JP7259100B2 - リチウムイオン蓄電池 - Google Patents
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Description
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、液晶表示装置、発光装置、照明装
置、蓄電池、記憶装置、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。
池等、種々の蓄電池の開発が盛んに行われている。特に高出力、高エネルギー密度である
リチウムイオン蓄電池は、携帯電話やスマートフォン、ノート型パーソナルコンピュータ
等の携帯情報端末、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ等の電子機器、あるいは医療機器
、ハイブリッド車(HEV)、電気自動車(EV)、又はプラグインハイブリッド車(P
HEV)等の次世代クリーンエネルギー自動車、定置用蓄電池など、半導体産業の発展お
よび省エネルギー化の要求の高まりに伴い急速にその需要が拡大し、現代社会に不可欠な
ものとなっている。さらに近年、フレキシブルデバイス或いはウエアラブルデバイスに対
する期待が高まっており、デバイスの変形に追従して変形することができる可撓性を有す
るリチウムイオン蓄電池、すなわち、可撓性を有する蓄電池の開発が急務であり、一部開
始されている(特許文献1)。
体と、を有する。一般的に、リチウムイオン蓄電池では、アルミニウム等の金属からなる
正極集電体の両面にリチウムイオンを吸蔵・放出する正極活物質を含む正極合剤を塗布し
た正極と、銅等からなる負極集電体の両面にリチウムイオンを吸蔵放出する負極活物質を
含む負極合剤を塗布した負極が用いられる。また、これら正極と負極の間にセパレータが
挟まれることで絶縁され、正極及び負極は、外装体に設けられた正極端子及び負極端子と
電気的に接続されている。外装体は、円筒形や多角形等の一定の形状を有する。
に伴い蓄電池にかかる応力は、積層された構造物の各部で異なる。例えば、積層型のリチ
ウムイオン蓄電池をある軸を巻きつけるように変形させると、蓄電池内部の積層された構
造物は、軸に近い部分においては圧縮応力が加わり、軸から遠い部分においては引っ張り
応力が加わる。
応力が緩和する余地がなく、蓄電池の変形を繰り返すとやがて内部の積層構造物に疲労(
ダメージ)が蓄積され、破壊に至る場合がある。
電解液を保持する外装体に疲労(ダメージ)が蓄積される。また、内部の構造物の変形の
様子と外装体の変形の様子は異なるため、例えば外装体が許容できる内部構造物の変形の
程度を超えて、内部構造物に変形応力がかかる場合がある。この場合、内部の構造物が外
装体に対して直接的に応力をかけ、外装体に疲労(ダメージ)が蓄積される。疲労(ダメ
ージ)の蓄積が進むと、やがて外装体または封止構造が破壊され、蓄電池内部に空気が入
り込むという問題が発生する場合がある。
水分とする場合や熱を発して発火する場合があり、さらに爆発といった重大事故につなが
ることもある。
損が抑制された蓄電池を提供することを課題の一つとする。または、変形に伴う内部構造
物の破損が抑制された蓄電池を提供することを課題の一つとする。または、内部構造物の
変形を許容できる外装体を有する蓄電池を提供することを課題の一つとする。または、可
撓性を有する蓄電池における安全性の確保を実現することを課題の一つとする。
機器を提供することを課題の一つとする。または、本発明の一態様は、新規のリチウムイ
オン蓄電池、または、新規な電子機器などを提供することを課題の一つとする。
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。
第2の積層体と、を少なくとも有し、第1の積層体は、第1の集電体を有し、第2の積層
体は、第2の集電体を有し、第1の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第1
の領域を有し、第2の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第2の領域を有し
、外装体は、内部構造物を包み、第1の領域の少なくとも一部は、第2の領域の少なくと
も一部と接している、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池である。
積層体と、第2の積層体と、を少なくとも有し、第1の積層体は、第1の集電体を有し、
第2の積層体は、第2の集電体を有し、第1の集電体の表面は、電極活物質が形成されて
いない第1の領域を有し、第2の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第2の
領域を有し、外装体は、内部構造物と、空隙とを包み、第1の領域の少なくとも一部は、
第2の領域の少なくとも一部と接しており、第1の積層体と第2の積層体とは、互いに摺
動することができ、摺動により、内部構造物は、空隙の少なくとも一部の領域を占めるこ
とができる、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池である。
体と、第2の積層体と、を少なくとも有し、第1の積層体は、第1の集電体を有し、第2
の積層体は、第2の集電体を有し、第1の集電体の表面は、電極活物質が形成されていな
い第1の領域を有し、第2の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第2の領域
を有し、外装体は、内部構造物と、空隙とを包み、第1の領域の少なくとも一部は、第2
の領域の少なくとも一部と接しており、摺動により、内部構造物は、空隙の少なくとも一
部の領域を占めることができ、内部構造物は、第1の軸を中心として変形することができ
、空隙は、第1の軸に垂直な面における断面形状の外縁の長さAが、式(1)を満たす、
可撓性を有するリチウムイオン蓄電池である。
は、内部構造物の該面における断面形状の厚さを表し、r2は、内部構造物の第1の軸か
ら最も遠い面から第1の軸までの距離を表す。
蓄電池としてもよい。また、本発明の一態様において、さらに、電解液を有し、空隙は、
電解液が占めることができる、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池としてもよい。また
、本発明の一態様において、第1の集電体は正極集電体であり、第2の集電体は正極集電
体である、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池としてもよい。また、本発明の一態様に
おいて、第1の集電体は負極集電体であり、第2の集電体は負極集電体である、可撓性を
有するリチウムイオン蓄電池としてもよい。
操作ボタンと、を有する電子機器としてもよい。
た蓄電池を提供することができる。または、変形に伴う内部構造物の破損が抑制された蓄
電池を提供することができる。または、内部構造物の変形を許容できる外装体を有する蓄
電池を提供することができる。または、可撓性を有する蓄電池における安全性の確保を実
現することができる。
機器を提供することができる。または、本発明の一態様は、新規のリチウムイオン蓄電池
、または、新規な電子機器などを提供することができる。
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。
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。
どの大きさや厚さ等の各構成要素の大きさは、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。
るものであって工程の順番や上下の位置関係などを示すものではない。そのため、例えば
、「第1の」を「第2の」又は「第3の」などと適宜置き換えて説明することができる。
また、本明細書等に記載されている序数詞と、本発明の一態様を特定するために用いられ
る序数詞は一致しない場合がある。
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。
指す。物体にかかる外力に応じて物体が変形することができる性質であり、弾性や変形前
の形状への復元性の有無を問題にはしない。可撓性を有する蓄電池は、外力に応じて変形
することができる。可撓性を有する蓄電池は、変形した状態で固定して使用することもで
き、繰り返し変形させて使用してもよく、変形していない状態で使用することもできる。
また、本明細書等において、外装体の内部とは、リチウムイオン蓄電池において外装体で
囲われた領域を指し、正極、負極、活物質層、セパレータ等の構造物、及び、電解液等が
存在する領域である。
きる。
本実施の形態では、本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池110と、その作製方法
について説明する。
イオン蓄電池110は、外装体116に包まれた内部構造物117を有している。内部構
造物117は、電極とセパレータとを有しており、電極はリード電極115と電気的に接
続されている。
した際の断面図と、その拡大図である。本実施の形態において説明するリチウムイオン蓄
電池110は、図2に示す通り、電解液107と、内部構造物117として、第1の積層
体100a、第2の積層体100b、第3の積層体100c、第4の積層体100d、を
有する。なお、本実施の形態において説明するリチウムイオン蓄電池110が有する積層
体の数は主に4であるが、これに限定されない。各積層体は負極集電体101、負極活物
質層102、セパレータ103、正極活物質層104、正極集電体105を有する。
図に示す通り、第1の積層体100a乃至第4の積層体100dは、それぞれ同様の積層
構造ではあるが、各積層体は、構成する層の積層順が互い違いに逆の関係となっている。
ただし、各積層体は互いに同一の積層構造であることには限定されない。
00aの正極集電体の活物質が形成されていない面と、第2の積層体100bの正極集電
体の活物質が形成されていない面とが接しており、第2の積層体100bの負極集電体の
活物質が形成されていない面と、第3の積層体100cの負極集電体の活物質が形成され
ていない面とが接しており、第3の積層体100cの負極集電体の活物質が形成されてい
ない面と、第4の積層体100dの負極集電体の活物質が形成されていない面とが接して
いる。ただし、本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池110において、すべての積
層体が、互いの集電体同士で接していることには限定されない。
平坦でかつ摩擦係数が小さい。ただし、表面に活物質層が形成された面においては、一般
的には、活物質が形成されていない集電体の表面はより大きな凹凸を有する形状となり、
摩擦係数が大きくなり、さらに活物質層を形成する材料の構成によっては、表面に接する
構造物に対して、接着性を発現する場合もある。
いる構造であるため、各層間の摩擦が大きく、積層体を構成する構造体すべてが一体とし
て扱われることができ、外部から一定以上の大きさの力が加えられない限り、各層が互い
に分離することはない。一方、各積層体は集電体表面同士が接触しており、各集電体の表
面は摩擦係数が小さいため、各積層体は外部からの力に応じて容易に互いに摺動すること
ができる。
チウムイオン蓄電池110が変形すると外装体及び内部の構造物も変形し、該変形に起因
する応力がかかる。ここで、積層型リチウムイオン蓄電池の内部構造の変形前後の様子を
、図3を用いて説明する。
す。図3(B)及び図3(C)に、変形した状態における積層型のリチウムイオン蓄電池
110の内部構造物の断面図を示す。図3(D)は、図3(B)の一部を拡大した図であ
り、図3(E)は、図3(C)の一部を拡大した図である。なお、図3において100a
乃至100dは、各積層体を示している。図3においては積層体の数は4であるが、積層
体の数はこれに限定されない。
ても各積層体間で摺動が生じず、一体として変形する場合を示す図である。また、図3(
D)は、図3(B)の一部を拡大した図である。各積層体間の摩擦が大きく、変形による
各積層体間の摺動が生じない場合を表している。変形に起因して、一部の積層体には引っ
張り応力が生じる一方で、別の一部の積層体には圧縮応力が生じるため、各積層体には様
子の異なる応力がかかるが、これを解消することができない。
間に不可逆的な剥離が生じる。または、各積層体を構成する各層にかかる応力も大きくな
りすぎるため、各層に亀裂や破断といった損傷(ダメージ)を生じる。変形の大きさが限
度を超えない場合であっても、変形を数多く繰り返すと、やはり応力によるダメージの蓄
積により、このような問題が生じる。いずれにせよ、リチウムイオン蓄電池110の機能
にとって重大な問題となり、それ以上の使用に耐えない状態となる。
接しているなどの理由により、各積層体間の摩擦が小さい場合を示す図である。また、図
3(E)は、図3(C)の一部を拡大した図である。各積層体間の摩擦が小さい場合、リ
チウムイオン蓄電池110の変形に応じて各積層体にかかる応力は、各積層体間が摺動す
ることにより緩和される。
和されるため、各積層体間に剥離は生じにくい。または、各積層体を構成する各層にかか
る応力も緩和されるため、各層に与えられる損傷(ダメージ)が小さくなり亀裂や破断も
生じにくくなる。さらに、変形を数多く繰り返す場合においても、応力が緩和されやすい
構造であるため、ダメージの蓄積も少ない。
形に応じて各積層体が互いに摺動できるため、変形に伴う外装体の破損が抑制された蓄電
池となる。または、変形に伴う内部構造物の破損が抑制された蓄電池となる。したがって
、可撓性を有する蓄電池における安全性の確保を実現することができる。
動ができ変形による損傷が抑制されるが、際限なく大きく変形させることができるわけで
はない。蓄電池の変形の大きさを増していくと、別の問題が発生するからである。
チウムイオン蓄電池110を示しており、図4(B)は、図4(A)の破線B1-B2に
おける断面構造を示している。本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池においては、
各積層体は互いに摺動することができるが、該蓄電池は外部に電力を供給するためのリー
ド電極115を有し、リード電極115は複数の集電体に接続されているため、各積層体
はリード電極115が存在する側の端部において、互いに固定されていることが望ましい
。端部が固定されていない場合、該蓄電池が変形した際に各積層体に異なる量の摺動を生
じるため、各積層体が有する集電体が接続されたリード電極115に摺動の大きさの差に
起因する応力が生じるためである。
化の様子を図5に示す。まず、図5(A)は変形前のリチウムイオン蓄電池の断面構造を
示す図である。本図において、積層体の数は4であるが、本発明の一態様に係るリチウム
イオン蓄電池において、積層体の数は4には限定されない。なお、図5(A)に示す通り
、外装体は内部の積層体すべてを包むのに足る大きさよりも大きくしておくことができる
。このようにして蓄電池内部に空隙118(実際には、電解液により占められる領域)を
設けることにより、外装体と積層体とが互いに摺動できる余地が発生し、外装体及び積層
体に予期せぬ損傷が生じることを防止することができる。
5を有する側において、各積層体は互いに固定されている一方、その他の部分において、
各積層体は互いに摺動するため、図5(B)に示す断面構造となる。ここで、図5(B)
から理解される通り、リチウムイオン蓄電池の変形の度合が増すと、その断面形状の変化
により蓄電池内部の空隙(電解液により占められる領域)118が小さくなる。さらに該
蓄電池が、図5(B)に示すよりも大きく変形しようとする場合、該空隙が使い尽くされ
外装体との間に干渉を生じ、やがて積層体が外装体に応力を与え外装体もしくは積層体に
損傷が生じる場合がある。そのため、蓄電池に想定される変形の大きさに応じた空隙11
8を蓄電池内部に設けることが望ましい。
積増加を生じるため、蓄電池の体積あたりの容量値が低下させるため問題となる。
要な長さ以上にすることにより設けられる。想定される該蓄電池に与えられる変形の大き
さから、内部構造物を干渉なく覆い続けるのに必要な空隙の大きさを導出することができ
、また、その大きさの空隙を設けるために必要な外装体の長さを導出することができる。
る体積あたりの容量低下を極力抑えた可撓性を有するリチウムイオン蓄電池について説明
する。
まず、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池の形状変化について説明する。なお、説明を
より明瞭にするために、図5(A)における蓄電池の内部構造物(積層体すべてを合せた
もの)の外輪形状の略図を図6(A)に示す。すなわち、図6(A)は変形する前のリチ
ウムイオン蓄電池の内部構造物117の外輪形状を示す図である。また、図5(B)にお
けるリチウムイオン蓄電池の内部構造物117の外輪形状の略図を図6(B)に示す。す
なわち、図6(B)は変形しているリチウムイオン蓄電池110の内部構造物117の外
輪形状を示す図である。本図において、内部構造物の曲率中心1101から遠い側の端部
を1105、内部構造物の曲率中心1101から遠い側の端部をそれぞれ1103および
1105、内部構造物の曲率中心に近い側の端部をそれぞれ1102および1104とし
、内部構造物の曲率中心に近い側の点を1106とする。
の長さ)をL、内部構造物の厚さ(例えば1102と1103との間の長さ)をTとする
。次に図6(B)は、空隙を使い切る大きさの変形が与えられたリチウムイオン蓄電池の
内部構造物117の断面構造を示す図である。図6(B)において、変形の曲率中心11
01を起点として、該曲率中心1101から遠い側の内部構造物117の端部1103を
終点とする距離(弧の半径)をr2とする。さらに、曲率中心1101を起点として、該
曲率中心1101に近い側の内部構造物の端部1102までの距離(弧の半径)をr1と
する。
Tとなる。次に、図6(B)の断面における内部構造物の外輪形状の長さを検討する。ま
ず、各積層体が互いに固定された一端における内部構造物の厚さ(1104と1105と
の間の長さ)は、変形前後で変化しないためTとなる。
心のから遠い部分(1103と1105との間の弧)の長さは、やはり蓄電池の変形前後
で変化しないため、それぞれLとなる。本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池にお
いて、各積層体は互いに摺動することができるため、蓄電池の変形に応じて各積層体は互
いに摺動し応力が緩和されるため、両部分の長さは変化しないからである。
りの部分(1102と1103との間)の長さを検討することにより求められる。ここで
、内部構造物の曲率中心に近い側の点1106について説明する。当該点1106を、内
部構造物の曲率中心から遠い側の端部1103と曲率中心1101とを結ぶ直線と、内部
構造物の外輪形状の曲率中心に近い側との交点とする。すると、曲率中心1101は、内
部構造物の曲率中心に近い側の形状である弧(1102と1104との間の弧)の曲率中
心でもあるため、当該弧と、内部構造物の曲率中心から遠い側の端部1103と曲率中心
1101とを結ぶ直線とは、当該点1106において直交する。また、端部1102と点
1106との間の弧は、中心角が小さいため、直線で近似することができる。したがって
、端部1103と端部1102と点1106とを結ぶと直角三角形となるため、端部11
02と端部1103との間の長さは、該三角形の他の2辺の長さを用いて、ピタゴラスの
定理により求めることができる。
Tとなる。
弧の長さLから、点1106と端部1104との間の弧の長さを差し引いた長さである。
そこで、点1106と端部1104との間の弧の長さL1を検討する。
となる。即ち、L1は下記式(2)で表される。
の中心角を表す。ところで、内部構造物の曲率中心のから遠い部分(1103と1105
との間の弧)の長さはLであるが、当該部分は中心角がθ、半径がr2の弧であるため、
同様に下記の式(3)が成立する。
辺の長さをT1とすると、ピタゴラスの定理により、下記の式(5)が成り立つ。
曲率中心1101に近い側の内部構造物の外輪形状の弧の半径がr1であり、その差が内
部構造物の厚さTであるため、r1はr2からTを引いた値となる。したがって、式(6
)からT1は下記式(7)で表される。
の長さは、内部構造物の厚さTである。変形後の状態における端部1103と端部110
2との間の長さはT1であるから、リチウムイオン蓄電池の変形により端部1103と端
部1102との間の長さの増加は、T1-Tであり、下記式(8)で表された値となる。
するに、図6に示される断面において、外装体の内部の長さは変形前の内部構造物の外縁
の長さである2L+2Tに、変形による増加分であるT1-Tを加えた長さとされること
が望ましい。換言すると、内部構造物の厚さと長さを元に、蓄電池の変形の大きさとして
所望される曲率半径から、蓄電池の外装体の損傷を防止するための空隙の大きさを導くこ
とができる。
該軸に垂直な面における外装体の断面の長さを、変形時の内部構造物117の外輪形状の
長さである2L+T+T1以上の長さとすればよい。その際の外装体の長さをAとすると
、Aは下記の式(1)を満たす。
互いに摺動し応力から解放される、という本発明の一態様に係るリチウムイオン蓄電池に
おいてのみ存在する課題をも解決するものである。
まず、正極について説明する。正極は、正極活物質層104と、正極集電体105とを含
む。
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。
II)、Co(II)またはNi(II)))の代表例としては、LiFePO4、Li
NiPO4、LiCoPO4、LiMnPO4、LiFeaNibPO4、LiFeaC
obPO4、LiFeaMnbPO4、LiNiaCobPO4、LiNiaMnbPO
4(a+bは1以下、0<a<1、0<b<1)、LiFecNidCoePO4、Li
FecNidMnePO4、LiNicCodMnePO4(c+d+eは1以下、0<
c<1、0<d<1、0<e<1)、LiFefNigCohMniPO4(f+g+h
+iは1以下、0<f<1、0<g<1、0<h<1、0<i<1)等がある。
、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。
(LiCoO2)、LiNiO2、LiMnO2、Li2MnO3、LiNi0.8Co
0.2O2等のNiCo系(一般式は、LiNixCo1-xO2(0<x<1))、L
iNi0.5Mn0.5O2等のNiMn系(一般式は、LiNixMn1-xO2(0
<x<1))、LiNi1/3Mn1/3Co1/3O2等のNiMnCo系(NMCと
もいう。一般式は、LiNixMnyCo1-x-yO2(x>0、y>0、x+y<1
))が挙げられる。さらに、Li(Ni0.8Co0.15Al0.05)O2、Li2
MnO3-LiMO2(MはCo、NiまたはMn)等も挙げられる。
と、LiNiO2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。
i1+xMn2-xO4、Li(MnAl)2O4、LiMn1.5Ni0.5O4等が
挙げられる。
少量のニッケル酸リチウム(LiNiO2やLiNi1-xMO2(M=Co、Al等)
)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。
(II)、Co(II)、またはNi(II))(jは0以上2以下)で表される複合酸
化物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、L
i(2-j)MnSiO4、Li(2-j)FekNilSiO4、Li(2-j)Fe
kColSiO4、Li(2-j)FekMnlSiO4、Li(2-j)NikCol
SiO4、Li(2-j)NikMnlSiO4(k+lは1以下、0<k<1、0<l
<1)、Li(2-j)FemNinCoqSiO4、Li(2-j)FemNinMn
qSiO4、Li(2-j)NimConMnqSiO4(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)等が挙げ
られる。
はFe、Mn、Ti、V、Nb、または、Al)(XはS、P、Mo、W、As、または
、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
挙げられる。また、正極活物質として、Li2MPO4F、Li2MP2O7、Li5M
O4(MはFeまたは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、MoS2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リチウム含有材
料、バナジウム酸化物系(V2O5、V6O13、LiV3O8等)、マンガン酸化物、
有機硫黄等の材料を用いることができる。
属イオンの場合、正極活物質として、上記化合物や酸化物において、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。例
えば、NaFeO2や、Na2/3[Fe1/2Mn1/2]O2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。
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、Li
Co1/3Mn1/3Ni1/3O2とLi2MnO3の固溶体を正極活物質として用い
ることができる。
。
放出及び吸収を行う物質である。蓄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。
化すると、蓄電池の容量が低下するため、劣化の少ない蓄電池を実現するためには、蓄電
池内のこのような反応が生じないことが望ましい。
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。
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101を実現するこ
とができる。
、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、フッ素ゴム、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。
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101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。
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105上に塗布して乾燥させれ
ばよい。
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。
層を設けない構成とすることができる。その場合、正極活物質層が設けられていない状態
において、正極集電体105の表面は平坦で摩擦係数が小さい。そのため、該表面に、他
の正極集電体の正極活物質層が設けられていない面が接するとき、応力に応じて両集電体
は互いに摺動することができる。
次に負極について説明する。負極は、負極活物質層102と、負極集電体101とを含む
。負極を形成する工程を以下に説明する。
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
。
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としては
、例えば、Mg2Si、Mg2Ge、Mg2Sn、SnS2、V2Sn3、FeSn2、
CoSn2、Ni3Sn2、Cu6Sn5、Ag3Sn、Ag3Sb、Ni2MnSb、
CeSb3、LaSn3、La3Co2Sn7、CoSb3、InSb、SbSn等があ
る。
ウムチタン酸化物(Li4Ti5O12)、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。
Li3-xMxN(MはCo、NiまたはCu)を用いることができる。例えば、Li2
.6Co0.4N3は大きな充放電容量(900mAh/g、1890mAh/cm3)
を示し好ましい。
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
ることができる。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。
、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。
。
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。
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。
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102を実現するこ
とができる。
、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。
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103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。
質層102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101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。
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102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101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。
層を設けない構成とすることができる。その場合、負極活物質層が設けられていない状態
において、負極集電体101の表面は平坦で摩擦係数が小さい。そのため、該表面に、他
の負極集電体の負極活物質層が設けられていない面が接するとき、応力に応じて両集電体
は互いに摺動することができる。
セパレータ103について説明する。セパレータ103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。
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。
性がなければならない。セパレータとしての機能を有する膜を製造する方法として、膜の
延伸による方法がある。例えば、溶融したポリマー材料を展開して放熱させ、得られた膜
を膜と平行の二軸方向に延伸して孔を形成する、延伸開孔法がある。
質(溶質)を含む非水溶液(溶媒)とすることが好ましい。
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。
する安全性が高まる。また、リチウムイオン蓄電池の薄型化及び軽量化が可能である。ゲ
ル化される高分子材料の代表例としては、シリコーンゲル、アクリルゲル、アクリロニト
リルゲル、ポリエチレンオキサイド系ゲル、ポリプロピレンオキサイド系ゲル、フッ素系
ポリマーのゲル等がある。
)を一つまたは複数用いることで、リチウムイオン蓄電池の内部短絡や、過充電等によっ
て内部温度が上昇しても、リチウムイオン蓄電池の破裂や発火などを防ぐことができる。
これにより、リチウムイオン蓄電池の安全性を高めることができる。
「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。
、例えばLiPF6、LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiAlCl4、Li
SCN、LiBr、LiI、Li2SO4、Li2B10Cl10、Li2B12Cl1
2、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiC(CF3SO2)3、LiC(C2
F5SO2)3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C4F9SO2)(CF3SO2
)、LiN(C2F5SO2)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。
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、またはマグネシウム等)を用いてもよい。
腐食を防止するため、電解液に数wt%のLiPF6を添加することが好ましい。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するためで
ある。ただし、正極活物質層を溶解させないために、LiPF6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。
次に、外装体116について説明する。外装体116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。
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。
0の内部に空隙を設けるため、一定以上の長さであることが望ましい。
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、
可撓性を有するリチウムイオン蓄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蓄電池として、可撓性を有
する蓄電池の需要が生じている。
には、蓄電池の曲率中心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7(
A))。蓄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7(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、蓄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、蓄電池は、曲率中心に近い側の外装体の曲率半径が50mm好ましくは30mm
となる範囲で変形することができる。
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
8(B)に曲面1700の上面図を示す。図8(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。
ことができ、例えば図7(C)に示す形状や、波状(図7(D))、S字形状などとする
こともできる。蓄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、50mm好ましくは30mmとなる範囲で蓄
電池が変形することができる。
次に、上述の構成部材を組み合わせて、外装体207を封止することにより図1及び図2
に示す通り、正極集電体105と、正極活物質層104と、セパレータ103と、負極活
物質層102と、負極集電体101とを積み重ねた積層体を複数有する内部構造物を、電
解液107とともに外装体107により封止された状態とする。
電圧まで定電流充電を行う。次に、充電により外装体内部の領域に発生したガスを、外装
体外部に放出させる。次に、さらに初回の充電よりも高いレートで充電を行う。
上保存する。
せる。さらに室温環境下で0.2Cのレートで放電し、同レートにて充電し、再び同レー
トで放電した後、さらに同レートで充電する。そして、同レートで放電することによりエ
ージング工程を終了する。
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。
、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。
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、本発明の一態様と
して、可撓性を有するリチウムイオン二次電池に適用した場合の例を示したが、本発明の
一態様は、これに限定されない。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、鉛蓄電池、リチウムイオンポリマー二次電池、ニッケル・水素蓄
電池、ニッケル・カドミウム蓄電池、ニッケル・鉄蓄電池、ニッケル・亜鉛蓄電池、酸化
銀・亜鉛蓄電池、固体電池、空気電池、一次電池、キャパシタ、または、電気二重層キャ
パシタ、ウルトラ・キャパシタ、スーパー・キャパシタ、リチウムイオンキャパシタ、な
どに適用してもよい。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
一態様は、リチウムイオン二次電池に適用しなくてもよい。
本実施の形態では、本発明の一態様に係る蓄電池の構造について、図9乃至図11を参照
して説明する。
図9(A)は、コイン型(単層偏平型)の蓄電池の外観図であり、図9(B)は、その断
面図である。
02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。
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。
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、ニッケル等を被覆することが好
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。
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蓄電池300を製造する。
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、リチウムを用いた蓄電池では、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。
400の充電が進めば、電極間の電位差は大きくなる。図9(C)では、蓄電池400の
外部の端子から、正極402の方へ流れ、蓄電池400の中において、正極402から負
極404の方へ流れ、負極から蓄電池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。
次に、円筒型の蓄電池の一例について、図10を参照して説明する。円筒型の蓄電池60
0は図10(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と電池缶(外装缶)6
02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。
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、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、コイン型の蓄電池と同様のものを用
いることができる。
ればよいが、円筒型の蓄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(正極集電タブ)603が接続
され、負極606には負極端子(負極集電タブ)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 Temperature
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6
01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611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(BaTiO3
)系半導体セラミックス等を用いることができる。
次に、ラミネート型の蓄電池の一例について、図11(A)を参照して説明する。ラミネ
ート型の蓄電池は、可撓性を有する構成とすれば、可撓性を有する部位を少なくとも一部
有する電子機器に実装すれば、電子機器の変形に合わせて蓄電池も曲げることもできる。
層502を有する正極503と、負極集電体504および負極活物質層505を有する負
極506と、セパレータ507と、電解液508と、外装体509と、を有する。外装体
509内に設けられた正極503と負極506との間にセパレータ507が設置されてい
る。また、外装体509内は、電解液508で満たされている。電解液508には、実施
の形態1で示した電解液を用いることができる。
集電体504は、外部との電気的接触を得る端子の役割も兼ねている。そのため、正極集
電体501および負極集電体504の一部は、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、正極集電体501および負極集電体504を、外装体509から外
側に露出させず、タブ電極を用いてそのタブ電極と正極集電体501、或いは負極集電体
504と超音波接合させてタブ電極を外側に露出するようにしてもよい。
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ラミネートフィルムを用いることができる。
)では簡略のため、2つの集電体で構成する例を示しているが、実際は、複数の電極層で
構成する。
ても蓄電池500は、可撓性を有する。図11(B)では負極集電体504が8層と、正
極集電体501が8層の合計16層の構造を示している。なお、図11(B)は負極の取
り出し部の断面を示しており、8層の負極集電体504を超音波接合させている。勿論、
電極層数は16に限定されず、多くてもよいし、少なくてもよい。電極層数が多い場合に
は、より多くの容量を有する蓄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、可撓性に優れた蓄電池とすることができる。
及び図13は、正極503、負極506、セパレータ507、外装体509、正極タブ電
極510及び負極タブ電極511を有する。
1を有し、正極活物質層502は正極集電体501の表面に形成されている。また、正極
503は正極集電体501が一部露出する領域(タブ領域という)を有する。負極506
は負極集電体504を有し、負極活物質層505は負極集電体504の表面に形成されて
いる。また、負極506は負極集電体504が一部露出する領域、すなわちタブ領域を有
する。正極及び負極が有するタブ領域の面積や形状は、図14(A)に示す例に限られな
い。
ここで、図12に外観図を示すラミネート型蓄電池の作製方法の一例について、図14(
B)、(C)を用いて説明する。
れた負極506、セパレータ507及び正極503を示す。ここでは負極を5組、正極を
4組使用する例を示す。次に、正極503のタブ領域同士の接合と、最表面の正極のタブ
領域への正極タブ電極510の接合を行う。接合には、例えば超音波溶接等を用いればよ
い。同様に、負極506のタブ領域同士の接合と、最表面の負極のタブ領域への負極タブ
電極511の接合を行う。
後、外装体509の外周部を接合する。接合には例えば熱圧着等を用いればよい。この時
、後に電解液508を入れることができるように、外装体509の一部(または一辺)に
接合されない領域(以下、導入口という)を設ける。
する。電解液508の導入は、減圧雰囲気下、或いは不活性ガス雰囲気下で行うことが好
ましい。そして最後に、導入口を接合する。このようにして、ラミネート型の蓄電池であ
る蓄電池500を作製することができる。
示したが、その他の封止型蓄電池、角型蓄電池等様々な形状の蓄電池を用いることができ
る。また、正極、負極、及びセパレータが複数積層された構造、正極、負極、及びセパレ
ータが捲回された構造であってもよい。
レキシブルな形状を備える蓄電池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。
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。
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
池7407を有している。
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池7
407も湾曲される。また、その時、曲げられた蓄電池7407の状態を図15(C)に
示す。蓄電池7407はラミネート型の蓄電池である。
筐体7101、表示部7102、操作ボタン7103、及び蓄電池7104を備える。ま
た、図15(E)に曲げられた蓄電池7104の状態を示す。
蓄電池の構造例について、図16乃至図20を用いて説明する。
900と、蓄電池913と、を有する。蓄電池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、蓄電池は、端子951と、端子952と、アンテ
ナ915と、を有する。
、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。
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。
り、アンテナ914により受電する電力量を大きくできる。
る。層916は、例えば蓄電池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。
(B)に示す蓄電池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)に示す蓄電池と同じ部分については、図16(A)及び図16(B)に示す蓄
電池の説明を適宜援用できる。
テナ914が設けられ、図17(A-2)に示すように、蓄電池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、例えば蓄電池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917としては、例えば磁性
体を用いることができる。
することができる。
B)に示す蓄電池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)に示す蓄電池と同じ部分については、図17(A)及び図17(B)に示す
蓄電池の説明を適宜援用できる。
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、蓄電池91
3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918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918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を介した蓄電池と他の機器との通信方式としては、NFCな
ど、蓄電池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
。
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)に示す蓄電池と同じ部分については、図1
6(A)及び図16(B)に示す蓄電池の説明を適宜援用できる。
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。
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)に示す蓄電池と同じ部分については
、図16(A)及び図16(B)に示す蓄電池の説明を適宜援用できる。
、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、蓄電池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。
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952
が筐体930の外に延在している。筐体930としては、金属材料又は樹脂材料を用いる
ことができる。
形成してもよい。例えば、図19(B)に示す蓄電池913は、筐体930aと筐体93
0b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95
0が設けられている。
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、蓄電池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。
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。
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。
次に、蓄電池を車両に搭載する例について示す。蓄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。
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は蓄電池を有する。蓄電池は電
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。
置に電力を供給することができる。また、蓄電池は、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。
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8100に搭載された蓄電
池に、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8100に搭載された蓄電池802
4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。
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池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。
ができる。また、本発明の一態様によれば、蓄電池の特性を向上することができ、よって
、蓄電池自体を小型軽量化することができる。蓄電池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
池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。
実施の形態1及び2で説明した蓄電池を電池セルとして、これ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
蓄電池の電池制御ユニットについて説明する。
のばらつきに応じて、容量(出力電圧)が異なってくる。直列に接続された電池セルでは
、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。容量にばらつきがあると放
電時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rる虞がある。
、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。
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池
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。
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=x1:y1:z1とすると
、x1/y1は、1/3以上6以下、さらには1以上6以下であって、z1/y1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、z1/y1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。
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。
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。
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。
置を用いて構造解析を行うと、例えばInGaZnO4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、InGaZnO4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。
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。
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。
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。
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。
の変動が小さい。
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、こ
のような電池セルに適用される蓄電池の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。
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、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。
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。
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。
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。
び変圧回路BT07の構成を踏まえ、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。
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(定電圧セル)と判断する。
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。
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。
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。
、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
。
。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。
。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。
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。
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。
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。
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。
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。
5に示す。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
2とを接続する。
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BT10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。
、及び変圧回路BT07の構成によって変わり得る。また、充電電池セル郡を充電する方
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。
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。
04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BT02
から充電電池セル群に流れる電流の向きを制御する。
を示す回路図である。
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。
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。
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。
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
。
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。
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。
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。
、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。
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。
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。
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。
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。
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23(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
、充電電地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の昇降圧比Nを算出する。
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
地セル群に含まれる電池セルBT09の個数の比よりも、昇降圧比Nを大きく設定する。
た時の、充電電地セル群に含まれる電池セルBT09の個数の比に対して、昇降圧比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は昇降圧比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BT0
6に設定された値となる。
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昇降圧比Nとして算出する。そして、変圧制御回
路BT06は、放電電圧を当該昇降圧比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。
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、昇降圧比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受電電圧に変換する変圧信号S3を出力する。
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。
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。
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。
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。
、蓄電池BT00の処理の流れを示すフローチャートである。
ップS001)。そして、蓄電池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S002
: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、蓄電池B
T00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)、蓄電池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、蓄電池BT00は、測定されたセル毎の電圧に基づいて、各電池セルB
T09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、蓄電池B
T00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、蓄電池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)。蓄電池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BT0
5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、蓄電池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、蓄電池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。
ップの実行順序は、その記載の順番に制限されない。
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が各々個別に切り替えられる。
充電電池セル群に含まれる電池セルBT09群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。
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。
≪蓄電池の他の構造例≫
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、図が煩雑となるため
各電極を単層で示しているが、少なくとも一部の電極は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る。
。
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2102が、セパレータ2103および負極活物質
層2106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102と、負極2115の負極活物質
層2106がセパレータ2103を介して対向するように配置する。
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。
極2111および負極2115を積み重ねることができる。
複数の正極2111を交互に挟むように配置してもよい。
の負極2115を覆う。
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。
用いて結束してもよい。
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。
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。
パレータ2103および外装体2107の形状、正極リード2121および負極リード2
125の位置形状以外の構成は、実施の形態1の記載を参酌することができる。また、正
極2111および負極2115を積み重ねる工程以外の蓄電池2100dの作製方法は、
実施の形態1に記載の作製方法を参酌することができる。
図、図31(B)は蓄電池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、電極組立体2131およびセパレータ2
103を抜粋して示す。また、図が煩雑となるため各電極を単層で示しているが、少なく
とも一部の電極は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
で接している。
2103の配置が図29の蓄電池2100と異なる。
複数の電極組立体2131を有する。
面に正極活物質層2102を有する正極2111a、セパレータ2103、負極集電体2
105の両面に負極活物質層2106を有する負極2115a、セパレータ2103、正
極集電体2101の両面に正極活物質層2102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2105の両面に負極活物質層2106を有する負極2115a、セパレータ210
3、正極集電体2101の両面に正極活物質層2102を有する正極2111a、セパレ
ータ2103、負極集電体2105の両面に負極活物質層2106を有する負極2115
aがこの順に積層されている。
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。
。
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))。
。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))。
(図32(D))。
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。
質層2102を設けないことが好ましい。
る構成を示したが、本発明の一態様はこれに限らない。電極を4枚以上、セパレータを3
枚以上有する構成としてもよい。電極を増やすことで、蓄電池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、より湾曲に強い蓄電池2200とすることができる。また図32(D)で
は、蓄電池2200が第1の電極組立体2130を3組、第2の電極組立体2131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、蓄電池2200の容量をより向上
させることができる。またより少なり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、より湾曲に強い蓄電池2200とすることができる。
置の他は、図29についての記載を参酌することができる。
100b 積層体
100c 積層体
100d 積層体
101 負極集電体
102 負極活物質層
103 セパレータ
104 正極活物質層
105 正極集電体
107 電解液
110 リチウムイオン蓄電池
115 リード電極
116 外装体
117 内部構造物
118 空隙
300 蓄電池
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 蓄電池
402 正極
404 負極
500 蓄電池
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 正極タブ電極
511 負極タブ電極
515 タブ電極
516 タブ電極
600 蓄電池
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 蓄電池
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
951 端子
952 端子
1101 曲率中心
1102 内部構造物の曲率中心に近い側の端部
1103 内部構造物の曲率中心から遠い側の端部
1104 内部構造物の曲率中心に近い側の端部
1105 内部構造物の曲率中心から遠い側の端部
1106 内部構造物の曲率中心に近い側の点
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 蓄電池
2101 正極集電体
2102 正極活物質層
2103 セパレータ
2103a 領域
2103b 領域
2105 負極集電体
2106 負極活物質層
2107 外装体
2111 正極
2111a 正極
2115 負極
2115a 負極
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 蓄電池
7100 携帯表示装置
7101 筐体
7102 表示部
7103 操作ボタン
7104 蓄電池
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 蓄電池
8021 充電装置
8022 ケーブル
8024 蓄電池
8100 自動車
8101 ヘッドライト
S1 制御信号
S2 制御信号
S3 変圧信号
BT00 蓄電池
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
Claims (2)
- 構造物と、前記構造物を包む外装体と、を有し、
前記構造物は、第1の積層体と、第2の積層体と、を有し、
前記第1の積層体は、第1の集電体と、前記第1の集電体の一方の面に設けられた第1の電極活物質と、を有し、
前記第1の電極活物質は、リチウム及びコバルトを含む複合酸化物を有し、
前記第2の積層体は、第2の集電体と、前記第2の集電体の一方の面に設けられた第2の電極活物質と、を有し、
前記第1の集電体の他方の面は、前記第2の集電体の他方の面と少なくとも一部が接し、
前記第1の積層体と前記第2の積層体とは、互いに摺動することができ、
可撓性を有する、リチウムイオン蓄電池。 - 構造物と、前記構造物を包む外装体と、を有し、
前記構造物は、第1の積層体と、第2の積層体と、を有し、
前記第1の積層体は、第1の集電体と、前記第1の集電体の一方の面に設けられた第1の電極活物質と、を有し、
前記第1の電極活物質は、リチウム及びコバルトを含む複合酸化物を有し、
前記第2の積層体は、第2の集電体と、前記第2の集電体の一方の面に設けられた第2の電極活物質と、を有し、
前記第2の電極活物質は、リチウム及びコバルトを含む複合酸化物を有し、
前記第1の集電体の他方の面は、前記第2の集電体の他方の面と少なくとも一部が接し、
前記第1の積層体と前記第2の積層体とは、互いに摺動することができ、
可撓性を有する、リチウムイオン蓄電池。
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