（Ｌｉ）と、鉄（Ｆｅ）と、リン（Ｐ）と、酸素（Ｏ）を有することを特徴とする
リチウムイオン二次電池用の正極活物質である。

また、本発明の一態様において、第１の構造体と、第２の構造体と、第３の構造体は、リ
ン酸鉄リチウムを有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用の正極活物質である
。

また、本発明の一態様において、第１の構造体と、第２の構造体と、第３の構造体は、Ｌ
ｉＦｅＰＯ_４を有することを特徴とするリチウムイオン二次電池用の正極活物質である。

また、本発明の一態様に係る正極活物質を含む正極と、負極と、電解質と、を有する二次
電池もまた本発明の一態様である。

また、本発明の一態様に係る二次電池と、制御回路と、を有する電池制御ユニットもまた
本発明の一態様である。

また、本発明の一態様に係る二次電池と、電源スイッチと、を有する電子機器もまた本発
明の一態様である。

また、本発明の一態様に係る二次電池と、表示装置と、を有する電子機器もまた本発明の
一態様である。

また、本発明の一態様に係る二次電池と、入出力端子と、を有し、入出力端子は、無線通
信を行う機能を有する電子機器もまた本発明の一態様である。

リチウムの拡散速度の大きい正極活物質を提供することができる。また、本発明の一態様
は、リチウムの拡散速度の大きいＬｉＦｅＰＯ_４などの複合酸化物を提供することができ
る。また、本発明の一態様では、出力が大きいリチウムイオン二次電池を提供することが
できる。また、本発明の一態様では、新規な電池を提供することができる。

なお、本発明の一態様はこれらの効果に限定されるものではない。例えば、本発明の一態
様は、場合によっては、または、状況に応じて、これらの効果以外の効果を有する場合も
ある。または、例えば、本発明の一態様は、場合によっては、または、状況に応じて、こ
れらの効果を有さない場合もある。

リチウム含有複合リン酸塩の作製方法を説明する図。 リチウム含有複合リン酸塩の模式図。 二次電池の一例及び電極の一例を示す図。 二次電池の一例を示す図。 二次電池の一例を示す図。 二次電池の一例を示す図。 二次電池の一例を示す図。 二次電池の作製方法の一例を示す図。 二次電池の作製方法の一例を示す図。 二次電池の作製方法の一例を示す図。 曲率半径を説明する図。 曲率半径を説明する図。 コイン型の二次電池を説明する図。 円筒型の二次電池を説明する図。 可撓性を有するラミネート型の二次電池を説明する図。 蓄電装置の例を説明する図。 蓄電装置の例を説明する図。 蓄電装置の例を説明する図。 蓄電装置の例を説明する図。 蓄電装置の例を説明する図。 蓄電装置の応用形態を示す図。 本発明の一態様を説明するブロック図。 本発明の一態様を説明する概念図。 本発明の一態様を説明する回路図。 本発明の一態様を説明する回路図。 本発明の一態様を説明する概念図。 本発明の一態様を説明するブロック図 本発明の一態様を説明するフローチャート。 二次電池の構成の例を説明する斜視図、上面図および断面図。 二次電池の作製方法の例を説明する図。 二次電池の構成の例を説明する斜視図、上面図および断面図。 二次電池の作製方法の例を説明する図。 リチウム含有複合リン酸塩のＳＥＭ像。 リチウム含有複合リン酸塩のＳＥＭ像。 リチウム含有複合リン酸塩のＸＲＤスペクトル。 リチウム含有複合リン酸塩の粒子径のヒストグラム。

以下、本発明の一態様の実施の形態について説明する。ただし、本発明は多くの異なる態
様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形
態及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。従って、本実施
の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。

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。

なお、本明細書で説明する各図において、正極、負極、活物質層、セパレータ、外装体な
どの各構成要素の大きさや厚さ等は、個々に説明の明瞭化のために誇張されている場合が
ある。よって、必ずしも各構成要素はその大きさに限定されず、また各構成要素間での相
対的な大きさに限定されない。

また、本明細書等で説明する本発明の一態様の構成において、同一部分又は同様の機能を
有する部分には同一の符号を異なる図面間で共通して用い、その繰り返しの説明は省略す
る。また、同様の機能を有する部分を指す場合には、ハッチパターンを同じくし、特に符
号を付さない場合がある。

なお、本明細書中において、蓄電装置とは、蓄電機能を有する素子及び装置全般を指すも
のである。例えば、リチウムイオン二次電池などの蓄電池（二次電池ともいう）、リチウ
ムイオンキャパシタ、及び電気二重層キャパシタなどを含む。

また、この発明を実施するための形態の記載の内容は、適宜組み合わせて用いることがで
きる。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様であるリチウム含有複合リン酸塩の作製方法について
、図１を用いて説明する。

ステップＳ２０１ａにおいて、リチウム化合物を秤量する。また、ステップＳ２０１ｂに
おいて、リン化合物を秤量する。また、ステップＳ２０１ｃにおいて、鉄（ＩＩ）化合物
、マンガン（ＩＩ）化合物、コバルト（ＩＩ）化合物、及びニッケル（ＩＩ）化合物（以
下、Ｍ（ＩＩ）化合物と示す。）の一以上を秤量する。

リチウム化合物の代表例としては、水酸化リチウム－水和物（ＬｉＯＨ・Ｈ_２Ｏ）、塩化
リチウム（ＬｉＣｌ）、炭酸リチウム（Ｌｉ_２ＣＯ_３）、酢酸リチウム（ＬｉＣＨ_３ＣＯ
Ｏ）、シュウ酸リチウム（（ＣＯＯＬｉ）_２）等がある。

リン化合物の代表例としては、オルトリン酸（Ｈ_３ＰＯ_４）等のリン酸、リン酸水素二ア
ンモニウム（（ＮＨ_４）_２ＨＰＯ_４）、リン酸二水素アンモニウム（ＮＨ_４Ｈ_２ＰＯ_４）
等のリン酸水素アンモニウム等がある。

鉄（ＩＩ）化合物の代表例としては、塩化鉄四水和物（ＦｅＣｌ_２・４Ｈ_２Ｏ）、硫酸鉄
七水和物（ＦｅＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ）、酢酸鉄（Ｆｅ（ＣＨ_３ＣＯＯ）_２）等がある。

マンガン（ＩＩ）化合物の代表例としては、塩化マンガン四水和物（ＭｎＣｌ_２・４Ｈ_２
Ｏ）、硫酸マンガン－水和物（ＭｎＳＯ_４・Ｈ_２Ｏ）、酢酸マンガン四水和物（Ｍｎ（Ｃ
Ｈ_３ＣＯＯ）_２・４Ｈ_２Ｏ）等がある。

コバルト（ＩＩ）化合物の代表例としては、塩化コバルト六水和物（ＣｏＣｌ_２・６Ｈ_２
Ｏ）、硫酸コバルト七水和物（ＣｏＳＯ_４・７Ｈ_２Ｏ）、酢酸コバルト四水和物（Ｃｏ（
ＣＨ_３ＣＯＯ）_２・４Ｈ_２Ｏ）等がある。

ニッケル（ＩＩ）化合物の代表例としては、塩化ニッケル六水和物（ＮｉＣｌ_２・６Ｈ_２
Ｏ）、硫酸ニッケル六水和物（ＮｉＳＯ_４・６Ｈ_２Ｏ）、酢酸ニッケル四水和物（Ｎｉ（
ＣＨ_３ＣＯＯ）_２・４Ｈ_２Ｏ）等がある。

次に、ステップＳ２０３ａにおいて、リチウム化合物を溶媒に溶解して、リチウムを含む
溶液を形成する。同様に、ステップＳ２０３ｂ、Ｓ２０３ｃにおいて、それぞれリン化合
物、Ｍ（ＩＩ）化合物を溶媒に溶解して、リンを含む溶液、Ｍ（ＩＩ）を含む溶液を形成
する。

リチウム化合物、リン化合物、Ｍ（ＩＩ）化合物を溶解する溶媒としては、水がある。

次に、ステップＳ２０５において、大気雰囲気下で、ステップＳ２０３ａで形成したリチ
ウムを含む溶液と、ステップＳ２０３ｂで形成したリンを含む溶液を混合し、混合液Ａを
形成する。

なお、混合液Ａの代わりに、Ｌｉ_３ＰＯ_４，Ｌｉ_２ＨＰＯ_４，ＬｉＨ_２ＰＯ_４等のリチウ
ム塩を水等の溶媒に溶解して、リチウム及びリンを含む溶液を形成してもよい。

次に、ステップＳ２０７において、大気雰囲気下で、ステップＳ２０５で形成した混合液
Ａを撹拌しながら、Ｍ（ＩＩ）を含む溶液を少量ずつ滴下して、混合液Ｂを形成する。

なお、ステップＳ２０５において、リチウムを含む溶液と、リンを含む溶液とのそれぞれ
の濃度によって、混合液Ａに沈殿物が生じる場合がある。混合液Ａを滴下する場合、沈殿
物が存在すると、滴下装置のノズルが目詰まりし、滴下が妨げられる可能性がある。以上
のことから、ステップＳ２０７において、混合液Ａを撹拌しながら、Ｍ（ＩＩ）を含む溶
液を少量ずつ滴下することが好ましい。

次に、ステップＳ２０９において、混合液Ｂをオートクレーブ等の耐熱耐圧容器に入れた
のち、１００℃以上３５０℃以下、０．１ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下で、０．５時間以
上２４時間以下加熱した後冷却し、耐熱耐圧容器内の混合物を濾過し、得られた固体を水
洗して、乾燥させる。

この結果、合成物Ａとしてオリビン型リチウム含有複合リン酸塩（ＬｉＭＰＯ_４（Ｍは、
Ｆｅ（ＩＩ），Ｎｉ（ＩＩ），Ｃｏ（ＩＩ），Ｍｎ（ＩＩ）の一以上））を収率高く作製
することができる。Ｍ（ＩＩ）化合物の種類によって、リチウム含有複合リン酸塩として
、ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＮｉ
_ｂＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＣｏ_ｂＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＭｎ_ｂＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ａＣｏ_ｂＰＯ_４
、ＬｉＮｉ_ａＭｎ_ｂＰＯ_４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦｅ_ｃＮ
ｉ_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_ｈＭ
ｎ_ｉＰＯ_４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、０＜ｉ＜
１）等が適宜得られる。また、本実施の形態により得られるリチウム含有複合リン酸塩は
単結晶粒となる場合がある。

ここで、図１に示す作製方法により得られるリチウム含有複合リン酸塩の形状について説
明する。

本発明の一態様により作製されたリチウム含有複合リン酸塩の模式図を図２に示す。図２
（Ａ－１）乃至図２（Ａ－６）が鳥瞰図、図２（Ｂ－１）乃至図２（Ｂ－６）が断面図で
ある。図２（Ｂ－１）は図２（Ａ－１）の断面を示し、図２（Ｂ－２）は図２（Ａ－２）
の断面を示し、図２（Ｂ－３）は図２（Ａ－３）の断面を示し、図２（Ｂ－４）は図２（
Ａ－４）の断面を示し、図２（Ｂ－５）は図２（Ａ－５）の断面を示し、図２（Ｂ－６）
は図２（Ａ－６）の断面を示す。本発明の一態様により作製されたリチウム含有複合リン
酸塩は、図２に示すように、板状の構造体２００と、板状の構造体２０２の間に、角柱状
の構造体２０４を有し、板状の構造体２００と板状の構造体２０２の間に空隙を有する構
造となる場合がある。なお、図２（Ａ－２）または図２（Ｂ－２）に示すように、板状の
構造体２００と、板状の構造体２０２の間の、角柱状の構造体２０４は複数となる場合が
ある。図２では、識別の容易化のために便宜上、構造体２００、構造体２０２と、構造体
２０４に異なるハッチングを施しているが、構造体２００、構造体２０２と、構造体２０
４は同じ材質でも良く、構造体２００と、構造体２０２と、構造体２０４とが一体となり
一つのリチウム含有複合リン酸塩を構成していてもよい。本発明の一態様により作製され
たリチウム含有複合リン酸塩が二次電池の電極活物質に用いられる場合、この空隙により
リチウム含有複合リン酸塩と電解液の接触面積が大きくなる。二次電池の電池反応は、電
極におけるイオンの挿入・脱離により引き起こされることから、正極とリチウムイオンの
反応面積が大きくなると、正極とリチウムイオンの反応速度が速くなる。したがって、二
次電池の出力を高めることが可能になる。

また、リチウム含有複合リン酸塩が板状の構造体となっている場合、該酸化物の板状の構
造体内全域へのリチウムの拡散が早く完了する。板状の構造体の形状は、広い面と短い辺
とを有しているため、該広い面から取り込まれたリチウムが該短い辺の長さの分だけ移動
すれば、該酸化物の全域へリチウムが到達することができるからである。したがって、正
極とリチウムの反応速度が速くなり、二次電池の出力を高めることが可能になる。

また、リチウム含有複合リン酸塩の板状の構造体を構成する面のうち、例えば最も面積が
大きい面の外形において、内角の少なくとも一つは１００°以下となり、該リン酸塩を用
いて作製した層中で該リン酸塩の粒子と粒子の間隔が大きくなる。粒子と粒子の間隔が大
きくなると、そこに電解液が入り込みやすくなり電解液中のリチウムイオンもまた移動が
容易となるため好ましい。

一方で、板状の構造体のすべての内角が１００°以上である場合、板状の構造体が概略正
多角形状または円状の形状となるため、該粒子同士が互いに近接して粒子間の隙間が小さ
くなる場合がある。そのような場合、電解液が該隙間に入り込みにくくなるため、電解液
中のリチウムイオンの移動が阻害される場合があり、二次電池の出力が抑えられてしまう
場合がある。二次電池の電池反応は、電極におけるイオンの挿入・脱離により引き起こさ
れることから、リチウムイオンの移動性が向上すると、正極とリチウムの反応速度が速く
なる。したがって、二次電池の出力を高めることが可能になる。

以上のような観点から、該リン酸塩の板状の構造体の内角のうち、少なくとも一つは１０
０°以下、好ましくは９５°以下、さらに好ましくは９０°以下とすればよい。

以上に示す通り、本発明の一態様に係るリチウム含有複合リン酸塩をリチウムイオン蓄電
池に用いた場合、該二次電池の出力を大きくすることができる。

なお、本実施の形態に示す構成などは、他の実施の形態、または実施例に示す構成と適宜
組み合わせて用いることができる。

なお、本実施の形態において、本発明の一態様について述べた。または、他の実施の形態
において、本発明の一態様について述べる。ただし、本発明の一態様は、これらに限定さ
れない。つまり、本実施の形態および他の実施の形態では、様々な発明の態様が記載され
ているため、本発明の一態様は、特定の態様に限定されない。例えば、本実施の形態では
、一例として、二次電池に適用した場合を示したが、本発明の一態様は、これに限定され
ない。場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様は、様々な二次電池、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・水素電池、ニッケル・カ
ドミウム蓄電池、ニッケル・鉄電池、ニッケル・亜鉛電池、酸化銀電池、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。または例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様
は、二次電池に適用しなくてもよい。また、本発明の一態様として、リチウム含有複合リ
ン酸塩を有する場合の例を示したが、本発明の一態様は、これに限定されない。場合によ
っては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、様々な材質のものを有していても
よい。または例えば、場合によっては、または、状況に応じて、本発明の一態様では、リ
チウム含有複合リン酸塩を有していなくてもよい。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様に係る二次電池、及びその製造方法について説明する
。

≪二次電池の構成及び組立≫
図３（Ａ）に、本発明の一態様である二次電池５００を示す。図３（Ａ）では、二次電池
の一例として、薄型の二次電池の形態を示すが、本発明の一態様の二次電池はこれに限ら
れない。

図３（Ａ）に示すように、二次電池５００は、正極５０３、負極５０６、セパレータ５０
７、及び外装体５０９を有する。二次電池５００は、正極リード５１０及び負極リード５
１１を有してもよい。また接合部５１８は、外装体５０９の外周を熱圧着によって接合し
た部位である。

図４（Ａ）、（Ｂ）に、図３（Ａ）における一点鎖線Ａ１－Ａ２間の断面図の一例をそれ
ぞれ示す。図４（Ａ）、（Ｂ）には、正極５０３と負極５０６を１組用いて作製した二次
電池５００の断面構造をそれぞれ示す。

図４（Ａ）、（Ｂ）に示すように、二次電池５００は、正極５０３、負極５０６、セパレ
ータ５０７、電解液５０８、及び外装体５０９を有する。セパレータ５０７は、正極５０
３と負極５０６の間に位置する。外装体５０９内は、電解液５０８で満たされている。

正極５０３は、正極活物質層５０２と、正極集電体５０１とを含む。負極５０６は、負極
活物質層５０５と、負極集電体５０４とを含む。活物質層は、集電体の片面又は両面に形
成すればよい。セパレータ５０７は、正極集電体５０１と負極集電体５０４の間に位置す
る。

電池セルは、正極及び負極をそれぞれ１つ以上有していればよい。例えば、電池セルは、
複数の正極及び複数の負極からなる積層構造とすることもできる。

図５（Ａ）に、図３（Ａ）における一点鎖線Ａ１－Ａ２間の断面図の別の例を示す。また
、図５（Ｂ）に図３（Ａ）における一点鎖線Ｂ１－Ｂ２間の断面図を示す。

図５（Ａ）、（Ｂ）には、正極５０３と負極５０６を複数組用いて作製した二次電池５０
０の断面構造を示す。二次電池５００が有する電極層数に限定はない。電極層数が多い場
合には、より多くの容量を有する二次電池とすることができる。また、電極層数が少ない
場合には、薄型化でき、可撓性に優れた二次電池とすることができる。

図５（Ａ）、（Ｂ）では、正極集電体５０１の片面に正極活物質層５０２を有する正極５
０３を２つと、正極集電体５０１の両面に正極活物質層５０２を有する正極５０３を２つ
と、負極集電体５０４の両面に負極活物質層５０５を有する負極５０６を３つ用いる例を
示す。つまり、二次電池５００は、６層の正極活物質層５０２と、６層の負極活物質層５
０５を有する。なお、図５（Ａ）、（Ｂ）では、セパレータ５０７が袋状の例を示すが、
これに限定されず、セパレータ５０７は短冊状であっても、蛇腹状であってもよい。

また、図５において、正極集電体５０１の両面に正極活物質層５０２を有する一の正極を
、正極集電体５０１の片面に正極活物質層５０２を有する２つの正極に置き換えることが
好ましい。同様に、負極集電体５０４の両面に負極活物質層５０５を有する一の負極を、
負極集電体５０４の片面に負極活物質層５０５を有する２つの負極に置き換えることが好
ましい。図６に示す二次電池５００は、正極集電体５０１の正極活物質層５０２が付着し
ていない面同士、ならびに負極集電体５０４の負極活物質層５０５が付着していない面同
士が向かい合わせとなって接している。このような構成とすることで、二次電池５００を
湾曲させた場合に、２つの正極集電体５０１の界面および２つの負極集電体５０４の界面
が滑り面となり、二次電池５００内部に生じる応力を緩和できる。

次に、図３（Ｂ）に、正極５０３の外観図を示す。正極５０３は、正極集電体５０１及び
正極活物質層５０２を有する。

また、図３（Ｃ）に、負極５０６の外観図を示す。負極５０６は、負極集電体５０４及び
負極活物質層５０５を有する。

ここで、正極５０３及び負極５０６は、積層される複数の正極同士又は複数の負極同士を
電気的に接続するために、タブ領域を有することが好ましい。また、タブ領域には電極リ
ードを電気的に接続することが好ましい。

図３（Ｂ）に示すように、正極５０３は、タブ領域２８１を有することが好ましい。タブ
領域２８１の一部は、正極リード５１０と溶接されることが好ましい。タブ領域２８１は
正極集電体５０１が露出する領域を有することが好ましく、正極集電体５０１が露出する
領域に正極リード５１０を溶接することにより、接触抵抗をより低くすることができる。
また、図３（Ｂ）ではタブ領域２８１の全域において正極集電体５０１が露出している例
を示すが、タブ領域２８１は、その一部に正極活物質層５０２を有してもよい。

図３（Ｃ）に示すように、負極５０６は、タブ領域２８２を有することが好ましい。タブ
領域２８２の一部は、負極リード５１１と溶接されることが好ましい。タブ領域２８２は
負極集電体５０４が露出する領域を有することが好ましく、負極集電体５０４が露出する
領域に負極リード５１１を溶接することにより、接触抵抗をより低くすることができる。
また、図３（Ｃ）ではタブ領域２８２の全域において負極集電体５０４が露出している例
を示すが、タブ領域２８２は、その一部に負極活物質層５０５を有してもよい。

なお、図３（Ａ）では、正極５０３と負極５０６の端部が概略揃っている例を示すが、正
極５０３は、負極５０６の端部よりも外側に位置する部分を有していてもよい。

二次電池５００において、負極５０６の正極５０３と重ならない領域の面積は小さいほど
好ましい。

図４（Ａ）では、負極５０６の端部が、正極５０３の内側に位置する例を示す。このよう
な構成とすることにより、負極５０６を全て正極５０３と重ねる、又は負極５０６の正極
５０３と重ならない領域の面積を小さくすることができる。

または、二次電池５００において、正極５０３と負極５０６の面積は概略同じであること
が好ましい。例えば、セパレータ５０７を挟んで向かい合う正極５０３と負極５０６の面
積は、概略同じであることが好ましい。例えば、セパレータ５０７を挟んで向かい合う正
極活物質層５０２の面積と負極活物質層５０５の面積は概略同じであることが好ましい。

例えば、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、正極５０３のセパレータ５０７側の面の面積
と負極５０６のセパレータ５０７側の面の面積は概略同じであることが好ましい。正極５
０３の負極５０６側の面の面積と負極５０６の正極５０３側の面の面積を概略同じとする
ことにより、負極５０６の正極５０３と重ならない領域を小さくする（あるいは理想的に
はなくす）ことができ、二次電池５００の不可逆容量を減少させることができるため好ま
しい。または、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、正極活物質層５０２のセパレータ５０
７側の面の面積と負極活物質層５０５のセパレータ５０７側の面の面積は概略同じである
ことが好ましい。

また、図５（Ａ）、（Ｂ）に示すように、正極５０３の端部と負極５０６の端部は概略揃
うことが好ましい。また、正極活物質層５０２と負極活物質層５０５の端部は概略揃うこ
とが好ましい。

また、図４（Ｂ）では、正極５０３の端部が、負極５０６の内側に位置する例を示す。こ
のような構成とすることにより、正極５０３を全て負極５０６と重ねる、又は正極５０３
の負極５０６と重ならない領域の面積を小さくすることができる。負極５０６の端部が正
極５０３の端部よりも内側に位置すると、負極５０６の端部に電流が集中してしまう場合
がある。例えば、負極５０６の一部に電流が集中することで、負極５０６上にリチウムが
析出してしまうことがある。正極５０３の負極５０６と重ならない領域の面積を小さくす
ることで、負極５０６の一部に電流が集中することを抑制できる。これにより、例えば、
負極５０６上へのリチウムの析出が抑制でき、好ましい。

図３（Ａ）に示すように、正極リード５１０は、正極５０３に電気的に接続することが好
ましい。同様に、負極リード５１１は、負極５０６に電気的に接続することが好ましい。
正極リード５１０及び負極リード５１１は外装体５０９の外側に露出し、外部との電気的
接触を得る端子として機能する。

または、正極集電体５０１及び負極集電体５０４は、外部との電気的接触を得る端子の役
割を兼ねることもできる。その場合は、電極リードを用いずに、正極集電体５０１及び負
極集電体５０４の一部を外装体５０９から外側に露出するように配置してもよい。

また、図３（Ａ）では、正極リード５１０と負極リード５１１は、二次電池５００の同じ
辺に配置されているが、図７に示すように、正極リード５１０と負極リード５１１を二次
電池５００の異なる辺に配置してもよい。このように、本発明の一態様の二次電池は、電
極リードを自由に配置することができるため、設計自由度が高い。よって、本発明の一態
様の二次電池を用いた製品の設計自由度を高めることができる。また、本発明の一態様の
二次電池を用いた製品の生産性を高めることができる。

≪二次電池の作製方法例≫
次に、本発明の一態様である二次電池５００の作製方法の一例を、図８乃至図１０を用い
て説明する。

まず、正極５０３、負極５０６、及びセパレータ５０７を積層する。具体的には、正極５
０３の上にセパレータ５０７を配置する。その後、セパレータ５０７の上に負極５０６を
配置する。正極と負極を２組以上用いる場合は、さらに負極５０６の上にセパレータ５０
７を配置した後、正極５０３を配置する。このようにセパレータ５０７を正極５０３と負
極５０６の間に挟みながら正極５０３と負極５０６を交互に積層する。

あるいは、セパレータ５０７を袋状にしてもよい。セパレータ５０７で電極を包むことで
、該電極が製造工程中に損傷しにくくなり、好ましい。

まず、セパレータ５０７上に正極５０３を配置する。次いで、セパレータ５０７を図８（
Ａ）の破線で示した部分で折り、セパレータ５０７で正極５０３を挟む。なお、ここでは
正極５０３をセパレータ５０７で挟む例について説明したが、負極５０６をセパレータ５
０７で挟んでもよい。

ここで、正極５０３の外側のセパレータ５０７の外周部分を接合して、セパレータ５０７
を袋状（又はエンベロープ状）とすることが好ましい。セパレータ５０７の外周部分の接
合は、接着剤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。

次に、セパレータ５０７の外周部分を加熱により接合する。図８（Ａ）に接合部５１４を
示す。このようにして、正極５０３をセパレータ５０７で覆うことができる。

次に、図８（Ｂ）に示すように、負極５０６と、セパレータに覆われた正極５０３と、を
交互に重ねる。また、封止層１１５を有する正極リード５１０及び負極リード５１１を準
備する。

次に、図９（Ａ）に示すように、正極５０３のタブ領域２８１に、封止層１１５を有する
正極リード５１０を接続する。図９（Ｂ）に接続部の拡大図を示す。接合部５１２に圧力
を加えながら超音波を照射して、正極５０３のタブ領域２８１及び正極リード５１０を電
気的に接続する（超音波溶接）。このとき、タブ領域２８１に湾曲部５１３を設けるとよ
い。

湾曲部５１３を設けることによって、二次電池５００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、二次電池５００の信頼性を高めることができ
る。

同様の方法を用いて、負極５０６のタブ領域２８２と、負極リード５１１と、を電気的に
接続することができる。

次に、外装体５０９上に、正極５０３、負極５０６、及びセパレータ５０７を配置する。

次に、外装体５０９を、図９（Ｃ）の外装体５０９の中央付近に破線で示した部分で折り
曲げる。

図１０に、外装体５０９の外周を熱圧着により接合した部位を、接合部１１８として示す
。電解液５０８を入れるための導入口１１９以外の外装体５０９の外周部を、熱圧着によ
り接合する。熱圧着の際、電極リードに設けられた封止層も溶けて電極リードと外装体５
０９との間を固定することができる。また、外装体５０９と電極リードとの間の密着性を
向上することができる。

そして、減圧雰囲気下、或いは不活性ガス雰囲気下で所望の量の電解液５０８を導入口１
１９から外装体５０９の内側に入れる。そして、最後に、導入口１１９を熱圧着により接
合する。このようにして、薄型の蓄電池である二次電池５００を作製することができる。

二次電池５００を作製した後には、エージングを行うことが好ましい。エージング条件の
一例について以下に説明する。まず初めに０．００１Ｃ以上０．２Ｃ以下のレートで充電
を行う。温度は例えば室温以上５０℃以下とすればよい。このときに、電解液の分解が生
じ、ガスが発生した場合には、そのガスがセル内にたまると、電解液が電極表面と接する
ことができない領域が発生してしまう。つまり、電極の実効的な反応面積が減少し、実効
的な抵抗が高くなることに相当する。

過度に抵抗が高くなると、電極の抵抗に応じて充電電圧が上昇し、負極電位が下がること
によって、黒鉛へのリチウムの挿入と同時に、黒鉛表面にリチウムが析出してしまう場合
がある。このリチウムの析出は容量の低下を招く場合がある。例えば、リチウムが析出し
た後、表面に被膜等が成長してしまうと、表面に析出したリチウムが再溶出できなくなり
、容量に寄与しないリチウムが生じてしまう。また、析出したリチウムが物理的に崩落し
、電極との導通を失った場合にも、やはり容量に寄与しないリチウムが生じてしまう。よ
って、負極電位が充電電圧上昇によりリチウム電位まで到達しないように、ガスを抜くこ
とが好ましい。

ガス抜きを行う場合には、例えば薄型の蓄電池の外装体の一部を切断し、開封すればよい
。ガスにより外装体が膨張している場合には、再度、外装体の形を整えることが好ましい
。また、再封止の前に必要に応じて電解液を足してもよい。

また、ガス抜きを行った後に、室温よりも高い温度、好ましくは３０℃以上６０℃以下、
より好ましくは３５℃以上５０℃以下において、例えば１時間以上１００時間以下の間、
充電状態で保持してもよい。初めに行う充電の際に、表面で分解した電解液は被膜を形成
する。よって、例えばガス抜き後に室温よりも高い温度で保持することにより、形成され
た被膜が緻密化する場合も考えられる。

≪正極の構成≫
次に本発明の一態様に係る二次電池に用いられる各構成物とその材料について説明する。
まず、正極について図４（Ａ）を用いて説明する。正極は、正極活物質層５０２と、正極
集電体５０１とを含む。

正極活物質層５０２に用いられる正極活物質材料としては、リチウムイオン等のキャリア
イオンの挿入及び脱離が可能な材料を用いることができ、例えば、オリビン型の結晶構造
、層状岩塩型の結晶構造、又はスピネル型の結晶構造を有するリチウム含有材料等が挙げ
られる。

例えば、実施例１に示すリン酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ_４）は、安全性、安定性、高容
量密度、高電位、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。

正極活物質は負極活物質と共に、二次電池の電池反応の中心的役割を担いキャリアイオン
の放出及び吸収を行う物質である。二次電池の寿命を高めるためには、電池反応の不可逆
反応に係る容量が少ない材料であることが好ましく、充放電効率の高い材料であることが
好ましい。

活物質は電解液と接するため、活物質と電解液とが反応し、反応により活物質が失われ劣
化すると、二次電池の容量が低下するため、劣化の少ない二次電池を実現するためには、
二次電池内のこのような反応が生じないことが望ましい。

電極の導電助剤として、アセチレンブラック（ＡＢ）、グラファイト（黒鉛）粒子、カー
ボンナノチューブ、還元された酸化グラフェン（ＲＧＯ）、フラーレンなどを用いること
ができる。

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、正極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。正極活物質層中に導
電助剤を添加することにより、高い電気伝導性を有する正極活物質層５０２を実現するこ
とができる。

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

正極活物質層５０２の総量に対するバインダーの含有量は、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５０２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５０２を形成する場合は、正極活物質とバインダーと導電助
剤と分散媒を混合して電極スラリーを作製し、正極集電体５０１上に塗布して乾燥させれ
ばよい。

なお、正極集電体５０１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。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。

以上の工程で二次電池の正極を作製することができる。

≪負極の構成≫
次に負極について図４（Ａ）を用いて説明する。負極は、負極活物質層５０５と、負極集
電体５０４とを含む。負極を形成する工程を以下に説明する。

負極活物質層５０５に用いられる負極活物質として、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。また、黒鉛の形状としては鱗片状のものや球状のものなどがある
。

負極活物質として、炭素系材料以外に、リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電
反応を行うことが可能な材料も用いることができる。例えば、Ｇａ、Ｓｉ、Ａｌ、Ｇｅ、
Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ等のうち少なくとも一つを含む材料を
用いることができる。このような元素は炭素と比べて容量が大きく、特にシリコンは理論
容量が４２００ｍＡｈ／ｇと高く好ましい。このような元素を用いた合金系材料（化合物
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。

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－ｘＭ_ｘＮ（ＭはＣｏ、Ｎｉまたは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を含むため、正極活
物質としてリチウムを含まないＶ_２Ｏ_５、Ｃｒ_３Ｏ_８等の材料と組み合わせることができ
る。なお、正極活物質にリチウムを含む材料を用いる場合でも、あらかじめ正極活物質に
含まれるリチウムを脱離させることで、負極活物質としてリチウムと遷移金属の複窒化物
を用いることができる。

また、コンバージョン反応が生じる材料を負極活物質として用いることもできる。例えば
、酸化コバルト（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。

負極活物質は、一例としては、粒径が５０ｎｍ以上１００μｍ以下のものを用いるとよい
。

なお、正極活物質層５０２においても負極活物質層５０５においても、活物質材料は複数
の材料を特定の割合で組み合わせて用いてもよい。活物質層に複数の材料を用いることで
、より詳細に活物質層の性能を選択することができる。

電極の導電助剤として、アセチレンブラック（ＡＢ）、グラファイト（黒鉛）粒子、カー
ボンナノチューブ、還元された酸化グラフェン（ＲＧＯ）、フラーレンなどを用いること
ができる。

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、負極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。負極活物質層中に導
電助剤を添加することにより、高い電気伝導性を有する負極活物質層５０５を実現するこ
とができる。

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

負極活物質層５０５の総量に対するバインダーの含有量は、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、負極活物質層５０５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。

次いで、負極集電体５０４上に負極活物質層５０５を形成する。塗布法を用いて負極活物
質層５０５を形成する場合は、負極活物質とバインダーと導電助剤と分散媒を混合してス
ラリーを作製し、負極集電体５０４に塗布して乾燥させる。また、乾燥後に必要があれば
プレス処理を行ってもよい。

なお、負極集電体５０４には、ステンレス、金、白金、亜鉛、鉄、銅、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。負極集電体５０４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。負極集電体５０４は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下のもの
を用いるとよい。また、電極集電体の表面の一部に、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。

以上の工程で二次電池の負極を作製することができる。

≪セパレータの構成≫
セパレータ５０７について説明する。セパレータ５０７の材料としては、紙、不織布、ガ
ラス繊維、あるいは、ナイロン（ポリアミド）、ビニロン（ポリビニルアルコール系繊維
）、ポリエステル、アクリル、ポリオレフィン、ポリウレタンといった合成繊維等を用い
ればよい。ただし、後述の電解液に溶解しない材料を選ぶ必要がある。

より具体的には、セパレータ５０７の材料として、例えば、フッ素系ポリマー、ポリエチ
レンオキシド、ポリプロピレンオキシド等のポリエーテル、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン等のポリオレフィン、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリメチルメタク
リレート、ポリメチルアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリメタクリロニトリル、
ポリビニルアセテート、ポリビニルピロリドン、ポリエチレンイミン、ポリブタジエン、
ポリスチレン、ポリイソプレン、ポリウレタン系高分子及びこれらの誘導体、セルロース
、紙、不織布、ガラス繊維から選ばれる一種を単独で、又は二種以上を組み合せて用いる
ことができる。

≪電解液の構成≫

本発明の一態様に係る二次電池に用いることができる電解液５０８は、電解質（溶質）を
含む非水溶液（溶媒）とすることが好ましい。

電解液５０８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。例えば、非プ
ロトン性有機溶媒が好ましく、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート
（ＰＣ）、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート
、γ－ブチロラクトン、γ－バレロラクトン、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチ
ルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ギ酸メチル、酢酸メ
チル、酪酸メチル、１，３－ジオキサン、１，４－ジオキサン、ジメトキシエタン（ＤＭ
Ｅ）、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５０８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、二次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
リエチレンオキシド系ゲル、ポリプロピレンオキシド系ゲル、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、難燃性及び難蒸発性であるイオン液体（常温溶融塩ともいう
）を一つまたは複数用いることで、二次電池の内部短絡や、過充電等によって内部温度が
上昇しても、二次電池の破裂や発火などを防ぐことができる。これにより、二次電池の安
全性を高めることができる。

なお、上記の電解質では、キャリアイオンがリチウムイオンである場合について説明した
が、リチウムイオン以外のキャリアイオンも用いることができる。リチウムイオン以外の
キャリアイオンとしては、アルカリ金属イオンやアルカリ土類金属イオンの場合、電解質
として、上記リチウム塩において、リチウムの代わりに、アルカリ金属（例えば、ナトリ
ウムやカリウム等）、アルカリ土類金属（例えば、カルシウム、ストロンチウム、バリウ
ム、ベリリウム、マグネシウム等）を用いてもよい。

また、二次電池に用いる電解液は、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質量比を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、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（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（Ｃ_４Ｆ_９ＳＯ_２）（ＣＦ_３ＳＯ_２
）、ＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２等のリチウム塩を一種、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。

なお、電解液は、正極の集電体と反応し、正極集電体を腐食する場合がある。そのような
腐食を防止するため、電解液に数ｗｔ％のＬｉＰＦ_６を添加してもよい。正極集電体表面
に不導体膜を生じ、該不導体膜が電解液と正極集電体との反応を抑制できる場合がある。
ただし、正極活物質層を溶解させないために、ＬｉＰＦ_６の濃度は１０ｗｔ％以下、好ま
しくは５ｗｔ％以下、より好ましくは３ｗｔ％以下とするとよい。

≪グラフェン化合物≫
なお、本発明の一態様において、蓄電装置を構成する各部材にグラフェン化合物を用いる
ことができる。グラフェン化合物は後述の通り、修飾により構造及び特性を幅広く選択す
ることができため、グラフェン化合物を適用しようとする部材に応じて、好ましい性質を
発現させることができる。また、グラフェン化合物は機械的強度が高いため、グラフェン
化合物は可撓性を有する蓄電装置を構成する各部材にも適用することができる。以下、グ
ラフェン化合物について説明する。

グラフェンは、炭素原子が１原子層配列したものであり、炭素原子間にπ結合を有する。
グラフェンが２層以上１００層以下重なったものを、マルチグラフェンと呼ぶ場合がある
。グラフェンおよびマルチグラフェンは、例えば、長手方向、あるいは面における長軸の
長さが５０ｎｍ以上１００μｍ以下または８００ｎｍ以上５０μｍ以下である。

本明細書等において、グラフェンまたはマルチグラフェンを基本骨格として有する化合物
を「グラフェン化合物（「グラフェンコンパウンド：Ｇｒａｐｈｅｎｅ Ｃｏｍｐｏｕｎ
ｄ」ともいう）」と呼ぶ。グラフェン化合物には、グラフェンとマルチグラフェンを含む
。

以下に、グラフェン化合物について詳細を説明する。

グラフェン化合物は例えば、グラフェンまたはマルチグラフェンが、炭素以外の原子、ま
たは炭素以外の原子を有する原子団に修飾された化合物である。また、グラフェンまたは
マルチグラフェンが、アルキル基、アルキレン等の炭素を主とした原子団に修飾された化
合物であってもよい。なお、グラフェンまたはマルチグラフェンを修飾する原子団を、置
換基、官能基、または特性基等と呼ぶ場合がある。ここで、本明細書等において修飾とは
、置換反応、付加反応またはその他の反応により、グラフェン、マルチグラフェン、グラ
フェン化合物、または酸化グラフェン（後述）に、炭素以外の原子、炭素以外の原子を有
する原子団、または炭素を主とした原子団を導入することをいう。

なお、グラフェンの表面と裏面は、それぞれ異なる原子や原子団により修飾されていても
よい。また、マルチグラフェンにおいては、それぞれの層が異なる原子や原子団に修飾さ
れていてもよい。

上述の原子または原子団により修飾されたグラフェンの一例として、酸素または酸素を含
む官能基に修飾されたグラフェンまたはマルチグラフェンが挙げられる。ここで酸素を含
む官能基として例えば、エポキシ基、カルボキシル基などのカルボニル基、または水酸基
等が挙げられる。酸素または酸素を有する官能基により修飾されたグラフェン化合物を、
酸化グラフェンと呼ぶ場合がある。また、本明細書においては、酸化グラフェンは多層の
酸化グラフェンをも含むものとする。

酸化グラフェンにおける修飾の一例として、酸化グラフェンのシリル化について説明する
。まず、窒素雰囲気中において、容器内に酸化グラフェンを入れ、容器にｎ－ブチルアミ
ン（Ｃ_４Ｈ_９ＮＨ_２）を加え、６０℃に保ち１時間撹拌する。次に、容器にトルエンを加
え、シリル化剤として、アルキルトリクロロシランをさらに加えて、窒素雰囲気中におい
て、６０℃に保ち５時間撹拌する。次に、容器にさらにトルエンを加え、吸引濾過して固
体粉末を得て、これをエタノール中に分散させる。さらにこれを吸引濾過して固体粉末を
得て、アセトンに分散させる。さらに、これを吸引濾過して固体粉末を得て、液体成分を
気化してシリル化された酸化グラフェンが得られる。

なお修飾は、シリル化に限定されず、シリル化も上述の方法に限定されない。また、１種
類の原子または原子団を導入するだけでなく、複数の種類の修飾を施し、複数の種類の原
子または原子団を導入してもよい。グラフェン化合物に特定の原子団を導入することで、
グラフェン化合物の物性を変化させることができる。従って、グラフェン化合物の用途に
応じて望ましい修飾を施すことにより、グラフェン化合物に所望の性質を意図的に発現さ
せることができる。

次に、酸化グラフェンの作製方法の一例を説明する。酸化グラフェンは、上記グラフェン
またはマルチグラフェンを酸化して得ることができる。または、酸化グラフェンは、酸化
グラファイトを分離して得ることができる。酸化グラファイトは、グラファイトを酸化し
て得ることができる。ここで、酸化グラフェンに、さらに上述の原子または原子団を修飾
してもよい。

酸化グラフェンを還元して得られる化合物を、「ＲＧＯ（Ｒｅｄｕｃｅｄ Ｇｒａｐｈｅ
ｎｅ Ｏｘｉｄｅ）」と呼ぶ場合がある。なお、ＲＧＯには、酸化グラフェンに含まれる
酸素は全て脱離されずに、一部の酸素または酸素を含む原子団が炭素に結合した状態で残
存する場合がある。例えばＲＧＯは、エポキシ基、カルボキシル基などのカルボニル基、
または水酸基等の官能基を有する場合がある。

グラフェン化合物は、複数のグラフェン化合物が部分的に重なりながら１枚のシート状と
なっていてもよい。このようなグラフェン化合物を、グラフェン化合物シートと呼ぶ場合
がある。グラフェン化合物シートは例えば、厚さが０．３３ｎｍ以上１０ｍｍ以下、より
好ましくは０．３４ｎｍより大きく１０μｍ以下の領域を有する。グラフェン化合物シー
トは、炭素以外の原子、炭素以外の原子を有する原子団、またはアルキル基等の炭素を主
とした原子団等により修飾されていてもよい。また、グラフェン化合物シートが有する複
数の層のそれぞれにおいて、異なる原子または原子団により修飾されていてもよい。

グラフェン化合物は、炭素で構成される六員環の他に、炭素で構成される五員環や、炭素
で構成される七員環以上の多員環を有してもよい。ここで、七員環以上の多員環の近傍で
は、リチウムイオンが通過可能な領域が生じる場合がある。

また例えば、複数のグラフェン化合物が集まって、シート状の形状となっていてもよい。

グラフェン化合物は平面的な形状を有するため、面接触を可能とする。

グラフェン化合物は薄くても導電性が高い場合があり、また面接触によりグラフェン化合
物同士、あるいはグラフェン化合物と活物質との間の接触面積を増加させることができる
。よって、体積あたりの量が少なくても効率よく導電パスを形成することができる。

一方で、グラフェン化合物を絶縁体として用いることもできる。例えばグラフェン化合物
シートをシート状の絶縁体として用いることができる。ここで例えば、酸化グラフェンは
酸化されていないグラフェン化合物と比較して絶縁性が高い場合がある。また、原子団に
修飾されたグラフェン化合物は、修飾する原子団の種類により、絶縁性を高めることがで
きる場合がある。

ここで、本明細書等においてグラフェン化合物は、グラフェン前駆体を有してもよい。グ
ラフェン前駆体とは、グラフェンを製造するために用いられる物質のことをいい、グラフ
ェン前駆体には例えば、上述の酸化グラフェンや、酸化グラファイトなどを含んでもよい
。

なお、アルカリ金属を有するグラフェンや、酸素等の炭素以外の元素を有するグラフェン
を、グラフェン類似体と呼ぶ場合がある。本明細書等においてグラフェン化合物には、グ
ラフェン類似体も含まれる。

また、本明細書等におけるグラフェン化合物は、層間に原子、原子団、およびそれらのイ
オンを有してもよい。なお、グラフェン化合物が層間に原子、原子団、およびそれらのイ
オンを有することにより、グラフェン化合物の物性、例えば電気伝導性やイオン伝導性が
変化する場合がある。また、層間距離が大きくなる場合がある。

グラフェン化合物は、高い導電性を有するという優れた電気特性と、高い柔軟性および高
い機械的強度を有するという優れた物理特性と、を有する場合がある。また、グラフェン
化合物は、修飾の種類に応じて、導電性を極めて低くし絶縁体とすることができる場合が
ある。また、グラフェン化合物は平面的な形状を有する。グラフェン化合物は、接触抵抗
の低い面接触を可能とする。

≪外装体の構成≫
次に、外装体５０９について説明する。外装体５０９には、例えばポリエチレン、ポリプ
ロピレン、ポリカーボネート、アイオノマー、ポリアミド等の材料からなる膜上に、アル
ミニウム、ステンレス、銅、ニッケル等の可撓性に優れた金属薄膜を設け、さらに該金属
薄膜上に外装体の外面としてポリアミド系樹脂、ポリエステル系樹脂等の絶縁性合成樹脂
膜を設けた三層構造のフィルムを用いることができる。このような三層構造とすることで
、電解液や気体の透過を遮断するとともに、絶縁性を確保し、併せて耐電解液性を有する
。外装体を内側に折り曲げて重ねて、または、２つの外装体それぞれの内面を向い合せて
重ねて熱を加えることにより、内面の材料が融け２つの外装体を融着することができ、封
止構造を作製することができる。

外装体が融着等され封止構造が形成されている箇所を封止部とすると、外装体を内側に折
り曲げて重ねた場合は、折り目以外の個所に封止部が形成され、外装体の第１の領域と、
該第１の領域と重なる第２の領域とが融着等された構造となる。また、２枚の外装体を重
ねた場合は熱融着等の方法で外周すべてに封止部が形成される。

≪可撓性の二次電池≫
本実施の形態にて示された各部材の材料から、可撓性を有する材料を選択して用いると、
可撓性を有する二次電池を作製することができる。近年、変形可能なデバイスの研究及び
開発が盛んである。そのようなデバイスに用いる二次電池として、可撓性を有する二次電
池の需要が生じている。

２枚のフィルムを外装体として電極・電解液など１８０５を挟む二次電池を湾曲させた場
合には、二次電池の曲率中心１８００に近い側のフィルム１８０１の曲率半径１８０２は
、曲率中心１８００から遠い側のフィルム１８０３の曲率半径１８０４よりも小さい（図
１１（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に近いフィ
ルムの表面には圧縮応力がかかり、曲率中心１８００から遠いフィルムの表面には引っ張
り応力がかかる（図１１（Ｂ））。

可撓性を有する二次電池を変形させたとき、外装体に大きな応力がかかるが、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、二次電池の変形により圧縮応力や引
っ張り応力がかかったとしても、ひずみによる影響を抑えることができる。そのため、二
次電池は、曲率中心に近い側の外装体の曲率半径が３０ｍｍ好ましくは１０ｍｍとなる範
囲で変形することができる。

面の曲率半径について、図１２を用いて説明する。図１２（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１７０２の一部を円の弧
に近似して、その円の半径を曲率半径１７０３とし、円の中心を曲率中心１７０４とする
。図１２（Ｂ）に曲面１７００の上面図を示す。図１２（Ｃ）に、平面１７０１で曲面１
７００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。

なお、二次電池の断面形状は、単純な円弧状に限定されず、一部が円弧を有する形状にす
ることができ、例えば図１１（Ｃ）に示す形状や、波状（図１１（Ｄ））、Ｓ字形状など
とすることもできる。二次電池の曲面が複数の曲率中心を有する形状となる場合は、複数
の曲率中心それぞれにおける曲率半径の中で、最も曲率半径が小さい曲面において、２枚
の外装体の曲率中心に近い方の外装体の曲率半径が、３０ｍｍ好ましくは１０ｍｍとなる
範囲で二次電池が変形することができる。

本実施の形態で示す二次電池の正極活物質層には、本発明の一態様に係る正極活物質層が
用いられている。そのため、二次電池の出力を高めることができる。

本実施の形態は、他の実施の形態および実施例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、本発明の一態様に係る二次電池の構造について、図１３乃至図１４を
参照して説明する。

≪コイン型二次電池≫
図１３（Ａ）は、コイン型（単層偏平型）の二次電池の外観図であり、図１３（Ｂ）は、
その断面図である。

コイン型の二次電池３００は、正極端子を兼ねた正極缶３０１と負極端子を兼ねた負極缶
３０２とが、ポリプロピレン等で形成されたガスケット３０３で絶縁シールされている。
正極３０４は、正極集電体３０５と、これと接するように設けられた正極活物質層３０６
により形成される。正極活物質層３０６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（バインダー）、正極活物質層の導電性を高めるための導電助剤等を有し
てもよい。

正極活物質には、実施の形態１で示した材料を用いることができる。

また、負極３０７は、負極集電体３０８と、これに接するように設けられた負極活物質層
３０９により形成される。負極活物質層３０９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（バインダー）、負極活物質層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３０６と負極活物質層３０９との間には、セパレータ３１
０と、電解質（図示せず）とを有する。

正極缶３０１、負極缶３０２には、電解液に対して耐腐食性のある、ニッケル、アルミニ
ウム、チタン等の金属、またはこれらの合金やこれらと他の金属との合金（例えばステン
レス鋼等）を用いることができる。また、電解液による腐食を防ぐため、ニッケルやアル
ミニウム等で被覆することが好ましい。正極缶３０１は正極３０４と、負極缶３０２は負
極３０７とそれぞれ電気的に接続する。

これら負極３０７、正極３０４及びセパレータ３１０を電解質に含浸させ、図１３（Ｂ）
に示すように、正極缶３０１を下にして正極３０４、セパレータ３１０、負極３０７、負
極缶３０２をこの順で積層し、正極缶３０１と負極缶３０２とをガスケット３０３を介し
て圧着してコイン形の二次電池３００を製造する。

ここで図１３（Ｃ）を用いて二次電池の充電時の電流の流れを説明する。リチウムを用い
た二次電池を一つの閉回路とみなした時、リチウムイオンの動きと電流の流れは同じ向き
になる。なお、リチウムを用いた二次電池では、充電と放電でアノード（陽極）とカソー
ド（陰極）が入れ替わり、酸化反応と還元反応とが入れ替わることになるため、反応電位
が高い電極を正極と呼び、反応電位が低い電極を負極と呼ぶ。したがって、本明細書にお
いては、充電中であっても、放電中であっても、逆パルス電流を流す場合であっても、充
電電流を流す場合であっても、正極は「正極」または「＋極（プラス極）」と呼び、負極
は「負極」または「－極（マイナス極）」と呼ぶこととする。酸化反応や還元反応に関連
したアノード（陽極）やカソード（陰極）という用語を用いると、充電時と放電時とでは
、逆になってしまい、混乱を招く可能性がある。したがって、アノード（陽極）やカソー
ド（陰極）という用語は、本明細書においては用いないこととする。仮にアノード（陽極
）やカソード（陰極）という用語を用いる場合には、充電時か放電時かを明記し、正極（
プラス極）と負極（マイナス極）のどちらに対応するものかも併記することとする。

図１３（Ｃ）に示す２つの端子には充電器が接続され、二次電池４００が充電される。二
次電池４００の充電が進めば、電極間の電位差は大きくなる。図１３（Ｃ）では、二次電
池４００の外部の端子から、正極４０２の方へ流れ、二次電池４００の中において、正極
４０２から負極４０４の方へ流れ、負極から二次電池４００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
。

≪円筒型二次電池≫
次に、円筒型の二次電池の一例について、図１４を参照して説明する。円筒型の二次電池
６００は図１４（Ａ）に示すように、上面に正極キャップ（電池蓋）６０１を有し、側面
及び底面に電池缶（外装缶）６０２を有している。これら正極キャップ６０１と電池缶（
外装缶）６０２とは、ガスケット（絶縁パッキン）６１０によって絶縁されている。

図１４（Ｂ）は、円筒型の二次電池の断面を模式的に示した図である。中空円柱状の電池
缶６０２の内側には、帯状の正極６０４と負極６０６とがセパレータ６０５を間に挟んで
捲回された電池素子が設けられている。図示しないが、電池素子はセンターピンを中心に
捲回されている。電池缶６０２は、一端が閉じられ、他端が開いている。電池缶６０２に
は、電解液に対して耐腐食性のあるニッケル、アルミニウム、チタン等の金属、又はこれ
らの合金やこれらと他の金属との合金（例えば、ステンレス鋼等）を用いることができる
。また、電解液による腐食を防ぐため、ニッケルやアルミニウム等を被覆することが好ま
しい。電池缶６０２の内側において、正極、負極及びセパレータが捲回された電池素子は
、対向する一対の絶縁板６０８、６０９により挟まれている。また、電池素子が設けられ
た電池缶６０２の内部は、非水電解液（図示せず）が注入されている。非水電解液は、コ
イン型の二次電池と同様のものを用いることができる。

正極６０４及び負極６０６は、上述したコイン型の二次電池の正極及び負極と同様に製造
すればよいが、円筒型の二次電池に用いる正極及び負極は捲回するため、集電体の両面に
活物質を形成する点において異なる。正極６０４には正極端子（正極集電リード）６０３
が接続され、負極６０６には負極端子（負極集電リード）６０７が接続される。正極端子
６０３及び負極端子６０７は、ともにアルミニウムなどの金属材料を用いることができる
。正極端子６０３は安全弁機構６１２に、負極端子６０７は電池缶６０２の底にそれぞれ
抵抗溶接される。安全弁機構６１２は、ＰＴＣ素子（Ｐｏｓｉｔｉｖｅ Ｔｅｍｐｅｒａ
ｔｕｒｅ Ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ）６１１を介して正極キャップ６０１と電気的に接続
されている。安全弁機構６１２は電池の内圧の上昇が所定の閾値を超えた場合に、正極キ
ャップ６０１と正極６０４との電気的な接続を切断するものである。また、ＰＴＣ素子６
１１は温度が上昇した場合に抵抗が増大する熱感抵抗素子であり、抵抗の増大により電流
量を制限して異常発熱を防止するものである。ＰＴＣ素子には、チタン酸バリウム（Ｂａ
ＴｉＯ_３）系半導体セラミックス等を用いることができる。

本実施の形態で示す二次電池の正極活物質層には、本発明の一態様に係る正極活物質層が
用いられている。そのため、二次電池の出力を高めることができる。

また、可撓性を有するラミネート型の二次電池を電子機器に実装する例を図１５に示す。
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、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、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１５（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１５（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１５（Ｃ
）に示す。蓄電装置７４０７はラミネート型の二次電池である。

図１５（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１５（Ｅ）に曲げられた蓄電装置７１０４の状態を示す。

≪蓄電装置の構造例≫
蓄電装置の構造例について、図１６乃至図２０を用いて説明する。

図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）は、蓄電装置の外観図を示す図である。蓄電装置は、回路
基板９００と、二次電池９１３と、を有する。二次電池９１３には、ラベル９１０が貼ら
れている。さらに、図１６（Ｂ）に示すように、蓄電装置は、端子９５１と、端子９５２
と、アンテナ９１４と、アンテナ９１５と、を有する。

回路基板９００は、端子９１１と、回路９１２と、を有する。端子９１１は、端子９５１
、端子９５２、アンテナ９１４、アンテナ９１５、及び回路９１２に接続される。なお、
端子９１１を複数設けて、複数の端子９１１のそれぞれを、制御信号入力端子、電源端子
などとしてもよい。

回路９１２は、回路基板９００の裏面に設けられていてもよい。なお、アンテナ９１４及
びアンテナ９１５は、コイル状に限定されず、例えば線状、板状であってもよい。また、
平面アンテナ、開口面アンテナ、進行波アンテナ、ＥＨアンテナ、磁界アンテナ、誘電体
アンテナ等のアンテナを用いてもよい。又は、アンテナ９１４若しくはアンテナ９１５は
、平板状の導体でもよい。この平板状の導体は、電界結合用の導体の一つとして機能する
ことができる。つまり、コンデンサの有する２つの導体のうちの一つの導体として、アン
テナ９１４若しくはアンテナ９１５を機能させてもよい。これにより、電磁界、磁界だけ
でなく、電界で電力のやり取りを行うこともできる。

アンテナ９１４の線幅は、アンテナ９１５の線幅よりも大きいことが好ましい。これによ
り、アンテナ９１４により受電する電力量を大きくできる。

蓄電装置は、アンテナ９１４及びアンテナ９１５と、二次電池９１３との間に層９１６を
有する。層９１６は、例えば二次電池９１３による電磁界への影響を防止することができ
る機能を有する。層９１６としては、例えば磁性体を用いることができる。

なお、蓄電装置の構造は、図１６に限定されない。

例えば、図１７（Ａ－１）及び図１７（Ａ－２）に示すように、図１６（Ａ）及び図１６
（Ｂ）に示す二次電池９１３のうち、対向する一対の面のそれぞれにアンテナを設けても
よい。図１７（Ａ－１）は、上記一対の面の一方側方向から見た外観図であり、図１７（
Ａ－２）は、上記一対の面の他方側方向から見た外観図である。なお、図１６（Ａ）及び
図１６（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示
す蓄電装置の説明を適宜援用できる。

図１７（Ａ－１）に示すように、二次電池９１３の一対の面の一方に層９１６を挟んでア
ンテナ９１４が設けられ、図１７（Ａ－２）に示すように、二次電池９１３の一対の面の
他方に層９１７を挟んでアンテナ９１５が設けられる。層９１７は、例えば二次電池９１
３による電磁界への影響を防止することができる機能を有する。層９１７としては、例え
ば磁性体を用いることができる。

上記構造にすることにより、アンテナ９１４及びアンテナ９１５の両方のサイズを大きく
することができる。

又は、図１７（Ｂ－１）及び図１７（Ｂ－２）に示すように、図１６（Ａ）及び図１６（
Ｂ）に示す二次電池９１３のうち、対向する一対の面のそれぞれに別のアンテナを設けて
もよい。図１７（Ｂ－１）は、上記一対の面の一方側方向から見た外観図であり、図１７
（Ｂ－２）は、上記一対の面の他方側方向から見た外観図である。なお、図１６（Ａ）及
び図１６（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に
示す蓄電装置の説明を適宜援用できる。

図１７（Ｂ－１）に示すように、二次電池９１３の一対の面の一方に層９１６を挟んでア
ンテナ９１４及びアンテナ９１５が設けられ、図１７（Ｂ－２）に示すように、二次電池
９１３の一対の面の他方に層９１７を挟んでアンテナ９１８が設けられる。アンテナ９１
８は、例えば、外部機器とのデータ通信を行うことができる機能を有する。アンテナ９１
８には、例えばアンテナ９１４及びアンテナ９１５に適用可能な形状のアンテナを適用す
ることができる。アンテナ９１８を介した蓄電装置と他の機器との通信方式としては、Ｎ
ＦＣなど、蓄電装置と他の機器との間で用いることができる応答方式などを適用すること
ができる。

又は、図１８（Ａ）に示すように、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す二次電池９１３
に表示装置９２０を設けてもよい。表示装置９２０は、端子９１９を介して端子９１１に
電気的に接続される。なお、表示装置９２０が設けられる部分にラベル９１０を設けなく
てもよい。なお、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分については、
図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す蓄電装置の説明を適宜援用できる。

表示装置９２０には、例えば充電中であるか否かを示す画像、蓄電量を示す画像などを表
示してもよい。表示装置９２０としては、例えば電子ペーパー、液晶表示装置、エレクト
ロルミネセンス（ＥＬともいう）表示装置などを用いることができる。例えば、電子ペー
パーを用いることにより表示装置９２０の消費電力を低減することができる。

又は、図１８（Ｂ）に示すように、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す二次電池９１３
にセンサ９２１を設けてもよい。センサ９２１は、端子９２２を介して端子９１１に電気
的に接続される。なお、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す蓄電装置と同じ部分につい
ては、図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示す蓄電装置の説明を適宜援用できる。

センサ９２１としては、例えば、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ことができる機能を有すればよい
。センサ９２１を設けることにより、例えば、蓄電装置が置かれている環境を示すデータ
（温度など）を検出し、回路９１２内のメモリに記憶しておくこともできる。

さらに、二次電池９１３の構造例について図１９及び図２０を用いて説明する。

図１９（Ａ）に示す二次電池９１３は、筐体９３０の内部に端子９５１と端子９５２が設
けられた捲回体９５０を有する。捲回体９５０は、筐体９３０の内部で電解液に含浸され
る。端子９５２は、筐体９３０に接し、端子９５１は、絶縁材などを用いることにより筐
体９３０に接していない。なお、図１９（Ａ）では、便宜のため、筐体９３０を分離して
図示しているが、実際は、捲回体９５０が筐体９３０に覆われ、端子９５１及び端子９５
２が筐体９３０の外に延在している。筐体９３０としては、金属材料（例えばアルミニウ
ムなど）又は樹脂材料を用いることができる。

なお、図１９（Ｂ）に示すように、図１９（Ａ）に示す筐体９３０を複数の材料によって
形成してもよい。例えば、図１９（Ｂ）に示す二次電池９１３は、筐体９３０ａと筐体９
３０ｂが貼り合わされており、筐体９３０ａ及び筐体９３０ｂで囲まれた領域に捲回体９
５０が設けられている。

筐体９３０ａとしては、有機樹脂など、絶縁材料を用いることができる。特に、アンテナ
が形成される面に有機樹脂などの材料を用いることにより、二次電池９１３による電界の
遮蔽を抑制できる。なお、筐体９３０ａによる電界の遮蔽が小さければ、筐体９３０ａの
内部にアンテナ９１４やアンテナ９１５などのアンテナを設けてもよい。筐体９３０ｂと
しては、例えば金属材料を用いることができる。

さらに、捲回体９５０の構造について図２０に示す。捲回体９５０は、負極９３１と、正
極９３２と、セパレータ９３３と、を有する。捲回体９５０は、セパレータ９３３を挟ん
で負極９３１と、正極９３２が重なり合って積層され、該積層シートを捲回させた捲回体
である。なお、負極９３１と、正極９３２と、セパレータ９３３と、の積層を、さらに複
数重ねてもよい。

負極９３１は、端子９５１及び端子９５２の一方を介して図１６に示す端子９１１に接続
される。正極９３２は、端子９５１及び端子９５２の他方を介して図１６に示す端子９１
１に接続される。

≪電気機器の一例：車両に搭載する例≫
次に、二次電池を車両に搭載する例について示す。二次電池を車両に搭載すると、ハイブ
リッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、又はプラグインハイブリッド車（ＰＨＥＶ）
等の次世代クリーンエネルギー自動車を実現できる。

図２１において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。図２１（Ａ）に示す自動車８
１００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、繰り返し充放電することがで
きる車両を実現することができる。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２１（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２１（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、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、蓄電装置のサイクル特性が良好となり、信頼性を向上させるこ
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、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。

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。

（実施の形態４）
上記実施の形態で説明した材料を含む電池セルと組み合わせて用いることができる電池制
御ユニット（Ｂａｔｔｅｒｙ Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ Ｕｎｉｔ：ＢＭＵ）、及び該電池
制御ユニットを構成する回路に適したトランジスタについて、図２２乃至図２８を参照し
て説明する。本実施の形態では、特に直列に接続された電池セルを有する蓄電装置の電池
制御ユニットについて説明する。

直列に接続された複数の電池セルに対して充放電を繰り返していくと、各電池セル間にお
いて、充放電特性のばらつきが生じて、各電池セルの容量（出力電圧）が異なってくる。
直列に接続された複数の電池セルでは、全体の放電時の容量が、容量の小さい電池セルに
依存する。各電池セルの容量にばらつきがあると放電時の全体の容量が小さくなる。また
、容量が小さい電池セルを基準にして充電を行うと、充電不足となる虞がある。また、容
量の大きい電池セルを基準にして充電を行うと、過充電となる虞がある。

そのため、直列に接続された電池セルを有する蓄電装置の電池制御ユニットは、充電不足
や、過充電の原因となる、電池セル間の容量のばらつきを揃える機能を有する。電池セル
間の容量のばらつきを揃える回路構成には、抵抗方式、キャパシタ方式、あるいはインダ
クタ方式等あるが、ここではオフ電流の小さいトランジスタを利用して容量のばらつきを
揃えることのできる回路構成を一例として挙げて説明する。

オフ電流の小さいトランジスタとしては、チャネル形成領域に酸化物半導体を有するトラ
ンジスタ（ＯＳトランジスタ）が好ましい。オフ電流の小さいＯＳトランジスタを蓄電装
置の電池制御ユニットの回路構成に用いることで、電池から漏洩する電荷量を減らし、時
間の経過による容量の低下を抑制することができる。

チャネル形成領域に用いる酸化物半導体は、Ｉｎ－Ｍ－Ｚｎ酸化物（Ｍは、Ｇａ、Ｓｎ、
Ｙ、Ｚｒ、Ｌａ、Ｃｅ、またはＮｄ）を用いる。酸化物半導体膜を成膜するために用いる
ターゲットにおいて、金属元素の原子数比をＩｎ：Ｍ：Ｚｎ＝ｘ_１：ｙ_１：ｚ_１とすると
_、ｘ_１／ｙ_１は、１／３以上６以下、さらには１以上６以下であって、ｚ_１／ｙ_１は、１
／３以上６以下、さらには１以上６以下であることが好ましい。なお、ｚ_１／ｙ_１を１以
上６以下とすることで、酸化物半導体膜としてＣＡＡＣ－ＯＳ膜が形成されやすくなる。

ここで、ＣＡＡＣ－ＯＳ膜について説明する。

ＣＡＡＣ－ＯＳ膜は、ｃ軸配向した複数の結晶部を有する酸化物半導体膜の一つである。

透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ：Ｔｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏ
ｓｃｏｐｅ）によって、ＣＡＡＣ－ＯＳ膜の明視野像および回折パターンの複合解析像（
高分解能ＴＥＭ像ともいう。）を観察することで複数の結晶部を確認することができる。
一方、高分解能ＴＥＭ像によっても明確な結晶部同士の境界、即ち結晶粒界（グレインバ
ウンダリーともいう。）を確認することができない。そのため、ＣＡＡＣ－ＯＳ膜は、結
晶粒界に起因する電子移動度の低下が起こりにくいといえる。

試料面と略平行な方向から、ＣＡＡＣ－ＯＳ膜の断面の高分解能ＴＥＭ像を観察すると、
結晶部において、金属原子が層状に配列していることを確認できる。金属原子の各層は、
ＣＡＡＣ－ＯＳ膜の膜を形成する面（被形成面ともいう。）または上面の凹凸を反映した
形状であり、ＣＡＡＣ－ＯＳ膜の被形成面または上面と平行に配列する。

一方、試料面と略垂直な方向から、ＣＡＡＣ－ＯＳ膜の平面の高分解能ＴＥＭ像を観察す
ると、結晶部において、金属原子が三角形状または六角形状に配列していることを確認で
きる。しかしながら、異なる結晶部間で、金属原子の配列に規則性は見られない。

ＣＡＡＣ－ＯＳ膜に対し、Ｘ線回折（ＸＲＤ：Ｘ－Ｒａｙ Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ）装
置を用いて構造解析を行うと、例えばＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶を有するＣＡＡＣ－ＯＳ膜
のｏｕｔ－ｏｆ－ｐｌａｎｅ法による解析では、回折角（２θ）が３１°近傍にピークが
現れる場合がある。このピークは、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶の（００９）面に帰属される
ことから、ＣＡＡＣ－ＯＳ膜の結晶がｃ軸配向性を有し、ｃ軸が被形成面または上面に略
垂直な方向を向いていることが確認できる。

なお、ＩｎＧａＺｎＯ_４の結晶を有するＣＡＡＣ－ＯＳ膜のｏｕｔ－ｏｆ－ｐｌａｎｅ法
による解析では、２θが３１°近傍のピークの他に、２θが３６°近傍にもピークが現れ
る場合がある。２θが３６°近傍のピークは、ＣＡＡＣ－ＯＳ膜中の一部に、ｃ軸配向性
を有さない結晶が含まれることを示している。ＣＡＡＣ－ＯＳ膜は、２θが３１°近傍に
ピークを示し、２θが３６°近傍にピークを示さないことが好ましい。

ＣＡＡＣ－ＯＳ膜は、不純物濃度の低い酸化物半導体膜である。不純物は、水素、炭素、
シリコン、遷移金属元素などの酸化物半導体膜の主成分以外の元素である。特に、シリコ
ンなどの、酸化物半導体膜を構成する金属元素よりも酸素との結合力の強い元素は、酸化
物半導体膜から酸素を奪うことで酸化物半導体膜の原子配列を乱し、結晶性を低下させる
要因となる。また、鉄やニッケルなどの重金属、アルゴン、二酸化炭素などは、原子半径
（または分子半径）が大きいため、酸化物半導体膜内部に含まれると、酸化物半導体膜の
原子配列を乱し、結晶性を低下させる要因となる。なお、酸化物半導体膜に含まれる不純
物は、キャリアトラップやキャリア発生源となる場合がある。

また、ＣＡＡＣ－ＯＳ膜は、欠陥準位密度の低い酸化物半導体膜である。例えば、酸化物
半導体膜中の酸素欠損は、キャリアトラップとなることや、水素を捕獲することによって
キャリア発生源となることがある。

不純物濃度が低く、欠陥準位密度が低い（酸素欠損の少ない）ことを、高純度真性または
実質的に高純度真性と呼ぶ。高純度真性または実質的に高純度真性である酸化物半導体膜
は、キャリア発生源が少ないため、キャリア密度を低くすることができる。したがって、
当該酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、しきい値電圧がマイナスとなる電気特性（
ノーマリーオンともいう。）になることが少ない。また、高純度真性または実質的に高純
度真性である酸化物半導体膜は、キャリアトラップが少ない。そのため、当該酸化物半導
体膜を用いたトランジスタは、電気特性の変動が小さく、信頼性の高いトランジスタとな
る。なお、酸化物半導体膜のキャリアトラップに捕獲された電荷は、放出するまでに要す
る時間が長く、あたかも固定電荷のように振る舞うことがある。そのため、不純物濃度が
高く、欠陥準位密度が高い酸化物半導体膜を用いたトランジスタは、電気特性が不安定と
なる場合がある。

また、ＣＡＡＣ－ＯＳ膜を用いたトランジスタは、可視光や紫外光の照射による電気特性
の変動が小さい。

なお、ＯＳトランジスタは、チャネル形成領域にシリコンを有するトランジスタ（Ｓｉト
ランジスタ）に比べてバンドギャップが大きいため、高電圧を印加した際の絶縁破壊が生
じにくい。直列に電池セルを接続する場合、数１００Ｖの電圧が生じることになるが、蓄
電装置においてこのような電池セルに適用される電池制御ユニットの回路構成には、前述
のＯＳトランジスタで構成することが適している。

図２２には、蓄電装置のブロック図の一例を示す。図２２に示す蓄電装置ＢＴ００は、端
子対ＢＴ０１と、端子対ＢＴ０２と、切り替え制御回路ＢＴ０３と、切り替え回路ＢＴ０
４と、切り替え回路ＢＴ０５と、変圧制御回路ＢＴ０６と、変圧回路ＢＴ０７と、直列に
接続された複数の電池セルＢＴ０９を含む電池部ＢＴ０８と、を有する。

また、図２２の蓄電装置ＢＴ００において、端子対ＢＴ０１と、端子対ＢＴ０２と、切り
替え制御回路ＢＴ０３と、切り替え回路ＢＴ０４と、切り替え回路ＢＴ０５と、変圧制御
回路ＢＴ０６と、変圧回路ＢＴ０７とにより構成される部分を、電池制御ユニットと呼ぶ
ことができる。

切り替え制御回路ＢＴ０３は、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５の動作を
制御する。具体的には、切り替え制御回路ＢＴ０３は、電池セルＢＴ０９毎に測定された
電圧に基づいて、放電する電池セル（放電電池セル群）、及び充電する電池セル（充電電
池セル群）を決定する。

さらに、切り替え制御回路ＢＴ０３は、当該決定された放電電池セル群及び充電電池セル
群に基づいて、制御信号Ｓ１及び制御信号Ｓ２を出力する。制御信号Ｓ１は、切り替え回
路ＢＴ０４へ出力される。この制御信号Ｓ１は、端子対ＢＴ０１と放電電池セル群とを接
続させるように切り替え回路ＢＴ０４を制御する信号である。また、制御信号Ｓ２は、切
り替え回路ＢＴ０５へ出力される。この制御信号Ｓ２は、端子対ＢＴ０２と充電電池セル
群とを接続させるように切り替え回路ＢＴ０５を制御する信号である。

また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、切り替え回路ＢＴ０４、切り替え回路ＢＴ０５、及
び変圧回路ＢＴ０７の構成を踏まえ、端子対ＢＴ０１と放電電池セル群との間、または端
子対ＢＴ０２と充電電池セル群との間で、同じ極性の端子同士が接続されるように、制御
信号Ｓ１及び制御信号Ｓ２を生成する。

切り替え制御回路ＢＴ０３の動作の詳細について述べる。

まず、切り替え制御回路ＢＴ０３は、複数の電池セルＢＴ０９毎の電圧を測定する。そし
て、切り替え制御回路ＢＴ０３は、例えば、所定の閾値以上の電圧の電池セルＢＴ０９を
高電圧の電池セル（高電圧セル）、所定の閾値未満の電圧の電池セルＢＴ０９を低電圧の
電池セル（低電圧セル）と判断する。

なお、高電圧セル及び低電圧セルを判断する方法については、様々な方法を用いることが
できる。例えば、切り替え制御回路ＢＴ０３は、複数の電池セルＢＴ０９の中で、最も電
圧の高い、又は最も電圧の低い電池セルＢＴ０９の電圧を基準として、各電池セルＢＴ０
９が高電圧セルか低電圧セルかを判断してもよい。この場合、切り替え制御回路ＢＴ０３
は、各電池セルＢＴ０９の電圧が基準となる電圧に対して所定の割合以上か否かを判定す
る等して、各電池セルＢＴ０９が高電圧セルか低電圧セルかを判断することができる。そ
して、切り替え制御回路ＢＴ０３は、この判断結果に基づいて、放電電池セル群と充電電
池セル群とを決定する。

なお、複数の電池セルＢＴ０９の中には、高電圧セルと低電圧セルが様々な状態で混在し
得る。例えば、切り替え制御回路ＢＴ０３は、高電圧セルと低電圧セルが混在する中で、
高電圧セルが最も多く連続して直列に接続された部分を放電電池セル群とする。また、切
り替え制御回路ＢＴ０３は、低電圧セルが最も多く連続して直列に接続された部分を充電
電池セル群とする。また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、過充電又は過放電に近い電池セ
ルＢＴ０９を、放電電池セル群又は充電電池セル群として優先的に選択するようにしても
よい。

ここで、本実施の形態における切り替え制御回路ＢＴ０３の動作例を、図２３を用いて説
明する。図２３は、切り替え制御回路ＢＴ０３の動作例を説明するための図である。なお
、説明の便宜上、図２３では４個の電池セルＢＴ０９が直列に接続されている場合を例に
説明する。

まず、図２３（Ａ）の例では、電池セルａ乃至ｄの電圧を電圧Ｖａ乃至電圧Ｖｄとすると
、Ｖａ＝Ｖｂ＝Ｖｃ＞Ｖｄの関係にある場合を示している。つまり、連続する３つの高電
圧セルａ乃至ｃと、１つの低電圧セルｄとが直列に接続されている。この場合、切り替え
制御回路ＢＴ０３は、連続する３つの高電圧セルａ乃至ｃを放電電池セル群として決定す
る。また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、低電圧セルｄを充電電池セル群として決定する
。

次に、図２３（Ｂ）の例では、Ｖｃ＞Ｖａ＝Ｖｂ＞＞Ｖｄの関係にある場合を示している
。つまり、連続する２つの低電圧セルａ、ｂと、１つの高電圧セルｃと、１つの過放電間
近の低電圧セルｄとが直列に接続されている。この場合、切り替え制御回路ＢＴ０３は、
高電圧セルｃを放電電池セル群として決定する。また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、低
電圧セルｄが過放電間近であるため、連続する２つの低電圧セルａ及びｂではなく、低電
圧セルｄを充電電池セル群として優先的に決定する。

最後に、図２３（Ｃ）の例では、Ｖａ＞Ｖｂ＝Ｖｃ＝Ｖｄの関係にある場合を示している
。つまり、１つの高電圧セルａと、連続する３つの低電圧セルｂ乃至ｄとが直列に接続さ
れている。この場合、切り替え制御回路ＢＴ０３は、高電圧セルａを放電電池セル群と決
定する。また、切り替え制御回路ＢＴ０３は、連続する３つの低電圧セルｂ乃至ｄを充電
電池セル群として決定する。

切り替え制御回路ＢＴ０３は、上記図２３（Ａ）乃至（Ｃ）の例のように決定された結果
に基づいて、切り替え回路ＢＴ０４の接続先である放電電池セル群を示す情報が設定され
た制御信号Ｓ１と、切り替え回路ＢＴ０５の接続先である充電電池セル群を示す情報が設
定された制御信号Ｓ２を、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５に対してそれ
ぞれ出力する。

以上が、切り替え制御回路ＢＴ０３の動作の詳細に関する説明である。

切り替え回路ＢＴ０４は、切り替え制御回路ＢＴ０３から出力される制御信号Ｓ１に応じ
て、端子対ＢＴ０１の接続先を、切り替え制御回路ＢＴ０３により決定された放電電池セ
ル群に設定する。

端子対ＢＴ０１は、対を成す端子Ａ１及びＡ２により構成される。切り替え回路ＢＴ０４
は、この端子Ａ１及びＡ２のうち、いずれか一方を放電電池セル群の中で最も上流（高電
位側）に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続し、他方を放電電池セル群の中で最
も下流（低電位側）に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子と接続することにより、端子
対ＢＴ０１の接続先を設定する。なお、切り替え回路ＢＴ０４は、制御信号Ｓ１に設定さ
れた情報を用いて放電電池セル群の位置を認識することができる。

切り替え回路ＢＴ０５は、切り替え制御回路ＢＴ０３から出力される制御信号Ｓ２に応じ
て、端子対ＢＴ０２の接続先を、切り替え制御回路ＢＴ０３により決定された充電電池セ
ル群に設定する。

端子対ＢＴ０２は、対を成す端子Ｂ１及びＢ２により構成される。切り替え回路ＢＴ０５
は、この端子Ｂ１及びＢ２のうち、いずれか一方を充電電池セル群の中で最も上流（高電
位側）に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続し、他方を充電電池セル群の中で最
も下流（低電位側）に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子と接続することにより、端子
対ＢＴ０２の接続先を設定する。なお、切り替え回路ＢＴ０５は、制御信号Ｓ２に設定さ
れた情報を用いて充電電池セル群の位置を認識することができる。

切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５の構成例を示す回路図を図２４及び図２
５に示す。

図２４では、切り替え回路ＢＴ０４は、複数のトランジスタＢＴ１０と、バスＢＴ１１及
びＢＴ１２とを有する。バスＢＴ１１は、端子Ａ１と接続されている。また、バスＢＴ１
２は、端子Ａ２と接続されている。複数のトランジスタＢＴ１０のソース又はドレインの
一方は、それぞれ１つおきに交互に、バスＢＴ１１及びＢＴ１２と接続されている。また
、複数のトランジスタＢＴ１０のソース又はドレインの他方は、それぞれ隣接する２つの
電池セルＢＴ０９の間に接続されている。

なお、複数のトランジスタＢＴ１０のうち、最上流に位置するトランジスタＢＴ１０のソ
ース又はドレインの他方は、電池部ＢＴ０８の最上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極
端子と接続されている。また、複数のトランジスタＢＴ１０のうち、最下流に位置するト
ランジスタＢＴ１０のソース又はドレインの他方は、電池部ＢＴ０８の最下流に位置する
電池セルＢＴ０９の負極端子と接続されている。

切り替え回路ＢＴ０４は、複数のトランジスタＢＴ１０のゲートに与える制御信号Ｓ１に
応じて、バスＢＴ１１に接続される複数のトランジスタＢＴ１０のうちの１つと、バスＢ
Ｔ１２に接続される複数のトランジスタＢＴ１０のうちの１つとをそれぞれ導通状態にす
ることにより、放電電池セル群と端子対ＢＴ０１とを接続する。これにより、放電電池セ
ル群の中で最も上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子は、端子対の端子Ａ１又はＡ
２のいずれか一方と接続される。また、放電電池セル群の中で最も下流に位置する電池セ
ルＢＴ０９の負極端子は、端子対の端子Ａ１又はＡ２のいずれか他方、すなわち正極端子
と接続されていない方の端子に接続される。

トランジスタＢＴ１０には、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。ＯＳトランジス
タはオフ電流が小さいため、放電電池セル群に属しない電池セルから漏洩する電荷量を減
らし、時間の経過による容量の低下を抑制することができる。またＯＳトランジスタは高
電圧を印加した際の絶縁破壊が生じにくい。そのため、放電電池セル群の出力電圧が大き
くても、非導通状態とするトランジスタＢＴ１０が接続された電池セルＢＴ０９と端子対
ＢＴ０１とを絶縁状態とすることができる。

また、図２４では、切り替え回路ＢＴ０５は、複数のトランジスタＢＴ１３と、電流制御
スイッチＢＴ１４と、バスＢＴ１５と、バスＢＴ１６とを有する。バスＢＴ１５及びＢＴ
１６は、複数のトランジスタＢＴ１３と、電流制御スイッチＢＴ１４との間に配置される
。複数のトランジスタＢＴ１３のソース又はドレインの一方は、それぞれ１つおきに交互
に、バスＢＴ１５及びＢＴ１６と接続されている。また、複数のトランジスタＢＴ１３の
ソース又はドレインの他方は、それぞれ隣接する２つの電池セルＢＴ０９の間に接続され
ている。

なお、複数のトランジスタＢＴ１３のうち、最上流に位置するトランジスタＢＴ１３のソ
ース又はドレインの他方は、電池部ＢＴ０８の最上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極
端子と接続されている。また、複数のトランジスタＢＴ１３のうち、最下流に位置するト
ランジスタＢＴ１３のソース又はドレインの他方は、電池部ＢＴ０８の最下流に位置する
電池セルＢＴ０９の負極端子と接続されている。

トランジスタＢＴ１３には、トランジスタＢＴ１０と同様に、ＯＳトランジスタを用いる
ことが好ましい。ＯＳトランジスタはオフ電流が小さいため、充電電池セル群に属しない
電池セルから漏洩する電荷量を減らし、時間の経過による容量の低下を抑制することがで
きる。またＯＳトランジスタは高電圧を印加した際の絶縁破壊が生じにくい。そのため、
充電電池セル群を充電するための電圧が大きくても、非導通状態とするトランジスタＢＴ
１３が接続された電池セルＢＴ０９と端子対ＢＴ０２とを絶縁状態とすることができる。

電流制御スイッチＢＴ１４は、スイッチ対ＢＴ１７とスイッチ対ＢＴ１８とを有する。ス
イッチ対ＢＴ１７の一端は、端子Ｂ１に接続されている。また、スイッチ対ＢＴ１７の他
端は２つのスイッチで分岐しており、一方のスイッチはバスＢＴ１５に接続され、他方の
スイッチはバスＢＴ１６に接続されている。スイッチ対ＢＴ１８の一端は、端子Ｂ２に接
続されている。また、スイッチ対ＢＴ１８の他端は２つのスイッチで分岐しており、一方
のスイッチはバスＢＴ１５に接続され、他方のスイッチはバスＢＴ１６に接続されている
。

スイッチ対ＢＴ１７及びスイッチ対ＢＴ１８が有するスイッチは、トランジスタＢＴ１０
及びトランジスタＢＴ１３と同様に、ＯＳトランジスタを用いることが好ましい。

切り替え回路ＢＴ０５は、制御信号Ｓ２に応じて、トランジスタＢＴ１３、及び電流制御
スイッチＢＴ１４のオン／オフ状態の組み合わせを制御することにより、充電電池セル群
と端子対ＢＴ０２とを接続する。

切り替え回路ＢＴ０５は、一例として、以下のようにして充電電池セル群と端子対ＢＴ０
２とを接続する。

切り替え回路ＢＴ０５は、複数のトランジスタＢＴ１３のゲートに与える制御信号Ｓ２に
応じて、充電電池セル群の中で最も上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続さ
れているトランジスタＢＴ１３を導通状態にする。また、切り替え回路ＢＴ０５は、複数
のトランジスタＢＴ１３のゲートに与える制御信号Ｓ２に応じて、充電電池セル群の中で
最も下流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子に接続されているトランジスタＢＴ１３
を導通状態にする。

端子対ＢＴ０２に印加される電圧の極性は、端子対ＢＴ０１と接続される放電電池セル群
、及び変圧回路ＢＴ０７の構成によって変わり得る。また、充電電池セル群を充電する方
向に電流を流すためには、端子対ＢＴ０２と充電電池セル群との間で、同じ極性の端子同
士を接続する必要がある。そこで、電流制御スイッチＢＴ１４は、制御信号Ｓ２により、
端子対ＢＴ０２に印加される電圧の極性に応じてスイッチ対ＢＴ１７及びスイッチ対ＢＴ
１８の接続先をそれぞれ切り替えるように制御される。

一例として、端子Ｂ１が正極、端子Ｂ２が負極となるような電圧が端子対ＢＴ０２に印加
されている状態を挙げて説明する。この時、電池部ＢＴ０８の最下流の電池セルＢＴ０９
が充電電池セル群である場合、スイッチ対ＢＴ１７は、制御信号Ｓ２により、当該電池セ
ルＢＴ０９の正極端子と接続されるように制御される。すなわち、スイッチ対ＢＴ１７の
バスＢＴ１６に接続されるスイッチがオン状態となり、スイッチ対ＢＴ１７のバスＢＴ１
５に接続されるスイッチがオフ状態となる。一方、スイッチ対ＢＴ１８は、制御信号Ｓ２
により、当該電池セルＢＴ０９の負極端子と接続されるように制御される。すなわち、ス
イッチ対ＢＴ１８のバスＢＴ１５に接続されるスイッチがオン状態となり、スイッチ対Ｂ
Ｔ１８のバスＢＴ１６に接続されるスイッチがオフ状態となる。このようにして、端子対
ＢＴ０２と充電電池セル群との間で、同じ極性をもつ端子同士が接続される。そして、端
子対ＢＴ０２から流れる電流の方向が、充電電池セル群を充電する方向となるように制御
される。

また、電流制御スイッチＢＴ１４は、切り替え回路ＢＴ０５ではなく、切り替え回路ＢＴ
０４に含まれていてもよい。

図２５は、図２４とは異なる、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５の構成例
を示す回路図である。

図２５では、切り替え回路ＢＴ０４は、複数のトランジスタ対ＢＴ２１と、バスＢＴ２４
及びバスＢＴ２５とを有する。バスＢＴ２４は、端子Ａ１と接続されている。また、バス
ＢＴ２５は、端子Ａ２と接続されている。複数のトランジスタ対ＢＴ２１の一端は、それ
ぞれトランジスタＢＴ２２とトランジスタＢＴ２３とにより分岐している。トランジスタ
ＢＴ２２のソース又はドレインの一方は、バスＢＴ２４と接続されている。また、トラン
ジスタＢＴ２３のソース又はドレインの一方は、バスＢＴ２５と接続されている。また、
複数のトランジスタ対ＢＴ２１の他端は、それぞれ隣接する２つの電池セルＢＴ０９の間
に接続されている。なお、複数のトランジスタ対ＢＴ２１のうち、最上流に位置するトラ
ンジスタ対ＢＴ２１の他端は、電池部ＢＴ０８の最上流に位置する電池セルＢＴ０９の正
極端子と接続されている。また、複数のトランジスタ対ＢＴ２１のうち、最下流に位置す
るトランジスタ対ＢＴ２１の他端は、電池部ＢＴ０８の最下流に位置する電池セルＢＴ０
９の負極端子と接続されている。

切り替え回路ＢＴ０４は、制御信号Ｓ１に応じてトランジスタＢＴ２２及びトランジスタ
ＢＴ２３の導通／非導通状態を切り換えることにより、当該トランジスタ対ＢＴ２１の接
続先を、端子Ａ１又は端子Ａ２のいずれか一方に切り替える。詳細には、トランジスタＢ
Ｔ２２が導通状態であれば、トランジスタＢＴ２３は非導通状態となり、その接続先は端
子Ａ１になる。一方、トランジスタＢＴ２３が導通状態であれば、トランジスタＢＴ２２
は非導通状態となり、その接続先は端子Ａ２になる。トランジスタＢＴ２２及びトランジ
スタＢＴ２３のどちらが導通状態になるかは、制御信号Ｓ１によって決定される。

端子対ＢＴ０１と放電電池セル群とを接続するには、２つのトランジスタ対ＢＴ２１が用
いられる。詳細には、制御信号Ｓ１に基づいて、２つのトランジスタ対ＢＴ２１の接続先
がそれぞれ決定されることにより、放電電池セル群と端子対ＢＴ０１とが接続される。２
つのトランジスタ対ＢＴ２１のそれぞれの接続先は、一方が端子Ａ１となり、他方が端子
Ａ２となるように、制御信号Ｓ１によって制御される。

切り替え回路ＢＴ０５は、複数のトランジスタ対ＢＴ３１と、バスＢＴ３４及びバスＢＴ
３５とを有する。バスＢＴ３４は、端子Ｂ１と接続されている。また、バスＢＴ３５は、
端子Ｂ２と接続されている。複数のトランジスタ対ＢＴ３１の一端は、それぞれトランジ
スタＢＴ３２とトランジスタＢＴ３３とにより分岐している。トランジスタＢＴ３２によ
り分岐する一端は、バスＢＴ３４と接続されている。また、トランジスタＢＴ３３により
分岐する一端は、バスＢＴ３５と接続されている。また、複数のトランジスタ対ＢＴ３１
の他端は、それぞれ隣接する２つの電池セルＢＴ０９の間に接続されている。なお、複数
のトランジスタ対ＢＴ３１のうち、最上流に位置するトランジスタ対ＢＴ３１の他端は、
電池部ＢＴ０８の最上流に位置する電池セルＢＴ０９の正極端子と接続されている。また
、複数のトランジスタ対ＢＴ３１のうち、最下流に位置するトランジスタ対ＢＴ３１の他
端は、電池部ＢＴ０８の最下流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子と接続されている
。

切り替え回路ＢＴ０５は、制御信号Ｓ２に応じてトランジスタＢＴ３２及びトランジスタ
ＢＴ３３の導通／非導通状態を切り換えることにより、当該トランジスタ対ＢＴ３１の接
続先を、端子Ｂ１又は端子Ｂ２のいずれか一方に切り替える。詳細には、トランジスタＢ
Ｔ３２が導通状態であれば、トランジスタＢＴ３３は非導通状態となり、その接続先は端
子Ｂ１になる。逆に、トランジスタＢＴ３３が導通状態であれば、トランジスタＢＴ３２
は非導通状態となり、その接続先は端子Ｂ２になる。トランジスタＢＴ３２及びトランジ
スタＢＴ３３のどちらが導通状態となるかは、制御信号Ｓ２によって決定される。

端子対ＢＴ０２と充電電池セル群とを接続するには、２つのトランジスタ対ＢＴ３１が用
いられる。詳細には、制御信号Ｓ２に基づいて、２つのトランジスタ対ＢＴ３１の接続先
がそれぞれ決定されることにより、充電電池セル群と端子対ＢＴ０２とが接続される。２
つのトランジスタ対ＢＴ３１のそれぞれの接続先は、一方が端子Ｂ１となり、他方が端子
Ｂ２となるように、制御信号Ｓ２によって制御される。

また、２つのトランジスタ対ＢＴ３１のそれぞれの接続先は、端子対ＢＴ０２に印加され
る電圧の極性によって決定される。具体的には、端子Ｂ１が正極、端子Ｂ２が負極となる
ような電圧が端子対ＢＴ０２に印加されている場合、上流側のトランジスタ対ＢＴ３１は
、トランジスタＢＴ３２が導通状態となり、トランジスタＢＴ３３が非導通状態となるよ
うに、制御信号Ｓ２によって制御される。一方、下流側のトランジスタ対ＢＴ３１は、ト
ランジスタＢＴ３３が導通状態、トランジスタＢＴ３２が非導通状態となるように、制御
信号Ｓ２によって制御される。また、端子Ｂ１が負極、端子Ｂ２が正極となるような電圧
が端子対ＢＴ０２に印加されている場合は、上流側のトランジスタ対ＢＴ３１は、トラン
ジスタＢＴ３３が導通状態となり、トランジスタＢＴ３２が非導通状態となるように、制
御信号Ｓ２によって制御される。一方、下流側のトランジスタ対ＢＴ３１は、トランジス
タＢＴ３２が導通状態、トランジスタＢＴ３３が非導通状態となるように、制御信号Ｓ２
によって制御される。このようにして、端子対ＢＴ０２と充電電池セル群との間で、同じ
極性をもつ端子同士が接続される。そして、端子対ＢＴ０２から流れる電流の方向が、充
電電池セル群を充電する方向となるように制御される。

変圧制御回路ＢＴ０６は、変圧回路ＢＴ０７の動作を制御する。変圧制御回路ＢＴ０６は
、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数と、充電電池セル群に含まれる電池
セルＢＴ０９の個数とに基づいて、変圧回路ＢＴ０７の動作を制御する変圧信号Ｓ３を生
成し、変圧回路ＢＴ０７へ出力する。

なお、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が充電電池セル群に含まれる電
池セルＢＴ０９の個数よりも多い場合は、充電電池セル群に対して過剰に大きな充電電圧
が印加されることを防止する必要がある。そのため、変圧制御回路ＢＴ０６は、充電電池
セル群を充電できる範囲で放電電圧（Ｖｄｉｓ）を降圧させるように変圧回路ＢＴ０７を
制御する変圧信号Ｓ３を出力する。

また、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が、充電電池セル群に含まれる
電池セルＢＴ０９の個数以下である場合は、充電電池セル群を充電するために必要な充電
電圧を確保する必要がある。そのため、変圧制御回路ＢＴ０６は、充電電池セル群に過剰
な充電電圧が印加されない範囲で放電電圧（Ｖｄｉｓ）を昇圧させるように変圧回路ＢＴ
０７を制御する変圧信号Ｓ３を出力する。

なお、過剰な充電電圧とする電圧値は、電池部ＢＴ０８で使用される電池セルＢＴ０９の
製品仕様等に鑑みて決定することができる。また、変圧回路ＢＴ０７により昇圧及び降圧
された電圧は、充電電圧（Ｖｃｈａ）として端子対ＢＴ０２に印加される。

ここで、本実施形態における変圧制御回路ＢＴ０６の動作例を、図２６（Ａ）乃至（Ｃ）
を用いて説明する。図２６（Ａ）乃至（Ｃ）は、図２３（Ａ）乃至（Ｃ）で説明した放電
電池セル群及び充電電池セル群に対応させた、変圧制御回路ＢＴ０６の動作例を説明する
ための概念図である。なお図２６（Ａ）乃至（Ｃ）は、電池制御ユニットＢＴ４１を図示
している。電池制御ユニットＢＴ４１は、上述したように、端子対ＢＴ０１と、端子対Ｂ
Ｔ０２と、切り替え制御回路ＢＴ０３と、切り替え回路ＢＴ０４と、切り替え回路ＢＴ０
５と、変圧制御回路ＢＴ０６と、変圧回路ＢＴ０７とにより構成される。

図２６（Ａ）に示される例では、図２１（Ａ）で説明したように、連続する３つの高電圧
セルａ乃至ｃと、１つの低電圧セルｄとが直列に接続されている。この場合、図２１（Ａ
）を用いて説明したように、切り替え制御回路ＢＴ０３は、高電圧セルａ乃至ｃを放電電
池セル群として決定し、低電圧セルｄを充電電池セル群として決定する。そして、変圧制
御回路ＢＴ０６は、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数を基準とした時の
、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比に基づいて、放電電圧（Ｖｄｉ
ｓ）から充電電圧（Ｖｃｈａ）への変換比Ｎを算出する。

なお放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が、充電電池セル群に含まれる電
池セルＢＴ０９の個数よりも多い場合に、放電電圧を変圧せずに端子対ＢＴ０２にそのま
ま印加すると、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９に、端子対ＢＴ０２を介して
過剰な電圧が印加される可能性がある。そのため、図２６（Ａ）に示されるような場合で
は、端子対ＢＴ０２に印加される充電電圧（Ｖｃｈａ）を、放電電圧よりも降圧させる必
要がある。さらに、充電電池セル群を充電するためには、充電電圧は、充電電池セル群に
含まれる電池セルＢＴ０９の合計電圧より大きい必要がある。そのため、変圧制御回路Ｂ
Ｔ０６は、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数を基準とした時の、充電電
池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比よりも、変換比Ｎを大きく設定する。

変圧制御回路ＢＴ０６は、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数を基準とし
た時の、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数の比に対して、変換比Ｎを１
乃至１０％程度大きくするのが好ましい。この時、充電電圧は充電電池セル群の電圧より
も大きくなるが、実際には充電電圧は充電電池セル群の電圧と等しくなる。ただし、変圧
制御回路ＢＴ０６は変換比Ｎに従い充電電池セル群の電圧を充電電圧と等しくするために
、充電電池セル群を充電する電流を流すこととなる。この電流は変圧制御回路ＢＴ０６に
設定された値となる。

図２６（Ａ）に示される例では、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数が３
個で、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の数が１個であるため、変圧制御回路
ＢＴ０６は、１／３より少し大きい値を変換比Ｎとして算出する。そして、変圧制御回路
ＢＴ０６は、放電電圧を当該変換比Ｎに応じて降圧し、充電電圧に変換する変圧信号Ｓ３
を変圧回路ＢＴ０７に出力する。そして、変圧回路ＢＴ０７は、変圧信号Ｓ３に応じて変
圧された充電電圧を、端子対ＢＴ０２に印加する。そして、端子対ＢＴ０２に印加される
充電電圧によって、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９が充電される。

また、図２６（Ｂ）や図２６（Ｃ）に示される例でも、図２６（Ａ）と同様に、変換比Ｎ
が算出される。図２６（Ｂ）や図２６（Ｃ）に示される例では、放電電池セル群に含まれ
る電池セルＢＴ０９の個数が、充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数以下で
あるため、変換比Ｎは１以上となる。よって、この場合は、変圧制御回路ＢＴ０６は、放
電電圧を昇圧して充電電圧に変換する変圧信号Ｓ３を出力する。

変圧回路ＢＴ０７は、変圧信号Ｓ３に基づいて、端子対ＢＴ０１に印加される放電電圧を
充電電圧に変換する。そして、変圧回路ＢＴ０７は、変換された充電電圧を端子対ＢＴ０
２に印加する。ここで、変圧回路ＢＴ０７は、端子対ＢＴ０１と端子対ＢＴ０２との間を
電気的に絶縁している。これにより、変圧回路ＢＴ０７は、放電電池セル群の中で最も下
流に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子の絶対電圧と、充電電池セル群の中で最も下流
に位置する電池セルＢＴ０９の負極端子の絶対電圧との差異による短絡を防止する。さら
に、変圧回路ＢＴ０７は、上述したように、変圧信号Ｓ３に基づいて放電電池セル群の合
計電圧である放電電圧を充電電圧に変換する。

また、変圧回路ＢＴ０７は、例えば絶縁型ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）－ＤＣ
コンバータ等を用いることができる。この場合、変圧制御回路ＢＴ０６は、絶縁型ＤＣ－
ＤＣコンバータのオン／オフ比（デューティー比）を制御する信号を変圧信号Ｓ３として
出力することにより、変圧回路ＢＴ０７で変換される充電電圧を制御する。

なお、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータには、フライバック方式、フォワード方式、ＲＣＣ（
Ｒｉｎｇｉｎｇ Ｃｈｏｋｅ Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ）方式、プッシュプル方式、ハーフブ
リッジ方式、及びフルブリッジ方式等が存在するが、目的とする出力電圧の大きさに応じ
て適切な方式が選択される。

絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータを用いた変圧回路ＢＴ０７の構成を図２７に示す。絶縁型Ｄ
Ｃ－ＤＣコンバータＢＴ５１は、スイッチ部ＢＴ５２とトランス部ＢＴ５３とを有する。
スイッチ部ＢＴ５２は、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータの動作のオン／オフを切り替えるス
イッチであり、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍｅｔａｌ－Ｏｘｉｄｅ－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃ
ｔｏｒ Ｆｉｅｌｄ－Ｅｆｆｅｃｔ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やバイポーラ型トランジス
タ等を用いて実現される。また、スイッチ部ＢＴ５２は、変圧制御回路ＢＴ０６から出力
される、オン／オフ比を制御する変圧信号Ｓ３に基づいて、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ
ＢＴ５１のオン状態とオフ状態を周期的に切り替える。なお、スイッチ部ＢＴ５２は、使
用される絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータの方式によって様々な構成を取り得る。トランス部
ＢＴ５３は、端子対ＢＴ０１から印加される放電電圧を充電電圧に変換する。詳細には、
トランス部ＢＴ５３は、スイッチ部ＢＴ５２のオン／オフ状態と連動して動作し、そのオ
ン／オフ比に応じて放電電圧を充電電圧に変換する。この充電電圧は、スイッチ部ＢＴ５
２のスイッチング周期において、オン状態となる時間が長いほど大きくなる。一方、充電
電圧は、スイッチ部ＢＴ５２のスイッチング周期において、オン状態となる時間が短いほ
ど小さくなる。なお、絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータを用いる場合、トランス部ＢＴ５３の
内部で、端子対ＢＴ０１と端子対ＢＴ０２は互いに絶縁することができる。

本実施形態における蓄電装置ＢＴ００の処理の流れを、図２８を用いて説明する。図２８
は、蓄電装置ＢＴ００の処理の流れを示すフローチャートである。

まず、蓄電装置ＢＴ００は、複数の電池セルＢＴ０９毎に測定された電圧を取得する（ス
テップＳ００１）。そして、蓄電装置ＢＴ００は、複数の電池セルＢＴ０９の電圧を揃え
る動作の開始条件を満たすか否かを判定する（ステップＳ００２）。この開始条件は、例
えば、複数の電池セルＢＴ０９毎に測定された電圧の最大値と最小値との差分が、所定の
閾値以上か否か等とすることができる。この開始条件を満たさない場合は（ステップＳ０
０２：ＮＯ）、各電池セルＢＴ０９の電圧のバランスが取れている状態であるため、蓄電
装置ＢＴ００は、以降の処理を実行しない。一方、開始条件を満たす場合は（ステップＳ
００２：ＹＥＳ）、蓄電装置ＢＴ００は、各電池セルＢＴ０９の電圧を揃える処理を実行
する。この処理において、蓄電装置ＢＴ００は、測定されたセル毎の電圧に基づいて、各
電池セルＢＴ０９が高電圧セルか低電圧セルかを判定する（ステップＳ００３）。そして
、蓄電装置ＢＴ００は、判定結果に基づいて、放電電池セル群及び充電電池セル群を決定
する（ステップＳ００４）。さらに、蓄電装置ＢＴ００は、決定された放電電池セル群を
端子対ＢＴ０１の接続先に設定する制御信号Ｓ１、及び決定された充電電池セル群を端子
対ＢＴ０２の接続先に設定する制御信号Ｓ２を生成する（ステップＳ００５）。蓄電装置
ＢＴ００は、生成された制御信号Ｓ１及び制御信号Ｓ２を、切り替え回路ＢＴ０４及び切
り替え回路ＢＴ０５へそれぞれ出力する。そして、切り替え回路ＢＴ０４により、端子対
ＢＴ０１と放電電池セル群とが接続され、切り替え回路ＢＴ０５により、端子対ＢＴ０２
と放電電池セル群とが接続される（ステップＳ００６）。また、蓄電装置ＢＴ００は、放
電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数と、充電電池セル群に含まれる電池セル
ＢＴ０９の個数とに基づいて、変圧信号Ｓ３を生成する（ステップＳ００７）。そして、
蓄電装置ＢＴ００は、変圧信号Ｓ３に基づいて、端子対ＢＴ０１に印加される放電電圧を
充電電圧に変換し、端子対ＢＴ０２に印加する（ステップＳ００８）。これにより、放電
電池セル群の電荷が充電電池セル群へ移動される。

また、図２８のフローチャートでは、複数のステップが順番に記載されているが、各ステ
ップの実行順序は、その記載の順番に制限されない。

以上、本実施形態によれば、放電電池セル群から充電電池セル群へ電荷を移動させる際、
キャパシタ方式のように、放電電池セル群からの電荷を一旦蓄積し、その後充電電池セル
群へ放出させるような構成を必要としない。これにより、単位時間あたりの電荷移動効率
を向上させることができる。また、切り替え回路ＢＴ０４及び切り替え回路ＢＴ０５によ
り、放電電池セル群及び充電電池セル群のうち、変圧回路と接続する電池セルを、個別に
切り替えられる。

さらに、変圧回路ＢＴ０７により、放電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数と
充電電池セル群に含まれる電池セルＢＴ０９の個数とに基づいて、端子対ＢＴ０１に印加
される放電電圧が充電電圧に変換され、端子対ＢＴ０２に印加される。これにより、放電
側及び充電側の電池セルＢＴ０９がどのように選択されても、問題なく電荷の移動を実現
できる。

さらに、トランジスタＢＴ１０及びトランジスタＢＴ１３にＯＳトランジスタを用いるこ
とにより、充電電池セル群及び放電電池セル群に属しない電池セルＢＴ０９から漏洩する
電荷量を減らすことができる。これにより、充電及び放電に寄与しない電池セルＢＴ０９
の容量の低下を抑制することができる。また、ＯＳトランジスタは、Ｓｉトランジスタに
比べて熱に対する特性の変動が小さい。これにより、電池セルＢＴ０９の温度が上昇して
も、制御信号Ｓ１、Ｓ２に応じた導通状態と非導通状態の切り替えといった、正常な動作
をさせることができる。

本実施の形態は、他の実施の形態および実施例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）
≪二次電池の他の構造例≫
図２９に、本発明の一態様に係る二次電池２１００を示す。図２９（Ａ）は二次電池２１
００の斜視図、図２９（Ｂ）は二次電池２１００の上面図である。図２９（Ｃ）は、図２
９（Ｂ）の一点破線Ｇ１－Ｇ２における断面図である。

図２９に示す二次電池２１００は、外装体２１０７の３辺が封止されている。また、正極
リード２１２１および負極リード２１２５、および正極２１１１、負極２１１５およびセ
パレータ２１０３を有する。なお、図２９（Ｃ）では図を明瞭にするため、正極２１１１
、負極２１１５、セパレータ２１０３、正極リード２１２１、負極リード２１２５、およ
び封止層２１２０を抜粋して示す。また、一部の電極は２以上の集電体を有し、該集電体
は互いの活物質が形成されていない面で接していてもよい。

ここで図３０を用いて、図２９に示す二次電池２１００の作製方法の一部について説明す
る。

まずセパレータ２１０３上に、負極２１１５を配置する（図３０（Ａ））。このとき、負
極２１１５が有する負極活物質層が、セパレータ２１０３と重畳するように配置する。

次に、セパレータ２１０３を折り曲げ、負極２１１５の上にセパレータ２１０３を重ねる
。次に、セパレータ２１０３の上に、正極２１１１を重ねる（図３０（Ｂ））。このとき
、正極２１１１が有する正極活物質層が、セパレータ２１０３および負極活物質層と重畳
するように配置する。なお、集電体の片面に活物質層が形成されている電極を用いる場合
は、正極２１１１の正極活物質層と、負極２１１５の負極活物質層がセパレータ２１０３
を介して対向するように配置する。

セパレータ２１０３にポリプロピレン等の熱溶着が可能な材料を用いている場合は、セパ
レータ２１０３同士が重畳している領域を熱溶着してから次の電極を重ねることで、作製
工程中に電極がずれることを抑制できる。具体的には、負極２１１５または正極２１１１
と重畳しておらず、セパレータ２１０３同士が重畳している領域、たとえば図３０（Ｂ）
の領域２１０３ａで示す領域を熱溶着することが好ましい。

この工程を繰り返すことで、図３０（Ｃ）に示すように、セパレータ２１０３を挟んで正
極２１１１および負極２１１５を積み重ねることができる。

なお、あらかじめ繰り返し折り曲げたセパレータ２１０３に、複数の負極２１１５および
複数の正極２１１１を交互に挟むように配置してもよい。

次に、図３０（Ｃ）に示すように、セパレータ２１０３で複数の正極２１１１および複数
の負極２１１５を覆う。

さらに、図３０（Ｄ）に示すように、セパレータ２１０３同士が重畳している領域、例え
ば図３０（Ｄ）に示す領域２１０３ｂを熱溶着することで、複数の正極２１１１と複数の
負極２１１５を、セパレータ２１０３によって覆い、結束する。

なお、複数の正極２１１１、複数の負極２１１５およびセパレータ２１０３を、結束材を
用いて結束してもよい。

このような工程で正極２１１１および負極２１１５を積み重ねるため、セパレータ２１０
３は、１枚のセパレータ２１０３の中で、複数の正極２１１１と複数の負極２１１５に挟
まれている領域と、複数の正極２１１１と複数の負極２１１５を覆うように配置されてい
る領域とを有する。

換言すれば、図２９の二次電池２１００が有するセパレータ２１０３は、一部が折りたた
まれた１枚のセパレータである。セパレータ２１０３の折りたたまれた領域に、複数の正
極２１１１と、複数の負極２１１５が挟まれている。

図３１に、図２９と異なる二次電池２２００を示す。図３１（Ａ）は二次電池２２００の
斜視図、図３１（Ｂ）は二次電池２２００の上面図である。図３１（Ｃ１）は第１の電極
組立体２１３０、図３１（Ｃ２）は第２の電極組立体２１３１の断面図である。図３１（
Ｄ）は、図３１（Ｂ）の一点破線Ｈ１－Ｈ２における断面図である。なお、図３１（Ｄ）
では図を明瞭にするため、第１の電極組立体２１３０、第２の電極組立体２１３１および
セパレータ２１０３を抜粋して示す。また、一部の電極は２以上の集電体を有し、該集電
体は互いの活物質が形成されていない面で接していてもよい。

図３１に示す二次電池２２００は、正極２１１１ａと負極２１１５ａの配置、およびセパ
レータ２１０３の配置が図２９の二次電池２１００と異なる。

図３１（Ｄ）に示すように、二次電池２２００は、複数の第１の電極組立体２１３０およ
び複数の第２の電極組立体２１３１を有する。

図３１（Ｃ１）に示すように、第１の電極組立体２１３０では、正極集電体の両面に正極
活物質層を有する正極２１１１ａ、セパレータ２１０３、負極集電体の両面に負極活物質
層を有する負極２１１５ａ、セパレータ２１０３、正極集電体の両面に正極活物質層を有
する正極２１１１ａがこの順に積層されている。また図３１（Ｃ２）に示すように、第２
の電極組立体２１３１では、負極集電体の両面に負極活物質層を有する負極２１１５ａ、
セパレータ２１０３、正極集電体の両面に正極活物質層を有する正極２１１１ａ、セパレ
ータ２１０３、負極集電体の両面に負極活物質層を有する負極２１１５ａがこの順に積層
されている。

さらに図３１（Ｄ）に示すように、複数の第１の電極組立体２１３０および複数の第２の
電極組立体２１３１は、巻回したセパレータ２１０３によって覆われている。

ここで図３２を用いて、図３１に示す二次電池２２００の作製方法の一部について説明す
る。

まずセパレータ２１０３上に、第１の電極組立体２１３０を配置する（図３２（Ａ））。

次に、セパレータ２１０３を折り曲げ、第１の電極組立体２１３０の上にセパレータ２１
０３を重ねる。次に、第１の電極組立体２１３０の上下に、セパレータ２１０３を介して
、２組の第２の電極組立体２１３１を重ねる（図３２（Ｂ））。

次に、セパレータ２１０３を、２組の第２の電極組立体２１３１を覆うように巻回させる
。さらに、２組の第２の電極組立体２１３１の上下に、セパレータ２１０３を介して、２
組の第１の電極組立体２１３０を重ねる（図３２（Ｃ））。

次に、セパレータ２１０３を、２組の第１の電極組立体２１３０を覆うように巻回させる
（図３２（Ｄ））。

このような工程で複数の第１の電極組立体２１３０および複数の第２の電極組立体２１３
１を積み重ねるため、これらの電極組立体は、渦巻き状に巻回されたセパレータ２１０３
の間に配置される。

なお、最も外側に配置される第１の電極組立体２１３０の正極２１１１ａは、外側には正
極活物質層を設けないことが好ましい。

また図３１（Ｃ１）および（Ｃ２）では、電極組立体が電極３枚とセパレータ２枚を有す
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、二次電池２２００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、より湾曲に強い二次電池２２００とすることができる。また図３１（Ｄ
）では、二次電池２２００が第１の電極組立体２１３０を３組、第２の電極組立体２１３
１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。さらに多くの電極組
立体を有する構成としてもよい。電極組立体を増やすことで、二次電池２２００の容量を
より向上させることができる。またより少ない電極組立体を有する構成としてもよい。電
極組立体が少ない場合、より湾曲に強い二次電池２２００とすることができる。

二次電池２２００の、正極２１１１と負極２１１５の配置、およびセパレータ２１０３の
配置の他は、図２９についての記載を参酌することができる。

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。

本実施例では、実施の形態１で示した方法で作製した、本発明の一態様に係るリチウム含
有複合リン酸塩について説明する。

まず、Ｌｉ：Ｆｅ：Ｐ＝２：１：１のモル比となるように、ＬｉＯＨ・Ｈ_２Ｏ、ＦｅＣｌ
_２・４Ｈ_２Ｏ、及びＮＨ_４Ｈ_２ＰＯ_４をそれぞれ秤量した。具体的には、ＬｉＯＨ・Ｈ_２
Ｏを１．６７８４ｇと、ＦｅＣｌ_２・４Ｈ_２Ｏを３．９７５８ｇと、ＮＨ_４Ｈ_２ＰＯ_４を
２．３０１４ｇとをそれぞれ秤量した。

次に、窒素バブリングを３０分行った純水３０ｍｌにＬｉＯＨ・Ｈ_２Ｏ、ＦｅＣｌ_２・４
Ｈ_２Ｏ、ＮＨ_４Ｈ_２ＰＯ_４をそれぞれ溶解させて、Ｌｉを含む溶液、Ｐを含む溶液、及び
Ｆｅを含む溶液を形成した。

次に、大気雰囲気下で、撹拌させながらＬｉを含む溶液及びＰを含む溶液を混合して、混
合液Ｃを形成した。

次に、大気雰囲気下で、混合液Ｃを撹拌しながら、Ｆｅを含む溶液を少量ずつ滴下し、窒
素バブリングを３０分行った純水１０ｍｌを加えて、混合液Ｄを形成した。

次に、フッ素樹脂性内筒を有するオートクレーブ装置に混合液Ｄを入れ、１５０℃で１９
時間、加熱した。加熱中の内筒内の圧力は０．２ＭＰａから０．４ＭＰａの間であった。
加熱した後、内筒を冷却し、内筒内の合成物を、ろ過し、水洗した。オートクレーブ装置
にはオーエムラボテック社製ミニリアクターＭＳ２００－Ｃを用いた。

次に、真空雰囲気及び６０℃で２時間乾燥させ、合成物Ｂを採取した。

次に、合成物Ｂを走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察した。ＳＥＭ像を図３３に示す。リ
チウム含有複合リン酸塩が２つの板状の構造体を有し、２つの板状の構造体の間に角柱状
の構造体を有し、２つの板状の構造体の間に空隙があることを確認できた。なお、ＳＥＭ
観察には日立ハイテクノロジーズ社製走査電子顕微鏡装置ＳＵ８０３０を用い、倍率を３
０，０００倍として観察した。

次に、合成物ＢをＦＩＢ（Ｆｏｃｕｓｅｄ Ｉｏｎ Ｂｅａｍ）で断面加工し、合成物Ｂ
の断面をＳＥＭで観察した。ＳＥＭ像を図３４に示す。ＦＩＢでの断面加工とＳＥＭ観察
を繰り返すことで、構造の３次元の情報を得られる。この様な観察手法はＳｌｉｃｅ ａ
ｎｄ Ｖｉｅｗと呼ばれる。図３４（Ａ）乃至図３４（Ｆ）はＳｌｉｃｅ ａｎｄ Ｖｉ
ｅｗで得られた像であり、図３４（Ａ）乃至図３４（Ｆ）の破線で示す粒子は、同じ粒子
を示す。リチウム含有複合リン酸塩が２つの板状の構造体を有し、２つの板状の構造体の
間に角柱状の構造体を有し、２つの板状の構造体の間に空隙があることを確認できた。な
お、ＦＩＢ加工にはＦＥＩ社製ＨＥＬＩＯＳ ＮＡＮＯＬＡＢ６５０装置を、ＳＥＭ観察
にはＦＥＩ社製ＨＥＬＩＯＳ ＮＡＮＯＬＡＢ６５０装置を使用した。

次に、合成物Ｂの電子線回折（ＸＲＤ）測定を行った。ＸＲＤスペクトルを図３５に示す
。図３５は、横軸に回折角度２θ［ｄｅｇ．］として、縦軸に回折Ｘ線強度（任意単位）
をとる。図３５の上は合成物Ｂ、下は無機結晶構造データベース（Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ
Ｃｒｙｓｔａｌ Ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ Ｄａｔａｂａｓｅ：ＩＣＳＤ）のＬｉＦｅＰＯ_４
（ＩＣＳＤ Ｃｏｄｅ ９２１９８）を示しており、ピーク位置がほぼ一致することから
、合成物Ｂはオリビン型構造のリン酸鉄リチウムの結晶であることを確認できた。なお、
ＸＲＤ測定にはＢｒｕｋｅｒ ＡＸＳ社製Ｘ線回折装置Ｄ８ ＡＤＶＡＮＣＥを用い、Ｘ
線源として波長０．１５４１８ｎｍのＣｕＫα線を用いた。

次に、合成物Ｂの粒子径測定を行った。粒子径のヒストグラムを図３６に示す。図３６は
、横軸に粒子径［μｍ］として、縦軸に体積基準の頻度［％］をとる。小粒子径側の分布
は一次粒子、大粒子径側の分布は凝集体（二次粒子）と考えることができ、一次粒子の最
頻値は０．６８μｍであった。なお、粒子径測定には島津製作所社製レーザ回折式粒度分
布測定装置ＳＡＬＤ－２２００を用い、粒子径範囲０．０３μｍから１０００μｍで、対
数スケールで５１分割した測定間隔で測定した。

以上のように、本実施例では、本発明の一態様に係るリチウム含有複合リン酸塩について
合成し、粒子形状等を確認した。

１１５ 封止層
１１８ 接合部
１１９ 導入口
２００ 構造体
２０２ 構造体
２０４ 構造体
２８１ タブ領域
２８２ タブ領域
３００ 二次電池
３０１ 正極缶
３０２ 負極缶
３０３ ガスケット
３０４ 正極
３０５ 正極集電体
３０６ 正極活物質層
３０７ 負極
３０８ 負極集電体
３０９ 負極活物質層
３１０ セパレータ
４００ 二次電池
４０２ 正極
４０４ 負極
４０６ 電解液
４０８ セパレータ
５００ 二次電池
５０１ 正極集電体
５０２ 正極活物質層
５０３ 正極
５０４ 負極集電体
５０５ 負極活物質層
５０６ 負極
５０７ セパレータ
５０８ 電解液
５０９ 外装体
５１０ 正極リード
５１１ 負極リード
５１２ 接合部
５１３ 湾曲部
５１４ 接合部
５１８ 接合部
６００ 二次電池
６０１ 正極キャップ
６０２ 電池缶
６０３ 正極端子
６０４ 正極
６０５ セパレータ
６０６ 負極
６０７ 負極端子
６０８ 絶縁板
６０９ 絶縁板
６１０ ガスケット
６１１ ＰＴＣ素子
６１２ 安全弁機構
９００ 回路基板
９１０ ラベル
９１１ 端子
９１２ 回路
９１３ 二次電池
９１４ アンテナ
９１５ アンテナ
９１６ 層
９１７ 層
９１８ アンテナ
９１９ 端子
９２０ 表示装置
９２１ センサ
９２２ 端子
９３０ 筐体
９３０ａ 筐体
９３０ｂ 筐体
９３１ 負極
９３２ 正極
９３３ セパレータ
９５０ 捲回体
９５１ 端子
９５２ 端子
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・電解液など
２１００ 二次電池
２１０３ セパレータ
２１０３ａ 領域
２１０３ｂ 領域
２１０７ 外装体
２１１１ 正極
２１１１ａ 正極
２１１５ 負極
２１１５ａ 負極
２１２０ 封止層
２１２１ 正極リード
２１２５ 負極リード
２１３０ 第１の電極組立体
２１３１ 第２の電極組立体
２２００ 二次電池
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
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
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
Ｓ１ 制御信号
Ｓ２ 制御信号
Ｓ３ 変圧信号
ＢＴ００ 蓄電装置
ＢＴ０１ 端子対
ＢＴ０２ 端子対
ＢＴ０３ 切り替え制御回路
ＢＴ０４ 切り替え回路
ＢＴ０５ 切り替え回路
ＢＴ０６ 変圧制御回路
ＢＴ０７ 変圧回路
ＢＴ０８ 電池部
ＢＴ０９ 電池セル
ＢＴ１０ トランジスタ
ＢＴ１１ バス
ＢＴ１２ バス
ＢＴ１３ トランジスタ
ＢＴ１４ 電流制御スイッチ
ＢＴ１５ バス
ＢＴ１６ バス
ＢＴ１７ スイッチ対
ＢＴ１８ スイッチ対
ＢＴ２１ トランジスタ対
ＢＴ２２ トランジスタ
ＢＴ２３ トランジスタ
ＢＴ２４ バス
ＢＴ２５ バス
ＢＴ３１ トランジスタ対
ＢＴ３２ トランジスタ
ＢＴ３３ トランジスタ
ＢＴ３４ バス
ＢＴ３５ バス
ＢＴ４１ 電池制御ユニット
ＢＴ５１ 絶縁型ＤＣ－ＤＣコンバータ
ＢＴ５２ スイッチ部
ＢＴ５３ トランス部
Ｓ００１ ステップ
Ｓ００２ ステップ
Ｓ００３ ステップ
Ｓ００４ ステップ
Ｓ００５ ステップ
Ｓ００６ ステップ
Ｓ００７ ステップ
Ｓ００８ ステップ
Ｓ２０１ａ ステップ
Ｓ２０１ｂ ステップ
Ｓ２０１ｃ ステップ
Ｓ２０３ａ ステップ
Ｓ２０３ｂ ステップ
Ｓ２０３ｃ ステップ
Ｓ２０５ ステップ
Ｓ２０７ ステップ
Ｓ２０９ ステップ

Claims (12)

1. 正極と、負極と、セパレータと、電解液と、外装体と、を有し、
   前記正極は、正極活物質層と、正極集電体と、を有し、
   前記セパレータは、袋状、短冊状又は蛇腹状を有し、
   前記正極活物質層は、正極活物質を有し、
   前記正極活物質は、板状の第１の構造体と、板状の第２の構造体と、前記第１の構造体と、前記第２の構造体との間に位置する第３の構造体とを有し、
   前記第３の構造体は、概略角柱状であり、
   前記第１の構造体と、前記第２の構造体との間には空隙が位置する、二次電池。
2. 正極と、負極と、セパレータと、電解液と、外装体と、を有し、
   前記正極は、正極活物質層と、正極集電体と、を有し、
   前記セパレータは、袋状、短冊状又は蛇腹状を有し、
   前記正極活物質層は、正極活物質を有し、
   前記正極活物質は、板状の第１の構造体と、板状の第２の構造体と、前記第１の構造体と、前記第２の構造体との間に位置する複数の第３の構造体とを有し、
   前記複数の第３の構造体はいずれも、概略角柱状であり、
   前記第１の構造体と、前記第２の構造体との間には空隙が位置する、二次電池。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記第１の構造体は、第１の面と、第２の面と、その他の面と、を有し、
   前記第１の面は、前記その他の面よりも面積が大きく、
   前記第２の面は、前記その他の面よりも面積が大きい、二次電池。
4. 請求項３において、
   前記第１の面と、前記第２の面は、共通する辺を有さない、二次電池。
5. 請求項２乃至請求項４のいずれか一において、
   前記第１の面は、概略ｎ角形状であり（ｎは５以上の自然数）、
   前記第１の面が有するｎ個の内角のうち、少なくとも一つは１００°以下である、二次電池。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか一において、
   前記正極活物質は、リチウムと、金属と、リンと、酸素とを有し、
   前記金属は、鉄、マンガン、コバルト及びニッケルから選ばれるいずれか一つまたは複数を有する、二次電池。
7. 請求項１乃至請求項６のいずれか一において、
   前記正極活物質は、リチウムと、鉄と、リンと、酸素とを有する、二次電池。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれか一において、
   前記正極活物質は、リン酸鉄リチウムを有する、二次電池。
9. 請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の二次電池と、
   制御回路と、を有する電池制御ユニット。
10. 請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の二次電池と、
    電源スイッチと、を有する電子機器。
11. 請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の二次電池と、
    表示装置と、を有する電子機器。
12. 請求項１乃至請求項８のいずれか一に記載の二次電池と、
    入出力端子と、を有し、
    前記入出力端子は、無線通信を行う機能を有する電子機器。

Images