TWI629822B - 正極活性物質及二次電池 - Google Patents

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TWI629822B TW103123639A TW103123639A TWI629822B TW I629822 B TWI629822 B TW I629822B TW 103123639 A TW103123639 A TW 103123639A TW 103123639 A TW103123639 A TW 103123639A TW I629822 B TWI629822 B TW I629822B
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齋藤祐美子
門馬洋平
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Abstract

本發明的一個方式的目的之一是提供一種作為二次電池的容量被增大且實現較高的能量密度的正極活性物質。該正極活性物質以Li2Mn1-XAXO3表示，並且作為A使用金屬元素、Si或P。該正極活性物質與Li2MnO3相比可以實現較高的放電容量。

Description

正極活性物質及二次電池
本發明的一個方式係關於一種物體、方法或製造方法。此外，本發明係關於一種製程(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或組合物(composition of matter)。尤其是，本發明的一個方式係關於一種半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置及它們的驅動方法或製造方法。尤其是，本發明的一個方式係關於一種正極活性物質、二次電池及其製造方法。尤其係關於一種鋰離子二次電池的正極活性物質。
作為二次電池可以舉出鎳氫電池、鉛蓄電池或鋰離子二次電池等。
上述二次電池被用作以行動電話等為代表的可攜式資訊終端的電源。其中，尤其是鋰離子二次電池可以實現高容量化以及小型化，所以對鋰離子二次電池積極地進行開發。
作為實現高容量化的正極活性物質，公開了 將第一鹼金屬氧化物與電導率高於第一鹼金屬氧化物的第二鹼金屬氧化物混合的固溶體(專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2011-216476號公報
本發明的目的之一是提供一種採用廉價的錳為材料的能夠以低成本製造的正極活性物質。
另外，本發明的目的之一是增大能夠嵌入正極活性物質或從正極活性物質脫嵌的鋰離子的量，增大作為二次電池的容量，並且實現較高的能量密度。
另外，本發明的目的之一是提供一種新穎的正極活性物質。或者，本發明的目的之一是提供一種新穎的蓄電裝置。
另外，作為鋰離子二次電池的正極活性物質所需的特性，較佳為離子傳導率及電導率高。因此，本發明的目的之一是提供一種離子傳導率及電導率較高的正極活性物質。
注意，上述目的的記載不妨礙其他目的的存在。此外，本發明的一個方式並不需要實現所有上述目的。另外，說明書、圖式、申請專利範圍等的記載中顯然存在上述目的以外的目的，而可以從說明書、圖式、申請專利範圍等的記載中抽出上述目的以外的目的。
發明人發現：藉由將Li2MnO3中的Mn的一部分替換為其他金屬元素而使其成為Li2Mn1-XAXO3，可以實現能夠增大電池容量的新穎的正極活性物質。在此，“A”為除了Li(鋰)和Mn(錳)以外的金屬元素、Si或P。注意，X大於0且小於1，較佳為大於0且小於0.5。
另外，A較佳為選自Ni、Ga、Fe、Mo、In、Nb、Nd、Co、Sm、Mg、Al、Ti、Cu和Zn中的金屬元素、Si或P。
藉由將以Li2Mn1-XAXO3表示的材料用作鋰離子二次電池的正極活性物質，可以增大作為二次電池的容量，並且實現較高的能量密度。
本說明書所公開的正極活性物質的製程是在稱量多種原料並利用球磨機等將其粉碎及混合後，進行焙燒的簡單的製程，所以有降低原價的效果，並且量產時的生產性優異。
根據本發明的一個方式，可以提供一種能夠以低成本製造的正極活性物質。
根據本發明的一個方式，可以提供一種離子傳導率及電導率較高的正極活性物質。
根據本發明的一個方式，可以提供一種新穎的正極活性物質。
根據本發明的一個方式，可以實現一種電池容量大且具有較高的能量密度的二次電池。
注意，本發明的一個方式不侷限於上述效果。例如，本發明的一個方式有時根據情況或狀況而具有上述效果以外的效果。或者，例如，本發明的一個方式有時根據情況或狀況而不具有上述效果。
100‧‧‧參考樣本
101‧‧‧樣本
116‧‧‧樣本
150‧‧‧部位
200‧‧‧裝置
201‧‧‧樣本
235‧‧‧感測器
300‧‧‧蓄電池
301‧‧‧正極罐
302‧‧‧負極罐
303‧‧‧墊片
304‧‧‧正極
305‧‧‧正極集電器
306‧‧‧正極活性物質層
307‧‧‧負極
308‧‧‧負極集電器
309‧‧‧負極活性物質層
310‧‧‧隔膜
400‧‧‧蓄電池
402‧‧‧正極
404‧‧‧負極
406‧‧‧電解質
408‧‧‧隔膜
500‧‧‧蓄電池
501‧‧‧正極集電器
502‧‧‧正極活性物質層
503‧‧‧正極
504‧‧‧負極集電器
505‧‧‧負極活性物質層
506‧‧‧負極
507‧‧‧隔膜
508‧‧‧電解液
509‧‧‧外包裝體
600‧‧‧蓄電池
601‧‧‧正極蓋
602‧‧‧電池罐
603‧‧‧正極端子
604‧‧‧正極
605‧‧‧隔膜
606‧‧‧負極
607‧‧‧負極端子
608‧‧‧絕緣板
609‧‧‧絕緣板
611‧‧‧PTC元件
612‧‧‧安全閥機構
700‧‧‧參考樣本
701‧‧‧樣本
900‧‧‧電路板
910‧‧‧簽條
911‧‧‧端子
912‧‧‧電路
913‧‧‧蓄電體
914‧‧‧天線
915‧‧‧天線
916‧‧‧層
917‧‧‧層
918‧‧‧天線
919‧‧‧端子
920‧‧‧顯示裝置
921‧‧‧感測器
922‧‧‧端子
930‧‧‧外殼
931‧‧‧負極
932‧‧‧正極
933‧‧‧隔膜
950‧‧‧捲繞體
951‧‧‧端子
952‧‧‧端子
1100‧‧‧可攜式終端
1111‧‧‧外殼
1112‧‧‧顯示部
1113‧‧‧蓄電裝置
1114‧‧‧電源開關
1121‧‧‧端子
1122‧‧‧端子
1131‧‧‧無線通訊電路
1132‧‧‧類比基帶電路
1133‧‧‧數位基帶電路
1134‧‧‧蓄電裝置
1135‧‧‧電源電路
1136‧‧‧應用處理器
1137‧‧‧CPU
1140‧‧‧記憶體
1141‧‧‧顯示控制器
1142‧‧‧記憶體
1143‧‧‧顯示器
1144‧‧‧顯示部
1145‧‧‧源極驅動器
1146‧‧‧閘極驅動器
1148‧‧‧鍵盤
1149‧‧‧觸摸感測器
1211‧‧‧外殼
1212‧‧‧尖端工具
1213‧‧‧電源開關
1214‧‧‧觸發開關
1215‧‧‧手柄部
1216‧‧‧蓄電裝置
1217‧‧‧拆卸控制開關
1221‧‧‧外殼
1222‧‧‧刀片
1224‧‧‧觸發開關
1225‧‧‧手柄部
1226‧‧‧蓄電裝置
1227‧‧‧拆卸控制開關
1300‧‧‧供電裝置
1311‧‧‧天線
1312‧‧‧天線
1400‧‧‧顯示裝置
1401‧‧‧外殼
1402‧‧‧顯示部
1403‧‧‧揚聲器部
1404‧‧‧蓄電裝置
1410‧‧‧照明設備
1411‧‧‧外殼
1412‧‧‧光源
1413‧‧‧蓄電裝置
1414‧‧‧天花板
1415‧‧‧側壁
1416‧‧‧地板
1417‧‧‧窗戶
1420‧‧‧室內機
1421‧‧‧外殼
1422‧‧‧出風口
1423‧‧‧蓄電裝置
1424‧‧‧室外機
1430‧‧‧電冷藏冷凍箱
1431‧‧‧外殼
1432‧‧‧冷藏室門
1433‧‧‧冷凍室門
1434‧‧‧蓄電裝置
1440‧‧‧時脈
1441‧‧‧蓄電裝置
1450‧‧‧供電裝置
1580‧‧‧電動汽車
1581‧‧‧蓄電裝置
1582‧‧‧控制電路
1583‧‧‧驅動裝置
1584‧‧‧處理裝置
1590‧‧‧供電裝置
151a‧‧‧曲線
151b‧‧‧曲線
700a‧‧‧曲線
700b‧‧‧曲線
930a‧‧‧外殼
930b‧‧‧外殼
在圖式中：圖1是示出本發明的一個方式的放電容量與電壓的關係的圖表；圖2是示出本發明的一個方式的X射線繞射資料；圖3是示出本發明的一個方式的X射線繞射資料；圖4是示出本發明的一個方式的放電容量與電壓的關係的圖表；圖5是示出本發明的一個方式的放電容量與電壓的關係的圖表；圖6是示出本發明的一個方式的X射線繞射資料；圖7是示出本發明的一個方式的X射線繞射資料；圖8A至圖8C是說明硬幣型二次電池的圖；圖9是說明層壓型二次電池的圖；圖10A和圖10B是說明圓柱型二次電池的圖；圖11A和圖11B是用來說明蓄電體的一個例子的圖；圖12A1至圖12B2是用來說明蓄電體的一個例子的圖； 圖13A和圖13B是用來說明蓄電體的一個例子的圖；圖14A和圖14B是用來說明蓄電體的一個例子的圖；圖15是用來說明蓄電體的一個例子的圖；圖16A和圖16B是用來說明電器設備的一個例子的圖；圖17是用來說明電器設備的一個例子的圖；圖18A和圖18B是用來說明電器設備的一個例子的圖；圖19A和圖19B是用來說明電器設備的一個例子的圖；圖20是用來說明電器設備的一個例子的圖；圖21是用來說明電器設備的一個例子的圖；圖22A和圖22B是用來說明電器設備的一個例子的圖。
下面，參照圖式對本發明的實施方式進行詳細說明。但是，本發明不侷限於以下說明，所屬技術領域的普通技術人員可以很容易地理解一個事實，就是本發明的方式和詳細內容可以被變換為各種各樣的形式。此外，本發明不應該被解釋為僅限定於以下所示的實施方式的記載內容中。
實施方式1
下面示出Li2Mn1-XAXO3的製造方法例子。表1示出用來製造參考樣本100以及樣本101至樣本116的Li原料、Mn原料及A原料。在本實施方式中，藉由組合表1所示的原料，製造參考樣本100以及樣本101至樣本116。
首先，作為Li原料、Mn原料及A原料使用表1所示的原料，並分別稱量這些材料。在本實施方式中，製造X為0.1的樣本。因此，以所製造的樣本中的Li、Mn及A的莫耳數比為2：0.9：0.1的方式調整原料比例。例如，當製造樣本101時，以莫耳數比為Li2CO3(碳酸鋰)：MnCO3(碳酸錳)：NiO(氧化鎳)=1：0.9：0.1的方式稱量各原料。此外，當製造樣本102時，以莫耳數比為Li2CO3：MnCO3：Ga2O3(氧化鎵)=1：0.9：0.05的方式稱量各原料。注意，參考樣本100以及樣本101至樣本116的製造方法除了原料比例以外都相同。
接著，對各原料添加丙酮之後，利用球磨機將各原料混合，來製造混合原料。在本實施方式中，將稱量好的各原料、3mm的氧化鋯球以及丙酮放入氧化鋯罐(a pot made of zirconia)進行濕式行星式球磨機處理。處理時間為兩個小時，處理旋轉數為400rpm。
接著，進行加熱以使丙酮揮發，由此得到混合原料。在本實施方式中，在大氣下以50℃的溫度使球磨機處理過的漿料中的丙酮揮發，由此得到混合原料。
接著，將混合原料放入坩堝，以500℃以上且1000℃以下的溫度進行焙燒，由此合成新穎材料。將焙燒時間設定為5小時以上且20小時以下。焙燒氛圍為大氣。在本實施方式中，將乾燥的混合原料填充到氧化鋁的坩堝中，以900℃進行10小時的加熱。
接著，進行研碎處理以分離焙燒的粒子的燒結。在本實施方式中，將燒成物、3mm的氧化鋯球以及丙酮放入氧化鋯罐進行濕式行星式球磨機處理。處理時間為兩個小時，處理旋轉數為200rpm。
接著，在研碎處理後進行加熱以使丙酮揮發，然後進行真空乾燥來分別得到粉末狀的新穎材料。在本實施方式中，在大氣下以50℃的溫度使研碎處理後的漿料中的丙酮揮發，然後以170℃進行真空乾燥。
將完成的新穎的材料(樣本101至樣本116)用作正極活性物質，可以形成較佳的二次電池。
圖1示出對參考樣本100以及樣本101至樣本116的放電容量進行測量而得到的結果。圖1中的右上方示出同一圖中的部位150的放大圖。
從圖1可知：與參考樣本100相比，樣本101至樣本116示出較高的放電容量。尤其是，作為A使用Ni的樣本101示出最高的放電容量。
注意，當將本說明書等所公開的正極活性物質的Li2Mn1-XAXO3用於二次電池時，藉由充電工作或放電工作，Li的原子個數在0至2之間變化。因此，可以將Li2Mn1-XAXO3表示為LiYMn1-XAXO3(0Y2)。
此外，用作A的元素也可以不是一種而包含兩種以上的元素。
藉由使用在本實施方式中公開的正極活性物質，可以實現放電容量較高的二次電池。此外，藉由使用 在本實施方式中公開的正極活性物質，可以實現電池容量大且具有較高的能量密度的二次電池。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式2
在本實施方式中，說明如下樣本的X射線繞射(XRD：X-Ray Diffraction)測量結果及放電容量測量結果：A為Ni且X為0.3的樣本201；以及上述實施方式所示的參考樣本100及樣本101。注意，樣本101是A為Ni且X為0.1的樣本。本實施方式所示的參考樣本100、樣本101及樣本201可以使用上述實施方式所示的製造方法來製造。
圖2及圖3示出X射線繞射測量結果。注意，在圖2中，為了作比較而在一個圖表中並排地示出參考樣本100、樣本101及樣本201的資料。
從圖2可知：樣本101及樣本201都具有與參考樣本100同樣的繞射峰值。此外，確認不到樣本101及樣本201與參考樣本100差異較大的繞射峰值。
此外，圖3示出分別將參考樣本100、樣本101及樣本201的2θ=37°附近及2θ=45°附近的繞射峰值放大的圖。注意，在圖3中，為了作比較而在一個圖表中並排地示出參考樣本100、樣本101及樣本201的資料。從圖3可知：隨著X的變化，繞射峰值的位置發生變化。 繞射峰值位置的變化意味著在參考樣本100、樣本101及樣本201之間的晶格常數不同。
從圖2及圖3可知：為了製造樣本101及樣本201而使用的Ni與Li2MnO3中的Mn良好地置換。
圖4示出對參考樣本100、樣本101及樣本201的放電容量進行測量而得到的結果。與參考樣本100相比，樣本101及樣本201示出較高的放電容量。此外，與所製造的X為0.1的樣本101相比，所製造的X為0.3的樣本201示出更高的放電容量。
藉由使用在本實施方式中公開的正極活性物質，可以實現放電容量較高的二次電池。此外，藉由使用在本實施方式中公開的正極活性物質，可以實現電池容量大且具有較高的能量密度的二次電池。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式3
在本實施方式中，說明在以Li2Mn1-XNiXO3表示的正極活性物質中的如下樣本的X射線繞射測量結果及充放電容量結果：X為0的參考樣本700及X為0.01的樣本701。
下面示出Li2Mn1-XNiXO3的製造方法例子。表2示出用來製造參考樣本700及樣本701的Li原料、Mn原料及Ni原料。在本實施方式中，藉由組合表2所示的 原料，製造參考樣本700及樣本701。
首先，作為Li原料、Mn原料及Ni原料使用表2所示的原料，並分別稱量這些材料。在本實施方式中，製造X為0.01的樣本。因此，以所製造的樣本中的Li、Mn及Ni的莫耳數比為2：0.99：0.01的方式調整原料比例。例如，當製造樣本701時，以莫耳數比為Li2CO3(碳酸鋰)：MnCO3(碳酸錳)：NiO(氧化鎳)=1：0.99：0.01的方式稱量各原料。此外，當製造參考樣本700時，以莫耳數比為Li2CO3(碳酸鋰)：MnCO3(碳酸錳)=1：1的方式稱量各原9。注意，參考樣本700及樣本701的製造方法除了原料比例以外都相同。
接著，對各原料添加丙酮之後，利用球磨機將各原料混合，來製造混合原料。在本實施方式中，將稱量好的各原料、3mm的氧化鋯球以及丙酮放入氧化鋯罐進行濕式行星式球磨機處理。處理時間為兩個小時，處理旋轉數為400rpm。
接著，進行加熱以使丙酮揮發，由此得到混合原料。在本實施方式中，在大氣下以50℃的溫度使球磨機處理後的漿料中的丙酮揮發，由此得到混合原料。
接著，將混合原料放入坩堝，以500℃以上且1000℃以下的溫度進行焙燒，由此合成新穎材料。將焙燒時間設定為5小時以上且20小時以下。焙燒氛圍為大氣。在本實施方式中，將乾燥的混合原料填充到氧化鋁的坩堝中，以900℃進行10小時的加熱。
接著，進行研碎處理以分離焙燒的粒子的燒結。在本實施方式中，將燒成物、3mm的氧化鋯球以及丙酮放入氧化鋯罐進行濕式行星式球磨機處理。處理時間為兩個小時，處理旋轉數為200rpm。
接著，在研碎處理後進行加熱以使丙酮揮發，然後進行真空乾燥來分別得到粉末狀的新穎材料。在本實施方式中，在大氣下以50℃的溫度使研碎處理後的漿料中的丙酮揮發，然後以170℃進行真空乾燥。
將完成的新穎的材料(樣本701)用作正極活性物質，可以形成較佳的二次電池。
圖5示出對參考樣本700及樣本701的充電容量及放電容量進行測量而得到的結果。在圖5中，曲線700a示出參考樣本700的放電容量的變化，曲線700b示出參考樣本700的充電容量的變化，曲線701a示出樣本701的放電容量的變化，曲線701b示出樣本701的充電容量的變化。從圖5可知樣本701具有高於參考樣本700的充電容量及放電容量。
接著，圖6示出參考樣本700及樣本701的XRD測量結果。在圖6中，為了作比較而在一個圖表中 並排地示出參考樣本700及樣本701的資料。
藉由XRD的測量結果可以確認到樣本701也具有與參考樣本700同樣的繞射峰值。此外，確認不到樣本701與參考樣本700差異較大的繞射峰值。
此外，圖7示出分別將參考樣本700及樣本701的2θ=37°附近及2θ=45°附近的繞射峰值放大的圖。在圖7中，為了作比較而在一個圖表中並排地示出參考樣本700及樣本701的資料。從圖7可知：參考樣本700與樣本701的2θ=37°附近及2θ=45°附近的繞射峰值發生變化。繞射峰值位置的變化意味著參考樣本700與樣本701的晶格常數不同。
從圖6及圖7可知：為了製造樣本701而使用的Ni與Li2MnO3中的Mn良好地置換。
另外，當將本說明書等所公開的正極活性物質的Li2Mn1-XNiXO3用於二次電池時，藉由充電工作或放電工作，Li的原子個數在0至2之間變化。因此，可以將Li2Mn1-XNiXO3表示為LiYMn1-XNiXO3(0Y2)。
藉由使用在本實施方式中公開的正極活性物質，可以實現放電容量較高的二次電池。此外，藉由使用在本實施方式中公開的正極活性物質，可以實現電池容量大且具有較高的能量密度的二次電池。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式4
在本實施方式中，參照圖8A至圖10B對使用上述實施方式所示的正極活性物質的蓄電池的結構進行說明。
〔硬幣型蓄電池〕
圖8A是硬幣型(單層扁平型)蓄電池的外觀圖，圖8B是其剖面圖。
在硬幣型蓄電池300中，兼作正極端子的正極罐(positive electrode can)301和兼作負極端子的負極罐(negative electrode can)302被由聚丙烯等形成的墊片303絕緣密封。正極304由正極集電器305和以與其接觸的方式設置的正極活性物質層306形成。除了正極活性物質以外，正極活性物質層306還可以包含用來提高正極活性物質的緊密性的黏合劑(binder)以及用來提高正極活性物質層的導電性的導電助劑等。作為導電助劑，較佳為使用比表面積較大的材料，可以使用乙炔黑(AB)等。此外，也可以使用碳奈米管、石墨烯、富勒烯等碳材料。
另外，負極307由負極集電器308和以與其接觸的方式設置的負極活性物質層309形成。除了負極活性物質以外，負極活性物質層309還可以包含用來提高負極活性物質的緊密性的黏合劑(binder)以及用來提高負極活性物質層的導電性的導電助劑等。在正極活性物質層306與負極活性物質層309之間包括隔膜310和電解質(未圖示)。
作為用於負極活性物質層309的負極活性物質，可以使用能夠使鋰溶解和析出或者鋰離子能夠嵌入和脫嵌的材料，例如可以使用鋰金屬、碳類材料或合金類材料等。鋰金屬的氧化還原電位低(比標準氫電極低3.045V)，且每重量及體積的比容量大(分別為3860mAh/g、2062mAh/cm3)，所以是較佳的。
作為碳類材料，有石墨、易石墨化碳(graphitizing carbon)(軟碳)、難石墨化碳(non-graphitizing carbon)(硬碳)、碳奈米管、石墨烯、碳黑等。
作為石墨，有中間相碳微球(MCMB)、焦炭基人造石墨(coke-based artificial graphite)、瀝青基人造石墨(pitch-based artificial graphite)等人造石墨或球狀化天然石墨等天然石墨。
當鋰離子嵌入石墨中時(鋰-石墨層間化合物的生成時)，石墨示出與鋰金屬相同程度的低電位(0.1V至0.3V vs.Li/Li+)。由此，鋰離子二次電池可以示出高工作電壓。再者，石墨具有如下優點：每單位體積的容量較高；體積膨脹小；較便宜；與鋰金屬相比安全性高等，所以是較佳的。
作為負極活性物質，也可以使用能夠利用與鋰的合金化．脫合金化反應進行充放電反應的合金類材料。當載體離子為鋰離子時，例如可以舉出包含Al、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Ag、Au、Zn、Cd、In、Ga等中的 至少一種的材料。這種元素的容量比碳大，尤其是，矽的理論容量明顯地高，即4200mAh/g。因此，較佳為將矽用於負極活性物質。作為使用這種元素的合金類材料，例如有SiO、Mg2Si、Mg2Ge、SnO、SnO2、Mg2Sn、SnS2、V2Sn3、FeSn2、CoSn2、Ni3Sn2、Cu6Sn5、Ag3Sn、Ag3Sb、Ni2MnSb、CeSb3、LaSn3、La3Co2Sn7、CoSb3、InSb和SbSn等。
此外，作為負極活性物質，可以使用氧化物諸如二氧化鈦(TiO2)、鋰鈦氧化物(Li4Ti5O12)、鋰-石墨層間化合物(LiXC6)、五氧化鈮(Nb2O5)、氧化鎢(WO2)、氧化鉬(MoO2)等。
此外，作為負極活性物質，可以使用包含鋰和過渡金屬的氮化物的具有Li3N型結構的Li3-XMXN(M=Co、Ni、Cu)。例如，Li2.6Co0.4N3示出較大的充放電容量(900mAh/g、1890mAh/cm3)。
當作為負極活性物質使用包含鋰和過渡金屬的氮化物時，在負極活性物質中包含有鋰離子，因此可以將負極活性物質與用作正極活性物質的V2O5、Cr3O8等不包含鋰離子的材料組合，所以是較佳的。注意，當將含有鋰離子的材料用作正極活性物質時，藉由預先使包含在正極活性物質中的鋰離子脫嵌，也可以作為負極活性物質使用包含鋰和過渡金屬的氮化物。
此外，也可以將產生轉化反應的材料用作負極活性物質。例如，也可以將氧化鈷(CoO)、氧化鎳 (NiO)、氧化鐵(FeO)等不與鋰起合金化反應的過渡金屬氧化物用於負極活性物質。作為引起轉化反應的材料，還可以舉出：Fe2O3、CuO、Cu2O、RuO2、Cr2O3等氧化物；CoS0.89、NiS、CuS等硫化物；Zn3N2、Cu3N、Ge3N4等氮化物；NiP2、FeP2、CoP3等磷化物；FeF3、BiF3等氟化物。
另外，作為正極集電器305或負極集電器308等集電器，可以使用不鏽鋼、金、鉑、鋅、鐵、鎳、銅、鋁、鈦、鉭等金屬及這些金屬的合金等導電性高且不與鋰等載體離子合金化的材料。另外，可以使用添加有矽、鈦、釹、鈧、鉬等提高耐熱性的元素的鋁合金。另外，也可以使用與矽起反應形成矽化物的金屬元素形成。作為與矽起反應而形成矽化物的金屬元素，可以舉出鋯、鈦、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、鈷、鎳等。另外，作為集電器可以適當地使用箔狀、板狀(薄片狀)、網狀、圓柱狀、線圈狀、打孔金屬網狀、擴張金屬網狀等形狀。集電器的厚度較佳為5μm以上且30μm以下。
可以將根據上述實施方式的正極活性物質用於正極活性物質層306。
作為隔膜310，可以使用絕緣體諸如纖維素(紙)、設置有空孔的聚丙烯或設置有空孔的聚乙烯等。
作為電解質，除了使用固體電解質、包含支持電解質的電解液之外，還可以使用將電解液的一部分凝膠化的凝膠電解質。
作為支持電解質，使用具有載體離子的材料。作為支持電解質的典型例子，可以舉出LiPF6、LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiCF3SO3、Li(CF3SO2)2N、Li(C2F5SO2)2N等鋰鹽。這些支持電解質既可以單獨使用，又可以將兩種以上以任意的組合及比率使用。
另外，當載體離子是鋰離子以外的鹼金屬離子、鹼土金屬離子時，作為支持電解質也可以使用鹼金屬(例如，鈉、鉀等)、鹼土金屬(例如，鈣、鍶、鋇、鈹或鎂等)代替上述鋰鹽中的鋰。
此外，作為電解液的溶劑，使用載體離子能夠移動的材料。作為電解液的溶劑，較佳為使用非質子有機溶劑。作為非質子有機溶劑的典型例子，可以使用碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯、碳酸二甲酯、碳酸二乙酯(DEC)、γ-丁內酯、乙腈、乙二醇二甲醚、四氫呋喃等中的一種或多種。此外，當作為電解液的溶劑使用凝膠化的高分子材料時，對抗液體洩漏等的安全性得到提高。並且，能夠實現蓄電池的薄型化及輕量化。作為凝膠化的高分子材料的典型例子，可以舉出矽凝膠、丙烯酸膠、丙烯腈膠、聚氧化乙烯、聚氧化丙烯、氟類聚合物等。另外，藉由作為電解液的溶劑使用一種或多種具有阻燃性及難揮發性的離子液體(室溫熔融鹽)，即使由於蓄電池的內部短路、過充電等而使內部溫度上升，也可以防止蓄電池的破裂或起火等。
此外，可以使用具有硫化物類或氧化物類等 無機材料的固體電解質、具有PEO(聚環氧乙烷)類等高分子材料的固體電解質來代替電解液。當使用固體電解質時，不需要設置隔膜或間隔物。另外，可以使電池整體固體化，所以沒有液體洩漏的憂慮，安全性得到顯著提高。
作為正極罐301、負極罐302，尤其是在充放電中，可以使用具有對電解液的抗腐蝕性的材料。作為上述材料，有金屬、合金及由其他材料覆蓋母體的材料。作為金屬的例子，可以舉出鎳、鋁、鈦。作為合金的例子，可以舉出不鏽鋼。作為覆蓋母體的材料，可以舉出鎳及鋁。正極罐301與正極304電連接，負極罐302與負極307電連接。
將這些負極307、正極304及隔膜310浸漬到電解質，如圖8B所示的那樣，將正極罐301設置在下方，依次層疊正極304、隔膜310、負極307、負極罐302，使墊片303介於正極罐301與負極罐302之間並進行壓合，由此製造硬幣型蓄電池300。
在此，參照圖8C說明電池充電時的電流流過的狀況。當將使用鋰的電池作為一個閉合電路時，鋰離子的遷移的方向和電流流過的方向相同。注意，在使用鋰的電池中，由於根據充電或放電調換陽極(anode)與陰極(cathode)而使氧化反應與還原反應調換，所以將氧化還原電位高的電極稱為正極，而將氧化還原電位低的電極稱為負極。由此，在本說明書中，即使在充電、放電、供應反向脈衝電流以及供應充電電流時也將正極稱為“正極” 或“+極”，而將負極稱為“負極”或“-極”。若使用與氧化反應及還原反應有關的陽極(anode)及陰極(cathode)兩術語，則有可能因陽極及陰極在充電時和放電時相反而引起混亂。因此，在本說明書中，不使用陽極及陰極兩術語。假設使用陽極(anode)及陰極(cathode)兩術語，就需要明確地表示是充電時還是放電時，還需要表示是對應正極(+極)還是負極(-極)。
圖8C所示的兩個端子與充電器連接，對蓄電池400進行充電。隨著進行蓄電池400的充電，電極之間的電位差增大。在圖8C中，將如下電流流過的方向作為正方向，該方向是電流從蓄電池400的外部的端子向正極402流動，並且在蓄電池400中藉由電解質406及隔膜408從正極402向負極404流過，然後從負極404向蓄電池400的外部的端子流過的方向。也就是說，將充電電流流過的方向作為電流的方向。
〔層壓型蓄電池〕
接下來，參照圖9對層壓型蓄電池的一個例子進行說明。
圖9所示的層壓型蓄電池500包括：包括正極集電器501及正極活性物質層502的正極503；包括負極集電器504及負極活性物質層505的負極506；隔膜507；電解液508；以及外包裝體509。在設置於外包裝體509內的正極503與負極506之間設置有隔膜507。此 外，在外包裝體509內被注入電解液508。
在圖9所示的層壓型蓄電池500中，正極集電器501及負極集電器504還用作與外部電接觸的端子。因此，正極集電器501及負極集電器504的一部分露出到外包裝體509的外側。
在層壓型蓄電池500中，作為外包裝體509，例如可以使用如下三層結構的層壓薄膜：在由聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、離子聚合物、聚醯胺等的材料構成的膜上設置鋁、不鏽鋼、銅、鎳等高撓性的金屬薄膜，並且在該金屬薄膜上作為外包裝體的外表面設置聚醯胺類樹脂、聚酯類樹脂等絕緣性合成樹脂薄膜。藉由採用上述三層結構，可以在遮斷電解液及氣體的透過的同時確保絕緣性，並且具有耐電解液性。
〔圓筒型蓄電池〕
接下來，參照圖10A和圖10B對圓筒型蓄電池的一個例子進行說明。如圖10A所示，圓筒型蓄電池600在頂面具有正極蓋(電池蓋)601，並在側面及底面具有電池罐(外裝罐)602。墊片(絕緣墊片)610使上述正極蓋601與電池罐(外裝罐)602絕緣。
圖10B是示意性地示出圓筒型蓄電池的剖面的圖。在中空圓柱狀電池罐602的內側設置有電池元件，在該電池元件中，帶狀的正極604和帶狀的負極606夾著隔膜605被捲繞。雖然未圖示，但是電池元件以中心銷為 中心被捲繞。電池罐602的一端關閉且另一端開著。作為電池罐602可以使用具有抗腐蝕性的鎳、鋁、鈦等金屬、它們的合金或者它們和其他金屬的合金(例如不鏽鋼等)。另外，為了防止因蓄電池的充放電而產生的非水電解液所引起的腐蝕，電池罐602較佳為被鎳或鋁等覆蓋。在電池罐602的內側，正極、負極及隔膜被捲繞的電池元件由對置的一對絕緣板608和絕緣板609夾著。另外，在設置有電池元件的電池罐602的內部中注入有非水電解液(未圖示)。作為非水電解液，可以使用與硬幣型或層壓型蓄電池相同的電解液。
與上述硬幣型蓄電池的正極及負極同樣地製造正極604及負極606即可，但其與硬幣型蓄電池的不同之處是：因為用於圓筒型蓄電池的正極及負極被捲繞，所以活性物質形成在集電器的兩個面。正極604與正極端子(正極集電導線)603連接，而負極606與負極端子(負極集電導線)607連接。正極端子603及負極端子607都可以使用鋁等金屬材料。將正極端子603電阻銲錫到安全閥機構612，而將負極端子607電阻銲錫到電池罐602底。安全閥機構612與正極蓋601藉由PTC(Positive Temperature Coefficient：正溫度係數)元件611電連接。當電池的內壓上升到超過指定的臨界值時，安全閥機構612切斷正極蓋601與正極604的電連接。另外，PTC元件611是在溫度上升時其電阻增大的熱敏感電阻元件，並藉由電阻的增大來限制電流量以防止異常發熱。作為 PTC元件，可以使用鈦酸鋇(BaTiO3)類半導體陶瓷等。
在本實施方式中，雖然作為蓄電池示出硬幣型、層壓型及圓筒型的蓄電池，但是可以使用密封型蓄電池、方型蓄電池等各種形狀的其他蓄電池。此外，也可以採用層疊有多個正極、多個負極、多個隔膜的結構以及捲繞有正極、負極、隔膜的結構。
作為本實施方式所示的蓄電池300、蓄電池500、蓄電池600的正極，可以使用根據本發明的一個方式的正極活性物質。根據本發明的一個方式，可以提高蓄電池300、蓄電池500、蓄電池600的放電容量。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式5
在本實施方式中，參照圖11A至圖15說明裝置的結構例子。
圖11A及圖11B是裝置的外觀圖。裝置包括電路板900及蓄電體913。蓄電體913上貼有簽條910。再者，如圖11B所示，裝置包括端子951及端子952，簽條910的背面包括天線914及天線915。
電路板900包括端子911及電路912。端子911連接於端子951、端子952、天線914、天線915以及電路912。注意，也可以設置多個端子911，並將多個端子911的每一個分別用作控制信號輸入端子、電源端子 等。
電路912也可以設置在電路板900的背面。注意，天線914及天線915不限於線圈狀，例如也可以是線狀或板狀。另外，還可以使用平面天線、口徑天線、行波天線、EH天線、磁場天線或介質天線等天線。或者，天線914或天線915也可以是平板狀的導體。該平板狀的導體可以被用作用於電磁耦合的導體中的一個。也就是說，也可以將天線914或天線915用作電容器所包括的兩個導體中的一個。由此，不僅在電磁場及磁場，還可以在電場進行電力的發送和接收。
可以將根據上述實施方式的正極活性物質用於蓄電體913的正極活性物質。
天線914的線寬較佳為大於天線915的線寬。由此，可以增大由天線914接收的電力量。
裝置包括天線914及天線915與蓄電體913之間的層916。層916例如具有能夠防止蓄電體913對電磁場產生影響的功能。作為層916，例如可以使用磁性體。
注意，裝置的結構不侷限於圖11A和圖11B。
例如，如圖12A1及圖12A2所示，也可以在圖11A及圖11B所示的蓄電體913中的對置的一對面上分別設置天線。圖12A1是從上述一對面中的一個的方向觀察的外觀圖，圖12A2是從上述一對面的另一個的方向 觀察的外觀圖。另外，至於與圖11A和圖11B所示的裝置相同的部分，可以適當地援用圖11A和圖11B所示的裝置的說明。
如圖12A1所示，以與蓄電體913的一對面中的一個之間夾著層916的方式設置有天線914，如圖12A2所示，以與蓄電體913的一對面的另一個之間夾著層917的方式設置有天線915。層917例如具有能夠防止蓄電體913對電磁場產生影響的功能。作為層917，例如可以使用磁性體。
藉由採用上述結構，可以增大天線914及天線915兩者的尺寸。
或者，如圖12B-1及圖12B-2所示，也可以在圖11A及圖11B所示的蓄電體913中的對置的一對面上分別設置不同的天線。圖12B-1是從上述一對面中的一個的方向觀察的外觀圖，圖12B-2是從上述一對面的另一個的方向觀察的外觀圖。另外，至於與圖11A和圖11B所示的裝置相同的部分，可以適當地援用圖11A和圖11B所示的裝置的說明。
如圖12B-1所示，以與蓄電體913的一對面中的一個之間夾著層916的方式設置有天線914及天線915，如圖12B-2所示，以與蓄電體913的一對面的另一個之間夾著層917的方式設置有天線918。天線918例如具有能夠與外部設備進行資料通信的功能。可以將例如能夠應用於天線914及天線915的形狀的天線應用於天線 918。作為裝置與其他設備之間的使用天線918的通信方式，可以適當地使用NFC等能夠用於裝置與裝置200之間的響應方式。
或者，如圖13A所示，也可以在圖11A及圖11B所示的蓄電體913中設置顯示裝置920。顯示裝置920藉由端子919電連接於端子911。注意，也可以不在設置有顯示裝置920的部分設置簽條910。另外，至於與圖11A和圖11B所示的裝置相同的部分，可以適當地援用圖11A和圖11B所示的裝置的說明。
顯示裝置920例如也可以顯示示出是否在進行充電的影像或示出蓄電量的影像等。作為顯示裝置920，例如可以使用電子紙、液晶顯示裝置、電致發光(也稱為EL)顯示裝置等。例如，藉由使用電子紙，可以降低顯示裝置920的功耗。
或者，如圖13B所示，也可以在圖11A及圖11B所示的蓄電體913中設置感測器921。感測器921藉由端子922電連接於端子911。注意，感測器921也可以設置在簽條910的背面。另外，至於與圖11A和圖11B所示的裝置相同的部分，可以適當地援用圖11A和圖11B所示的裝置的說明。
作為感測器921，例如可以使用能夠應用於感測器235的感測器。因此，也可以將感測器921用作感測器235。藉由設置感測器921，例如，可以檢測示出設置有裝置的環境的資料(溫度等)，並儲存到電路912內的 記憶體中。
再者，參照圖14A和圖14B及圖15說明蓄電體913的結構例子。
圖14A所示的蓄電體913包括在外殼930的內部的設置有端子951及端子952的捲繞體950。捲繞體950在外殼930的內部被浸滲在電解液中。端子952連接於外殼930，端子951由於使用絕緣材等而不連接於外殼930。注意，在圖14A中，雖然為便於說明而將外殼930分開地圖示，但是實際上捲繞體950被外殼930覆蓋，並且端子951及端子952延伸到外殼930的外側。作為外殼930，可以使用金屬材料(例如鋁等)或樹脂材料。
另外，如圖14B所示，圖14A所示的外殼930也可以由多個材料形成。例如，在圖14B所示的蓄電體913中，外殼930a與外殼930b貼合，由外殼930a及外殼930b圍繞的區域中設置有捲繞體950。
作為外殼930a，可以使用有機樹脂等絕緣材料。尤其是，藉由將有機樹脂等材料用於形成有天線的面上，可以抑制蓄電體913所引起的電場的遮蔽。注意，若外殼930a所引起的電場的遮蔽較小，也可以在外殼930的內部設置天線914或天線915等天線。作為外殼930b，例如可以使用金屬材料。
並且，圖15示出捲繞體950的結構。捲繞體950包括負極931、正極932以及隔膜933。捲繞體950是夾著隔膜933使負極931與正極932彼此重疊來形成疊 層片，並且將該疊層片捲繞而形成的。另外，還可以層疊多個負極931、正極932以及隔膜933的疊層。
負極931藉由端子951及端子952中的一個連接於圖11A和圖11B所示的端子911。正極932藉由端子951及端子952中的另一個連接於圖11A和圖11B所示的端子911。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合而實施。
實施方式6
在本實施方式中，說明電器設備。
在此，電器設備是指包括利用電力工作的部分的工業產品。電器設備不侷限於家電等民用電器，其廣泛地包括商用、工業用、軍事用等各種用途的電器。
作為能夠應用於根據本發明的一個方式的蓄電裝置的電器設備，可以舉出電視機及顯示器等顯示裝置、照明設備、臺式及筆記本式等個入電腦、文字處理機、再現儲存在DVD(Digital Versatile Disc：數位影音光碟)等儲存介質中的靜態影像或動態影像的影像再現裝置、CD(Compact Disc：光碟)播放機及數位聲訊播放機等可攜式或固定式聲音再現設備、可攜式或固定式無線電接收機、磁帶錄音機及IC答錄機(dictaphone)等錄音再現設備、頭戴式耳機音響、音響、遙控器、臺鐘及掛鐘等鐘錶、無線電話子機、步話機、行動電話、車載電話、可 攜式或固定式遊戲機、計步器、計算器、可攜式資訊終端、電子筆記本、電子書閱讀器、電子翻譯器、麥克風等聲音輸入器、相機及攝影機等影像拍攝裝置、玩具、電動剃鬚刀、電動刷牙器、微波爐等高頻加熱裝置、電鍋、洗衣機、吸塵器、熱水器、電扇、吹風機、空調設備諸如加濕器、除濕器及空調器等、洗碗機、烘碗機、乾衣機、烘被機、電冰箱、電冷凍箱、電冷藏冷凍箱、DNA保存用冰凍器、手電筒、電動工具、煙塵探測器、健身器及醫療設備諸如助聽器、起搏器、可攜式X射線拍攝裝置、輻射計數器、電動按摩器及透析裝置等。並且，還可以舉出引導燈、信號機、煤氣表及水錶等計量器具、帶式輸送機、自動扶梯、電梯、自動販賣機、自動售票機、自動取款機(CD：Cash Dispenser的簡稱)或自動櫃員機(ATM：Automated Teller Machine的簡稱)、數位看板(digital signage)、工業機器人、無線用基站、行動電話基站、儲電系統、用於使電力均勻化或智慧電網的二次電池等工業設備。另外，利用來自二次電池的電力藉由電動機推進的移動體(傳輸體)等也包括在電器設備的範疇內。作為上述移動體，例如可以舉出電動汽車(EV)、兼具內燃機和電動機的混合動力汽車(HEV)、插電式混合動力汽車(PHEV)、使用履帶代替這些的車輪的履帶式車輛、農業機械、包括電動輔助自行車的電動自行車、摩托車、電動輪椅、電動搬運車、小型或大型船舶、潛水艇、固定翼機及旋轉翼機等飛機、火箭、人造衛星、太空探測器、行 星探測器、太空船等。
另外，在上述電器設備中，作為用來供應大部分的功耗的主電源，可以使用根據本發明的一個方式的蓄電裝置。或者，在上述電器設備中，作為當來自主電源或商業電源的電力供應停止時能夠進行對電器設備的電力供應的不斷電供應系統，可以使用根據本發明的一個方式的蓄電裝置。或者，在上述電器設備中，作為與來自主電源或商業電源的電力供應同時進行的將電力供應到電器設備的輔助電源，可以使用根據本發明的一個方式的非水二次電池。
在此，作為一個例子，圖16A及圖16B示出可攜式終端。圖16A是可攜式終端的正面的圖，圖16B是可攜式終端的背面的圖。
圖16A及圖16B所示的可攜式終端1100包括外殼1111、顯示部1112、蓄電裝置1113以及電源開關1114。
在顯示部1112中，可以將其一部分用作觸控面板的區域，並且可以藉由按觸所顯示的操作鍵來輸入資料。此外，作為一個例子示出顯示部1112的一半只具有顯示的功能，而另一半具有觸控面板的功能的結構，但是不侷限於該結構。也可以採用顯示部1112的全部區域具有觸控面板的功能的結構。
例如可以將電致發光(也稱為EL)顯示模組、液晶顯示模組用於顯示部1112。
蓄電裝置1113是可拆卸式的電池。蓄電裝置1113包括端子1121。注意，不特別限制端子1121的個數。藉由將蓄電裝置1113嵌入外殼1111的凹部，使端子1121連接於設置在外殼1111中的端子1122。由此，從蓄電裝置1113對外殼1111內部的電路供應電力。注意，將蓄電裝置1113嵌入外殼1111的凹部之後的蓄電裝置1113也可以露出。此外，也可以在蓄電裝置1113上設置蓋子。注意，雖然蓄電裝置1113可以從可攜式終端1100卸下，但是本發明的實施方式的一個方式不侷限於此。也可以使可攜式終端1100的使用者無法卸下蓄電裝置1113。藉由採用上述結構，提高可攜式終端1100的內部的構件的配置自由度，而可以使可攜式終端1100小型化且薄型化。在該情況下，可以在將蓄電裝置1113置於可攜式終端1100的狀態下進行電力等的發送和接收。注意，即使在蓄電裝置1113能夠從可攜式終端1100卸下的情況下，也可以在將蓄電裝置1113置於可攜式終端1100的狀態下進行電力等的發送和接收。
圖16A和圖16B所示的可攜式終端還可以具有如下功能：顯示各種各樣的資訊(靜態影像、動態影像、文字影像等)的功能；將日曆、日期或時刻等顯示於顯示部上的功能；對顯示於顯示部上的資訊進行觸摸操作或編輯的觸摸輸入功能；藉由各種各樣的軟體(程式)控制處理的功能等。
此外，圖17是可攜式終端的例子的塊圖。圖 17所示的可攜式終端例如包括：無線通訊電路1131；類比基帶電路1132；數位基帶電路1133；蓄電裝置1134；電源電路1135；應用處理器1136；顯示控制器1141；記憶體1142；顯示器1143；觸摸感測器1149；聲頻電路(揚聲器及麥克風等)1147；以及輸入機構之一的鍵盤1148。
蓄電裝置1134相當於圖16A和圖16B所示的蓄電裝置1113，其他構成要素相當於負載。
無線通訊電路1131例如具有接收包含資料的電波的功能。作為無線通訊電路1131，例如使用天線等。
藉由設置觸摸感測器1149，可以操作顯示器1143中的顯示部1144。
顯示器1143由顯示部1144、源極驅動器1145以及閘極驅動器1146構成。顯示部1144的工作由源極驅動器1145及閘極驅動器1146控制。
應用處理器1136具備CPU1137、數位訊號處理器(Digital Signal Processor，也稱為DSP)1138以及介面(也稱為IF)1139。
此外，記憶體1142通常由SRAM或DRAM構成。
再者，說明圖17所示的可攜式終端的工作例子。
首先，藉由包含資料的電波的接收或應用處 理器1136來形成影像。然後，將儲存在記憶體1142中的資料藉由顯示控制器1141輸出到顯示器1143，利用顯示器1143顯示根據所輸入的影像信號的影像。當不改變影像時，通常以60Hz以上且130Hz以下的週期從記憶體1142讀出資料，將所讀出的資料持續發送到顯示控制器1141。當使用者進行改寫畫面的操作時，藉由應用處理器1136來形成新的影像，將該影像儲存在記憶體1142中。在該時間段內定期性地從記憶體1142讀出影像資料。在將新的影像資料儲存在記憶體1142中之後，在顯示器1143中的下一個圖框期間中，讀出儲存在記憶體1142中的資料，將所讀出的資料藉由顯示控制器1141輸出到顯示器1143。輸入有資料的顯示器1143根據所輸入的影像資料顯示影像。上述讀出工作持續到下一個資料被儲存在記憶體1142中為止。如此，藉由對記憶體1142進行資料的寫入及讀出，由顯示器1143進行顯示工作。
圖18A及圖18B是電動工具的例子。
圖18A所示的電動工具包括：外殼1211；尖端工具1212；觸發開關1214；蓄電裝置1216；以及拆卸控制開關1217。注意，圖18A所示的電動工具也可以是電鑽。或者，圖18A所示的電動工具也可以是電動螺絲起子。
外殼1211包括手柄部1215。
作為尖端工具1212，例如可以使用鑽頭、十字批頭或一字批頭等。另外，也可以使尖端工具1212能 夠拆卸，並根據用途適當地選擇鑽頭、十字批頭或一字批頭。
在圖18A所示的電動工具中，藉由使電源開關1213處於開啟狀態，握住手柄部1215，並使觸發開關1214處於開啟狀態，可以使尖端工具1212工作。
可以藉由使拆卸控制開關1217處於開啟狀態或關閉狀態來拆卸蓄電裝置1216。蓄電裝置1216與圖16A和圖16B所示的可攜式終端同樣地包括端子，藉由使蓄電裝置1216的端子與設置在外殼1211的端子連接，可以從蓄電裝置1216對外殼1211供應電力。
圖18B所示的電動工具包括：外殼1221；刀片1222；觸發開關1224；蓄電裝置1226；以及拆卸控制開關1227。注意，圖18B所示的電動工具也可以是電動切割機。
外殼1221包括手柄部1225。
在圖18B所示的電動工具中，藉由握住手柄部1225並使觸發開關1224處於開啟狀態，可以使刀片1222旋轉來進行切割處理等。
可以藉由使拆卸控制開關1227處於開啟狀態或關閉狀態來拆卸蓄電裝置1226。蓄電裝置1226與圖16A和圖16B所示的可攜式終端同樣地包括端子，藉由使蓄電裝置1226的端子與設置在外殼1221的端子連接，可以從蓄電裝置1226對外殼1221供應電力。
再者，參照圖19A和圖19B說明給上述電器 設備充電時的例子。
在圖19A中，示出將圖16A和圖16B所示的可攜式終端1100重疊於供電裝置1300的例子。
圖19B是從可攜式終端的底面方向觀察時的圖。例如當採用電磁感應方式時，如圖19B所示，藉由將設置在可攜式終端1100的天線1311與設置在供電裝置1300的天線1312電磁耦合而形成電力傳輸變壓器，可以對可攜式終端1100供應電力。
注意，雖然在圖19A及圖19B中示出將可攜式終端1100重疊於供電裝置1300的例子，但是也可以如圖20所示從可攜式終端1100卸下蓄電裝置1113並將蓄電裝置1113重疊於供電裝置1300。
注意，對供電裝置1300的結構沒有特別的限制。例如，可以使用如下方式：藉由檢測出可攜式終端1100的位置並將天線1312移動而重疊於可攜式終端1100來進行充電的可動線圈(moving coil)方式；或者藉由設置多個天線1312而使其重疊於可攜式終端1100來進行充電的多線圈(multi-coil)方式等。
能夠藉由供電裝置1300充電的電器設備不侷限於上述設備。
圖21示出上述電器設備的具體結構。在圖21中，能夠從供電裝置1450被供應電力的顯示裝置1400是使用根據本發明的一個方式的蓄電裝置1404的電器設備的一個例子。明確而言，顯示裝置1400相當於電視廣播 接收用的顯示裝置，包括外殼1401、顯示部1402、揚聲器部1403及蓄電裝置1404等。根據本發明的一個方式的蓄電裝置1404設置在外殼1401的內部。顯示裝置1400既可以接受來自商業電源的電力供應，又可以使用蓄積在蓄電裝置1404中的電力。因此，即使當由於停電等不能接受來自商業電源的電力供應時，藉由將根據本發明的一個方式的蓄電裝置1404用作不斷電供應系統，也可以利用顯示裝置1400。
作為顯示部1402，可以使用半導體顯示裝置諸如液晶顯示裝置、在每個像素中具備有機EL元件等發光元件的發光裝置、電泳顯示裝置、DMD(數位微鏡裝置：Digital Micromirror Device)、PDP(電漿顯示面板：Plasma Display Panel)及FED(場致發射顯示器：Field Emission Display)等。
另外，除了用於電視廣播接收以外，用於個人電腦或廣告顯示等的所有用於資訊顯示的顯示裝置都包括在顯示裝置中。
在圖21中，能夠從供電裝置1450被供應電力的安鑲型照明設備1410是使用根據本發明的一個方式的蓄電裝置1413的電器設備的一個例子。明確而言，照明設備1410包括外殼1411、光源1412及蓄電裝置1413等。蓄電裝置1413藉由供電裝置1450被供應電力。雖然在圖21中例示出蓄電裝置1413設置在鑲有外殼1411及光源1412的天花板1414的內部的情況，但是蓄電裝置 1413也可以設置在外殼1411的內部。照明設備1410既可以接受來自商業電源的電力供應，又可以使用蓄積在蓄電裝置1413中的電力。因此，即使當因停電等而不能接受來自商業電源的電力供應時，藉由將根據本發明的一個方式的蓄電裝置1413用作不斷電供應系統，也能夠利用照明設備1410。
另外，雖然在圖21中例示出設置在天花板1414的安鑲型照明設備1410，但是根據本發明的一個方式的蓄電裝置既可以用於設置在天花板1414以外的例如側壁1415、地板1416或窗戶1417等的安鑲型照明設備，又可以用於臺式照明設備等。
另外，作為光源1412，可以使用利用電力人工性地得到光的人工光源。明確而言，作為上述人工光源的一個例子，可以舉出白熾燈泡、螢光燈等放電燈以及LED或有機EL元件等發光元件。
在圖21中，包括能夠從供電裝置1450被供應電力的室內機1420及室外機1424的空調器是使用根據本發明的一個方式的蓄電裝置1423的電器設備的一個例子。明確而言，室內機1420包括外殼1421、出風口1422和蓄電裝置1423等。雖然在圖21中例示出蓄電裝置1423設置在室內機1420中的情況，但是蓄電裝置1423也可以設置在室外機1424中。或者，也可以在室內機1420和室外機1424的兩者中設置有蓄電裝置1423。空調器既可以接受來自商業電源的電力供應，又可以使用蓄積 在蓄電裝置1423中的電力。尤其是，當在室內機1420和室外機1424的兩者中設置有蓄電裝置1423時，即使當因停電等而不能接受來自商業電源的電力供應時，藉由將根據本發明的一個方式的蓄電裝置1423用作不斷電供應系統，也能夠利用空調器。
另外，雖然在圖21中例示出由室內機和室外機構成的分體式空調器，但是也可以將根據本發明的一個方式的蓄電裝置用於在一個外殼中具有室內機的功能和室外機的功能的一體式空調器。
在圖21中，能夠從供電裝置1450被供應電力的電冷藏冷凍箱1430是使用根據本發明的一個方式的蓄電裝置1434的電器設備的一個例子。明確而言，電冷藏冷凍箱1430包括外殼1431、冷藏室門1432、冷凍室門1433及蓄電裝置1434等。在圖21中，蓄電裝置1434設置在外殼1431的內部。電冷藏冷凍箱1430既可以接受來自商業電源的電力供應，又可以使用蓄積在蓄電裝置1434中的電力。因此，即使當因停電等而不能接受來自商業電源的電力供應時，藉由將根據本發明的一個方式的蓄電裝置1434用作不斷電供應系統，也能夠利用電冷藏冷凍箱1430。
在圖21中，包括能夠從供電裝置1450被供應電力的時脈1440是使用根據本發明的一個方式的蓄電裝置1441的電器設備的一個例子。
另外，在上述電器設備中，微波爐等高頻加 熱裝置和電鍋等電器設備在短時間內需要高電力。因此，藉由將根據本發明的一個方式的蓄電裝置用作用來輔助商業電源不夠供應的電力的輔助電源，當使用電器設備時可以防止商業電源的總開關跳電。
另外，在不使用電器設備的時間段，尤其是在商業電源的供應源能夠供應的總電量中的實際使用的電量的比率(稱為電力使用率)低的時間段中，將電力蓄積在蓄電裝置中，由此可以抑制在上述時間段以外的時間段中電力使用率增高。例如，作為電冷藏冷凍箱1430，在氣溫低且不進行冷藏室門1432或冷凍室門1433的開關的夜間，將電力蓄積在蓄電裝置1434中。並且，在氣溫高且進行冷藏室門1432或冷凍室門1433的開關的白天，將蓄電裝置1434用作輔助電源，由此可以抑制白天的電力使用率。
再者，參照圖22A和圖22B說明電器設備的一個例子的移動體的例子。
可以將上述實施方式所說明的蓄電裝置用於控制用蓄電裝置。藉由利用插件技術或非接觸供電從外部供應電力來可以給控制用蓄電裝置充電。另外，當移動體為電動軌域車時，可以從架空電纜或導電軌供應電力來進行充電。
圖22A和圖22B示出能夠從供電裝置1590被供應電力的電動汽車的一個例子。電動汽車1580中安裝有根據本發明的一個方式的蓄電裝置1581。電力藉由供 電裝置1590供應到蓄電裝置1581，蓄電裝置1581的電力由控制電路1582調整，並供應到驅動裝置1583。控制電路1582由包括未圖示的ROM、RAM、CPU等的處理裝置1584控制。
驅動裝置1583是由單個直流電動機、單個交流電動機或電動機與內燃機的組合構成的。處理裝置1584根據電動汽車1580的駕駛員的操作資訊(加速、減速、停止等)或行車資訊(爬坡、下坡等，或者行車中的車輪受到的負載等)等輸入資訊，向控制電路1582輸出控制信號。控制電路1582利用處理裝置1584的控制信號調整從蓄電裝置1581供應的電能控制驅動裝置1583的輸出。當安裝有交流電動機時，雖然未圖示，但是還內置有將直流轉換為交流的逆變器。
藉由從供電裝置1590供應電力可以給蓄電裝置1581充電。可以藉由AC/DC轉換器等轉換裝置轉換為具有固定電壓值的直流恆壓來進行充電。藉由安裝根據本發明一個方式的蓄電裝置作為蓄電裝置1581，有助於電池的高容量化等並可以提高便利性。
另外，也可以使用一個供電裝置1450對多個蓄電裝置供電。例如，供電裝置1450可以使用無線信號對各電器設備發送確認信號，並根據來自電器設備的回應信號依次對各電器設備進行供電。此時，各蓄電裝置也可以具有衝突防止功能(防撞(anti-collision)功能)，並使蓄電裝置以不同的時序回應於從供電裝置1450接收的 電波。例如，在每個蓄電裝置具有不同的識別資訊的情況下，可以根據識別資訊選擇回應的蓄電裝置，所以各蓄電裝置可以以不同的時序回應。因此，例如供電裝置1450包括多個振盪電路時，也可以藉由控制各振盪電路對多個蓄電裝置依次進行供電。或者也可以同時對各蓄電裝置進行供電。
如上所述，本發明的一個方式的蓄電裝置可以應用於各種電器設備。本實施方式可以與其他實施方式適當地組合而實施。

Claims (8)

  1. 一種活性物質，包括：以Li2Mn1-XAXO3表示的材料，其中，A是Sm，並且，X是大於或等於0.1且小於或等於0.3。
  2. 根據申請專利範圍第1項之活性物質，其中該以Li2Mn1-XAXO3表示的材料是該活性物質的主要成分。
  3. 一種活性物質，包括：以LiYMn1-XAXO3表示的材料，其中，A是Sm，X是大於或等於0.1且小於或等於0.3，並且，Y是0以上且2以下。
  4. 根據申請專利範圍第3項之活性物質，其中該以LiYMn1-XAXO3表示的材料是該活性物質的主要成分。
  5. 根據申請專利範圍第1或3項之活性物質，其中當放電電壓直到2.0V時，該活性物質的放電容量為60mAh/g或更大。
  6. 一種包括根據申請專利範圍第1、2、3和4項中任一項之活性物質的電極。
  7. 一種包括根據申請專利範圍第6項之電極的二次電池。
  8. 一種包括根據申請專利範圍第7項之二次電池的電器設備。
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