WO2023073467A1

WO2023073467A1 - フレキシブルバッテリ及び電子機器

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Publication number: WO2023073467A1
Application number: PCT/IB2022/059765
Authority: WO
Inventors: 掛端哲弥; 栗城和貴; 山崎舜平
Original assignee: 株式会社半導体エネルギー研究所
Priority date: 2021-10-26
Filing date: 2022-10-12
Publication date: 2023-05-04
Also published as: KR20240093822A; JPWO2023073467A1; CN118120093A

Abstract

安全性又は耐久性の高いフレキシブルバッテリを提供する。負極及び正極を有し、負極は、第１の炭素を含む材料と、第１の集電体と、第１の集電体に形成された負極活物質とを有し、第１の炭素を含む材料は、第１の集電体及び負極活物質を包み込み、正極は、第２の炭素を含む材料と、第２の集電体と、第２の集電体に形成された正極活物質とを有し、第２の炭素を含む材料は、第２の集電体及び正極活物質を包み込む、フレキシブルバッテリである。

Description

フレキシブルバッテリ及び電子機器

本発明の一態様は、電池及び電子機器に関する。詳しくは、フレキシブルバッテリ及び当該フレキシブルバッテリを備えた電子機器に関する。

なお、本発明の一態様は、上記技術分野に限定されず、半導体装置、表示装置、発光装置、記録装置、それらの駆動方法、又はそれらの製造方法に関する。すなわち本明細書等で開示する発明の一態様の技術分野は、物、方法、又は製造方法に関する。

近年、スマートウォッチ又はヘッドマウントディスプレイといったウェアラブルデバイスに関する開発が盛んである。快適に装着するためにもウェアラブルデバイスの外観は、人体に馴染むような湾曲部が設けられることが多く、ウェアラブルデバイスに搭載される二次電池においても湾曲部を有する構成が提案されている（特許文献１参照）。

さらにスマートフォン又はタブレットなどのモバイルデバイスでは、筐体に挟持されたフレキシブルディスプレイを用いることで、可動する筐体にフレキシブルディスプレイが追従することができる（特許文献２参照）。

また、グラフェンはその優れた導電性等により大きな注目を集めており、大スケールでの生産方法等が探索されている。非特許文献１に示すように、酸化グラフェン（ｇｒａｐｈｅｎｅ　ｏｘｉｄｅ：ＧＯ）を還元して得られる化合物は、ｒｅｄｕｃｅｄ　ＧＯ（ｒＧＯ）と呼ばれる場合があり、その物性が着目されている。

特開２０１６−１１０６４０号公報特開２０１６−０７５８８４号公報

Ａ．Ｂａｇｒｉ　ｅｔ　ａｌ．，"Ｓｔｒｕｃｔｕｒａｌ　ｅｖｏｌｕｔｉｏｎ　ｄｕｒｉｎｇ　ｔｈｅ　ｒｅｄｕｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｃｈｅｍｉｃａｌｌｙ　ｄｅｒｉｖｅｄ　ｇｒａｐｈｅｎｅ　ｏｘｉｄｅ"，ＮＡＴＵＲＥ　ＣＨＥＭＩＳＴＲＹ，ｖｏｌ．２，２０１０，ｐｐ．５８１−５８７．

安全性が重要視される二次電池の分野では、固定されることが重要とされてきた。上記特許文献１では、外力によりスマートウォッチが変形する場合、二次電池も可撓性を有すると好ましいことが記載されているが、上記変形はスマートウォッチ装着時の小さなものであり、二次電池は板と共にスマートウォッチに固定されていた。また上記特許文献２ではリチウムイオン電池を搭載することが記載されるが、可動しない筐体と重なる位置に固定されていた。

上記記載を鑑み本発明の一態様は、可動する筐体に追従できるフレキシブルバッテリを提供することを課題の一とする。

なお、これらの課題の記載は、他の課題の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、これらの課題の全てを解決する必要はない。なお、明細書、図面、請求項（明細書等と記す）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。

上記記載を鑑み本発明の一態様は、負極及び正極を有し、負極は、第１の炭素を含む材料と、第１の集電体と、第１の集電体に形成された負極活物質とを有し、第１の炭素を含む材料は、第１の集電体及び負極活物質を包み込み、正極は、第２の炭素を含む材料と、第２の集電体と、第２の集電体に形成された正極活物質とを有し、第２の炭素を含む材料は、第２の集電体及び正極活物質を包み込む、フレキシブルバッテリである。

本発明の別の一態様は、負極及び正極を有し、負極は、第１の炭素を含む材料と、第１の集電体と、第１の集電体の開口部に位置する第２の集電体と、第１の集電体及び第２の集電体に形成された負極活物質とを有し、第１の炭素を含む材料は、第１の集電体、第２の集電体及び負極活物質を包み込み、正極は、第２の炭素を含む材料と、第３の集電体と、第３の集電体の開口部に位置する第４の集電体と、第３の集電体及び第４の集電体に形成された正極活物質とを有し、第２の炭素を含む材料は、第３の集電体、第４の集電体及び前記正極活物質を包み込む、フレキシブルバッテリである。

本発明の別の一態様において、前記第２の集電体及び前記第４の集電体は、曲がる領域と重なるように設けられていると好ましい。

本発明の別の一態様は、第１の炭素を含む材料及び第２の炭素を含む材料はそれぞれ袋状又は筒状を有すると好ましい。

本発明の別の一態様は、第１の炭素を含む材料及び第２の炭素を含む材料はそれぞれグラフェン化合物を有すると好ましい。

本発明の別の一態様は、グラフェン化合物は酸化グラフェンであると好ましい。

本発明の別の一態様は、グラフェン化合物は還元された酸化グラフェンであると好ましい。

本発明の別の一態様は、第１の炭素を含む材料及び第２の炭素を含む材料はそれぞれグラフェンを有すると好ましい。

本発明の別の一態様は、第１の炭素を含む材料及び第２の炭素を含む材料はそれぞれ炭素繊維を有すると好ましい。

本発明の別の一態様は、負極と正極との間にセパレータを有すると好ましい。

本発明の別の一態様は、セパレータは袋状又は筒状を有すると好ましい。

本発明の別の一態様は、負極と正極との間に位置するセパレータを有さないと好ましい。

本発明の別の一態様は、正極の面積は負極の面積より小さいと好ましい。

本発明の別の一態様は、負極活物質又は正極活物質のメディアン径（Ｄ５０）は、１０ｎｍ以上３０μｍ以下を有すると好ましい。

本発明の別の一態様は、正極活物質は二次粒子を有し、二次粒子を構成する一次粒子のメディアン径（Ｄ５０）は、１０ｎｍ以上１μｍ以下を有すると好ましい。

本発明の別の一態様は、フレキシブルバッテリを搭載した電子機器である。

本発明の一態様により、可動する筐体に追従できるフレキシブルバッテリを提供することができる。

なお、これらの効果の記載は、他の効果の存在を妨げるものではない。なお、本発明の一態様は、必ずしも、これらの効果の全てを有する必要はない。なお、これら以外の効果は、明細書、図面、請求項などの記載から、自ずと明らかとなるものであり、明細書、図面、請求項などの記載から、これら以外の効果を抽出することが可能である。

図１Ａ及び図１Ｂは本発明の一態様のフレキシブルバッテリを示す断面図である。
図２Ａ及び図２Ｂは本発明の一態様のフレキシブルバッテリを示す断面図である。
図３Ａ及び図３Ｂは本発明の一態様のフレキシブルバッテリを示す断面図である。
図４Ａ及び図４Ｂは本発明の一態様の負極を示す断面図及び上面図である。
図５Ａ乃至図５Ｃは本発明の一態様の負極の活物質層等を示す断面図である。
図６Ａ及び図６Ｂは本発明の一態様のグラフェン化合物を示す図である。
図７Ａ及び図７Ｂはスプレードライ装置を示す図である。
図８Ａ及び図８Ｂは本発明の一態様の負極の活物質層等を示す断面図である。
図９Ａ及び図９Ｂは本発明の一態様の正極を示す断面図及び上面図である。
図１０は本発明の一形態の負極を示す断面図である。
図１１は本発明の一形態の負極を示す断面図である。
図１２は本発明の一形態の負極を示す断面図である。
図１３は本発明の一形態のフレキシブルバッテリを示す断面図である。
図１４Ａ乃至図１４Ｃは本発明の一態様のフレキシブルバッテリを示す断面図又は上面図である。
図１５Ａ乃至図１５Ｄは本発明の一態様の負極を示す断面図である。
図１６Ａ乃至図１６Ｄは本発明の一態様の負極を示す断面図である。
図１７Ａ乃至図１７Ｄは本発明の一態様の負極を示す断面図である。
図１８Ａ及び図１８Ｂは本発明の一態様のフレキシブルバッテリを示す断面図である。
図１９Ａ乃至図１９Ｅは本発明の一態様の外装体を示す断面図等である。
図２０Ａ乃至図２０Ｃは本発明の一態様の外装体を示す断面図等である。
図２１Ａ及び図２１Ｂは本発明の一態様の外装体を示す断面図等である。
図２２Ａ乃至図２２Ｅは本発明の一態様の外装体を示す断面図等である。
図２３Ａ乃至図２３Ｅは本発明の一態様の外装体を示す断面図等である。
図２４は本発明の一態様の外装体を示す断面図である。
図２５Ａ及び図２５Ｂは本発明の一態様の外装体を示す上面図である。
図２６Ａ乃至図２６Ｃは本発明の一態様の外装体を示す上面図である。
図２７Ａ乃至図２７Ｅは本発明の一態様のフレキシブルバッテリを示す上面図又は断面図等である。
図２８Ａ及び図２８Ｂは本発明の一態様の外装体を示す断面図である。
図２９は本発明の一態様の共沈法による正極活物質の製法方法を示すフローである。
図３０Ａ乃至図３０Ｃは本発明の一態様の固相法による正極活物質の製法方法を示すフローである。
図３１Ａ及び図３１Ｂは本発明の一態様の電子機器を示す図である。
図３２Ａ及び図３２Ｂは本発明の一態様の電子機器を示す図である。
図３３Ａ乃至図３３Ｄは本発明の一態様の電子機器を示す図である。
図３４Ａ乃至図３４Ｄは本発明の一態様の電子機器を示す図である。
図３５Ａ乃至図３５Ｃは本発明の一態様の電子機器を示す図である。
図３６Ａ乃至図３６Ｃは本発明の一態様の電子機器を示す図である。

以下では、本発明を実施するための形態例について図面等を用いて説明する。ただし、本発明は以下の形態例に限定して解釈されるものではない。本発明の趣旨を逸脱しない範囲で発明を実施する形態を変更することは可能である。

本明細書等において、フレキシブルバッテリは可動性を備えたバッテリであり、具体的には筐体に挟持された状態で、可動する筐体に追従することができるバッテリを指す。

（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様のフレキシブルバッテリ１００について説明する。フレキシブルバッテリ１００は搭載される筐体が可動する場合に追従できるバッテリであり、当該バッテリとして例えばリチウムイオン電池（リチウムイオン二次電池）を用いることができる。また本発明の一態様のフレキシブルバッテリ１００は、曲がった状態とすることも可能である。

［構成例１］
図１Ａに示す断面図は、フレキシブルバッテリ１００がまっすぐな状態を示す。図１Ｂに示す断面図は、フレキシブルバッテリ１００が曲がった状態を示す。本発明の一態様のフレキシブルバッテリ１００は、図１Ａに示すまっすぐな状態と、図１Ｂに示す曲がった状態とを繰り返すことが可能である。図１Ｂのようなフレキシブルバッテリ１００が曲がった状態になると湾曲部を有するため、湾曲部を有するバッテリ等と記すことがある。なお曲げる位置はフレキシブルバッテリ１００の中央部に位置させることができるが、当該曲げる位置は中央部以外にも位置させることができる。

図１Ａ及び図１Ｂに示すようにフレキシブルバッテリ１００は負極１０１及び正極１３１を有し、負極１０１及び正極１３１が積層した構造（積層構造、又は積層構造の電極と記すことがある）を有する。フレキシブルバッテリ１００において、負極１０１の積層数と正極１３１の積層数は等しくてもよいが、負極１０１の積層数が正極１３１の積層数と異なっていてもよい。例えば負極１０１の積層数が正極１３１の積層数よりも多くてもよい。

図１Ａでは負極１０１の面積と正極１３１の面積とが等しい場合を示す。なおフレキシブルバッテリ１００において、負極１０１の面積と正極１３１の面積は等しくてもよいが、負極１０１の面積が正極１３１の面積と異なっていてもよい。

図２Ａには負極１０１の面積が正極１３１の面積より大きな構成を示す。図２Ｂには負極１０１の面積が正極１３１の面積より大きな構成であって、負極１０１及び正極１３１の一端を揃えた構成を示す。すなわち本発明の一態様のフレキシブルバッテリ１００において、負極１０１及び正極１３１の一端を揃えてもよいし、揃っていなくともよい。ただし、上記一端から突出した集電体は、負極１０１同士で溶接され、さらに正極１３１同士で溶接される。図２Ａ及び図２Ｂのように、負極１０１の面積が正極１３１の面積より大きな構成を有すると、フレキシブルバッテリ１００が曲がった状態において、負極１０１と対峙しない正極１３１の面積を減らすことが可能である。

図１Ｂに示すように、フレキシブルバッテリ１００の一端を固定しながら曲げると、負極１０１及び正極１３１の積層構造が維持されつつも、フレキシブルバッテリ１００の他端では負極１０１の端部の位置が正極１３１の端部の位置とずれてしまう。図２Ａ及び図２Ｂにおいてもフレキシブルバッテリ１００の一端を固定しながら曲げると、負極１０１及び正極１３１の積層構造が維持されつつも、フレキシブルバッテリ１００の他端では負極１０１の端部の位置が正極１３１の端部の位置とずれてしまう。

すなわち図１Ａに示すまっすぐな状態と、図１Ｂに示す曲がった状態とを繰り返す場合、負極１０１及び正極１３１が上記位置のずれ分に対応して可動することになる。図２Ａ及び図２Ｂに示すまっすぐな状態と、曲がった状態とを繰り返す場合でも同様である。上記ずれ分に対応して可動すると、隣り合う負極１０１と正極１３１とでは互いに擦れ、摩擦が生じることもある。

本発明の一態様のフレキシブルバッテリ１００では、隣り合う負極１０１と正極１３１との間における摩擦を少なくするために、少なくとも隣り合う負極１０１と正極１３１との間に位置する炭素を含む材料１０５を有する。具体的には本発明の一態様のフレキシブルバッテリ１００は、炭素を含む材料１０５で負極１０１における活物質層を包み込む、又は正極１３１における活物質層を包み込む構成を有する。いずれかの活物質層を炭素を含む材料１０５が包み込むことで、負極１０１と正極１３１との間における摩擦を少なくすることができる。さらに本発明の一態様のフレキシブルバッテリ１００は、炭素を含む材料１０５が負極１０１及び正極１３１における活物質層を包み込む構成を有すると好ましい。また炭素を含む材料１０５を有するフレキシブルバッテリ１００は導電材の量が少なくとも良好な電子伝導パスを形成することが可能である。

炭素を含む材料１０５にはグラフェン化合物、グラフェン又は炭素繊維を用いることができ、グラフェン化合物、グラフェン又は炭素繊維が活物質層に付着しているだけでも、上述した可動する際の摩擦を抑制させることができる。グラフェン化合物等については後述する。なお炭素を含む材料１０５は、例えば炭素材料であれば導電性を示すことができ、また含有する酸素等の割合により絶縁性を示すこともできる。

負極１０１は、集電体１０２（負極用集電体と記すことがある）及び活物質層１０３（負極用活物質層と記すことがある）を有する。正極１３１は、集電体１３２（正極用集電体と記すことがある）及び活物質層１３３（正極用活物質層と記すことがある）を有する。互いの集電体を区別するため序数を付すことがある。

炭素を含む材料１０５が導電性を示す場合、セパレータを配したフレキシブルバッテリ１００とするとよい。図３Ａには図１Ａ乃至図２Ｂと異なりセパレータ１３４を有するフレキシブルバッテリ１００を示す。セパレータ１３４は袋状又は筒状を有すると好ましく、図３Ａではセパレータ１３４の中に活物質層１３３が収容された正極１３１を示す。セパレータ１３４が袋状又は筒状を有すると、正極１３１がセパレータ１３４から突出することがなく、安全性又は耐久性の高いフレキシブルバッテリを提供することができる。

なお、セパレータ１３４へ収容する電極は面積の小さなものが好ましく、図３Ａでは図２Ａ又は図２Ｂのように正極１３１が負極１０１より面積が小さい場合を示したため、正極１３１をセパレータ１３４へ収容する構成とする。勿論、セパレータ１３４に負極１０１を収容してもよい。

図３Ｂには図３Ａと異なり、シート状のセパレータ１０９を有するフレキシブルバッテリ１００を示す。シート状のセパレータ１０９を配することで、安全性又は信頼性の高いフレキシブルバッテリを提供することができる。

このように炭素を含む材料１０５の導電率によっては、セパレータを配したフレキシブルバッテリ１００とするとよい。

また炭素を含む材料１０５が絶縁性を示す場合は、当該炭素を含む材料１０５がセパレータの機能を奏することができるため、フレキシブルバッテリ１００にてセパレータを不要にでき好ましい。

＜負極＞
負極１０１の構成について説明する。図４Ａには負極１０１の断面図、図４Ｂには負極１０１の上面図を示す。図４Ａの断面図は、図４Ｂにて点線を付した位置の断面に対応する。

負極１０１は集電体１０２及び活物質層１０３を有する。図４Ａに示すように活物質層１０３は、集電体１０２の二面（一方の面及び他方の面）に形成するとよい。活物質層１０３を二面に形成することを両面形成構造又は両面塗工構造と記す。図４Ａには示さないが、活物質層１０３は集電体１０２の一方の面又は他方の面のいずれかの一面に形成してもよい。活物質層１０３を一面に形成することを片面形成構造又は片面塗工構造と記す。

図１Ａ乃至図４Ｂに示すように、負極１０１において、集電体１０２及び活物質層１０３は炭素を含む材料１０５で包まれている。別言すると、炭素を含む材料１０５は、集電体１０２及び活物質層１０３を包み込んでいる。このような炭素を含む材料１０５を有する構成により、本発明の一態様のフレキシブルバッテリ１００は、図１Ａ、図２Ａ乃至図３Ｂ等のまっすぐな状態と図１Ｂの曲がった状態を繰り返す際、炭素を含む材料１０５が摩擦を低減するいわゆる緩衝材となるため、可動しやすくなり、安全性又は耐久性の高いフレキシブルバッテリ１００となる。このような炭素を含む材料１０５を緩衝層又は緩衝膜と記すこともある。

また炭素を含む材料１０５は、柔軟で変形しやすい特性を有するとよい。また炭素を含む材料１０５が配された電極等では、機械的強度が高まることも期待される。

再掲するが、炭素を含む材料１０５にはグラフェン化合物、グラフェン又は炭素繊維を用いることができ、グラフェン化合物、グラフェン又は炭素繊維が活物質層に付着しているだけでも、上述した可動する際の摩擦を抑制させることができる。

炭素を含む材料１０５は活物質層に付着しているだけでもよいが、隣り合う負極と正極間の摩擦をより低減させるためにも層状又は膜状となって負極１０１に配するとよい。層状の炭素を含む材料を炭素を含む材料層と記し、膜状の炭素を含む材料を炭素を含む材料膜と記すことがある。炭素を含む材料層又は炭素を含む材料膜は薄いほど体積当たりの活物質を多くできるため好ましく、厚みの上限として１００μｍ以下、好ましくは１０μｍ以下がよい。炭素を含む材料層と炭素を含む材料膜を区別するのであれば、厚みの上限が１μｍ以下のものを炭素を含む材料膜とすることができる。

図５Ａには負極１０１、具体的には活物質層１０３等の詳細を示す。活物質層１０３は、活物質１０４（負極活物質と記すことがある）、第１の導電材１０７ａ、及び第２の導電材１０７ｂを有する。本実施の形態では２つの導電材を用いた例を示したが、１つの導電材を用いてもよく、３つ以上の導電材を用いてもよい。負極１０１は集電体１０２を有し、集電体１０２に活物質１０４が埋め込まれた領域もある。

図５Ｂには活物質層１０３の拡大図を示す。活物質層１０３は活物質１０４を有する。活物質１０４の材料等は後述するが、一次粒子又は二次粒子のいずれでもよい。負極１０１がプレスされることにより、複数の活物質１０４同士が接するように密着する。プレス等により体積当たりの活物質割合を高めることができる。

図５Ｂに示すように、第１の導電材１０７ａ及び第２の導電材１０７ｂはそれぞれ活物質層１０３の内部において分散しているとよく、さらに均一に分散していることが望まれる。ただし第２の導電材１０７ｂは微粒子であり、第１の導電材１０７ａよりは分散性が低いことがある。

図５Ｂでは第１の導電材１０７ａを模式的に太線で表しているが、膜状の第１の導電材１０７ａが複数の活物質１０４を包むように、覆うように、又は活物質１０４の表面に張り付くように位置することができ好ましい。複数の第１の導電材１０７ａは、互いに面接触することも可能である。互いに面接触した第１の導電材１０７ａが複数の活物質１０４を包むように、覆うように、又は活物質１０４の表面に張り付くように位置することある。

第１の導電材１０７ａには、グラフェン化合物、グラフェン又は炭素繊維を用いることができる。グラフェン化合物については後述するが、導電材に用いられるため導電性を示す材料を用いる。またグラフェン化合物は炭素分子の単層又は多層の厚みを有するため非常に薄い膜状になることが多く、活物質１０４の表面に貼り付くように位置することができる。グラフェンは炭素分子の多層の厚みを有するため薄いが、矩形状をなすこともある。炭素繊維は、繊維が互いに絡まりあうような形状をなすことがある。なおグラフェン及び炭素繊維であっても、プレスすることで活物質１０４の表面に接するように位置することが可能である。

第１の導電材１０７ａに用いられたグラフェン化合物は、グラフェン化合物同士が結合した状態をなし、これをグラフェン化合物シート又はグラフェン化合物ネットと記すことがある。グラフェン化合物同士が結合の仕方によっては網目状に配置されることがあり、網目状のグラフェン化合物シート又は網目状のグラフェン化合物ネットと記すことがある。このようなグラフェン化合物シートを第１の導電材１０７ａに用いてもよい。

第１の導電材１０７ａとしてグラフェン化合物シートを用いると、当該グラフェン化合物シートが活物質１０４を被覆することができ、バインダとしての機能も奏することができる。バインダとしての機能を発現する場合、負極１０１にてバインダの量を少なくすることができる、又はバインダを不要にできるため、負極１０１における体積当たりの活物質割合を向上させることができる。

図５Ｃでは炭素を含む材料１０５の拡大図を示し、炭素を含む材料１０５としてグラフェン化合物シートを用いた場合を例示する。グラフェン化合物シートは第１の導電材１０７ａで説明したとおりであって、拡大図では図５Ｃに示すように平面状のグラフェン化合物１２０を複数有することがある。グラフェン化合物１２０としたが、グラフェン化合物シートはグラフェンを有することもある。

またグラフェン化合物の一辺の長さ（フレークサイズともいう。）は一辺の長さが５０ｎｍ以上１００μｍ以下、好ましくは８００ｎｍ以上２０μｍ以下である。そのため、隣り合うグラフェン化合物の間には、イオンが通過可能な領域１２１が存在する。このようなグラフェン化合物シートはイオン伝導性に優れ、炭素を含む材料１０５として好ましい。このようなグラフェン化合物シートはイオンが通過可能な領域１２１等を介して、電解質、具体的には電解液がグラフェン化合物シートへ侵入することもできる。

グラフェン化合物シートは、図５Ａに示すように炭素を含む材料１０５として活物質層１０３の表面に沿うように設けることができる。また具体的にはグラフェン化合物シートは、炭素を含む材料１０５として複数の活物質１０４の表面の一部を連続して沿うように設けることができる。このような状態を、炭素を含む材料１０５が活物質層又は活物質を包み込んでいると記すことがある。

図５Ｃではグラフェン化合物シートの場合を例示したが、グラフェン同士が結合した状態をなした、グラフェンシート又はグラフェンネットを用いてもよい。グラフェンの一辺の長さ（フレークサイズともいう。）は一辺の長さが５０ｎｍ以上１００μｍ以下、好ましくは８００ｎｍ以上２０μｍ以下であるため、隣り合うグラフェンの間にもイオンが通過可能な領域が存在しうる。このようなグラフェンシートはイオン伝導性に優れ、炭素を含む材料１０５として好ましい。グラフェンシート又はグラフェンネットを断面視に基づき多層グラフェンと記すこともある。

活物質１０４には、キャリアイオンが挿入及び脱離することにより充放電反応を行うことが可能な材料を用いる。キャリアイオンにはリチウムイオンを用いるとよい。またリチウムイオン以外にナトリウムイオン、カリウムイオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、ベリリウムイオン、又はマグネシウムイオン等を用いてもよい。リチウムイオンを用いた場合の活物質の具体例は後述する。

活物質１０４として粒状の形状をした材料を用いることができる。粒状とは、例えば球状（粉末状）、板状、角状、柱状、針状又は鱗片状等の形状を含む任意の表面積を有する外観形状を示す語句である。すなわち、粒状の活物質とは、必ずしも球状を指すものではなく、上述した多様な外観形状が含まれる。また活物質層１０３は複数の活物質１０４を有するが、互いの形状は異なってもよい。

活物質１０４は粒度分布を有するためメディアン径（Ｄ５０）を用いることが多く、活物質１０４のメディアン径（Ｄ５０）は例えば１０ｎｍ以上３０μｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以上２０μｍ以下、さらに好ましくは１μｍ以上１０μｍ以下が好ましい。メディアン径（Ｄ５０）が小さいと、負極１０１を図１Ｂのように曲げやすく好ましい。

また活物質１０４が２次粒子である場合には、当該２次粒子を構成する１次粒子のメディアン径（Ｄ５０）は例えば１０ｎｍ以上１μｍ以下、好ましくは１００ｎｍ以上５００ｍ以下が好ましい。メディアン径（Ｄ５０）が小さいと、負極１０１を図１Ｂのように曲げやすく好ましい。

再掲するが、炭素を含む材料１０５が活物質層１０３を包み込む状態として、図５Ａに示すように、炭素を含む材料１０５が活物質層１０３の表面に位置する活物質１０４の形状に沿うように設けられているとよい。炭素を含む材料１０５は柔軟性が高いため、活物質１０４の形状に沿うように設けることができる。

バッテリの充放電に伴う活物質１０４の膨張収縮が大きいと、充放電の繰り返しに伴い活物質１０４が集電体１０２から崩落することがある。またバッテリが可動するときに活物質１０４が集電体１０２から崩落することもある。本発明の一態様のフレキシブルバッテリ１００では、炭素を含む材料１０５が集電体１０２及び活物質層１０３を包み込むように位置するため、活物質１０４を抑える力が働き、活物質１０４が集電体１０２から崩落することを抑制できる。炭素を含む材料１０５が集電体１０２と接する領域を有することにより、活物質１０４を抑える力が強くなることがある。

集電体１０２及び活物質層１０３を効率的に包み込むために、袋状の炭素を含む材料１０５を用意するとよい。図１Ｂのように負極１０１等を曲げたときに、袋状の炭素を含む材料１０５の側部又は底部等からは集電体１０２及び活物質層１０３が突出しづらいため、安全性又は耐久性を高めることができる。また、袋状に代えて筒状の炭素を含む材料１０５を用意してもよい。筒状の炭素を含む材料１０５においても、図１Ｂのように負極１０１等を曲げたときに、筒状の炭素を含む材料１０５の側部等から集電体１０２及び活物質層１０３が突出しづらいため、安全性又は耐久性を高めることができる。

図５Ａ等には図示しないが、活物質層１０３は電解質を有するとよい。室温（２５℃）で液状の電解質のことを電解液とも記す。炭素を含む材料１０５は電解液を含浸することができる。図５Ｃのようなグラフェン化合物シートを炭素を含む材料１０５に用いると、電解液はグラフェン化合物１２０の間を侵入することもできる。

図５に図示しないが、活物質層１０３はバインダを有してもよい。また炭素を含む材料１０５で活物質層を包み込むことができるため、バインダを不要とすることもできる。

＜グラフェン化合物＞
ここで改めてグラフェン化合物について説明する。まずグラフェンを説明する。グラフェンは、炭素が１原子層配列したものであり、炭素原子間にπ結合を有する。すなわちグラフェンとは、炭素を有し、シート状（平板状とも記す）等の形状を有し、炭素６員環で形成された二次元的構造を有するものをいう。該炭素６員環で形成された二次元的構造は炭素シートといってもよい。

またグラフェンが２層以上１００層以下重なったものを、多層グラフェンと呼ぶ場合がある。グラフェン及び多層グラフェンは、例えば、長手方向、あるいは面における長軸の長さが５０ｎｍ以上１００μｍ以下又は８００ｎｍ以上５０μｍ以下である。

次に、グラフェン化合物について説明する。グラフェン又は多層グラフェンを基本骨格として有する化合物を「グラフェン化合物（「グラフェンコンパウンド：Ｇｒａｐｈｅｎｅ　Ｃｏｍｐｏｕｎｄ」ともいう）」と呼ぶ。その他グラフェン化合物には、後述の酸化グラフェン、多層の酸化グラフェン、還元された酸化グラフェン、還元された多層の酸化グラフェン、又はグラフェン量子ドット等が含まれる。

グラフェン化合物は例えば、グラフェン又は多層グラフェンが、炭素以外の原子、又は炭素以外の原子を有する原子団に修飾された化合物である。また、グラフェン又は多層グラフェンが、アルキル基、アルキレン基等の炭素を主とした原子団に修飾された化合物であってもよい。なお、グラフェン又は多層グラフェンを修飾する原子団を、置換基、官能基、又は特性基等と記すことがある。本明細書等において修飾とは、置換反応、付加反応又はその他の反応により、グラフェン、多層グラフェン、グラフェン化合物、又は酸化グラフェン（後述）に、炭素以外の原子を有する原子団、又は炭素以外の原子を有する原子団を導入することをいう。なお、グラフェンの表面と裏面は、それぞれ異なる原子又は原子団により修飾されていてもよい。また、多層グラフェンにおいては、それぞれの層が異なる原子又は原子団に修飾されていてもよい。

グラフェン化合物とは例えば、炭素を有し、シート状等の形状を有し、炭素６員環で形成された二次元的構造を有するものをいう。該炭素６員環で形成された二次元的構造は炭素シートといってもよい。

＜酸化グラフェン＞
上述の原子又は原子団により修飾されたグラフェンの一例として、酸素又は酸素を含む官能基に修飾されたグラフェン又は多層グラフェンが挙げられる。ここで酸素を含む官能基として例えば、エポキシ基、カルボキシ基などのカルボニル基、水酸基、又はラクトール基等が挙げられる。酸素又は酸素を有する官能基により修飾されたグラフェン化合物を、酸化グラフェンと呼ぶ場合がある。また、本明細書では、酸化グラフェンは多層の酸化グラフェンも含むものとする。酸化グラフェンは絶縁性を示すことができる。

＜フッ素で終端＞
またグラフェン化合物として、グラフェンの端部をフッ素で終端させた材料を用いてもよい。

＜酸化グラフェンを作製する方法＞
次に、酸化グラフェンの作製方法の一例を説明する。酸化グラフェンは、上記グラフェン又は多層グラフェンを酸化して得ることができる。又は、酸化グラフェンは、酸化グラファイトの層間を分離して得ることができる。酸化グラファイトは、グラファイトを酸化して得ることができる。ここで、酸化グラフェンに、さらに上述の原子又は原子団を修飾してもよい。

酸化グラフェンを作製する方法として、例えばＨｕｍｍｅｒｓ法、Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｈｕｍｍｅｒｓ法、又は黒鉛類の酸化等、種々の合成法が挙げられる。

例えば、Ｈｕｍｍｅｒｓ法及びＭｏｄｉｆｉｅｄ　Ｈｕｍｍｅｒｓ法は、鱗片状グラファイト等のグラファイトを酸化して、酸化グラファイトを形成する手法である。形成された酸化グラファイトは、グラファイトがところどころ酸化されることでカルボニル基、カルボキシ基、ヒドロキシル基、ラクトール基等の官能基が結合したものであり、グラファイトの結晶性が損なわれ、層間の距離が大きくなっている。このため超音波処理等により、容易に層間を分離して、酸化グラフェンを得ることができる。

ここでＭｏｄｉｆｉｅｄ　Ｈｕｍｍｅｒｓ法を用いた酸化グラフェンの製法の一例を説明する。グラファイト粉末に過マンガン酸カリウムの硫酸溶液等を加えて酸化反応させて酸化グラファイトを含む混合液を形成する。酸化グラファイトは、グラファイトの炭素の酸化により、エポキシ基、カルボニル基、カルボキシ基、ヒドロキシル基等の官能基を有する。このため、酸化グラフェンの層間距離がグラファイトと比較して長い。次に、酸化グラファイトを含む混合液に超音波振動を加えることで、層間距離の長い酸化グラファイトを劈開し、酸化グラフェンを分離することができると共に、酸化グラフェンを含む分散液を形成することができる。

上記Ｍｏｄｉｆｉｅｄ　Ｈｕｍｍｅｒｓ法を用いて酸化グラフェンを作製することにより、例えば、得られる酸化グラフェンが、硫黄、窒素、等の元素を有する場合がある。

本発明の一態様のグラフェン化合物が有する硫黄の濃度は例えば、５％以下が好ましく、３％以下がより好ましい。

本発明の一態様のグラフェン化合物は例えば、１０ｐｐｍ以上５％以下、あるいは１００ｐｐｍ以上３％以下、あるいは０．１％以上３％以下の硫黄を有する場合がある。

ここでグラフェン化合物が有する硫黄の濃度は例えば、ＸＰＳ等の元素分析を用いて評価することができる。

また、本発明の一態様のグラフェン化合物は例えば、０．１％以上３％以下の窒素を有する場合がある。

＜還元された酸化グラフェン＞
酸化グラフェンを還元して得られる化合物を、「ＲＧＯ（Ｒｅｄｕｃｅｄ　Ｇｒａｐｈｅｎｅ　Ｏｘｉｄｅ）」と呼ぶ場合がある。ここで、ＲＧＯは非特許文献１に示すように「ｒＧＯ」と表記する場合もある。なお、ＲＧＯには、酸化グラフェンに含まれる酸素は全て脱離されずに、一部の酸素又は酸素を含む原子団が炭素に結合した状態で残存する場合がある。例えばＲＧＯは、エポキシ基、カルボキシル基などのカルボニル基、又は水酸基等の官能基を有する場合がある。

還元された酸化グラフェンは、炭素の濃度が８０ａｔｏｍｉｃ％より大きく、酸素の濃度が２ａｔｏｍｉｃ％以上１５ａｔｏｍｉｃ％以下である部分を有することが好ましい。このような炭素濃度及び酸素濃度とすることで、還元された酸化グラフェンの導電性を高くすることができる。

また還元された酸化グラフェンは、ラマンスペクトルにおけるＧバンドとＤバンドの強度比Ｇ／Ｄが１以上であることが好ましい。このような強度比である還元された酸化グラフェンは、導電性を高くすることができる。

なお、酸化グラフェンの還元は、例えば熱処理により行ってもよいし、還元剤を用いて行ってもよい。

還元された酸化グラフェンとは例えば、炭素と、酸素を有し、シート状等の形状を有し、炭素６員環で形成された二次元的構造を有するものをいう。

＜孔＞
酸化グラフェンを還元することにより、グラフェン化合物に孔を設けることができる場合がある。グラフェン化合物の孔は、キャリアイオン、具体的にはリチウムイオンが通過できる領域に該当することができる。このような孔を有すると、キャリアイオンの挿入脱離がしやすくなり、バッテリのレート特性を高めることができる。炭素シートの一部に設けられる孔は、空孔、欠陥又は空隙と呼ばれる場合がある。またキャリアイオン以外に、リチウム以外のアルカリ金属のイオン、又は電解質に用いられるアニオン、及びカチオン、電解液が有するアニオン、及びカチオン等が通過できるとよい。

グラフェン化合物は、複数の炭素原子と、一以上のフッ素原子と、により設けられる孔を有してもよい。また、該複数の炭素原子は環状に結合することが好ましく、環状に結合する該複数の炭素原子の一以上は、該フッ素により終端されることが好ましい。フッ素は電気陰性度が高く、負の電荷を帯びやすい。正の電荷を帯びたリチウムイオンが近づくことにより相互作用が生じ、エネルギーが安定し、キャリアイオン、具体的にはリチウムオンが孔を通過する障壁エネルギーを低くすることができる。よって、グラフェン化合物が有する孔がフッ素を有することより、小さな孔においてもキャリアイオンが通過しやすく、かつ優れた導電性を有することができる。

＜多員環＞
グラフェン化合物は、炭素で構成される六員環の他に、炭素で構成される五員環、又は炭素で構成される七員環以上の多員環を有してもよい。ここで、七以上の多員環の近傍では、イオンが通過可能な領域が生じる場合がある。イオンが通過可能な領域を上記孔と見なすことができる。イオンの一例として、キャリアイオン、具体的にはリチウムイオンが挙げられる。また上述したイオンの別例として、リチウム以外のアルカリ金属のイオン、電解液が有するアニオン、及びカチオン等が挙げられる。

図６Ａ及び図６Ｂに、孔を有するグラフェン化合物の構成の一例を示す。

図６Ａに示す構成は、２２員環を有し、２２員環を構成する８個の炭素がそれぞれ、水素により終端される。また、グラフェン化合物において、連結した２つの６員環を取り除き、取り除かれた６員環と結合していた炭素を水素で終端した構造を有するとも言える。

図６Ｂに示す構成は、２２員環を有し、２２員環を構成する炭素のうち８個の炭素が、６個の炭素が水素により終端され、２個の炭素がフッ素により終端される。また、グラフェン化合物において、連結した２つの６員環を取り除き、取り除かれた６員環と結合していた炭素を水素又はフッ素で終端した構造を有するとも言える。

グラフェン化合物が孔を有する場合には例えば、ラマン分光のマッピング測定により、孔に起因する特徴に基づくスペクトルを観測できる可能性がある。また、孔を構成する結合、官能基などを飛行時間型二次イオン質量分析法（ＴｏＦ−ＳＩＭＳ）で観察できる可能性がある。また、ＴＥＭ（透過型電子顕微鏡）観察により、孔の近傍、孔の周辺、等を分析できる可能性がある。

＜シート状のグラフェン化合物＞
グラフェン化合物は、複数のグラフェン化合物が部分的に重なりながら１枚のシート状となっていてもよい。また、複数のグラフェン化合物が集まって、シート状の形状となっていてもよい。グラフェン化合物は平面的な形状を有するため、面接触を可能とする。このようなグラフェン化合物を、上述したようにグラフェン化合物シート、又はグラフェン化合物ネットと記すことがある。グラフェン化合物シートは例えば、厚さが０．３３ｎｍ以上１００μｍ以下、より好ましくは０．３４ｎｍより大きく１０μｍ以下の領域を有する。

グラフェン化合物シートは、例えば隣り合うグラフェン化合物の間において、イオンが通過可能な領域が生じる場合がある。よって、グラフェン化合物シートは、イオン伝導性に優れる場合がある。又は、グラフェン化合物シートは、イオンを吸着しやすい場合がある。再掲するが、イオンの一例として、キャリアイオン、具体的にはリチウムイオンが挙げられる。また上述したイオンの別例として、リチウム以外のアルカリ金属のイオン、電解液が有するアニオン、及びカチオン等が挙げられる。

またグラフェン化合物シートは、平面的に重なったグラフェン化合物同士が滑ることにより外力が印加される場合に変形することができ、亀裂等が入りにくい場合があると考えられる。

このようなグラフェン化合物シートは、炭素以外の原子、炭素以外の原子を有する原子団、又はアルキル基等の炭素を主とした原子団等により修飾されていてもよい。また、グラフェン化合物シートが有する複数の層のそれぞれにおいて、異なる原子又は原子団により修飾されていてもよい。

＜導電性＞
グラフェン化合物は薄くても導電性が高い場合があり、また面接触によりグラフェン化合物同士、あるいはグラフェン化合物と活物質との間の接触面積を増加させることができる。よって、体積あたりの量が少なくても効率よく導電パスを形成することができる。

＜絶縁性＞
また、グラフェン化合物を絶縁体として用いることもできる。例えばグラフェン化合物シートをシート状の絶縁体として用いることができる。ここで例えば、酸化グラフェンは酸化されていないグラフェン化合物と比較して絶縁性が高い場合がある。また、原子団に修飾されたグラフェン化合物は、修飾される原子団の種類により、絶縁性を高めることができる場合がある。

＜グラフェン化合物の作製方法＞
グラフェン化合物は、スプレードライ法、又は塗布法などを用いて作製することができる。本実施の形態では、一例として、原料に酸化グラフェン分散液を用い、スプレードライ法によりグラフェン化合物シートを作製する場合を説明する。なお、酸化グラフェン分散液が有する酸化グラフェンは、多層の酸化グラフェンであってもよく、酸化グラフェン分散液には酸化グラフェン、又は酸化グラフェン及び多層の酸化グラフェンを有することがある。

酸化グラフェンの分散液に用いる溶媒は極性溶媒が好ましい。極性溶媒として例えば、水、メタノール、エタノール、アセトン、テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）、ジメチルホルムアミド（ＤＭＦ）、１−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）及びジメチルスルホキシド（ＤＭＳＯ）、エチレングリコール、ジエチレングリコール、及びグリセリンから選ばれた一又は二以上の混合液を用いることができる。

スプレードライ法を用いて、基板又は板上に複数の酸化グラフェンを成膜して、酸化グラフェンを有するグラフェン化合物を得ることができる。成膜時、複数のグラフェン化合物同士が互いに重なった場合、グラフェン化合物シートを作製することもできる。スプレードライ法は、成膜時間又は分散液の濃度等を調整することにより、グラフェン化合物又はグラフェン化合物シートの膜厚を制御することができ、本発明の一態様であるグラフェン化合物又はグラフェン化合物シートの作製に好適である。

グラフェン化合物又はグラフェン化合物シートは、基板又は板から剥離することができる。また当該基板又は板を図１乃至図５等の活物質層と読み替えることができ、当該活物質層上にグラフェン化合物又はグラフェン化合物シートを成膜することもできる。この場合、グラフェン化合物又はグラフェン化合物シートは剥離しなくともよい。

図７Ａにスプレードライ装置２８０の模式図を示す。スプレードライ装置２８０はチャンバー２８１と、ノズル２８２を有する。ポンプ（図示せず）で分散液２８４をくみ上げ、チューブ２８３を介してノズル２８２に分散液２８４が供給される。噴霧状の分散液２８４がチャンバー２８１へ供給され、当該分散液２８４はチャンバー２８１内で乾燥する。

スプレードライ装置２８０は、ノズル２８２を加熱するためヒーター２８５を有してもよい。またヒーター２８５は、チャンバー２８１のうちノズル２８２に近い領域、例えば図７Ａに示す破線で囲む領域２９０も加熱されることがある。

分散液２８４として酸化グラフェン分散液を用いた場合、酸化グラフェン分散液より供給される酸化グラフェンはグラフェン化合物又はグラフェン化合物シート２２２となり、チャンバー２８１の壁面に成膜される。また当該酸化グラフェン分散液により供給される一部の酸化グラフェンは、チャンバー２８１内で乾燥して粉末状態となり、チャンバー２８１から回収容器２８６へ回収される。さらに回収容器２８６にノズル（図示せず）を連結させておき、当該ノズルを介して酸化グラフェンを回収してもよい。回収された酸化グラフェンは酸化グラフェン分散液として再利用することができる。

チャンバー２８１内の雰囲気は調整されるとよく、例えば図７Ａに矢印２８８で示した経路により、チャンバー２８１内をアスピレーター等により吸引してもよい。さらに回収容器２８６にノズル（図示せず）を連結させておき、当該ノズルを介して酸化グラフェンを回収してもよい。

チャンバー２８１内に基板又は板を設置し、その上にグラフェン化合物又はグラフェン化合物シートを成膜してもよい。基板又は板は平板状でもよく、曲面状でもよい。また当該基板又は板を図１乃至図５等の活物質層と読み替えることができ、表面が凹凸をなした活物質層上にグラフェン化合物又はグラフェン化合物シートを成膜することもできる。

基板又は板はノズル２８２に対して平行に設置してもよいし、ある角度を持って設置してもよい。ノズル２８２に代えてスプレーを用いてもよい。例えばノズル２８２に対して垂直に設置してもよい。図７Ｂにはノズル２８２に対して垂直となるように基板２８７を設置し、基板上にグラフェン化合物又はグラフェン化合物シートを成膜する例を示す。例えばノズル２８２は、矢印で示すように左右に動かしながら成膜するとよく、グラフェン化合物又はグラフェン化合物シート面内の膜厚均一性を向上させることができる。グラフェン化合物又はグラフェン化合物シート面内の膜厚均一性を向上させるためには、基板２８７を矢印で示すように左右に動かしてもよい。さらにグラフェン化合物又はグラフェン化合物シート面内の膜厚均一性を向上させるためには、ノズル２８２と基板２８７の両方を矢印で示すように左右に動かしてもよい。

グラフェン化合物又はグラフェン化合物シートの層間距離の一例を示す。グラフェン化合物又はグラフェン化合物シートの層間距離は例えば、０．３３５ｎｍ以上０．７ｎｍ以下、あるいは０．３４ｎｍより大きく０．６ｎｍ以下、あるいは０．３４ｎｍより大きく０．５ｎｍ以下、あるいは０．３４ｎｍより大きく０．４４ｎｍより小さければよい。当該層間距離であれば、キャリアイオンが層間を移動することができる。

層間距離を算出する方法として、ＴＥＭ観察、又はＸ線回折法（ＸＲＤ）を用いた評価等が挙げられる。ＴＥＭ観察においては、微小範囲の観察、例えば数ｎｍ乃至数μｍ角の範囲の観察を行う。それと比較して、ＸＲＤを用いた評価においては、より広い範囲の平均的な情報を評価できる場合がある。

このように作製されたグラフェン化合物又はグラフェン化合物シートは、絶縁性を示すことができる。

導電性を示すグラフェン化合物又はグラフェン化合物シートを作製する場合、還元処理を施すとよい。グラフェン化合物又はグラフェン化合物シートを還元することにより、酸化グラフェンが還元され、グラフェン化合物又はグラフェン化合物シートの導電性を高めることができる。

再掲するが、還元処理の手法には熱処理による還元、又は還元剤を用いた還元（これを化学還元と記すことがある）等がある。化学還元の還元温度は例えば室温以上１００℃以下、好ましくは４０℃以上７０℃以下がよい。また化学還元の処理時間は、３分以上１０時間以下、好ましくは３０分以上３時間以下がよい。

還元剤としては、アスコルビン酸、ヒドラジン、ジメチルヒドラジン、ヒドロキノン、水素化硼素ナトリウム（ＮａＢＨ_４）、水素化アルミニウムリチウム（ＬｉＡｌＨ_４）、若しくはＮ，Ｎ−ジエチルヒドロキシルアミン又はこれらの誘導体を用いることができる。例えば、アスコルビン酸及びヒドロキノンは、ヒドラジン又は水素化硼素ナトリウムに比べ還元力が弱いため安全性が高く、工業的に利用しやすい。

酸化グラフェンの分散液において、溶媒は極性溶媒を用いることができると述べたが、当該極性溶媒は上記還元剤を溶解することができるものであれば特に限定されない。

また酸化グラフェンの分散液として、還元剤を有してもよい。すなわち酸化グラフェンの分散液は、溶媒に代えて、溶媒及び還元剤を含む還元液を有してもよい。当該還元液は例えば、エタノール及びアスコルビン酸の混合液、又は水、アスコルビン酸及び水酸化リチウムの混合液を用いることができる。

酸化グラフェンの分散液において、酸化グラフェンは、例えばアスコルビン酸によりプロトンが付加されることがあり、その後の熱処理などでＨ_２Ｏが脱離して、酸化グラフェンを還元することもできる。

還元処理後、洗浄を行ってもよい。洗浄は、例えば、溶媒として挙げた溶液を用いて行うとよい。なお、還元液に含まれていた溶媒と同じ溶媒を有する溶液を用いて洗浄してもよいし、還元液に含まれていた溶媒とは異なる溶媒を有する溶液を用いて洗浄してもよい。また洗浄後に乾燥工程を行ってもよい。

次に、熱還元について説明する。熱還元工程は例えば、５０℃以上５００℃未満、好ましくは１２０℃以上４００℃以下の温度で、１時間以上４８時間以下、好ましくは２時間以上２０時間以下で行うとよい。熱還元は減圧（真空）下又は還元雰囲気下にて行ってもよいし、大気圧でおこなってもよい。また、還流させるガスとして、空気を用いてもよいし、窒素又はその他の不活性ガスを用いてもよい。

このように作製されたグラフェン化合物又はグラフェン化合物シートは、導電性を示すことができる。

図８Ａには負極１０１であって、図５Ａ等に示した炭素を含む材料１０５として炭素繊維１０８を有する構成を示す。図８Ｂには炭素繊維１０８の拡大図を示す。その他の構成は図５Ａ等と同様であるため説明を省略する。

また炭素繊維１０８は、柔軟で変形しやすい特性を有することができ、負極等の機械的強度を高めることができる。

炭素繊維１０８として、比表面積が５ｍ^２／ｇ以上６０ｍ^２／ｇ未満の繊維状材料を用いるとよい。炭素繊維１０８は例えばメソフェーズピッチ系炭素繊維、等方性ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維を用いることができる。また炭素繊維１０８として、カーボンナノファイバー又はカーボンナノチューブなどを用いることができる。カーボンナノファイバー又はカーボンナノチューブは、例えば気相成長法などで作製することができる。

炭素繊維１０８が活物質層１０３を包み込む状態では、図８Ａに示すように、炭素繊維１０８が活物質層１０３の表面に位置する活物質１０４の形状に沿うように設けられているとよい。炭素繊維１０８は柔軟性が高いため、活物質１０４の形状に沿うように設けることができる。

バッテリの充放電に伴い活物質１０４の膨張収縮が大きいと、充放電の繰り返しに伴い活物質１０４が集電体１０２から崩落することがある。またバッテリが可動するときに活物質１０４が集電体１０２から崩落することもある。本発明の一態様のフレキシブルバッテリ１００では、炭素繊維１０８が集電体１０２及び活物質層１０３を包み込むように位置するため、活物質１０４を抑える力が働き、活物質１０４が集電体１０２から崩落することを抑制できる。炭素繊維１０８が集電体１０２と接する領域を有することにより、活物質１０４を抑える力が強くなることがある。

図８Ａ等に図示しないが、活物質層１０３はバインダ及び電解質を有する。液状の電解質のことを電解液とも記す。炭素繊維１０８は電解液を含浸することができ、さらにキャリアイオンが通過できるように分散しているとよい。

図５（Ａ）等に示す炭素を含む材料１０５、及び図８等に示す炭素繊維１０８は、導電性を有するとよい。導電性を有する炭素を含む材料１０５としてはグラフェン等を選ぶことができる。

また、図５等に示す炭素を含む材料１０５は、絶縁性を有するとよい。導電性を有する炭素を含む材料１０５としては酸化グラフェン又は還元された酸化グラフェン等を選ぶことができる。炭素を含む材料１０５が正極と負極のショートを防止する程度に絶縁性を有するとよく、この場合セパレータを不要にできる。絶縁性を有する炭素を含む材料１０５としては後述する材料から選ぶことができ、酸素の割合が高い材料が好ましい。

また図５等に示す炭素を含む材料１０５、及び図８等に示す炭素繊維１０８は、ポリマー材料に混合された状態でもよい。ポリマー材料の割合によって絶縁性を示すことができる。上記ポリマー材料として、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリブテン、ナイロン、ポリエステル、ポリスルホン、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、又はテトラフルオロエチレン等を用いることができる。ポリマー材料であれば炭素を含む材料１０５及び炭素繊維１０８の柔軟性等を損なうことがなく、絶縁性を有することができ好ましい。

＜正極＞
次に、図９Ａ及び図９Ｂには正極１３１の詳細を示す。図９Ａには正極１３１の断面図、図９Ｂには正極１３１の上面図を示す。図９Ａの断面図は、図９Ｂにて点線を付した位置の断面に対応する。

正極１３１は集電体１３２及び活物質層１３３を有する。図９Ａに示すように活物質層１３３は、集電体１３２の二面（一方の面及び他方の面）に形成するとよい。再掲するが、活物質層１３３を二面に形成することを両面形成構造又は両面塗工構造と記す。図９Ａには示さないが、活物質層１３３は集電体１３２の一方の面又は他方の面のいずれかの一面に形成してもよい。再掲するが、活物質層１３３を一面に形成することを片面形成構造又は片面塗工構造と記す。

図１Ａ乃至図３Ｂ、図９Ａ及び図９Ｂに示すように、正極１３１において、集電体１３２及び活物質層１３３は炭素を含む材料１０５で包まれている。別言すると、炭素を含む材料１０５は、集電体１３２及び活物質層１３３を包み込んでいる。このような炭素を含む材料１０５を有する構成により、本発明の一態様のフレキシブルバッテリ１００は、図１Ａと図１Ｂの状態を繰り返す際、炭素を含む材料１０５が摩擦を低減するいわゆる緩衝材となるため、可動しやすくなる。

また炭素を含む材料１０５は、柔軟で変形しやすい特性を有することができ、正極等の機械的強度を高めることができる。

図５で示した構成と同様に、正極１３１も活物質、導電材、バインダ及び電解液等を有する。また図８で示した構成と同様に、正極１３１においても炭素を含む材料１０５に代えて炭素繊維１０８を用いてもよい。

また炭素繊維１０８は、柔軟で変形しやすい特性を有することができ、正極等の機械的強度を高めることができる。

［構成例２］
構成例２として、上述した構成例１とは異なり活物質層が片面形成構造又は片面塗工構造を有し、重なる集電体の間に炭素を含む材料を設けたフレキシブルバッテリ２００を説明する。図１０に示す断面図は、フレキシブルバッテリ２００がまっすぐな状態を示し、本発明の一態様のフレキシブルバッテリ２００は、図１０に示すまっすぐな状態と、曲がった状態とを繰り返すことが可能である。

負極２０１は、上述した構成例１の負極１０１と同様に、集電体１０２、活物質層１０３を有する。活物質層１０３は片面形成構造又は片面塗工構造のため、集電体１０２の一面に形成されている。集電体１０２と活物質層１０３とをもう一つ用意し、重ねた２つの集電体１０２の間に炭素を含む材料１０５を設ける。このような負極２０１を用意する。

正極２３１は、上述した構成例１の正極１３１と同様に、集電体１３２、活物質層１３３を有する。活物質層１３３は片面形成構造又は片面塗工構造のため、集電体１３２の一面に形成されている。集電体１３２と活物質層１３３とをもう一つ用意し、重ねた２つの集電体１３２の間に炭素を含む材料１０５を設ける。このような正極２３１を用意する。

負極２０１と正極２３１との間にはセパレータ２２１を配置する。

構成例２の場合、炭素を含む材料１０５は２つの集電体の間に位置する。このような炭素を含む材料１０５を有する構成により、本発明の一態様のフレキシブルバッテリ２００は、図１０の状態と曲げた状態とを繰り返す際、炭素を含む材料１０５が摩擦を低減するいわゆる緩衝材となるため、可動しやすくなる。すなわち炭素を含む材料１０５を緩衝層と記すこともある。また２つの集電体の間に位置する炭素を含む材料１０５は、絶縁性を示してもよいが、導電性を示す方が好ましい。

図１１には負極２０１、具体的には活物質層１０３等の詳細を示す。図１１の活物質層１０３は、図５に示した活物質層１０３等と同様であるが、負極２０１において２つの集電体１０２の間に炭素を含む材料１０５が位置する。図１１に図示しないが、図５と同様に活物質層１０３はバインダ及び電解質を有し、電解質は電解液を用いてもよい。２つの集電体１０２の間に位置する炭素を含む材料１０５は電解液を含浸しなくともよく、キャリアイオンが通過できる孔を有さなくともよい。

図１２には負極１０１であって、図１１等に示した炭素を含む材料１０５に代えて炭素繊維１０８を有する構成を示す。その他の構成は図１１と同様であるため説明を省略する。このような炭素繊維１０８を有する構成により、本発明の一態様のフレキシブルバッテリ２００は、図１２の状態と曲げた状態を繰り返す際、炭素繊維１０８が摩擦を低減するいわゆる緩衝材となり可動しやすくなる。すなわち炭素繊維１０８を緩衝層と記すこともある。また２つの集電体の間に位置する炭素繊維１０８は、絶縁性を示してもよいが、導電性を示す方が好ましい。

本実施の形態のようにグラフェン化合物又は炭素繊維等を有するフレキシブルバッテリは、安全性又は耐久性が高く好ましい。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。

（実施の形態２）
本実施の形態では、本発明の一態様のフレキシブルバッテリ３００について説明する。

フレキシブルバッテリ３００は上記構成例１及び構成例２で示したフレキシブルバッテリへ適用可能な新たな集電体を有する。図１３に示すように、フレキシブルバッテリ３００を曲げると、集電体３０２はまっすぐな領域と曲がる領域を有する。集電体３０２において、上記まっすぐな領域に位置する第１の集電体３０２ａと曲がる領域に位置する第２の集電体３０２ｂとで材質を異ならせると好ましい。例えば第２の集電体３０２ｂは第１の集電体３０２ａよりも柔軟性の高い材質を用いて形成すると好ましく、上記実施の形態で示したグラフェン化合物を用いるとよい。

［構成例３］
図１４Ａに示す断面図は、まっすぐな状態のフレキシブルバッテリ３００を示す。フレキシブルバッテリ３００は上記実施の形態と同様に負極３０１及び正極３３１が積層した構造を有する。

負極３０１は集電体３０２を有し、集電体３０２は第１の集電体３０２ａ、及び第２の集電体３０２ｂを有し、第２の集電体３０２ｂを曲がる領域と重なるように配置する。例えば第２の集電体３０２ｂには、上記実施の形態で示したグラフェン化合物を用いるとよい。負極３０１のその他の構成は、上記実施の形態と同様である。

正極３３１は集電体３３２を有し、集電体３３２は第１の集電体３２２ａ、及び第２の集電体３２２ｂを有し、第２の集電体３２２ｂを曲がる領域と重なるように配置する。例えば第２の集電体３２２ｂには、上記実施の形態で示したグラフェン化合物を用いるとよい。正極３３１のその他の構成は、上記実施の形態と同様である。

図１４Ｂは、負極３０１の上面図を示す。上述したように負極３０１は集電体３０２及び活物質層１０３を有し、活物質層１０３が集電体３０２よりも上層に位置する。フレキシブルバッテリ３００が曲がる領域には、第２の集電体３０２ｂが重なっており、図１４Ｂでは当該第２の集電体３０２ｂの位置に破線を添える。曲がる領域に重なる第２の集電体３０２ｂは、集電体３０２の短辺と平行な方向に沿うように選択的に形成するとよい。

図１４Ｃは、負極３０１の断面図を示す。図１４Ｃの断面図は、図１４Ｂにて一点破線を付したＸ１−Ｘ２の断面に対応する。上述したように負極３０１は集電体３０２及び活物質層１０３を有し、活物質層１０３が集電体３０２よりも上層に位置する。集電体３０２は、フレキシブルバッテリ３００が曲がる領域に重なる第２の集電体３０２ｂと、まっすぐな領域に重なる第１の集電体３０２ａとを有する。第１の集電体３０２ａは、第２の集電体３０２ｂと異なる材質の集電体材料を用いると好ましい。

次に図１５Ａ乃至図１５Ｄを用いて、図１４Ｃの断面図に対応した負極３０１の作製工程を説明する。図１５Ａに示すように、集電体３０２上に活物質層１０３を形成する。活物質層１０３は活物質等を有するスラリーを集電体３０２上に塗工し、乾燥することで得られる。その後、図１５Ｂに示すように、曲がる領域に対応して、集電体３０２に開口部３０３を形成する。そして図１５Ｃに示すように、開口部３０３に第２の集電体３０２ｂとなる新たな集電体を形成する。第２の集電体３０２ｂの表面の位置を、集電体３０２の表面の位置と揃えると好ましく、図１５Ｄに示すように、不要な領域の新たな集電体を除去して、第１の集電体３０２ａ、及び第２の集電体３０２ｂを有する集電体３０２を得る。

［構成例４］
図１６Ａに示す断面図は、まっすぐな状態のフレキシブルバッテリ３００を示す。フレキシブルバッテリ３００は上記実施の形態と同様に負極３０１及び正極３３１が積層した構造を有する。

負極３０１は集電体３０２を有し、集電体３０２は曲がる領域に重なる第３の集電体３０２ｃを有する。本構成では上記構成例３と異なり、第３の集電体３０２ｃを開口部以外にも形成する。第３の集電体３０２ｃは柔軟性の高い材質により形成されるため、開口部以外に形成することができる。さらに第３の集電体３０２ｃは、炭素を含む材料１０５と接する領域を有するが、炭素を含む材料１０５は第３の集電体３０２ｃとの密着性が高く好ましい。

正極３３１は集電体３３２を有し、集電体３３２は曲がる領域に位置する第３の集電体３３２ｃを有する。本構成では上記構成例３と異なり、第３の集電体３３２ｃを開口部以外にも形成する。第３の集電体３３２ｃは柔軟性の高い材質により形成されるため、開口部以外に形成することができる。さらに第３の集電体３３２ｃは、炭素を含む材料１０５と接する領域を有するが、炭素を含む材料１０５は第３の集電体３３２ｃとの密着性が高く好ましい。

次に図１６Ｂ乃至図１６Ｄには負極３０１の作製工程を示す。図１６Ｂに示すように、集電体３０２上に活物質層１０３を形成する。活物質層１０３は活物質等を有するスラリーを集電体３０２上に塗工し、乾燥することで得られる。その後、図１６Ｃに示すように、曲がる領域に対応して、集電体３０２に開口部３０３を形成する。そして図１６Ｄに示すように、少なくとも開口部３０３と重なるように第３の集電体３０２ｃとなる新たな集電体を形成する。一部の集電体３０２は残り、これを第１の集電体３０２ａと記す。

本工程では、上述した図１５Ｄに示すような集電体の削除工程を有さない。本工程では工程数を削減することができる。

［構成例５］
図１７Ａに示す断面図は、まっすぐな状態のフレキシブルバッテリ３００を示す。フレキシブルバッテリ３００は上記実施の形態と同様に負極３０１及び正極３３１が積層した構造を有する。

負極３０１は集電体３０２を有し、曲がる領域を含む全体に、第４の集電体３０２ｄを形成する。構成例５では、上記構成例３、及び構成例４と異なり集電体３０２として第４の集電体３０２ｄを設けたものである。

正極３３１は集電体３３２を有し、負極と同様に、曲がる領域を含む全体に、第４の集電体３３２ｄを形成する。構成例５では、上記構成例３、及び構成例４と異なり集電体３２２として第４の集電体３３２ｄを設けたものである。

次に図１７Ｂ乃至図１７Ｄには負極３０１の作製工程を示す。図１７Ｂに示すように、集電体３０２上に活物質層１０３を形成する。活物質層１０３は活物質等を有するスラリーを集電体３０２上に塗工し、乾燥することで得られる。その後、図１７Ｃに示すように、活物質層１０３が露出するように集電体３０２を除去する。そして図１７Ｄに示すように、露出した活物質層１０３を覆うように第４の集電体３０２ｄとなる新たな集電体を形成する。一部の集電体３０２は残り、これを第１の集電体３０２ａと記す。

［構成例６］
図１８Ａに示す断面図は、まっすぐな状態のフレキシブルバッテリ３００を示す。フレキシブルバッテリ３００は上記実施の形態と同様に負極３０１及び正極３３１が積層した構造を有する。構成例３と同様に曲がる領域に位置する第２の集電体３０２ｂを形成し、第２の集電体３０２ｂの面積が、曲がった状態で内側に位置するものよりも外側に位置するものの方が大きくなるようにする。すなわち開口部３０３の面積を、内側に位置するものよりも外側に位置するものの方を大きくする。当該面積は、断面視における幅を用いて表現してもよい。

上記では構成例３に基づき説明したが、構成例４においても開口部３０３の面積を、内側に位置するものよりも外側に位置するものの方を大きくする。当該面積は、断面視における幅を用いて表現してもよい。

［構成例７］
図１８Ｂに示す断面図は、まっすぐな状態のフレキシブルバッテリ３００を示す。フレキシブルバッテリ３００は上記実施の形態と同様に負極３０１及び正極３３１が積層した構造を有する。構成例３と同様に曲がる領域に位置する第２の集電体３０２ｂを形成し、開口部３０３の位置を、曲がった状態で外側に位置するものよりも内側に位置するものへ向かってずらす。

上記では構成例３に基づき説明したが、構成例４においても、開口部３０３の位置を外側に位置するものよりも内側に位置するものへ向かってずらすことができる。

本実施の形態のように新たな集電体は、曲げる領域に位置する集電体の材質を他の集電体と異ならせる。このような構成を有するフレキシブルバッテリ３００は、可動性が高く好ましい。

（実施の形態３）
本実施の形態では、フレキシブルバッテリの外装体の構成例等について説明する。外装体には、アルミニウムなどの金属材料及び／又は樹脂材料を用いることができる。これらの材料を積層してもよく、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、又は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、又はニッケル等の可撓性に優れた金属薄膜を設け、さらに当該金属薄膜上にポリアミド系樹脂、又は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外装体としてもよい。絶縁性合成樹脂膜を外装体の外面に用いるとよい。

外装体の表面は、波形状であるとよい。波形状とは表面に凹凸が付された形状を含み、凸は一方向に連続して存在するとよい。連続した凸の間隔は周期性を持つとより好ましく、連続した凸の高さも揃っているとさらに好ましい。フレキシブルバッテリを曲げたとき、上記のような波形状を有する外装体は、凸の周期及び高さが変化するように変形することができ、曲げの応力が緩和され、外装体の破損を防ぐことができる。

フレキシブルバッテリを曲げたとき、タブ等が接続される外装体の一辺は固定されているとよく、それ以外の辺、具体的には一辺と対向する辺側では、積層構造の電極の端がずれると好ましい。すなわち、積層構造の電極はタブの位置等を固定点且つ支点として曲がり、波形状を有する外装体もこれに追従するように変形することができる。

さらに積層構造の電極の端がずれる位置に対応した外装体の一辺では、当該電極の端と外装体の内壁との間、具体的には外装体の内側に空間を有するとよい。この空間により、フレキシブルバッテリを曲げたときに積層構造の電池がずれることができ、積層構造の電極の端が外装体の内壁に接触することを防ぐことができる。このような空間により、積層構造の電極の厚さが大きい場合であっても、積層構造の電極の端が外装体の内壁に接することが抑制され、外装体の破損を防ぐことができる。例えば、積層構造の電極の厚さが４００μｍより大きい、５００μｍ以上、又は１ｍｍ以上であっても、安全にフレキシブルバッテリを曲げ伸ばしすることができる。また空間は、積層構造の電極の厚さが１μｍ以上４００μｍ以下の極めて薄い場合であっても外装他の破損を防ぐことができる。

本発明の一態様のフレキシブルバッテリにおいて、積層構造の電極の厚さに制限はないが、フレキシブルバッテリを搭載する電子機器に要求される容量、又は搭載領域の形状などに応じた厚さとすればよい。

本発明の一態様のフレキシブルバッテリにおいて、負極又は正極の厚さは例えば１０ｍｍ以下、好ましくは５ｍｍ以下、より好ましくは４ｍｍ以下、さらに好ましくは３ｍｍ以下とする。

また、外装体の内側にある空間をより大きくするためには、積層構造の電極の上方に位置する外装体の表面と、積層構造の電極の下方に位置する外装体の裏面とにおいて、凸の位置がずれていることが好ましい。具体的には、積層構造の電極の上方に位置する外装体の表面の凸の位置と、積層構造の電極の下方に位置する外装体の裏面の凸の位置とが重ならないように、つまりずれるように形成するとよい。なお外装体の裏面の凸とは積層構造の電極と反対側に突出した領域を指す。凸は周期性を有するため、上記ずれは位相が１８０度ずれていると記すことができる。このような波形状の外装体は、積層構造の電極と外装体との間の距離が最も長くなる位置に空間を形成できるため好ましい。

本発明の一態様において、積層構造の電極は２つ折りにされた外装体で挟持することができる。外装体を２つ折りにする際に、上述したように凸の位相がずれるようすると好ましい。凸の位相は１８０度ずれると好ましい。外装体の折り目は平坦になるように圧力と熱をかけるとよい。

以下では、より具体的な構成例及び作製方法例について、図面を参照して説明する。

［構成例８］
図１９Ａは、以下で例示するフレキシブルバッテリ１０の上面図である。また図１９Ｂは、図１９Ａ中の白抜き矢印で示す方向から見た図である。また図１９Ｃ、図１９Ｄ、及び図１９Ｅは、それぞれ、図１９Ａ中の切断線Ａ１−Ａ２、Ｂ１−Ｂ２、Ｃ１−Ｃ２で切断したときの断面概略図である。

図１９Ａ乃至図１９Ｄに示すように、フレキシブルバッテリ１０は、外装体１１と、外装体１１の内部に収容された積層構造の電池１２とを有する。図１９Ａに示すように、フレキシブルバッテリ１０は、積層構造の電池１２と電気的に接続され、かつ外装体１１の外側に延在する集電体１３ａ及び集電体１３ｂを有する。また外装体１１の内部には、積層構造の電池１２に加えて電解液が封入されている。

図１９Ａ、図１９Ｃ、図１９Ｄに示すように、外装体１１は、波形状を有し、積層構造の電池１２を挟むように２つに折り曲げられている。外装体１１は、積層構造の電池１２と重なる一対の部分３１、折り曲げ部３２と、一対の接合部３３、接合部３４を有する。一対の接合部３３は、折り曲げ部３２と概略垂直方向に延びる帯状の部分であり、部分３１を挟んで設けられる。接合部３４は、部分３１を挟んで折り曲げ部３２の反対側に位置する帯状の部分である。部分３１は、折り曲げ部３２、一対の接合部３３及び接合部３４に囲まれた領域と言うこともできる。ここで、図１９Ａ及び図１９Ｃ等では、接合部３４が集電体１３ａ及び集電体１３ｂの一部を挟持する例を示している。

外装体１１の部分３１は稜線２１と谷線２２とが交互に繰り返される波形状を有している。図１９Ａでは、凸部の頂部を繋ぐ稜線２１を一点鎖線で、谷部の底部を繋ぐ谷線２２を破線で示し、図１９Ｃ及び図１９Ｄでは稜線２１の一部に丸を添え、さらに谷線２２の一部にも丸を添えた。言い換えると、少なくとも部分３１の表面は、一対の接合部３３の延びる方向に、凹凸が繰り返される波形状を有する。

また平面視において、接合部３３の延伸方向の長さが、接合部３３の延伸方向に平行な方向の長さよりも長い。図１９Ａに示すように、一対の接合部３３の折り曲げ部３２側の端部を繋ぐ線に対して、折り曲げ部３２の最も接合部３４側に位置する部分は、距離Ｌ１だけ接合部３４側に位置している。

積層構造の電池１２は、少なくとも正極及び負極が交互に積層された構成を有する。積層構造の電池１２は、電極積層体とも記すことがある。また正極及び負極の間に、セパレータを有していてもよい。ここで、積層構造の電池１２は、積層数が多いほど、フレキシブルバッテリ１０の容量を増大させることができる。積層構造の電池１２の詳細については、上記実施の形態を参照することができる。

積層構造の電池１２の厚さは、例えば５００μｍ以上９ｍｍ以下、好ましくは４００μｍ以上３ｍｍ以下、さらに好ましくは２００μｍ以上２ｍｍ以下とすることが好ましく、代表的には１．５ｍｍ程度とすればよい。

図１９Ａ、図１９Ｃ、及び図１９Ｄに示すように、外装体１１の内部において、積層構造の電池１２の端と、折り曲げ部３２との間に、空間２５を有する。ここで、空間２５の接合部３３の延伸方向に平行な方向における長さを、距離ｄ０とする。距離ｄ０は、積層構造の電池１２の端と、外装体１１の折り曲げ部３２に位置する内側の面との間の距離とも言い換えることができる。

また、接合部３４では外装体１１と外装体１１の内外に延在する集電体１３ａ（及び集電体１３ｂ）とが接合されている。そのため、積層構造の電池１２は外装体１１と相対的な位置に固定される。集電体１３ａは、積層構造の電池１２が有する負極用集電体及び正極用集電体の一方であり、集電体１３ｂは負極用集電体及び正極用集電体の他方である。なお一方と他方は例示であり、読み替えてもよい。さらに集電体１３ａ及び集電体１３ｂに代えて、金属箔などを用いたタブを配置してもよい。接合部３４では外装体１１とタブとが接合され、積層構造の電池１２は外装体１１に固定される。

また、図１９Ａ、図１９Ｃ、及び図１９Ｄに示すように、外装体１１の部分３１は、折り曲げ部３２に近いほど凸の周期が長くなり、且つ凸の高さが小さくなる領域を有すると好ましい。このような外装体となるようにフレキシブルバッテリ１０を作製し、外装体１１の内側に空間２５を形成する。

また図１９Ｃ、及び図１９Ｄに示すように、積層構造の電池１２と重なる一対の部分３１同士では、凸の位相が１８０度ずれるように対向させるとよい。言い換えると、積層構造の電池１２を挟んで、稜線２１同士が重なり、且つ、谷線２２同士が重なるように、外装体１１を折り曲げるとよい。これにより、大きな空間２５を得ることができる。

［空間について］
続いて、空間２５を形成した電池を曲げた際の形状について説明する。

図２０Ａは、フレキシブルバッテリ１０の構成の一部を簡略化させて示した断面概略図である。

ここでは、外装体１１が有する一対の部分３１を区別し、それぞれ部分３１ａ、部分３１ｂとして示している。同様に、それぞれの部分が有する稜線を、稜線２１ａ、稜線２１ｂ、谷線を谷線２２ａ、谷線２２ｂと区別して表記している。

図２０Ａでは、積層構造の電池１２が５つの電極４３を積層した構成を有している。電極４３は、上記実施の形態における負極及び正極に対応する。積層構造の電池１２は、接合部３４において外装体１１と固定される。

外装体１１の内部において、折り曲げ部３２の近傍に、空間２５が設けられている。ここで、外装体１１を曲げない場合における電極４３の一端と、外装体１１の内壁との距離を距離ｄ０とする。

また、フレキシブルバッテリ１０の中立面を中立面Ｃとする。ここでは、中立面Ｃは、積層構造の電池１２が有する５つの電極４３のうち、中央に位置する電極４３の中立面と一致するとする。

図２０Ｂは、点Ｏを中心にフレキシブルバッテリ１０を円弧状に曲げたときの断面概略図である。ここでは部分３１ａが外側に、部分３１ｂが内側になるようにフレキシブルバッテリ１０を曲げることとする。

図２０Ｂに示すように、外側に位置する部分３１ａは、凸の高さが小さく、且つ凸の周期が長くなるように変形する。すなわち、外側に位置する部分３１ａの、稜線２１ａ同士の間隔、及び谷線２２ｂ同士の間隔は広くなる。一方、内側に位置する部分３１ｂは、凸の高さが大きく、且つ凸の周期が短くなるように変形する。すなわち、内側に位置する部分３１ｂの、曲げた後の稜線２１ｂ同士の間隔、及び曲げた後の谷線２２ｂ同士の間隔は狭くなる。このように部分３１ａ及び部分３１ｂが変形することにより、外装体１１にかかる応力が緩和され、外装体１１が破損することなくフレキシブルバッテリ１０を曲げることができる。

また図２０Ｂに示すように、複数の電極４３が相対的にずれるように変形する。これにより、積層構造の電池１２にかかる応力が緩和され、積層構造の電池１２が破損することなくフレキシブルバッテリ１０を曲げることができる。電極４３の厚さを曲げる曲率半径に対して十分に小さくすることで、それぞれの電極４３自体にかかる応力を小さくすることができる。なお図２０Ｂでは、それぞれの電極４３自体は曲げによって伸びないものとして示している。

複数の電極４３のうち、中立面Ｃよりも外側に位置するものは、電極の一端が接合部３４側にずれる。一方、中立面Ｃよりも内側に位置する電極４３は、電極の一端が折り曲げ部３２側にずれる。ここで、最も内側に位置する電極４３の折り曲げ部３２側の一端と、外装体１１の内壁との距離は、曲げることで距離ｄ０から距離ｄ１に縮まることとなる。ここで中立面Ｃに位置する電極４３と、最も内側に位置する電極４３の相対的なずれ量を、距離ｄ２とする。距離ｄ１は、距離ｄ０から距離ｄ２を引いた値と一致することとなる。

ここで、曲げる前の状態における距離ｄ０が、曲げた後の距離ｄ２よりも小さい場合には、積層構造の電池１２の中立面Ｃよりも内側に位置する電極４３が、外装体１１の内壁に接触してしまうこととなる。そのため、以下では距離ｄ０がどの程度必要であるかを考える。

以下では、図２０Ｃを用いて説明する。図２０Ｃには、中立面Ｃに対応する曲線を破線で示し、積層構造の電池１２の最も内側の面に対応する曲線を曲線Ｂとして実線で示している。さらに曲線Ｃの円弧角をθとし、曲線Ｂの円弧角をθ＋Δθとする。

曲線Ｃは半径ｒ_０の円弧であり、曲線Ｂは半径ｒ_１の円弧である。半径ｒ_０と半径ｒ_１の差をｔとする。ここで、ｔは、積層構造の電池１２の厚さを１／２倍した値と一致する。また、曲線Ｃと曲線Ｂは、それぞれ円弧の長さが等しい。

以上の関係より、曲線Ｃの端部に対する曲線Ｂのずれ量である距離ｄ２を計算すると、以下のようになる。

すなわち、距離ｄ２は、積層構造の電池１２の厚さと、曲げる角度で見積もることができ、積層構造の電池１２の長さ又は、曲げの曲率半径などには依存しないことが示される。

前述のように、空間２５の距離ｄ０を、距離ｄ２以上と大きくすることで、フレキシブルバッテリ１０を曲げたときに積層構造の電池１２と外装体１１とが接触することを防ぐことができる。したがって、積層構造の電池１２の厚さが２ｔであるフレキシブルバッテリ１０を曲げて使用する際、その最大の角度を角度θとすると、空間２５における、積層構造の電池１２と外装体１１の内壁との距離ｄ０を、ｔ×θ以上の値とすればよい。

例えば、電池を３０度曲げて使用する場合には、空間２５の距離ｄ０をπｔ／６以上とすればよい。同様に、６０度曲げて使用する場合にはｄ０をπｔ／３以上とすればよく、９０度曲げて使用する場合には、ｄ０をπｔ／２以上とすればよく、１８０度曲げて使用する場合には、ｄ０をπｔ以上とすればよい。

例えば、フレキシブルバッテリ１０を巻きつけるなどの用途に用いない場合であれば、フレキシブルバッテリ１０の想定される最大の曲げ角度は１８０度とすることができる。したがって、このような用途の際、距離ｄ０をπｔ以上の長さ、好ましくはπｔよりも大きい長さにしておけば、あらゆる機器に用いることができる。例えば、フレキシブルバッテリ１０を２つに折り曲げて使用する場合など、Ｖ字状又はＵ字状にフレキシブルバッテリ１０を曲げて使用する様々な電子機器に組み込むことができる。

また例えばフレキシブルバッテリ１０を円筒状に一周巻きつけた形状とする場合には、３６０度曲げることに対応するため、空間２５の距離ｄ０は２πｔ以上とすればよい。また１周を超えて巻きつける場合には、これに応じて空間２５の距離ｄ０を適切な値にすればよい。また、フレキシブルバッテリ１０を蛇腹状に変形させる際には、フレキシブルバッテリ１０の曲げる部分の向き及び角度、並びに曲げる部分の数に応じて、空間２５の距離ｄ０を適切な値にすればよい。

以上が空間２５についての説明である。

［作製方法例］
以下では、フレキシブルバッテリ１０の作製方法の一例について説明する。

まず外装体１１となる可撓性を有するフィルムを用意する。

フィルムには耐水性、耐ガス性の高い材料を用いることが好ましい。なお、外装体として用いるフィルムは金属フィルムと絶縁物フィルムを積層した積層フィルムを用いることが好ましい。金属フィルムとしては、アルミニウム、ステンレス、ニッケル鋼、金、銀、銅、チタン、クロム、鉄、スズ、タンタル、ニオブ、モリブデン、ジルコニウム、亜鉛など、金属箔となる金属又は合金を用いることができる。また、絶縁物フィルムとしては、有機材料からなるプラスチックフィルム、有機材料（有機樹脂又は繊維など）と無機材料（セラミックなど）とを含むハイブリッド材料フィルム、炭素含有無機フィルム（カーボンフィルム、グラファイトフィルムなど）から選ばれる単層フィルム又はこれら複数からなる積層フィルムを用いることができる。金属フィルムは、エンボス加工を行いやすく、エンボス加工を行って凸部を形成すると、外気に触れるフィルムの表面積が増大するため、放熱効果に優れている。

続いて、可撓性を有するフィルムに対してエンボス加工等の加工を施し、波形状を有する外装体１１を形成する。

フィルムの凸部及び凹部は、プレス加工（例えばエンボス加工）により形成することができる。エンボス加工によりフィルムに形成された凸部及び凹部は、フィルムを封止構造の壁の一部とする空間の容積が可変な閉塞空間を形成する。この閉塞空間は、フィルムが蛇腹構造、ベローズ構造となって形成されるとも言える。また、フィルムを用いる封止構造により防水及び防塵の効果がある。また、プレス加工の一種であるエンボス加工に限らず、フィルムの一部に浮き彫り（レリーフ）を形成する手法でもよい。また、それらの組み合わせ、例えばエンボス加工と、他のプレス加工とを１枚のフィルムに対して行ってもよい。また、複数回のエンボス加工を１枚のフィルムに行ってもよい。

フィルムが有する凸部は、中空半円状、中空半楕円状、中空多角形状、又は中空不定形とすることができる。なお、中空多角形状の場合は、三角形より多い角を有することで、角における応力の集中を低減することが可能であり、好ましい。

このようにして形成される外装体１１の斜視概略図の一例を図２１Ａに示す。外装体１１は、フレキシブルバッテリ１０の外側になる面に、複数の稜線２１及び谷線２２が交互に配列した波形状を有する。ここで隣接する稜線２１同士、及び谷線２２同士は、等間隔に配列していることが好ましい。

続いて、あらかじめ準備しておいた積層構造の電池１２を挟むように、外装体１１の一部を折り曲げる（図２１Ｂ）。この時、積層構造の電池１２に接続された集電体１３ａ等が、外側に露出するように外装体１１の長さを調整することが好ましい。また外装体１１において、電池１２よりも外側にはみ出た部分が、後の接合部３３及び接合部３４となるため、当該はみ出た部分は積層構造の電池１２の厚さを考慮して十分な長さとなるようにする。

図２１Ｂでは、積層構造の電池１２を挟む一対の部分３１が、それぞれの波の位相が１８０度ずれるように配置した場合の例を示している。すなわち、一対の部分３１において、稜線２１同士が重なり、谷線２２同士が重なるように、外装体１１を曲げた状態を示している。

ここで、外装体１１の折り曲げ部の位置と、折り曲げ部の形状について説明する。図２２Ａは、外装体１１の断面を模式的に示した図である。また、図２２Ｂ乃至図２２Ｅはそれぞれ、図２２Ａ中に示す点Ｐ１乃至点Ｐ４を折り曲げ位置としたときの、折り曲げ部３２の断面形状を示している。なお、図２２Ａに示す矢印の向きに押し込んで外装体１１を折り曲げたときについて説明するため、図２２Ａ中の外装体１１の下側の面がフレキシブルバッテリ１０の外側の面に相当する。そのため図２２Ａでは、上側に突出した部分を谷線２２、下側に突出した部分を稜線２１として示している。

図２２Ｂ乃至図２２Ｅにおいて、折り曲げ部３２に囲まれた領域にハッチングパターンを付している。ここで、外装体１１の波の周期性が崩れる２つの位置を境界として、これらに挟まれた領域を折り曲げ部３２とする。なお、図２２Ｂ乃至図２２Ｅ等において、折り曲げ部３２の形状は誇張して描かれているため、その周長は正しく描かれていない場合がある。

点Ｐ１は、谷線２２と一致する点である。図２２Ｂに示すように、点Ｐ１で曲げることで、折り曲げ部３２は概略円弧上の形状とすることができる。また、点Ｐ１で曲げることで、対向する波の位相を１８０度ずらすことができる。

また、点Ｐ２は、稜線２１と一致する点である。図２２Ｃに示すように、点Ｐ２で曲げたときも、折り曲げ部３２を概略円弧状の形状とすることができる。また、点Ｐ２で曲げることで、対向する波の位相を１８０度ずらすことができる。

また、点Ｐ３は、稜線２１と谷線２２の間であって、且つこれらの中点よりも稜線２１側の点である。図２２Ｄに示すように、稜線２１又は谷線２２からずれることで、折り曲げ部３２の形状は上下対称な形状にならずに歪んだ形状となる。また、点Ｐ３で曲げることで、対向する波の稜線同士、谷線同士、及び稜線と谷線のいずれも一致しないように曲げることができる。

点Ｐ４は、稜線２１と谷線２２の中点と一致する点である。図２２Ｅに示すように、点Ｐ４で曲げた際には折り曲げ部３２の形状が極めていびつな形状となる。具体的には、折り曲げ部３２が上側又は下側に突出するような形状となりやすい。そのため、積層構造の電池１２の一端と外装体１１の内壁との距離を大きくとることが難しくなる。

ここで、図２２Ｂ、図２２Ｃ、及び図２２Ｄに共通する事項として、いずれも、部分３１の最も折り曲げ部３２に近い谷線２２と、折り曲げ部３２との間に、１つの稜線２１を有する点が挙げられる。特に図２２Ｂでは、折り曲げ部３２の境界が、波の稜線２１と一致する場合の例を示している。このように、稜線２１、又はその近傍を境界として外装体１１が曲がることで、折り曲げ部３２及びその近傍の内側に、厚さ方向に広い空間を確保することができる。前述のように、フレキシブルバッテリ１０を折り曲げる際、最も外側に位置する電池１２と、外装体１１の内壁との距離を離すことが重要であるため、このような形状とすることで、当該距離を広くとることができる。

一方、図２２Ｅでは、下面側において、部分３１の最も折り曲げ部３２に近い谷線２２と、折り曲げ部３２との間には稜線２１が存在しない。このため、折り曲げ部３２及びその近傍には、厚さ方向に広い空間は形成されにくい。

ここで、外装体１１の折り曲げ部３２となる部分が、波形状を有さず平坦な形状となるようにすることが好ましい。例えば、図２３Ａに示すように、表面が平坦である型９１と型９２で挟持し、圧力を加える、又は熱をかけながら圧力を加えることにより、外装体１１の一部を平坦化すればよい。

このようにして一部を平坦化した外装体１１の断面概略図を図２３Ｂに示す。ここでは、稜線２１同士を繋ぐように外装体１１の一部を平坦化している。

図２３Ｃには、形成した平坦部の中央の点Ｐ５にて矢印の方向に押し込み、点Ｐ５を折り曲げ位置として外装体１１を曲げたときの断面概略図を示している。図２３Ｃに示すように、平坦化した外装体１１を折り曲げ部３２にすることで、図２２Ｂよりも広い空間を形成することができる。

また、図２３Ｄ及び図２３Ｅには、図２３Ｃよりも広い範囲で平坦化した場合の例を示している。ここでも図２３Ｂと同様に、稜線２１同士を繋ぐように外装体１１の一部を平坦化している。このように、積層構造の電池１２の厚さよりも広い範囲で外装体１１を平坦化することにより、厚さ方向が均一で広い空間を形成することができる。

以上が折り曲げ部の位置と、折り曲げ部の形状の関係についての説明である。

［フィルムの加工方法について］
次に、外装体１１に用いることのできるフィルムの加工方法について説明する。

まず、可撓性基材からなるフィルムを用意する。フィルムは、積層体をなすと好ましく、金属フィルムの一方の面又は両方の面にヒートシール層を有するものを用いる。接着層は、ポリプロピレン又はポリエチレンなどを含む熱融着性樹脂フィルムを用いる。本実施の形態では、フィルムとして、アルミニウム箔の表面にナイロン樹脂を有し、アルミニウム箔の裏面に耐酸性ポリプロピレン膜と、ポリプロピレン膜の積層が設けられているフィルムを用いる。このフィルムをカットすることで、所望の大きさにする。

そして、このフィルムにエンボス加工を行う。この結果、凹凸形状が形成されたフィルムを作製することができる。フィルムは、複数の凹凸部を有することにより、視認可能な波状の模様を有する。また、ここではフィルムをカットした後、エンボス加工を行う例を示すが、特に順序は限定されず、フィルムをカットする前にエンボス加工を行い、その後カットしてもよい。また、フィルムを折り曲げて熱圧着を行った後にカットしてもよい。

以下に、プレス加工の一種であるエンボス加工の説明をする。

図２４は、エンボス加工の一例を示す断面図である。なお、エンボス加工とは、プレス加工の一種であり、表面に凹凸のあるエンボスロールをフィルムに圧接させ、エンボスロールの凹凸に対応する凹凸をフィルムに形成する処理のことを指している。なお、エンボスロールは、表面に模様を彫刻したロールである。

また、図２４は、フィルムの両面にエンボス加工を行う例である。また、フィルムの一方の面側に頂部を有する凸部を備えたフィルムの作製工程例である。

図２４は、フィルムの一方の面に接するエンボスロール９５と、もう一方の面に接するエンボスロール９６との間にフィルム９０が挟まれ、フィルム９０がフィルムの進行方向６０に送り出されている途中を示している。圧力或いは熱によってフィルム表面に模様を形成している。なお、圧力及び熱の両方によってフィルム表面に模様を形成してもよい。

エンボスロールは、金属ロール、セラミックスロール、プラスチックロール、ゴムロール、有機樹脂ロール、木材ロール等を適宜用いることができる。

図２４は、雄柄のエンボスロールであるエンボスロール９６と雌柄のエンボスロール９５を用いてエンボス加工を行う。雄柄のエンボスロール９６は、複数の凸部９６ａを有する。該凸部は、加工対象であるフィルムに形成する凸部に対応する。雌柄のエンボスロール９５は、複数の凸部９５ａを有する。該隣り合う凸部９５ａにより、雄柄のエンボスロール９６に設けられた凸部９６ａが、フィルムに形成する凸部に嵌る凹部を構成する。

フィルム９０の一部を浮き上がらせるエンボスと、フィルム９０の一部をへこませる空押しを連続的に行うことで、凸部と平坦部を連続的に形成することができる。この結果フィルム９０に模様を形成することができる。

図２５Ａ及び図２５Ｂは、エンボス加工を、フィルム９０の方向を変えて２回行う場合の出来上がり形状を示す鳥瞰図である。なおエンボス加工は熱圧着する領域には施さなくともよい。具体的にはフィルム９０を第１の方向でエンボス加工を行い、次にフィルム９０を第１の方向から９０度回転させた第２の方向でエンボス加工を行うことで、図２５Ａ及び図２５Ｂに示すエンボス形状（交差波形状と呼ぶことができる）を有するフィルム６１乃至フィルム６３を得ることができる。なお、図２５Ａで示す交差波形状を有するフィルム６１は、１枚のフィルム６１でフレキシブルバッテリを作製する際に用いる外形を示しており、破線部にて二つ折りにして使用することができる。また、図２５Ｂで示す交差波形状を有する複数のフィルム（フィルム６２、フィルム６３）は、２枚のフィルム（フィルム６２、フィルム６３）でフレキシブルバッテリを作製する際に用いる外形を示しており、フィルム６２とフィルム６３とを重ねて使用することができる。

上記のように、エンボスロールを用いて加工を行うことで、装置を小型化することが可能である。また、フィルムをカットしない状態で加工できるため、量産性に優れる。なお、エンボスロールを用いた加工に限られず、例えば表面に凹凸が形成された一対のエンボスプレートをフィルムに押し付けることにより、フィルムを加工してもよい。このとき、エンボスプレートの一方は平坦であってもよく、複数回に分けて加工してもよい。

上記に示したフレキシブルバッテリの構成例では、フレキシブルバッテリの一方の面の外装体と他方の面の外装体と、が同様のエンボス形状を有する例を示しているが、本発明の一態様のフレキシブルバッテリの構成はこれに限られない。例えば、フレキシブルバッテリの一方の面の外装体にエンボス形状を有し、他方の面の外装体にエンボス形状を有さないフレキシブルバッテリとすることができる。また、フレキシブルバッテリの一方の面の外装体と他方の面の外装体と、が異なるエンボス形状を有していてもよい。

図２６乃至図２８を用いて、フレキシブルバッテリの一方の面の外装体にエンボス形状を有し、他方の面の外装体にエンボス形状を有さないフレキシブルバッテリについて説明する。

まず、可撓性基材からなるフィルムを用意する。フィルムは、積層構造とし、金属フィルムの一方の面又は両方の面に接着層（ヒートシール層とも呼ぶ）を有するものを用いる。接着層は、ポリプロピレン又はポリエチレンなどを含む熱融着性樹脂フィルムを用いる。本実施の形態では、フィルムとして、アルミニウム箔の表面にナイロン樹脂を有し、アルミニウム箔の裏面に耐酸性ポリプロピレン膜と、ポリプロピレン膜の積層が設けられている金属フィルムを用いる。このフィルムをカットして図２６Ａに示すフィルム９０を用意する。

そして、このフィルム９０の一部（フィルム９０ａ）にエンボス加工を行い、フィルム９０ｂにはエンボス加工を行わない。このようにして作製されたのが図２６Ｂに示すフィルム６１である。図２６Ｂに示すように、フィルム６１ａの表面には凹凸を形成することにより、視認可能な模様を形成するが、フィルム６１ｂの表面には凹凸を形成しない。また、凹凸が形成されたフィルム６１ａと、凹凸が形成されないフィルム６１ｂの間には境界を有する。図２６Ｂでは、フィルム６１のうち、エンボス加工を行った部分をフィルム６１ａ、エンボス加工を行っていない部分をフィルム６１ｂとしている。なおフィルム６１ａのエンボス加工は、全面で同じ凹凸を形成してもよいし、フィルム６１ａの箇所によって２種以上の異なる凹凸を形成してもよい。２種以上の異なる凹凸を形成する場合は、それらの異なる凹凸の間には境界を有する。

また、図２６Ａのフィルム９０の全面にエンボス加工を行ってもよい。なおフィルム６１のエンボス加工は、全面で同じ凹凸を形成してもよいし、フィルム６１の箇所によって２種以上の異なる凹凸を形成してもよい。２種以上の異なる凹凸を形成する場合は、それらの異なる凹凸の間には境界を有する。また、図２６Ｃに示すように、表面に凹凸を形成するフィルム６１ａと、表面に凹凸を形成しないフィルム６１ｂと、をそれぞれ用意してもよい。

なお、ここではフィルムをカットした後、エンボス加工を行う例を示すが、特に順序は限定されず、フィルムをカットする前にエンボス加工を行い、その後カットして、図２６Ｂに示す状態としてもよい。また、フィルムを折り曲げて熱圧着を行った後にカットしてもよい。

本実施の形態では、フィルム９０の一部（フィルム９０ａ）の両面に凹凸を設けて模様を形成してフィルム６１を作製し、フィルム６１を中央で折り曲げて２つの端部を重ね、３辺を接着層で封止する構造とする。ここで、フィルム６１を外装体１１と呼ぶ。

次いで、外装体１１を図２６Ｂの点線で示した部分で折り、図２７Ａに示す状態とする。図２７Ｂには正極１２，セパレータ１３、及び負極１４を示し、図２７Ｃには封止層１５を有するリード電極１６を示す。また、図２７Ｄ中の一点鎖線Ａ−Ｂで切断した断面の一例を図２７Ｅに示す。

また、図２７Ｄ、及び図２７Ｅに示すようにフレキシブルバッテリを構成する正極活物質層１８が表面の一部に形成された正極集電体６４、セパレータ６５、負極活物質層１９が表面の一部に形成された負極集電体６６を積層したものを用意する。なお、ここでは説明を簡略にするため、正極活物質層１８が形成された正極集電体６４、セパレータ６５、負極活物質層１９が形成された負極集電体６６の積層の組み合わせを１つにして外装体に収納する例を示したが、フレキシブルバッテリの容量を大きくするために組み合わせを複数重ねて外装体に収納してもよい。

そして図２７Ｃに示す封止層１５を有するリード電極１６を２つ用意する。リード電極１６はリード端子とも呼ばれ、フレキシブルバッテリの正極又は負極を外装体の外側へ引き出すために設けられる。リード電極として、正極リードはアルミニウムを用い、負極リードはニッケルメッキを施した銅を用いる。

そして、正極リード電極と、正極集電体６４の突出部を超音波溶接などにより、電気的に接続する。また、負極リード電極と、負極集電体６６の突出部を超音波溶接などにより、電気的に接続する。

そして、電解液を入れるための１辺を残すため、外装体１１の２辺に対して熱圧着を行って封止する（以降、この状態の外装体の形状を袋状ともいう）。熱圧着の際、リード電極に設けられた封止層１５も溶けてリード電極と外装体１１との間が固定される。そして、減圧下、或いは不活性雰囲気下で所望の量の電解液を外装体１１が袋状となった内側に滴下する。そして、最後に、熱圧着をせずに残していた外装体１１の周縁に対して熱圧着を行って封止する。

こうして図２７Ｄに示すフレキシブルバッテリ４０を作製することができる。

なお、図２７Ｅに示すように、正極集電体６４、正極活物質層１８、セパレータ６５、負極活物質層１９、負極集電体６６の順で積層されたものが、折り曲げた外装体１１に挟まれ、さらに端部において接着層３０で封止されており、折り曲げた外装体１１の内側のその他の空間には電解液２０を有している。フレキシブルバッテリ全体に占める電池部分の体積の割合は５０％以上であることが好ましい。

フレキシブルバッテリ４０の外装体はフィルム９０の表面に凹凸を有する模様を有したものである。また、図２７Ｄ中の点線と端部の間の領域は熱圧着領域１７であり、その部分にも表面に凹凸を有する模様を有する。中央部に比べると熱圧着領域１７の凹凸は小さいが、フレキシブルバッテリを曲げた時に加わる応力を緩和することができる。すなわち、外装体１１ａの凹凸は、正極集電体６４と重なる領域と、熱圧着領域１７で異なる。

図２８Ａ及び図２８Ｂは、図２７Ｄのフレキシブルバッテリの一点鎖線Ｃ−Ｄにおける断面図を示している。図２８Ａに電池内部の積層構造の電池１２、電池の上面を覆うエンボス加工されたフィルム６１ａ、電池の下面を覆うエンボス加工されていないフィルム６１ｂを示す。図を簡潔にするため、正極活物質層が形成された正極集電体、セパレータ、負極活物質層が形成された負極集電体等の積層構造と電解液を、まとめて電池内部の積層構造の電池１２として示す。また、Ｔは電池内部の積層構造の電池１２の厚さ、ｔ_１は電池の上面を覆うエンボス加工されたフィルム６１ａのエンボスの深さとフィルムの膜厚の合計、ｔ_２は電池の下面を覆うエンボス加工されていないフィルム６１ｂのフィルムの膜厚及びエンボス加工されたフィルム６１ｂのエンボスの深さとフィルムの膜厚の合計を示している。このときフレキシブルバッテリ全体の厚さはＴ＋ｔ_１＋ｔ_２となる。Ｔ≧ｔ_１＋ｔ_２とすると、フレキシブルバッテリ全体に占める電池内部の積層構造の電池１２部分の体積の割合を５０％以上にすることができる。

なお、図２７Ｅでは接着層３０が部分的にしか図示されていないが、フィルムにはポリプロピレンからなる層がフィルムを貼りあわせる側の面に設けられ、熱圧着した部分のみが接着層３０となる。

また、図２７Ｅでは、外装体１１の下側を固定して圧着している例を示している。この場合には上側が大きく曲げられ、段差が形成されるため、折り曲げた外装体１１の間に上記積層の組み合わせを複数、例えば８つ以上設ける場合には、その段差が大きくなり、外装体１１ａの上側に応力がかかりすぎる恐れがある。また、そのため、上側のフィルムの端部と、下側のフィルムの端部の位置ずれが大きくなる恐れもある。その場合、端部に位置ずれがないように、下側のフィルムにも段差を設け、応力が均等化するように中央で圧着する構成としてもよい。

また、大きな位置ずれが起きた場合には、一方のフィルムの端部の一部がもう一方のフィルムと重なっていない領域がある。この領域を切り取って上側のフィルムの端部と下側のフィルムの端部をそろえて位置ずれを修正してもよい。

本実施の形態の内容は他の実施の形態の内容と自由に組み合わせることができる。

（実施の形態４）
本実施の形態では、上記実施の形態に適用できる電池の構成について説明する。

［負極］
負極は、負極活物質層及び負極集電体を有する。また、負極活物質層は負極活物質を有し、さらに導電材及びバインダを有していてもよい。

集電体は、例えば金属箔を用いることができる。負極は、金属箔上にスラリーを塗布して乾燥させることによって形成することができる。なお、乾燥後にプレスを加えてもよい。負極は、集電体上に活物質層を形成したものである。

スラリーとは、集電体上に活物質層を形成するために用いる材料液であり、活物質とバインダと溶媒を含有し、好ましくはさらに導電材を混合させたものを指している。なお、スラリーは、電極用スラリー又は活物質スラリーと呼ばれることもあり、負極活物質層を形成する場合には負極用スラリーと呼ばれることもある。

＜負極活物質＞
負極活物質として、例えば炭素材料又は合金系材料を用いることができる。

炭素材料として、例えば黒鉛（天然黒鉛、人造黒鉛）、易黒鉛化性炭素（ソフトカーボン）、難黒鉛化性炭素（ハードカーボン）、炭素繊維（カーボンナノチューブ）、グラフェン、カーボンブラック等を用いることができる。

黒鉛は、人造黒鉛又は天然黒鉛等が挙げられる。人造黒鉛としては例えば、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が挙げられる。ここで人造黒鉛として、球状の形状を有する球状黒鉛を用いることができる。例えば、ＭＣＭＢは球状の形状を有する場合があり、好ましい。また、ＭＣＭＢはその表面積を小さくすることが比較的容易であり、好ましい場合がある。天然黒鉛としては、例えば、鱗片状黒鉛、球状化天然黒鉛等が挙げられる。

黒鉛は、リチウムイオンが黒鉛に挿入されたとき（リチウム−黒鉛層間化合物の生成時）にリチウム金属と同程度に低い電位を示す（０．０５Ｖ以上０．３Ｖ以下　ｖｓ．Ｌｉ／Ｌｉ^＋）。これにより、黒鉛を用いたリチウムイオン電池は高い作動電圧を示すことができる。さらに、黒鉛は、単位体積当たりの容量が比較的高い、体積膨張が比較的小さい、安価である、リチウム金属に比べて安全性が高い等の利点を有するため、好ましい。

難黒鉛化性炭素は、例えばフェノール樹脂などの合成樹脂、植物由来の有機物を焼成することで得られる。本発明の一態様のリチウムイオン電池の負極活物質が有する難黒鉛化性炭素は、Ｘ線回折（ＸＲＤ）によって測定される（００２）面の面間隔が０．３４ｎｍ以上０．５０ｎｍ以下であることが好ましく、０．３５ｎｍ以上０．４２ｎｍ以下であることがより好ましい。

また、負極活物質は、リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが可能な元素を用いることができる。例えば、シリコン、スズ、ガリウム、アルミニウム、ゲルマニウム、鉛、アンチモン、ビスマス、銀、亜鉛、カドミウム、インジウム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と高い。このため、負極活物質にシリコンを用いることが好ましい。また、これらの元素を有する化合物を用いてもよい。例えば、ＳｉＯ、Ｍｇ_２Ｓｉ、Ｍｇ_２Ｇｅ、ＳｎＯ、ＳｎＯ_２、Ｍｇ_２Ｓｎ、ＳｎＳ_２、Ｖ_２Ｓｎ_３、ＦｅＳｎ_２、ＣｏＳｎ_２、Ｎｉ_３Ｓｎ_２、Ｃｕ_６Ｓｎ_５、Ａｇ_３Ｓｎ、Ａｇ_３Ｓｂ、Ｎｉ_２ＭｎＳｂ、ＣｅＳｂ_３、ＬａＳｎ_３、Ｌａ_３Ｃｏ_２Ｓｎ_７、ＣｏＳｂ_３、ＩｎＳｂ、ＳｂＳｎ等がある。ここで、リチウムとの合金化・脱合金化反応により充放電反応を行うことが可能な元素、及び該元素を有する化合物等を合金系材料と呼ぶ場合がある。

本明細書等において、「ＳｉＯ」は例えば一酸化シリコンを指す。あるいはＳｉＯは、ＳｉＯ_ｘと表すこともできる。ここでｘは１又は１近傍の値を有することが好ましい。例えばｘは、０．２以上１．５以下が好ましく、０．３以上１．２以下が好ましい。

また、負極活物質として、二酸化チタン（ＴｉＯ_２）、リチウムチタン酸化物（Ｌｉ_４Ｔｉ_５Ｏ_１２）、リチウム−黒鉛層間化合物（Ｌｉ_ｘＣ_６）、五酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、二酸化タングステン（ＷＯ_２）、二酸化モリブデン（ＭｏＯ_２）等の酸化物を用いることができる。

また、負極活物質として、リチウムと遷移金属の窒化物である、Ｌｉ_３Ｎ型構造をもつＬｉ_３−ｘＭ_ｘＮ（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ）を用いることができる。例えば、Ｌｉ_２．６Ｃｏ_０．４Ｎは大きな放電容量（９００ｍＡｈ／ｇ、１８９０ｍＡｈ／ｃｍ^３）を示し好ましい。

リチウムと遷移金属の窒化物を用いると、負極活物質中にリチウムイオンを含むため、正極活物質としてリチウムイオンを含まないＶ_２Ｏ_５、Ｃｒ_３Ｏ_８等の材料と組み合わせることができ好ましい。なお、正極活物質にリチウムイオンを含む材料を用いる場合でも、予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窒化物を用いることができる。

また、コンバージョン反応が生じる材料を負極活物質として用いることもできる。例えば、酸化コバルト（ＣｏＯ）、酸化ニッケル（ＮｉＯ）、酸化鉄（ＦｅＯ）等の、リチウムとの合金を作らない遷移金属酸化物を負極活物質に用いてもよい。コンバージョン反応が生じる材料としては、さらに、Ｆｅ_２Ｏ_３、ＣｕＯ、Ｃｕ_２Ｏ、ＲｕＯ_２、Ｃｒ_２Ｏ_３等の酸化物、ＣｏＳ_０．８９、ＮｉＳ、ＣｕＳ等の硫化物、Ｚｎ_３Ｎ_２、Ｃｕ_３Ｎ、Ｇｅ_３Ｎ_４等の窒化物、ＮｉＰ_２、ＦｅＰ_２、ＣｏＰ_３等のリン化物、ＦｅＦ_３、ＢｉＦ_３等のフッ化物でも起こる。

なお、上記に示した負極活物質の中から一種類の負極活物質を用いることができるが、複数種類を組み合わせて用いることもできる。例えば、炭素材料とシリコンとの組み合わせ、炭素材料と一酸化シリコンとの組み合わせ、とすることができる。

＜バインダ＞
バインダとしては、例えば、スチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）、スチレン−イソプレン−スチレンゴム、アクリロニトリル−ブタジエンゴム、ブタジエンゴム、エチレン−プロピレン−ジエン共重合体などのゴム材料を用いることが好ましい。またバインダとして、フッ素ゴムを用いることができる。

また、バインダとしては、例えば水溶性の高分子を用いることが好ましい。水溶性の高分子としては、例えば多糖類などを用いることができる。多糖類としては、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース、ジアセチルセルロース、再生セルロースなどのセルロース誘導体、又は澱粉などを用いることができる。また、これらの水溶性の高分子を、前述のゴム材料と併用して用いると、さらに好ましい。

または、バインダとしては、ポリスチレン、ポリアクリル酸メチル、ポリメタクリル酸メチル（ポリメチルメタクリレート、ＰＭＭＡ）、ポリアクリル酸ナトリウム、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）、ポリプロピレンオキシド、ポリイミド、ポリ塩化ビニル、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリイソブチレン、ポリエチレンテレフタレート、ナイロン、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）、エチレンプロピレンジエンポリマー、ポリ酢酸ビニル、ニトロセルロース等の材料を用いることが好ましい。

バインダは上記のうち複数を組み合わせて使用してもよい。

例えば粘度調整効果の特に優れた材料と、他の材料とを組み合わせて使用してもよい。例えばゴム材料等は接着力及び弾性力に優れる反面、溶媒に混合した場合に粘度調整が難しい場合がある。このような場合には例えば、粘度調整効果の特に優れた材料と混合することが好ましい。粘度調整効果の特に優れた材料としては、例えば水溶性高分子を用いるとよい。また、粘度調整効果に特に優れた水溶性高分子としては、前述の多糖類、例えばカルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、メチルセルロース、エチルセルロース、ヒドロキシプロピルセルロース及びジアセチルセルロース、再生セルロースなどのセルロース誘導体、又は澱粉を用いることができる。

なお、カルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体は、例えばカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩又はアンモニウム塩などの塩とすることにより溶解度が上がり、粘度調整剤としての効果を発揮しやすくなる。溶解度が高くなることにより電極のスラリーを作製する際に活物質又は他の構成要素との分散性を高めることもできる。本明細書等においては、電極のバインダとして使用するセルロース及びセルロース誘導体としては、それらの塩も含むものとする。

水溶性高分子は水に溶解することにより粘度を安定化させ、活物質及びバインダとして組み合わせる他の材料、例えばスチレンブタジエンゴムを水溶液中に安定して分散させることができる。また、官能基を有するために活物質表面に安定に吸着しやすいことが期待される。また、例えばカルボキシメチルセルロースなどのセルロース誘導体は、水酸基又はカルボキシル基などの官能基を有する材料が多く、官能基を有するために高分子同士が相互作用し、活物質表面を広く覆って存在することが期待される。

活物質表面を覆う、又は表面に接するバインダが膜を形成する場合には、不動態膜としての役割を果たして電解液の分解を抑える効果も期待される。ここで、「不動態膜」とは、電気の電導性のない膜、又は電気電導性の極めて低い膜であり、例えば活物質の表面に不動態膜が形成された場合には、電池反応電位において、電解液の分解を抑制することができる。また、不動態膜は、電気の電導性を抑えるとともに、リチウムイオンは伝導できるとさらに望ましい。

＜導電材＞
導電材は、導電付与剤、導電助剤とも呼ばれ、炭素材料が用いられる。複数の活物質の間に導電材を付着させることで複数の活物質同士が電気的に接続され、導電性が高まる。なお、「付着」とは、活物質と導電材が物理的に密着していることのみを指しているのではなく、共有結合が生じる場合、ファンデルワールス力により結合する場合、活物質の表面の一部を導電材が覆う場合、活物質の表面凹凸に導電材がはまりこむ場合、互いに接していなくとも電気的に接続される場合などを含む概念とする。

正極活物質層、負極活物質層、等の活物質層は、導電材を有することが好ましい。

導電材としては、例えば、アセチレンブラック、及びファーネスブラックなどのカーボンブラックを用いることができる。また導電材としては、人造黒鉛、及び天然黒鉛などの黒鉛を用いることができる。また導電材としては、カーボンナノファイバー、及びカーボンナノチューブなどの炭素繊維を用いることができる。また導電材としては、上記実施の形態で述べたグラフェン、又はグラフェン化合物を用いることができる。また導電材としては上述した材料の一又は二以上を混合して用いることができる。

炭素繊維としては、例えばメソフェーズピッチ系炭素繊維、等方性ピッチ系炭素繊維等の炭素繊維を用いることができる。また炭素繊維としては、カーボンナノファイバー又はカーボンナノチューブなどを用いることができる。カーボンナノファイバー又はカーボンナノチューブは、例えば気相成長法などで作製することができる。

また導電材として銅、ニッケル、アルミニウム、銀、金などの金属粉末又は金属繊維、導電性セラミックス材料等を有してもよい。

活物質層の総量に対する導電材の含有量は、１ｗｔ％以上１０ｗｔ％以下が好ましく、１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下がより好ましい。

グラフェン又はグラフェン化合物は、活物質と点接触するカーボンブラック等の粒状の導電材と異なり、接触抵抗の低い面接触を可能とするものであるから、通常の導電材よりも少量で粒状の活物質とグラフェン又はグラフェン化合物との電気伝導性を向上させることができる。よって、活物質の活物質層における比率を増加させることができる。これにより、電池の放電容量を増加させることができる。

カーボンブラック又は炭素繊維は微小な空間に入りやすい。微小な空間とは例えば、複数の活物質の間の領域等を指す。微小な空間に入りやすいカーボンブラック又は炭素繊維と、面接触を可能とするグラフェン又はグラフェン化合物と、を組み合わせて使用することにより、電極の密度を高め、優れた導電パスを形成することができる。

＜集電体＞
集電体として、ステンレス、金、白金、亜鉛、鉄、銅、アルミニウム、チタン等の金属、及びこれらの合金など、導電性の高く、リチウム等のキャリアイオンと合金化しない材料を用いることができる。集電体は、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。集電体は、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下のものを用いるとよい。

なお負極集電体は、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好ましい。

［正極］
正極は、正極活物質層及び正極集電体を有する。正極活物質層は正極活物質を有し、さらに導電材及びバインダの少なくとも一を有していてもよい。なお、正極集電体、導電材、及びバインダは、［負極］で説明したものを用いることができる。

集電体は、例えば金属箔を用いることができる。正極は、金属箔上にスラリーを塗布して乾燥させることによって形成することができる。なお、乾燥後にプレスを加えてもよい。正極は、集電体上に活物質層を形成したものである。

スラリーとは、集電体上に活物質層を形成するために用いる材料液であり、活物質とバインダと溶媒を含有し、好ましくはさらに導電材を混合させたものを指している。なお、スラリーは、電極用スラリー又は活物質スラリーと呼ばれることもあり、正極活物質層を形成する場合には正極用スラリーと呼ばれることもある。

＜正極活物質＞
正極活物質として、層状岩塩型構造の複合酸化物、オリビン型構造の複合酸化物、及びスピネル型構造の複合酸化物の何れか一以上を用いることができる。

層状岩塩型構造の複合酸化物として、コバルト酸リチウム、ニッケル−コバルト−マンガン酸リチウム、ニッケル−コバルト−アルミニウム酸リチウム、及びニッケル−マンガン−アルミニウム酸リチウムのうちのいずれか一又は複数を用いることができる。なお、組成式としてＬｉＭ１Ｏ_２（Ｍ１はニッケル、コバルト、マンガン、アルミニウムから選ばれる一以上）と示すことができるが、組成式の係数は整数に限られない。

コバルト酸リチウムとして例えば、マグネシウム及びフッ素が添加されたコバルト酸リチウムを用いることができる。また、マグネシウム、フッ素、アルミニウム及びニッケルが添加されたコバルト酸リチウムを用いることが好ましい。

ニッケル−コバルト−マンガン酸リチウムとして例えば、ニッケル：コバルト：マンガン＝１：１：１、ニッケル：コバルト：マンガン＝６：２：２、ニッケル：コバルト：マンガン＝８：１：１、及びニッケル：コバルト：マンガン＝９：０．５：０．５等の比率のニッケル−コバルト−マンガン酸リチウムを用いることができる。また、上記のニッケル−コバルト−マンガン酸リチウムとして例えば、アルミニウム、カルシウム、バリウム、ストロンチウム、ガリウムの何れか一又は複数が添加されたニッケル−コバルト−マンガン酸リチウムを用いることが好ましい。

オリビン型構造の複合酸化物として、リン酸鉄リチウム、リン酸マンガンリチウム、リン酸コバルトリチウム、及びリン酸鉄マンガンリチウムのうちのいずれか一又は複数を用いることができる。なお、組成式としてＬｉＭ２ＰＯ_４（Ｍ２は、鉄、マンガン、コバルトから選ばれる一以上）と示すことができるが、組成式の係数は整数に限られない。

また、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４等のスピネル型構造の複合酸化物として用いることができる。

［電解質］
電解質の例について、以下に説明する。電解質の一つの形態として、有機溶媒と、有機溶媒に溶解した電解質と、を有する液状の電解質（これを電解液ともいう）を用いることができる。電解質は、常温又は室温（２５℃）で液体である電解液に限定されず、固体電解質を用いることも可能である。又は、常温で液体である電解液と、常温で固体である固体電解質の双方を含む電解質（半固体の電解質）を用いることも可能である。なお、曲げることのできる電池に固体電解質又は半固体電解質を用いる場合、電池内部の積層体の一部に電解質を有する構造とすることで、電池の柔軟性を保つことが可能である。

フレキシブルバッテリに電解液を用いる場合、有機溶媒には、例えばエチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート、クロロエチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸プロピル、酪酸メチル、１，３−ジオキサン、１，４−ジオキサン、ジメトキシエタン（ＤＭＥ）、ジメチルスルホキシド、ジエチルエーテル、メチルジグライム、アセトニトリル、ベンゾニトリル、テトラヒドロフラン、スルホラン、スルトン等のうちの１種、又はこれらのうちの２種以上を任意の組み合わせ及び比率で用いることができる。

また、電解液の溶媒として、難燃性及び難揮発性であるイオン液体（常温溶融塩）を一つ又は複数用いることで、フレキシブルバッテリの内部領域短絡又は、過充電等によって内部領域温度が上昇しても、フレキシブルバッテリの破裂又は発火などを防ぐことができる。イオン液体は、カチオンとアニオンからなり、有機カチオンとアニオンとを含む。有機カチオンとして、四級アンモニウムカチオン、三級スルホニウムカチオン、及び四級ホスホニウムカチオン等の脂肪族オニウムカチオン、ならびにイミダゾリウムカチオン、及びピリジニウムカチオン等の芳香族カチオンが挙げられる。また、アニオンとして、１価のアミド系アニオン、１価のメチド系アニオン、フルオロスルホン酸アニオン、パーフルオロアルキルスルホン酸アニオン、テトラフルオロボレートアニオン、パーフルオロアルキルボレートアニオン、ヘキサフルオロホスフェートアニオン、又はパーフルオロアルキルホスフェートアニオン等が挙げられる。

本発明の一態様のフレキシブルバッテリは例えば、リチウムイオン、ナトリウムイオン、カリウムイオンなどのアルカリ金属イオン、カルシウムイオン、ストロンチウムイオン、バリウムイオン、ベリリウムイオン、マグネシウムイオンなどのアルカリ土類金属イオンをキャリアイオンとして有する。

キャリアイオンとしてリチウムイオンを用いる場合には例えば、電解質はリチウム塩を含む。リチウム塩として例えば、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＡｓＦ_６、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＡｌＣｌ_４、ＬｉＳＣＮ、ＬｉＢｒ、ＬｉＩ、Ｌｉ_２ＳＯ_４、Ｌｉ_２Ｂ_１０Ｃｌ_１０、Ｌｉ_２Ｂ_１２Ｃｌ_１２、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＣ_４Ｆ_９ＳＯ_３、ＬｉＣ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_３、ＬｉＣ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２、ＬｉＮ（Ｃ_４Ｆ_９ＳＯ_２）（ＣＦ_３ＳＯ_２）、ＬｉＮ（Ｃ_２Ｆ_５ＳＯ_２）_２等を用いることができる。

一例として本実施の形態で説明する有機溶媒は、エチレンカーボネート（ＥＣ）と、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）と、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）と、を含み、これらエチレンカーボネート、エチルメチルカーボネート、及びジメチルカーボネートの総量を１００ｖｏｌ％としたとき、前記エチレンカーボネート、前記エチルメチルカーボネート、及び前記ジメチルカーボネートの体積比が、ｘ：ｙ：１００−ｘ−ｙ（ただし、５≦ｘ≦３５であり、０＜ｙ＜６５である。）であるものを用いることができる。より具体的には、ＥＣと、ＥＭＣと、ＤＭＣと、を、ＥＣ：ＥＭＣ：ＤＭＣ＝３０：３５：３５（体積比）で含んだ有機溶媒を用いることができる。

また、電解液は、粒状のごみ、又は電解液の構成元素以外の元素（以下、単に「不純物」ともいう。）の含有量が少ない、高純度化されて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重量比を１％以下、好ましくは０．１％以下、より好ましくは０．０１％以下とすることが好ましい。

また、安全性向上等を目的として、電極（活物質層）と電解液との界面に被膜（Ｓｏｌｉｄ　Ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｅ　Ｉｎｔｅｒｐｈａｓｅ）を形成するため、電解液に対し、ビニレンカーボネート（ＶＣ）、プロパンスルトン（ＰＳ）、ｔｅｒｔ−ブチルベンゼン（ＴＢＢ）、フルオロエチレンカーボネート（ＦＥＣ）、リチウムビス（オキサレート）ボレート（ＬｉＢＯＢ）、又はスクシノニトリルもしくはアジポニトリルのジニトリル化合物の添加剤を添加してもよい。添加剤の濃度は、例えば溶媒に対して０．１ｗｔ％以上５ｗｔ％以下とすればよい。

また電解質が、ゲル化が可能な高分子材料を有することで、漏液性等に対する安全性が高まる。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。

高分子材料としては、例えばポリエチレンオキシド（ＰＥＯ）などのポリアルキレンオキシド構造を有するポリマー、ＰＶＤＦ、及びポリアクリロニトリル等、ならびにそれらを含む共重合体等を用いることができる。例えばＰＶＤＦとヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）の共重合体であるＰＶＤＦ−ＨＦＰを用いることができる。また、形成される高分子は、多孔質形状を有してもよい。

［セパレータ］
電解質が電解液を含む場合、正極と負極の間にセパレータを配置する。セパレータとしては、例えば、紙をはじめとするセルロースを有する繊維、不織布、ガラス繊維、セラミックス、或いはナイロン（ポリアミド）、ポリイミド、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、ポリウレタンを用いた合成繊維等で形成されたものを用いることができる。セパレータは袋状に加工し、正極又は負極のいずれか一方を包むように配置することが好ましい。

セパレータは多層構造であってもよい。例えばポリプロピレン、ポリエチレン等の有機材料フィルムに、セラミック系材料、フッ素系材料、ポリアミド系材料、ポリイミド系材料又はこれらを混合したもの等をコートすることができる。セラミック系材料としては、例えば酸化アルミニウム粒子、酸化シリコン粒子等を用いることができる。フッ素系材料としては、例えばＰＶＤＦ、ポリテトラフルオロエチレン等を用いることができる。ポリアミド系材料としては、例えばナイロン、アラミド（メタ系アラミド、パラ系アラミド）等を用いることができる。

セラミック系材料をコートすると耐酸化性が向上するため、高電圧充放電の際のセパレータの劣化を抑制し、電池の信頼性を向上させることができる。またフッ素系材料をコートするとセパレータと電極が密着しやすくなり、出力特性を向上させることができる。ポリアミド系材料、特にアラミドをコートすると、耐熱性が向上するため、電池の安全性を向上させることができる。

例えば、ポリプロピレンのフィルムの両面に酸化アルミニウムとアラミドの混合材料をコートしてもよい。また、ポリプロピレンのフィルムの、正極と接する面に酸化アルミニウムとアラミドの混合材料をコートし、負極と接する面にフッ素系材料をコートしてもよい。

多層構造のセパレータを用いると、セパレータ全体の厚さが薄くても電池の安全性を保つことができるため、電池の体積あたりの容量を大きくすることができる。

［外装体］
電池が有する外装体としては、上記実施の形態で述べたとおりである。さらに、積層構造を用いた場合、外装体に用いられるアルミニウム層の厚さとして、５０μｍ以下が好ましく、４０μｍ以下がより好ましく、３０μｍ以下がより好ましく、２０μｍ以下がより好ましい。なお、アルミニウム層が１０μｍよりも薄い場合、アルミニウム層のピンホールによるガスバリア性の低下が懸念されるため、アルミニウム層の厚さとして、１０μｍ以上であることが望ましい。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて用いることができる。

（実施の形態５）
本実施の形態では、上記実施の形態に適用できる正極活物質の製造方法１について図２９を用いて説明する。なお製造方法１は共沈法を用い、具体的には、共沈装置を用いて、Ｃｏ、Ｎｉ、及びＭｎを存在させた共沈前駆体を作製しておき、共沈前駆体にＬｉ塩を混合した後に加熱し、その後にカルシウム化合物（炭酸カルシウム）を添加してさらに加熱することが特徴である。

図２９に示すように、コバルト源、ニッケル源、及びマンガン源を用意し、水溶液８９３としてアルカリ性水溶液を用意し、水溶液８９２、及び水溶液８９４としてキレート剤を用意する。コバルト源、ニッケル源、及びマンガン源を混合して水溶液８９０を用意する。水溶液８９０と水溶液８９２を混合して混合液９０１を用意する。これらの混合液９０１、水溶液８９３、水溶液８９４を反応させて、少なくともニッケル、コバルト、及びマンガンを含む化合物を製造する。当該反応は、中和反応、酸塩基反応、又は共沈反応と記すことがあり、当該少なくともニッケル、コバルト、及びマンガンを含む化合物（図２９中のニッケル化合物）は、ニッケル−コバルト−マンガン化合物の前駆体と記すことがある。なお、図２９中の鎖線で囲んだ処理を行うことによって生じる反応を共沈反応と呼ぶこともできる。

＜コバルト水溶液＞
コバルト源としてコバルト水溶液を用意する。コバルト水溶液として、硫酸コバルト（例えばＣｏＳＯ_４）、塩化コバルト（例えばＣｏＣｌ_２）若しくは硝酸コバルト（例えばＣｏ（ＮＯ_３）_２）、酢酸コバルト（例えばＣ_４Ｈ_６ＣｏＯ_４）、コバルトアルコキシド、若しくは有機コバルト錯体、又はこれらの水和物を有する水溶液が挙げられる。また、酢酸コバルトをはじめとするコバルトの有機酸、又はこれらの水和物を用いてもよい。なお本明細書において、有機酸とは、酢酸以外に、クエン酸、シュウ酸、ギ酸、又は酪酸を含む。

例えば純水を用いてこれらを溶解させた水溶液を用いることができる。コバルト水溶液は酸性を示すため、酸性水溶液と記すことができる。

＜ニッケル水溶液＞
ニッケル源としてニッケル水溶液を用意する。ニッケル水溶液として、硫酸ニッケル、塩化ニッケル、硝酸ニッケル、又はこれらの水和物の水溶液を用いることができる。また酢酸ニッケルをはじめとするニッケルの有機酸塩、又はこれらの水和物の水溶液を用いることができる。またニッケルアルコキシド又は有機ニッケル錯体の水溶液を用いることができる。

＜マンガン水溶液＞
マンガン源としてマンガン水溶液を用意する。マンガン水溶液として、マンガン塩、例えば硫酸マンガン、塩化マンガン、硝酸マンガン、又はこれらの水和物の水溶液を用いることができる。また酢酸マンガンをはじめとするマンガンの有機酸塩、又はこれらの水和物の水溶液を用いることができる。またマンガンアルコキシド、又は有機マンガン錯体の水溶液を用いることができる。

上述したコバルト水溶液、ニッケル水溶液、マンガン水溶液をそれぞれ用意した後、混合することで水溶液８９０を作製してもよいし、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、及び硫酸マンガンを混合した後、水と混合させて水溶液８９０を作製してもよい。本実施の形態では、それぞれ所望の分量を秤量して、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、及び硫酸マンガンを混合して、硫酸ニッケル、硫酸コバルト、及び硫酸マンガンを混合した水溶液８９０を用意する。

水溶液８９０は水溶液８９２と混合して混合液９０１を用意する。水溶液８９２、水溶液８９４は、キレート剤として機能する水溶液を用いるが、特に限定されず、水溶液８９２、水溶液８９４として純水を用いてもよい。

＜アルカリ性水溶液＞
水溶液８９３としてアルカリ性溶液を用意する。アルカリ性水溶液として、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム又はアンモニアを有する水溶液が挙げられる。例えば純水を用いてこれらを溶解させた水溶液を用いることができる。水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、又は水酸化リチウムから選ばれた複数種を純水に溶解させた水溶液でもよい。

＜反応条件＞
共沈法に従って混合液９０１及び水溶液８９３を反応させる場合、反応系のｐＨは９．０以上１２．０以下、好ましくはｐＨを１０．５以上１１．５以下となるようにする。例えば水溶液８９４を反応槽に入れ混合液９０１及び水溶液８９３を反応槽（反応容器とも記す）へ滴下する場合、反応槽内の水溶液のｐＨを上記条件の範囲に維持するとよい。また水溶液８９３を反応槽に入れておき、水溶液８９４及び混合液９０１を滴下する場合も同様である。また混合液９０１を反応槽に入れておき、水溶液８９４及び水溶液８９３を滴下する場合も同様である。水溶液８９３、水溶液８９４、又は混合液９０１の滴下速度は、０．１ｍＬ／分以上０．８ｍＬ／分以下とするとよく、ｐＨ条件を制御しやすく好ましい。

反応槽では攪拌手段を用いて水溶液を攪拌しておくとよい。攪拌手段はスターラー又は攪拌翼を有する。攪拌翼は２枚以上６枚以下設けることができ、例えば４枚の攪拌翼とする場合、上方からみて十字状に配置するとよい。攪拌手段の回転数は、８００ｒｐｍ以上１２００ｒｐｍ以下とするとよい。

反応槽の温度は５０℃以上９０℃以下となるように調整する。水溶液８９３、水溶液８９４、又は混合液９０１の滴下は当該温度になったのちに開始するとよい。

また反応槽内は不活性雰囲気とするとよい。例えば窒素雰囲気とする場合、窒素ガスを０．５Ｌ／分以上２Ｌ／分の流量で導入するとよい。

また反応槽には還流冷却器を配置するとよい。還流冷却器により、窒素ガスを反応槽から放出させることができ、水は反応槽に戻すことができる。

上記反応を経ると反応槽に少なくともニッケル、コバルト、及びマンガンを含む化合物が沈殿する。当該ニッケル、コバルト、及びマンガンを含む化合物を回収するためにろ過を行う。反応槽に沈殿した反応生成物を純水で洗浄した後に、沸点の低い有機溶媒（例えばアセトン）を加えてから上記ろ過を行うと好ましい。

ろ過後の少なくともニッケル、コバルト、及びマンガンを含む化合物はさらに乾燥させるとよい。例えば６０℃以１２０℃以下の真空下又は減圧下にて、０．５時間以上１２時間以下で乾燥させる。このようにしてニッケル、コバルト、及びマンガンを含む化合物を得ることができる。図２９ではニッケル、コバルト、及びマンガンを含む化合物をニッケル化合物と記す。

上記反応で得られる少なくともニッケル、コバルト、及びマンガンを含む化合物は、一次粒子が凝集した二次粒子として得られる。なお、本明細書において、一次粒子とは、ＳＥＭ（走査電子顕微鏡）により例えば５０００倍で観察した際、粒界を有さない最小単位の粒子（塊）を指す。つまり一次粒子は粒界で囲まれた最小単位の粒子を指す。二次粒子とは、上記一次粒子が、上記粒界（一次粒子の外周）の一部を共有するように凝集し、容易には分離しない粒子（他と独立した粒子）を指す。すなわち二次粒子は粒界を有することがある。

本実施の形態では、上記共沈法で得られるニッケル、コバルト、及びマンガンを含む化合物において、ニッケル、コバルト及びマンガンの原子数比が、Ｎｉ：Ｃｏ：Ｍｎ＝８：１：１又はこの近傍となるように適宜調節する。

＜リチウム化合物＞
次にリチウム化合物を用意する。リチウム化合物として、水酸化リチウム（例えばＬｉＯＨ）、炭酸リチウム（例えばＬｉ_２ＣＯ_３（融点７２３℃））、又は硝酸リチウム（例えばＬｉＮＯ_３）が挙げられる。特に水酸化リチウム（融点４６２℃）で代表されるリチウム化合物のなかでは融点の低い材料を用いると好ましい。ニッケルの割合が高い正極活物質は、コバルト酸リチウムと比較してカチオンミキシングが生じやすいため、第１の加熱を低温で行う必要がある。そのため融点の低い材料を用いることが好ましい。後述する正極活物質４００のリチウム濃度はこの段階で適宜調節すれば良い。本実施の形態では、共沈前駆体であるニッケル化合物（ニッケル、コバルト、及びマンガンを含む化合物）に対してモル比で１．０１となるように適宜調節する。

本実施の形態では、ニッケル、コバルト、マンガンを含む化合物とリチウム化合物を混合して混合物９０４を得る。混合には、乳鉢又は撹拌混合機を用いる。

次に第１の加熱を行う。第１の加熱を行う焼成装置としては、電気炉、例えばロータリーキルン炉を用いることができる。

第１の加熱温度は、４００℃より高く１０５０℃以下が好ましい。また、第１の加熱の時間は、１時間以上２０時間以下が好ましい。

次いで、粒径をそろえるために乳鉢で粉砕又は解砕した後、回収する。さらに、ふるいを用いて分級してもよい。また、加熱が終わった材料を回収する際に、るつぼから乳鉢へ移動させたのち、回収すると材料に不純物が混入しないため好適である。

次に、第２の加熱を行う。第２の加熱を行う焼成装置としては、電気炉、たとえばロータリーキルン炉を用いることができる。

第２の加熱温度は、４００℃より高く１０５０℃以下が好ましい。また、第２の加熱の時間は、１時間以上２０時間以下が好ましい。第２の加熱は酸素雰囲気下で行うことが好ましく、酸素を供給しながら行うことが特に好ましい。例えば、炉の内容積１Ｌあたり、１０Ｌ／分とする。また、具体的には混合物９０４を入れる容器に蓋をした状態で加熱することが好ましい。

次いで、粒径をそろえるために乳鉢で粉砕又は解砕した後、回収する。さらに、ふるいを用いて分級してもよい。

＜カルシウム化合物＞
そして、得られた混合物９０５と、化合物９１０を混合する。本実施の形態では、化合物９１０としてカルシウム化合物を用いる。カルシウム化合物として酸化カルシウム、炭酸カルシウム（融点８２５℃）、又は水酸化カルシウムが挙げられる。本実施の形態では、化合物９１０として炭酸カルシウム（ＣａＣＯ_３）を用いる。化合物９１０の量は、ニッケル、コバルト、及びマンガンを含む化合物に対して、カルシウムを０．５ａｔｍ％以上３ａｔｍ％以下の範囲で秤量して添加することが望ましい。

その後、第３の加熱を行う。第３の加熱温度は、少なくとも第１の加熱温度よりも高く、６６２℃より高く１０５０℃以下が好ましい。また、第３の加熱の時間は、第２の加熱よりも短く、０．５時間以上２０時間以下が好ましい。第３の加熱は酸素雰囲気下で行うことが好ましく、酸素を供給しながら行うことが特に好ましい。例えば、炉の内容積１Ｌあたり、１０Ｌ／分とする。また、具体的には混合物９０５を入れる容器に蓋をした状態で加熱することが好ましい。

上記の工程で、正極活物質４００を作製することができる。上記工程で得られた正極活物質４００はニッケル−コバルト−マンガン酸リチウム（ＮＣＭ）であり、一次粒子の被膜又は二次粒子の被膜にカルシウムを含んでいる。

また、図２９における工程数を短縮するため、共沈前駆体であるニッケル化合物に、リチウム化合物及びカルシウム化合物を混合して、加熱を行うプロセスを用いてもよい。その場合、第３の加熱を不要とすることもできる。

上述した製造フローにおいて、カルシウム化合物（炭酸カルシウム）を添加後の加熱は、一次粒子が溶融しない温度、且つ、カルシウムが一次粒子内に拡散しない温度で行う。カルシウム化合物（炭酸カルシウム）を添加後の加熱における下限温度を共晶点６６２℃とするとよい。カルシウム化合物（炭酸カルシウム）を添加後に６６２℃以上の加熱を行うことで、炭酸カルシウム及び炭酸リチウムが溶融し、その結果、炭酸カルシウムと炭酸リチウムの溶融物が一次粒子間に形成され、カルシウムが二次粒子内部に拡散し、点在している。このようにしてカルシウムが添加されたニッケル−コバルト−マンガン酸リチウムを得ることができる。カルシウムはニッケル−コバルト−マンガン酸リチウムの内部に存在してもよいし、これを被覆する状態で存在してもよい。被覆する状態とは、ニッケル−コバルト−マンガン酸リチウムの被膜がカルシウムを有すると記すことがある。

上述した製造フローにおいて、カルシウム化合物を添加する手順を説明したが、カルシウム化合物に代えてアルミニウム化合物を添加してもよい。アルミニウム化合物を添加するタイミングは、カルシウム化合物と同じタイミングでもよいし、共沈前駆体を製造するときにアルミニウム化合物を添加してもよい。このようにしてアルミニウムが添加されたニッケル−コバルト−マンガン酸リチウムを得ることができる。アルミニウムはニッケル−コバルト−マンガン酸リチウムの内部に存在してもよいし、これを被覆する状態で存在してもよい。被覆する状態とは、ニッケル−コバルト−マンガン酸リチウムの被膜がアルミニウムを有すると記すことがある。

上述した製造フローにおいて、カルシウム化合物に加えてアルミニウム化合物を添加してもよい。アルミニウム化合物を添加するタイミングは、カルシウム化合物を添加するタイミングと同時でもよいし異なってもよい。異なる場合、例えばアルミニウム化合物は共沈前駆体を製造するときにアルミニウム化合物を添加してもよい。

（実施の形態６）
本実施の形態では、上記実施の形態に適用できる正極活物質の製造方法２について図３０Ａ乃至図３０Ｃを用いて説明する。なお製造方法２は固相法を用い、具体的にはアニール及び初期加熱を経ることが特徴である。

＜ステップＳ１１＞
図３０Ａに示すステップＳ１１では、出発材料であるリチウム及び遷移金属Ｍの材料として、それぞれリチウム源（Ｌｉ源）及び遷移金属Ｍ源（Ｍ源）を準備する。

リチウム源としては、リチウムを有する化合物を用いると好ましく、例えば炭酸リチウム、水酸化リチウム、硝酸リチウム、又はフッ化リチウム等を用いることができる。リチウム源は純度が高いと好ましく、例えば純度が９９．９９％以上の材料を用いるとよい。

遷移金属Ｍは、周期表に示す４族乃至１３族に記載された元素から選ぶことができ、例えば、マンガン、コバルト、及びニッケルのうち少なくとも一を用いる。遷移金属Ｍとして、コバルトのみを用いる場合、ニッケルのみを用いる場合、コバルトとマンガンの２種を用いる場合、コバルトとニッケルの２種を用いる場合、又は、コバルト、マンガン、ニッケルの３種を用いる場合がある。コバルトのみを用いる場合、得られる正極活物質はコバルト酸リチウム（ＬＣＯ）を有し、コバルト、マンガン、及びニッケルの３種を用いる場合、得られる正極活物質はニッケル−コバルト−マンガン酸リチウム（ＮＣＭ）を有する。

遷移金属Ｍ源としては、上記遷移金属Ｍを有する化合物を用いると好ましく、例えば上記遷移金属Ｍとして例示した金属の酸化物、又は例示した金属の水酸化物等を用いることができる。コバルト源であれば、酸化コバルト、水酸化コバルト等を用いることができる。マンガン源であれば、酸化マンガン、水酸化マンガン等を用いることができる。ニッケル源であれば、酸化ニッケル、水酸化ニッケル等を用いることができる。アルミニウム源であれば、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム等を用いることができる。

遷移金属Ｍ源は純度が高いと好ましく、例えば純度が３Ｎ（９９．９％）以上、好ましくは４Ｎ（９９．９９％）以上、より好ましくは４Ｎ５（９９．９９５％）以上、さらに好ましくは５Ｎ（９９．９９９％）以上の材料を用いるとよい。高純度の材料を用いることで、正極活物質の不純物を制御することができる。

加えて、遷移金属Ｍ源の結晶性が高いと好ましく、例えば単結晶粒を有するとよい。遷移金属Ｍ源の結晶性の評価としては、ＴＥＭ像、ＳＴＥＭ（走査透過電子顕微鏡）像、ＨＡＡＤＦ−ＳＴＥＭ（高角散乱環状暗視野走査透過型電子顕微鏡）像、ＡＢＦ−ＳＴＥＭ（環状明視野走査透過型電子顕微鏡）像等による判断、又はＸ線回折（ＸＲＤ）、電子線回折、中性子線回折等の判断がある。なお、上記の結晶性の評価に関する手法は、遷移金属Ｍ源だけではなく、その他の結晶性の評価にも適用することができる。

また、２以上の遷移金属Ｍ源を用いる場合、当該２以上の遷移金属Ｍ源が層状岩塩型の結晶構造をとりうるような割合（混合比）で用意すると好ましい。

＜ステップＳ１２＞
次に、図３０Ａに示すステップＳ１２として、リチウム源及び遷移金属Ｍ源を粉砕及び混合して、混合材料を作製する。粉砕及び混合は、乾式又は湿式で行うことができる。湿式はより小さく解砕することができるため好ましい。湿式で行う場合は、溶媒を準備する。溶媒としてはアセトン等のケトン、エタノール及びイソプロパノール等のアルコール、エーテル、ジオキサン、アセトニトリル、Ｎ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）等を用いることができる。リチウムと反応が起こりにくい、非プロトン性溶媒を用いることがより好ましい。本実施の形態では、純度が９９．５％以上の脱水アセトンを用いることとする。水分含有量を１０ｐｐｍ以下まで抑えた、純度が９９．５％以上の脱水アセトンにリチウム源及び遷移金属Ｍ源を混合して、解砕及び混合を行うと好適である。上記のような純度の脱水アセトンを用いることで、混入しうる不純物を低減することができる。

混合等の手段にはボールミル、又はビーズミル等を用いることができる。ボールミルを用いる場合は、粉砕メディアとして酸化アルミニウムボール又は酸化ジルコニウムボールを用いるとよい。酸化ジルコニウムボールは不純物の排出が少なく好ましい。また、ボールミル、又はビーズミル等を用いる場合、メディアからのコンタミネーションを抑制するために、周速を、１００ｍｍ／ｓ以上２０００ｍｍ／ｓ以下とするとよい。本実施の形態では、周速８３８ｍｍ／ｓ（回転数４００ｒｐｍ、ボールミルの直径４０ｍｍ）として実施する。

＜ステップＳ１３＞
次に、図３０Ａに示すステップＳ１３として、上記混合材料を加熱する。加熱温度は、８００℃以上１１００℃以下で行うことが好ましく、９００℃以上１０００℃以下で行うことがより好ましく、９５０℃程度がさらに好ましい。温度が低すぎると、リチウム源及び遷移金属Ｍ源の分解及び溶融が不十分となるおそれがある。一方温度が高すぎると、リチウム源からリチウムが蒸散する、及び／又は遷移金属Ｍ源として用いる金属が過剰に還元される、などが原因となり欠陥が生じるおそれがある。当該欠陥とは、例えば遷移金属Ｍとしてコバルトを用いる場合、過剰に還元されるとコバルトが３価から２価へ変化し、酸素欠陥などを誘発することがある。

加熱時間は短すぎるとＬｉＭＯ_２が合成されないが、長すぎると生産性が低下する。例えば加熱時間は１時間以上１００時間以下とするとよく、２時間以上２０時間以下とすることが好ましい。

昇温レートは、加熱温度の到達温度によるが、８０℃／ｈ以上２５０℃／ｈ以下がよい。例えば１０００℃で１０時間加熱する場合、昇温は２００℃／ｈとするとよい。

加熱雰囲気は、乾燥空気等の水が少ない雰囲気で行うことが好ましく、例えば露点が−５０℃以下、より好ましくは露点が−８０℃以下の雰囲気がよい。本実施の形態においては、露点−９３℃の雰囲気にて、加熱を行うこととする。また材料中に混入しうる不純物を抑制するためには、加熱雰囲気におけるＣＨ_４、ＣＯ、ＣＯ_２、及びＨ_２等の不純物濃度を、それぞれ５ｐｐｂ（ｐａｒｔｓ　ｐｅｒ　ｂｉｌｌｉｏｎ）以下にするとよい。

加熱雰囲気として酸素を有する雰囲気が好ましい。例えば反応室に乾燥空気を導入し続ける方法がある。この場合、乾燥空気の流量は１０Ｌ／ｍｉｎとすることが好ましい。酸素を反応室へ導入し続け、酸素が反応室内を流れている方法をフローと呼ぶ。

加熱雰囲気を、酸素を有する雰囲気とする場合、フローさせないやり方でもよい。例えば反応室を減圧してから酸素を充填し、当該酸素が反応室から出入りしないようにする方法でもよく、これをパージと呼ぶ。例えば反応室を−９７０ｈＰａまで減圧してから、５０ｈＰａまで酸素を充填すればよい。

加熱後の冷却は自然放冷でよいが、規定温度から室温までの降温時間が１０時間以上５０時間以下に収まると好ましい。ただし、必ずしも室温までの冷却は要せず、次のステップが許容する温度まで冷却されればよい。

本工程の加熱は、ロータリーキルン又はローラーハースキルンによる加熱を行ってもよい。ロータリーキルンによる加熱は、連続式、バッチ式いずれの場合でも攪拌しながら加熱することができる。

加熱の際に用いる、るつぼ又はさやは、アルミナ（酸化アルミニウム）製、ムライト・コーディライト製、マグネシア製、ジルコニア製等の耐熱性が高い材料を有すると好ましい。さらに酸化アルミニウムは不純物が混入しづらい材料のため、アルミナ製のるつぼ又はさやの純度は９９％以上、好ましくは９９．５％以上となる。本実施の形態においては、純度が９９．９％の酸化アルミニウム製のるつぼを用いる。るつぼ又はさやには蓋を配して加熱すると好ましい。材料の揮発を防ぐことができる。

加熱が終わったあと、必要に応じで粉砕し、さらにふるいを実施してもよい。加熱後の材料を回収する際に、るつぼから乳鉢へ移動させたのち回収してもよい。また、当該乳鉢は酸化アルミニウム製の乳鉢、又は酸化ジルコニウム製の乳鉢を用いると好適である。酸化アルミニウム製の乳鉢は不純物を放出しにくい材質である。具体的には、純度が９０％以上、好ましくは純度が９９％以上の酸化アルミニウムの乳鉢を用いる。なお、ステップＳ１３以外の後述の加熱の工程においても、ステップＳ１３と同等の加熱条件を適用できる。

＜ステップＳ１４＞
以上の工程により、図３０Ａに示すステップＳ１４で遷移金属Ｍを有する複合酸化物（ＬｉＭＯ_２）を得ることができる。複合酸化物は、ＬｉＭＯ_２で表されるリチウム複合酸化物の結晶構造を有すればよく、その組成が厳密にＬｉ：Ｍ：Ｏ＝１：１：２に限定されるものではない。遷移金属Ｍとしてコバルトを用いた場合、コバルトを有する複合酸化物と称し、ＬｉＣｏＯ_２で表される。組成については厳密にＬｉ：Ｃｏ：Ｏ＝１：１：２に限定されるものではない。

ステップＳ１１乃至ステップＳ１４のように固相法で複合酸化物を作製する例を示したが、共沈法で複合酸化物を作製してもよい。また水熱法で複合酸化物を作製してもよい。

＜ステップＳ１５＞
次に、図３０Ａに示すステップＳ１５として、上記複合酸化物を加熱する。複合酸化物に対する最初の加熱のため、ステップＳ１５の加熱を初期加熱と呼ぶことがある。又は以下に示すステップＳ２０の前に加熱するものであるため、予備加熱又は前処理と呼ぶことがある。

初期加熱により、上述したように複合酸化物の表層部の一部からリチウムが脱離する。また内部の結晶性を高める効果が期待できる。またステップＳ１１等で準備したリチウム源及び／又は遷移金属Ｍには、不純物が混入していることがある。ステップ１４で完成した複合酸化物から不純物を低減させることが、初期加熱によって可能である。

さらに初期加熱を経ることで、複合酸化物の表面がなめらかになる効果がある。表面がなめらかとは、凹凸が少なく、複合酸化物が全体的に丸みを帯び、さらに角部が丸みを帯びる様子をいう。さらに、表面へ付着した異物が少ない状態をなめらかと呼ぶ。異物は凹凸の要因となると考えられ、表面へ付着しない方が好ましい。

この初期加熱には、リチウム化合物源を用意しなくてよい。又は、添加元素Ａ源を用意しなくてよい。又は、融剤として機能する材料を用意しなくてよい。

本工程の加熱時間は短すぎると十分な効果が得られないが、長すぎると生産性が低下する。例えばステップＳ１３で説明した加熱条件から選択して実施することができる。当該加熱条件に補足すると、本工程の加熱温度は、複合酸化物の結晶構造を維持するため、ステップＳ１３の温度より低くするとよい。また本工程の加熱時間は、複合酸化物の結晶構造を維持するため、ステップＳ１３の時間より短くするとよい。例えば７００℃以上１０００℃以下の温度で、２時間以上２０時間以下の加熱を行うとよい。

また内部の結晶性を高める効果とは、例えばステップＳ１３で作製した複合酸化物が有する収縮差等に由来する歪み、ずれ等を緩和する効果である。

上記複合酸化物は、ステップＳ１３の加熱によって、複合酸化物の表面と内部に温度差が生じることがある。温度差が生じると収縮差が誘発されることがある。温度差により、表面と内部の流動性が異なるため収縮差が生じるとも考えられる。収縮差に関連するエネルギーは、複合酸化物に内部応力の差を与えてしまう。内部応力の差は歪みとも称され、当該エネルギーを歪みエネルギーと呼ぶことがある。内部応力はステップＳ１５の初期加熱により除去され、別言すると歪みエネルギーはステップＳ１５の初期加熱により均質化されると考えられる。歪みエネルギーが均質化されると複合酸化物の歪みが緩和される。そのためステップＳ１５を経ると複合酸化物の表面がなめらかになる可能性がある。表面が改善されたとも称する。別言すると、ステップＳ１５を経ると複合酸化物に生じた収縮差が緩和され、複合酸化物の表面がなめらかになると考えられる。

また収縮差は上記複合酸化物にミクロなずれ、例えば結晶のずれを生じさせることがある。当該ずれを低減するためにも、本工程を実施するとよい。本工程を経ると、上記複合酸化物のずれを均一化させることが可能である。ずれが均一化されると、複合酸化物の表面がなめらかになる可能性がある。結晶粒の整列が行われたとも称する。別言すると、ステップＳ１５を経ると複合酸化物に生じた結晶等のずれが緩和され、複合酸化物の表面がなめらかになると考えられる。

表面がなめらかな複合酸化物を正極活物質として用いると、フレキシブルバッテリとして充放電した際の劣化が少なくなり、正極活物質の割れを防ぐことができる。

複合酸化物の表面がなめらかな状態は、複合酸化物の一断面において、表面の凹凸情報を測定データより数値化したとき、少なくとも１０ｎｍ以下の表面粗さを有するということができる。一断面は、例えば走査透過型電子顕微鏡（ＳＴＥＭ）で観察する際に取得する断面である。

なお、ステップＳ１４では、あらかじめ合成されたリチウム、遷移金属Ｍ及び酸素を有する複合酸化物を用いてもよい。この場合、ステップＳ１１乃至ステップＳ１３を省略することができる。あらかじめ合成された複合酸化物に対してステップＳ１５を実施することで、表面がなめらかな複合酸化物を得ることができる。

初期加熱により複合酸化物のリチウムが減少する場合が考えらえる。次のステップＳ２０等で説明する添加元素Ａが減少したリチウムのおかげで複合酸化物に入りやすくなる可能性がある。

＜ステップＳ２０＞
層状岩塩型の結晶構造をとりうる範囲で、表面がなめらかな複合酸化物に添加元素Ａを加えてもよい。表面がなめらかな複合酸化物に添加元素Ａを加えると、添加元素Ａをムラなく添加することができる。よって、初期加熱後に添加元素Ａを添加する順が好ましい。添加元素Ａを添加するステップについて、図３０Ｂ、及び図３０Ｃを用いて説明する。

＜ステップＳ２１＞
図３０Ｂに示すステップＳ２１では、複合酸化物に添加する添加元素Ａ源（Ａ源）を用意する。添加元素Ａ源と合わせて、リチウム源を準備してもよい。

添加元素Ａとしては、ニッケル、コバルト、マグネシウム、カルシウム、塩素、フッ素、アルミニウム、マンガン、チタン、ジルコニウム、イットリウム、バナジウム、鉄、クロム、ニオブ、ランタン、ハフニウム、亜鉛、ケイ素、硫黄、リン、ホウ素、及びヒ素の中から選ばれる一又は複数を用いることができる。また、添加元素としては、臭素、及びベリリウムから選ばれる一又は複数を用いることができる。ただし、臭素、及びベリリウムについては、生物に対し毒性を有する元素であるため、先に述べた添加元素を用いる方が好適である。

添加元素Ａにマグネシウムを選んだとき、添加元素Ａ源はマグネシウム源と呼ぶことができる。当該マグネシウム源としては、フッ化マグネシウム、酸化マグネシウム、水酸化マグネシウム、又は炭酸マグネシウム等を用いることができる。また上述したマグネシウム源を複数用いてもよい。

添加元素Ａにフッ素を選んだとき、添加元素Ａ源はフッ素源と呼ぶことができる。当該フッ素源としては、例えばフッ化リチウム、フッ化マグネシウム、フッ化アルミニウム、フッ化チタン、フッ化コバルト、フッ化ニッケル、フッ化ジルコニウム、フッ化バナジウム、フッ化マンガン、フッ化鉄、フッ化クロム、フッ化ニオブ、フッ化亜鉛、フッ化カルシウム、フッ化ナトリウム、フッ化カリウム、フッ化バリウム、フッ化セリウム、フッ化ランタン、又は六フッ化アルミニウムナトリウム等を用いることができる。なかでも、フッ化リチウムは融点が８４８℃と比較的低く、後述する加熱工程で溶融しやすいため好ましい。

フッ化マグネシウムはフッ素源としてもマグネシウム源としても用いることができる。またフッ化リチウムはリチウム源としても用いることができる。ステップＳ２１に用いられるその他のリチウム源は炭酸リチウムがある。

またフッ素源は気体でもよく、フッ素、フッ化炭素、フッ化硫黄、又はフッ化酸素等を用い、後述する加熱工程において雰囲気中に混合させてもよい。また上述したフッ素源を複数用いてもよい。

本実施の形態では、フッ素源としてフッ化リチウムを準備し、フッ素源及びマグネシウム源としてフッ化マグネシウムを準備する。フッ化リチウムとフッ化マグネシウムは、ＬｉＦ：ＭｇＦ_２＝６５：３５（モル比）程度で混合すると融点を下げる効果が最も高くなる。一方、フッ化リチウムが多くなると、リチウムが過剰になりすぎサイクル特性が悪化する懸念がある。そのため、フッ化リチウムとフッ化マグネシウムのモル比は、ＬｉＦ：ＭｇＦ_２＝ｘ：１（０≦ｘ≦１．９）であることが好ましく、ＬｉＦ：ＭｇＦ_２＝ｘ：１（０．１≦ｘ≦０．５）がより好ましく、ＬｉＦ：ＭｇＦ_２＝ｘ：１（ｘ＝０．３３及びその近傍）がさらに好ましい。なお本明細書等において近傍とは、その値の０．９倍より大きく１．１倍より小さい値とする。

同時に、マグネシウムの添加量は、ＬｉＣｏＯ_２を基準にして０．１原子％を超えて３原子％以下が好ましく、０．５原子％以上２原子％以下がより好ましく、０．５原子％以上１原子％以下がさらに好ましい。マグネシウムの添加量が０．１原子％以下であると、初回の放電容量は高いが充電深度が高くなるような充放電を繰り返すことで急激に放電容量が低下する。マグネシウムの添加量が０．１原子％を超えて３原子％以下の場合は、充電深度が高くなるような充放電を繰り返しても初回放電特性及び充放電サイクル特性共に良好である。一方、マグネシウムの添加量が３原子％を超えると初回の放電容量、充放電サイクル特性ともに徐々に悪化する傾向がある。

＜ステップＳ２２＞
次に、図３０Ｂに示すステップＳ２２では、マグネシウム源及びフッ素源を粉砕及び混合する。本工程は、ステップＳ１２で説明した粉砕及び混合の条件から選択して実施することができる。

必要に応じてステップＳ２２の後に加熱工程を行ってもよい。加熱工程はステップＳ１３で説明した加熱条件から選択して実施することができる。加熱時間は２時間以上が好ましく、加熱温度は８００℃以上１１００℃以下が好ましい。

＜ステップＳ２３＞
次に、図３０Ｂに示すステップＳ２３では、上記で粉砕、混合した材料を回収して、添加元素Ａ源（Ａ源）を得ることができる。なお、ステップＳ２３に示す添加元素Ａ源は、複数の出発材料を有するものであり、混合物と呼ぶことができる。

上記混合物の粒径は、メディアン径（Ｄ５０）が６００ｎｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましい。添加元素Ａ源として、一種の材料を用いた場合においても、メディアン径（Ｄ５０）が６００ｎｍ以上２０μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上１０μｍ以下であることがより好ましい。

このような微粉化された混合物（添加元素Ａが１種の場合も含む）であると、後の工程で複合酸化物と混合したときに、複合酸化物の表面に混合物を均一に付着させやすい。複合酸化物の表面に混合物が均一に付着していると、加熱後に複合酸化物の表層部に均一にフッ素及びマグネシウムを分布又は拡散させやすいため好ましい。フッ素及びマグネシウムが分布した領域を表層部と呼ぶこともできる。表層部にフッ素及びマグネシウムが含まれない領域があると、充電状態において後述するＯ３’型結晶構造になりにくいおそれがある。なおフッ素を用いて説明したが、フッ素は塩素でもよく、これらを含むものとしてハロゲンと読み替えることができる。

＜ステップＳ２１＞
図３０Ｂとは異なる工程について図３０Ｃを用いて説明する。図３０Ｃに示すステップＳ２１では、複合酸化物に添加する添加元素Ａ源を４種用意する。すなわち図３０Ｃは図３０Ｂとは添加元素Ａ源の種類が異なる。添加元素Ａ源と合わせて、リチウム源を準備してもよい。

４種の添加元素Ａ源として、マグネシウム源（Ｍｇ源）、フッ素源（Ｆ源）、ニッケル源（Ｎｉ源）、及びアルミニウム源（Ａｌ源）を準備する。なお、マグネシウム源及びフッ素源は図３０Ｂで説明した化合物等から選択することができる。ニッケル源としては、酸化ニッケル、水酸化ニッケル等を用いることができる。アルミニウム源としては、酸化アルミニウム、水酸化アルミニウム、等を用いることができる。

＜ステップＳ２２＞及び＜ステップＳ２３＞
次に、図３０Ｃに示すステップＳ２２及びステップＳ２３は、図３０Ｂで説明したステップと同様である。

＜ステップＳ３１＞
次に、図３０Ａに示すステップＳ３１では、複合酸化物と、添加元素Ａ源（Ａ源）とを混合する。リチウム、遷移金属Ｍ及び酸素を有する複合酸化物中の遷移金属Ｍの原子数Ｍと、添加元素Ａが有するマグネシウムの原子数Ｍｇとの比は、Ｍ：Ｍｇ＝１００：ｙ（０．１≦ｙ≦６）であることが好ましく、Ｍ：Ｍｇ＝１００：ｙ（０．３≦ｙ≦３）であることがより好ましい。

ステップＳ３１の混合は、複合酸化物を破壊させないためにステップＳ１２の混合よりも穏やかな条件とすることが好ましい。例えば、ステップＳ１２の混合よりも回転数が少ない、又は時間が短い条件とすることが好ましい。また湿式よりも乾式のほうが穏やかな条件であると言える。混合には例えばボールミル、ビーズミル等を用いることができる。ボールミルを用いる場合は、例えばメディアとして酸化ジルコニウムボールを用いることが好ましい。

本実施の形態では、直径１ｍｍの酸化ジルコニウムボールを用いたボールミルで、１５０ｒｐｍ、１時間、乾式で混合することとする。また該混合は、露点が−１００℃以上−１０℃以下のドライルームで行うこととする。

＜ステップＳ３２＞
次に、図３０ＡのステップＳ３２において、上記で混合した材料を回収し、混合物９０３を得る。回収の際、必要に応じて解砕した後にふるいを実施してもよい。

なお、本実施の形態では、フッ素源としてフッ化リチウム、及びマグネシウム源としてフッ化マグネシウムを、初期加熱を経た複合酸化物にあとから添加する方法について説明している。しかしながら、本発明は上記方法に限定されない。ステップＳ１１の段階、つまり複合酸化物の出発材料の段階でマグネシウム源及びフッ素源等をリチウム源及び遷移金属Ｍ源へ添加することができる。その後ステップＳ１３で加熱してマグネシウム及びフッ素が添加されたＬｉＭＯ_２を得ることができる。この場合は、ステップＳ１１乃至ステップＳ１４の工程と、ステップＳ２１乃至ステップＳ２３の工程を分ける必要がない。簡便で生産性が高い方法であるといえる。

また、あらかじめマグネシウム及びフッ素が添加された複合酸化物を用いてもよい。マグネシウム及びフッ素が添加された複合酸化物を用いれば、ステップＳ１１乃至ステップＳ３２、及びステップＳ２０の工程を省略することができる。簡便で生産性が高い方法であるといえる。

又は、あらかじめマグネシウム及びフッ素が添加された複合酸化物に対して、ステップＳ２０に従いさらにマグネシウム源及びフッ素源、又はマグネシウム源、フッ素源、ニッケル源、及びアルミニウム源を添加してもよい。

＜ステップＳ３３＞
次に、図３０Ａに示すステップＳ３３では、混合物９０３を加熱する。ステップＳ１３で説明した加熱条件から選択して実施することができる。加熱時間は２時間以上が好ましい。

ここで加熱温度について補足する。ステップＳ３３の加熱温度の下限は、複合酸化物（ＬｉＭＯ_２）と添加元素Ａ源との反応が進む温度以上である必要がある。反応が進む温度とは、ＬｉＭＯ_２と添加元素Ａ源との有する元素の相互拡散が起きる温度であればよく、これらの材料の溶融温度よりも低くてもよい。酸化物を例にして説明するが、溶融温度Ｔ_ｍの０．７５７倍（タンマン温度Ｔ_ｄ）から固相拡散が起こることがわかっている。そのため、ステップＳ３３における加熱温度としては、５００℃以上であればよい。

勿論、混合物９０３の少なくとも一部が溶融する温度以上であると、より反応が進みやすい。例えば、添加元素Ａ源として、ＬｉＦ及びＭｇＦ_２を有する場合、ＬｉＦとＭｇＦ_２の共融点は７４２℃付近であるため、ステップＳ３３の加熱温度の下限は７４２℃以上とすると好ましい。

また、ＬｉＣｏＯ_２：ＬｉＦ：ＭｇＦ_２＝１００：０．３３：１（モル比）となるように混合して得られた混合物９０３は、示差走査熱量測定（ＤＳＣ測定）において８３０℃付近に吸熱ピークが観測される。よって、加熱温度の下限は８３０℃以上がより好ましい。

加熱温度は高い方が反応が進みやすく、加熱時間が短く済み、生産性が高く好ましい。

加熱温度の上限はＬｉＭＯ_２の分解温度（ＬｉＣｏＯ_２の分解温度は１１３０℃）未満とする。分解温度の近傍の温度では、微量ではあるがＬｉＭＯ_２の分解が懸念される。そのため、１０００℃以下であるとより好ましく、９５０℃以下であるとさらに好ましく、９００℃以下であるとさらに好ましい。

これらを踏まえると、ステップＳ３３における加熱温度としては、５００℃以上１１３０℃以下が好ましく、５００℃以上１０００℃以下がより好ましく、５００℃以上９５０℃以下がさらに好ましく、５００℃以上９００℃以下がさらに好ましい。また、７４２℃以上１１３０℃以下が好ましく、７４２℃以上１０００℃以下がより好ましく、７４２℃以上９５０℃以下がさらに好ましく、７４２℃以上９００℃以下がさらに好ましい。また、８００℃以上１１００℃以下、８３０℃以上１１３０℃以下が好ましく、８３０℃以上１０００℃以下がより好ましく、８３０℃以上９５０℃以下がさらに好ましく、８３０℃以上９００℃以下がさらに好ましい。なおステップＳ３３における加熱温度は、ステップ１３よりも高いとよい。

さらに混合物９０３を加熱する際、フッ素源等に起因するフッ素又はフッ化物の分圧を適切な範囲に制御することが好ましい。

本実施の形態で説明する作製方法では、一部の材料、例えばフッ素源であるＬｉＦが融剤として機能する場合がある。この機能により加熱温度を複合酸化物（ＬｉＭＯ_２）の分解温度未満、例えば７４２℃以上９５０℃以下にまで低温化でき、表層部にマグネシウムをはじめとする添加元素Ａを分布させ、良好な特性の正極活物質を作製できる。

しかし、ＬｉＦは酸素よりも気体状態での比重が軽いため、加熱によりＬｉＦが揮発する可能性があり、揮発すると混合物９０３中のＬｉＦが減少してしまう。すると融剤としての機能が弱くなってしまう。よって、ＬｉＦの揮発を抑制しつつ、加熱する必要がある。なお、フッ素源等としてＬｉＦを用いなかったとしても、ＬｉＭＯ_２表面のＬｉとフッ素源のＦが反応して、ＬｉＦが生じ、揮発する可能性もある。そのため、ＬｉＦより融点が高いフッ化物を用いたとしても、同じように揮発の抑制が必要である。

そこで、ＬｉＦを含む雰囲気で混合物９０３を加熱すること、すなわち、加熱炉内のＬｉＦの分圧が高い状態で混合物９０３を加熱することが好ましい。このような加熱により混合物９０３中のＬｉＦの揮発を抑制することができる。

本工程の加熱は、混合物９０３同士が固着しないように加熱すると好ましい。加熱中に混合物９０３同士が固着すると、雰囲気中の酸素との接触面積が減る、及び添加元素Ａ（例えばフッ素）が拡散する経路を阻害することにより、表層部への添加元素Ａ（例えばマグネシウム及びフッ素）の分布が悪化する可能性がある。

また、添加元素Ａ（例えばフッ素）が表層部に均一に分布するとなめらかで凹凸が少ない正極活物質を得られると考えられている。そのため本工程でステップＳ１５の加熱を経た、表面がなめらかな状態を維持する又はより一層なめらかにするためには、混合物９０３同士が固着しない方がよい。

また、ロータリーキルンによって加熱する場合は、キルン内の酸素を含む雰囲気の流量を制御して加熱することが好ましい。例えば酸素を含む雰囲気の流量を少なくする、最初に雰囲気をパージしキルン内に酸素雰囲気を導入した後は雰囲気のフローはしない、等が好ましい。酸素をフローするとフッ素源が蒸散する可能性があり、表面のなめらかさを維持するためには好ましくない。

ローラーハースキルンによって加熱する場合は、例えば混合物９０３の入った容器に蓋を配することでＬｉＦを含む雰囲気で混合物９０３を加熱することができる。

加熱時間について補足する。加熱時間は、加熱温度、ステップＳ１４のＬｉＭＯ_２の大きさ、及び組成等の条件により変化する。ＬｉＭＯ_２が小さい場合は、大きい場合よりも低い温度又は短い時間がより好ましい場合がある。

図３０ＡのステップＳ１４の複合酸化物（ＬｉＭＯ_２）のメディアン径（Ｄ５０）が１２μｍ程度の場合、加熱温度は、例えば６００℃以上９５０℃以下が好ましい。加熱時間は例えば３時間以上が好ましく、１０時間以上がより好ましく、６０時間以上がさらに好ましい。なお、加熱後の降温時間は、例えば１０時間以上５０時間以下とすることが好ましい。

一方、ステップＳ１４の複合酸化物（ＬｉＭＯ_２）のメディアン径（Ｄ５０）が５μｍ程度の場合、加熱温度は例えば６００℃以上９５０℃以下が好ましい。加熱時間は例えば１時間以上１０時間以下が好ましく、２時間程度がより好ましい。なお、加熱後の降温時間は、例えば１０時間以上５０時間以下とすることが好ましい。

＜ステップＳ３４＞
次に、図３０Ａに示すステップＳ３４では、加熱した材料を回収し、必要に応じて解砕して、正極活物質５００を得る。このとき、回収された正極活物質５００をさらに、ふるいにかけると好ましい。以上の工程により、本発明の一形態の正極活物質５００を作製することができる。本発明の一形態の正極活物質は表面がなめらかである。

本実施の形態は、他の実施の形態と組み合わせて用いることができる。

（実施の形態７）
本実施の形態では、本発明の一態様の電子機器について、図３１、図３２を用いて説明する。

図３１Ａに示す電子機器６５００は、スマートフォンとして用いることのできる携帯情報端末機である。

電子機器６５００は、筐体６５０１、表示部６５０２、電源ボタン６５０３、ボタン６５０４、スピーカ６５０５、及びマイク６５０６を少なくとも有する。表示部６５０２ａはタッチパネル機能を備える。

また、電子機器６５００は、ヒンジ部６５１９の部分で折り曲げることができる。

図３１Ｂは、筐体６５０１のマイク６５０６側の端部を含む断面概略図である。

筐体６５０１の表示面側には透光性を有する保護部材６５１０が設けられ、筐体６５０１と保護部材６５１０に囲まれた空間内に、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、タッチセンサパネル６５１３、プリント基板６５１７、第１のバッテリ６５１８ａが配置されている。

保護部材６５１０には、表示パネル６５１１、光学部材６５１２、及びタッチセンサパネル６５１３が接着層（図示しない）により固定されている。

表示部６５０２ａよりも外側の領域において、表示パネル６５１１の一部が折り返されており、当該折り返された部分にＦＰＣ６５１５が接続されている。ＦＰＣ６５１５には、ＩＣ６５１６が実装されている。ＦＰＣ６５１５は、プリント基板６５１７に設けられた端子に接続されている。

表示パネル６５１１にはフレキシブルディスプレイを適用することができる。フレキシブルディスプレイとしては、複数枚の可撓性を有するフィルムを用いて構成され、マトリクス状に配置された複数の発光素子を用いる。発光素子としては、ＯＬＥＤ、ＱＬＥＤなどのＥＬ素子（ＥＬデバイスともいう）を用いることが好ましい。ＥＬ素子が有する発光物質としては、蛍光を発する物質（蛍光材料）、燐光を発する物質（燐光材料）、熱活性化遅延蛍光を示す物質（熱活性化遅延蛍光（ＴＡＤＦ）材料）などが挙げられる。ＥＬ素子が有する発光物質としては、有機化合物だけでなく、無機化合物（量子ドット材料など）を用いることができる。また、発光素子として、マイクロＬＥＤなどのＬＥＤを用いることもできる。

フレキシブルディスプレイを用いることで筐体６５０１の内部スペースを有効利用し、極めて軽量な電子機器を実現できる。また、表示パネル６５１１が極めて薄いため、電子機器の厚さを抑えつつ、大容量の第１のバッテリ６５１８ａを搭載することもできる。

さらに、電子機器６５００は、大容量のバッテリを用いるために、カバー部６５２０の内部に第２のバッテリ６５１８ｂを設ける構成とし、接続部分は図示しないが、第１のバッテリ６５１８ａと第２のバッテリ６５１８ｂを電気的に接続させている。第２のバッテリ６５１８ｂは本発明の一態様のフレキシブルバッテリを適用することができる。

また、表示パネル６５１１の一部を折り返して、画素部の裏側にＦＰＣ６５１５との接続部を配置することにより、狭額縁の電子機器を実現できる。

第１のバッテリ６５１８ａと第２のバッテリ６５１８ｂの一方又は両方に、本発明の一態様のフレキシブルバッテリを用いることで、電子機器６５００の一部を折り曲げて、小型化させて携帯性の優れた電子機器６５００を実現することができる。

図３２Ａは、図３１Ａの図中の点線部分を折り曲げた状態を示す斜視図である。電子機器６５００は、２つに折りたたむことができ、表示部６５０２ａ及び第２のバッテリ６５１８ｂを繰り返し折り曲げることができる。

また、図３２Ａは、折り曲げることによってカバー部６５２０がスライドした部分に第２の表示部６５０２ｂを有する構成としている。２つに折りたたんだ状態であっても簡単な時刻表示又はメール受信の連絡表示を使用者が第２の表示部６５０２ｂを視認することで確認することもできる。

また、図３２Ｂは、電子機器６５００を折り曲げた状態でのカバー部の断面状態を模式的に図示している。図３２Ｂにおいては、簡略のため、筐体６５０１の内部は図示していない。

図３２Ｂにおいては、ヒンジ部６５１９は連結部とも呼べ、複数の柱状体が連結された構造の例に限られず、様々な形態とすることができる。特に、表示部６５０２ａ及び第２のバッテリ６５１８ｂを伸縮させることなく湾曲させられる機構を有することが好ましい。

また、カバー部６５２０の内部には、第２のバッテリ６５１８ｂを図示しているが複数で構成してもよい。また、カバー部６５２０の内部には、第２のバッテリ６５１８ｂの充電制御回路又は無線充電回路を有していてもよい。

カバー部６５２０は筐体６５０１と一部固定しており、ヒンジ部６５１９と重なる部分と、折り曲げてスライドして第２の表示部６５０２ｂと重なる部分とは固定しない例としている。

また、カバー部６５２０は筐体６５０１と固定しなくともよく、着脱できるようにしてもよい。大容量を必要としない場合には、カバー部６５２０を着脱し、第１のバッテリ６５１８ａを用いることで電子機器６５００を使用することができる。また、着脱した第２のバッテリ６５１８ｂを充電しておけば、第２のバッテリ６５１８ｂを第１のバッテリ６５１８ａと再接続した際には第１のバッテリ６５１８ａを補充することもできる。従って、カバー部６５２０はモバイルバッテリーとして用いることもできる。

また、図３２Ａ及び図３２Ｂにおいては、表示部６５０２ａの表示面が内側になるように２つに折りたたむ例を示したが特に限定されず、ヒンジ部６５１９の構成によっては、外側になるように２つに折りたたむことも可能としてもよい。

本発明の一態様のフレキシブルバッテリは、変形を繰り返すことに対して高い信頼性を有るため、このような折りたたみ可能な（フォールダブルともいう）機器に好適に用いることができる。

本実施の形態は、少なくともその一部を本明細書中に記載する他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することができる。

（実施の形態８）
本実施の形態では、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリを電子機器に実装する例について説明する。フレキシブルバッテリを実装する電子機器として、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。携帯情報端末としてはノート型パーソナルコンピュータ、タブレット型端末、電子書籍端末、携帯電話機などがある。

図３３Ａは、携帯電話機の一例を示している。携帯電話機２１００は、筐体２１０１に組み込まれた表示部２１０２の他、操作ボタン２１０３、外部接続ポート２１０４、スピーカ２１０５、マイク２１０６などを備えている。なお、携帯電話機２１００は、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリ２１０７を有している。フレキシブルバッテリ２１０７は曲げることができるため、携帯電話機２１００の曲がる領域にも搭載可能である。

携帯電話機２１００は、移動電話、電子メール、文章閲覧及び作成、音楽再生、インターネット通信、コンピュータゲームなどの種々のアプリケーションを実行することができる。

操作ボタン２１０３は、時刻設定のほか、電源のオン、オフ動作、無線通信のオン、オフ動作、マナーモードの実行及び解除、省電力モードの実行及び解除など、様々な機能を持たせることができる。例えば、携帯電話機２１００に組み込まれたオペレーティングシステムにより、操作ボタン２１０３の機能を自由に設定することもできる。

また、携帯電話機２１００は、通信規格された近距離無線通信を実行することが可能である。例えば無線通信可能なヘッドセットと相互通信することによって、ハンズフリーで通話することもできる。

また、携帯電話機２１００は、外部接続ポート２１０４を備え、他の情報端末とコネクタを介して直接データのやりとりを行うことができる。また外部接続ポート２１０４を介して充電を行うこともできる。なお、充電動作は外部接続ポート２１０４を介さずに無線給電により行ってもよい。

また、携帯電話機２１００は、センサを有することが好ましい。センサとしては、例えば、指紋センサ、脈拍センサ、体温センサ等の人体センサ、タッチセンサ、加圧センサ、又は加速度センサ等が搭載されることが好ましい。

図３３Ｂは、複数のローター２３０２を有する無人航空機２３００である。無人航空機２３００はドローンと呼ばれることもある。無人航空機２３００は、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリ２３０１と、カメラ２３０３と、アンテナ（図示しない）を有する。無人航空機２３００はアンテナを介して遠隔操作することができる。フレキシブルバッテリ２３０１は曲げることができ、無人航空機２３００の曲がる領域にも搭載可能である。

図３３Ｃは、ロボットの一例を示している。図３３Ｃに示すロボット６４００は、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリ６４０９、照度センサ６４０１、マイクロフォン６４０２、上部カメラ６４０３、スピーカ６４０４、表示部６４０５、下部カメラ６４０６及び障害物センサ６４０７、移動機構６４０８、演算装置等を備える。フレキシブルバッテリ６４０９は曲げることができ、ロボット６４００の曲がる領域にも搭載可能である。

マイクロフォン６４０２は、使用者の話し声及び環境音等を検知する機能を有する。また、スピーカ６４０４は、音声を発する機能を有する。ロボット６４００は、マイクロフォン６４０２及びスピーカ６４０４を用いて、使用者とコミュニケーションをとることが可能である。

表示部６４０５は、種々の情報の表示を行う機能を有する。ロボット６４００は、使用者の望みの情報を表示部６４０５に表示することが可能である。表示部６４０５は、タッチパネルを搭載していてもよい。また、表示部６４０５は取り外しのできる情報端末であっても良く、ロボット６４００の定位置に設置することで、充電及びデータの受け渡しを可能とする。

上部カメラ６４０３及び下部カメラ６４０６は、ロボット６４００の周囲を撮像する機能を有する。また、障害物センサ６４０７は、移動機構６４０８を用いてロボット６４００が前進する際の進行方向における障害物の有無を察知することができる。ロボット６４００は、上部カメラ６４０３、下部カメラ６４０６及び障害物センサ６４０７を用いて、周囲の環境を認識し、安全に移動することが可能である。

ロボット６４００は、その内部領域に本発明の一態様に係るフレキシブルバッテリ６４０９と、半導体装置又は電子部品を備える。

図３３Ｄは、掃除ロボットの一例を示している。掃除ロボット６３００は、筐体６３０１上面に配置された表示部６３０２、側面に配置された複数のカメラ６３０３、ブラシ６３０４、操作ボタン６３０５、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリ６３０６、各種センサなどを有する。図示されていないが、掃除ロボット６３００には、タイヤ、吸い込み口等が備えられている。掃除ロボット６３００は自走し、ゴミ６３１０を検知し、下面に設けられた吸い込み口からゴミを吸引することができる。フレキシブルバッテリ６３０６は曲げることができ、掃除ロボット６３００の曲がる領域にも搭載可能である。

掃除ロボット６３００は、カメラ６３０３が撮影した画像を解析し、壁、家具又は段差などの障害物の有無を判断することができる。また、画像解析により、配線などブラシ６３０４に絡まりそうな物体を検知した場合は、ブラシ６３０４の回転を止めることができる。掃除ロボット６３００は、その内部領域に本発明の一態様であるフレキシブルバッテリ６３０６と、半導体装置又は電子部品を備える。

図３４Ａは、ウェアラブルデバイスの例を示している。ウェアラブルデバイスは、電源としてフレキシブルバッテリを用いる。また、使用者が生活又は屋外で使用する場合において、防沫性能、耐水性能又は防塵性能を高めるため、接続するコネクタ部分が露出している有線による充電だけでなく、無線充電も行えるウェアラブルデバイスが望まれている。

例えば、図３４Ａに示すような眼鏡型デバイス４０００に、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリを搭載することができる。眼鏡型デバイス４０００は、フレーム４０００ａと、表示部４０００ｂを有する。湾曲を有するフレーム４０００ａのテンプル部にフレキシブルバッテリを搭載することで、軽量であり、且つ、重量バランスがよく継続使用時間の長い眼鏡型デバイス４０００とすることができる。フレキシブルバッテリは曲げることができ、湾曲部にも搭載可能である。

また、ヘッドセット型デバイス４００１に、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリを搭載することができる。ヘッドセット型デバイス４００１は、少なくともマイク部４００１ａと、フレキシブルパイプ４００１ｂと、イヤフォン部４００１ｃを有する。フレキシブルパイプ４００１ｂ内又はイヤフォン部４００１ｃ内にフレキシブルバッテリを設けることができる。フレキシブルバッテリは曲げることができ、湾曲部にも搭載可能である。

また、身体に直接取り付け可能なデバイス４００２に、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリを搭載することができる。デバイス４００２の薄型の筐体４００２ａの中に、フレキシブルバッテリ４００２ｂを設けることができる。フレキシブルバッテリは曲げることができ、湾曲部にも搭載可能である。

また、衣服に取り付け可能なデバイス４００３に、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリを搭載することができる。デバイス４００３の薄型の筐体４００３ａの中に、フレキシブルバッテリ４００３ｂを設けることができる。フレキシブルバッテリは曲げることができ、湾曲部にも搭載可能である。

また、ベルト型デバイス４００６に、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリを搭載することができる。ベルト型デバイス４００６は、ベルト部４００６ａ及びワイヤレス給電受電部４００６ｂを有し、ベルト部４００６ａの内部領域に、フレキシブルバッテリを搭載することができる。フレキシブルバッテリは曲げることができ、湾曲部にも搭載可能である。

また、腕時計型デバイス４００５に、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリを搭載することができる。腕時計型デバイス４００５は表示部４００５ａ及びベルト部４００５ｂを有し、表示部４００５ａ又はベルト部４００５ｂに、フレキシブルバッテリを設けることができる。フレキシブルバッテリは曲げることができ、湾曲部にも搭載可能である。

表示部４００５ａには、時刻だけでなく、メール又は電話の着信等、様々な情報を表示することができる。

また、腕時計型デバイス４００５は、腕に直接巻きつけるタイプのウェアラブルデバイスであるため、使用者の脈拍、血圧等を測定するセンサを搭載してもよい。使用者の運動量及び健康に関するデータを蓄積し、健康を管理することができる。

図３４Ｂに腕から取り外した腕時計型デバイス４００５の斜視図を示す。

また、側面図を図３４Ｃに示す。図３４Ｃには、内部領域に、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリ９１３を内蔵している様子を示している。フレキシブルバッテリ９１３は表示部４００５ａと重なる位置に設けられており、高密度、且つ、高容量とすることができ、小型、且つ、軽量である。フレキシブルバッテリ９１３は曲げることができ、湾曲部にも搭載可能である。

図３４Ｄはワイヤレスイヤホンの例を示している。ここでは一対の本体４１００ａ及び本体４１００ｂを有するワイヤレスイヤホンを図示するが、必ずしも一対でなくてもよい。

本体４１００ａ及び４１００ｂは、ドライバユニット４１０１、アンテナ４１０２、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリ４１０３を有する。表示部４１０４を有していてもよい。また無線用ＩＣ等の回路が載った基板、充電用端子等を有することが好ましい。またマイクを有していてもよい。フレキシブルバッテリ４１０３は曲げることができ、湾曲部にも搭載可能である。

ケース４１１０は、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリ４１１１を有する。また無線用ＩＣ、充電制御ＩＣ等の回路が載った基板、充電用端子を有することが好ましい。また表示部、ボタン等を有していてもよい。フレキシブルバッテリ４１１１は曲げることができ、湾曲部にも搭載可能である。

本体４１００ａ及び４１００ｂは、スマートフォン等の他の電子機器と無線で通信することができる。これにより他の電子機器から送られた音データ等を本体４１００ａ及び４１００ｂで再生することができる。また本体４１００ａ及び４１００ｂがマイクを有すれば、マイクで取得した音を他の電子機器に送り、該電子機器により処理をした後の音データ再び本体４１００ａ及び４１００ｂに送って再生することができる。これにより、例えば翻訳機として用いることもできる。

またケース４１１０が有するフレキシブルバッテリ４１１１から、本体４１００ａが有するフレキシブルバッテリ４１０３に充電を行うことができる。フレキシブルバッテリ４１１１及びフレキシブルバッテリ４１０３は曲げることができ、湾曲部にも搭載可能である。

図３５Ａ乃至図３５Ｃは、上記とは異なる眼鏡型デバイスの例を示している。図３５Ａは眼鏡型デバイス５０００の斜視図である。

眼鏡型デバイス５０００は、いわゆる携帯情報端末としての機能を有し、インターネットに接続することで様々なプログラムを実行すること、及び様々なコンテンツを再生すること、などができる。例えば、眼鏡型デバイス５０００は、ＡＲモードで拡張現実のコンテンツを表示する機能を有する。また、眼鏡型デバイス５０００は、ＶＲモードで仮想現実のコンテンツを表示する機能を有してもよい。なお、眼鏡型デバイス５０００は、ＡＲ、ＶＲの他に、代替現実（ＳＲ：Ｓｕｂｓｔｉｔｕｔｉｏｎａｌ　Ｒｅａｌｉｔｙ）、又は複合現実（ＭＲ：Ｍｉｘｅｄ　Ｒｅａｌｉｔｙ）のコンテンツを表示する機能を有していてもよい。

眼鏡型デバイス５０００は、筐体５００１、光学部材５００４、装着具５００５、遮光部５００７等を有する。筐体５００１は、筒状の形状を有することが好ましい。また、眼鏡型デバイス５０００は、ユーザーの頭部に装着できる構成であると好ましい。また眼鏡型デバイス５０００の筐体５００１は、ユーザーの頭部において、眉及び耳を通る頭部の外周線より上側の部位に装着されることが、より好ましい。筐体５００１を、筒をユーザーの頭部に沿って湾曲させた形状とすることにより、眼鏡型デバイス５０００の装着性を高めることができる。筐体５００１は、光学部材５００４と固定される。光学部材５００４は遮光部５００７を介して、あるいは筐体５００１を介して、装着具５００５と固定される。

眼鏡型デバイス５０００は、表示装置５０２１、反射板５０２２、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリ５０２４、及びシステム部を有する。表示装置５０２１、反射板５０２２、フレキシブルバッテリ５０２４、及びシステム部はそれぞれ、筐体５００１の内部に設けられることが好ましい。システム部には、眼鏡型デバイス５０００が有する制御部、記憶部、及び通信部、センサ等を設けることができる。また、システム部には充電回路、及び電源回路、等が設けられることが好ましい。フレキシブルバッテリ５０２４は曲げることができ、湾曲部にも搭載可能である。

図３５Ａにおいて眼鏡型デバイス５０００が有する各部分を、図３５Ｂに示す。図３５Ｂは、図３５Ａに示す眼鏡型デバイス５０００が有する各部分の詳細を説明するための模式図である。

図３５Ｂに示す眼鏡型デバイス５０００においては、筒状の筐体５００１において、筒に沿って、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリ５０２４と、システム部５０２６と、システム部５０２７と、が設けられている。また、フレキシブルバッテリ５０２４等に沿って、システム部５０２５が設けられている。

筐体５００１は筒を湾曲させた形状を有することが好ましい。フレキシブルバッテリ５０２４を、湾曲させた筒に沿って設けることにより、筐体５００１においてフレキシブルバッテリ５０２４を効率的に配置することができ、筐体５００１内の空間を効率的に使用することができ、フレキシブルバッテリ５０２４の体積を高めることができる場合がある。

筐体５００１は例えば筒状の形状を有し、筒の軸心が例えば概略楕円形の一部に沿うような形状を有する。また、筒の断面は例えば概略楕円形であることが好ましい。あるいは、筒の断面は例えば、一部が楕円形状の一部を有することが好ましい。特に、眼鏡型デバイス５０００を頭部に装着する場合には、断面において楕円形状の一部を有する部分が、装着する際に頭部に面する側に位置することが好ましい。ただし、本発明の一態様はこれに限定されない。例えば、筒の断面において、一部が多角形（三角形、四角形、五角形など）となる部分を有していてもよい。

筐体５００１は例えば、ユーザーの前額部に沿って湾曲して形成される。また筐体５００１は例えば、当該前額部に沿って配置される。

筐体５００１は、２以上のケースを組み合わせて構成してもよい。例えば上部ケースと下部ケースを組み合わせた構成とすることができる。また例えば内側（ユーザーに装着する側）のケースと、外側のケースと、を組み合わせた構成とすることができる。また、３以上のケースを組み合わせた構成としてもよい。

筐体５００１において、額に触れる部分に電極を設け、当該電極により脳波を測定することもできる。又は、額に触れる部分に電極を設け、当該電極により使用者の汗などの情報を測定してもよい。

筐体５００１の内部において、フレキシブルバッテリ５０２４を複数、配置してもよい。

また、フレキシブルバッテリ５０２４は湾曲させた筒に沿った形状とすることができるため、好ましい。また、フレキシブルバッテリが可撓性を有することにより、筐体の内部における配置の自由度を高めることができる。筒状の筐体の内部には、フレキシブルバッテリ５０２４、システム部、等が配置される。システム部は例えば複数の回路基板上に構成される。複数の回路基板及びフレキシブルバッテリは、コネクター及び配線等を用いて接続される。フレキシブルバッテリが可撓性を有することにより、コネクター及び配線等を避けて配置することができる。

なお、フレキシブルバッテリ５０２４は、筐体５００１の内部に加えて例えば、装着具５００５の内部にも設けてもよい。

図３６Ａ乃至図３６Ｃは、頭部装着型デバイスの例を示している。図３６Ａ及び図３６Ｂはバンド状の形状の装着具５１０５を有する頭部装着型デバイス５１００であり、頭部装着型デバイス５１００はケーブル５１２０を介して図３６Ｃに示す端末機５１５０と接続されている。

図３６Ａは第１の部分５１０２を閉じた状態、図３６Ｂは第１の部分５１０２を開いた状態を、それぞれ示している。第１の部分５１０２は、閉じた状態のときに、顔の前方だけでなく側方も覆う形状を有する。これにより、ユーザーの視界を外光から遮蔽できるため、臨場感、及び没入感を高めることができる。例えば、表示するコンテンツによっては、ユーザーが感じる恐怖感を高めることもできる。

図３６Ａ、図３６Ｂに示す電子機器は、装着具５１０５がバンド状の形状を有する。これにより、図３６Ａ等に示す構成に比べてずれにくいため、アトラクションなど、運動量の比較的大きいコンテンツを楽しむ場合には、好適である。

装着具５１０５の後頭部側には、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリ５１０７などを内蔵してもよい。前頭部側の筐体５１０１の重さと、後頭部側のフレキシブルバッテリ５１０７の重さとのバランスを図ることで、頭部装着型デバイス５１００の重心を調整することができ、装着感を向上させることができる。

また、バンド状の形状の装着具５１０５の内部に、本発明の一態様であるフレキシブルバッテリ５１０８を配置してもよい。図３６Ａに示す例では、装着具５１０５の内部に２個のフレキシブルバッテリ５１０８を配置する例を示している。可撓性を有するフレキシブルバッテリを用いることにより、湾曲させたバンド状の形状に沿った形状とすることができるため、好ましい。

また装着具５１０５は、ユーザーの額又は前頭部を覆う部分５１０６を有する。部分５１０６を有することで、よりずれにくくすることができる。また、部分５１０６又は筐体５１０１の額に触れる部分に電極を設け、当該電極により脳波を測定することもできる。

本実施の形態は、他の実施の形態と適宜組み合わせて実施することが可能である。
［符号の説明］
１００　　フレキシブルバッテリ
１０１：負極、１０２：集電体、１０３：活物質層、１０５：炭素を含む材料、１３１：正極、１３２：集電体、１３３：活物質層

Claims

　負極及び正極を有し、
　前記負極は、第１の炭素を含む材料と、第１の集電体と、前記第１の集電体に形成された負極活物質とを有し、
　前記第１の炭素を含む材料は、前記第１の集電体及び前記負極活物質を包み込み、
　前記正極は、第２の炭素を含む材料と、第２の集電体と、前記第２の集電体に形成された正極活物質とを有し、
　前記第２の炭素を含む材料は、前記第２の集電体及び前記正極活物質を包み込む、
　フレキシブルバッテリ。
　負極及び正極を有し、
　前記負極は、第１の炭素を含む材料と、第１の集電体と、前記第１の集電体の開口部に位置する第２の集電体と、前記第１の集電体及び前記第２の集電体に形成された負極活物質とを有し、
　前記第１の炭素を含む材料は、前記第１の集電体、前記第２の集電体及び前記負極活物質を包み込み、
　前記正極は、第２の炭素を含む材料と、第３の集電体と、前記第３の集電体の開口部に位置する第４の集電体と、前記第３の集電体及び前記第４の集電体に形成された正極活物質とを有し、
　前記第２の炭素を含む材料は、前記第３の集電体、前記第４の集電体及び前記正極活物質を包み込む、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項２において、前記第２の集電体及び前記第４の集電体は、曲がる領域と重なるように設けられた、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項１又は請求項２において、前記第１の炭素を含む材料及び前記第２の炭素を含む材料はそれぞれ袋状又は筒状を有する、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項１又は請求項２において、前記第１の炭素を含む材料及び前記第２の炭素を含む材料はそれぞれグラフェン化合物を有する、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項５において、前記グラフェン化合物は酸化グラフェンである、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項５において、前記グラフェン化合物は還元された酸化グラフェンである、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項１又は請求項２において、前記第１の炭素を含む材料及び前記第２の炭素を含む材料はそれぞれグラフェンを有する、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項１又は請求項２において、前記第１の炭素を含む材料及び前記第２の炭素を含む材料はそれぞれ炭素繊維を有する、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項１乃至請求項９のいずれか一において、前記負極と前記正極との間にセパレータを有する、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項１０において、前記セパレータは袋状又は筒状を有する、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項１乃至請求項９のいずれか一において、前記負極と前記正極との間に位置するセパレータを有さない、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項１乃至請求項１２のいずれか一において、前記正極の面積は前記負極の面積より小さい、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項１乃至請求項１３のいずれか一において、前記負極活物質又は前記正極活物質のメディアン径（Ｄ５０）は、１０ｎｍ以上３０μｍ以下を有する、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項１乃至請求項１３のいずれか一において、前記正極活物質は二次粒子を有し、前記二次粒子を構成する一次粒子のメディアン径（Ｄ５０）は、１０ｎｍ以上１μｍ以下を有する、
　フレキシブルバッテリ。
　請求項１乃至請求項１５のいずれか一に記載のフレキシブルバッテリを搭載した電子機器。