JP2023175902A - 電子機器 - Google Patents

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Ryota Tajima
正明 ▲ひろ▼木
Masaaki Hiroki
大典 古松
Onori Furumatsu
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Abstract

【課題】ウェアラブルデバイスは、人間の複雑な表面に合わせたデザインとする必要がある。そのため購入後に個々の体の特徴に合わせられ、違和感なく自然に装着できる電子機器を提供する。【解決手段】変形が可能な二次電池を搭載した電子機器とする。変形が可能な二次電池を用いることで、例えば、電子機器中の狭くて細長い空間に効率よく二次電池を設置し、さらにその細長い二次電池ごと電子機器を曲げることができるようになる。また電子機器の重量バランスを調整しやすくなる。【選択図】図１

Description

本発明の一様態は、物、方法、又は、製造方法に関する。または、本発明は、プロセス、
マシン、マニュファクチャ、又は、組成物（コンポジション・オブ・マター）に関する。
本発明の一態様は、半導体装置、表示装置、発光装置、蓄電装置、照明装置または電子機
器、またはそれらの製造方法に関する。特に、電子機器およびそのオペレーティングシス
テムに関する。
なお、本明細書中において電子機器とは、二次電池を有する装置全般を指し、二次電池
を有する電気光学装置、二次電池を有する情報端末装置などは全て電子機器である。
使用者が携帯する電子機器や、使用者が装着する電子機器が盛んに開発されている。例え
ば、薄型携帯書籍が特許文献１に記載されている。
使用者が携帯する電子機器や、使用者が装着する電子機器は、主に二次電池を電源として
動作する。使用者が携帯する電子機器は、長時間使用することが望まれており、そのため
には大容量の二次電池を用いればよい。しかし電子機器に大容量の二次電池を内蔵させる
と、大容量の二次電池は、大きく、重量がかさむため、電子機器が大きく重くなってしま
う問題がある。そこで、携帯する電子機器に内蔵できる、小型または薄型で大容量の二次
電池の開発が進められている。
少なくとも一軸方向に湾曲または屈曲することのできるシート状の蓄電装置が特許文献１
に記載されている。
特開２０１３－２１１２６２
電子機器は、製造メーカから様々なデザインを有する形態が提案され、多様化が進んでい
る。複雑な外観形状を有し、且つ、小型の電子機器の場合、二次電池を内蔵、または搭載
するための空間に制限がある。制限された空間に、既存のコイン形リチウムイオン二次電
池を配置しようとすると、設置場所、設置個数などが限られる可能性が高い。また、仮に
いくつもの小型のコイン形二次電池を配置しても、二次電池同士の接続が煩雑になり、そ
のために無駄になる空間も生じるため、効率的とは言えない。
このように、製造メーカは予め二次電池を配置するスペースを考慮にいれながら製品のデ
ザインなどを考える必要があるため、二次電池の形状、場所によって製品のデザインが制
限される。
しかし、例えばウェアラブルデバイスの場合、人間の複雑な表面に合わせたデザインとす
る必要がある。具体的には、腕に装着するデバイスの場合、腕の曲面に沿うような面を有
するデザインを有するデバイスとし、変形が可能であることが望まれる。また快適に使用
できる重量バランスであることも重要である。
特にウェアラブルデバイスの場合は、購入後に個々の体の特徴に合わせられ、違和感なく
自然に装着できるものが好ましい。
具体的には、例えば眼鏡型デバイスの場合、人間の目の間隔、即ち瞳孔間間隔は、約５０
ｍｍから約８０ｍｍと幅がある。また鼻の位置、耳の位置も個人により違いがある。体に
合っていないデバイスを装着すると、見えにくい、使用者が動いた場合にデバイスがずれ
てしまう、鼻にかかる重量によって鼻に跡がつく等の問題が生じうる。
そのため、新規な構造の電子機器を提供する。具体的には、さまざまな外観形状にするこ
とができる新規な構造の電子機器を提供する。
または、本発明の一態様は、新規な蓄電装置、新規な二次電池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。
そこで本発明の一態様では、変形が可能な二次電池を搭載した電子機器とする。変形が可
能な二次電池を用いることで、例えば、電子機器中の狭くて細長い空間に効率よく二次電
池を設置し、さらにその細長い二次電池を電子機器ごと曲げることができるようになる。
また電子機器の重量バランスを調整しやすくなる。
そこで装着時に使用者の側頭部に沿って配置される部分（テンプル部ともいう）に細長い
二次電池を設置し、一部が曲げられるようにする。
変形が可能な二次電池が搭載された、電子機器を提供することができる。また電子機器の
空間に効率よく二次電池を設置することができる。また曲げることのできる電子機器を提
供することができる。また個々の体の特徴に合わせられ、違和感なく自然に装着できるウ
ェアラブルデバイスを提供することができる。また快適に使用できる重量バランスの電子
機器を提供することができる。
また、新規な電子機器、または、新規な蓄電装置を提供することができる。なお、これら
の効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ず
しも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図
面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項など
の記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。
本発明の一態様を示す上面図および斜視図である。 本発明の一態様に用いることのできる二次電池を示す断面図、上面図および斜視図である。 本発明の一態様に用いることのできる二次電池およびその作製方法を示す斜視図である。 本発明の一態様に用いることのできる二次電池を示す断面図である。 本発明の一態様に用いることのできる二次電池の作製方法を示す斜視図である。 本発明の一態様に用いることのできる二次電池の作製方法を示す断面図および上面図である。 本発明の一態様に用いることのできる二次電池の作製方法を示す上面図および斜視図である。 本発明の一態様の他の例を示す図である。 本発明の一態様に用いることのできる無線システムを説明するブロック図である。 実施例１で作製した二次電池の設計図である。 実施例１で作製した二次電池および電子機器の写真である。 実施例１で作製した二次電池および電子機器の写真である。 実施例１で作製した二次電池のＸ線ＣＴ画像である。 充放電試験を説明する図である。 充放電試験を説明する図である。 充放電試験を説明する図である。 実施例２で評価した二次電池の充放電特性である。
以下では、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。ただし、本発明は
以下の説明に限定されず、その形態および詳細を様々に変更し得ることは、当業者であれ
ば容易に理解される。また、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈さ
れるものではない。
「電気的に接続」には、「何らかの電気的作用を有するもの」を介して接続されている場
合が含まれる。ここで、「何らかの電気的作用を有するもの」は、接続対象間での電気信
号の授受を可能とするものであれば、特に制限はない。
図面等において示す各構成の、位置、大きさ、範囲などは、理解を容易にするため、実際
の位置、大きさ、範囲などを表していない場合がある。このため、開示する発明は、必ず
しも、図面等に開示された位置、大きさ、範囲などに限定されない。
「第１」、「第２」、「第３」などの序数詞は、構成要素の混同を避けるために付すもの
である。
（実施の形態１）
本実施の形態では、図１を用いて、本発明の一態様に係る電子機器の一例について説明す
る。
図１（Ａ）は、本発明の一態様に係る眼鏡型デバイス１００の上面図であり、図１（Ｂ）
は、眼鏡型デバイス１００の斜視図である。
眼鏡型デバイス１００は、装着時に使用者の側頭部に沿って配置される部分（以下テンプ
ル部という）を有し、左右のテンプル部それぞれに二次電池１０１を有する。
二次電池１０１には、変形が可能な二次電池を用いる。従って、例えばテンプル部を可撓
性を有する部材等で構成した場合には、テンプル部の形状を変化させることができる。そ
のため、眼鏡型デバイス１００を購入した使用者は、購入後にテンプル部の形状を変化さ
せることで、眼鏡型デバイス１００の形状を個々の使用者の目の間隔、鼻の位置、耳の位
置等の特徴に合わせることができる。これにより、使用者は、眼鏡型デバイス１００を違
和感なく自然に装着することができる。
また、例えば眼鏡型デバイス１００のフロント部に、二次電池を含め多数の部品を配置す
ると、眼鏡型デバイス１００の重量バランスが悪くなる恐れがある。そこでテンプル部に
二次電池１０１を配置することで、快適に使用できる重量バランスの眼鏡型デバイス１０
０とすることができる。
また眼鏡型デバイス１００は、端子部１０４を有していてもよい。端子部１０４から二次
電池１０１に充電をすることができる。また二次電池１０１同士は電気的に接続されてい
ることが好ましい。二次電池１０１同士が電気的に接続されていることで、一つの端子部
１０４から二つの二次電池１０１に充電をすることができる。
また眼鏡型デバイス１００は、表示部１０２を有していてもよい。表示部１０２は、発光
機能を有していてもよい。発光機能を有する表示部１０２の例としては、ＬＥＤを用いた
表示装置または有機ＥＬを用いた表示装置等が挙げられる。また眼鏡型デバイス１００は
、制御部１０３を有していてもよい。制御部１０３により、二次電池１０１の充放電を制
御し、また表示部１０２に表示する画像データを生成することができる。また制御部１０
３に無線通信機能を有するチップを搭載することで、外部とデータの送受信を行うことが
できる。
また、図１（Ｃ）に示すように、表示部１０２を有さない眼鏡型デバイス１１０としても
よい。眼鏡型デバイス１１０には、外付けの表示部１１２を取り付けてもよい。眼鏡型デ
バイス１１０に外付けの表示部１１２を取り付けることで、使用者の目と表示部１１２と
の距離を調整することが容易となる。
また、眼鏡型デバイス１１０と、外付けの表示部１１２との間で無線通信および無線給電
を行ってもよい。
（実施の形態２）
本実施の形態では、図２、図３、図５、図６および図７を用いて、本発明の一態様に用い
ることのできる二次電池１０１の一例について説明する。なお図面はすべて説明を明快に
するため構成の一部を抜粋して示している。
まず、図２を用いて二次電池１０１の構成について説明する。図２（Ａ）は、二次電池１
０１の外観の斜視図である。また図２（Ｂ）図２（Ｃ）および図２（Ｄ）は、説明のため
二次電池１０１の構造を模式的に示したものであり、図２（Ｂ）は、二次電池１０１の上
面図である。図２（Ｃ）は、図２（Ｂ）中の一点鎖線ＸＹにおける二次電池１０１の断面
図であり、図２（Ｄ）は二次電池１０１の斜視図である。図２（Ｃ）および図２（Ｄ）に
おいては、一部の構成を抜粋して示す。
図２（Ａ）、図２（Ｂ）および図２（Ｃ）に示すように、二次電池１０１は、複数の正極
集電体２１２と、複数の負極集電体２１４と、セパレータ２１３と、外装体２１１と、外
装体２１１に囲まれた領域の中に電解液２２０を有する。また正極集電体２１２と電気的
に接続されるリード電極２１６ａと、負極集電体２１４と電気的に接続されるリード電極
２１６ｂを有する。またリード電極２１６ａおよびリード電極２１６ｂは、一部がシール
材２１７に覆われている。
また図２（Ａ）に示すように、二次電池１０１は、湾曲した構造の二次電池とすることが
できる。すなわち、二次電池１０１が有する、複数の正極集電体２１２と、複数の負極集
電体２１４と、セパレータ２１３と、外装体２１１とが、湾曲した部分を有することがで
きる。このような変形が可能な二次電池１０１とすることで、これを搭載する電子機器を
、変形可能な電子機器とすることができる。
図２（Ｄ）は複数の正極集電体２１２と、複数の負極集電体２１４と、セパレータ２１３
とを抜粋して示した図である。図２（Ｄ）に示すように、二次電池１０１では、複数の正
極集電体２１２と、複数の負極集電体２１４が、セパレータ２１３によって覆われ、結束
材２２１によって結束されている。
すなわちセパレータ２１３は、１枚のセパレータ２１３の中で、複数の正極集電体２１２
及び複数の負極集電体２１４に挟まれている領域と、複数の正極集電体２１２及び複数の
負極集電体２１４を覆うように配置されている領域とを有する。
さらに換言すれば、二次電池１０１が有するセパレータ２１３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２１３の折りたたまれた領域に、複数の正極集電体
２１２及び複数の負極集電体２１４が挟まれている。
なお、図２（Ｄ）では結束材２２１を用いて複数の正極集電体２１２および複数の負極集
電体２１４を結束する構成を示したが、これに限らない。結束材を用いずにこれらを結束
してもよい。たとえばセパレータ２１３の材料によっては、セパレータ２１３同士を熱溶
着することができる。そこで、セパレータ２１３の集電体を覆うように配置されている領
域において、セパレータ２１３同士が重畳する部分を熱溶着することによっても、複数の
正極集電体２１２および複数の負極集電体２１４を結束することができる。なお熱溶着す
る場合、セパレータの材料としてはポリプロピレンまたはポリエチレン等が好ましい。
図３（Ａ）および図３（Ｂ）に、セパレータを熱溶着することで複数の正極集電体２１２
および複数の負極集電体２１４を結束した二次電池１０１の例を示す。ただし図３（Ａ）
および図３（Ｂ）は、複数の正極集電体２１２と、複数の負極集電体２１４と、セパレー
タ２１３とを抜粋して示した図である。図３（Ａ）に、セパレータの一部の領域２１３ｂ
においてセパレータ２１３を熱溶着した二次電池１０１を示す。
図３（Ｂ）に、セパレータ２１３のうち、複数の正極集電体２１２と、複数の負極集電体
２１４を覆う領域の一部を除去し、セパレータの一部の領域２１３ｂにおいてセパレータ
２１３を熱溶着した二次電池１０１を示す。セパレータ２１３のうち、複数の正極集電体
２１２および複数の負極集電体２１４を覆うように配置される領域の一部を除去すること
で、セパレータ２１３のうち、結束に用いられる領域に隙間をつくることができる。その
ため、充放電によって電解液が分解されて生じたガスが、複数の正極集電体２１２と、複
数の負極集電体２１４との間にとどまることを抑制できる。そのため二次電池１０１の電
池反応の偏りを抑制し、内部抵抗の上昇を抑制し、また二次電池１０１の容量を向上させ
ることができる。
また図２および図３では煩雑となるため図示しないが、正極集電体２１２の片面または両
面の一部には、正極活物質層が形成されている。正極活物質層は、少なくとも正極活物質
を含む。また負極集電体２１４の片面または両面の一部には、負極活物質層が形成されて
いる。負極活物質層は、少なくとも負極活物質を含む。なお正極活物質層および負極活物
質層が形成される領域は、セパレータ２１３と重畳する。
なお図２および図３では、正極集電体２１２および負極集電体２１４が交互に積み重ねら
れる構成について説明したが、本発明の一態様はこれに限らない。活物質が集電体の両面
に形成されているか、片面に形成されているかによって、適した構成は異なる。
図４を用いて、正極集電体２１２および負極集電体２１４を積み重ねる構成の他の例を示
す。
図４（Ａ）は、両面に正極活物質層２１２Ａが形成された正極集電体２１２を５枚、片面
に負極活物質層２１４Ａが形成された負極集電体２１４を１０枚積み重ねた構成である。
一部を拡大して示すように、正極活物質層２１２Ａと負極活物質層２１４Ａが、セパレー
タ２１３を介して対向するように積層する。また、負極集電体２１４の負極活物質層が形
成されていない面同士が接するように積層する。
負極集電体２１４の負極活物質層が形成されていない面同士が接する面は、活物質層とセ
パレータが接する面と比較して摩擦の小さい接触面である。そのため、後の工程で二次電
池１０１を湾曲する際に生じる、湾曲の内径と外径の差に起因する応力を逃がし易くする
ことができる。そのため二次電池１０１の信頼性を向上させることができる。
図４（Ａ）のように、負極集電体２１４の負極活物質層が形成されていない面同士が接す
る面がある構成は、図４（Ｂ）のように、二次電池１０１のうち、湾曲が強い部分１０１
ａが、負極集電体２１４と電気的に接続されたリード電極２１６ｂに近い場合に、特に効
果が大きい。なお本明細書等において、例えば「湾曲が強い部分が、負極集電体と電気的
に接続されたリード電極に近い」とは、二次電池における最も湾曲の強い箇所が、二次電
池の長辺の中点よりも負極集電体が電気的に接続されているリード電極に近いことをいう
。
なぜならば、図４（Ｂ）の構成の場合、正極集電体２１２の湾曲は、正極集電体２１２が
電気的に接続されている接続部から離れた部分で生じるため、正極集電体２１２にかかる
応力などの負荷は比較的少ない。それに対して、負極集電体２１４の湾曲は、負極集電体
２１４が電気的に接続されている接続部から近い部分で生じるため、負極集電体２１４に
かかる応力が大きくなるからである。そのため、負極集電体２１４の負極活物質層が形成
されていない面同士という、摩擦の小さい接触面を作ることが、応力を逃がしやすくする
ために特に有効となる。
なお図４では、湾曲が強い部分１０１ａが、負極集電体２１４と電気的に接続されたリー
ド電極２１６ｂに近い場合について説明したが、本発明の一態様はこれに限らない。湾曲
が強い部分１０１ａが、正極集電体２１２と電気的に接続されたリード電極２１６ａに近
い場合は、片面に正極活物質層を形成した正極集電体を用い、正極集電体の正極活物質層
が形成されていない面同士の接触面を作ることが好ましい。
また、湾曲の強い部分１０１ａが二次電池１０１の両端近くにある場合、および二次電池
１０１全体で湾曲が強い場合等は、正極集電体と負極集電体の両方で、片面に活物質が形
成されている集電体を用いることが好ましい。このような構成とすることで、負極集電体
２１４の負極活物質層が形成されていない面同士、および正極集電体の正極活物質層が形
成されていない面同士という、摩擦の小さい接触面を増やすことができ、湾曲した際の応
力をより逃がしやすくできる。
次に、二次電池１０１が有する正極集電体２１２、負極集電体２１４、正極活物質、セパ
レータ２１３、電解液２２０、負極活物質、外装体２１１に用いることができる材料につ
いて説明する。
正極集電体２１２および負極集電体２１４に用いる材料は、二次電池内で顕著な化学変化
を引き起こさずに高い導電性を示す限り、特別な制限はない。例えば、金、白金、鉄、ニ
ッケル、銅、アルミニウム、チタン、タンタル、マンガン等の金属、及びこれらの合金（
ステンレスなど）を用いることができる。また、炭素、ニッケル、チタン等で被覆しても
よい。また、シリコン、ネオジム、スカンジウム、モリブデンなどを添加して耐熱性を向
上させてもよい。また、集電体は、箔状、シート状、板状、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、多孔質状及び不織布を包括する様々な形態等
の形状を適宜用いることができる。さらに、活物質との密着性を上げるために集電体は表
面に細かい凹凸を有していてもよい。また、集電体は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下の
ものを用いるとよい。
正極活物質および負極活物質は、リチウムイオン等のキャリアイオンとの可逆的な反応が
可能な材料であればよい。適当な手段により粉砕、造粒及び分級する事で、活物質の平均
粒径や粒径分布を制御する事が出来る。
正極活物質層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ＬｉＦｅＯ２、ＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉＭｎ２Ｏ４、Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ２Ｏ５
、ＭｎＯ２等の化合物を用いる。
または、複合材料（一般式ＬｉＭＰＯ４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（Ｉ
Ｉ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上））を用いることができる。一般式ＬｉＭＰＯ４の代表例と
しては、ＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＮｉＰＯ４、ＬｉＣｏＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、ＬｉＦｅ
ａＮｉｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＣｏｂＰＯ４、ＬｉＦｅａＭｎｂＰＯ４、ＬｉＮｉａＣｏｂ
ＰＯ４、ＬｉＮｉａＭｎｂＰＯ４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、ＬｉＦ
ｅｃＮｉｄＣｏｅＰＯ４、ＬｉＦｅｃＮｉｄＭｎｅＰＯ４、ＬｉＮｉｃＣｏｄＭｎｅＰＯ
４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅｆＮｉｇＣ
ｏｈＭｎｉＰＯ４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、０
＜ｉ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いることができる。
または、一般式Ｌｉ（２－ｊ）ＭＳｉＯ４（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）ＭＳｉＯ４の代表例としては、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅＳｉＯ４、Ｌｉ（２
－ｊ）ＮｉＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＣｏＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＭｎＳｉＯ４、Ｌｉ
（２－ｊ）ＦｅｋＮｉｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ
）ＦｅｋＭｎｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＮｉｋＣｏｌＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）Ｎｉｋ
ＭｎｌＳｉＯ４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｍＮ
ｉｎＣｏｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｍＮｉｎＭｎｑＳｉＯ４、Ｌｉ（２－ｊ）Ｎｉ
ｍＣｏｎＭｎｑＳｉＯ４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１）
、Ｌｉ（２－ｊ）ＦｅｒＮｉｓＣｏｔＭｎｕＳｉＯ４（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、ＡｘＭ２（ＸＯ４）３（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｍ＝Ｆｅ、Ｍ
ｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｘ＝Ｓ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉ）の一般式で表されるナ
シコン型化合物を用いることができる。ナシコン型化合物としては、Ｆｅ２（ＭｎＯ４）
３、Ｆｅ２（ＳＯ４）３、Ｌｉ３Ｆｅ２（ＰＯ４）３等がある。また、正極活物質として
、Ｌｉ２ＭＰＯ４Ｆ、Ｌｉ２ＭＰ２Ｏ７、Ｌｉ５ＭＯ４（Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ）の一般式で表
される化合物、ＮａＦｅＦ３、ＦｅＦ３等のペロブスカイト型フッ化物、ＴｉＳ２、Ｍｏ
Ｓ２等の金属カルコゲナイド（硫化物、セレン化物、テルル化物）、ＬｉＭＶＯ４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（Ｖ２Ｏ５、Ｖ６Ｏ１３、Ｌ
ｉＶ３Ｏ８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、アルカリ土類金属
イオンの場合、正極活物質として、上記リチウム化合物において、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、正極活物質層には、上述した正極活物質の他、活物質の密着性を高めるための結着
剤（バインダ）、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。
セパレータ２１３としては、セルロース（紙）、ガラス繊維、または空孔が設けられたポ
リプロピレン、ポリエチレン、もしくはポリフェニレンサルファイド等の絶縁体を用いる
ことができる。
電解液２２０は、電解質として、キャリアイオンが移動可能であり、且つキャリアイオン
であるリチウムイオンを有する材料を用いる。電解質の代表例としては、ＬｉＰＦ６、Ｌ
ｉＣｌＯ４、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ
、Ｌｉ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２ＮまたはＬｉＮ（ＦＳＯ２）２等のリチウム塩がある。これ
らの電解質は、一種を単独で用いてもよく、二種以上を任意の組み合わせ及び比率で用い
てもよい。
また、電解液２２０の溶媒としては、キャリアイオンが移動可能な材料を用いる。電解液
の溶媒としては、非プロトン性有機溶媒が好ましい。非プロトン性有機溶媒の代表例とし
ては、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート
、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、γーブチロ
ラクトン、アセトニトリル、ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン等があり、これらの
一つまたは複数を用いることができる。また、電解液の溶媒としてゲル化される高分子材
料を用いる、電解液にゲル化のための高分子材料を添加する、などにより、漏液性等に対
する安全性が高まる。また、二次電池の薄型化及び軽量化が可能である。ゲル化される高
分子材料の代表例としては、シリコーンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポ
リエチレンオキサイド系ゲル、ポリプロピレンオキサイド系ゲル、フッ素系ポリマーのゲ
ル等がある。また、電解液の溶媒として、難燃性及び難揮発性であるイオン液体（常温溶
融塩）を一つまたは複数用いることで、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。なお、イオン液体は、
流動状態にある塩であり、イオン移動度（伝導度）が高い。また、イオン液体は、カチオ
ンとアニオンとを含む。イオン液体としては、エチルメチルイミダゾリウム（ＥＭＩ）カ
チオンを含むイオン液体、またはＮ－メチル－Ｎ－プロピルピペリジニウム（ＰＰ１３）
カチオンを含むイオン液体などがある。
また、電解液２２０の代わりに、硫化物系や酸化物系等の無機物材料を有する固体電解質
や、ＰＥＯ（ポリエチレンオキシド）系等の高分子材料を有する固体電解質を用いること
ができる。固体電解質を用いる場合には、セパレータやスペーサの設置が不要となる。ま
た、二次電池全体を固体化できるため、漏液のおそれがなくなり安全性が飛躍的に向上す
る。
また、負極活物質層に用い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／ｃｍ３
）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、リチウムイオン二次電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒鉛は
、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が小さい、安価である、リチウム金属に
比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。
また、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合金系材料または酸化物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、合金系材料としては、例えば、Ｍｇ、Ｃａ、Ａｌ
、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｈｇ、及びＩ
ｎ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合金系
材料としては、例えば、、Ｍｇ２Ｓｉ、Ｍｇ２Ｇｅ、Ｍｇ２Ｓｎ、ＳｎＳ２、Ｖ２Ｓｎ３
、ＦｅＳｎ２、ＣｏＳｎ２、Ｎｉ３Ｓｎ２、Ｃｕ６Ｓｎ５、Ａｇ３Ｓｎ、Ａｇ３Ｓｂ、Ｎ
ｉ２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ３、ＬａＳｎ３、Ｌａ３Ｃｏ２Ｓｎ７、ＣｏＳｂ３、ＩｎＳｂ、
ＳｂＳｎ等がある。
また、酸化物として、例えばＳｉＯ、ＳｎＯ、ＳｎＯ２を用いることができる。なお、Ｓ
ｉＯとは、ケイ素リッチの部分を含むケイ素酸化物の粉末を指しており、ＳｉＯｙ（２＞
ｙ＞０）とも表記できる。例えばＳｉＯは、Ｓｉ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｏ４、またはＳｉ２Ｏ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ＳｉＯ２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Ｓ
ｉ、Ｓｉ２Ｏ３、Ｓｉ３Ｏ４、Ｓｉ２Ｏ、ＳｉＯ２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ＳｉＯｘ（Ｘは２以上）であれば無色透
明、或いは白色であり、区別することができる。ただし、二次電池の材料としてＳｉＯを
用いて二次電池を作製した後、充放電を繰り返すなどによって、ＳｉＯが酸化した場合に
は、ＳｉＯ２に変質する場合もある。
また、負極活物質として、二酸化チタン（ＴｉＯ２）、リチウムチタン酸化物（Ｌｉ４Ｔ
ｉ５Ｏ１２）、リチウム－黒鉛層間化合物（ＬｉｘＣ６）、五酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）
、酸化タングステン（ＷＯ２）、酸化モリブデン（ＭｏＯ２）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、Ｌｉ３Ｎ型構造をもつ
Ｌｉ３－ｘＭｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）を用いることができる。例えば、Ｌｉ２．６
Ｃｏ０．４Ｎ３は、大きな充放電容量（９００ｍＡｈ／ｇ、１８９０ｍＡｈ／ｃｍ３）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Ｖ２Ｏ５、Ｃｒ３Ｏ８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、Ｆｅ２Ｏ３、ＣｕＯ、Ｃｕ２Ｏ、ＲｕＯ２、Ｃｒ２Ｏ
３等の酸化物、ＣｏＳ０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ３Ｎ２、Ｃｕ３Ｎ、Ｇ
ｅ３Ｎ４等の窒化物、ＮｉＰ２、ＦｅＰ２、ＣｏＰ３等のリン化物、ＦｅＦ３、ＢｉＦ３
等のフッ化物でも起こる。なお、上記フッ化物の電位は高いため、正極活物質として用い
てもよい。
また、負極活物質層には、上述した負極活物質の他、活物質の密着性を高めるための結着
剤（バインダ）、負極活物質層の導電性を高めるための導電助剤等を有してもよい。
本実施の形態において、二次電池の構成は、例えば、セパレータ２１３の厚さは約１５μ
ｍ以上約３０μｍ以下、正極集電体は約１０μｍ以上約４０μｍ以下、正極活物質層は約
５０μｍ以上約１００μｍ以下、負極活物質層は約５０μｍ以上約１００μｍ以下、負極
集電体は約５μｍ以上約４０μｍ以下とする。
外装体２１１としては、可撓性基材からなるフィルムを用いる。フィルムは、積層体を用
い、金属フィルムの一方の面または両方の面に樹脂層を有し、一方の面の樹脂層が接着層
（ヒートシール層とも呼ぶ）としての機能を有するものが好ましい。接着層としては、ポ
リプロピレンやポリエチレンなどを含む熱融着性樹脂フィルムを用いることができる。本
実施の形態では、フィルムとして、アルミニウム箔の一方の面にナイロン樹脂を有し、ア
ルミニウム箔の他方の面に耐酸性ポリプロピレン膜と、ポリプロピレン膜の積層が設けら
れている金属フィルムを用いる。
また、外装体２１１に用いるフィルムに、エンボス加工を行ってもよい。エンボス加工さ
れた外装体２１１を用いることで、より曲がりやすい二次電池１０１とすることができる
。
次に、図３（Ｃ）、図５、図６および図７を用いて、二次電池１０１の作製方法について
説明する。
まず、セパレータ２１３、正極集電体２１２および負極集電体２１４を用意する。そして
正極集電体２１２の片面または両面に正極活物質層を形成する。また負極集電体２１４の
片面または両面に負極活物質層を形成する。
正極集電体２１２および負極集電体２１４として、それぞれの片面に活物質層が形成され
ているものを用いると、正極集電体２１２および負極集電体２１４の配置によっては、正
極集電体２１２の正極活物質が形成されていない面同士、および負極集電体２１４の負極
活物質が形成されていない面同士という、摩擦の小さい接触面を作ることができる。その
ため後の工程で二次電池１０１を湾曲する際に生じる、湾曲の内径と外径の差に起因する
応力を逃がし易くすることができ、好ましい。また正極集電体２１２および負極集電体２
１４として、それぞれの両面に活物質層が形成されているものを用いると、二次電池１０
１の単位体積あたりの容量を増大させることができる。
また正極集電体２１２および負極集電体２１４を、細長い形状に形成することが好ましい
。すなわち図５（Ｂ）に示す、正極集電体２１２の長辺の長さ２１２ａが、短辺の長さ２
１２ｂの１０倍以上、より好ましくは２０倍以上とするとよい。または、正極集電体２１
２の長辺の長さ２１２ａが６０ｍｍ以上、短辺の長さ２１２ｂが６ｍｍ以下とするとよい
。同様に図５（Ａ）に示す、負極集電体２１４の長辺の長さ２１４ａが、短辺の長さ２１
４ｂの１０倍以上、より好ましくは２０倍以上とするとよい。または負極集電体２１４の
長辺の長さ２１４ａが、６０ｍｍ以上、短辺の長さ２１４ｂが６ｍｍ以下とするとよい。
このように正極集電体２１２および負極集電体２１４を細長い形状とすることで、細長い
形状の二次電池１０１を作製することができる。そのため、電子機器の空間に効率よく二
次電池を設置することができる。
なお本明細書等において、正極集電体２１２および負極集電体２１４の長辺および短辺は
、正極集電体２１２および負極集電体２１４の湾曲に沿って計測することとする。
また、金属箔上に活物質層を形成したのち、レーザ加工にて正極集電体２１２および負極
集電体２１４の形状に切り出すと、歩留まりよく正確な形状の正極集電体２１２および負
極集電体２１４を作製することができる。
そして、図５（Ａ）に示すように、セパレータ２１３の上に、負極集電体２１４を重ねる
。次に、セパレータ２１３を折り曲げ、負極集電体２１４の上にセパレータ２１３を重ね
る。次に、図５（Ｂ）に示すように、セパレータ２１３の上に、正極集電体２１２を重ね
る。次に、セパレータ２１３を折り曲げ、正極集電体２１２の上にセパレータ２１３を重
ねる。なお集電体の片面に活物質層が形成されているものを用いる場合は、正極集電体２
１２の正極活物質層と、負極集電体２１４の負極活物質層がセパレータを介して対向する
ように重ねる。
セパレータ２１３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２１３同士が重畳している領域を熱溶着してから次の集電体を重ねることで、作製工
程中に集電体がずれることを抑制できる。具体的には、負極集電体２１４または正極集電
体２１２と重畳しておらず、セパレータ２１３同士が重畳している領域、たとえば領域２
１３ａを熱溶着することが好ましい。
また、二次電池１０１を湾曲させたとき、湾曲の外側と内側で曲率が異なるため、二次電
池の内部で集電体がずれることが想定される。しかし、上述のようにセパレータ２１３同
士が重畳している領域、たとえば領域２１３ａを熱溶着することで、集電体がずれた場合
でも、正極集電体と負極集電体が接触し内部ショートすることを防ぐことができる。
この工程を繰り返すことで、図５（Ｃ）に示すように、セパレータ２１３を挟んで正極集
電体２１２および負極集電体２１４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２１３に、複数の負極集電体２１４およ
び複数の正極集電体２１２を交互に挟むように配置してもよい。
次に、図５（Ｃ）および図５（Ｄ）に示すように、複数の正極集電体２１２と、複数の負
極集電体２１４を、セパレータ２１３によって覆い、結束材２２１によって複数の正極集
電体２１２および複数の負極集電体２１４を結束する。
結束材２２１としては、粘着剤が塗布されたポリイミドフィルム、ポリプロピレン、ポリ
エチレン等を用いることができる。
なお、図３（Ａ）で説明した二次電池１０１を作製する場合は、セパレータ２１３同士が
重畳している領域、たとえば領域２１３ｂを熱溶着し、複数の正極集電体２１２と、複数
の負極集電体２１４を、セパレータ２１３によって覆い、結束する。
また、図３（Ｂ）で説明した二次電池１０１を作製する場合は、図３（Ｃ）に示すように
、あらかじめ複数の正極集電体２１２と、複数の負極集電体２１４を覆う領域の一部が除
去されたセパレータ２１３を挟んで、複数の正極集電体２１２と、複数の負極集電体２１
４を積み重ねる。
その後、セパレータ２１３同士が重畳している領域、たとえば領域２１３ｂを熱溶着し、
複数の正極集電体２１２と、複数の負極集電体２１４を、一部が除去されたセパレータ２
１３によって覆い、結束する。
二次電池１０１の、図５（Ｄ）における一点鎖線ＸＹの断面図を図６（Ａ）に示す。
次に、図６（Ｂ）に示すように、複数の正極集電体２１２と、リード電極２１６ａとを電
気的に接続する。また複数の負極集電体２１４と、リード電極２１６ｂとを電気的に接続
する。電気的な接続は、超音波溶接により行うことができる。なお、図６（Ｂ）に示すよ
うに、細長い形状の複数の正極集電体２１２の一方の端部、および複数の負極集電体２１
４の一方の端部を溶接することが好ましい。換言すれば、二次電池１０１の一方の端部に
おいて複数の正極集電体２１２が電気的に接続され、二次電池１０１の他方の端部におい
て複数の負極集電体２１４が電気的に接続されることが好ましい。このような構造とする
ことで、後の工程で二次電池１０１を湾曲する際に生じる、湾曲の内径と外径の差に起因
する応力を逃がし易くすることができる。
次に、図６（Ｃ）に示すように、複数の正極集電体２１２、複数の負極集電体２１４、セ
パレータ２１３、リード電極２１６ａおよびリード電極２１６ｂを、折り曲げた外装体２
１１で挟む。
次に、図６（Ｄ）に示すように、外装体２１１の２辺、具体的には領域２１１ａおよび領
域２１１ｂを熱圧着により封止する。このときリード電極２１６ａおよびリード電極２１
６ｂと、シール材２１７の一部は外装体２１１で囲われた領域の外側に引き出される。
次に、図７（Ａ）に示すように、外装体２１１で囲われた領域に、電解液２２０を注入す
る。電解液２２０の注入は後述する減圧下でおこなってもよい。
次に、減圧下の熱圧着によって、図７（Ｂ）で示すように外装体２１１の残りの１辺、具
体的には領域２１１ｃを封止する。これらの操作は、グローブボックスを用いるなどして
酸素を排除した環境にて行う。減圧は、脱気シーラー、脱気注液シーラー等を用いて行う
とよい。またシーラーが有する加熱可能な２本のバーで挟むことにより、領域２１１ｃを
熱圧着により封止することができる。減圧および熱圧着の条件は、例えば真空度は６０ｋ
Ｐａ、熱圧着の加熱は１９０℃、加圧は０．１ＭＰａにおいて３秒とすることができる。
次に、上記の工程で得られた二次電池１０１に、エージング処理を行うことが好ましい。
エージング処理により、電極と電解質の界面に生じる被膜を制御し、活物質を活性化する
ことができる。
さらに、エージング処理を行った二次電池１０１を一度開封し、エージングにより生じた
ガスを抜いてから、電解液２２０を注ぎ足して再封止してもよい。正極と負極の電極の間
にガスが存在すると、電池反応に偏りが生じて二次電池１０１の劣化要因となるため、ガ
スを抜いて再封止をすることで二次電池１０１の劣化を抑制することができる。エージン
グ処理後にガス抜きと再封止を行う場合は、外装体２１１の領域２１１ｃを封止する際に
、再封止用の領域を確保しておくとよい。
次に、図７（Ｃ）に示すように二次電池１０１を湾曲させる。なお、図７（Ｃ）のように
湾曲させた二次電池１０１を電子機器に用いてもよいし、電子機器に搭載してから電子機
器ごと二次電池１０１を湾曲させてもよい。
以上の工程で、本発明の一態様に用いることができる二次電池１０１を作製することがで
きる。
（実施の形態３）
本実施の形態では、図８を用いて、本発明の一態様に係る電子機器の他の例について説明
する。
実施の形態１では、眼鏡型デバイス１００について説明したが、本発明の一態様はこれに
限らない。
例えば、図８に示すようなヘッドセット型デバイス３０１とすることができる。ヘッドセ
ット型デバイス３０１は、少なくともマイク部３０１ａと、フレキシブルパイプ３０１ｂ
と、イヤフォン部３０１ｃを有する。フレキシブルパイプ３０１ｂ内やイヤフォン部３０
１ｃ内には、複数の二次電池１０１が設けられている。
また、身体に直接取り付け可能なデバイス３０２とすることができる。デバイス３０２の
薄型の筐体３０２ａの中に、複数の二次電池１０１が設けられている。
また、衣服に取り付け可能なデバイス３０３とすることができる。デバイス３０３の薄型
の筐体３０３ａの中に、複数の二次電池１０１が設けられている。
また、腕章型デバイス３０４とすることができる。腕章型デバイス３０４は本体３０４ａ
上に表示部３０４ｂを有し、本体３０４ａの中に、複数の二次電池１０１が設けられてい
る。
また、腕時計型デバイス３０５とすることができる。腕時計型デバイス３０５は表示部３
０５ａを有し、腕時計型デバイス３０５の本体の中に複数の二次電池１０１が設けられて
いる。
（実施の形態４）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器に用いることのできる無線システムについ
て説明する。
無線通信および無線給電は、例えば実施の形態１で説明したように、眼鏡型デバイス１１
０と、外付けの表示部１１２との間で行うことができる。またこれに限られず、外部と無
線通信を行う電子機器に用いることができる。
また充電用の端子部を持たず、外部からの無線給電により充電する電子機器にも用いるこ
とができる。このような電子機器は、充電を簡便に行うことができ、さらに充電用の端子
部をもたないため、防水性および防塵性を高めることができる。
以下に、眼鏡型デバイス１１０および外付け表示部１１２を例に挙げ、無線システムにつ
いて述べる。図９に、眼鏡型デバイス１１０および外付け表示部１１２のブロック図を示
す。
本実施の形態にかかる眼鏡型デバイス１１０は、制御モジュール４１５と、通信モジュー
ル４２６と、電源管理回路４２７を有する。外付け表示部１１２は表示モジュール４２１
を有する。制御モジュール４１５は、眼鏡型デバイス１１０全体の制御と、通信や、表示
部４１６への情報の表示を制御するコントローラであり、例えば眼鏡型デバイス１１０の
制御部１０３に設けることができる。
制御モジュール４１５は、ＣＰＵ４１１、バッテリー４１２、レギュレータ４１３、無線
受信部４１４、及び無線送信部４２８を有する。バッテリー４１２として、二次電池１０
１を用いることができる。
また、表示モジュール４２１は、表示部４１６、表示駆動回路４１９、バッテリー４１７
、レギュレータ４１８、無線受信部４２０、及び無線送信部４２９を有する。また、本実
施の形態では外付け表示部１１２を有する例を示したが、特に限定されず、表示部に代え
て例えばセンサ部などとすることもできる。
また、通信モジュール４２６は、通信回路４２２、バッテリー４２３、レギュレータ４２
４、無線受信部４２５、及び無線送信部４３０を有する。バッテリー４２３として、二次
電池１０１を用いることができる。
各モジュールは、それぞれレギュレータとバッテリーを有している。各レギュレータは、
接続されているバッテリーから各機能回路に必要な電力または信号を生成し、供給する。
また、バッテリーへの充電時には、レギュレータは過充電などを防止することもできる。
また、図９では、一つのレギュレータに無線受信部及び無線送信部が接続されている例を
示しているが、無線受信部用のレギュレータと、無線送信部用のレギュレータと別々に接
続してもよい。
眼鏡型デバイス１１０は、電源管理回路４２７によって、互いのバッテリーの電力を相互
に供給しうる。また、電源管理回路４２７は、バッテリー４１２、４１７、４２３の電力
量を監視し、ある一つのバッテリーから他のバッテリーに電力を無線で供給して充電する
ことを自動または使用者の操作によって適宜実行することができる。または、電源管理回
路４２７は、バッテリー４１２、４１７、４２３の電力量を監視し、複数のバッテリーか
ら他のバッテリーに電力を無線で供給して充電することを自動または使用者の操作によっ
て適宜実行することができる。
また、眼鏡型デバイス１１０は、それぞれのモジュールを独立してオン状態、或いはオフ
状態とすることができる。使用するモジュールのみを選択的に駆動させるオペレーティン
グシステムにより、眼鏡型デバイス１１０の省電力化を図ることができる。
例えば、使用者が通信機能を用いることなく、表示部４１６で情報を見る場合、通信モジ
ュール４２６においては、通信回路４２２への電力供給を遮断し、バッテリー４２３を使
わないオフ状態とし、表示モジュール４２１及び制御モジュール４１５をオン状態とする
。
さらに、静止画であれば、表示モジュール４２１及び制御モジュール４１５をオン状態と
して表示部４１６で静止画を表示させた後、静止画を表示させたまま制御モジュール４１
５をオフ状態としても、表示モジュール４２１のみをオン状態として静止画を表示し続け
ることができる。なお、表示部４１６のトランジスタにオフ電流の低い酸化物半導体層（
例えばＩｎ、Ｇａ、及びＺｎを含む酸化物材料など）を用いる、または画素ごとにメモリ
を有する構成とすれば、静止画表示後にバッテリー４１７からの電力供給を遮断しても一
定時間の間であれば、静止画を表示しつづけることもできる。
また、本実施の形態では、表示モジュール４２１、制御モジュール４１５、及び通信モジ
ュール４２６がそれぞれバッテリーを有する例を示したが、特に合計３つのバッテリーに
限定されず、さらに機能モジュール及びそのバッテリーを加えて４つ以上のバッテリーを
有する電子機器としてもよい。
本実施例では、実際に二次電池１１０１および眼鏡型デバイス１１００を作製した結果を
、図１０、図１１、図１２および図１３を用いて説明する。
本実施例で作製した二次電池１１０１には、正極集電体として厚さ２０μｍのアルミニウ
ムを用い、負極集電体として厚さ１８μｍの銅を用いた。
また正極活物質にはＬｉＣｏＯ２を用い、ＬｉＣｏＯ２と、導電助剤およびバインダとし
てアセチレンブラック（ＡＢ）と、ＰＶＤＦとを混合したものを正極活物質層とした。こ
れらの混合割合は、ＬｉＣｏＯ２を９０重量％、ＡＢを５重量％、ＰＶＤＦを５重量％と
した。
また負極活物質には黒鉛を用い、これに導電助剤およびバインダとして気相法炭素繊維（
ＶＧＣＦ）（登録商標）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）およびスチレン・ブタ
ジエンゴム（ＳＢＲ）を混合して負極活物質層とした。これらの混合割合は、黒鉛を９６
重量％、ＶＧＣＦ（登録商標）を１重量％、ＣＭＣを１重量％、ＳＢＲを２重量％とした
。
なお正極については、両面に活物質を塗工した正極集電体１２１２を５枚用いた。また負
極については、片面に活物質を塗工した負極集電体１２１４を１０枚用いた。
またセパレータ１２１３にはポリプロピレンを用いた。電解液にはＥＣ：ＤＥＣ：ＥＭＣ
＝３：６：１（重量比）で混合した有機溶媒中に、１．２ｍｏｌ／ＬのＬｉＰＦ６を溶解
させ、添加剤としてプロパンスルトン（ＰＳ）を０．５重量％、ビニレンカーボネート（
ＶＣ）を０．５重量％加えたものを用いた。
また外装体１２１１にはエンボス加工を行ったアルミニウムラミネートフィルムを用いた
。アルミニウムラミネートフィルムは、厚さ３５μｍのアルミニウムの一方の面に、厚さ
１５μｍのナイロン樹脂を有し、アルミニウムの他方の面に合計の厚さが３５μｍの耐酸
性ポリプロピレン膜とポリプロピレン膜の積層が設けられているものを用いた。
本実施例で用いた外装体１２１１、正極集電体１２１２、負極集電体１２１４およびセパ
レータ１２１３の設計図を図１０に示した。
図１０（Ａ）に示す外装体１２１１の幅１２１１ａは１２５ｍｍとした。
図１０（Ｂ）に示す正極集電体１２１２の長辺１２１２ａの長さは１００ｍｍ、短辺１２
１２ｂの長さは５ｍｍとした。また長辺１２１２ａのうち正極活物質が塗工されている部
分の幅１２１２ｃは９０ｍｍとした。
また負極集電体１２１４の長辺１２１４ａの長さは１００ｍｍ、短辺１２１４ｂの長さは
５ｍｍとした。また長辺１２１４ａのうち負極活物質が塗工されている部分の幅１２１４
ｃは９３ｍｍとした。また正極集電体１２１２と負極集電体１２１４が重畳しない領域の
幅１２１４ｄは７ｍｍとした。
図１０（Ｃ）に示すセパレータ１２１３の、幅１２１３ａは９５ｍｍとした。本実施例で
は、図３（Ｂ）および図３（Ｃ）で説明した、複数の正極集電体１２１２と、複数の負極
集電体１２１４を覆う領域の一部を除去したセパレータを用いた。
上記の材料を用いて、実施の形態２で説明した作製工程を経て作製した。正極集電体１２
１２および負極集電体１２１４の積層の構造としては、図４（Ａ）で説明したように、正
極活物質層２１２Ａと負極活物質層２１４Ａが、セパレータ２１３を介して対向するよう
に積層した。また、負極集電体２１４の負極活物質層が形成されていない面同士が接する
ように積層した。
上記のようにして作製した二次電池１１０１の外観を図１１（Ａ）に示した。二次電池１
１０１は外装体１２１１に覆われ、外装体１２１１の外側にリード電極１２１６ａおよび
リード電極１２１６ｂの一部が引き出された。またリード電極１２１６ａおよびリード電
極１２１６ｂと外装体１２１１の間はシール材１２１７により結着された。
なお、外装体１２１１の長辺の長さは、湾曲させる前で１２５ｍｍとなった。また外装体
１２１１の短辺は６ｍｍ、厚さは３．５ｍｍとなった。また、二次電池１１０１の重量は
、４．５ｇとなった。
そして図１１（Ｂ）および図１１（Ｃ）に示すように、眼鏡型デバイス１１００のテンプ
ル部に、負極集電体２１４が電気的に接続されたリード電極１２１６ｂに近い部分を湾曲
させた二次電池１１０１を配置した。図１１（Ｂ）では、テンプル部に沿って湾曲させて
二次電池１１０１を配置し、湾曲部の曲率半径は４０ｍｍとなった。また図１１（Ｃ）で
は、湾曲した二次電池１１０１に樹脂を巻きつけることでテンプル部を形成した。
眼鏡型デバイス１１００の使用例を図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示す。図１２（Ａ
）に、発光装置を有する眼鏡型デバイス１１００を示し、図１２（Ｂ）に発光装置と表示
装置を有する眼鏡型デバイス１１００を示す。
図１２（Ａ）および図１２（Ｂ）に示す眼鏡型デバイス１１００では、湾曲した二次電池
１１０１に樹脂を巻きつけることでテンプル部を形成した。
また、図１１（Ｂ）、図１１（Ｃ）および図１２に示した二次電池１１０１のＸ線ＣＴ画
像を、図１３に示す。
図１３に示すように、二次電池１１０１は、湾曲させても集電体および活物質層の異常は
観察されなかった。
本実施例では、実施例１で作製した二次電池１１０１の充放電特性を評価した結果につい
て説明する。
まず、ＣＣ（定電流）充電、ＣＣＣＶ（定電流定電圧）充電およびＣＣ放電について説明
する。
＜ＣＣ充電＞
ＣＣ充電について説明する。ＣＣ充電は、充電期間のすべてで一定の電流を二次電池に流
し、所定の電圧になったときに充電を停止する充電方法である。二次電池を、図１４（Ａ
）に示すように内部抵抗Ｒと二次電池容量Ｃの等価回路と仮定する。この場合、二次電池
電圧ＶＢは、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲと二次電池容量Ｃにかかる電圧ＶＣの和である
。
ＣＣ充電を行っている間は、図１４（Ａ）に示すように、スイッチがオンになり、一定の
電流Ｉが二次電池に流れる。この間、電流Ｉが一定であるため、ＶＲ＝Ｒ×Ｉのオームの
法則により、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲも一定である。一方、二次電池容量Ｃにかかる
電圧ＶＣは、時間の経過とともに上昇する。そのため、二次電池電圧ＶＢは、時間の経過
とともに上昇する。
そして二次電池電圧ＶＢが所定の電圧、例えば４．１Ｖになったときに、充電を停止する
。ＣＣ充電を停止すると、図１４（Ｂ）に示すように、スイッチがオフになり、電流Ｉ＝
０となる。そのため、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲが０Ｖとなる。そのため、内部抵抗Ｒ
での電圧降下がなくなった分だけ、二次電池電圧ＶＢが下降する。
ＣＣ充電を行っている間と、ＣＣ充電を停止してからの、二次電池電圧ＶＢと充電電流の
例を図１４（Ｃ）に示す。ＣＣ充電を行っている間は上昇していた二次電池電圧ＶＢが、
ＣＣ充電を停止してから若干低下する様子が示されている。
＜ＣＣＣＶ充電＞
次に、ＣＣＣＶ充電について説明する。ＣＣＣＶ充電は、まずＣＣ充電にて所定の電圧ま
で充電を行い、その後ＣＶ（定電圧）充電にて流れる電流が少なくなるまで、具体的には
終止電流値になるまで充電を行う充電方法である。
ＣＣ充電を行っている間は、図１５（Ａ）に示すように、定電流電源のスイッチがオン、
定電圧電源のスイッチがオフになり、一定の電流Ｉが二次電池に流れる。この間、電流Ｉ
が一定であるため、ＶＲ＝Ｒ×Ｉのオームの法則により、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲも
一定である。一方、二次電池容量Ｃにかかる電圧ＶＣは、時間の経過とともに上昇する。
そのため、二次電池電圧ＶＢは、時間の経過とともに上昇する。
そして二次電池電圧ＶＢが所定の電圧、例えば４．１Ｖになったときに、ＣＣ充電からＣ
Ｖ充電に切り替える。ＣＶ充電を行っている間は、図１５（Ｂ）に示すように、定電圧電
源のスイッチがオン、定電流電源のスイッチがオフになり、二次電池電圧ＶＢが一定とな
る。一方、二次電池容量Ｃにかかる電圧ＶＣは、時間の経過とともに上昇する。ＶＢ＝Ｖ
Ｒ＋ＶＣであるため、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲは、時間の経過とともに小さくなる。
内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲが小さくなるに従い、ＶＲ＝Ｒ×Ｉのオームの法則により、
二次電池に流れる電流Ｉも小さくなる。
そして二次電池に流れる電流Ｉが所定の電流、例えば０．０１Ｃ相当の電流となったとき
、充電を停止する。ＣＣＣＶ充電を停止すると、図１５（Ｃ）に示すように、全てのスイ
ッチがオフになり、電流Ｉ＝０となる。そのため、内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲが０Ｖと
なる。しかし、ＣＶ充電により内部抵抗Ｒにかかる電圧ＶＲが十分に小さくなっているた
め、内部抵抗Ｒでの電圧降下がなくなっても、二次電池電圧ＶＢはほとんど降下しない。
ＣＣＣＶ充電を行っている間と、ＣＣＣＶ充電を停止してからの、二次電池電圧ＶＢと充
電電流の例を図１５（Ｄ）に示す。ＣＣＣＶ充電を停止しても、二次電池電圧ＶＢがほと
んど降下しない様子が示されている。
＜ＣＣ放電＞
次に、ＣＣ放電について説明する。ＣＣ放電は、放電期間のすべてで一定の電流を二次電
池から流し、二次電池電圧ＶＢが所定の電圧、例えば２．５Ｖになったときに放電を停止
する放電方法である。
ＣＣ放電を行っている間の二次電池電圧ＶＢと充電電流の例を図１６に示す。放電が進む
に従い、二次電池電圧ＶＢが降下していく様子が示されている。
次に、放電レート及び充電レートについて説明する。放電レートとは、電池容量に対する
放電時の電流の相対的な比率であり、単位Ｃで表される。定格容量Ｘ（Ａｈ）の電池にお
いて、１Ｃ相当の電流は、Ｘ（Ａ）である。２Ｘ（Ａ）の電流で放電させた場合は、２Ｃ
で放電させたといい、Ｘ／５（Ａ）の電流で放電させた場合は、０．２Ｃで放電させたと
いう。また、充電レートも同様であり、２Ｘ（Ａ）の電流で充電させた場合は、２Ｃで充
電させたといい、Ｘ／５（Ａ）の電流で充電させた場合は、０．２Ｃで充電させたという
。
図１７（Ａ）に、二次電池１１０１を平坦にした状態で充放電特性を測定した結果を示す
。また図１７（Ｂ）に、図１１（Ｂ）および図１２で示したように端部を曲率半径４０ｍ
ｍで湾曲させた状態で充放電特性を測定した結果を示す。なお充電は、０．２Ｃ相当ＣＣ
ＣＶ充電、ＣＣ充電の終止電圧４．１Ｖ、ＣＶ充電の終止電流０．０１Ｃにて行った。放
電は、０．２Ｃ相当ＣＣ放電、終止電圧２．５Ｖにて行った。
図１７（Ａ）の平坦状態、および図１７（Ｂ）湾曲状態の充放電特性はよく一致した。そ
のため、二次電池１１０１は、湾曲しても良好な充放電特性を得られることが明らかとな
った。また、二次電池１１０１の容量は１１０ｍＡｈであると示された。
１００ 眼鏡型デバイス
１０１ 二次電池
１０２ 表示部
１０３ 制御部
１０４ 端子部
１１０ 眼鏡型デバイス
１１２ 表示部
２１１ 外装体
２１１ａ 領域
２１１ｂ 領域
２１１ｃ 領域
２１２ 正極集電体
２１２Ａ 正極活物質層
２１２ａ 長さ
２１２ｂ 長さ
２１３ セパレータ
２１３ａ 領域
２１３ｂ 領域
２１４ 負極集電体
２１４Ａ 負極活物質層
２１４ａ 長さ
２１４ｂ 長さ
２１６ａ リード電極
２１６ｂ リード電極
２１７ シール材
２２０ 電解液
２２１ 結束材
３０１ ヘッドセット型デバイス
３０１ａ マイク部
３０１ｂ フレキシブルパイプ
３０１ｃ イヤフォン部
３０２ デバイス
３０２ａ 筐体
３０３ デバイス
３０３ａ 筐体
３０４ 腕章型デバイス
３０４ａ 本体
３０４ｂ 表示部
３０５ 腕時計型デバイス
３０５ａ 表示部
４１１ ＣＰＵ
４１２ バッテリー
４１３ レギュレータ
４１４ 無線受信部
４１５ 制御モジュール
４１６ 表示部
４１７ バッテリー
４１８ レギュレータ
４１９ 表示駆動回路
４２０ 無線受信部
４２１ 表示モジュール
４２２ 通信回路
４２３ バッテリー
４２４ レギュレータ
４２５ 無線受信部
４２６ 通信モジュール
４２７ 電源管理回路
４２８ 無線送信部
４２９ 無線送信部
４３０ 無線送信部
１１００ 眼鏡型デバイス
１１０１ 二次電池
１２１１ 外装体
１２１１ａ 幅
１２１２ 正極集電体
１２１２ａ 長辺
１２１２ｂ 短辺
１２１２ｃ 幅
１２１３ セパレータ
１２１３ａ 幅
１２１４ 負極集電体
１２１４ａ 長辺
１２１４ｂ 短辺
１２１４ｃ 幅
１２１４ｄ 幅
１２１６ａ リード電極
１２１６ｂ リード電極
１２１７ シール材

Claims (3)

  1. 二次電池を有する電子機器であって、
    前記二次電池は、外装体と、複数の正極集電体と、複数の負極集電体と、電解液と、セパレータと、を有し、
    前記二次電池は、前記外装体と、前記複数の正極集電体と、前記複数の負極集電体と、前記セパレータとが、湾曲した部分を有し、
    前記二次電池は、前記セパレータが前記複数の正極集電体と前記複数の負極集電体に挟まれている領域を有し、
    前記二次電池は、前記セパレータが前記複数の正極集電体と前記複数の負極集電体を覆うように配置されている領域を有し、
    前記複数の正極集電体と、前記複数の負極集電体とは、結束材によって結束され、
    前記セパレータは、前記結束が設置される領域に隙間を有する、
    電子機器。
  2. 二次電池を有する電子機器であって、
    前記二次電池は、外装体と、複数の正極集電体と、複数の負極集電体と、電解液と、セパレータと、を有し、
    前記二次電池は、前記外装体と、前記複数の正極集電体と、前記複数の負極集電体と、前記セパレータとが、湾曲した部分を有し、
    前記二次電池は、前記セパレータが前記複数の正極集電体と前記複数の負極集電体に挟まれている領域を有し、
    前記二次電池は、前記セパレータが前記複数の正極集電体と前記複数の負極集電体を覆うように配置されている領域を有し、
    前記複数の正極集電体と、前記複数の負極集電体とは、結束材によって結束され、
    前記セパレータは、前記結束が設置される領域に隙間を有し、
    前記電解液は、ビニレンカーボネートを有する、
    電子機器。
  3. 二次電池を有する電子機器であって、
    前記二次電池は、第１の正極集電体と、第２の正極集電体と、第１の負極集電体と、第２の負極集電体と、電解液と、セパレータと、を有し、
    前記第１の正極集電体と、前記第２の正極集電体は、前記二次電池の一方の端部において電気的に接続され、
    前記第１の負極集電体と、前記第２の負極集電体は、前記二次電池の他方の端部において電気的に接続され、
    前記二次電池は、前記第１の正極集電体、前記第２の正極集電体、前記第１の負極集電体および前記第２の負極集電体に、湾曲した部分を有し、
    前記第１の負極集電体は、一方の面に負極活物質層を有し、他方の面に負極活物質を有さず、
    前記第２の負極集電体は、一方の面に負極活物質層を有し、他方の面に負極活物質を有さず、
    前記第１の負極集電体の前記他方の面と、前記第２の負極集電体の前記他方の面が接することを特徴とし、
    前記二次電池は、前記セパレータの一部の領域に隙間を有し、
    前記電解液は、ビニレンカーボネートを有する、
    電子機器。
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