TWI646720B - 蓄電單元及電子裝置 - Google Patents

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TWI646720B
TWI646720B TW103137435A TW103137435A TWI646720B TW I646720 B TWI646720 B TW I646720B TW 103137435 A TW103137435 A TW 103137435A TW 103137435 A TW103137435 A TW 103137435A TW I646720 B TWI646720 B TW I646720B
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Abstract

正極和負極中的一個或兩個由袋狀的絕緣材料覆蓋。在彎曲延伸時，藉由袋狀的絕緣材料與活性物質滑動，可以去除析出在活性物質表面的鋰。本實施方式的一個方式提供充放電容量等的功能不容易降低的蓄電單元。

Description

蓄電單元及電子裝置
本發明的一個方式係關於一種蓄電單元及其製造方法。
注意，本發明的一個方式不侷限於上述技術領域。本說明書等所公開的發明的一個方式的技術領域係關於一種物體、方法或製造方法。另外，本發明的一個方式係關於一種製程(process)、機器(machine)、產品(manufacture)或組合物(composition of matter)。由此，更明確而言，作為本說明書所公開的本發明的一個方式的技術領域的一個例子可以舉出半導體裝置、顯示裝置、發光裝置、蓄電裝置、記憶體裝置、這些裝置的驅動方法或者這些裝置的製造方法。
注意，在本說明書中，蓄電單元是指具有蓄電功能的所有元件以及裝置。此外，在本說明書中，電化學裝置是指能夠藉由利用蓄電單元、導電層、電阻、電容元件等而發揮作用的所有裝置。
近年來，對鋰離子二次電池等的二次電池、 鋰離子電容器、空氣電池等各種蓄電單元進行了積極的研究開發。尤其是，伴隨手機、智慧手機、膝上型個人電腦等可攜式資訊終端、可攜式音樂播放機、數位相機等電子裝置、醫療設備、混合動力汽車(HEV)、電動汽車(EV)或插電式混合動力汽車(PHEV)等新一代清潔能源汽車等的半導體產業的發展，高輸出、高能量密度的鋰離子二次電池的需求量劇增，作為能夠充電的能量供應源，鋰離子二次電池成為現代資訊化社會中不可缺少的一部分。
鋰離子二次電池需要具有如下特性：高能量密度化、循環特性的提高及各種工作環境下的安全性、長期可靠性的提高等。
近年來，提出了戴在頭上的顯示裝置等的戴在身上或戴在彎曲面上使用的撓性顯示裝置。此外，被要求可戴在彎曲面上的撓性蓄電單元。
作為一個例子，鋰離子二次電池至少具有正極、負極及電解液(專利文獻1)。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2012-9418號公報
在使用鋰的蓄電單元中，有時在反復進行充電時在負極上析出鋰。尤其是，在所析出的鋰具有針狀形狀時，藉由所析出的鋰而負極與正極之間容易發生短路。鋰的析出成為蓄電單元的充放電容量等的功能降低或損壞的原因之一。此外，最壞的情況是蓄電單元有可能起火。
本發明的一個方式的目的之一是實現不容易降低充放電容量等的功能的蓄電單元等。此外，本發明的一個方式的目的之一是提供不容易損壞的蓄電單元等。另外，本發明的一個方式的目的之一是提供不容易發生不良現象的蓄電單元等。此外，本發明的一個方式的目的之一是提供可靠性良好的蓄電單元等。另外，本發明的一個方式的目的之一是提供一種新穎蓄電單元等。注意，這些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，從發明說明、圖式、申請專利範圍等的記載這些目的以外的目的是顯然的，而可以從發明說明、圖式、申請專利範圍等的記載中抽出這些以外的目的。
由袋狀的絕緣材料(以下也稱為“袋(envelope)”)覆蓋正極和負極中的一個或兩個。在彎曲延伸時，藉由袋與活性物質滑動，可以去除析出在活性物質表面的鋰。
本發明的一個方式是一種蓄電單元，包括外包裝體，其中在外包裝體的內側包括正極及負極，並且負極的至少一部分由袋狀的絕緣材料覆蓋。
本發明的一個方式是一種蓄電單元，包括外包裝體，其中在外包裝體的內側包括正極及負極，並且正極的至少一部分由袋狀的絕緣材料覆蓋。
本發明的一個方式是一種蓄電單元，包括外包裝體，其中在外包裝體的內側包括正極及負極，並且正極和負極的至少一部分都由袋狀的絕緣材料覆蓋。
本發明的一個方式是一種蓄電單元，其中活性物質由袋狀的絕緣材料覆蓋。
本發明的一個方式是一種蓄電單元，其中在外包裝體內包括多個正極及多個負極。
可以在曲率半徑為10mm以上較佳為30mm以上的範圍內使根據本發明的一個方式的蓄電單元變形。蓄電單元的外包裝體的薄膜具有單層或兩層結構，在蓄電單元具有疊層結構的情況下，當彎曲時電池具有由外包裝體的薄膜的兩個曲面圍繞的剖面結構。撓性蓄電單元包括撓性正極、撓性負極、撓性外包裝體及撓性袋狀絕緣材料。
這裡，參照圖32A至圖32C說明面的曲率半徑。在圖32A中的沿著曲面1700截斷的平面1701中，使曲面形狀的曲線1702的一部分近似圓弧，將該圓弧作為曲率半徑1703，將圓中心作為曲率中心1704。圖32B示出曲面1700的俯視圖。圖32C示出沿著平面1701截斷曲面1700時的剖面圖。當沿著平面截斷曲面時，根據截斷平面而曲面形狀的曲線的曲率半徑不同。在此，該面的曲率半徑定義為沿著具有曲率半徑最小的曲線的平面截斷曲面時的剖面形狀的曲線的曲率半徑。
在使由作為外包裝體的兩個薄膜夾著電極及 電解液等電池材料1805的蓄電單元彎曲的情況下，近於蓄電單元的曲率中心1800一側的薄膜1801的曲率半徑1802比遠於曲率中心1800一側的薄膜1803的曲率半徑1804小(圖33A)。當使蓄電單元彎曲並具有圓弧狀剖面時，對近於曲率中心1800的薄膜的表面施加壓縮應力，對遠於曲率中心1800的薄膜的表面施加拉伸應力(圖33B)。當在外包裝體的表面形成由凹部或凸部構成的圖案時，即便如上所述那樣施加壓縮應力或拉伸應力也能夠將變形的影響抑制在允許範圍內。因此，蓄電單元可以在近於曲率中心一側的外包裝體的曲率半徑為10mm以上，較佳為30mm以上的範圍內變形。
此外，蓄電單元的剖面形狀不侷限於簡單的圓弧狀，也可以為其一部分具有圓弧的形狀，例如可以為圖33C所示的形狀、波狀(圖33D)、S字形狀等。當蓄電單元的曲面為具有多個曲率中心的形狀時，蓄電單元可以在如下範圍內變形，該範圍是在多個曲率中心的每一個的曲率半徑中該曲率半徑最小的曲面中，近於兩個外包裝體中的曲率中心一側的外包裝體的面具有10mm以上或較佳為30mm以上的曲率半徑的範圍。
本發明的一個方式可以應用於各種蓄電裝置。例如，作為蓄電裝置的一個例子，可以舉出電池、一次電池、二次電池、鋰離子二次電池，鋰空氣電池等。再者，作為蓄電裝置的其他例子，可以舉出電容器。例如，藉由組合本發明的一個方式的負極與雙電層的正極，可以 構成如鋰離子電容器等電容器。
本發明的一個方式可以實現不容易降低充放電容量等的功能的蓄電單元等。本發明的一個方式可以實現不容易損壞的蓄電單元等。本發明的一個方式可以實現可靠性良好的蓄電單元等。本發明的一個方式可以提供新穎蓄電單元等。
注意，這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。此外，本發明的一個方式並不一定需要具有所有上述效果。另外，從發明說明、圖式、申請專利範圍等的記載這些效果以外的目的是顯然的，而可以從發明說明、圖式、申請專利範圍等的記載中抽出這些以外的效果。
100‧‧‧蓄電單元
101‧‧‧正極
102‧‧‧負極
103‧‧‧袋
104‧‧‧正極導線
105‧‧‧負極導線
106‧‧‧電解液
107‧‧‧外包裝體
108‧‧‧接合部
113‧‧‧薄膜
115‧‧‧密封層
118‧‧‧接合部
119‧‧‧導入口
120‧‧‧蓄電單元
150‧‧‧蓄電單元
160‧‧‧蓄電單元
170‧‧‧蓄電單元
201‧‧‧銲錫模具
202‧‧‧銲錫模具
203‧‧‧突起
210‧‧‧連接區域
220‧‧‧彎曲部
300‧‧‧蓄電單元
301‧‧‧外包裝體
302‧‧‧外包裝體
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‧‧‧袋
400‧‧‧蓄電單元
402‧‧‧正極
404‧‧‧負極
406‧‧‧電解液
408‧‧‧袋
600‧‧‧蓄電單元
601‧‧‧正極蓋
602‧‧‧外包裝體
603‧‧‧正極端子
604‧‧‧正極
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
900‧‧‧電路基板
910‧‧‧簽條
911‧‧‧端子
912‧‧‧電路
913‧‧‧蓄電單元
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
950‧‧‧捲繞體
951‧‧‧端子
952‧‧‧端子
7100‧‧‧可攜式顯示裝置
7101‧‧‧外殼
7102‧‧‧顯示部
7103‧‧‧操作按鈕
7104‧‧‧蓄電裝置
7200‧‧‧可攜式資訊終端
7201‧‧‧外殼
7202‧‧‧顯示部
7203‧‧‧帶子
7204‧‧‧帶扣
7205‧‧‧操作按鈕
7206‧‧‧輸入輸出端子
7207‧‧‧圖示
7300‧‧‧顯示裝置
7304‧‧‧顯示部
7400‧‧‧行動電話機
7401‧‧‧外殼
7402‧‧‧顯示部
7403‧‧‧操作按鈕
7404‧‧‧外部連接埠
7405‧‧‧揚聲器
7406‧‧‧麥克風
7407‧‧‧蓄電裝置
8000‧‧‧顯示裝置
8001‧‧‧外殼
8002‧‧‧顯示部
8003‧‧‧揚聲器部
8004‧‧‧蓄電裝置
8021‧‧‧充電裝置
8022‧‧‧電纜
8100‧‧‧照明設備
8101‧‧‧外殼
8102‧‧‧光源
8103‧‧‧蓄電裝置
8104‧‧‧天花板
8105‧‧‧側壁
8106‧‧‧地板
8107‧‧‧窗戶
8200‧‧‧室內機
8201‧‧‧外殼
8202‧‧‧出風口
8203‧‧‧蓄電裝置
8204‧‧‧室外機
8300‧‧‧電冷藏冷凍箱
8301‧‧‧外殼
8302‧‧‧冷藏室門
8303‧‧‧冷凍室門
8304‧‧‧蓄電裝置
8400‧‧‧汽車
8401‧‧‧車頭燈
8500‧‧‧汽車
9600‧‧‧平板終端
9625‧‧‧開關
9626‧‧‧開關
9627‧‧‧電源開關
9628‧‧‧操作開關
9629‧‧‧卡子
9630‧‧‧外殼
9631‧‧‧顯示部
9633‧‧‧太陽能電池
9634‧‧‧充放電控制電路
9635‧‧‧蓄電裝置
9636‧‧‧DC/DC轉換器
9637‧‧‧轉換器
9638‧‧‧操作鍵
9639‧‧‧按鈕
9640‧‧‧可動部
101a‧‧‧正極集電器
101b‧‧‧正極活性物質層
102a‧‧‧負極集電器
102b‧‧‧負極活性物質層
113A‧‧‧薄膜
113B‧‧‧薄膜
930a‧‧‧外殼
930b‧‧‧外殼
9630a‧‧‧外殼
9630b‧‧‧外殼
9631a‧‧‧顯示部
9631b‧‧‧顯示部
9632a‧‧‧區域
9632b‧‧‧區域
在圖式中：圖1是說明蓄電單元的一個例子的圖；圖2A及圖2B是說明蓄電單元的剖面結構的圖；圖3A至圖3D是說明蓄電單元的製程的圖；圖4A至圖4D是說明蓄電單元的製程的圖；圖5A及圖5B是說明蓄電單元的製程的圖；圖6A至圖6C是說明蓄電單元的製程的圖；圖7A及圖7B是說明蓄電單元的製程的圖；圖8A及圖8B是說明袋的一個例子的圖；圖9A至圖9C是說明由袋覆蓋的負極的一個例子的圖； 圖10A及圖10B是說明蓄電單元的剖面結構的圖；圖11A及圖11B是說明蓄電單元的剖面結構的圖；圖12A及圖12B是說明蓄電單元的剖面結構的圖；圖13A及圖13B是說明蓄電單元的製程的圖；圖14A至圖14G是說明電子裝置的一個例子的圖；圖15A至圖15C是說明電子裝置的一個例子的圖；圖16是說明電子裝置的一個例子的圖；圖17A及圖17B是說明電子裝置的一個例子的圖；圖18A至圖18C是說明蓄電單元的一個例子的圖；圖19A及圖19B是說明蓄電單元的一個例子的圖；圖20A及圖20B是說明蓄電裝置的一個例子的圖；圖21A1、圖21A2、圖21B1及圖21B2是說明蓄電裝置的一個例子的圖；圖22A及圖22B是說明蓄電裝置的一個例子的圖；圖23A及圖23B是說明蓄電裝置的一個例子的圖；圖24是說明蓄電單元的一個例子的圖；圖25A至圖25C是說明蓄電單元的製程的圖；圖26A及圖26B是說明蓄電單元的一個例子的圖；圖27A及圖27B是說明蓄電單元的一個例子的圖；圖28A及圖28B是說明蓄電單元的一個例子的圖；圖29A及圖29B是說明蓄電單元的一個例子的圖；圖30A及圖30B是說明蓄電單元的剖面的圖；圖31A及圖31B是說明蓄電單元的剖面的圖；圖32A至圖32C是說明面的曲率半徑的圖； 圖33A至圖33D是說明蓄電單元的剖面的圖。
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其方式和詳細內容可以被變換為各種形式。此外，本發明不應該被解釋為僅限定在以下所示的實施方式所記載的內容中。
注意，在本說明書所說明的每一個圖式中，有時為明確表示發明內容起見，誇大表示或省略各構成要素的大小、層的厚度、區域。因此，本發明並不一定限定於比例。
注意，本說明書等中的“第一”、“第二”等序數詞是為了避免構成要素的混同而使用的，其並不表示製程順序或者疊層順序等的順序或次序。此外，關於本說明書等中不附加序數詞的用詞，為了避免構成要素的混同在申請專利範圍中有時對該用詞附加序數詞。
實施方式1
參照圖式對本發明的一個方式的蓄電單元100的結構實例進行說明。圖1是示出蓄電單元100的外觀的透視圖。圖2A是沿著圖1中的A1-A2的點劃線所示的部分的剖面圖。此外，圖2B是沿著圖1中的B1-B2的點劃線所示的部分的剖面圖。
本發明的一個方式的蓄電單元100在外包裝體107內包括正極101、由袋103覆蓋的負極102及電解液106。此外，在本說明書中，為了簡單地說明，示出將一對正極101及負極102容納在外包裝體內的例子，但是為了增大蓄電單元的電容，也可以將多對正極101及負極102容納在外包裝體內。此外，正極101與正極導線104電連接，負極102與負極導線105電連接。正極導線104及負極導線105也稱為導線電極或導線端子。正極導線104及負極導線105的一部分配置在外包裝體的外側。此外，蓄電單元100的充電及放電藉由正極導線104及負極導線105進行。
此外，在圖2A及圖2B中，負極102由袋103覆蓋，但是本發明的一個方式不侷限於此。例如，負極102也可以不由袋103覆蓋。例如，正極101也可以由袋103覆蓋代替負極102。或者，例如，也可以不僅負極102由袋103覆蓋，而正極101由袋103覆蓋。
可以在曲率半徑為10mm以上較佳為30mm以上的範圍內使根據本發明的一個方式的蓄電單元變形。蓄電單元的外包裝體的薄膜具有單層或兩層結構，在蓄電單元具有疊層結構的情況下，當彎曲時電池具有由外包裝體的薄膜的兩個曲面圍繞的剖面結構。
這裡，參照圖32A至圖32C說明面的曲率半徑。在圖32A中的沿著曲面1700截斷的平面1701中，使曲面形狀的曲線1702的一部分近似圓弧，將該圓弧作為 曲率半徑1703，將圓中心作為曲率中心1704。圖32B示出曲面1700的俯視圖。圖32C示出沿著平面1701截斷曲面1700時的剖面圖。當沿著平面截斷曲面時，根據截斷平面而曲面形狀的曲線的曲率半徑不同。在此，該面的曲率半徑定義為沿著具有曲率半徑最小的曲線的平面截斷曲面時的剖面形狀的曲線的曲率半徑。
在使由作為外包裝體的兩個薄膜夾著電極及電解液等電池材料1805的蓄電單元彎曲的情況下，近於蓄電單元的曲率中心1800一側的薄膜1801的曲率半徑1802比遠於曲率中心1800一側的薄膜1803的曲率半徑1804小(圖33A)。當使蓄電單元彎曲並具有圓弧狀剖面時，對近於曲率中心1800的薄膜的表面施加壓縮應力，對遠於曲率中心1800的薄膜的表面施加拉伸應力(圖33B)。當在外包裝體的表面形成由凹部或凸部構成的圖案時，即便如上所述那樣施加壓縮應力或拉伸應力也能夠將變形的影響抑制在允許範圍內。因此，蓄電單元可以在近於曲率中心一側的外包裝體的曲率半徑為10mm以上，較佳為30mm以上的範圍內變形。
此外，蓄電單元的剖面形狀不侷限於簡單的圓弧狀，也可以為其一部分具有圓弧的形狀，例如可以為圖33C所示的形狀、波狀(圖33D)、S字形狀等。當蓄電單元的曲面為具有多個曲率中心的形狀時，蓄電單元可以在如下範圍內變形，該範圍是在多個曲率中心的每一個的曲率半徑中該曲率半徑最小的曲面中，近於兩個外包裝 體中的曲率中心一側的外包裝體的面具有10mm以上或較佳為30mm以上的曲率半徑的範圍。
[1.正極]
正極101由正極集電器101a及在正極集電器101a上形成的正極活性物質層101b等構成。在本實施方式中，雖然示出在薄片狀(或帶狀)的正極集電器101a的一個表面設置有正極活性物質層101b的例子，但是並不侷限於此，正極活性物質層101b也可以設置在正極集電器101a的兩個表面。此外，藉由將正極活性物質層101b設置在正極集電器101a的兩個表面，可以增大蓄電單元100的電容。在本實施方式中，雖然在正極集電器101a上的整個區域設置有正極活性物質層101b，但是並不侷限於此，將正極活性物質層101b也可以設置在正極集電器101a上的一部分。例如，在正極集電器101a的與正極導線104電接觸的部分(以下，也稱為“正極極耳”)不設置正極活性物質層101b。
作為正極集電器101a，可以使用不鏽鋼、金、鉑、鋅、鐵、銅、鋁、鈦等金屬及它們的合金等導電性高且不與鋰等載體離子發生合金化的材料。此外，正極集電器101a還可以使用添加有矽、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。作為與矽起反應形成矽化物的金屬元素，有鋯、鈦、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、 鈷、鎳等。正極集電器101a可以適當地具有箔狀、板狀(薄片狀)、網狀、打孔金屬網狀、擴張金屬網狀等形狀。正極集電器101a的厚度較佳為5μm以上且30μm以下。此外，也可以在正極集電器101a的表面使用石墨等設置基底層。
除了正極活性物質以外，正極活性物質層101b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101b的導電性的導電助劑等。
作為用於正極活性物質層101b的正極活性物質，可以舉出具有橄欖石型結晶結構、層狀岩鹽型結晶結構或者尖晶石型結晶結構的複合氧化物等。作為正極活性物質例如使用LiFeO2、LiCoO2、LiNiO2、LiMn2O4、V2O5、Cr2O5、MnO2等化合物。
尤其是，LiCoO2具有容量大、與LiNiO2相比在大氣中穩定、以及與LiNiO2相比熱穩定等優點，所以是較佳的。
當在LiMn2O4等含有錳的具有尖晶石型結晶結構的含鋰材料中混合少量鎳酸鋰(LiNiO2或LiNi1-xMO2(M=Co、Al等))時，具有抑制錳的洗提或電解液的分解等優點，所以是較佳的。
或者，可以使用複合材料(通式為LiMPO4(M為Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)中的一種以上)。作為材料可以使用通式為LiMPO4的典型例子 的鋰化合物，諸如LiFePO4、LiNiPO4、LiCoPO4、LiMnPO4、LiFeaNibPO4、LiFeaCobPO4、LiFeaMnbPO4、LiNiaCobPO4、LiNiaMnbPO4(a+b為1以下，0<a<1，0<b<1)、LiFecNidCoePO4、LiFecNidMnePO4、LiNicCodMnePO4(c+d+e為1以下，0<c<1，0<d<1，0<e<1)、LiFefNigCohMniPO4(f+g+h+i為1以下，0<f<1，0<g<1，0<h<1，0<i<1)等。
尤其是，LiFePO4均勻地滿足正極活性物質被要求的條件諸如安全性、穩定性、高電容密度、高電位、初期氧化(充電)時能夠抽出的鋰離子的存在等，所以是較佳的。
或者，可以使用通式為Li(2-j)MSiO4(M為Fe(Ⅱ)、Mn(Ⅱ)、Co(Ⅱ)、Ni(Ⅱ)中的一種以上，0j2)等複合材料。作為材料可以使用通式為Li(2-j)MSiO4的典型例子的鋰化合物，諸如Li(2-j)FeSiO4、Li(2-j)NiSiO4、Li(2-j)CoSiO4、Li(2-j)MnSiO4、Li(2-j)FekNilSiO4、Li(2-j)FekCOlSiO4、Li(2-j)FekMnlSiO4、Li(2-j)NikColSiO4、Li(2-j)NikMnlSiO4(k+l為1以下，0<k<1，0<l<1)、Li(2-j)FemNinCoqSiO4、Li(2-j)FemNinMnqSiO4、Li(2-j)NimConMnqSiO4(m+n+q為1以下，0<m<1，0<n<1，0<q<1)、Li(2-j)FerNisCotMnuSiO4(r+s+t+u為1以下，0<r<1，0<s<1，0<t<1，0<u<1)等。
此外，作為正極活性物質，可以使用以通式 AxM2(XO4)3(A=Li、Na、Mg，M=Fe、Mn、Ti、V、Nb、Al，X=S、P、Mo、W、As、Si)表示的鈉超離子導體(nasicon)型化合物。作為鈉超離子導體型化合物，有Fe2(MnO4)3、Fe2(SO4)3、Li3Fe2(PO4)3等。此外，作為正極活性物質，可以使用：以通式Li2MPO4F、Li2MP2O7、Li5MO4(M=Fe、Mn)表示的化合物；NaFeF3、FeF3等鈣鈦礦氟化物；TiS2、MoS2等金屬硫族化合物(硫化物、硒化物、碲化物)；LiMVO4等具有反尖晶石型結晶結構的氧化物；釩氧化物類(V2O5、V6O13、LiV3O8等)；錳氧化物；以及有機硫化合物等材料。
在載體離子是鋰離子以外的鹼金屬離子或者鹼土金屬離子的情況下，作為正極活性物質，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)代替鋰。例如，作為正極活性物質，可以使用NaFeO2、Na2/3[Fe1/2Mn1/2]O2等含鈉層狀氧化物。
作為正極活性物質，也可以使用組合上述材料中的多種的材料。例如，也可以使用組合上述材料中的多種的固溶體作為正極活性物質。例如，也可以使用LiCO1/3Mn1/3Ni1/3O2和Li2MnO3的固溶體作為正極活性物質。
此外，雖然未圖示，但是也可以在正極活性物質層101b的表面設置碳層等的導電材料。藉由設置碳層等的導電材料可以提高電極的導電性。例如，藉由在焙 燒正極活性物質時混合葡萄糖等碳水化合物，可以形成覆蓋正極活性物質層101b的碳層。
粒狀的正極活性物質層101b的一次粒子的平均粒徑為50nm以上且100μm以下即可。
作為導電助劑，可以使用乙炔黑(AB)、石墨(黑鉛)粒子、碳奈米管、石墨烯、富勒烯等。
藉由利用導電助劑可以在正極101中形成電子導電的網路。藉由利用導電助劑可以在正極活性物質層101b相互之間導電路徑被保持。藉由在正極活性物質層101b中添加導電助劑，可以實現具有高電子導電的正極活性物質層101b。
另外，作為黏合劑，除了典型的聚偏氟乙烯(PVDF)之外，可以使用聚醯亞胺、聚四氟乙烯、聚氯乙烯、三元乙丙聚合物、苯乙烯丁二烯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、氟橡膠、聚醋酸乙烯酯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚乙烯、硝酸纖維素等。
對於正極活性物質層101b總重量的黏合劑含量較佳為1wt%以上且10wt%以下，更佳為2wt%以上且8wt%以下，進一步較佳為3wt%以上且5wt%以下。對於正極活性物質層101b總重量的導電助劑含量較佳為1wt%以上且10wt%以下，更佳為1wt%以上且5wt%以下。
在藉由塗佈法形成正極活性物質層101b的情況下，將正極活性物質、黏合劑及導電助劑混合而製造正極漿料(slurry)，將其塗佈在正極集電器101a上進行乾 燥，即可。
[2.負極]
負極102由負極集電器102a及在負極集電器102a上形成的負極活性物質層102b等構成。在本實施方式中，雖然示出在薄片狀(或帶狀)的負極集電器102a的一個表面設置有負極活性物質層102b的例子，但是並不侷限於此，負極活性物質層102b也可以設置在負極集電器102a的兩個表面。藉由負極活性物質層102b設置在負極集電器102a的兩個表面，可以增大蓄電單元100的電容。在本實施方式中，雖然在負極集電器102a上的整個區域設置有負極活性物質層102b，但是並不侷限於此，負極活性物質層102b也可以設置在負極集電器102a上的一部分。例如，也可以不在負極集電器102a的與負極導線105電接觸的部分(以下，也稱為“負極極耳”)設置負極活性物質層102b。
作為負極集電器102a，可以使用不鏽鋼、金、鉑、鋅、鐵、銅、鈦、鉭等金屬及它們的合金等導電性高且不與鋰離子等載體離子發生合金化的材料。另外，也可以使用與矽起反應形成矽化物的金屬元素形成。作為與矽起反應形成矽化物的金屬元素，有鋯、鈦、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、鈷、鎳等。負極集電器102a可以適當地具有箔狀、板狀(薄片狀)、網狀、打孔金屬網狀、擴張金屬網狀等形狀。負極集電器102a的厚度較佳 為5μm以上且30μm以下。此外，也可以在負極集電器102a的表面使用石墨等設置基底層。
除了負極活性物質以外，負極活性物質層102b還可以包含用來提高負極活性物質的緊密性的黏合劑以及用來提高負極活性物質層102b的導電性的導電助劑等。
負極活性物質層102b只要是能夠溶解且析出鋰或使鋰離子嵌入及脫嵌的材料，就沒有特別的限制。作為負極活性物質層102b的材料，除了鋰金屬或鈦酸鋰之外，可以舉出在蓄電領域上一般使用的碳類材料、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)，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，可以舉出石墨、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，可以舉出中間相碳微球(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。
當鋰離子嵌入在層間中時(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：每單位體積的電容較高；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或氧化物。在載體離子為鋰離子的情況下，作為合金類材料例如可以舉出包含Al、Si、Ge、Sn、Pb、Sb、Bi、Ag、Zn、Cd、In、Ga等中的至少一種的材料。這種元素的電容比碳高，尤其是矽的理論容量顯著地高，為4200mAh/g。由此，較佳的是將矽用於負極活性物質。作為使用這種元素的合金類材料，例如可以舉出Mg2Si、Mg2Ge、Mg2Sn、SnS2、V2Sn3、FeSn2、CoSn2、Ni3Sn2、Cu6Sn5、Ag3Sn、Ag3Sb、Ni2MnSb、CeSb3、LaSn3、La3Co2Sn7、CoSb3、InSb、SbSn等。
此外，作為負極活性物質層102b，可以使用氧化物諸如SiO、SnO、SnO2、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，作為負極活性物質層102b，可以使用鋰和過渡金屬的雙氮化物的具有Li3N型結構的Li3-xMxN(M=Co、Ni、Cu)。例如，Li2.6Co0.4N3呈現大充放電容量(900mAh/g，1890mAh/cm3)，所以是較佳的。
當使用鋰和過渡金屬的雙氮化物時，在負極活性物質中包含鋰離子，因此可以將其與用作正極活性物質的不包含鋰離子的V2O5、Cr3O8等材料組合，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鋰和過渡金屬的雙氮化物。
此外，也可以將引起轉化反應的材料用於負極活性物質層102b。例如，將氧化鈷(CoO)、氧化鎳(NiO)、氧化鐵(FeO)等不與鋰發生合金化反應的過渡金屬氧化物用作負極活性物質。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。注意，由於上述氟化物的電位高，所以也可以用作負極活性物質層102b。
在藉由塗佈法形成負極活性物質層102b的情況下，將負極活性物質、黏合劑混合而製造負極漿料(slurry)，將其塗佈在負極集電器102a上進行乾燥，即可。此外，也可以對負極漿料添加導電助劑。
另外，也可以在負極活性物質層102b的表面形成石墨烯。例如，當作為負極活性物質層102b採用矽時，在充放電循環中伴隨載體離子的吸留及釋放而負極活性物質層102b的體積發生很大的變化，由此負極集電器102a與負極活性物質層102b之間的密接性降低，充放電 導致電池特性的劣化。於是，藉由在包含矽的負極活性物質層102b的表面形成石墨烯，即使在充放電循環中矽的體積發生變化，也可以抑制負極集電器102a與負極活性物質層102b之間的密接性的降低，從而減少電池特性的劣化，所以是較佳的。
也可以在負極活性物質層102b的表面形成氧化物等的覆膜。在充電時由於電解液的分解等而形成的覆膜不能將其形成時消耗的電荷釋放出來，從而形成不可逆容量。針對於此，藉由將氧化物等的覆膜預先設置在負極活性物質層102b的表面，可以抑制或防止產生不可逆容量。
作為這種覆蓋上述負極活性物質層102b的覆膜，可以使用鈮、鈦、釩、鉭、鎢、鋯、鉬、鉿、鉻、鋁和矽中的任一種的氧化膜或包含這些元素中的一種及鋰的氧化膜。與習知的因電解液的分解生成物而形成在負極表面的覆膜相比，這種覆膜為充分緻密的膜。
例如，五氧化鈮(Nb2O5)的導電率較低，即10-9S/cm，也就是說其具有高絕緣性。因此，氧化鈮膜妨礙負極活性物質與電解液之間的電化學分解反應。另一方面，氧化鈮的鋰擴散係數為10-9cm2/sec，也就是說其具有高鋰離子導電性。因此，其能夠使鋰離子透過。此外，也可以使用氧化矽或氧化鋁。
作為覆蓋負極活性物質層102b的覆膜的形成方法，例如可以使用溶膠-凝膠法。溶膠-凝膠法是一種形 成薄膜的方法，其中藉由加水分解反應及重縮合反應使含金屬醇鹽或金屬鹽等的溶液成為失去流動性的凝膠，再對該凝膠進行焙燒來形成薄膜。由於溶膠-凝膠法是從液相形成薄膜的方法，所以可以在分子水準上均勻地混合原料。由此，藉由對作為溶劑的金屬氧化膜的原料添加石墨等的負極活性物質，可以容易在凝膠中分散活性物質。如此，可以在負極活性物質層102b表面形成覆膜。藉由使用該覆膜，可以防止蓄電單元的容量的降低。
[3.袋]
作為用來形成袋103的材料，可以使用纖維素、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丁烯、尼龍、聚酯、聚碸、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯或四氟乙烯等多孔絕緣體。另外，也可以使用玻璃纖維等不織布或玻璃纖維與高分子纖維複合的隔膜。
在使用鋰的蓄電單元中，有時在反復進行充電時在負極上析出鋰。尤其是，在所析出的鋰具有針狀形狀時，藉由所析出的鋰而負極與正極之間容易發生短路。藉由由袋103覆蓋負極102，在使蓄電單元100彎曲延伸時負極活性物質層102b表面與袋103滑動，由此可以去除析出在負極活性物質層102b表面的鋰。因此，可以防止正極101與負極102之間的短路，且可以防止蓄電單元100的功能降低。此外，可以提高蓄電單元100的可靠性。尤其是，當在負極集電器102a的兩個表面設置負極 活性物質層102b時，在使蓄電單元100彎曲延伸時，可以在兩個表面同時去除析出在負極活性物質層102b表面的鋰。藉由意圖性地使蓄電單元100彎曲延伸，可以進一步提高上述效果。
此外，這裡說明負極102由袋103覆蓋的情況，但是本發明的一個方式不侷限於此。例如，負極102也可以不由袋103覆蓋。例如，正極101也可以由袋103覆蓋代替負極102。或者，例如，也可以不僅負極102由袋103覆蓋，而正極101由袋103覆蓋。
[4.電解液]
作為用於蓄電單元100的電解液106的溶劑，較佳為使用非質子有機溶劑。例如，可以以任意組合及比率使用碳酸乙烯酯(EC)、碳酸丙烯酯(PC)、碳酸丁烯酯、碳酸氯苯基、碳酸伸乙烯酯、γ-丁內酯、γ-戊內酯、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、甲酸甲酯、醋酸甲酯、丁酸甲酯、1,3-二氧六環、1,4-二氧六環、二甲氧基乙烷(DME)、二甲亞碸、二乙醚、甲基二甘醇二甲醚(methyl diglyme)、乙腈、苯腈、四氫呋喃、環丁碸、磺內酯等中的一種或兩種以上。
此外，藉由作為電解液的溶劑使用凝膠化的高分子材料，對於液體洩漏等的安全性可以得到提高。並且，能夠實現二次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，可以舉出矽酮膠、丙烯酸樹脂膠、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(室溫融鹽)，即使因蓄電單元的內部短路、過充電等而使內部溫度上升也可以防止蓄電單元的破裂或起火等。
此外，作為溶解於上述溶劑的電解質，當將鋰離子用作載子時，例如可以以任意組合及任意比率使用LiPF6、LiClO4、LiAsF6、LiBF4、LiAlCl4、LiSCN、LiBr、LiI、Li2SO4、Li2B10Cl10、Li2B12Cl12、LiCF3SO3、LiC4F9SO3、LiC(CF3SO2)3、LiC(C2F5SO2)3、LiN(CF3SO2)2、LiN(C4F9SO2)(CF3SO2)、LiN(C2F5SO2)2等鋰鹽中的一種或兩種以上。
作為用於蓄電單元的電解液較佳為使用粒狀的塵埃或電解液的構成元素以外的元素(以下，簡單地稱為“雜質”)的含量少的被高度純化的電解液。明確而言，雜質的重量比為電解液的1%以下，較佳為0.1%以下，更佳為0.01%以下。此外，也可以對電解液添加碳酸伸乙烯酯等添加劑。
[5.外包裝體]
二次電池的結構有各種種類，在本實施方式中採用使用薄膜形成外包裝體107的結構。此外，用於外包裝體 107的薄膜使用選自金屬薄膜(鋁、不鏽鋼、鎳鋼等)、由有機材料形成的塑膠薄膜、包含有機材料(有機樹脂或纖維等)及無機材料(陶瓷等)的混合材料薄膜、含碳薄膜(碳薄膜、石墨薄膜等)的單層薄膜或者疊層薄膜。金屬薄膜容易進行壓花加工，在利用壓花加工形成凹部或凸部的情況下，暴露於外氣的外包裝體107的表面積增大，所以散熱效果得到提高。
在從外部施加應力使蓄電單元100的形狀改變時，對蓄電單元100的外包裝體107從外部施加彎曲應力，外包裝體107的一部分有可能變形或損壞。藉由在外包裝體107表面形成凹部或凸部，可以緩和因施加到外包裝體107的應力導致的應變。因此，可以提高蓄電單元100的可靠性。應變是變形的尺度，其表示相對於物體的基準(初始狀態)長度的物體內的物質點的位移。藉由在外包裝體107表面形成凹部或凸部，可以使因從外部對蓄電單元施加應力導致的應變的影響抑制在允許程度。因此，可以提供可靠性良好的蓄電單元。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式2
在本實施方式中，參照圖式說明蓄電單元100的製造方法的一個例子。
[1.由袋覆蓋負極]
首先，在用來形成袋103的薄膜113上配置負極102(參照圖3A)。接著，沿著圖3A的虛線所示的部分折疊薄膜113(參照圖3B)，由薄膜113夾住負極102(參照圖3C)。
接著，使負極102的外側的薄膜113的週邊部分接合，形成袋103。薄膜113的週邊部分的接合既可以使用黏合劑等進行又可以利用超聲波銲錫或加熱的銲錫進行。
在本實施方式中，作為薄膜113使用聚丙烯，利用加熱使薄膜113的週邊部分接合。圖3D示出接合部108。像這樣，可以由袋103覆蓋負極102。袋103以覆蓋負極活性物質層102b的方式形成既可，不需要覆蓋負極102整體。
注意，在圖3A至圖3D中，折疊薄膜113，但本發明的一個方式不侷限於此。例如，如圖25A、圖25B及圖25C所示，也可以由薄膜113A及薄膜113B夾住負極102。此時，如圖25C所示，接合部108也可以以幾乎圍繞負極102四邊的方式形成。
此外，薄膜113的週邊部分的接合既可以如圖8A所示以不連續的方式進行又可以如圖8B所示以固定間隔的點狀進行。
此外，如圖27A及圖27B所示，也可以只在袋103的一邊配置接合部108。此時，在如圖30A及圖 30B所示的方向上使蓄電單元100或袋103彎曲時，可以使用接合部108防止負極102過度偏離。
或者，如圖29A及圖29B所示，也可以只在袋103的兩邊配置接合部108。此時，在如圖31A及圖31B所示的方向上使蓄電單元100或袋103彎曲時，可以使用接合部108防止負極102過度偏離。
或者，如圖26A及圖26B所示，也可以在袋103的四邊配置接合部108。由此，可以使四邊處於均勻狀態。
如圖25A及圖25B所示，也可以在使用薄膜113A及薄膜113B形成時採用上述同樣的接合部。例如，如圖26A及圖26B所示，也可以在袋103的四邊配置接合部108。
或者，如圖28A及圖28B所示，也可以只在袋103的兩邊配置接合部108。此時，在如圖30A及圖30B所示的方向上使蓄電單元100或袋103彎曲時，可以使用接合部108防止負極102過度偏離。
或者，如圖29A及圖29B所示，也可以只在袋103的兩邊配置接合部108。此時，在如圖31A及圖31B所示的方向上使蓄電單元100或袋103彎曲時，可以使用接合部108防止負極102過度偏離。
在圖27A至圖28B所示的情況下，也可以在如圖31A及圖31B所示的方向上使蓄電單元100或袋103彎曲。同樣地，在圖29A及圖29B所示的情況下，也可 以在圖30A及圖30B所示的方向上使蓄電單元100或袋103彎曲。
此外，在圖3A至圖3D等中說明負極102由袋103覆蓋的情況，但是本發明的一個方式不侷限於此。例如，負極102也可以不由袋103覆蓋。例如，正極101也可以由袋103覆蓋代替負極102。或者，例如，也可以不僅負極102由袋103覆蓋，而正極101由袋103覆蓋。
例如，也可以在正極101及負極102中使用接合部108的形狀及/或配置彼此不同的形狀及/或配置而組合。例如，正極101和負極102中的一個具有圖3D、圖8A、圖8B、圖25C、圖26A、圖26B、圖27A、圖27B、圖28A、圖28B、圖29A和圖29B中的任一個所示的接合部108的形狀及/或配置，正極101和負極102中的另一個具有圖3D、圖8A、圖8B、圖25C、圖26A、圖26B、圖27A、圖27B、圖28A、圖28B、圖29A和圖29B中的任一個所示的接合部108的形狀及/或配置。此外，也可以組合不同的形狀及/或配置的接合部108使用。像這樣，由於在正極101和負極102的任一個邊設置有接合部108，所以可以防止電極過度偏離。
此外，準備在負極集電器102a的一個表面設置有負極活性物質層102b的兩個負極102，以每個負極102的沒有形成負極活性物質層102b的面彼此面對的方式重疊，且由袋103覆蓋(參照圖9A及圖9B)。圖9C是放大如上述重疊兩個負極102且由袋103覆蓋的構件的 一部分的剖面圖。此外，圖9C是圖9B中的C1-C2的虛線所示的部分的剖面圖。
藉由兩個負極102的負極集電器102a彼此面對，可以容易使蓄電單元100彎曲延伸而不降低電極的強度。
[2.將負極極耳與負極導線連接]
接著，如圖4A至圖4D所示，邊施加壓力邊照射超聲波將負極集電器102a的負極極耳與具有密封層115的負極導線105電連接(超聲波銲錫)。
導線電極容易因在製造蓄電單元之後從外部施加的力量所產生的應力而產生裂開或切斷。
因此，在本實施方式中，使用圖4B所示的具有銲錫模具的超聲波銲錫裝置。在圖4B中，為了簡化起見，僅示出超聲波銲錫裝置中的上部及下部的銲錫模具。
在具有突起203的第一銲錫模具201與第二銲錫模具202之間配置負極極耳及負極導線105。當以被連接的區域與突起203重疊的方式進行超聲波銲錫，可以在負極極耳中形成連接區域210及彎曲部220。在圖4C中示出放大負極極耳的連接區域210及彎曲部220的透視圖。
藉由設置該彎曲部220，可以緩和在製造蓄電單元100之後因從外部施加力量而產生的應力。因此，可以提高蓄電單元100的可靠性。
圖4B所示的具有銲錫模具的超聲波銲錫裝置可以同時進行超聲波銲錫及彎曲部220的形成，所以可以製造二次電池，而無需增加製程數。另外，也可以分開進行超聲波銲錫和彎曲部220的形成。
此外，不侷限於在負極極耳中形成彎曲部220，而也可以作為負極集電器的材料使用不鏽鋼等具有強度的材料並使負極集電器的厚度為10μm以下，來緩和在製造二次電池之後因從外部施加力量而產生的應力。
當然，可以組合上述方法緩和負極極耳的應力集中。
注意，這裡示出負極的例子，但正極也可以與負極相同地製造。
[3.將正極極耳與正極導線連接]
接著，將正極集電器101a的正極極耳與具有密封層115的正極導線104電連接。正極極耳與正極導線104的連接可以與負極極耳與負極導線105的連接同樣地進行。
[4.由外包裝體覆蓋正極及負極]
接著，在外包裝體107上重疊配置正極101與由袋103覆蓋的負極102。此時，以正極活性物質層101b與負極活性物質層102b面對的方式重疊(參照圖5A)。
接著，沿著圖5A的外包裝體107的中央附近的虛線所示的部分折疊外包裝體107(參照圖5B)，成為 圖6A所示的狀態。
[5.在外包裝體內放入電解液]
利用熱壓合將用來放入電解液106的導入口119以外的外包裝體107的週邊部分接合。當進行熱壓合時，設置在導線電極上的密封層115也熔化，可以使導線電極與外包裝體107之間固定。圖6B示出利用熱壓合將外包裝體107的週邊接合的部分作為接合部118。
並且，在減壓氛圍或惰性氣體氛圍下，將所希望量的電解液從導入口119放入外包裝體107內。最後，利用熱壓合將導入口119接合。像這樣，可以製造蓄電單元100(參照圖6C)。
[6.變形例子]
圖7A示出蓄電單元120作為蓄電單元100的變形例子。圖7A所示的蓄電單元120與蓄電單元100的不同之處在於正極導線104及負極導線105的配置不同。明確而言，在蓄電單元100中正極導線104及負極導線105配置在外包裝體107的同一邊，在蓄電單元120中正極導線104及負極導線105配置在外包裝體107的彼此不同的邊。像這樣，由於本發明的一個方式的蓄電單元可以自由地配置導線電極，所以設計彈性較高。因此，可以提高使用本發明的一個方式的蓄電單元的產品的設計彈性。此外，可以提高使用本發明的一個方式的蓄電單元的產品的 生產率。
圖7B是說明蓄電單元120的製程的圖。由於蓄電單元120可以使用與蓄電單元100相同的材料及方法製造，所以在此省略其詳細說明。此外，在圖7B中省略電解液106的記載。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式3
在本實施方式中，參照圖式說明具有與上述實施方式所說明的蓄電單元100不同的結構的蓄電單元150。此外，由於蓄電單元150的外觀與蓄電單元100相同，所以援用圖1的透視圖作為蓄電單元150的透視圖。
本發明的一個方式的蓄電單元150具有由袋103覆蓋正極101及負極102的結構。圖10A及圖10B是蓄電單元150的剖面圖。圖10A相當於沿著圖1中的A1-A2的點劃線所示的部分的剖面。此外，圖10B相當於沿著圖1中的B1-B2的點劃線所示的部分的剖面。在圖10A及圖10B中，覆蓋正極101的袋103與覆蓋負極102的袋103接觸。
覆蓋正極101的袋103與覆蓋負極102的袋103並不一定需要具有相同的材質。例如，也可以作為覆蓋正極101的袋103使用具有適應於正極101的材料的袋103，且也可以作為覆蓋負極102的袋103使用具有適應 於負極102的材料的袋103。像這樣，藉由在袋103的每一個中使用不同材質，可以採用適當的結構。例如，作為覆蓋負極102的袋103也可以具有纖維素、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丁烯、尼龍、聚酯、聚碸、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯或四氟乙烯等多孔絕緣體、玻璃纖維等不織布和玻璃纖維與高分子纖維複合的隔膜等中的至少一個材料。作為覆蓋正極101的袋103也可以具有纖維素、聚丙烯(PP)、聚乙烯(PE)、聚丁烯、尼龍、聚酯、聚碸、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯或四氟乙烯等多孔絕緣體、玻璃纖維等不織布和玻璃纖維與高分子纖維複合的隔膜等中的至少一個材料。
藉由由袋103覆蓋正極101及負極102的兩者，可以進一步提高蓄電單元的可靠性。
此外，關於由袋103覆蓋正極101的結構及其製造方法，可以將上述實施方式中的“負極102”換稱為“正極101”而進行說明。另外，也可以採用由袋103覆蓋正極101而不由袋103覆蓋負極102的結構。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式4
在本實施方式中，參照圖式說明其蓄電容量比蓄電單元100及蓄電單元150大的蓄電單元160及蓄電單元170。此外，由於蓄電單元160及蓄電單元170的外觀與 蓄電單元100相同，所以援用圖1的透視圖作為蓄電單元160及蓄電單元170的透視圖。
圖11A及圖11B是蓄電單元160的剖面圖。圖11A相當於沿著圖1中的A1-A2的點劃線所示的部分的剖面。此外，圖11B相當於沿著圖1中的B1-B2的點劃線所示的部分的剖面。圖12A及圖12B是蓄電單元170的剖面圖。圖12A相當於沿著圖1中的A1-A2的點劃線所示的部分的剖面。此外，圖12B相當於沿著圖1中的B1-B2的點劃線所示的部分的剖面。
在蓄電單元160及蓄電單元170中，在只在正極集電器101a的一個表面具有正極活性物質層101b的正極101與只在負極集電器102a的一個表面具有負極活性物質層102b的負極102之間交替配置兩個正極101及兩個負極102。在該兩個正極101中，將正極活性物質層101b配置在正極集電器101a的兩個表面，並且在該兩個負極102中，將負極活性物質層102b配置在負極集電器102a的兩個表面。
蓄電單元160的正極101不由袋103覆蓋，而負極102由袋103覆蓋。此外，蓄電單元170的正極101及負極102都由袋103覆蓋。
在製造蓄電單元160及蓄電單元170時，如圖13A所示，較佳的是在重疊多對正極101及負極102之後多個正極極耳一併與一個正極導線104連接。此外，多個負極極耳一併與一個負極導線105連接。如上述實施方 式所說明，正極極耳與正極導線104的連接及負極極耳與負極導線105的連接可以使用銲錫模具的超聲波銲錫裝置進行。圖13B示出放大負極極耳中的連接區域210及彎曲部220的透視圖。藉由多個正極極耳一併與一個正極導線104連接，可以提高蓄電單元的生產率。此外，藉由多個負極極耳一併與一個負極導線105連接，可以提高蓄電單元的生產率。
藉由重疊多對正極101與負極102且容納在外包裝體107內，可以增大蓄電單元的容量。
藉由由袋103覆蓋正極101及負極102的兩者，可以進一步提高蓄電單元的可靠性。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式5
根據本發明的一個方式的蓄電單元可以用作利用電力驅動的各種各樣的電子裝置的蓄電裝置。圖14A至圖17B示出使用根據本發明的一個方式的蓄電裝置的電子裝置的具體例子。
作為根據本發明的一個方式的蓄電裝置的電子裝置的具體例子，可以舉出電視機、顯示器等顯示裝置、照明設備、臺式或膝上型個人電腦、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、可 攜式CD播放機、收音機、磁帶錄音機、頭戴式耳機音響、音響、臺鐘、掛鐘、無線電話子機、步話機、行動電話機、車載電話、可攜式遊戲機、平板終端、彈珠機等大型遊戲機、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、聲音輸入器、攝影機、數位靜態照相機、電動剃鬚刀、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、空調設備諸如空調器、加濕器、除濕器等、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、鏈鋸等工具、煙探測器、透析裝置等醫療設備等。再者，還可以舉出工業設備諸如引導燈、信號機、傳送帶、自動扶梯、電梯、工業機器人、蓄電系統、用於使電力均勻化或智慧電網。另外，利用來自蓄電裝置的電力藉由電動機推進的移動體等也包括在電子裝置的範疇內。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、包括電動輔助自行車的電動自行車、摩托車、電動輪椅、高爾夫球車、小型或大型船舶、潛水艇、直升機、飛機、火箭、人造衛星、太空探測器、行星探測器、太空船等。
此外，也可以將根據本發明的一個方式的蓄電裝置沿著在房屋及高樓的內壁或外壁、汽車的內部裝修或外部裝修的曲面組裝。
圖14A示出行動電話機的一個例子。行動電話機7400除了組裝在外殼7401中的顯示部7402之外還具備操作按鈕7403、外部連接埠7404、揚聲器7405、麥克風7406等。另外，行動電話機7400具有蓄電裝置7407。
圖14B示出使行動電話機7400彎曲的狀態。在利用外部的力量使行動電話機7400變形而使其整體彎曲時，設置在其內部的蓄電裝置7407也被彎折。圖14C示出此時被彎折的蓄電裝置7407的狀態。
圖14D示出手鐲型顯示裝置的一個例子。可攜式顯示裝置7100具備外殼7101、顯示部7102、操作按鈕7103及蓄電裝置7104。另外，圖14E示出被彎折的蓄電裝置7104。
圖14F是手錶型可攜式資訊終端的一個例子。可攜式資訊終端7200包括外殼7201、顯示部7202、帶子7203、帶扣7204、操作按鈕7205、輸入輸出端子7206等。
可攜式資訊終端7200可以執行行動電話、電子郵件、文章的閱讀及編寫、音樂播放、網路通訊、電腦遊戲等各種應用程式。
顯示部7202的顯示面彎曲，能夠沿著彎曲的顯示面進行顯示。另外，顯示部7202具備觸控感測器，可以用手指或觸控筆等觸控畫面來進行操作。例如，藉由觸控顯示於顯示部7202的圖示7207，可以啟動應用程 式。
操作按鈕7205除了時刻設定之外，還可以具有電源開關、無線通訊的開關、靜音模式的設置及取消、省電模式的設置及取消等各種功能。例如，藉由利用組裝在可攜式資訊終端7200中的作業系統，可以自由地設定操作按鈕7205的功能。
另外，可攜式資訊終端7200可以執行被通信標準化的近距離無線通訊。例如，藉由與可無線通訊的耳麥通信，可以進行免提通話。
另外，可攜式資訊終端7200具備輸入輸出端子7206，可以藉由連接器直接向其他資訊終端發送資料或從其他資訊終端接收資料。另外，也可以藉由輸入輸出端子7206進行充電。另外，充電工作也可以利用無線供電進行，而不利用輸入輸出端子7206。
可攜式資訊終端7200包括根據本發明的一個方式的蓄電裝置。例如，可以將彎曲狀態的圖14E所示的蓄電裝置7104組裝在外殼7201的內部，或者，將能夠彎折狀態的蓄電裝置7104組裝在帶子7203的內部。
圖14G示出袖章型顯示裝置的一個例子。顯示裝置7300具備顯示部7304以及根據本發明的一個方式的蓄電裝置。顯示裝置7300也可以在顯示部7304具備觸控感測器，並用作可攜式資訊終端。
顯示部7304的顯示面彎曲，能夠沿著彎曲的顯示面進行顯示。另外，顯示裝置7300可以利用被通信 標準化的近距離無線通訊等改變顯示情況。
顯示裝置7300具備輸入輸出端子，可以藉由連接器直接向其他資訊終端發送資料或從其他資訊終端接收資料。另外，也可以藉由輸入輸出端子進行充電。另外，充電工作也可以利用無線供電進行，而不利用輸入輸出端子。
圖15A和圖15B示出能夠進行折疊的平板終端的一個例子。圖15A及圖15B所示的平板終端9600包括外殼9630a、外殼9630b、連接外殼9630a和外殼9630b的可動部9640、具有顯示部9631a及顯示部9631b的顯示部9631、顯示模式切換開關9626、電源開關9627、省電模式切換開關9625、卡子9629以及操作開關9628。圖15A示出打開平板終端9600的狀態，圖15B示出合上平板終端9600的狀態。
平板終端9600在外殼9630a及外殼9630b的內部具備蓄電裝置9635。蓄電裝置9635穿過可動部9640設置在外殼9630a及外殼9630b。
在顯示部9631a中，可以將其一部分用作觸控面板的區域9632a，並且可以藉由接觸所顯示的操作鍵9638來輸入資料。此外，作為一個例子，顯示部9631a的一半只具有顯示的功能，並且另一半具有觸控面板的功能，但是不侷限於該結構。也可以採用顯示部9631a的整個區域具有觸控面板的功能的結構。例如，可以使顯示部9631a的整個面顯示鍵盤按鈕來將其用作觸控面板，並且 將顯示部9631b用作顯示畫面。
此外，在顯示部9631b中與顯示部9631a同樣，也可以將其一部分用作觸控面板的區域9632b。此外，藉由使用手指或觸控筆等接觸觸控面板上的鍵盤顯示切換按鈕9639的位置上，可以在顯示部9631b上顯示鍵盤按鈕。
此外，也可以對觸控面板的區域9632a和觸控面板的區域9632b同時進行触控輸入。
另外，顯示模式切換開關9626能夠切換豎屏顯示和橫屏顯示等顯示的方向並選擇黑白顯示或彩色顯示等的切換。根據藉由平板終端9600所內置的光感測器所檢測的使用時的外光的光量，省電模式切換開關9625可以使顯示的亮度設定為最適合的亮度。平板終端除了光感測器以外還可以內置陀螺儀和加速度感測器等檢測傾斜度的感測器等的其他檢測裝置。
此外，圖15A示出顯示部9631b的顯示面積與顯示部9631a的顯示面積相同的例子，但是不侷限於此，既可以使一方的尺寸和另一方的尺寸不同，也可以使它們的顯示品質有差異。例如顯示部9631a和9631b中的一方可以比另一方進行更高精細的顯示。
圖15B是合上的狀態，並且平板終端包括具備外殼9630、太陽能電池9633、DC/DC轉換器9636的充放電控制電路9634。作為蓄電裝置9635可以使用本發明的一個方式的蓄電單元。
此外，平板終端9600能夠進行折疊，因此不使用時可以以重疊的方式折疊外殼9630a及外殼9630b。藉由折疊外殼9630a及外殼9630b，可以保護顯示部9631a和顯示部9631b，而可以提高平板終端9600的耐久性。使用根據本發明的一個方式的蓄電單元的蓄電裝置9635具有撓性，即使被反復彎曲，充放電容量也不容易減少。因此可以提供一種可靠性高的平板終端。
此外，圖15A和圖15B所示的平板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)；將日曆、日期或時刻等顯示在顯示部上；對顯示在顯示部上的資訊進行操作或編輯的触控輸入；藉由各種各樣的軟體(程式)控制處理等。
藉由利用安裝在平板終端的表面上的太陽能電池9633，可以將電力供應到觸控面板、顯示部或影像信號處理部等。注意，太陽能電池9633可以設置在外殼9630的一面或兩面，並且可以高效地對蓄電裝置9635進行充電。另外，當作為蓄電裝置9635使用鋰離子電池時，有可以實現小型化等優點。
另外，參照圖15C所示的方塊圖而對圖15B所示的充放電控制電路9634的結構和工作進行說明。圖15C示出太陽能電池9633、蓄電裝置9635、DC/DC轉換器9636、轉換器9637、開關SW1至開關SW3以及顯示部9631，蓄電裝置9635、DC/DC轉換器9636、轉換器9637、開關SW1至開關SW3對應圖15B所示的充放電控 制電路9634。
首先，說明在利用外光使太陽能電池9633發電時的工作的例子。使用DC/DC轉換器9636對太陽能電池9633所產生的電力進行升壓或降壓以使它成為用來對蓄電裝置9635進行充電的電壓。並且，當利用來自太陽能電池9633的電力使顯示部9631工作時使開關SW1導通，並且，利用轉換器9637將其升壓或降壓到顯示部9631所需要的電壓。另外，採用當不進行顯示部9631中的顯示時，使SW1截止且使SW2導通來對蓄電裝置9635進行充電的結構即可。
注意，作為發電單元的一個例子示出太陽能電池9633，但是不侷限於此，也可以使用壓電元件(piezoelectric element)或熱電轉換元件(帕耳帖元件(Peltier element))等其他發電單元進行蓄電裝置9635的充電。例如，也可以使用以無線(不接觸)的方式能夠收發電力來進行充電的無線電力傳輸模組或組合其他充電方法進行充電。
圖16示出其他電子裝置的例子。在圖16中，顯示裝置8000是使用根據本發明的一個方式的蓄電裝置8004的電子裝置的一個例子。明確地說，顯示裝置8000相當於電視廣播接收用顯示裝置，包括外殼8001、顯示部8002、揚聲器部8003及蓄電裝置8004等。根據本發明的一個方式的蓄電裝置8004設置在外殼8001的內部。顯示裝置8000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8004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8004用作不斷電供應系統，也可以利用顯示裝置8000。
作為顯示部8002，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，除了電視廣播接收用的顯示裝置之外，顯示裝置還包括所有顯示資訊用顯示裝置，例如個人電腦用顯示裝置或廣告顯示用顯示裝置等。
在圖16中，安鑲型照明設備8100是使用根據本發明的一個方式的蓄電裝置8103的電子裝置的一個例子。明確地說，照明設備8100包括外殼8101、光源8102及蓄電裝置8103等。雖然在圖16中例示出蓄電裝置8103設置在安鑲有外殼8101及光源8102的天花板8104的內部的情況，但是蓄電裝置8103也可以設置在外殼8101的內部。照明設備8100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8103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8103用作不斷電供應系統，也可以利用照明設備8100。
雖然在圖16中例示出設置在天花板8104的安鑲型照明設備8100，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8104以外的例如側壁8105、地板8106或窗戶8107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8102，可以使用利用電力人工性地得到光的人工光源。明確地說，作為上述人工光源的例子，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16中，具有室內機8200及室外機8204的空調器是使用根據本發明的一個方式的蓄電裝置8203的電子裝置的一個例子。明確地說，室內機8200包括外殼8201、出風口8202及蓄電裝置8203等。雖然在圖16中例示出蓄電裝置8203設置在室內機8200中的情況，但是蓄電裝置8203也可以設置在室外機8204中。或者，也可以在室內機8200和室外機8204的兩者中設置有蓄電裝置8203。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8203中的電力。尤其是，當在室內機8200和室外機8204的兩者中設置有蓄電裝置8203時，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8203用作不斷電供應系統，也可以利用空調器。
雖然在圖16中例示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16中，電冷藏冷凍箱8300是使用根據本發明的一個方式的蓄電裝置8304的電子裝置的一個例子。明確地說，電冷藏冷凍箱8300包括外殼8301、冷藏室門8302、冷凍室門8303及蓄電裝置8304等。在圖16中，蓄電裝置8304設置在外殼8301的內部。電冷藏冷凍箱8300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8304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8304用作不斷電供應系統，也可以利用電冷藏冷凍箱8300。
另外，在上述電子裝置中，微波爐等高頻加熱裝置和電鍋等電子裝置在短時間內需要高功率。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能充分供應的電力的輔助電源，在使用電子裝置時可以防止商業電源的總開關跳電。
另外，在不使用電子裝置的時間段，尤其是在商業電源的供應源能夠供應的電力總量中的實際使用的電力的比率(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，在為電冷藏冷凍箱8300時，在氣溫低且不進行冷藏室門8302或冷凍室門8303的開關的夜間，將電力蓄積在蓄電裝置8304中。並且，在 氣溫高且進行冷藏室門8302或冷凍室門8303的開關的白天，將蓄電裝置8304用作輔助電源，由此可以抑制白天的電力使用率。
當將蓄電裝置安裝在車輛時，可以實現混合動力汽車(HEV)、電動汽車(EV)或插電式混合動力汽車(PHEV)等新一代清潔能源汽車。
在圖17A和圖17B中，例示出使用本發明的一個方式的車輛。圖17A所示的汽車8400是作為用來行駛的動力源使用電發動機的電動汽車。或者，汽車8400是作為用來行駛的動力源能夠適當地使用電發動機或引擎的混合動力汽車。藉由使用本發明的一個方式，可以實現行駛距離長的車輛。另外，汽車8400具備蓄電裝置。蓄電裝置不但驅動電發動機，而且還可以將電力供應到車頭燈8401或室內燈(未圖示)等發光裝置。
另外，蓄電裝置可以將電力供應到汽車8400所具有的速度表、轉速計等顯示裝置。此外，蓄電裝置可以將電力供應到汽車8400所具有的導航系統等半導體裝置。
在圖17B所示的汽車8500中，可以藉由利用插件方式或非接觸供電方式等從外部的充電設備被供應電力，來對汽車8500所具有的蓄電裝置進行充電。圖17B示出從地上設置型的充電裝置8021藉由電纜8022對安裝在汽車8500中的蓄電裝置進行充電的情況。當進行充電時，作為充電方法或連接器的規格等，根據CHAdeMO (在日本註冊的商標)或聯合充電系統“Combined Charging System”等的規定的方式而適當地進行，即可。作為充電裝置8021，也可以使用設置在商業設施的充電站或家庭的電源。例如，藉由利用插件技術從外部供應電力，可以對安裝在汽車8500中的蓄電裝置進行充電。可以藉由AC/DC轉換器等轉換裝置將交流電力轉換成直流電力來進行充電。
另外，雖然未圖示，但是也可以將受電裝置安裝在車輛中並從地上的送電裝置非接觸地供應電力來進行充電。當利用非接觸供電方式時，藉由在公路或外壁中組裝送電裝置，不但停車中而且行駛中也可以進行充電。此外，也可以利用該非接觸供電方式，在車輛之間進行電力的發送及接收。再者，還可以在車輛的外部設置太陽能電池，在停車時或行駛時進行蓄電裝置的充電。可以利用電磁感應方式或磁場共振方式實現這樣的非接觸供電。
根據本發明的一個方式，可以提高蓄電裝置的循環特性及可靠性。此外，根據本發明的一個方式，可以提高蓄電裝置的特性，而可以使蓄電裝置本身小型輕量化。另外，如果可以使蓄電裝置本身小型輕量化，就有助於實現車輛的輕量化，從而可以延長行駛距離。另外，可以將安裝在車輛中的蓄電裝置用作車輛之外的電力供應源。此時，可以避免在電力需求高峰時使用商業電源。
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，參照圖18A說明硬幣型蓄電單元的一個例子。藉由硬幣型蓄電單元具有撓性，可以容易安裝在彎曲面。此外，當蓄電單元安裝在其至少一部分具有撓性的電子裝置中時，隨著電子裝置的變形也可以使蓄電單元彎曲。
圖18A是硬幣型(單層扁平型)蓄電單元的外觀圖，圖18B是其剖面圖。
在硬幣型蓄電單元300中，兼作正極端子的外包裝體301和兼作負極端子的外包裝體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以及與其接觸的正極活性物質層306形成。此外，正極304可以與實施方式1所示的正極101同樣地製造。
另外，負極307由負極集電器308以及與其接觸的負極活性物質層309形成，且由袋310覆蓋。此外，在正極活性物質層306與負極活性物質層309之間設置有袋310及電解質(未圖示)。
藉由使用本發明的一個方式的蓄電單元，可以實現不容易發生功能降低的硬幣型蓄電單元。
外包裝體301、外包裝體302具有撓性，可以使用對電解液具有抗腐蝕性的鎳、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，為了防止電解液所引起的腐蝕，外包裝體301及外包 裝體302較佳的是被鎳或鋁等覆蓋。外包裝體301與正極304電連接，外包裝體302與負極307電連接。
將這些負極307、正極304及袋310浸漬到電解質，如圖18B所示，將外包裝體301設置在下方，依次層疊正極304、由袋310覆蓋的負極307、外包裝體302，使墊片303介於外包裝體301與外包裝體302之間並進行壓合，由此可以製造具有撓性的硬幣型蓄電單元300。
在此，參照圖18C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)及陰極(cathode)而使氧化反應及還原反應調換，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、放電時也將正極稱為“正極”或“+極”，而將負極稱為“負極”或“-極”。如果使用與氧化反應及還原反應有關的陽極(anode)及陰極(cathode)的名稱，就當充電時和放電時之間陽極及陰極成為相反，這有可能引起混亂。因此，在本說明書中，不使用陽極及陰極。假如使用陽極(anode)及陰極(cathode)的名稱，就需要明確地表示充電時還是放電時，還需要表示對應正極(+極)還是負極(-極)。
圖18C所示的蓄電單元400包括正極402、 負極404、電解液406及袋408。此外，正極402及負極404分別與端子連接。每個端子與充電器連接，對蓄電單元400進行充電。隨著進行蓄電單元400的充電，正極402與負極404之間的電位差增大。在圖18C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單元400的外部的端子向正極402流過，並且在蓄電單元400中從正極402向負極404流過，然後從負極404向蓄電單元400的外部的端子流過的方向。就是說，將充電電流流過的方向作為電流的方向。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式7
在本實施方式中，參照圖19A及圖19B說明圓筒型蓄電單元的一個例子。藉由圓筒型蓄電單元具有撓性，可以容易安裝在彎曲面。此外，當蓄電單元安裝在其至少一部分具有撓性的電子裝置中時，隨著電子裝置的變形可以使蓄電單元彎曲。
如圖19A所示，圓筒型蓄電單元600在頂面具有正極蓋(電池蓋)601，並在側面及底面具有外包裝體602。墊片(絕緣墊片)610使上述正極蓋601與外包裝體602絕緣。
圖19B是示意性地示出圓筒型蓄電單元的剖面的圖。在中空圓柱狀外包裝體602的內側設置有電池元 件，在該電池元件中，帶狀的正極604和帶狀的由袋覆蓋的負極606被捲繞。雖然未圖示，但是電池元件以中心銷為中心被捲繞。外包裝體602的一端關閉且另一端開著。作為外包裝體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，為了防止電解液所引起的腐蝕，外包裝體602較佳的是被鎳或鋁等覆蓋。在外包裝體602的內側，正極、由袋覆蓋的負極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外包裝體602的內部中注入有非水電解液(未圖示)。作為非水電解液，可以使用與硬幣型蓄電單元相同的電解液。
藉由使用本發明的一個方式的蓄電單元，可以實現不容易發生功能降低的圓筒型蓄電單元。
正極604與正極端子(正極導線)603連接，而負極606與負極端子(負極導線)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電阻銲錫到外包裝體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。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。
實施方式8
在本實施方式中，參照圖20A至圖24說明蓄電裝置(蓄電池)的結構實例。藉由蓄電裝置具有撓性，可以容易安裝在彎曲面。此外，當蓄電裝置安裝在其至少一部分具有撓性的電子裝置中時，隨著電子裝置的變形可以使蓄電裝置彎曲。另外，在本說明書等中，蓄電裝置至少包括根據本發明的一個方式的蓄電單元。
圖20A及圖20B是示出蓄電裝置的外觀圖的圖。圖20A及圖20B所示的蓄電裝置包括電路基板900和蓄電單元913。在蓄電單元913上貼合有簽條910。再者，如圖20B所示，蓄電裝置包括端子951和端子952，並且在簽條910的背面包括天線914和天線915。
電路基板900包括端子911和電路912。端子911與端子951、端子952、天線914、天線915及電路912連接。另外，也可以設置多個端子911，將多個端子911分別用作控制信號輸入端子、電源端子等。
電路912也可以設置在電路基板900的背面。另外，天線914及天線915的形狀不侷限於線圈狀，例如也可以為線狀、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也可以為平板狀的導體。該平板狀的導體也可以用作電場鍵合用的導體之一。換言之，也可以將天線914或天線915用作電容器所具有的兩個導體中的導體之一。由此，不但利用電磁、磁場，而且還可以利用電場交換電力。
天線914的線寬度較佳為大於天線915的線寬度。由此，可以增大天線914所受電的電力量。
蓄電裝置在天線914及天線915與蓄電單元913之間包括層916。層916例如具有能夠來自蓄電單元913的電磁的遮蔽的功能。作為層916，例如可以使用磁性體。
另外，蓄電裝置的結構不侷限於圖20A及圖20B。
例如，如圖21A1及圖21A2所示，也可以在圖20A及圖20B所示的蓄電單元913的對置的一對面設置天線。圖21A1是示出上述一對面的一個方向一側的外觀圖，圖21A2是示出上述一對面的另一個方向一側的外觀圖。另外，與圖20A及圖20B所示的蓄電裝置相同的部分可以適當地援用圖20A及圖20B所示的蓄電裝置的說明。
如圖21A1所示，在蓄電單元913的一對面的一個夾著層916設置有天線914，如圖21A2所示，在蓄電單元913的一對面的另一個夾著層917設置有天線 915。層917例如具有能夠來自蓄電單元913的電磁的遮蔽的功能。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和天線915的兩者的尺寸。
或者，如圖21B1及圖21B2所示，在圖20A及圖20B所示的蓄電單元913的對置的一對面設置其他天線。圖21B1是示出上述一對面的一個方向一側的外觀圖，圖21B2是示出上述一對面的另一個方向一側的外觀圖。另外，與圖20A及圖20B所示的蓄電裝置相同的部分可以適當地援用圖20A及圖20B所示的蓄電裝置的說明。
如圖21B1所示，在蓄電單元913的一對面的一個夾著層916設置有天線914和天線915，如圖21A2所示，在蓄電單元913的一對面的另一個夾著層917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。作為天線918，例如可以使用具有能夠應用於天線914及天線915的形狀的天線。作為利用天線918的蓄電裝置與其他設備之間的通信方法，可以使用NFC等能夠在蓄電裝置與其他設備之間使用的回應方式等。
或者，如圖22A所示，也可以在圖20A及圖20B所示的蓄電單元913上設置顯示裝置920。顯示裝置920藉由端子919與端子911電連接。另外，也可以在設置有顯示裝置920的部分貼合有簽條910。此外，與圖20A及圖20B所示的蓄電裝置相同的部分可以適當地援用 圖20A及圖20B所示的蓄電裝置的說明。
在顯示裝置920上，例如可以顯示示出是否進行充電的影像、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的耗電量。
或者，如圖22B所示，也可以在圖20A及圖20B所示的蓄電單元913中設置感測器921。感測器921藉由端子922與端子911電連接。另外，感測器921也可以設置在簽條910的背面一側。此外，與圖20A及圖20B所示的蓄電裝置相同的部分可以適當地援用圖20A及圖20B所示的蓄電裝置的說明。
感測器921例如可以具有能夠測量如下因素的功能：位移、位置、速度、加速度、角速度、轉動數、距離、光、液、磁、溫度、化學物質、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電力、輻射線、流量、濕度、斜率、振動、氣味或紅外線。藉由設置感測器921，例如可以檢測出示出設置有蓄電裝置的環境的資料(溫度等)，而將其儲存在電路912中的記憶體。
再者，參照圖23A、圖23B及圖24對蓄電單元913的結構實例進行說明。
圖23A所示的蓄電單元913在外殼930的內部包括設置有端子951和端子952的捲繞體950。捲繞體950在外殼930的內部浸滲在電解液中。端子952與外殼 930接觸，由於絕緣材料等防止端子951與外殼930接觸。注意，為了方便起見，雖然在圖23A中分離地圖示外殼930，但是，在實際上捲繞體950被外殼930覆蓋，端子951及端子952延伸在外殼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23B所示，也可以使用多個材料形成圖23A所示的外殼930。例如，在圖23B所示的蓄電單元913中，貼合有外殼930a和外殼930b，在由外殼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，藉由將有機樹脂等的材料用於形成天線的面，可以抑制由於蓄電單元913的電場的遮蔽。另外，如果由於外殼930a的電場的遮蔽小，則也可以在外殼930a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。
再者，圖24示出捲繞體950的結構。捲繞體950包括由袋覆蓋的負極931及正極932。捲繞體950是使由袋覆蓋的負極931及正極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，也可以還層疊多個由袋覆蓋的負極931及正極932的疊層。
由袋覆蓋的負極931藉由端子951及端子952中的一個與圖20A及圖20B所示的端子911連接。正極932藉由端子951及端子952中的另一個與圖20A及圖20B所示的端子911連接。
本實施方式可以與其他實施方式適當地組合。

Claims (17)

  1. 一種蓄電單元，包括：正極；負極；袋；包圍該正極、該負極及該袋的外包裝體；與該正極電連接且從該外包裝體的內側延伸的第一佈線；以及與該負極電連接且從該外包裝體的內側延伸的第二佈線，其中，該正極和該負極中的至少一個在於該袋中，該袋包含絕緣材料，該外包裝體、該正極、該負極及該袋都具有撓性，該袋構造成沿著在第一方向上延伸的第一線彎曲，該袋構造成沿著在第二方向上延伸的第二線彎曲，並且，該第一方向與該第二方向相異。
  2. 根據申請專利範圍第1項之蓄電單元，還包含該袋中的活性材料。
  3. 根據申請專利範圍第1項之蓄電單元，其中該正極為2個以上，並且該負極為2個以上。
  4. 根據申請專利範圍第1項之蓄電單元，其中該絕緣材料是多孔絕緣體。
  5. 根據申請專利範圍第1項之蓄電單元，其中該絕緣 材料是聚丙烯。
  6. 根據申請專利範圍第1項之蓄電單元，其中該絕緣材料是聚乙烯。
  7. 根據申請專利範圍第1項之蓄電單元，其中該正極和該負極中的至少一個具有彎曲部分。
  8. 一種包括根據申請專利範圍第1項之蓄電單元的電子裝置。
  9. 一種蓄電單元，包括：第一袋中的正極；第二袋中的負極；包圍該正極、該負極、該第一袋及該第二袋的外包裝體；與該正極電連接且從該外包裝體的內側延伸的第一佈線；以及與該負極電連接且從該外包裝體的內側延伸的第二佈線，其中，該第一袋包含第一絕緣材料，該第二袋包含第二絕緣材料，該外包裝體、該正極、該負極、該第一袋及該第二袋都具有撓性，該第一袋構造成沿著在第一方向上延伸的第一線彎曲，該第一袋構造成沿著在第二方向上延伸的第二線彎曲， 並且，該第一方向與該第二方向相異。
  10. 根據申請專利範圍第9項之蓄電單元，其中該第一袋與該第二袋接觸。
  11. 根據申請專利範圍第9項之蓄電單元，其中該第一絕緣材料與該第二絕緣材料不同。
  12. 根據申請專利範圍第9項之蓄電單元，還包含該第一袋中的第一活性材料及該第二袋中的第二活性材料。
  13. 根據申請專利範圍第9項之蓄電單元，其中該正極為2個以上，並且該負極為2個以上。
  14. 根據申請專利範圍第9項之蓄電單元，其中該第一絕緣材料和該第二絕緣材料中的至少一個是多孔絕緣體。
  15. 根據申請專利範圍第9項之蓄電單元，其中該第一絕緣材料和該第二絕緣材料中的至少一個是聚丙烯。
  16. 根據申請專利範圍第9項之蓄電單元，其中該第一絕緣材料和該第二絕緣材料中的至少一個是聚乙烯。
  17. 一種包括根據申請專利範圍第9項之蓄電單元的電子裝置。
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