JP7155336B2 - 蓄電体 - Google Patents

Description

本発明の一態様は、蓄電体およ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
の一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発
明の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション
・オブ・マター）に関するものである。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、蓄電装置、それらの駆動方法、
または、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、本明細書中において蓄電体とは、蓄電機能を有する素子及び装置全般を指すもの
である。

近年、スマートフォンで代表される携帯情報端末が活発に開発されている。電子機器の
一種である携帯情報端末は軽量、小型であることが使用者の要望として大きい。

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

ウェアラブルデバイスや携帯情報端末は、繰り返し充電または放電が可能な蓄電体を搭
載することが多く、ウェアラブルデバイスや携帯情報端末は、軽量、小型であるがゆえに
搭載される電池の容量が制限されるため、ウェアラブルデバイスや携帯情報端末の操作時
間が限られてしまう問題がある。ウェアラブルデバイスや携帯情報端末に搭載する蓄電体
としては、軽量、且つ、小型であり、長時間の使用が可能であることが求められている。

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

特開２００５－１５７３１７号公報

ウェアラブルデバイスに適した蓄電体を提供することを課題の一とする。または、新規
な蓄電体または蓄電装置を提供することを課題の一とする。

または、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、さまざまな外観形状を有する新規
な構造の電子機器、及びその形状に適した形状の蓄電体を提供することも課題の一とする
。

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、必ずしも、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、これら以外の課
題は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、
図面、請求項などの記載から、これら以外の課題を抽出することが可能である。

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

一方で、複雑な外観形状を有する電子機器が小型である場合には、筐体の内部空間の体
積が小さく、その体積に合わせて電子部品及びそのサイズを選定し、配置する。この場合
、電子部品のサイズが小さくなればなるほど高価となり、製造コストが増大してしまう。

また、蓄電体においては、容量が大きいほど蓄電体の体積が増える傾向があり、小型の
電子機器に内蔵する場合、蓄電体のサイズや配置に制限がある。

また、電気自動車やハイブリッド自動車などの蓄電体を有する車両は、１回の充電あた
りの走行距離を長くしようとすればするほど、蓄電体の占める体積が増えてしまう。

そこで、形状を変化させることのできる蓄電体を電子機器に用い、その電子機器の筐体
の内部空間に効率よく蓄電体およびその他の電子部品を配置させる。

外部から力を加えて蓄電体の形状を変化させた場合、蓄電体を構成する正極や負極など
の物体に外部から力が加わり、物体に応力がかかり、一部が変形または一部破壊が生じる
恐れがある。

そこで、本発明の一態様は、応力を緩和する構造を有する蓄電体とする。または、応力
によって生じるひずみを緩和する構造を有する蓄電体とする。ここで、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。

本発明の一態様は、正極と、負極とを外装体の内側に有する蓄電体であって、正極は正
極から一方向に突出する正極タブ部を含み、負極は負極から一方向に突出する負極タブ部
を含み、蓄電体は、正極タブ部と電気的に接続された第１のリード電極と、負極タブ部と
電気的に接続された第２のリード電極とを有し、第１のリード電極は、第１の折り返し部
を有し、第２のリード電極は、第２の折り返し部を有する、蓄電体である。

また、上記の蓄電体において、第１の折り返し部の折り返し線と正極タブ部の突出する
方向と平行な直線のなす角が４５°以上９０°以下であり、第２の折り返し部の折り返し
線と負極タブ部の突出する方向と平行な直線のなす角が４５°以上９０°以下であること
が好ましい。

また、正極と、負極とを外装体の内側に有する蓄電体であって、正極は正極から一方向
に突出する正極タブ部を含み、負極は負極から一方向に突出する負極タブ部を含み、蓄電
体は、正極タブ部と電気的に接続された第１のリード電極と、負極タブ部と電気的に接続
された第２のリード電極とを有し、第１のリード電極は、第１の湾曲する部分を有し、第
２のリード電極は、第２の湾曲する部分を有する蓄電体も、本発明の一態様である。

また、上記の蓄電体において、外装体の厚さが２０μｍ以上１５０μｍ以下である部分
を含むことが好ましい。

また、上記の蓄電体において、外装体の少なくとも一部に複数の凸部または凹部を有し
ていてもよい。

また、上記の蓄電体において、正極および負極を、それぞれ複数個有していてもよい。

また、上記の蓄電体と、表示部、操作ボタン、スピーカ、またはマイクを有する電子機
器も、本発明の一態様である。

本発明の一態様に係る蓄電体は、曲率半径３０ｍｍ以上好ましくは曲率半径１０ｍｍ以
上の範囲で変形することができる。蓄電体の外装体であるフィルムは、１枚または２枚で
構成されており、積層構造の蓄電体である場合、湾曲させた蓄電体の断面構造は、外装体
であるフィルムの２つの曲線で電極や電解液等が挟まれた構造となる。

ここで、面の曲率半径について、図１２（Ａ）乃至（Ｃ）を用いて説明しておく。図１
２（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１７００を切断した断面図を示す。曲面を平面で切断する
とき、曲面に対する平面の角度や切断する位置に応じて、断面に現れる曲線の曲率半径は
異なるものとなるが、本明細書等では、最も小さい曲率半径を面の曲率半径とする。

２枚のフィルムを外装体として電極・電解液などの電池材料１８０５を挟む蓄電体を湾
曲させた場合には、蓄電体の曲率中心１８００に近い側のフィルム１８０１の曲率半径１
８０２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１３（Ａ））。蓄電体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１３（Ｂ））。外装体の表面に凹部または凸部で形成される模
様を形成すると、このように圧縮応力や引っ張り応力がかかったとしても、ひずみによる
影響を許容範囲内に抑えることができる。そのため、蓄電体は、曲率中心に近い側の外装
体の曲率半径が３０ｍｍ以上好ましくは１０ｍｍ以上となる範囲で変形することができる
。

なお、蓄電体の断面形状は、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１３（Ｃ）に示す形状や、波状（図１３（Ｄ））、Ｓ字形状など
とすることもできる。蓄電体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以上好ましくは１０ｍｍ以上
となる範囲で蓄電体が変形することができる。

なお、本発明の一態様は、様々な蓄電装置に対して適用させることができる。例えば、
蓄電装置の一例としては、電池、一次電池、二次電池、リチウムイオン二次電池、リチウ
ム空気電池、鉛蓄電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄電池、ニッ
ケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化銀・亜鉛蓄
電池、固体電池、などがあげられる。さらに、蓄電装置の別の例として、キャパシタに適
用することもできる。例えば、本発明の一態様の負極と、電気二重層の正極とを組み合わ
せて、リチウムイオンキャパシタなどのようなキャパシタを構成することも可能である。

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

携帯情報端末に適した蓄電体を提供できる。または、ウェアラブルデバイスに適した蓄
電体を実現できる。または、新規な蓄電体または蓄電装置を実現できる。

蓄電体の形状を自在に設計できるため、例えば曲面を有する蓄電体を用いることにより
、デバイス全体の自由度が上がり、いろいろなデザインを有するデバイスを実現すること
ができる。また、曲面を有するデバイス内の隙間に無駄なスペースを作ることなく、デバ
イスの表面の曲面に沿ってデバイスの曲面の内側に蓄電体を設けることでデバイス内の空
間を有効に利用することができる。

従って、新規な構造の電子機器を実現できる。

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の
一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果
は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図
面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

本発明の一態様の蓄電体を説明する斜視図および断面図。 リード電極の延伸方向について説明する斜視図。 本発明の一態様の蓄電体を説明する斜視図および断面図。 リード電極の一例を説明する斜視図および断面図。 エンボス加工について説明する図。 本発明の一態様の蓄電体を説明する斜視図および断面図。 本発明の一態様の蓄電体の作製工程を説明する図。 本発明の一態様の蓄電体の作製工程を説明する図。 本発明の一態様の蓄電体の作製工程を説明する図。 電子機器の一例を説明する図。 電子機器の一例を説明する図。 面の曲率半径について説明する図。 曲率中心について説明する図。 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。 実施例に係る、計算モデルの上面図および断面図。 実施例に係る、計算モデルの斜視図。 実施例に係る、応力分布の計算結果。 実施例に係る、応力分布の計算結果。

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。

なお、本明細書で説明する各図において、各構成の大きさ、層の厚さ、または領域は、
発明を明瞭化するために誇張または省略されている場合がある。よって、必ずしもそのス
ケールに限定されない。

なお、本明細書等における「第１」、「第２」等の序数詞は、構成要素の混同を避ける
ために付すものであり、工程順または積層順など、なんらかの順番や順位を示すものでは
ない。また、本明細書等において序数詞が付されていない用語であっても、構成要素の混
同を避けるため、特許請求の範囲において序数詞が付される場合がある。

（実施の形態１）
本発明の一態様の蓄電体４０の作製方法とその構成例について、図面を用いて説明する
。

まず、本発明の一態様の蓄電体４０の作製方法について説明する。

最初に、蓄電池を構成する正極１２、セパレータ１３、負極１４を上から積層したもの
（以下、積層体ともいう）と、封止層１５を有するリード電極１０を２つ用意する（図１
（Ａ）参照）。正極１２は、正極集電体１２ａと正極集電体１２ａに接して形成された正
極活物質層１２ｂを含む。また負極１４は、負極集電体１４ａと負極集電体１４ａに接し
て形成された負極活物質層１４ｂを含む。また、リード電極１０はリード端子とも呼ばれ
、蓄電体の正極または負極を外装体の外側へ引き出すために設けられる。

そして、一方のリード電極１０と、正極１２が一方向に突出する部分（以下、正極タブ
部１２ｔともいう）を超音波溶接などにより、電気的に接続する。正極タブ部１２ｔと接
続するリード電極１０は、材料として例えばアルミニウムを用いる。そして他方のリード
電極１０と、負極１４が一方向に突出する部分（以下、負極タブ部１４ｔともいう）を超
音波溶接などにより、電気的に接続する。負極タブ部１４ｔと接続するリード電極１０は
、材料として例えばニッケルメッキを施した銅を用いる。正極タブ部１２ｔに電気的に接
続されるリード電極１０は正極１２と同電位になり、負極１４についても同様であるので
、正極１２または負極１４に用いることができる材料はリード電極１０に用いることがで
きる。

本作製方法例においては、一方のリード電極１０を正極タブ部１２ｔの上面に接続し、
また他方のリード電極１０を負極タブ部１４ｔの下面に接続する構成としている。ここで
は、図１（Ａ）の矢印Ｚの方向を上方向としている。このような構成とすることで、リー
ド電極１０を介した正極１２と負極１４のショートを防止できる。また、２つのリード電
極１０はそれぞれ、正極タブ部１２ｔおよび負極タブ部１４ｔの上面または下面のいずれ
に接続してもよい。例えば、２つのリード電極１０をそれぞれ正極タブ部１２ｔの下面お
よび負極タブ部１４ｔの下面に接続する構成としてもよい。このような構成とする場合は
、後述するように正極タブ部１２ｔと接続するリード電極１０の折り返し部１０ｂを図１
（Ａ）の矢印Ｘの方向にずらすことで、該リード電極１０が負極１４と接触しないように
できる。

正極タブ部１２ｔとリード電極１０との間に接続部１０ａを形成する際には、接続部１
０ａからのリード電極１０の延伸方向が正極タブ部１２ｔの突出方向（すなわち図１（Ａ
）の矢印Ｘの方向）と異なるように接続することが好ましい。具体的には、該延伸方向と
該突出方向のなす角が９０°以上１８０°以下であることが好ましい。該延伸方向と該突
出方向を異ならせることで、リード電極１０に折り返し部を設け、かつ完成した蓄電体４
０のリード電極１０の延伸方向と正極タブ部１２ｔ（または負極タブ部１４ｔ）の突出方
向とを概ね一致させることができる。また、該延伸方向と該突出方向のなす角が１８０°
に近いほど、後述するように折り返し部が応力を緩和する効果を高めることができる。

ここで、リード電極１０の延伸方向について図２（Ａ）を用いて説明する。図２（Ａ）
は図１（Ｂ）におけるリード電極１０、封止層１５、および正極１２の正極タブ部１２ｔ
近傍を拡大した斜視図である。本明細書において、接続部１０ａからのリード電極１０の
延伸方向という場合、折り返し部１０ｂの一方の端部を始点としてリード電極１０の辺に
沿うベクトルｄの、正極１２を含む面への正射影ベクトルであるベクトルｄ１の指す向き
を示している。また、図１（Ａ）では矢印Ｘの指す方向として示した正極タブ部１２ｔの
突出方向とは、図２（Ａ）においてベクトルｄ２が指す向きを示している。本作製方法例
では、ベクトルｄ１とベクトルｄ２のなす角α１が１８０°となるように、リード電極１
０を正極タブ部１２ｔに接続する。また例えば、ベクトルｄ１とベクトルｄ２のなす角α
１が１３５°となるように接続部１０ａを形成した場合の正極タブ部１２ｔ近傍の斜視図
を図２（Ｃ）に示す。

続いて、リード電極１０を図１（Ｂ）の矢印の方向に折り返すことで、折り返し部１０
ｂを形成する。このとき、折り返し部１０ｂからのリード電極１０の延伸方向が正極タブ
部１２ｔの突出方向と概ね一致するように折り返し部１０ｂを形成する。またこのとき、
折り返し部１０ｂに認められる折り返し線と、折り返し部１０ｂからのリード電極１０の
延伸方向と平行な直線のなす角が４５°以上９０°以下であることが好ましい。言い換え
ると、リード電極１０の折り返し部１０ｂに認められる折り返し線と、正極タブ部１２ｔ
の突出方向と平行な直線のなす角が４５°以上９０°以下であることが好ましい。該なす
角が９０°に近いほど、折り返し部１０ｂが応力を緩和する効果を高めることができる。

図２（Ｂ）は、リード電極１０に折り返し部１０ｂを設け、折り返し部１０ｂからのリ
ード電極１０の延伸方向を正極タブ部１２ｔの突出方向と一致させた状態のリード電極１
０、封止層１５、および正極タブ部１２ｔ近傍を拡大した斜視図である。上述した、リー
ド電極１０の折り返し部１０ｂに認められる折り返し線と正極タブ部１２ｔの突出方向と
平行な直線のなす角が、図２（Ｂ）に示す角α２となる。本作製方法例では、角α２が９
０°となるように折り返し部１０ｂを形成する。また、図２（Ｃ）に示すように接続部１
０ａを形成した場合、折り返し部１０ｂからのリード電極１０の延伸方向が正極タブ部１
２ｔの突出方向と概ね一致するように折り返し部１０ｂを形成すると、角α２は６７．５
°となる（図２（Ｄ）参照）。折り返し部１０ｂからのリード電極１０の延伸方向が正極
タブ部１２ｔの突出方向と概ね一致するように折り返し部１０ｂを形成すると、角α２の
値は角α１の約０．５倍となる。

またこのとき、折り返し部１０ｂを、接続部１０ａと間隔を置いて形成することが好ま
しい。該間隔を設けることで、蓄電体４０を湾曲させてリード電極１０が延伸方向に引っ
張られる場合に、接続部１０ａや正極タブ部１２ｔの付け根部分（図１（Ｂ）において円
で囲った領域）に与えるダメージを軽減することができる。該間隔としては、例えば１ｍ
ｍ以上５ｍｍ以下とすればよい。

また、前述したように、例えばリード電極１０を正極タブ部１２ｔの下面に接続する場
合は、該リード電極１０の折り返し部１０ｂを接続部１０ａとの間隔が狭くなるようにず
らすことが好ましい。例えば、該リード電極１０がセパレータ１３と接触しないように折
り返し部１０ｂを設ければよい。

負極１４と接続するリード電極１０の負極１４との接続および折り返しについても、こ
れと同様に行う。なお、正極１２に接続するリード電極１０と、負極１４に接続するリー
ド電極１０のいずれか一方にのみ折り返し部１０ｂを設けてもよい。また、蓄電体４０を
接続する電子機器等の接続先に応じて、折り返し部１０ｂからのリード電極１０の延伸方
向を、正極タブ部１２ｔ（または負極タブ部１４ｔ）の突出方向と異ならせるように折り
返し部１０ｂを設けてもよい。

次に、可撓性基材からなるシートを用意する。シートは複数の層からなるものを用いる
ことが好ましい。例えば、金属フィルムの一方の面または両方の面に接着層（ヒートシー
ル層とも呼ぶ）を有するものを用いる。接着層は、ポリプロピレンやポリエチレンなどを
含む熱融着性樹脂フィルムを用いる。本実施の形態では、シートとして、アルミニウム箔
の表面にナイロン樹脂を有し、アルミニウム箔の裏面に耐酸性ポリプロピレン膜と、ポリ
プロピレン膜の積層が設けられている金属シートを用いる。このシートをカットして折り
曲げた外装体１１に、上記の積層体を挿入する（図１（Ｃ）参照）。

そして、電解液を入れるための一辺を残すため、外装体１１の２辺に対して熱圧着を行
って封止する。折り曲げた外装体１１が有する二つの面が対面する熱圧着領域の二つの面
が接する領域は、外装体１１に含まれる接着層が溶解することで接着される。また該二つ
の面の間にリード電極１０および封止層１５が挟まれた領域においては、熱圧着の際、封
止層１５が溶けてリード電極１０と外装体１１との間が固定される。そして、減圧雰囲気
下、或いは不活性雰囲気下で所望の量の電解液を外装体１１が袋状となった内側に滴下す
る。そして、最後に、熱圧着をせずに残していた外装体１１の周縁に対して熱圧着を行っ
て封止する。図１（Ｄ）中の破線と端面との間の領域が、熱圧着領域１７となる。

以上の工程により、図１（Ｄ）に示す蓄電体４０を作製することができる。

得られた蓄電体４０は、リード電極１０に折り返し部１０ｂを有することで、折り返し
部１０ｂと物理的に接続する部分の曲げ応力を緩和することができる。具体的には、正極
タブ部１２ｔおよび負極タブ部１４ｔの曲げ応力を緩和することができる。特に、正極タ
ブ部１２ｔや負極タブ部１４ｔの付け根は蓄電体４０全体を湾曲させた際に破断の起点と
なる場合があるため、本発明の一態様の蓄電体４０は、リード電極１０に折り返し部１０
ｂを有することで、繰り返しの曲げに強い集電体とすることができる。

また、蓄電体４０がリード電極１０に折り返し部１０ｂを有することで、リード電極１
０の導電経路が短くなり、リード電極１０の電気抵抗を低減することができる場合がある
。

ここで、図１（Ｄ）中の一点鎖線Ａ－Ｂに対応する断面図の一例を図１（Ｅ）に示す。

図１（Ｅ）に示すように、蓄電体４０は、正極集電体１２ａ、正極活物質層１２ｂ、セ
パレータ１３、負極活物質層１４ｂ、負極集電体１４ａの順で上から積層されたものが、
折り曲げた外装体１１に挟まれ、さらに端部において接着層および封止層１５で封止され
ており、その他の空間には電解液１９を有する構成である。

また図１（Ｅ）には、折り返し部１０ｂを有するリード電極１０と正極１２（正極集電
体１２ａ）の接続部１０ａの断面模式図の一例を示してある。蓄電体４０の接続部１０ａ
近傍を湾曲させた場合に、リード電極１０の折り返し部１０ｂ近傍の曲率が相対的に大き
くなることで、正極タブ部１２ｔの曲率を相対的に小さくすることができる。すなわち、
正極１２と接続するリード電極１０が接続部１０ａ付近で折り返し部１０ｂを有すること
で、正極タブ部１２ｔにかかる応力を緩和することができる。同様に、負極１４と接続す
るリード電極１０が接続部１０ａ付近で折り返し部１０ｂを有することで、負極タブ部１
４ｔにかかる応力を緩和することができる。

なお、図１（Ｅ）は接続部１０ａ近傍において正極集電体１２ａが湾曲せず、積層体お
よびリード電極１０に沿うようにこれらを挟持する外装体１１が湾曲した構成となってい
るが、これに限られない。例えば、接続部１０ａ近傍における積層体およびリード電極１
０を挟持する外装体１１の曲率が小さくなるように、正極集電体１２ａを湾曲させた構成
としてもよい。

蓄電体４０の構成としては、例えば、正極集電体１２ａは約１０μｍ以上約３０μｍ以
下、正極活物質層１２ｂは約１００μｍ、セパレータ１３の厚さは約２５μｍ、負極活物
質層１４ｂは約１００μｍ、負極集電体１４ａは約１０μｍ以上約３０μｍ以下、外装体
１１の厚さは、約１１０μｍである。また例えば、外装体１１を構成する金属フィルムの
厚さは、約４０μｍである。蓄電体４０は可撓性を有することが好ましい。

外装体１１の可撓性を高めることで、折り返し部１０ｂが正極タブ部１２ｔ（または負
極タブ部１４ｔ）にかかる曲げ応力を緩和する効果を高めることができる。

外装体１１の厚さは蓄電体４０の封止性能が許容する範囲で薄いことが好ましい。例え
ば２０μｍ以上１５０μｍ以下であることが好ましい。また例えば、外装体１１を構成す
る金属フィルムの厚さが、５μｍ以上２０μｍ以下であることが好ましい。また、外装体
１１の一部、たとえば折り返し部１０ｂと重なる部分の外装体１１の厚さを薄くしてもよ
い。

なお、外装体１１の可撓性を高めるために、エンボス加工を施した可撓性基材からなる
シートを外装体１１として用いてもよい。エンボス加工を施した外装体を用いた蓄電体の
例については、実施の形態３にて後述する。

以下より、蓄電体４０を構成する各要素について詳細に説明する。

［１．正極］
正極１２は、正極集電体１２ａと、正極集電体１２ａに接して形成された正極活物質層
１２ｂなどにより構成される。本実施の形態では、シート状（又は帯状）の正極集電体１
２ａの一方の面に正極活物質層１２ｂを設けた例を示しているが、これに限られず、正極
活物質層１２ｂを正極集電体１２ａの両面に設けてもよい。正極活物質層１２ｂを正極集
電体１２ａの両面に設けることで、蓄電体４０の容量を大きくすることができる。また、
正極活物質層１２ｂは、正極集電体１２ａ上の全域に設けてもよく、正極集電体１２ａの
一部に設けても良い。本実施の形態においては、正極集電体１２ａの正極タブ部１２ｔに
は、正極活物質層１２ｂを設けない構成としている。

正極集電体１２ａには、ステンレス、金、白金、亜鉛、鉄、銅、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１２ａ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１２ａ
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１２ａ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１２ｂ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１２ｂ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１２ｂに用いる正極活物質としては、オリビン型の結晶構造、層状岩塩型
の結晶構造、またはスピネル型の結晶構造を有する複合酸化物等がある。正極活物質とし
て、例えば、ＬｉＦｅＯ_２、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、Ｖ_２Ｏ_５、
Ｃｒ_２Ｏ_５、ＭｎＯ_２等の化合物を用いる。

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（Ｍ＝Ｃｏ
、Ａｌ等、０＜ｘ＜１））を混合すると、マンガンの溶出を抑制する、電解液の分解を抑
制する等の利点があり好ましい。

または、複合材料（一般式ＬｉＭＰＯ_４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ（
ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上））を用いることができる。一般式ＬｉＭＰＯ_４の代表例
としては、ＬｉＦｅＰＯ_４、ＬｉＮｉＰＯ_４、ＬｉＣｏＰＯ_４、ＬｉＭｎＰＯ_４、ＬｉＦ
ｅ_ａＮｉ_ｂＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＣｏ_ｂＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ａＭｎ_ｂＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ａＣｏ
_ｂＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ａＭｎ_ｂＰＯ_４（ａ＋ｂは１以下、０＜ａ＜１、０＜ｂ＜１）、Ｌｉ
Ｆｅ_ｃＮｉ_ｄＣｏ_ｅＰＯ_４、ＬｉＦｅ_ｃＮｉ_ｄＭｎ_ｅＰＯ_４、ＬｉＮｉ_ｃＣｏ_ｄＭｎ_ｅＰ
Ｏ_４（ｃ＋ｄ＋ｅは１以下、０＜ｃ＜１、０＜ｄ＜１、０＜ｅ＜１）、ＬｉＦｅ_ｆＮｉ_ｇ
Ｃｏ_ｈＭｎ_ｉＰＯ_４（ｆ＋ｇ＋ｈ＋ｉは１以下、０＜ｆ＜１、０＜ｇ＜１、０＜ｈ＜１、
０＜ｉ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いることができる。

特に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。

または、一般式Ｌｉ_{（２－ｊ）}ＭＳｉＯ_４（Ｍは、Ｆｅ（ＩＩ）、Ｍｎ（ＩＩ）、Ｃｏ
（ＩＩ）、Ｎｉ（ＩＩ）の一以上、０≦ｊ≦２）等の複合材料を用いることができる。一
般式Ｌｉ_{（２－ｊ）}ＭＳｉＯ_４の代表例としては、Ｌｉ_{（２－ｊ）}ＦｅＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（
２－ｊ）}ＮｉＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}ＣｏＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}ＭｎＳｉＯ_４、Ｌ
ｉ_{（２－ｊ）}Ｆｅ_ｋＮｉ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｆｅ_ｋＣｏ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－
ｊ）}Ｆｅ_ｋＭｎ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｎｉ_ｋＣｏ_ｌＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｎｉ
_ｋＭｎ_ｌＳｉＯ_４（ｋ＋ｌは１以下、０＜ｋ＜１、０＜ｌ＜１）、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｆｅ_ｍ
Ｎｉ_ｎＣｏ_ｑＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｆｅ_ｍＮｉ_ｎＭｎ_ｑＳｉＯ_４、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｎ
ｉ_ｍＣｏ_ｎＭｎ_ｑＳｉＯ_４（ｍ＋ｎ＋ｑは１以下、０＜ｍ＜１、０＜ｎ＜１、０＜ｑ＜１
）、Ｌｉ_{（２－ｊ）}Ｆｅ_ｒＮｉ_ｓＣｏ_ｔＭｎ_ｕＳｉＯ_４（ｒ＋ｓ＋ｔ＋ｕは１以下、０＜
ｒ＜１、０＜ｓ＜１、０＜ｔ＜１、０＜ｕ＜１）等のリチウム化合物を材料として用いる
ことができる。

また、正極活物質として、Ａ_ｘＭ_２（ＸＯ_４）_３（Ａ＝Ｌｉ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｍ＝Ｆｅ、
Ｍｎ、Ｔｉ、Ｖ、Ｎｂ、Ａｌ、Ｘ＝Ｓ、Ｐ、Ｍｏ、Ｗ、Ａｓ、Ｓｉ）の一般式で表される
ナシコン型化合物を用いることができる。ナシコン型化合物としては、Ｆｅ_２（ＭｎＯ_４
）_３、Ｆｅ_２（ＳＯ_４）_３、Ｌｉ_３Ｆｅ_２（ＰＯ_４）_３等がある。また、正極活物質とし
て、Ｌｉ_２ＭＰＯ_４Ｆ、Ｌｉ_２ＭＰ_２Ｏ_７、Ｌｉ_５ＭＯ_４（Ｍ＝Ｆｅ、Ｍｎ）の一般式で
表される化合物、ＮａＦｅＦ_３、ＦｅＦ_３等のペロブスカイト型フッ化物、ＴｉＳ_２、Ｍ
ｏＳ_２等の金属カルコゲナイド（硫化物、セレン化物、テルル化物）、ＬｉＭＶＯ_４等の
逆スピネル型の結晶構造を有する酸化物、バナジウム酸化物系（Ｖ_２Ｏ_５、Ｖ_６Ｏ_１３、
ＬｉＶ_３Ｏ_８等）、マンガン酸化物、有機硫黄化合物等の材料を用いることができる。

なお、キャリアイオンが、リチウムイオン以外のアルカリ金属イオン、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。

また、正極活物質として、上記材料を複数組み合わせた材料を用いてもよい。例えば、
上記材料を複数組み合わせた固溶体を正極活物質として用いることができる。例えば、Ｌ
ｉＣｏ_１／３Ｍｎ_１／３Ｎｉ_１／３Ｏ_２とＬｉ_２ＭｎＯ_３の固溶体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１２ｂ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１２ｂ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。

正極活物質層１２ｂ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、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、グラフェン、フラーレンなどを用いることができる。

導電助剤により、正極１２中に電気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、正極活物質層１２ｂ中の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１２ｂ中に導電助剤を添加することにより、高い電子伝導性を有す
る正極活物質層１２ｂを実現することができる。

また、バインダとして、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１２ｂ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１２ｂ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１２ｂ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１２ａ上に塗布して乾燥さ
せればよい。

［２．負極］
負極１４は、負極集電体１４ａと、負極集電体１４ａに接して形成された負極活物質層
１４ｂなどにより構成される。本実施の形態では、シート状（又は帯状）の負極集電体１
４ａの一方の面に負極活物質層１４ｂを設けた例を示しているが、これに限られず、負極
活物質層１４ｂは、負極集電体１４ａの両面に設けてもよい。負極活物質層１４ｂを負極
集電体１４ａの両面に設けることで、蓄電体４０の容量を大きくすることができる。また
、負極活物質層１４ｂは、負極集電体１４ａ上の全域に設けてもよく、負極集電体１４ａ
の一部に設けても良い。本実施の形態においては、負極集電体１４ａの負極タブ部１４ｔ
には、負極活物質層１４ｂを設けない構成としている。

負極集電体１４ａには、ステンレス、金、白金、亜鉛、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１４ａ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１４ａ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
１４ａ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。

負極活物質層１４ｂ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１４ｂ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１４ｂは、リチウムの溶解・析出、又はリチウムイオンの挿入・脱離が可
能な材料であれば、特に限定されない。負極活物質層１４ｂの材料としては、リチウム金
属やチタン酸リチウムの他、蓄電分野に一般的な炭素系材料等が挙げられる。

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挙げられる
。

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挙げられる。

黒鉛は、リチウムイオンが層間に挿入されたときに（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乃至０．３Ｖ ｖｓ．Ｌｉ／Ｌ
ｉ^＋）。これにより、リチウムイオン電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、
黒鉛は、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が小さい、安価である、リチウム
金属に比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。

負極活物質として、リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが
可能な材料または酸化物も用いることができる。キャリアイオンがリチウムイオンである
場合、充放電反応を行うことが可能な材料としては、例えば、Ａｌ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、
Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｃｄ、Ｉｎ、Ｇａ等のうち少なくとも一つを含む材料が
挙げられる。このような元素は炭素に対して容量が大きく、特にシリコンは理論容量が４
２００ｍＡｈ／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_２
Ｓｎ、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等が挙げられる。

また、負極活物質には、ＳｉＯ、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、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）、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、負極活物質層１４ｂ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_２．６Ｃｏ_０．４Ｎ_３は大きな充放電容量（９００ｍＡｈ／ｇ、１８９０ｍＡｈ／ｃ
ｍ^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層１４ｂ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、Ｃ
ｕ_３Ｎ、Ｇｅ_３Ｎ_４等の窒化物、ＮｉＰ_２、ＦｅＰ_２、ＣｏＰ_３等のリン化物、ＦｅＦ_３
、ＢｉＦ_３等のフッ化物でも起こる。

塗布法を用いて負極活物質層１４ｂ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１４ａ上に塗布して乾燥させればよい。
なお、負極ペーストに導電助剤を添加してもよい。

また、負極活物質層１４ｂの表面に、グラフェンを形成してもよい。例えば、負極活物
質層１４ｂ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１４ａと負極活物質層１４ｂ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１
４ｂ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１４ａと負極活物質層１４ｂ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１４ｂ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１４ｂ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１４ｂ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１４ｂ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１４ｂ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
電体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１３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（ＰＰ）
、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。

［４．電解液］
蓄電体４０に用いる電解液１９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（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（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１９の溶媒としてゲル化される高分子材料を用いることで、漏液性等に対
する安全性が高まる。また、蓄電体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１９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、蓄電体の内部短絡や、過充電等によって内部温度が上昇し
ても、蓄電体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、Ｌ
ｉＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、Ｌｉ_２ＳＯ_４、Ｌｉ_２Ｂ_１０Ｃｌ_１０、Ｌｉ_２Ｂ_１２Ｃｌ
_１２、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、ＬｉＣ（Ｃ
_２Ｆ_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。

また、蓄電体４０に用いる電解液１９として、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１９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１
９にビニレンカーボネートなどの添加剤を加えてもよい。

［５．外装体］
蓄電体の構造としては、様々な構造があるが、本実施の形態では、外装体１１の形成に
フィルムを用いる。なお、外装体１１を形成するためのフィルムは金属フィルム（アルミ
ニウム、ステンレス、ニッケル鋼など）、有機材料からなるプラスチックフィルム、有機
材料（有機樹脂や繊維など）と無機材料（セラミックなど）とを含むハイブリッド材料フ
ィルム、炭素含有無機フィルム（カーボンフィルム、グラファイトフィルムなど）から選
ばれる単層フィルムまたはこれら複数からなる積層フィルムを用いる。熱伝導性の高い金
属フィルムを用いると、蓄電体４０の放熱効果が高まるため好ましい。

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、本発明の一態様である蓄電体８０の作製方法例と構成例について、
図面を用いて説明する。蓄電体８０は、実施の形態１で説明した蓄電体４０とは主にリー
ド電極の構成が異なる。以下より、主に蓄電体８０の蓄電体４０と異なる点について説明
する。すなわち蓄電体８０のうち、蓄電体４０と同様の構成については実施の形態１の説
明を援用できる。

まず、本発明の一態様の蓄電体８０の作製方法について説明する。

最初に、蓄電池を構成する正極１２、セパレータ１３、負極１４を積層したもの（積層
体）と、封止層１５を有するリード電極２０を２つ用意する（図３（Ａ）参照）。リード
電極２０はリード電極１０よりもその長辺が長い。

そして、１つのリード電極２０と、正極タブ部１２ｔとを超音波溶接などにより、電気
的に接続する。次いでもう１つのリード電極２０と、負極タブ部１４ｔとを超音波溶接な
どにより、電気的に接続する。

正極タブ部１２ｔとリード電極２０との間に接続部２０ａを形成する際に、該接続部か
らのリード電極の延伸方向が正極タブ部１２ｔの突出方向（図３（Ａ）の矢印Ｘの方向）
と概ね一致するように接続する。負極タブ部１４ｔとリード電極２０についても同様に接
続する（図３（Ａ）矢印）。

そして、リード電極２０の接続部２０ａと封止層１５の間の領域に加工を施すことで、
該領域に変形を加える。該加工は主に曲げ加工を含む。本作製方法例においては該加工と
して、手作業またはベンダーやプレス機等の装置によって、リード電極２０が破断しない
程度の曲率半径を曲げ部に有する１８０度曲げ（またはヘミング曲げ）を二度行う。

なお、本明細書で用いる１８０度曲げは、曲げ角度が１８０°に限定されるものではな
い。例えば、１８０度曲げの対象として平板状の加工物を想定したとき、加工物の平板形
状からの曲げ角度が１８０°未満であり、加工物の曲げ方向の軌跡を含む平面による加工
物の断面において、曲げ部分から二方向に伸びる加工物の辺が平行でない場合を含む。例
えば１８０度曲げは、２つの該辺のなす角が１５０°以上１８０°以下となる場合を含む
。

本作製方法例においてはリード電極２０に上記の加工を施した領域である変形領域７８
の一例を示し、変形領域７８の形状および加工方法の変形例については後述する。なお、
負極１４と接続するリード電極２０の負極タブ部１４ｔとの接続および変形についても、
これと同様に行う。

次に、外装体２１を用意し、外装体２１に上記の積層体を挿入する（図３（Ｂ）参照）
。蓄電体８０は変形領域７８を封止された外装体２１の内部に含むため、外装体２１とし
ては実施の形態１で説明した外装体１１よりも大きいものを用いる。

そして、外装体２１の２辺に対して熱圧着を行って封止し外装体２１が袋状となった内
側に電解液１９を滴下する。最後に、熱圧着をせずに残していた外装体２１の周縁に対し
て熱圧着を行って封止する。

以上の工程により、図３（Ｃ）に示す蓄電体８０を作製することができる。

なお、図３（Ｄ）に示すように、変形領域７８を封止した外装体の外側に設けてもよい
。この場合は外装体として外装体１１を用いることができる。このような構成とすること
で、一つの蓄電体８０の作製に要する外装体の量を減らし、作製コストを削減できる。

得られた蓄電体８０は、リード電極２０に変形領域７８を有することで、変形領域７８
と物理的に接続する部分の曲げ応力を緩和することができる。具体的には、正極タブ部１
２ｔおよび負極タブ部１４ｔの曲げ応力を緩和することができる。特に、正極タブ部１２
ｔや負極タブ部１４ｔの付け根は蓄電体８０全体を湾曲させた際に破断の起点となる場合
があるため、本発明の一態様の蓄電体８０は、リード電極２０に変形領域７８を有するこ
とで、繰り返しの曲げに強い集電体とすることができる。

また、蓄電体８０がリード電極２０に変形領域７８を有することで、リード電極２０の
導電経路が短くなり、リード電極２０の電気抵抗を低減することができる場合がある。

ここで、図３（Ｃ）中の一点鎖線Ｃ－Ｄに対応する断面図の一例を図３（Ｅ）に示す。

図３（Ｅ）に示すように、蓄電体８０は、正極集電体１２ａ、正極活物質層１２ｂ、セ
パレータ１３、負極活物質層１４ｂ、負極集電体１４ａの順で上から積層されたものが、
折り曲げた外装体２１に挟まれ、さらに端部において接着層または封止層１５で封止され
ており、その他の空間には電解液１９を有する構成である。

また図３（Ｅ）には、リード電極２０に上記の加工を施した変形領域７８の断面模式図
の一例を示してある。蓄電体８０の接続部２０ａ近傍を湾曲させた場合に、変形領域７８
の曲率が相対的に大きくなることで、正極タブ部１２ｔの曲率を相対的に小さくすること
ができる。すなわち、正極１２と接続するリード電極２０が変形領域７８を有することで
、接続部２０ａ近傍を湾曲させた時に正極タブ部１２ｔにかかる応力を緩和することがで
きる。同様に、負極１４と接続するリード電極２０が変形領域７８を有することで、接続
部２０ａ近傍を湾曲させた時に負極タブ部１４ｔにかかる応力を緩和することができる。

なお、図３（Ｅ）は接続部２０ａ近傍において正極集電体１２ａが湾曲せず、積層体お
よびリード電極２０に沿うようにこれらを挟持する外装体２１が湾曲した構成となってい
るが、これに限られない。例えば、接続部２０ａ近傍における積層体およびリード電極２
０を挟持する外装体２１の曲率が小さくなるように、正極集電体１２ａを湾曲させた構成
としてもよい。

［変形領域の変形例］
変形領域７８は、変形領域７８と物理的に接続する変形領域７８近傍の部分の曲げ応力
を緩和する機能を有する。変形領域７８が湾曲する部分または湾曲しやすい部分を有する
ことで、該機能が奏する効果を高めることができる。

以下より、図３（Ｅ）に示した変形領域７８とは異なる構成である変形領域７９につい
て説明する。

図４（Ａ）に、変形領域７９および封止層１５を有するリード電極３０の斜視図を示す
。図４（Ｂ）は図３（Ｅ）に示した変形領域７８の断面図である。図４（Ｃ）は、図４（
Ａ）の一点鎖線Ｅ－Ｆに対応する変形領域７９の断面図である。

図４（Ｃ）に示す変形領域７９は、図４（Ｂ）に示す変形領域７８と同様に二度の１８
０度曲げを行っているが、リード電極２０と比較してリード電極３０の厚さが薄い構成と
なっている。変形領域７９の厚さが変形領域７９を除くリード電極３０の厚さよりも薄い
ことで、変形領域７９が応力を緩和する効果をより高めることができる。

図４（Ｃ）に示す変形領域７９の加工方法としては、まずやすりやグラインダを用いて
リード電極３０の変形領域としたい部分を研磨または研削し、またはリード電極を厚さ方
向に圧縮または長さ方向に引き伸ばすことで所望の厚さとした後に、上述の１８０度曲げ
を行えばよい。

また、変形領域７９を図４（Ｄ）に示すような構成としてもよい。図４（Ｄ）は、リー
ド電極３０に対して上記の二度の１８０度曲げを二箇所に行っている。このようにリード
電極３０に設ける湾曲部分を増やすことで、変形領域７９がリード電極３０全体にかかる
曲げ応力を緩和する効果を高めることができる。なお、図４（Ｄ）では二度の１８０度曲
げを二箇所に行っているが、三箇所以上に行ってもよく、また一箇所に１８０度曲げを三
度以上行ってもよい。

図４（Ｅ）に示す変形領域７９は、リード電極３０の一方の面に頂部を有する凸部と他
方の面に頂部を有する凸部が交互に配列された構成である。このような波型に湾曲した変
形領域７９においては、凸部の曲率半径を大きくすることができるため、リード電極３０
に靱性の低い材料を用いた場合でも容易に加工することができる。

図４（Ｅ）に示す変形領域７９の加工方法としては、手作業でもよく、例えばエンボス
加工などのプレス加工を行ってもよい。また、後述するボンディングダイを用いて図４（
Ｅ）の変形領域７９を形成することもできる。

また、変形領域７９は図４（Ｆ）に示すような渦巻き状であってもよい。図４（Ｆ）に
示す変形領域７９は、リード電極３０に対して１８０度曲げを一度行った後に、曲げ部分
を起点としてロール状に巻くことで形成できる。このような構成とすることで、変形領域
７９が湾曲する部分を増やし、かつ変形領域７９が占める容積を小さくすることができる
。

図４（Ｇ）に示す変形領域７９は、図４（Ｃ）と図４（Ｅ）を組み合わせた構成である
。すなわち、リード電極３０の一部を研磨または研削して薄くし、エンボス加工等によっ
て細かい波型を成すような複数の凸部を形成した後に、１８０度曲げを二度行うことで図
４（Ｇ）に示す変形領域７９を形成できる。

ここで、１８０度曲げのかわりに、最初に形成した波型よりも粗い（一つの凸部が大き
い）波型を形成するような加工を行ってもよい。すなわち、変形領域７９が、一つの凸部
の中に該凸部と相似な形状を有しかつ該凸部より小さい複数の凸部を含むフラクタル形状
を有していてもよい。このような構成とすることで、変形領域７９全体の曲げ応力の緩和
効果を大きくするとともに、変形領域７９の一部に曲げ応力が局所的にかかることを抑制
できる。

図４（Ｂ）乃至（Ｇ）では、変形領域の加工において、リード電極３０を折り曲げるま
たは湾曲させる方向が、図４（Ａ）の一点鎖線Ｅ－Ｆを含みかつリード電極３０の上面に
垂直な面と平行である例を示したが、これに限られない。

図４（Ｈ）乃至（Ｋ）は、変形領域７９ａおよび変形領域７９ｂの加工方法を説明する
図である。図４（Ｈ）には、変形領域を形成する前のリード電極３０および封止層１５の
斜視図を示している。

図４（Ｈ）に示す一点鎖線に沿ってリード電極３０を矢印の方向に折り曲げると、リー
ド電極３０は図４（Ｉ）のようになる。同様に図４（Ｉ）に示す一点鎖線に沿ってリード
電極３０を矢印の方向に折り曲げると、図４（Ｊ）のようになり、変形領域７９ａを形成
することができる。

図４（Ｈ）および図４（Ｉ）における折り曲げ方向は、折り曲げ線（図４（Ｈ）および
図４（Ｉ）の一点鎖線）を延長した直線とリード電極３０の短辺と平行な直線のなす角α
３、α４によって規定することができる。図４（Ｈ）および図４（Ｉ）では、角α３およ
び角α４がともに４５度の例を示している。角α３と角α４の和が９０度のとき、リード
電極３０の変形領域７９ａからの延伸方向を、折り曲げ部を形成する前のリード電極３０
の延伸方向（以下、初期の延伸方向と表記する）と平行とすることができる。また、リー
ド電極３０を延伸させたい方向に応じて、角α３および角α４の値を任意に決定すること
ができる。

また、図４（Ｊ）に示す一点鎖線に沿ってリード電極３０を矢印の方向に折り曲げると
、リード電極は図４（Ｋ）のようになり、変形領域７９ｂを形成することができる。図４
（Ｊ）に示す折り曲げ線は、初期の延伸方向と平行であり、かつ図４（Ｈ）および図４（
Ｉ）に示す折り曲げ線のそれぞれの中点を結んだ線分の中点を通るため、変形領域７９ｂ
を形成したリード電極３０全体の延伸方向を、初期の延伸方向と一致させることができる
。

図４（Ｈ）乃至（Ｊ）における折り曲げは、例えば上述の１８０度曲げとすることがで
きる。また、図４（Ｈ）乃至（Ｊ）における折り曲げを、各図面においてリード電極３０
の上面に対して谷折りとなるように行う例を示したが、これに限られない。図４（Ｈ）乃
至（Ｊ）における折り曲げは、それぞれ山折りもしくは谷折りのいずれであってもよい。

リード電極３０に変形領域７９ａまたは変形領域７９ｂを設けることで、変形領域と物
理的に接続する変形領域近傍の部分の曲げ応力を緩和することができる。また変形領域７
９ａまたは変形領域７９ｂは、図４（Ｈ）乃至（Ｊ）に例示したようにリード電極３０を
折り曲げるまたは湾曲させる方向に応じて、様々な方向の曲げ応力を緩和する効果を奏す
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、実施の形態１または実施の形態２で説明した蓄電体に対して、エン
ボス加工を施した外装体を用いた蓄電体の例を示す。

まず、プレス加工の一種であるエンボス加工について説明する。

図５（Ａ）乃至（Ｃ）は、エンボス加工の一例を示す断面図である。なお、エンボス加
工とは、プレス加工の一種であり、表面に凹凸のあるエンボスロールをフィルムに圧接さ
せ、エンボスロールの凹凸に対応する凹凸をフィルム表面に形成する処理のことを指して
いる。エンボスロールは、表面に模様を彫刻したロールである。

図５（Ａ）は、フィルムの片方の面にエンボス加工を行う例である。なお、エンボス加
工は上述の金属シートをカットした後の外装体に対して行ってもよく、また金属シートに
行ってもよい。

図５（Ａ）において、フィルムの一方の面に接するエンボスロール５３と、もう一方の
面に接するロール５４との間にフィルム５０が挟まれ、フィルム５０がフィルムの進行方
向５８に送り出されている途中を示している。圧力または熱によってフィルム表面に模様
を形成している。

図５（Ａ）は、片面エンボス加工とも呼ばれ、エンボスロール５３とロール５４（金属
ロールまたは弾性ロール（ゴムロールなど））の組み合わせである。

また、図５（Ｂ）はフィルムの両面にエンボス加工を行う例である。

図５（Ｂ）において、フィルムの一方の面に接するエンボスロール５３と、もう一方の
面に接するエンボスロール５５との間にフィルム５１が挟まれ、フィルム５１がフィルム
の進行方向５８に送り出されている途中を示している。

図５（Ｂ）は、両面エンボス加工とも呼ばれ、雄柄のエンボスロールであるエンボスロ
ール５３とエンボスロール５５（雌柄）の組み合わせである。

また、フィルム５１の表面の一部を浮き上がらせるエンボスと、表面をへこませたエン
ボスが連続している凸凹により、フィルム５１の表面に模様を形成している。

図５（Ｃ）において、フィルムの一方の面に接するエンボスロール５６と、もう一方の
面に接するエンボスロール５７との間にフィルム５２が挟まれ、フィルム５２がフィルム
の進行方向５８に送り出されている途中を示している。

図５（Ｃ）は、Ｔｉｐ ｔｏ Ｔｉｐの両面エンボス加工とも呼ばれ、エンボスロール
５６と、そのエンボスロール５６と同じ柄のエンボスロール５７の組み合わせである。同
一のエンボスロールの凸部と凹部の位相を合わせたものであり、フィルム５２の表裏に差
のほとんど無い模様を形成することができる。

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

図６（Ａ）乃至（Ｄ）に、実施の形態１または実施の形態２で説明した蓄電体に対して
、エンボス加工を施した外装体を用いた蓄電体の例を示す。図６（Ａ）は、蓄電体４０に
おいて外装体１１の代わりに外装体の全体にエンボス加工を施した外装体３１を用いた蓄
電体４１の斜視図であり、図６（Ｃ）は図６（Ａ）の一点鎖線Ｇ－Ｈに対応する断面図で
ある。また図６（Ｂ）は、蓄電体８０において外装体１１の代わりに外装体の一部にエン
ボス加工を施した外装体３６を用いた蓄電体８１の斜視図であり、図６（Ｄ）は図６（Ｂ
）の一点鎖線Ｉ－Ｊに対応する断面図である。

蓄電体４１は、外装体の全体にエンボス加工を施した外装体３１を有する（図６（Ａ）
、図６（Ｃ）参照）。外装体３１は、複数の凸部または凹部を有する。該複数の凸部また
は凹部は、外力が加えられた場合に発生する外装体３１の応力を緩和する場合がある。該
複数の凸部または凹部は、例えば図５（Ｂ）に示した両面エンボス加工によって形成する
ことができる。

外装体の可撓性が低いと、本発明の一態様の蓄電体が備えるリード電極の折り返し部ま
たは変形領域が応力を緩和する効果が得られない場合がある。具体的には、外装体の可撓
性が正極１２（または負極１４）やリード電極の可撓性よりも低いと、折り返し部または
変形領域付近の蓄電体の曲がりやすさについて外装体が支配的になる場合がある。このよ
うな場合に、蓄電体４１のように外装体の全体にエンボス加工を施し可撓性を高めた外装
体３１を用いることで、該効果を得ることができる。

また、外装体のうち折り返し部または変形領域と重なる部分のみ可撓性を高めることで
、該効果をさらに高めることができる。図６（Ｂ）および図６（Ｄ）に示す蓄電体８１は
、領域３６ａにのみ外装体３１と同様の凸部または凹部を有する外装体３６を有する。領
域３６ａは、変形領域７８と重なり、かつ正極タブ部１２ｔおよび負極タブ部１４ｔの付
け根（図６（Ｂ）において円で囲った領域）と重ならない位置にある。このような構成と
することで、蓄電体８１の全体を湾曲させた場合に、変形領域７８が外装体３６の領域３
６ａとともに大きく湾曲することで、正極タブ部１２ｔおよび負極タブ部１４ｔの付け根
にかかる応力を緩和することができる。

外装体３６または外装体３１が有する凸部または凹部によって構成される模様は視認可
能な幾何学模様であり、例えば二方向の斜めの線が交差した幾何学模様とすることができ
る（図６（Ａ）および図６（Ｂ）参照）。二方向の斜めの線が交差した幾何学模様とする
場合には少なくとも二方向の曲げへの応力を緩和することができる。また、凸部や凹部の
配置が規則的に配置された模様に限らず、凸部や凹部の配置が不規則に配置されてもよい
。不規則に配置された場合には、二次元の曲げだけでなく、三次元の不規則な曲げまたは
捩じりへの応力を緩和することができる。また、フィルムの箇所によって模様の異なる領
域を複数有していてもよい。

また、外装体が有する凸部または凹部の大きさを端部と中央部で、すなわち熱圧着領域
１７とその他の領域とで異ならせてもよい。外装体の端部における凸部または凹部の大き
さが中央部よりも小さいことで、熱圧着による蓄電体の封止性能の低下を抑制できる。

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４）
本実施の形態では、折り曲げた外装体１１の間に実施の形態１とは一部異なる積層の組
み合わせを複数収納する例を示す。

図７（Ａ）に正極集電体１２ａ、図７（Ｂ）に負極集電体１４ａ、図７（Ｃ）にセパレ
ータ１３、図７（Ｄ）にリード電極３５、図７（Ｅ）に外装体１１のぞれぞれの上面図を
示す。

図７においてそれぞれの寸法が概略等しく、図７（Ｅ）中の一点鎖線で囲んだ領域１６
は、図７（Ｃ）のセパレータ１３の寸法とほぼ同一である。また、図７（Ｅ）中の点線と
端面との間の領域は、熱圧着領域１７となる。

図８（Ａ）には、２つの組み合わせの斜視図を示している。なお、正極集電体１２ａに
は両面に正極活物質層１２ｂが設けられている（裏面側（図の下向きの面側）に設けられ
た正極活物質層１２ｂは図示しない）。詳細に説明すると、下から負極集電体１４ａ、負
極活物質層１４ｂ、セパレータ１３、正極活物質層１２ｂ、正極集電体１２ａ、正極活物
質層１２ｂ、セパレータ、負極活物質層１４ｂ、負極集電体１４ａという順に配置されて
いる。なお、図８（Ａ）においてセパレータは２つ図示している例を示しているが、１枚
のセパレータを折り曲げてその間に正極集電体１２ａを配置する構造とすることも可能で
ある。

また、負極集電体１４ａの両面にも負極活物質層１４ｂを設けることも可能であり、図
８（Ｂ）には、片面のみに負極活物質層１４ｂを有する２つの負極集電体１４ａの間に、
両面に負極活物質層１４ｂを有する３つの負極集電体１４ａと、両面に正極活物質層１２
ｂを有する４つの正極集電体１２ａと、８枚のセパレータ１３を挟んだ蓄電体を構成する
例を示している。

このように積層する場合、４つの正極集電体１２ａを全て固定して電気的に接続する場
合、一度に接合のできる超音波溶接を行う。さらに、４つの正極集電体１２ａに加えて、
リード電極３５とも重ねて超音波溶接を行うと効率よく、電気的に接続を行うことができ
る。

正極集電体１２ａの突出部はタブ部ともよばれ、その部分を他の正極集電体１２ａのタ
ブ部と重ねて圧力をかけながら超音波を照射することで、超音波溶接を行うことができる
。

また、タブ部は、蓄電体の作製後に外から外力が加えられ生じる応力により、ヒビや切
断が生じる箇所となりやすい。

そこで、本実施の形態では、図９（Ａ）に示すボンディングダイを有する超音波溶接装
置を用いる。なお、図９（Ａ）では、簡略化のため、超音波溶接装置のうち、上下のボン
ディングダイのみを図示する。

突起２４を有する第１のボンディングダイ２２と、第２のボンディングダイ２３との間
に、４つの正極集電体１２ａのタブ部と、リード電極３５を配置する。溶接したい領域が
突起２４と重なるように超音波溶接を行い、圧力が加えられると、図９（Ｂ）に示すよう
に、溶接領域２６とセパレータ１３の端部から突出しているタブ部の領域との間に湾曲部
２５が形成できる。

この湾曲部２５を設けることによって、蓄電体の作製後に外から外力が加えられ生じる
応力を緩和することができる。応力によって生じるひずみを緩和する構造とすることで、
二次電池を曲げたり変形させたりするときに（外装体などが）破損することなく、長期信
頼性を確保することができる。

また、図９（Ａ）に示すボンディングダイを有する超音波溶接装置は、湾曲部２５の形
成を超音波溶接と同時に行うことができるため、工程数も増やすことなく蓄電体を作製す
ることができる。また、超音波溶接と湾曲部２５の形成は別々に行ってもよい。

また、５つの負極集電体のタブ部も上記超音波溶接を同様に行って、全て溶接して電気
的に接続する。

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５）
本実施の形態では、実施の形態１乃至４を用いて得られる蓄電体を組み込んだ電子機器
の一例を示す。

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

実施の形態１乃至４のいずれか一を用いて得られる蓄電体は、外装体が薄く柔軟性を有
するフィルムであり、曲面を有する支持構造体に貼り付け、支持構造体の曲率半径の大き
い領域の曲面部分に追随して変形させることができる。

また、フレキシブルな形状を備える蓄電体を、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１０（Ａ）は、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機７４００は、筐体７４０
１に組み込まれた表示部７４０２の他、操作ボタン７４０３、外部接続ポート７４０４、
スピーカ７４０５、マイク７４０６などを備えている。なお、携帯電話機７４００は、蓄
電体７４０７を有している。

図１０（Ｂ）は、携帯電話機７４００を湾曲させた状態を示している。携帯電話機７４
００を外部の力により変形させて全体を湾曲させると、その内部に設けられている蓄電体
７４０７も湾曲される。また、その時、曲げられた蓄電体７４０７の状態を図１０（Ｃ）
に示す。蓄電体７４０７はラミネート構造の蓄電池（積層構造電池、フィルム外装電池と
も呼ばれる）である。蓄電体７４０７は曲げられた状態で固定されている。なお、蓄電体
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、リード電極７４０８に実施の形態２で説明した変形領域７４１０が設けられており、
蓄電体７４０７が曲げられた状態での信頼性が高い構成となっている。さらに、携帯電話
機７４００は、ＳＩＭカードを挿入するためのスロットや、ＵＳＢメモリなどＵＳＢデバ
イスを接続するコネクタ部などを設けてもよい。

図１０（Ｄ）は、曲げることのできる携帯電話の一例を示している。前腕に巻くような
形状に曲げれば、図１０（Ｅ）に示すバングル型の携帯電話にすることができる。携帯電
話７１００は、筐体７１０１、表示部７１０２、操作ボタン７１０３、及び蓄電体７１０
４を備える。また、図１０（Ｆ）に曲げることのできる蓄電体７１０４の状態を示す。蓄
電体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体７１０
４の一部または全部の曲率が変化する。具体的には、曲率半径が１０ｍｍ以上１５０ｍｍ
以下の範囲内で筐体または蓄電体７１０４の主表面の一部または全部が変化する。なお、
蓄電体７１０４は集電体７１０６と電気的に接続されたリード電極７１０５を有している
。例えば、リード電極７１０５に実施の形態１で説明した折り返し部７１１０が設けられ
ており、蓄電体７１０４が曲率を変化させて曲げられる回数が多くとも高い信頼性を維持
できる構成となっている。このように、図１０（Ｄ）に示す携帯電話は、複数の形状に変
化することのできるデバイスであり、それを実現するためには少なくとも筐体７１０１、
表示部７１０２、及び蓄電体７１０４が可撓性を有することが望ましい。

さらに、携帯電話７１００は、ＳＩＭカードを挿入するためのスロットや、ＵＳＢメモ
リなどＵＳＢデバイスを接続するコネクタ部などを設けてもよい。

図１０（Ｇ）は、腕時計型の携帯情報端末の一例を示している。携帯情報端末７２００
は、筐体７２０１、表示部７２０２、バンド７２０３、バックル７２０４、操作ボタン７
２０５、入出力端子７２０６などを備える。

携帯情報端末７２００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、イン
ターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することがで
きる。

表示部７２０２はその表示面が湾曲しており、湾曲した表示面に沿って表示を行うこと
ができる。また、表示部７２０２はタッチセンサを備え、指やスタイラスなどで画面に触
れることで操作することができる。例えば、表示部７２０２に表示されたアイコン７２０
７に触れることで、アプリケーションを起動することができる。

操作ボタン７２０５は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オ
フ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を
持たせることができる。例えば、携帯情報端末７２００に組み込まれたオペレーティング
システムにより、操作ボタン７２０５の機能を自由に設定することもできる。

また、携帯情報端末７２００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能
である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリー
で通話することもできる。

また、携帯情報端末７２００は入出力端子７２０６を備え、他の情報端末とコネクタを
介して直接データのやりとりを行うことができる。また入出力端子７２０６を介して充電
を行うこともできる。なお、充電動作は入出力端子７２０６を介さずに無線給電により行
ってもよい。

携帯情報端末７２００は、本発明の一態様の蓄電装置を有している。例えば、図１０（
Ｆ）に示した蓄電体７１０４を、筐体７２０１の内部に湾曲した状態で、またはバンド７
２０３の内部に湾曲可能な状態で組み込むことができる。

図１０（Ｈ）は、腕章型の表示装置の一例を示している。表示装置７３００は、表示部
７３０４を有し、本発明の一態様の蓄電装置を有している。また、表示装置７３００は、
表示部７３０４にタッチセンサを備えることもでき、また、携帯情報端末として機能させ
ることもできる。

表示部７３０４はその表示面が湾曲しており、湾曲した表示面に沿って表示を行うこと
ができる。また、表示装置７３００は、通信規格された近距離無線通信などにより、表示
状況を変更することができる。

また、表示装置７３００は入出力端子を備え、他の情報端末とコネクタを介して直接デ
ータのやりとりを行うことができる。また入出力端子を介して充電を行うこともできる。
なお、充電動作は入出力端子を介さずに無線給電により行ってもよい。

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

図１１（Ａ）および図１１（Ｂ）において、本発明の一態様を用いた車両を例示する。
図１１（Ａ）に示す自動車８４００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１１（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１１（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。

本発明の一態様によれば、蓄電装置を車両の内部空間に効率よく配置することができる
。よって、車両内の限られた空間に容量の大きい蓄電装置を設けることができ、車両の航
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６）
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１４乃至図２０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、充放電特性にばらつきが生じて、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 Ｍｉｃｒ
ｏｓｃｏｐｅ）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１４には、蓄電装置のブロック図の一例を示す。図１４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ＢＴ
０４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１４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ＢＴ
０９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ＢＴ０
３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、本実施形態における切り替え制御回路ＢＴ０３の動作例を、図１５を用いて説
明する。図１５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１５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１５（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１５（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１５（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１５（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ＢＴ０
４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ＢＴ０
５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１６及び図
１７に示す。

図１６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ＢＴ
１２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
ＢＴ１２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
Ａ２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１６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Ｂ
Ｔ１６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Ｂ
Ｔ１３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ＢＴ１
０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ＢＴ
０２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ＢＴ１
３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Ｂ
Ｔ１８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ＢＴ０
９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ＢＴ
１５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Ｓ
２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
ＢＴ１８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Ｂ
Ｔ０４に含まれていてもよい。この場合、電流制御スイッチＢＴ１４、制御信号Ｓ１に応
じて、端子対ＢＴ０１に印加される電圧の極性を制御することにより、端子対ＢＴ０２に
印加される電圧の極性を制御する。そして、電流制御スイッチＢＴ１４は、端子対ＢＴ０
２から充電電池セル群に流れる電流の向きを制御する。

図１７は、図１６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１７では、切り替え回路ＢＴ０４は、複数のトランジスタ対ＢＴ２１と、バスＢＴ２
４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ＢＴ０９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
ＢＴ２２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ＢＴ２
２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Ｂ
Ｔ３５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ＢＴ３
１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
ＢＴ３２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ＢＴ３
２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Ｓ
２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Ｂ
Ｔ０７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１８（Ａ）乃至（Ｃ
）を用いて説明する。図１８（Ａ）乃至（Ｃ）は、図１５（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１８（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
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ＢＴ
０５と、変圧制御回路ＢＴ０６と、変圧回路ＢＴ０７とにより構成される。

図１８（Ａ）に示される例では、図１５（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１５（
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（Ｖｄ
ｉｓ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１８（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
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１８（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Ｓ
３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１８（Ｂ）や図１８（Ｃ）に示される例でも、図１８（Ａ）と同様に、変換比
Ｎが算出される。図１８（Ｂ）や図１８（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ＢＴ
０２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）－Ｄ
Ｃ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１９に示す。絶縁型
ＤＣ－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－Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕ
ｃｔｏｒ 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ＢＴ
５２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２０を用いて説明する。図２
０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Ｓ
００２：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
Ｓ００２：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ＢＴ０
２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２０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ＢＴ０
９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、有限要素法を用いて集電体にかかる応力を計算した。

計算に用いたソフトは、ＡＮＳＹＳ Ｍｅｃｈａｎｉｃａｌ ＡＰＤＬ １４．０を用
いた。計算条件としては、集電体およびリード電極の材料をアルミニウムとし、アルミニ
ウムのヤング率を７．０３×１０^１０Ｐａ、ポアソン比を０．３４５とし、要素タイプを
１８７（３次元１０節点四面体ソリッド）とし、分割数を２０とした。

図２１に、計算モデルとして用いた集電体およびリード電極を示す。図２１（Ａ）、（
Ｂ）は、集電体５１２に折り返し部を有さないリード電極５１０が接続されたモデル５０
０Ａの上面図および断面図である。また図２１（Ｃ）、（Ｄ）は、集電体５１２に折り返
し部５２０ｂを有するリード電極５２０が接続されたモデル５００Ｂの上面図および断面
図である。なお、図２１（Ｂ）、（Ｄ）はそれぞれ、図２１（Ａ）、（Ｃ）のタブ部５１
２ｔ近傍の断面図である。なお、タブ部５１２ｔは集電体５１２に含まれるが、本実施例
では集電体５１２のタブ部５１２ｔを除いた領域を集電体５１２の本体と呼ぶ。

計算モデルの各寸法は次の通りである。集電体５１２の幅Ｗ１は４１ｍｍ、タブ部５１
２ｔを含まない長さＨ１は５０ｍｍ、タブ部５１２ｔの幅Ｗ２は９ｍｍ、タブ部５１２ｔ
の長さＨ２は１２ｍｍ、厚さＴ１は０．２ｍｍである。リード電極５１０およびリード電
極５２０の幅Ｗ３は５ｍｍ、厚さＴ２は０．４ｍｍである。上面図におけるリード電極５
１０の長さＨ３は５０ｍｍ、リード電極５２０の長さＨ４は５０．４５ｍｍである。接続
部５１０ａおよび接続部５２０ａの幅、長さはそれぞれＷ３、Ｈ２と等しい。また、折り
返し部５２０ｂにおけるリード電極５２０表面（曲率半径が大きい側）の曲率半径は０．
４５ｍｍである。すなわち、リード電極５２０の集電体５１２からの高さＴ３は０．９ｍ
ｍである。

モデル５００Ａおよびモデル５００Ｂを湾曲させるために加えた負荷について、図２２
を用いて説明する。図２２はモデル５００Ａの斜視図である。本実施例では、リード電極
５１０（またはリード電極５２０）の先端の側面（図の領域Ａ）を固定し、裏面側（リー
ド電極と接続する面と反対側）の表面におけるタブ部５１２ｔの集電体５１２の本体との
境界部分（図の領域Ｂ）がＹ方向に変位しないように固定して、集電体５１２のリード電
極と接続する辺と反対側の端部（図の領域Ｃ）をＹ方向に－１ｍｍ変位させた場合のモデ
ル全体にかかる応力を計算した。

図２３および図２４に計算結果を示す。図２３（Ａ）は折り返し部を有さないモデル５
００Ａの全体の応力分布を示す斜視図であり、図２３（Ｂ）は図２３（Ａ）の点線枠で囲
った領域を拡大した図である。また、図２４（Ａ）は折り返し部を有するモデル５００Ｂ
の全体の応力分布を示す斜視図であり、図２４（Ｂ）は図２４（Ａ）の点線枠で囲った領
域を拡大した図である。

計算においてモデルに加わった応力が最大となった部分を丸で囲っている（図２３（Ｂ
）、図２４（Ｂ）参照）。モデル５００Ａにおける最大応力は５．５９×１０^７Ｐａ、モ
デル５００Ｂにおける最大応力は３．２５×１０^７Ｐａであった。

本実施例の結果より、リード電極が折り返し部を有することで、蓄電体を湾曲させる際
に集電体のタブ部近傍にかかる応力を緩和することが確認できた。

Ａ１ 端子
Ａ２ 端子
Ｂ１ 端子
Ｂ２ 端子
ＢＴ００ 蓄電装置
ＢＴ０１ 端子対
ＢＴ０２ 端子対
ＢＴ０３ 制御回路
ＢＴ０４ 回路
ＢＴ０５ 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
ｄ１ ベクトル
ｄ２ ベクトル
Ｓ１ 制御信号
Ｓ２ 制御信号
Ｓ３ 変圧信号
１０ リード電極
１０ａ 接続部
１０ｂ 折り返し部
１１ 外装体
１２ 正極
１２ａ 正極集電体
１２ｂ 正極活物質層
１２ｔ 正極タブ部
１３ セパレータ
１４ 負極
１４ａ 負極集電体
１４ｂ 負極活物質層
１４ｔ 負極タブ部
１５ 封止層
１６ 領域
１７ 熱圧着領域
１９ 電解液
２０ リード電極
２０ａ 接続部
２１ 外装体
２２ ボンディングダイ
２３ ボンディングダイ
２４ 突起
２５ 湾曲部
２６ 溶接領域
３０ リード電極
３１ 外装体
３５ リード電極
３６ 外装体
３６ａ 領域
４０ 蓄電体
４１ 蓄電体
５０ フィルム
５１ フィルム
５２ フィルム
５３ エンボスロール
５４ ロール
５５ エンボスロール
５６ エンボスロール
５７ エンボスロール
５８ 進行方向
７８ 変形領域
７９ 変形領域
７９ａ 変形領域
７９ｂ 変形領域
８０ 蓄電体
８１ 蓄電体
５００Ａ モデル
５００Ｂ モデル
５１０ リード電極
５１０ａ 接続部
５１２ 集電体
５１２ｔ タブ部
５２０ リード電極
５２０ａ 接続部
５２０ｂ 折り返し部
１７００ 曲面
１７０１ 平面
１７０２ 曲線
１７０３ 曲率半径
１７０４ 曲率中心
１８００ 曲率中心
１８０１ フィルム
１８０２ 曲率半径
１８０３ フィルム
１８０４ 曲率半径
１８０５ 電池材料
７１００ 携帯電話
７１０１ 筐体
７１０２ 表示部
７１０３ 操作ボタン
７１０４ 蓄電体
７１０５ リード電極
７１０６ 集電体
７１１０ 折り返し部
７２００ 携帯情報端末
７２０１ 筐体
７２０２ 表示部
７２０３ バンド
７２０４ バックル
７２０５ 操作ボタン
７２０６ 入出力端子
７２０７ アイコン
７３００ 表示装置
７３０４ 表示部
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 蓄電体
７４０８ リード電極
７４０９ 集電体
７４１０ 変形領域
８０２１ 充電装置
８０２２ ケーブル
８４００ 自動車
８４０１ ヘッドライト
８５００ 自動車

Claims (3)

1. 正極集電体と、
   前記正極集電体の第１の面に設けられた正極活物質層と、
   前記正極集電体から突出した正極タブ部と、
   負極集電体と、
   前記負極集電体の第２の面に設けられた負極活物質層と、
   前記負極集電体から突出した負極タブ部と、
   前記正極活物質層と前記負極活物質層との間に設けられたセパレータと、
   前記正極集電体と、前記正極活物質層と、前記正極タブ部と、前記負極集電体と、前記負極活物質層と、前記負極タブ部と、前記セパレータと、を内側に含む外装体と、
   第１の部分において前記第１の面と反対側の第３の面に接する第１の領域と、前記第１の領域より内側に位置する第１の折り返し部と、前記第１の領域と接する第２の領域と、前記第２の領域から前記外装体の外側に延伸した第３の領域と、を有する第１の電極と、
   第２の部分において、前記第２の面と反対側の第４の面に接する第４の領域と、前記第４の領域より内側に位置する第２の折り返し部と、前記第４の領域と接する第５の領域と、前記第５の領域から前記外装体の外側に延伸した第６の領域と、を有する第２の電極と、を有する、蓄電体。
2. 正極集電体と、
   前記正極集電体の第１の面に設けられた正極活物質層と、
   前記正極集電体から突出した正極タブ部と、
   負極集電体と、
   前記負極集電体の第２の面に設けられた負極活物質層と、
   前記負極集電体から突出した負極タブ部と、
   前記正極活物質層と前記負極活物質層との間に設けられたセパレータと、
   前記正極集電体と、前記正極活物質層と、前記正極タブ部と、前記負極集電体と、前記負極活物質層と、前記負極タブ部と、前記セパレータと、を内側に含み、複数の凸部又は凹部を有する外装体と、
   第１の部分において前記第１の面と反対側の第３の面に接する第１の領域と、前記第１の領域より内側に位置する第１の折り返し部と、前記第１の領域と接する第２の領域と、前記第２の領域から前記外装体の外側に延伸した第３の領域と、を有する第１の電極と、
   第２の部分において、前記第２の面と反対側の第４の面に接する第４の領域と、前記第４の領域より内側に位置する第２の折り返し部と、前記第４の領域と接する第５の領域と、前記第５の領域から前記外装体の外側に延伸した第６の領域と、を有する第２の電極と、を有し、
   前記第１の電極及び前記第２の電極は、前記複数の凸部又は凹部と重なる領域を有する、蓄電体。
3. 請求項１又は請求項２において、
   前記第１の折り返し部の折り返し線と前記正極タブ部の突出する方向と平行な直線のなす角が４５°以上９０°以下であり、
   前記第２の折り返し部の折り返し線と前記負極タブ部の突出する方向と平行な直線のなす角が４５°以上９０°以下である、蓄電体。

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