蓄電裝置及電子設(shè)備的制造方法
【專利摘要】本發(fā)明的目的之一是提高蓄電裝置的柔性，或者提供一種高容量的蓄電裝置。本發(fā)明的一個方式是一種蓄電裝置，包括正極、負極、外包裝體以及電解質(zhì)，其中，正極活性物質(zhì)層的外周及負極活性物質(zhì)層的外周為閉曲線，外包裝體包括薄膜和熱壓合區(qū)域，熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為閉曲線，并且，所述電解質(zhì)、所述正極活性物質(zhì)層及所述負極活性物質(zhì)層位于由所述熱壓合區(qū)域圍繞的區(qū)域。
【專利說明】
蓄電裝置及電子設(shè)備
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明的一個方式涉及一種蓄電裝置及電子設(shè)備。
[0002]需要說明的是，本發(fā)明的一個方式不局限于上述技術(shù)領(lǐng)域。本說明書等所公開的發(fā)明的一個方式涉及物體、方法或制造方法。本發(fā)明的一個方式涉及工藝(process)、機器(machine)、產(chǎn)品(manufacture)或組合物(composit1n of matter)。因此，具體而言，作為本說明書所公開的本發(fā)明的一個方式的技術(shù)領(lǐng)域的例子，可以舉出半導體裝置、顯示裝置、發(fā)光裝置、蓄電裝置、存儲裝置、這些裝置的驅(qū)動方法和這些裝置的制造方法。
[0003]需要說明的是，在本說明書中，電子設(shè)備是指通過電驅(qū)動的所有裝置，電光裝置及信息終端裝置等都包括在電子設(shè)備的范疇內(nèi)。蓄電裝置有時內(nèi)置于電子設(shè)備內(nèi)。需要說明的是，在此，“內(nèi)置于”不僅表示不能拆卸交換的情況，還表示可自由地拆卸電池組等的情況。
【背景技術(shù)】
[0004]近年來，對鋰離子二次電池、鋰離子電容器及空氣電池等各種蓄電裝置的研究開發(fā)日益火熱。尤其是，伴隨手機、智能手機、筆記本個人計算機等便攜式信息終端、便攜式音樂播放機、數(shù)碼相機等電子設(shè)備；醫(yī)療設(shè)備;混合動力汽車(HEV)、電動汽車(EV)、燃料電池汽車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(chǎn)業(yè)的發(fā)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(xiàn)代信息化社會中的必需品。
[0005]另一方面，對使用者佩戴于身體來使用的可穿戴設(shè)備積極地進行了研究開發(fā)。為了使使用者更舒適地使用，可穿戴設(shè)備大多具有彎曲的形狀或者具有柔性。另外，為了搭載到這種可穿戴設(shè)備中，對具有柔性且可彎曲的蓄電裝置積極地進行了研究開發(fā)。
[0006]例如，在專利文獻I中公開了能夠至少向一個軸方向彎曲的薄片狀蓄電裝置及搭載有該蓄電裝置的電子設(shè)備。此外，專利文獻2公開了具有柔性的二次電池及包括該二次電池的臂戴式電子設(shè)備。
[0007][專利文獻I]日本專利申請公開2013-211262號公報[專利文獻2]日本專利申請公開2015-38868號公報
[0008]為了對應于可穿戴設(shè)備的功能及形狀的多樣化，需要提高蓄電裝置的柔性。此外，為了減少可穿戴設(shè)備的充電頻度，需要實現(xiàn)具有高容量的蓄電裝置的研究開發(fā)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]因此，本發(fā)明的一個方式的目的是提高蓄電裝置的柔性。另外，本發(fā)明的一個方式的目的是提供一種能夠在任何方向上彎曲的蓄電裝置。另外，本發(fā)明的一個方式的目的是提供一種高容量的蓄電裝置。另外，本發(fā)明的一個方式的目的是提供一種可靠性高的蓄電
目.ο
[0010]本發(fā)明的一個方式的目的是提供一種具有柔性的電子設(shè)備。另外，本發(fā)明的一個方式的目的是提供一種具有彎曲部的電子設(shè)備。
[0011]或者，本發(fā)明的一個方式的目的之一是提供一種新電極、新蓄電裝置或新電子設(shè)備等。需要說明的是，這些目的的記載不妨礙其他目的的存在。本發(fā)明的一個方式并不需要實現(xiàn)所有上述目的?？梢詮恼f明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載得知并抽出上述以外的目的。
[0012]本發(fā)明的一個方式是一種蓄電裝置，其包括正極、負極、外包裝體以及電解質(zhì)，其中，正極包括正極集流體以及與正極集流體接觸的正極活性物質(zhì)層，負極包括負極集流體以及與負極集流體接觸的負極活性物質(zhì)層，正極活性物質(zhì)層和負極活性物質(zhì)層互相重疊，正極活性物質(zhì)層的外周及負極活性物質(zhì)層的外周為閉曲線，外包裝體包括薄膜，外包裝體具有熱壓合區(qū)域，熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為閉曲線，并且，電解質(zhì)、正極活性物質(zhì)層及負極活性物質(zhì)層位于由熱壓合區(qū)域圍繞的區(qū)域。
[0013]在上述結(jié)構(gòu)中，更優(yōu)選的是，本發(fā)明的一個方式中的正極活性物質(zhì)層的外周及負極活性物質(zhì)層的外周為大致圓形，并且熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為大致圓形。
[0014]本發(fā)明的一個方式是一種蓄電裝置，包括正極、負極、外包裝體以及電解質(zhì)，其中，正極包括正極集流體以及與正極集流體接觸的正極活性物質(zhì)層，負極包括負極集流體以及與負極集流體接觸的負極活性物質(zhì)層，正極活性物質(zhì)層和負極活性物質(zhì)層互相重疊，正極活性物質(zhì)層的外周及負極活性物質(zhì)層的外周為閉曲線，外包裝體包括薄膜，外包裝體具有第一熱壓合區(qū)域以及第二熱壓合區(qū)域，第一熱壓合區(qū)域由第二熱壓合區(qū)域圍繞，第一熱壓合區(qū)域的外周為閉曲線，第二熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為閉曲線，外包裝體在由第一熱壓合區(qū)域圍繞的區(qū)域中具有開口，電解質(zhì)、正極活性物質(zhì)層及負極活性物質(zhì)層位于第一熱壓合區(qū)域和第二熱壓合區(qū)域之間的區(qū)域，正極集流體包括突出到開口中的部分，并且，負極集流體包括突出到開口中的部分。
[0015]在上述結(jié)構(gòu)中，更優(yōu)選的是，本發(fā)明的一個方式中的正極活性物質(zhì)層的外周及負極活性物質(zhì)層的外周為大致圓形，并且第二熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為大致圓形。
[0016]本發(fā)明的一個方式是一種蓄電裝置，包括正極、負極、正極引線、負極引線、外包裝體以及電解質(zhì)，其中，正極包括正極集流體以及與正極集流體接觸的正極活性物質(zhì)層，負極包括負極集流體以及與負極集流體接觸的負極活性物質(zhì)層，正極活性物質(zhì)層和負極活性物質(zhì)層互相重疊，正極活性物質(zhì)層的外周及負極活性物質(zhì)層的外周為閉曲線，外包裝體包括薄膜，外包裝體具有第一熱壓合區(qū)域和第二熱壓合區(qū)域，第一熱壓合區(qū)域由第二熱壓合區(qū)域圍繞，第一熱壓合區(qū)域的外周為閉曲線，第二熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為閉曲線，外包裝體在由第一熱壓合區(qū)域圍繞的區(qū)域中具有開口，電解質(zhì)、正極活性物質(zhì)層及負極活性物質(zhì)層位于第一熱壓合區(qū)域和第二熱壓合區(qū)域之間的區(qū)域，正極引線在第一熱壓合區(qū)域和第二熱壓合區(qū)域之間的區(qū)域中與正極集流體電連接，正極引線包括突出到開口中的部分，負極引線在第一熱壓合區(qū)域和第二熱壓合區(qū)域之間的區(qū)域中與負極集流體電連接，并且，負極引線包括突出到開口中的部分。
[0017]在上述結(jié)構(gòu)中，更優(yōu)選的是，本發(fā)明的一個方式中的正極活性物質(zhì)層的外周及負極活性物質(zhì)層的外周為大致圓形，并且第二熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為大致圓形。
[0018]在上述各結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明的一個方式是一種蓄電裝置，其中薄膜具有凸部或凹部。此外，在上述各結(jié)構(gòu)中，本發(fā)明的一個方式是一種蓄電裝置，其中凸部或凹部的內(nèi)周或外周具有與正極活性物質(zhì)或負極活性物質(zhì)的外周相似的形狀。
[0019]在上述各結(jié)構(gòu)中，蓄電裝置更優(yōu)選具有柔性。
[0020]本發(fā)明的一個方式是一種電子設(shè)備，包括具有上述各結(jié)構(gòu)的蓄電裝置及具有柔性的框體。本發(fā)明的一個方式是一種電子設(shè)備，包括具有上述各結(jié)構(gòu)的蓄電裝置及具有彎曲部的框體。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的一個方式，可以提高蓄電裝置的柔性。另外，根據(jù)本發(fā)明的一個方式，可以提供一種可以在任何方向上彎曲的蓄電裝置。另外，根據(jù)本發(fā)明的一個方式，可以提供一種具有高容量的蓄電裝置。另外，根據(jù)本發(fā)明的一個方式，可以提供一種可靠性高的蓄電裝置。
[0022]本發(fā)明的一個方式可以提供一種具有柔性的電子設(shè)備。本發(fā)明的一個方式可以提供一種具有彎曲部的電子設(shè)備。
[0023]本發(fā)明的一個方式可以提供一種新電極、新二次電池、新蓄電裝置或新電子設(shè)備。需要說明的是，這些效果的記載并不妨礙其他效果的存在。此外，本發(fā)明的一個方式并不需要具有所有上述效果。另外，這些效果以外的效果從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載中也是顯而易見的，并且可以從所述記載中抽取。
【附圖說明】
[0024]圖1A至圖1D是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的圖；
圖2A至圖2D是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的圖；
圖3A至圖3C是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的圖；
圖4A至圖4C是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的圖；
圖5A至圖5C是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的圖；
圖6A和圖6B是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的圖；
圖7是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的圖；
圖8A至圖SC是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的圖；
圖9是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的圖；
圖1OA至圖1OD是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的圖；
圖1lA至圖1lD是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的圖；
圖12A至圖12D是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的圖；
圖13A至圖13C是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的制造方法的圖；
圖14A和圖14B是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的制造方法的圖；
圖15A和圖15B是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的制造方法的圖；
圖16A至圖16C是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的制造方法的圖；
圖17A至圖17C是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的制造方法的圖；
圖18A和圖18B是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的制造方法的圖；
圖19A至圖19C是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的制造方法的圖；
圖20A至圖20C是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的制造方法的圖；
圖21A至圖21F是說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的制造方法的圖；
圖22A和圖22B是說明可以用于蓄電裝置的活性物質(zhì)的圖； 圖23A和圖23B是說明導電助劑等的圖；
圖24A和圖24B是說明導電助劑等的圖；
圖25是說明本發(fā)明的一個方式的電子設(shè)備圖；
圖26A至圖26F是說明本發(fā)明的一個方式的電子設(shè)備的圖；
圖27A至圖27C是說明本發(fā)明的一個方式的電子設(shè)備的圖；
圖28A和圖28B是說明本發(fā)明的一個方式的電子設(shè)備的圖；
圖29A和圖29B是說明本發(fā)明的一個方式的電子設(shè)備的圖；
圖30是說明本發(fā)明的一個方式的電子設(shè)備的圖；
圖31A和圖31B是說明本發(fā)明的一個方式的電子設(shè)備的圖；
圖32A和圖32B是說明本發(fā)明的一個方式的電子設(shè)備的圖。
【具體實施方式】
[0025]下面，參照附圖對本發(fā)明的實施方式進行詳細說明。需要說明的是，本發(fā)明不局限于以下說明，所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員可以很容易地理解一個事實就是其方式和詳細內(nèi)容可以被變換為各種形式。此外，本發(fā)明不應該被解釋為僅限定在下面的實施方式所記載的內(nèi)容中。
[0026]本說明書等中的“連接”包括通過“具有某種電作用的元件”連接的情況。在此，“具有某種電作用的元件”只要可以進行連接對象間的電信號的收發(fā)，就對其沒有特別的限制。
[0027]需要說明的是，根據(jù)情況或狀況，可以互相替換用語“膜”和“層”。例如，有時可以將“導電層”更換為“導電膜”。此外，有時可以將“絕緣膜”更換為“絕緣層”。
[0028]為了容易理解，有時附圖等中所示的各構(gòu)成要素的位置、尺寸、范圍等不表示實際上的位置、尺寸、范圍等。因此，所公開的發(fā)明不一定局限于附圖等所公開的位置、大小、范圍等。
[0029]需要說明的是，在本說明書等中使用的“第一”、“第二”、“第三”等序數(shù)詞是為了方便識別構(gòu)成要素而附的，而不是為了在數(shù)目方面上進行限定的。
[0030]在本說明書中，“平行”是指兩條直線形成的角度為-10°以上且10°以下的狀態(tài)。因此也包括該角度為-5°以上且5°以下的狀態(tài)。另外，“大致平行”是指兩條直線形成的角度為-30°以上且30°以下的狀態(tài)。另外，“垂直”是指兩條直線形成的角度為80°以上且100°以下的狀態(tài)。因此也包括該角度為85°以上且95°以下的狀態(tài)。另外，“大致垂直”是指兩條直線形成的角度為60°以上且120°以下的狀態(tài)。
[0031]實施方式I
在本實施方式中，參照圖1A至圖9說明本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置。
[0032][1.基本結(jié)構(gòu)]
首先，參照圖1A至圖3C說明具有基本結(jié)構(gòu)的蓄電裝置100。圖1A示出蓄電裝置100的正面圖，圖1B示出蓄電裝置100的側(cè)面圖，圖1C示出蓄電裝置100所包括的正極111的正面圖，圖1D示出蓄電裝置100所包括的負極115的正面圖。
[°033]圖2A示出圖1A所示的蓄電裝置100的沿著點劃線AB的截面圖。圖2B示出圖1A所示的蓄電裝置100的沿著點劃線CD的截面圖。圖2C示出圖1C所示的正極111的沿著點劃線EF的截面圖。圖2D示出圖1D所示的負極115的沿著點劃線GH的截面圖。
[0034]如圖1A及圖1B所示，蓄電裝置100包括外包裝體110、和成為端子電極的正極引線141及負極引線145。外包裝體110包括熱壓合區(qū)域120，該熱壓合區(qū)域120是通過重疊圓形薄膜109a及圓形薄膜109b且對其邊緣進行加熱來形成的。正極引線141的一部分及負極引線145的一部分被外包裝體110圍繞。此外，正極引線141的其他部分及負極引線145的其他部分在外包裝體110的外側(cè)延伸。另外，在正極引線141及負極引線145各自的與熱壓合區(qū)域120重疊的部分，設(shè)置有由聚丙烯(PP)等熱塑性樹脂形成的密封層121，由此提高薄膜109a與薄膜109b之間的密接性、薄膜109a及薄膜109b與正極引線141之間的密接性以及薄膜109a及薄膜109b與負極引線145之間的密接性。
[0035]本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置100，包括如上述那樣使用薄膜109a及薄膜109b形成的外包裝體110。通過使用具有柔性的薄膜，可以提高蓄電裝置100的柔性。
[0036]作為薄膜，可以使用金屬箔上層疊有塑料薄膜的金屬箔層壓薄膜。優(yōu)選使用金屬箔層壓薄膜，因為其具有如下優(yōu)點:可以通過熱壓合進行密封;形狀的自由度高;輕量;具有柔性等。作為金屬箔層壓薄膜所具有的金屬箔的材料，可以使用鋁、不銹鋼、銅、錫、鎳鋼等。作為層疊于該金屬箔的塑料薄膜，可以使用聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍、聚乙烯、PP等。
[0037]需要說明的是，在本說明書等中，層壓是指貼合金屬箔或塑料薄膜等較薄的材料而層疊的加工方法。
[0038]作為薄膜，也可以使用在金屬箔上層疊有從包含有機材料(有機樹脂或纖維等)和無機材料(陶瓷等)的混合材料薄膜、含碳無機薄膜(碳薄膜、石墨薄膜等)中選擇的單層薄膜或由上述薄膜中的多種構(gòu)成的疊層薄膜而成的薄膜。
[0039]如上所述，蓄電裝置100在外包裝體110的邊緣具有熱壓合區(qū)域120。如圖1A所示，如果熱壓合區(qū)域120的內(nèi)周為閉曲線，則可以使蓄電裝置100彎曲到任何方向，所以是優(yōu)選的。此外，熱壓合區(qū)域120的內(nèi)周更優(yōu)選為圓狀或大致圓狀。參照圖3A至圖3C說明其理由。
[0040]需要說明的是，在本說明書等中，閉曲線是指兩端一致的連續(xù)曲線。圓形、橢圓形、曲率不同的多個曲線部連續(xù)地構(gòu)成的形狀等是閉曲線的一個方式。
[0041]在從外部施加力量使蓄電裝置100的形狀產(chǎn)生變化時，蓄電裝置100的外包裝體110中的一部分被施加壓縮應力，而其他部分被施加拉伸應力。外包裝體110可能因這些應力而應變且其一部分變形或被損壞。
[0042]需要說明的是，應變是變形的尺度，其表示物體內(nèi)的物質(zhì)點相對于物體的基準(初始狀態(tài))長度的位移。
[0043]圖3A至圖3C是各種形狀的蓄電裝置，其中由箭頭150示出在使蓄電裝置彎曲時施加到外包裝體的應力的方向。圖3A示出蓄電裝置100的正面圖。圖3B示出熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為多角形狀的蓄電裝置的一部分。圖3C示出通過使一個薄膜彎曲形成外包裝體的蓄電裝置的一部分。
[0044]如圖3B所示，當外包裝體110所包括的熱壓合區(qū)域120的內(nèi)周為多角形狀時，形成頂點151。此時，在從外部施加外力來使蓄電裝置彎曲而在由箭頭150所示的方向上被施加應力的情況下，應力容易集中在頂點151及其周邊部。由此，外包裝體110以頂點151或其周邊部等應力集中的部分為起點被損壞，而會有進入外包裝體110中的電解液泄漏等危險。
[0045]此外，如圖3C所示，當通過使一個薄膜在彎曲部153彎曲而形成外包裝體時，外包裝體上形成熱壓合區(qū)域120的內(nèi)周和彎曲部153交叉的頂點152。此時，在因使蓄電裝置彎曲而在由箭頭150所示的方向上被施加應力的情況下，應力容易集中在頂點152及其周邊部。由此，外包裝體110有可能以頂點152或其周邊部等應力集中的部分為起點被損壞。此外，與熱壓合區(qū)域120相比，彎曲部153容易通過彎曲而被損壞。由此，具有這種結(jié)構(gòu)的蓄電裝置的彎曲方向有限制，以防止彎曲部15 3的損壞。
[0046]另一方面，在圖3A所示的蓄電裝置100中，熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為閉曲線，且不具有頂點。由此，可以防止因使蓄電裝置100彎曲而外包裝體110被損壞。因此，即使如箭頭150所示那樣從任何方向受到應力，外包裝體110也不容易被損壞，從而可以提高蓄電裝置100的柔性。另外，由于沒有因彎曲而容易被損壞的彎曲部，可以使蓄電裝置100在任何方向上彎曲。
[0047]此外，若是熱壓合區(qū)域120的內(nèi)周為圓形或大致圓形，則可以防止應力集中在一點，從而可以更確實地防止因使蓄電裝置100彎曲而外包裝體110被損壞。
[0048]如圖2A及圖2B所示，蓄電裝置100被包括薄膜109a及薄膜109b的外包裝體110夾住，并在由熱壓合區(qū)域120圍繞的區(qū)域中具有正極111、負極115、隔離體107以及電解液108。正極111包括正極集流體101以及與正極集流體101接觸的正極活性物質(zhì)層102。正極引線141與正極集流體1I連接。負極115包括負極集流體1 5以及與負極集流體1 5接觸的負極活性物質(zhì)層106。負極引線145與負極集流體105連接(未圖示)。正極活性物質(zhì)層102和負極活性物質(zhì)層106隔著隔離體107互相重疊。
[0049]如圖1C及圖2C所示，在正極111中，正極集流體101包括不與正極活性物質(zhì)層102接觸的部分1la以及與正極活性物質(zhì)層102接觸的部分101b。部分1lb及正極活性物質(zhì)層102的外周為閉曲線。部分1la可以作為用來將正極引線141電連接到正極集流體101的極耳(下面，也稱為正極極耳)發(fā)揮功能。
[0050]如圖1D及圖2D所示，在負極115中，負極集流體105包括不與負極活性物質(zhì)層106接觸的部分105a以及與負極活性物質(zhì)層106接觸的部分105b。部分1 5b及負極活性物質(zhì)層106的外周為閉曲線。部分105a可以作為用來將負極引線145電連接到負極集流體105的極耳(下面，也稱為負極極耳)發(fā)揮功能。
[0051 ]在蓄電裝置100中，當正極活性物質(zhì)層102包括不與負極活性物質(zhì)層106重疊的區(qū)域時，來源于包含在電解液中的載體離子等的金屬有可能沉積于負極活性物質(zhì)層106上。因此，負極活性物質(zhì)層106的與正極活性物質(zhì)層102相對的面的寬度，比正極活性物質(zhì)層102的與負極活性物質(zhì)層106相對的面的寬度優(yōu)選大2%以上且10%以下，更優(yōu)選大3%以上且7%以下。由此，正極活性物質(zhì)層102可以隔著隔離體107確實地與負極活性物質(zhì)層106重疊。在負極活性物質(zhì)層106和正極活性物質(zhì)層102都為圓形的情況下，負極活性物質(zhì)層106的直徑比正極活性物質(zhì)層102的直徑優(yōu)選大2%以上且10%以下，更優(yōu)選大3%以上且7%以下。
[0052]如上所述，在蓄電裝置100中，正極集流體101的與正極活性物質(zhì)層102接觸的部分1lb及正極活性物質(zhì)層102的外周為閉曲線，并且負極集流體105的與負極活性物質(zhì)層106接觸的部分105b及負極活性物質(zhì)層106的外周為閉曲線，而不設(shè)置容易導致外包裝體110的損壞的角部及直線部，由此可以實現(xiàn)在使蓄電裝置100彎曲時外包裝體110不容易被損壞的結(jié)構(gòu)。
[0053]需要說明的是，在與正極活性物質(zhì)層102接觸的部分1lb及正極活性物質(zhì)層102的外周、以及與負極活性物質(zhì)層106接觸的部分105b及負極活性物質(zhì)層106的外周，為圓形或大致圓形時，可以高效地利用被外包裝體110夾住且由熱壓合區(qū)域120圍繞的區(qū)域，所以是優(yōu)選的。
[0054]另外，雖然在蓄電裝置100中使用正極活性物質(zhì)層102與正極集流體101的雙面接觸的正極111以及負極活性物質(zhì)層106與負極集流體105的一個面接觸的負極115，但是本發(fā)明的一個方式不局限于此。也可以使用正極活性物質(zhì)層102與正極集流體101的一個面接觸的正極111，還可以使用負極活性物質(zhì)層106與負極集流體105的雙面接觸的負極115。
[0055]當作為正極111和負極115中的任一個或兩個而使用活性物質(zhì)層與集流體的雙面接觸的電極時，可以增加蓄電裝置100的每單位體積的容量，所以是優(yōu)選的。
[0056]另外，當作為正極111和負極115中的任一個或兩個而使用活性物質(zhì)層與集流體的一個面接觸的電極時，可以在使蓄電裝置100彎曲時防止容量降低以及循環(huán)特性的惡化等，所以是優(yōu)選的。
[0057]例如，如圖2A所示，在接觸面125使負極集流體105互相接觸。像這樣，通過包括集流體互相接觸的面，可以使集流體在該接觸面上互相滑動。由此，在可以釋放使蓄電裝置100彎曲時施加到電極的應力。因此，可以防止由于使蓄電裝置100彎曲而產(chǎn)生集流體的破裂或活性物質(zhì)層的損壞等，從而可以防止蓄電裝置100的容量的降低及循環(huán)特性的惡化等。
[0058]需要說明的是，在蓄電裝置100中，所使用的正極111、負極115及隔離體107的數(shù)量、大小或疊層順序等不局限于上述方法。參照圖4A至圖4C，說明包括正極111、負極115及隔離體107的疊層體的其他例子，該正極111包括正極集流體101及正極活性物質(zhì)層102，該負極115包括負極集流體105及負極活性物質(zhì)層106。
[0059]如圖4A所示，在蓄電裝置100中，疊層體也可以為錐形形狀。由此，可以減少疊層體的角部給外包裝體110帶來的影響，從而外包裝體110不容易被損壞。此外，可以以高容積效率利用被外包裝體110夾住且由熱壓合區(qū)域圍繞的區(qū)域，可以設(shè)置疊層體。
[0060]例如，圖4A所示的疊層體可以在層疊了正極111、負極115及隔離體107之后使用切割器、激光切割器等將疊層體切斷為錐形形狀來形成?；蛘?，也可以在對正極111、負極115及隔離體107的各個使用切割器、激光切割器等形成邊緣為錐形形狀的正極111、負極115、隔離體107之后，層疊它們來形成?；蛘?，正極111、負極115及隔離體107各自的邊緣也可以不是錐形形狀，并且也可以通過層疊尺寸不同的正極111、負極115及隔離體107來形成錐形形狀的疊層體。
[0061 ] 例如，如圖4B所示，疊層體也可以包括:兩個正極111，在該正極111中正極活性物質(zhì)層102與正極集流體101的雙面接觸;兩個負極115，在該負極115中負極活性物質(zhì)層106與負極集流體105的一個面；以及一個負極115，在該負極115中負極活性物質(zhì)層106與負極集流體105的雙面接觸。如圖4B所示，通過在集流體的雙面上設(shè)置活性物質(zhì)層，可以增加蓄電裝置100的每單位體積的容量。
[0062]如圖4B所示的疊層體那樣，也可以采用將隔離體107形成為袋狀且由該隔離體107包裹正極111的結(jié)構(gòu)。由此，可以確實地防止因正極111和負極115接觸而產(chǎn)生短路。
[0063 ] 例如，如圖4C所示，也可以使用凝膠狀的電解液1 8a作為電解液108，來由電解液108貼合一組的正極111、負極115及隔離體107。通過采用這種結(jié)構(gòu)，在使蓄電裝置100彎曲時，可以抑制進行電池反應的正極111和負極115之間發(fā)生滑動。
[0064]可以增加金屬之間的接觸面，即正極111的不具有正極活性物質(zhì)的面之間以及負極115的不具有負極活性物質(zhì)的面之間的接觸面。因此，由于在上述接觸面之間發(fā)生滑動，所以可以更確實地釋放在使蓄電裝置100彎曲時施加到電極的應力。
[0065]因此，可以抑制蓄電裝置100的劣化。另外，可以提供可靠性更高的蓄電裝置100。
[0066]雖然在圖1A至圖1C所示的蓄電裝置100中，熱壓合區(qū)域120的外周為圓形，但是本發(fā)明的一個方式不局限于此。例如，如圖5A所示，熱壓合區(qū)域120的外周也可以為多角形狀。此外，如圖5B所示，熱壓合區(qū)域120的外周也可以具有突起部。
[0067]另外，雖然在圖1A至圖1C以及圖2A至圖2C所示的蓄電裝置100中，熱壓合區(qū)域120是等寬的，但是不局限于此。熱壓合區(qū)域120的寬度既可以都相等，又可以部分地不同。例如，如圖5C所示，在熱壓合區(qū)域120與正極引線141及負極引線145重疊的部分中，可以擴大熱壓合區(qū)域120的寬度。由此，可以將正極引線141及負極引線145更確實地固定于外包裝體110，所以是優(yōu)選的。
[0068]下面，說明蓄電裝置100的變形例子。需要說明的是，關(guān)于在變形例子中沒有特別說明的結(jié)構(gòu)、附圖標記、附圖，可以參照基本結(jié)構(gòu)的記載。
[0069][2.變形例子I]
參照圖6A和圖6B說明蓄電裝置100的變形例子I。圖6A示出蓄電裝置100的正面圖。此夕卜，圖6B示出沿著圖6A所示的點劃線AB的蓄電裝置100的截面圖。
[0070]如圖6A和圖6B所示，在蓄電裝置100中，構(gòu)成外包裝體110的薄膜109a及薄膜109b也可以包括凹部131及凸部132?？梢酝ㄟ^壓花加工等形成凹部及凸部。用于上述薄膜的材料容易進行壓花加工。當利用壓花加工在外包裝體110上形成凹部或凸部時，暴露于外氣的外包裝體110的表面積增大，所以可以提高蓄電裝置100的散熱效果。
[0071]此外，即使因從蓄電裝置100的外部施加力量而在外包裝體110中產(chǎn)生應變，形成在外包裝體110上的凹部或凸部也可以抑制該外包裝體110的損壞等。
[0072]另外，通過利用壓花加工等在外包裝體110上形成凹部或凸部，來增大外包裝體110的爬電距離，從而可以緩和每單位長度的壓縮應力及拉伸應力。因此，可以提高蓄電裝置100的可靠性。
[0073]像這樣，通過在外包裝體110上設(shè)置凹凸，當使蓄電裝置100彎曲時，可以緩和因施加到薄膜109a及薄膜109b的應力而產(chǎn)生的應變。由此，可以防止薄膜109a及薄膜109b的變形或損壞。
[0074]此外，當薄膜109a及薄膜109b所包括的凹部131或凸部132具有與正極活性物質(zhì)層102或負極活性物質(zhì)層106相似的形狀時，可以進一步更容易緩和應變，所以是優(yōu)選的。
[0075]更具體而言，凹部131或凸部132的內(nèi)周優(yōu)選具有與正極活性物質(zhì)層102或負極活性物質(zhì)層106的外周相似的形狀?；蛘撸疾?31或凸部132的外周優(yōu)選具有正極活性物質(zhì)層102或負極活性物質(zhì)層106的外周相似的形狀。
[0076]雖然在基本結(jié)構(gòu)及變形例子I中示出了正極引線141及負極引線145彼此接近地設(shè)置的例子，但是本發(fā)明的一個方式不局限于此。如圖7所示，正極引線141及負極引線145也可以彼此遠離地設(shè)置。此外，正極引線141及負極引線145也可以不彼此平行地設(shè)置。
[0077]此外，雖然在基本結(jié)構(gòu)及變形例子I中示出了成為端子電極的正極引線141及負極引線145突出到外包裝體110的周邊的例子，但是如下面所示的變形例子2及變形例子3那樣，正極引線141及負極引線145也可以突出到外包裝體110的開口。
[0078][3.變形例子2]
參照圖8A至圖8C說明蓄電裝置100的變形例子2。圖8A示出蓄電裝置100的正面圖。此夕卜，圖SB示出沿著圖8A所示的點劃線AB的蓄電裝置100的截面圖。
[0079]如圖8A及圖8B所示，外包裝體110也可以包括開口。在外包裝體110中，通過重疊在中央部分具有圓形的開口的兩個圓形薄膜即薄膜109a和薄膜109b，且對薄膜109a及薄膜109b所具有的開口的周圍進行加熱，形成熱壓合區(qū)域120a。此外，通過對薄膜109a及薄膜109b的邊緣進行加熱，形成熱壓合區(qū)域120b。
[0080]在本變形例子所示的蓄電裝置100中，熱壓合區(qū)域120a的外周優(yōu)選為閉曲線，且熱壓合區(qū)域120b的內(nèi)周優(yōu)選為閉曲線，是因為可以防止因使蓄電裝置100彎曲而外包裝體110被損壞。此外，只要熱壓合區(qū)域120a的外周及熱壓合區(qū)域120b的內(nèi)周為大致圓形或圓形，就能更確實地防止外包裝體110的損壞，所以更優(yōu)選。
[0081]正極111包括正極集流體101、與正極集流體101接觸的正極活性物質(zhì)層102以及開口。負極115包括負極集流體105、與負極集流體105接觸的負極活性物質(zhì)層106以及開口。正極活性物質(zhì)層102和負極活性物質(zhì)層106隔著隔離體107互相重疊。電解液108、正極活性物質(zhì)層102、負極活性物質(zhì)層106及隔離體107被薄膜109a和薄膜109b夾住，且位于熱壓合區(qū)域120a和熱壓合區(qū)域120b之間的區(qū)域。
[0082]正極集流體101中不與正極活性物質(zhì)層102接觸的部分，位于正極111的中央部分附近。此外，負極集流體105中不與負極活性物質(zhì)層106接觸的部分，位于負極115的中央部分附近。
[0083]正極集流體101中的不與正極活性物質(zhì)層102接觸的部分的一部分及負極集流體105中的不與負極活性物質(zhì)層106接觸的部分的一部分，分別由外包裝體110圍繞。其他部分在外包裝體110的外側(cè)延伸。
[0084]通過重疊兩個正極集流體101并對它們進行超聲波焊接，形成疊層體。此外，通過重疊四個負極集流體105并對它們進行超聲波焊接，形成疊層體。通過采用這種結(jié)構(gòu)，可以不使用引線電極地形成端子電極。
[0085]本變形例子所示的蓄電裝置100在中央部包括端子，且通過熱壓合固定中央部。由此，在從外部施加外力使蓄電裝置彎曲時，可以抑制端子電極附近的變形量，從而可以抑制端子電極的損傷。此外，因為不使用引線電極，所以可以縮減部件數(shù)。
[0086]另外，如圖SC所示，通過重疊多個本變形例子所示的蓄電裝置100，并將各蓄電裝置100的端子電極連接到布線156或布線157，可以將本變形例子所示的蓄電裝置100用作圓筒形的蓄電裝置。
[0087]需要說明的是，如果在增加所使用的集流體的數(shù)量并增加作為端子電極而形成的疊層體的厚度時使用本結(jié)構(gòu)，則變得不易使薄膜109a及薄膜109b與集流體密接。因此，通過在正極集流體101中不與正極活性物質(zhì)層102接觸的部分及負極集流體105中不與負極活性物質(zhì)層106接觸的部分設(shè)置密封層，也可以提高薄膜109a和薄膜10%之間的密接性以及各薄膜和端子電極之間的密接性。
[0088]此外，包括開口的蓄電裝置100也可以采用如圖9所示的變形例子3那樣的結(jié)構(gòu)。
[0089][4.變形例子3]
圖9所示的蓄電裝置100，包括具有開口的外包裝體110。此外，蓄電裝置100包括正極引線141、負極引線145及密封層121。
[0090]正極引線141的一部分及負極引線145的一部分由外包裝體110圍繞。此外，正極引線141的其他部分及負極引線145的其他部分從外包裝體110延伸，而在外包裝體110的開口突出。在由外包裝體110圍繞的區(qū)域中，正極引線141與正極111連接，負極引線145與負極115連接。
[0091]通過在正極引線141及負極引線145中設(shè)置密封層121，可以提高構(gòu)建外包裝體110的各薄膜的密接性。需要說明的是，也可以不在正極引線141及負極引線145設(shè)置密封層121。
[0092]此外，對于正極引線141及負極引線145在外包裝體110的開口中突出的位置，沒有特別的限制，而可以接近或遠離。
[0093][5.其他的變形例子]
接著，參照圖1OA至圖12D說明蓄電裝置100的形狀的其他例子。
[0094]如上所述，在蓄電裝置100中，正極活性物質(zhì)層及負極活性物質(zhì)層的外周優(yōu)選為閉曲線，且熱壓合區(qū)域的內(nèi)周優(yōu)選為閉曲線。雖然在基本結(jié)構(gòu)中示出了正極活性物質(zhì)層及負極活性物質(zhì)層的外周為圓形、且熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為圓形的例子，但是本實施方式不局限于此。正極活性物質(zhì)層及負極活性物質(zhì)層的外周只要為閉曲線，就可以采用任何形狀。此夕卜，熱壓合區(qū)域的內(nèi)周只要為閉曲線，就可以采用任何形狀。
[0095]例如，如圖1OA至圖1OD所示，蓄電裝置100也可以包括橢圓形的外包裝體110、橢圓形的具有正極活性物質(zhì)層102的正極111、橢圓形的具有負極活性物質(zhì)層106的負極115、以及橢圓形的隔離體107。此外，在外包裝體110中，熱壓合區(qū)域120的內(nèi)周也可以是橢圓形。
[0096]此外，根據(jù)情況，正極活性物質(zhì)層及負極活性物質(zhì)層的外周也可以是具有直線部的形狀。此外，熱壓合區(qū)域的內(nèi)周也可以是具有曲線部的形狀。例如，如圖1lA至圖1lD所示，蓄電裝置100也可以包括半圓形的外包裝體110、半圓形的具有正極活性物質(zhì)層102的正極111、半圓形的具有負極活性物質(zhì)層106的負極115、以及半圓形的隔離體107。另外，在外包裝體110中，熱壓合區(qū)域120的內(nèi)周也可以是半圓形。
[0097]此外，如圖12A至圖12D所示，蓄電裝置100也可以包括使角部帶弧形的四角形的外包裝體110、使角部帶弧形的四角形的具有正極活性物質(zhì)層102的正極111、使角部帶弧形的四角形的具有負極活性物質(zhì)層106的負極115、以及使角部帶弧形的四角形的隔離體107。另夕卜，在外包裝體110中，熱壓合區(qū)域120的內(nèi)周也可以是使角部帶弧形的四角形。
[0098]如圖1lA至圖1lD以及圖12A至圖12D所示，在適當?shù)倪x擇蓄電裝置的使用方法或蓄電裝置的彎曲方向時，即使正極活性物質(zhì)層102及負極活性物質(zhì)層106是具有直線部分的形狀，也難以使外包裝體110受到損傷。
[0099]本實施方式可以與其他實施方式適當?shù)亟M合而實施。
[0100]實施方式2
在本實施方式中，參照圖13A至圖21F說明本發(fā)明的一個方式涉及的蓄電裝置100的制造方法的例子。作為例子，示出實施方式I所說明的基本結(jié)構(gòu)(參照圖1A至圖1D及圖2A至圖2D)的蓄電裝置100的制造方法。
[0101][1.準備正極，由隔離體覆蓋]
首先，在正極集流體101的雙面形成正極活性物質(zhì)層102，加工為正極111的形狀。接著，由兩個隔離體107夾住正極111 (圖13A)。
[0102]接著，將正極111的外側(cè)的隔離體107的外圍部分加以粘合，形成袋狀隔離體107(圖13B)。隔離體107的外圍部分的粘合既可以使用粘合材料等進行，又可以利用超聲波焊接或基于加熱的熔接進行。
[0103]在本實施方式中，作為隔離體107使用聚丙烯，通過加熱將隔離體107的外圍部分加以粘合。在圖13B中將粘合部分示出為區(qū)域107a。由此，可以由隔離體107覆蓋正極111。隔離體107以覆蓋負極活性物質(zhì)層102的方式形成即可，而不需要覆蓋整個正極111。
[0104]需要說明的是，雖然在圖13A中，在兩個隔離體107之間夾有正極111，但本發(fā)明的一個方式不局限于此。例如，也可以使一個隔離體折疊并用它夾住正極111。
[0105]此外，隔離體107的外圍部分的粘合既可以斷續(xù)地進行，又可以如圖13B所示那樣以固定間隔的點狀進行粘合。
[0106]另外，隔離體107的形狀不局限于袋狀。隔離體107只要能夠防止蓄電裝置100中的正極111和負極115之間的接觸即可，例如也可以為平板狀。此外，在正極111包括只與正極集流體101的一個面接觸的正極活性物質(zhì)層102的情況下，也可以不由隔離體107夾住正極111。
[0107][2.準備負極]
接著，在負極集流體105上形成負極活性物質(zhì)層106，加工為負極115的形狀(圖13C)。
[0108][3.層疊正極及負極]
接著，層疊正極111及負極115(圖14A)。在本實施方式中，層疊兩個在正極集流體的雙面上形成有正極活性物質(zhì)層的正極111和四個在負極集流體的一個面上形成有負極活性物質(zhì)層的負極115。將它們以正極活性物質(zhì)層102與負極活性物質(zhì)層106隔著隔離體107重疊的方式加以配置。另外，以負極115的沒有形成負極活性物質(zhì)層106的面互相接觸的方式加以配置。
[0109][4.使正極引線與負極引線連接]
接著，通過在施加力量的同時照射超聲波，使多個正極集流體101的正極極耳和具有密封層121的正極引線141電連接(超聲波焊接)。
[0110]由于在制造蓄電裝置之后被從外部施加外力而產(chǎn)生應力，因此引線電極容易產(chǎn)生裂開或斷開。于是，當對正極引線141進行超聲波焊接時，也可以由具有突起的合模(bonding die)夾住正極引線141，并在正極極耳中與連接區(qū)域分開形成彎曲部。通過設(shè)置該彎曲部，可以緩和在制造蓄電裝置100之后因從外部被施加外力而產(chǎn)生的應力。因此，可以提高蓄電裝置100的可靠性。
[0111]此外，不局限于在正極極耳中形成彎曲部，也可以采用將不銹鋼、鈦等具有高強度的材料用于正極集流體并將正極集流體的厚度設(shè)定為ΙΟμπι以下，由此來容易地緩和在制造蓄電裝置之后因從外部被施加外力而產(chǎn)生的應力的結(jié)構(gòu)。
[0112]當然，可以組合多個上述方法來緩和正極極耳的應力集中。
[0113]此外，與正極集流體101同樣，通過超聲波焊接將多個負極集流體105的負極極耳與具有密封層121的負極引線145電連接(圖14Β)。此時，也可以與正極極耳同樣地采用容易緩和應力的結(jié)構(gòu)，即在負極極耳中設(shè)置彎曲部，將具有高強度的材料用于集流體等。
[0114][5.粘合外包裝體的一部分] 接著，由薄膜109a及薄膜109b夾住正極111、正極引線141、負極115及負極引線145。然后，使薄膜109a及薄膜109b的一部分(圖15A中的熱壓合區(qū)域122a)彼此粘合(圖15A)。可以通過熱熔敷等進行粘合。需要說明的是，雖然薄膜109a及薄膜10%也可以包括凹凸，但是在圖15A至圖16C中，為了簡化附圖，省略薄膜109a及外包裝體110的凹凸而示出。
[0115][6.粘合外包裝體的其他部分并注入電解液]
接著，從薄膜109a和薄膜109b未粘合的部分向夾在薄膜109a和薄膜109b之間的區(qū)域注入電解液108(圖15B)。
[0116][7.密封]
此外，在進行抽空的同時，通過加熱及加壓對薄膜109a及薄膜109b的未粘合的部分(圖16A中的熱壓合區(qū)域122b)進行粘合，從而形成由薄膜109a及薄膜109b構(gòu)成的袋狀的外包裝體110(圖16A)。這些操作在使用手套箱等并排除了氧及水的環(huán)境下進行。抽空通過使用脫氣封口機、注液封口機等進行為好。作為封口方法，可以使用脈沖封口機、熱封口機等。當使用脈沖封口機時，例如在溫度為175°C且真空度為60kPa的條件下加熱3秒鐘即可。此夕卜，當使用熱封口機，而不進行抽空時，例如在溫度為165°C且壓力為0.3MPa的條件下加熱4秒鐘即可。此時，也可以從外包裝體110的上方對正極及負極進行加壓。通過進行加壓，可以從正極與負極之間排除注入電解液時混入的氣泡。
[0117][8A.老化]
接著，優(yōu)選進行用于老化的充放電。在本說明書等中，老化是指為了檢測出蓄電裝置的初始缺陷并在初始的充放電中在負極活性物質(zhì)上形成穩(wěn)定的被膜而進行的工序。具體而言，老化是指在接近電池使用溫度范圍的上限的溫度下，在長時間保持充電狀態(tài)或進行一個循環(huán)以上的充放電等的工序。再者，還可以包括排除在由外包裝體110覆蓋的區(qū)域中產(chǎn)生的氣體的工序。
[0118]通過初始的充放電在負極活性物質(zhì)上形成穩(wěn)定的被膜，從而可以抑制因在之后的充放電中進一步形成被膜而消耗載體離子。因此，通過進行老化，可以使蓄電裝置的性能為更穩(wěn)定并篩選不良單元。
[0119]在本實施方式中，在進行一個循環(huán)以上的充放電之后，如圖16B所示，去除外包裝體110的一部分來進行脫氣。
[0120][9A.再次密封]
接著，再次對在老化時被切除的外包裝體110的一個邊(圖16C中的熱壓合區(qū)域122c)進行密封(圖16C)。通過上述工序，可以制造蓄電裝置100。
[0121]接著，說明用來在對外包裝體的其他部分進行粘合注入電解液后進行密封、老化、再次密封的與上述不同的方法。
[0122][7B.密封]
在進行抽空的同時，通過加熱及加壓對薄膜109a及薄膜109b的未粘合的部分(圖17A中的熱壓合區(qū)域122d)進行粘合，來形成由薄膜109a及薄膜109b構(gòu)成的袋狀的外包裝體110(圖17A)。此時，以能夠從外部施加外力來剝離的程度的粘合強度，進行兩個薄膜的粘合。例如，在熱壓合區(qū)域122d中，以低于在7A中說明的條件的溫度進行薄膜的粘合即可。在使用脈沖封口機(impulse sealer)時，例如，在溫度為130°C以上且140°C以下真空度為60kPa的條件下加熱3秒鐘即可。此外，在使用熱封口機并不進行抽空時，例如，在溫度為130°C以上且140 °C以下圧力為0.3MPa的條件下加熱4秒鐘即可。
[0123][8B.老化]
接著，以與在8A中說明的方法同樣的方法進行老化。
[0124]在本實施方式中，在作為老化進行了一個循環(huán)以上的充放電之后，如圖17B所示，通過施加力量在熱壓合區(qū)域122d中剝離兩個薄膜，來進行脫氣。
[0125][9B.再次密封]
接著，對被剝離的區(qū)域再次進行密封(圖17C中的熱壓合區(qū)域122e)。通過采用這種制造方法，可以制造熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為圓形的蓄電裝置100。
[0126]接著，參照圖18A至圖20C說明在[3.層置正極和負極]中說明的層置正極和負極的方法的其他例子。
[0127]圖18A和圖18B示出使用具有連結(jié)多個圓形的形狀的隔離體107(參照圖18A)層疊電極170的方法。如圖18B所示，通過邊將隔離體107折疊為波紋狀邊夾著電極170，可以層疊電極170。
[0128]需要說明的是，電極170是指正極111或負極115。為了方便起見，在圖18A至圖19C中，將正極111和負極115都表示為電極170。
[0129]圖19A至圖19C示出使用具有連結(jié)多個圓形的形狀的隔離體107(參照圖19A)層疊電極170，來形成疊層體175(圖19B)的方法。疊層體175包括電極170、隔離體107以及引線電極。圖19C示出沿著圖15B所示的點劃線AB的疊層體175的截面圖。如圖19A至圖19C所示，即便利用邊卷繞具有連結(jié)多個圓形的形狀的隔離體107邊夾著電極170的方法，也可以層疊電極 170。
[0130]疊層體175也可以組合多個疊層體來構(gòu)成。圖20A至圖20C所示的疊層體175包括多個第一疊層體171及多個第二疊層體172。圖20A是第一疊層體171的截面圖，圖20B是第二疊層體172的截面圖。圖20C是沿著圖19B中的點劃線AB的疊層體175的截面圖的另一個例子。另外，在圖20C中，為了明確起見，摘要示出第一疊層體171、第二疊層體172及隔離體107B。
[0131]如圖20A所示，在第一疊層體171中，依次層疊有正極活性物質(zhì)層102與正極集流體101的雙面接觸的正極111、隔離體107A、負極活性物質(zhì)層106與負極集流體105的雙面接觸的負極115、隔離體107A、以及正極活性物質(zhì)層102與正極集流體101的雙面接觸的正極111。此外，如圖20B所示，在第二疊層體172中，依次層疊有負極活性物質(zhì)層106與負極集流體105的雙面接觸的負極115、隔離體107A、正極活性物質(zhì)層102與正極集流體101的雙面接觸的正極111、隔離體107A、以及負極活性物質(zhì)層106與負極集流體105的雙面接觸的負極115。
[0132]如圖20C所示，多個第一疊層體171及多個第二疊層體172由卷繞的隔離體107B加以覆蓋。換言之，多個第一疊層體171及多個第二疊層體172設(shè)置在被卷繞的隔離體107B之間。
[0133]另外，在設(shè)置于最外側(cè)的第一疊層體171的正極111中，正極活性物質(zhì)層102優(yōu)選與正極集流體101的一個面接觸。
[0134]另外，在圖20A及圖20B中，雖然示出第一疊層體及第二疊層體包括三個電極及兩個隔離體的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一個方式并不局限于此。第一疊層體及第二疊層體也可以包括四個以上的電極及三個以上的隔離體。通過增加電極的數(shù)量，可以進一步增大蓄電裝置100的容量。另外，第一疊層體及第二疊層體也可以包括兩個電極及一個隔離體。當電極的數(shù)量少時，可以更容易使蓄電裝置彎曲。另外，在圖20C中，雖然示出蓄電裝置100具有三組第一疊層體171及兩組第二疊層體172的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一個方式并不局限于此。也可以采用具有更多疊層體的結(jié)構(gòu)。通過增加疊層體的數(shù)量，可以進一步增大蓄電裝置100的容量。另外，也可以采用疊層體的數(shù)量更少的結(jié)構(gòu)。當疊層體的數(shù)量少時，可以更容易使蓄電裝置彎曲。
[0135]接著，參照圖21A至圖21F說明在用于外包裝體110的薄膜上形成凹凸的方法。
[0136]圖21A示出用來在薄膜上形成凹凸的模具161及模具162。模具161和模具162分別具有多個圓形的凸部160，并且通過由模具161和模具162夾著薄膜109a(參照圖21B、圖21C)，可以在薄膜109a上形成圓形的凹凸。
[0137]圖21D至圖21F示出由模具夾著薄膜時的薄膜及模具的截面圖。如圖21D所示，也可以將模具161的凸部和模具162的凸部設(shè)計為彼此咬合。此外，如圖21E所示，模具161的凸部和模具I62的凸部也可以重疊。另外，如圖21F所示，通過由平板163和模具161夾著薄膜109a，也可以在薄膜109a上形成凹凸。
[0138]本實施方式可以與其他實施方式適當?shù)亟M合而實施。
[0139]實施方式3
在本實施方式中，參照圖22A至圖24B說明可以用于本發(fā)明的一個方式涉及的蓄電裝置的材料的詳細內(nèi)容。
[0140][1.正極]
正極111包括正極集流體101以及與正極集流體101接觸的正極活性物質(zhì)層102等。
[0141]作為正極集流體101，可以使用不銹鋼、金、鉑、鋁、鈦等金屬及它們的合金等導電性高且不會因正極的電位而溶出的材料。此外，還可以使用添加有硅、鈦、釹、鈧、鉬等提高耐熱性的元素的鋁合金。另外，也可以使用與硅發(fā)生反應形成硅化物的金屬元素形成。作為與硅發(fā)生反應形成硅化物的金屬元素，有鋯、鈦、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、鈷、鎳等。正極集流體101可以適當?shù)鼐哂胁瓲?、板?片狀)、網(wǎng)狀、沖孔金屬網(wǎng)狀、拉制金屬網(wǎng)狀等形狀。正極集流體101的厚度優(yōu)選為5μπι以上且30μπι以下。此外，也可以在正極集流體101的表面使用石墨等設(shè)置底涂層。
[0142]除了正極活性物質(zhì)以外，正極活性物質(zhì)層102還可以包含用來提高正極活性物質(zhì)的密接性的粘結(jié)劑(binder)以及用來提高正極活性物質(zhì)層102的導電性的導電助劑等。
[0143]作為用于正極活性物質(zhì)層102的正極活性物質(zhì)，可以舉出具有橄欖石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)、層狀巖鹽型結(jié)晶結(jié)構(gòu)或者尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的復合氧化物等。作為正極活性物質(zhì)，例如使用LiFeO2、LiCo02、LiN12、LiMn2Ot V2O5、Cr205、Μη02 等化合物。
[0144]尤其是，LiCoO2具有容量大、與LiN12相比在大氣中穩(wěn)定以及與LiN12相比熱穩(wěn)定等優(yōu)點，所以是優(yōu)選的。
[0145]另外，優(yōu)選的是，當在LiMmCU等含有猛的具有尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的含裡材料中混合少量鋰鎳氧化物(LiN12或1^附111?)2(00〈1)(1=(:0)1等))時，可以提高使用上述材料的蓄電裝置的特性。
[0146]另外，作為正極活性物質(zhì)，可以使用能夠以組成式LiaMnbMcOd表示的鋰錳復合氧化物。在此，元素M優(yōu)選使用從鋰、錳之外的金屬元素選擇的金屬元素或硅、磷，更優(yōu)選使用鎳。另外，在對鋰錳復合氧化物的粒子整體進行測定時，優(yōu)選放電時滿足0<a/(b+c)<2、c>0且0.26<(b+c)/d<0.5。需要說明的是，關(guān)于鋰錳復合氧化物的粒子整體的金屬、硅、磷等組成，例如可以利用ICP_MS(Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry:感應親合等離子體質(zhì)譜)進行測定。另外，鋰錳復合氧化物的粒子整體的氧的組成，例如可以利用EDX(Energy Dispersive X-ray Spectroscopy:能量分散型X射線分析)進行測定。另外，還可以與ICP-MS分析一起利用融合氣體分析(fus1n gas analysis)、XAFS(X_ray Absorpt1nFine Structure:X射線吸收微細結(jié)構(gòu))分析的價數(shù)評價來算出。另外，鋰猛復合氧化物是指至少包含鋰和錳的氧化物，還可以包含選自于由鉻、鈷、鋁、鎳、鐵、鎂、鉬、鋅、銦、鎵、銅、鈦、鈮、硅和磷等所組成的組中的至少一種元素。
[0147]另外，為了體現(xiàn)高容量，鋰錳復合氧化物優(yōu)選具有表層部與中心部的結(jié)晶結(jié)構(gòu)、晶體取向或氧含量不同的區(qū)域。為了實現(xiàn)上述鋰錳復合氧化物，優(yōu)選組成式為LiaMnbNicOd(1.6彡&彡1.848、0.19彡(:/13彡0.935、2.5彡(1彡3)的范圍內(nèi)。此外，特別優(yōu)選使用以組成式Lil.68Mn0.8Q62Ni().31803表不的裡猛復合氧化物。在本說明書等中，以組成式LinMn0.sof^NimsOs表示的鋰錳復合氧化物是指將原料的量的比例(摩爾比)設(shè)定為Li2CO3 = MnCO3:N1 = 0.84:0.8062:0.318來形成的鋰錳復合氧化物。因此，雖然該鋰錳復合氧化物以組成式Lil.68Mn0.8Q62Ni().31803表不，但有時與該組成稍微不同。
[0148]圖22A和圖22B示出具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)、晶體取向或氧含量不同的區(qū)域的鋰錳復合氧化物粒子的截面圖的例子。
[0149]如圖22A所示，具有結(jié)晶結(jié)構(gòu)、晶體取向或氧含量不同的區(qū)域的鋰錳復合氧化物優(yōu)選包括第一區(qū)域331、第二區(qū)域332及第三區(qū)域333。第二區(qū)域332與第一區(qū)域331外側(cè)的至少一部分接觸。在此，“外側(cè)”表示離粒子的表面更近的一側(cè)。另外，第三區(qū)域333優(yōu)選包括與含有鋰錳復合氧化物的粒子的表面一致的區(qū)域。
[0150]另外，如圖22B所示，第一區(qū)域331也可以包括沒有由第二區(qū)域332覆蓋的區(qū)域。另夕卜，第二區(qū)域332也可以包括沒有由第三區(qū)域333覆蓋的區(qū)域。此外，例如第一區(qū)域331也可以包括與第三區(qū)域333接觸的區(qū)域。此外，第一區(qū)域331也可以包括沒有由第二區(qū)域332及第三區(qū)域333覆蓋的區(qū)域。
[0151 ] 第二區(qū)域332的組成優(yōu)選與第一區(qū)域331不同。
[0152]例如，對如下情況進行說明:分別對第一區(qū)域331及第二區(qū)域332的組成進行測定，第一區(qū)域331包含鋰、錳、元素M及氧，第二區(qū)域332包含鋰、錳、元素M及氧，第一區(qū)域331的鋰、錳、元素M及氧的原子數(shù)比由al:bl: cl: dl表示，第二區(qū)域332的鋰、錳、元素M及氧的原子數(shù)比由a2:b2:c2: d2表示。需要說明的是，例如可以利用使用了 TEM(透射電子顯微鏡)的EDX(能量分散型X射線分析)分別對第一區(qū)域331及第二區(qū)域332的組成進行測定。當利用EDX進行測定時，有時難以測定鋰的組成。因此，以下，關(guān)于第一區(qū)域331與第二區(qū)域332的組成差異，對鋰以外的元素進行說明。在此，dl/(bl+cl)優(yōu)選為2.2以上，更優(yōu)選為2.3以上，進一步優(yōu)選為2.35以上且3以下。另外，d2/(b2+c2)優(yōu)選小于2.2，更優(yōu)選小于2.1，進一步優(yōu)選為1.1以上且1.9以下。另外，此時，優(yōu)選包括第一區(qū)域331與第二區(qū)域332的鋰錳復合氧化物的粒子整體的組成滿足之前所述的0.26^(b+c)/d<0.5o
[0153]第二區(qū)域332所包含的錳的化合價也可以與第一區(qū)域331所包含的錳的化合價不同。第二區(qū)域332所包含的元素M的化合價也可以與第一區(qū)域331所包含的元素M的化合價不同。
[0154]更具體而言，第一區(qū)域331優(yōu)選為具有層狀巖鹽型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的鋰錳復合氧化物。另夕卜，第二區(qū)域332優(yōu)選為具有尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的鋰錳復合氧化物。
[0155]在此，當各區(qū)域的組成或元素的化合價有空間分布時，例如，可以對多處的組成或化合價進行評價算出平均值，將該平均值視為該區(qū)域的組成或化合價。
[0156]另外，第二區(qū)域332和第一區(qū)域331之間也可以具有過渡層。在此，例如過渡層是指組成連續(xù)或分階段變化的區(qū)域、結(jié)晶結(jié)構(gòu)連續(xù)或分階段變化的區(qū)域、或者結(jié)晶的晶格常數(shù)連續(xù)或分階段變化的區(qū)域。另外，第二區(qū)域332和第一區(qū)域331之間也可以具有混合層。在此，例如混合層是指具有不同晶體取向的兩種以上的結(jié)晶混在一起的層、具有不同結(jié)晶結(jié)構(gòu)的兩種以上的結(jié)晶混在一起的層、或者具有不同組成的兩種以上的結(jié)晶混在一起的層。
[0157]第三區(qū)域333可以使用碳或金屬化合物。在此，作為金屬，例如可以舉出鈷、鋁、鎳、鐵、錳、鈦、鋅、鋰等。作為金屬化合物的一個例子，可以舉出上述金屬的氧化物或氟化物等。
[0158]第三區(qū)域333特別優(yōu)選包含上述物質(zhì)中的碳。由于碳具有高導電性，所以通過將被碳覆蓋的粒子用于蓄電裝置的電極，例如可以降低電極的電阻。另外，當?shù)谌齾^(qū)域333包含碳時，可以使與第三區(qū)域333接觸的第二區(qū)域332氧化。另外，第三區(qū)域333也可以具有石墨烯、氧化石墨烯或還原后的氧化石墨烯。石墨烯及還原后的氧化石墨烯具有所謂高導電性的優(yōu)良電特性、以及所謂高柔性以及高機械強度的優(yōu)良物理特性。此外，可以有效地覆蓋鋰錳復合氧化物的粒子。
[0159]通過使第三區(qū)域333包含石墨烯等碳，可以提高將鋰錳復合氧化物用于正極材料的蓄電裝置的循環(huán)特性。
[Ο??Ο] 含有碳的層的厚度優(yōu)選為0.4nm以上且40nm以下。
[0161]另外，鋰錳復合氧化物例如優(yōu)選一次粒子的平均粒徑為5nm以上且50μπι以下，更優(yōu)選為10nm以上且500nm以下。另外，優(yōu)選比表面積為5m2/g以上且15m2/g以下。另外，二次粒子的平均粒徑優(yōu)選為5μπι以上且50μπι以下。需要說明的是，通過利用SEM(掃描電子顯微鏡)或TEM的觀察或者利用激光衍射及散射法的粒度分布儀等，可以測定平均粒徑。另外，通過氣體吸附法可以測定比表面積。
[0162]或者，作為正極活性物質(zhì)，可以使用復合材料(通式為LiMP04(M為Fe(II)、Mn(II)、Co(II)、Ni(II)中的一種以上)。作為通式LiMPO4的代表性實例，可以使用LiFeP04、LiNiP04、LiCoP04、LiMnP04、LiFeaNibP04、LiFeaCobP04、LiFeaMnbP04、LiNiaCobP04、LiNiaMnbP04(a+b 為 IWT、0<a<l、0<b<l)、LiFecNidCoeP04、LiFecNidMneP04、LiNicCodMneP04(c+d+eSlWT、0<c<l、0<d<l、0<e<l)、LiFefNigCohMmP04(f+g+h+i*lWT、0<f<l、0<g<l、0<h<1、O < i < I)等鋰化合物作為材料。
[0163]尤其是，LiFePO4以良好的平衡滿足正極活性物質(zhì)被要求的條件，諸如安全性、穩(wěn)定性、高容量密度、初始氧化(充電)時能夠抽出的鋰離子的存在等，所以是優(yōu)選的。
[0164]或者，可以使用通式為1^(2—」)1^04(1為？6(11)、111(11)、(:0(11)、附(11)中的一種以上，OS j<2)等復合材料。作為通式Li (2-j)MSi04的代表性實例，可以使用Li(2-j)FeSi04、Li(2-j)NiSi〇4、Li(2-j)CoSi04、Li(2-j)MnSi〇4、Li(2-j)FekNiiSi04、Li(2-j)FekCoiSi04、Li(2-j)FekMniSi04、Li(2-j)NikCoiSi04、Li(2-j)NikMmSi04(k+l為I 以下、0<k<l、0<l<l)、Li(2-j)FemNinCoqSi04、Li(2-j)FemNinMnqSi04、Li(2-j)NimConMnqSi04(m+n+q 為 I 以下、0<m<l、0<n<l、0<q<l)、Li(2-j)FerNisCotMnuSi04(r+s+t+u*lWT、0<r<l、0<s<l、0<t<l、0<u<I)等鋰化合物作為材料。
[0165]此外，作為正極活性物質(zhì)，可以使用以通式AxM2(X04)3(A = L1、Na、Mg、M = Fe、Mn、T1、V、Nb、X = S、P、Mo、W、As、Si)表示的NASIC0N(鈉超離子導體)型化合物。作為NASIC0N型化合物，有Fe2(Mn04)3、Fe2(S04)3、Li3Fe2(P04)3等。此外，作為正極活性物質(zhì)，可以使用以通式Li2MP04F、Li2MP207、Li5M04(M = Fe、Mn)表示的化合物;NaFeF3、FeF3 等鈣鈦礦型氟化物；TiS2、M0S2等金屬硫族化合物(硫化物、砸化物、蹄化物)；LiMVCU等具有反尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的氧化物;釩氧化物類(V2O5、V6O13、LiV3O8等);錳氧化物類；以及有機硫化合物類等材料。
[0166]需要說明的是，在載體離子是鋰離子以外的堿金屬離子或者堿土金屬離子的情況下，作為正極活性物質(zhì)，也可以使用堿金屬(例如，鈉、鉀等)，堿土金屬(例如，鈣、鍶、鋇、鈹或鎂等)代替鋰。例如，作為正極活性物質(zhì)，可以使用NaFe02、Na2/3[Fei/2Mm/2]02等含鈉的層狀氧化物。
[0167]需要說明的是，雖然未圖示，但是也可以在正極活性物質(zhì)層102的表面設(shè)置碳層等導電材料。通過設(shè)置碳層等導電材料，可以提高電極的導電性。例如，通過在焙燒正極活性物質(zhì)時混合葡萄糖等碳水化合物，可以形成覆蓋正極活性物質(zhì)層102的碳層。
[0168]粒狀的正極活性物質(zhì)的一次粒子的平均粒徑為50nm以上且ΙΟΟμπι以下即可。
[0169]作為導電助劑，例如可以使用碳材料、金屬材料或?qū)щ娦蕴沾刹牧系?。此外，作為導電助劑，也可以使用纖維狀的材料。相對于活性物質(zhì)層總重量，導電助劑的含量優(yōu)選為lwt%以上且10wt%以下，更優(yōu)選為lwt%以上且5wt%以下。
[0170]通過利用導電助劑，可以在電極中形成導電網(wǎng)絡(luò)。通過利用導電助劑，可以保持活性物質(zhì)相互之間的導電路徑。通過在活性物質(zhì)層中添加導電助劑，可以實現(xiàn)具有高導電性的活性物質(zhì)層。
[0171]作為導電助劑，例如可以使用天然石墨、中間相碳微球等人造石墨、碳纖維等。作為碳纖維，例如可以使用中間相瀝青系碳纖維、各向同性瀝青系碳纖維等碳纖維。此外，作為碳纖維，可以使用碳納米纖維或碳納米管等。例如，可以通過氣相生長等制造碳納米管。作為導電助劑，例如可以使用碳黑(乙炔黑(AB)等)、石墨粒子、石墨烯或富勒烯等碳材料。此外，例如可以使用銅、鎳、鋁、銀、金等的金屬粉末或金屬纖維、導電性陶瓷材料等。
[0172]薄片狀的石墨烯具有所謂導電性高的優(yōu)良電特性、以及所謂高柔性以及高機械強度的優(yōu)良物理特性。因此，通過將石墨烯用作導電助劑，可以增加活性物質(zhì)彼此之間的接觸點、接觸面積。
[0173]需要說明的是，在本說明書中，石墨烯包括單層石墨烯或2層以上且100層以下的多層石墨烯。單層石墨烯是指具有鍵的一個原子層的碳分子片。另外，氧化石墨烯是指將上述石墨稀氧化而成的化合物。需要說明的是，在還原氧化石墨稀形成石墨稀時，氧化石墨烯所包含的氧沒有全部脫離，其中的一部分氧殘留在石墨烯中。當石墨烯包含氧時，利用XPS測定的石墨烯整體中的氧的比例為2原子％以上且11原子％以下，優(yōu)選為3原子％以上且10原子％以下。
[0174]石墨烯能夠?qū)崿F(xiàn)接觸電阻低的面接觸，此外，石墨烯即使厚度薄也具有非常高的導電性，且即使量少也可以在活性物質(zhì)層中高效地形成導電通路。
[0175]在使用平均粒徑小的活性物質(zhì)例如平均粒徑為Ιμπι以下的活性物質(zhì)時，活性物質(zhì)的比表面積大，所以需要更多的連接活性物質(zhì)之間的導電通路。在這種情況下，特別優(yōu)選的是使用導電性非常高且即使少量也可以高效地形成導電通路的石墨烯。
[0176]以下說明將石墨烯作為導電助劑用于正極活性物質(zhì)層時的截面結(jié)構(gòu)實例。需要說明的是，也可以將石墨烯作為導電助劑用于負極活性物質(zhì)層。
[0177]圖23A是正極活性物質(zhì)層102及正極集流體101的縱向截面圖。正極活性物質(zhì)層102包括粒狀正極活性物質(zhì)322、用作導電助劑的石墨烯321以及粘結(jié)劑(也稱為binder，未圖示)。
[0178]在正極活性物質(zhì)層102的縱向截面中，如圖23A所示，在正極活性物質(zhì)層102的內(nèi)部，片狀的石墨烯321以形成面接觸的方式大致均勻地覆蓋正極活性物質(zhì)。在圖23A中，雖然示意性地以粗線表示石墨烯321，但實際上石墨烯321為具有碳分子的單層厚度或多層厚度的薄膜。由于多個石墨烯321以包裹或覆蓋多個粒狀正極活性物質(zhì)322的方式或者以貼在多個粒狀正極活性物質(zhì)322的表面的方式形成，所以石墨烯321與正極活性物質(zhì)322形成面接觸。另外，石墨烯321之間也相互形成面接觸，所以由多個石墨烯321形成三維導電網(wǎng)絡(luò)。
[0179]這是因為在形成石墨烯321時使用在極性溶劑中的分散性極高的氧化石墨烯的緣故。使溶劑從包含均勻分散的氧化石墨烯的分散介質(zhì)中揮發(fā)而除去，并將氧化石墨烯還原而形成石墨烯，因此殘留在正極活性物質(zhì)層102中的石墨烯321相互部分重疊，以相互形成面接觸的方式覆蓋正極活性物質(zhì)，由此形成導電路徑。另外，氧化石墨烯的還原例如也可以通過熱處理或者使用還原劑進行。
[0180]因此，不同于與活性物質(zhì)形成點接觸的乙炔黑等粒狀導電助劑，石墨烯321能夠?qū)崿F(xiàn)接觸電阻低的面接觸，所以可以在不增加導電助劑的量的情況下提高粒狀正極活性物質(zhì)322與石墨烯321之間的導電性。因此，可以增加正極活性物質(zhì)層102中正極活性物質(zhì)322所占的比率。由此，可以增加蓄電裝置的放電容量。
[0181]通過使石墨烯彼此互相結(jié)合，可以形成網(wǎng)狀的石墨烯(以下稱為石墨烯網(wǎng))。當石墨烯網(wǎng)覆蓋活性物質(zhì)時，石墨烯網(wǎng)可以起到使粒子之間結(jié)合的粘結(jié)劑的功能。由此，可以減少粘結(jié)劑的量或不使用粘結(jié)劑，由此可以增高電極體積或電極重量中活性物質(zhì)所占的比例。也就是說，可以提高蓄電裝置的容量。
[0182]在具有柔性的蓄電裝置中，將石墨烯作為導電助劑用于正極活性物質(zhì)層或負極活性物質(zhì)層的上述結(jié)構(gòu)是特別有效的。
[0183]作為現(xiàn)有例子，圖24A示出導電助劑使用乙炔黑等的粒子狀的導電助劑323時的正極活性物質(zhì)層102及正極集流體101的縱向截面圖。各正極活性物質(zhì)322通過與粒子狀的導電助劑323接觸而形成有導電網(wǎng)絡(luò)。
[0184]圖24B示出使圖24A的正極活性物質(zhì)層102及正極集流體101彎曲的情況。如圖24B所示，在導電助劑使用粒子狀的導電助劑323時，隨著正極活性物質(zhì)層102的彎曲，正極活性物質(zhì)322之間的距離產(chǎn)生變化，因此有各正極活性物質(zhì)322之間的導電網(wǎng)絡(luò)的一部分被斷開的憂慮。
[0185]另一方面，圖23B示出使作為導電助劑使用石墨烯的圖23A所示的正極活性物質(zhì)層102及正極集流體101彎曲的情況。由于石墨烯是具有柔性的薄片，因此，即使如圖23B所示那樣，隨著正極活性物質(zhì)層102的彎曲而正極活性物質(zhì)322之間的距離產(chǎn)生變化，也可以維持導電網(wǎng)絡(luò)。
[0186]用于本發(fā)明的一個方式的蓄電裝置的電極可以通過各種方法制造。例如，當通過涂敷法在集流體上形成活性物質(zhì)層時，可以將活性物質(zhì)、粘結(jié)劑、導電助劑及分散介質(zhì)(也稱為溶劑)混合而制造糊膏，將該糊膏涂敷在集流體上，使分散介質(zhì)氣化即可。之后，根據(jù)需要可以利用輥壓制法、平板壓制法等壓縮方法進行按壓而將其壓緊。
[0187]作為分散介質(zhì)，例如可以使用水、N-甲基吡咯烷酮(NMP)、二甲基甲酰胺等具有極性的有機溶劑等。從安全性及成本的觀點來看，優(yōu)選使用水。
[0188]作為粘結(jié)劑，例如優(yōu)選包含水溶性高分子。作為水溶性高分子，例如可以使用多糖類等。作為多糖類，可以使用羧甲基纖維素(CMC)、甲基纖維素、乙基纖維素、羥丙基纖維素及二乙酰纖維素、再生纖維素等纖維素衍生物、淀粉等。
[0189]作為粘結(jié)劑，優(yōu)選使用丁苯橡膠(SBR)、苯乙烯-異戊二烯-苯乙烯橡膠、丙烯腈-丁二烯橡膠、丁二烯橡膠、氟橡膠、乙烯-丙烯-二烯共聚物等橡膠材料。更優(yōu)選同時使用這些橡膠材料和上述的水溶性高分子。
[0190]或者，作為粘結(jié)劑，優(yōu)選使用聚苯乙烯、聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯(PMMA)、聚丙烯酸鈉、聚乙烯醇(PVA)、聚環(huán)氧乙烷(PEO)、聚環(huán)氧丙烷、聚酰亞胺、聚氯乙烯、聚四氟乙烯、聚乙烯、聚丙烯、異丁烯、聚對苯二甲酸乙二醇酯、尼龍、聚偏二氟乙烯(PVdF)、聚丙烯腈(PAN)、聚氯乙烯、乙烯丙烯二烯聚合物、聚乙酸乙烯酯、硝酸纖維素等材料。
[0191]作為粘結(jié)劑，也可以組合使用上述材料中的兩種以上。
[0192]相對于正極活性物質(zhì)層102的總重量，粘結(jié)劑的含量優(yōu)選為lwt%以上且10被％以下，更優(yōu)選為2wt %以上且8wt%以下，進一步優(yōu)選為3wt %以上且5wt %以下。相對于正極活性物質(zhì)層102的總重量，導電助劑含量優(yōu)選為Iwt %以上且1wt %以下，更優(yōu)選為Iwt %以上且5wt%以下。
[0193]當通過涂敷法形成正極活性物質(zhì)層102時，將正極活性物質(zhì)、粘結(jié)劑及導電助劑混合而制造正極糊膏(漿料)，將其涂敷在正極集流體101上并進行干燥即可。
[0194][2.負極]
負極115包括負極集流體105以及形成在負極集流體105上的負極活性物質(zhì)層106等。
[0195]作為負極集流體105，可以使用不銹鋼、金、鉑、鐵、銅、鈦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(fā)生合金化的材料。另外，還可以使用添加有硅、鈦、釹、鈧、鉬等提高耐熱性的元素的鋁合金。負極集流體105可以適當?shù)鼐哂胁瓲?、板?片狀)、網(wǎng)狀、沖孔金屬網(wǎng)狀、拉制金屬網(wǎng)狀等形狀。負極集流體105的厚度優(yōu)選為5μηι以上且30μηι以下。此外，也可以在負極集流體105的表面使用石墨等設(shè)置底涂層。
[0196]需要說明的是，因為可以耐受負極活性物質(zhì)層的膨脹所帶來的負極集流體的變形，所以優(yōu)選將不銹鋼、鈦等有強度的材料用于負極集流體。這在作為負極活性物質(zhì)使用包含硅的材料等伴隨充放電的體積變化大的材料的情況下是特別有效的。
[0197]除了負極活性物質(zhì)以外，負極活性物質(zhì)層106還可以包含用來提高負極活性物質(zhì)的密接性的粘結(jié)劑(binder)以及用來提高負極活性物質(zhì)層106的導電性的導電助劑等。關(guān)于用于負極活性物質(zhì)層的粘結(jié)劑及導電助劑的材料，可以參照用于正極活性物質(zhì)層的粘結(jié)劑及導電助劑的材料。
[0198]作為負極活性物質(zhì)，可以使用能夠溶解并析出鋰或者能夠與鋰離子發(fā)生可逆反應的材料，例如可以使用鋰金屬、碳類材料、合金類材料等。
[0199]鋰金屬的氧化還原電位低(相對于標準氫電極為-3.045V)，單位重量及體積的比容量大(分別為3860mAh/g、2062mAh/cm3)，所以是優(yōu)選的。
[O2OO]作為碳類材料，有石墨、易石墨化碳(graphitizing carbon)(軟碳)、難石墨化碳(non-graphitizing carbon)(硬碳)、碳納米管、石墨稀、炭黑等。
[0201 ] 作為石墨，有中間相碳微球(MCMB)、焦炭系人造石墨(coke-based artificialgraphite)、瀝青系人造石墨(pitch-based artificial graphite)等人造石墨或球化天然石墨等天然石墨。
[0202]當鋰離子嵌入在石墨中時(生成鋰-石墨層間化合物時)，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，鋰離子蓄電裝置可以具有高工作電壓。進而，石墨具有單位體積的容量較高、體積膨脹小、便宜、與鋰金屬相比安全性高等優(yōu)點，所以是優(yōu)選的。
[0203]另外，作為負極活性物質(zhì)，除了可以使用上述碳類材料以外，還可以使用能夠利用與載體離子的合金化及脫合金化反應進行充放電反應的材料。在載體離子為鋰離子的情況下，例如可以使用包含 Mg、Ca、Al、S1、Ge、Sn、Pb、As、Sb、B1、Ag、Au、Zn、Cd、Hg和 In等中的至少一種的材料。這種元素的容量比碳高，尤其是硅的理論容量顯著地高達4200mAh/g。由此，優(yōu)選將硅用于負極活性物質(zhì)。作為使用這種元素的材料，例如有Mg2S1、Mg2Ge、Mg2Sn、SnS2、V2Sn3、FeSn2、CoSn2、Ni3Sn2、Cu6Sn5、Ag3Sn、Ag3Sb、Ni2MnSb、CeSb3、LaSn3、La3Co2Sm、CoSb3、InSb、SbSn等D
[0204]此外，作為負極活性物質(zhì)，可以使用諸如Si0、Sn0、Sn02、二氧化鈦(Ti02)、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)等氧化物。
[0205]需要說明的是，S1是指硅氧化物的粉末，也可以表示為Si0y(2>y>0)A1也可以含有富硅部分。例如S1包括包含從Si203、Si304和Si2O中選擇的一種或多種的材料、Si的粉末與二氧化硅(S12)的混合物。另外，S1有時還包含其他元素(碳、氮、鐵、鋁、銅、鈦、鈣、錳等)。也就是說，S1有時是指包含從單晶S1、非晶S1、多晶S1、Si203、Si304、Si20、Si02中選擇的多種的材料，且S1為有色材料。非S1的S1x(X為2以上)是無色透明或者是白色的，從而可以辨別。但是，在使用S1作為蓄電裝置的材料制造蓄電裝置后，有時充放電的反復進行等使S1氧化而變質(zhì)成Si〇2。
[0206]此外，作為負極活性物質(zhì)，可以使用具有Li3N型結(jié)構(gòu)的Li3-xMxN(M= Co、N1、Cu)，其為含有鋰和過渡金屬的氮化物。例如，Li2.6Co0.4N3呈現(xiàn)大的充放電容量(900mAh/g、1890mAh/cm3)，所以是優(yōu)選的。
[0207]當使用含有鋰和過渡金屬的氮化物時，在負極活性物質(zhì)中包含鋰離子，因此作為正極活性物質(zhì)可以與不含鋰離子的V2O5Xr3O8等材料組合，所以是優(yōu)選的。需要說明的是，當將含有鋰離子的材料用于正極活性物質(zhì)時，通過預先使包含在正極活性物質(zhì)中的鋰離子脫嵌，也可以使用含有鋰和過渡金屬的氮化物作為負極活性物質(zhì)。
[0208]此外，也可以將引起轉(zhuǎn)化反應的材料用作負極活性物質(zhì)。例如，將氧化鈷(CoO)、氧化鎳(MO)、氧化鐵(FeO)等不與鋰發(fā)生合金化反應的過渡金屬氧化物用于負極活性物質(zhì)。作為發(fā)生轉(zhuǎn)化反應的材料，可以進一步舉出:？6203、(^0、(]1120、1?1102、0203等氧化物;(>)3().89、NiS、CuS等硫化物;Zn3N2、Cu3N、Ge3N4等氮化物;NiP2、FeP2、CoP3等磷化物;FeF3、BiF3等氟化物。另外，由于上述氟化物的電位高，所以也可以用作正極活性物質(zhì)。
[0209]當通過涂敷法形成負極活性物質(zhì)層106時，將負極活性物質(zhì)和粘結(jié)劑混合而制造負極糊料(漿料，將其涂敷在負極集流體105上并且進行干燥即可。
[0210]另外，也可以在負極活性物質(zhì)層106的表面形成石墨烯。例如，當負極活性物質(zhì)為硅時，伴隨充放電循環(huán)中的載體離子的吸留及釋放而使得負極活性物質(zhì)的體積發(fā)生很大的變化，由此負極集流體105與負極活性物質(zhì)層106之間的密接性降低，充放電導致電池特性的劣化。于是，通過在包含硅的負極活性物質(zhì)層106的表面形成石墨烯，即使在充放電循環(huán)中硅的體積發(fā)生變化，也可以抑制負極集流體105與負極活性物質(zhì)層106之間的密接性的降低，從而減少電池特性的劣化，所以是優(yōu)選的。
[0211]另外，也可以在負極活性物質(zhì)層106的表面形成氧化物等覆膜。在充電時由于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量釋放出來，從而形成不可逆容量。針對于此，通過將氧化物等覆膜預先設(shè)置在負極活性物質(zhì)層106的表面，可以抑制或防止產(chǎn)生不可逆容量。
[0212]作為這種覆蓋負極活性物質(zhì)層106的覆膜，可以使用鈮、鈦、釩、鉭、鎢、鋯、鉬、鉿、鉻、鋁或硅中的任一種的氧化膜，或者使用包含這些元素中的任一種及鋰的氧化膜。與現(xiàn)有的通過電解液的分解生成物而在負極表面形成的覆膜相比，這種覆膜為足夠致密的膜。
[0213]例如，氧化鈮(Nb2O5)的導電率低達10—9S/cm，表現(xiàn)出高絕緣性。因此，氧化鈮膜妨礙負極活性物質(zhì)與電解液之間的電化學分解反應。另一方面，氧化鈮的鋰擴散系數(shù)為10—9cm2/sec，具有高鋰離子傳導性。因此，其能夠使鋰離子透過。此外，也可以使用氧化硅或氧化招。
[0214]例如可以利用溶膠-凝膠法形成覆蓋負極活性物質(zhì)層106的覆膜。溶膠-凝膠法是一種形成薄膜的方法，其通過水解反應及縮聚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。由于溶膠-凝膠法是從液相形成薄膜的方法，所以可以在分子水平上均勻地混合原料。由此，通過對溶劑階段的金屬氧化膜的原料添加石墨等負極活性物質(zhì)，可以容易地在凝膠中分散活性物質(zhì)。如此，可以在負極活性物質(zhì)層106的表面形成覆膜。通過使用該覆膜，可以防止蓄電裝置的容量的降低。
[0215][3.隔離體]
作為用來形成隔離體107的材料，可以使用纖維素、聚丙烯、聚乙烯(PE)、聚丁烯、尼龍、聚酯、聚砜、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、四氟乙烯、聚苯硫醚等多孔絕緣體。另外，也可以使用玻璃纖維等無紡布或玻璃纖維與高分子纖維復合的隔膜。為了提高耐熱性，也可以使用對聚酯無紡布進行陶瓷涂敷或芳族聚酰胺涂布來形成的隔離體。
[0216][4.電解液]
作為用于蓄電裝置100的電解液108的溶劑，優(yōu)選使用非質(zhì)子性有機溶劑，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、碳酸氯乙烯酯、碳酸亞乙烯酯、γ-丁內(nèi)酯、γ-戊內(nèi)酯、碳酸二甲酯(DMC)、碳酸二乙酯(DEC)、碳酸甲乙酯(EMC)、甲酸甲酯、乙酸甲酯、丁酸甲酯、I，3_二氧六環(huán)、I，4_二氧六環(huán)、二甲氧基乙烷(DME)、二甲亞砜、二乙醚、甲基二甘醇二甲醚(methyl diglyme)、乙腈、芐腈、四氫呋喃、環(huán)丁砜、磺內(nèi)酯等溶劑之中的一種或兩種以上。
[0217]另外，作為電解液的溶劑，通過使用一種或多種具有阻燃性及難揮發(fā)性的離子液體(室溫熔融鹽)，即使因蓄電裝置的內(nèi)部短路、過充電等而使內(nèi)部溫度上升，也可以防止蓄電裝置的破裂或起火等。
[0218]此外，作為溶解于上述溶劑中的電解質(zhì)，當將鋰離子用于載體時，例如可以以任意組合及比率使用1^卩卩6、1^(:104、1^厶8卩6、1^8卩4、1^厶1(:14、1^5^1^8廣1^1、1^2304、1^281()(:110、Li2Bi2Cli2、LiCF3S03、LiC4F9S03、LiC(CF3S02)3、LiC(C2F5S02)3、LiN(FS02)2、LiN(CF3S02)2、LiN(C4F9SO2) (CF3SO2)、LiN( C2F5SO2) 2等鋰鹽中的一種或兩種以上。
[0219]可以對電解液添加聚合物來使其成為凝膠狀。通過使電解液成為凝膠狀，針對漏液性等的安全性得到提高。并且，能夠?qū)崿F(xiàn)蓄電裝置的薄型化及輕量化。作為能夠使電解液成為凝膠狀的聚合物，例如可以使用聚氧化烯類聚合物、聚丙烯腈類聚合物、聚偏氟乙烯類聚合物、聚丙烯酸酯類聚合物、聚甲基丙烯酸酯類聚合物。需要說明的是，在本說明書等中，例如聚偏氟乙烯類聚合物是指包含聚偏氟乙烯的聚合物，并包含聚(偏氟乙烯-六氟丙烯)共聚物等。所形成的聚合物也可以具有多孔形狀。
[0220]通過利用FT-1R(傅里葉變換紅外光譜儀)等，可以對上述聚合物進行定性分析。例如，聚偏氟乙烯類聚合物在通過FT-1R獲得的光譜中具有來源于C-F鍵的吸收峰值。此外，聚丙烯腈類聚合物在通過FT-1R獲得的光譜中具有來源于C=N鍵的吸收峰值。
[0221]作為用于蓄電裝置的電解液，優(yōu)選使用粒狀的塵埃或電解液的構(gòu)成元素以外的元素(以下，簡單地稱為“雜質(zhì)”)的含量少的高純度化的電解液。具體而言，雜質(zhì)相對于電解液的重量比為I %以下，優(yōu)選為0.1 %以下，更優(yōu)選為0.0I %以下。此外，也可以向電解液中添加碳酸亞乙烯酯等添加劑。
[0222]此外，可以使用包含硫化物類或氧化物類等無機物材料的固體電解質(zhì)代替電解液。當使用固體電解質(zhì)時，不需要設(shè)置隔離體或間隔物。另外，可以使電池整體固體化，所以沒有漏液的可能性，而安全性得到顯著的提高。
[0223]本實施方式可以與其他實施方式適當?shù)亟M合而實施。
[0224]實施方式4
在本實施方式中，對將實施方式I所說明的蓄電裝置安裝于電子設(shè)備的例子加以說明。
[0225]圖25示出將具有柔性的蓄電裝置安裝于臂章型的電子設(shè)備的例子。圖25所示的臂章型設(shè)備7300可以戴在手臂7301上，包括具有曲面的顯示部及可以彎曲的蓄電裝置。
[0226]需要說明的是，在顯示部中，顯示元件、作為包含顯示元件的裝置的顯示裝置、發(fā)光元件以及作為包含發(fā)光元件的裝置的發(fā)光裝置，可采用各種方式或者可包括各種元件。顯示元件、顯示裝置、發(fā)光元件或發(fā)光裝置例如具有EL (電致發(fā)光)元件(包含有機物及無機物的EL元件、有機EL元件、無機EL元件)、LED (白色LED、紅色LED、綠色LED、藍色LED等)、晶體管(對應電流而發(fā)光的晶體管)、電子發(fā)射元件、液晶元件、電子墨水、電泳元件、光柵光閥(GLV)、等離子體顯示器(PDP)、利用MEMS(微電子機械系統(tǒng))的顯示元件、數(shù)字微鏡設(shè)備(DMD),DMS(數(shù)碼微快門)、MIRAS0L(日本的注冊商標)、IMOD(干涉調(diào)制)元件、快門方式的MEMS顯示元件、光干涉方式的MEMS顯示元件、電潤濕(electrowetting)元件、壓電陶瓷顯示器、使用碳納米管的顯示元件等中的至少一種。除了上述以外，顯示元件、顯示裝置、發(fā)光元件或發(fā)光裝置有時還具有對比度、亮度、反射率、透射率等因電作用或者磁作用而產(chǎn)生變化的顯示介質(zhì)。作為使用EL元件的顯示裝置的一個例子，有EL顯示器等。作為使用電子發(fā)射元件的顯示裝置的一個例子，有場致發(fā)射顯示器(FED)或SED方式平面型顯示器(SED:Surface-conduct1n Electron-emitter Display，表面?zhèn)鲗щ娮影l(fā)射顯不器)等。作為使用液晶元件的顯示裝置的一個例子，有液晶顯示器(透射型液晶顯示器、半透射型液晶顯示器、反射型液晶顯示器、直視型液晶顯示器、投射型液晶顯示器)等。作為使用了電子墨水、電子粉流體(日本的注冊商標)或電泳元件的顯示裝置的一個例子，可以舉出電子紙等。需要說明的是，當要實現(xiàn)半透射型液晶顯示器或反射型液晶顯示器時，使像素電極的一部分或全部具有反射電極的功能即可。例如，使像素電極的一部分或全部含有鋁、銀等即可。再者，此時也可以將SRAM等存儲電路設(shè)置在反射電極下。由此，可以進一步降低功耗。需要說明的是，在使用LED的情況下，也可以在LED電極或氮化物半導體下設(shè)置石墨烯或石墨。作為石墨烯或石墨，也可以層疊多個層，而成為多層膜。如此通過設(shè)置石墨烯或石墨，可以在其上使氮化物半導體、例如具有晶體的η型GaN半導體層等容易地成膜。還有，也可以在其上設(shè)置具有晶體的P型GaN半導體層等來構(gòu)成LED。需要說明的是，也可以在石墨烯或石墨與具有晶體的η型GaN半導體層之間設(shè)置AlN層。需要說明的是，也可以利用MOCVD使LED所包括的GaN半導體層成膜。不過，通過設(shè)置石墨烯，也可以利用濺射法使LED所包括的GaN半導體層成膜。
[0227]臂章型設(shè)備7300優(yōu)選包括一個或多個功能元件，例如作為傳感器，可以具有能夠測量如下因素的功能:力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉(zhuǎn)速、距離、光、液、磁、溫度、化學物質(zhì)、聲音、時間、硬度、電場、電流、電壓、電功率、輻射線、流量、濕度、斜率、振動、氣味或紅外線。另外，也可以包括觸摸面板、天線、發(fā)電元件或揚聲器等功能元件。
[0228]例如，當在夜間將臂章型設(shè)備7300戴在使用者的手臂上并使顯示部發(fā)光時，可以得到交通安全效果。另外，即使在施工現(xiàn)場等地，戴著頭盔的施工員通過將臂章型設(shè)備7300戴在其上臂上并操作該裝置，可以容易地進行通信或取得其他人的位置信息，以便他們可以安全工作。
[0229]圖26Α至圖26F示出將具有柔性的蓄電裝置安裝在其他電子設(shè)備中的例子。作為應用了具有柔性的蓄電裝置的電子設(shè)備，例如可以舉出電視裝置(也稱為電視或電視接收機)、計算機等的顯示器、數(shù)碼相機、數(shù)碼攝像機、數(shù)碼相框、移動電話機(也稱為移動電話、移動電話裝置)、便攜式游戲機、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)裝置、彈珠機等大型游戲機等。
[0230]此外，也可以將具有柔性的蓄電裝置沿著房屋及高樓的內(nèi)壁或外壁、汽車的內(nèi)部裝飾或外部裝飾的曲面進行組裝。
[0231]圖26Α示出移動電話機的一個例子。移動電話機7400除了具備組裝在框體7401中的顯示部7402之外，還具備操作按鈕7403、外部連接端口 7404、揚聲器7405、麥克風7406等。另外，移動電話機7400具有蓄電裝置7407。
[0232]圖26Β示出使移動電話機7400彎曲的狀態(tài)。在施加外力使移動電話機7400整體彎曲時，設(shè)置在其內(nèi)部的蓄電裝置7407也被彎曲。另外，圖26C示出此時被彎曲的蓄電裝置7407的狀態(tài)。蓄電裝置7407是薄型蓄電裝置。蓄電裝置7407在彎曲狀態(tài)下被固定。需要說明的是，蓄電裝置7407具有與集流體7409電連接的引線電極7408。例如，集流體7409是銅箔，通過使其一部分與鎵合金化，提高集流體7409和與其接觸的活性物質(zhì)層的密接性。由此，可以使蓄電裝置7407在彎曲狀態(tài)下也具有高可靠性。
[0233]圖26D示出手鐲型顯示裝置的一個例子。便攜式顯示裝置7100具備框體7101、顯示部7102、操作按鈕7103及蓄電裝置7104。另外，圖26Ε示出被彎曲的蓄電裝置7104的狀態(tài)。當蓄電裝置7104以彎曲的狀態(tài)戴在使用者的手臂時，框體發(fā)生變形，蓄電裝置7104的一部分或全部的曲率發(fā)生變化。需要說明的是，以等效圓的半徑值表示曲線的任一點的彎曲程度的值是曲率半徑，并且將曲率半徑的倒數(shù)稱為曲率。具體而言，框體或蓄電裝置7104的主表面的一部分或全部在曲率半徑為40mm以上且150mm以下的范圍內(nèi)變化。只要蓄電裝置7104的主表面中的曲率半徑在40mm以上且150mm以下的范圍內(nèi)，就可以保持高可靠性。
[0234]此外，可以以空間效率高的方式將具有柔性且能夠從外部施加外力來彎曲的蓄電裝置搭載在各種電子設(shè)備中。例如，在圖26F所示的爐子7500中，在主體7512上安裝有模塊7511，模塊7511包括蓄電裝置7501、電動機、風扇、送風口 7511a、熱電發(fā)電裝置。在爐子7500中，從開口部7512a投入燃料并點火，然后利用蓄電裝置7501的電力使模塊7511的電動機和風扇旋轉(zhuǎn)，可以從送風口 7511a將外部空氣傳送到爐子7500的內(nèi)部。如此，可以高效地引入外部空氣，因此可以實現(xiàn)火力強的爐子。再者，通過利用當燃料燃燒時獲得的熱能，可以在上部的烤架7513上烹調(diào)。另外，也可以通過模塊7511的熱電發(fā)電裝置將上述熱能轉(zhuǎn)換為電力，而對蓄電裝置7501進行充電。并且，也可以從外部端子7511b輸出被充入蓄電裝置7501的電力。
[0235]另外，可以將實施方式I所說明的蓄電裝置搭載在圖27A至圖27C所示的可穿戴設(shè)備。
[0236]例如，可以將蓄電裝置搭載在如圖27A所示的眼鏡型設(shè)備400中。眼鏡型設(shè)備400包括鏡框400a和顯示部400b。通過將蓄電裝置安裝在具有彎曲形狀的鏡框400a的鏡腿部，可以實現(xiàn)重量平衡性良好且連續(xù)使用時間長的眼鏡型設(shè)備400。
[0237]另外，可以將蓄電裝置搭載在耳麥型設(shè)備401中。耳麥型設(shè)備401至少包括麥克風部401a、柔性管401b和耳機部401c。在柔性管401b中或耳機部401c中可以設(shè)置蓄電裝置。
[0238]此外，可以將蓄電裝置搭載在能夠直接安裝于身體上的設(shè)備402中?？梢栽谠O(shè)備402的薄型框體402a中設(shè)置蓄電裝置402b。
[0239]另外，可以將蓄電裝置搭載在能夠安裝于衣服的設(shè)備403中?？梢栽谠O(shè)備403的薄型框體403a中設(shè)置蓄電裝置403b。
[0240]另外，可以將蓄電裝置搭載在手表型設(shè)備405中。手表型設(shè)備405包括顯示部405a及手表帶部405b，可以在顯示部405a或手表帶部405b中設(shè)置蓄電裝置。
[0241]圖27B示出手表型設(shè)備405的放大圖。在手表型設(shè)備405中，彎曲的圓形顯示部405a設(shè)置有蓄電裝置405c。對于可用于顯示部405a的顯示部，可以參照圖25所示的顯示部的記載。在顯示部405a上，除了時間之外還可以顯示電子郵件或電話的來電等各種信息。此外，如圖27C所示，手表型設(shè)備405的顯示部405a的外周也可以為走形的閉曲線。可以搭載沿著顯示部405a的形狀的蓄電裝置405c。
[0242]另外，可以將蓄電裝置搭載在腰帶型設(shè)備406中。腰帶型設(shè)備406包括腰帶部406a及無線供電受電部406b，可以在腰帶部406a的內(nèi)部搭載蓄電裝置。
[0243]此外，因為手表型設(shè)備405是直接纏在手臂上的類型的可穿戴設(shè)備，所以可以搭載用來測量使用者的脈搏、血壓等的傳感器。積蓄關(guān)于使用者的運動量及健康的數(shù)據(jù)來將其有效用于健康維持。
[0244]再者，上述臂章型設(shè)備7300、移動電話機7400、便攜式顯示裝置7100、腰帶型設(shè)備406及手表型設(shè)備405等可攜帶的設(shè)備，也可以搭載GPS(Global Posit1ning System:全球定位系統(tǒng))等的定位系統(tǒng)。不僅使用者可以知道自己的當前位置，而且可以有效地對付拐騙兒童或流浪行為等。
[0245]參照圖28A至圖29B更詳細地說明手表型設(shè)備。
[0246]圖28A和圖28B所示的手表型設(shè)備500，包括框體501、蓄電裝置502、顯示部503、邏輯板504、天線505、傳感器506、麥克風507、揚聲器508及腰帶部509。圖28A示出蓄電裝置502的正面圖。此外，圖28B示出沿著圖28A所示的點劃線AB的手表型設(shè)備500的截面圖。通過使框體501、顯示部503及邏輯板504具有柔性，可以制造能沿著手臂彎曲的手表型設(shè)備。
[0247]此外，圖29A和圖29B所示的手表型設(shè)備500，包括框體501、蓄電裝置502、顯示部503、邏輯板504、天線505、傳感器506、太陽能電池510、操作按鈕511及腰帶部509。圖29A示出蓄電裝置502的正面圖。此外，圖29B示出沿著圖29A所示的點劃線AB的手表型設(shè)備500的截面圖。例如，通過利用太陽能電池510進行發(fā)電，可以對蓄電裝置502進行充電。
[0248]圖30示出其他電子設(shè)備的例子。在圖30中，顯示裝置8000是使用本發(fā)明的一個方式涉及的蓄電裝置8004的電子設(shè)備的一個例子。具體而言，顯示裝置8000相當于電視廣播接收用顯示裝置，包括框體8001、顯示部8002、揚聲器部8003及蓄電裝置8004等。本發(fā)明的一個方式涉及的蓄電裝置8004設(shè)置在框體8001的內(nèi)部。顯示裝置8000既可以接收來自商業(yè)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，即使當由于停電等不能接收來自商業(yè)電源的電力供應時，通過將本發(fā)明的一個方式涉及的蓄電裝置8004用作不間斷電源，也可以利用顯示裝置8000。
[0249]作為顯示部8002，可以使用諸如液晶顯示裝置、在每個像素中包括有機EL元件等發(fā)光元件的發(fā)光裝置、電泳顯示裝置、DMD(Digital Micromirror Device:數(shù)字微鏡裝置)、PDP(Plasma Display Panel:等離子體顯不面板)及FED(Field Emiss1n Display:場致發(fā)射顯示器)等半導體顯示裝置。
[0250]需要說明的是，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用于顯示信息的顯示裝置，例如用于個人計算機的顯示裝置或用于廣告顯示的顯示裝置等。
[0251]在圖30中，安鑲型照明裝置8100是使用本發(fā)明的一個方式涉及的蓄電裝置8103的電子設(shè)備的一個例子。具體而言，照明裝置8100包括框體8101、光源8102及蓄電裝置8103等。雖然在圖30中例示出蓄電裝置8103設(shè)置在安鑲有框體8101及光源8102的天花板8104的內(nèi)部的情況，但是蓄電裝置8103也可以設(shè)置在框體8101的內(nèi)部。照明裝置8100既可以接收來自商業(yè)電源的電力供應，又可以使用蓄積在蓄電裝置8103中的電力。由此，即使當由于停電等不能接收來自商業(yè)電源的電力供應時，通過將本發(fā)明的一個方式涉及的蓄電裝置8103用作不間斷電源，也可以利用照明裝置8100。
[0252]需要說明的是，雖然在圖30中例示出設(shè)置在天花板8104的安鑲型照明裝置8100，但是本發(fā)明的一個方式涉及的蓄電裝置除了可以用于設(shè)置在天花板8104的安鑲型照明裝置以外，還可以用于設(shè)置在例如側(cè)壁8105、地板8106或窗戶8107等的安鑲型照明裝置，又可以用于臺式照明裝置等。
[0253]另外，作為光源8102，可以使用利用電力以人工方式發(fā)光的人工光源。具體而言，作為上述人工光源的例子，可以舉出白熾燈泡、熒光燈等放電燈以及LED或有機EL元件等發(fā)光元件。
[0254]在圖30中，具有室內(nèi)機8200及室外機8204的空調(diào)器，是使用本發(fā)明的一個方式涉及的蓄電裝置8203的電子設(shè)備的一個例子。具體而言，室內(nèi)機8200包括框體8201、送風口8202及蓄電裝置8203等。雖然在圖30中例示出蓄電裝置8203設(shè)置在室內(nèi)機8200中的情況，但是蓄電裝置8203也可以設(shè)置在室外機8204中?；蛘?，也可以在室內(nèi)機8200和室外機8204二者中均設(shè)置有蓄電裝置8203?？照{(diào)器既可以接收來自商業(yè)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(nèi)機8200和室外機8204 二者中均設(shè)置有蓄電裝置8203時，即使當由于停電等不能接收來自商業(yè)電源的電力供應時，通過將本發(fā)明的一個方式涉及的蓄電裝置8203用作不間斷電源，也可以利用空調(diào)器。
[0255]雖然在圖30中例示出包括室內(nèi)機和室外機的分體式空調(diào)器，但是也可以將本發(fā)明的一個方式涉及的蓄電裝置用于在一個框體中具有室內(nèi)機功能和室外機功能的一體式空調(diào)器。
[0256]在圖30中，電冷藏冷凍箱8300是使用本發(fā)明的一個方式涉及的蓄電裝置8304的電子設(shè)備的一個例子。具體而言，電冷藏冷凍箱8300包括框體8301、冷藏室門8302、冷凍室門8303及蓄電裝置8304等。在圖30中，蓄電裝置8304設(shè)置在框體8301的內(nèi)部。電冷藏冷凍箱8300既可以接收來自商業(yè)電源的電力供應，又可以使用蓄積在蓄電裝置8304中的電力。由此，即使當由于停電等不能接收來自商業(yè)電源的電力供應時，通過將本發(fā)明的一個方式涉及的蓄電裝置8304用作不間斷電源，也可以利用電冷藏冷凍箱8300。
[0257]本實施方式可以與其他實施方式適當?shù)亟M合而實施。
[0258]實施方式5
在本實施方式中，示出將實施方式I所說明的蓄電裝置搭載在車輛中的例子。
[0259]當將蓄電裝置搭載在車輛中時，可以實現(xiàn)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。
[0260]在圖31A和圖31B中，例示出使用本發(fā)明的一個方式的車輛。圖31A所示的汽車8400是使用電發(fā)動機作為行駛動力源的電動汽車。或者，汽車8400是能夠適當?shù)剡x擇使用電發(fā)動機和引擎作為行駛動力源的混合動力汽車。通過使用本發(fā)明的一個方式，可以實現(xiàn)續(xù)航距離長的車輛。另外，汽車8400具備蓄電裝置。蓄電裝置不但可以驅(qū)動電發(fā)動機，而且還可以將電力供應到車頭燈8401或室內(nèi)燈(未圖示)等發(fā)光裝置。
[0261]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(zhuǎn)速表等顯示裝置。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(tǒng)等半導體裝置。
[0262]在圖31B所示的汽車8500中，可以通過利用插電方式或非接觸供電方式等接收來自外部的充電設(shè)備的電力供應，來對汽車8500所具有的蓄電裝置進行充電。圖31B示出從地上設(shè)置型充電裝置8021通過電纜8022對搭載在汽車8500中的蓄電裝置進行充電的狀態(tài)。當進行充電時，作為充電方法或連接器的規(guī)格等，根據(jù)CHAdeMO(日本的注冊商標)或聯(lián)合充電系統(tǒng)“Combined Charging System”等規(guī)定的方式而適當進行充電即可。作為充電裝置8021，也可以使用設(shè)置在商業(yè)設(shè)施的充電站或家庭電源。例如，通過利用插電技術(shù)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?？梢酝ㄟ^ACDC轉(zhuǎn)換器等轉(zhuǎn)換裝置將交流電轉(zhuǎn)換成直流電來進行充電。
[0263]另外，雖然未圖示，但是也可以將受電裝置搭載在車輛中并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，通過在公路或外壁中嵌入送電裝置，不但停車時可以進行充電，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(fā)送及接收。再者，還可以在車輛的外裝部設(shè)置太陽能電池，在停車時或行駛時進行蓄電裝置的充電?？梢岳秒姶鸥袘绞交虼艌龉舱穹绞綄崿F(xiàn)這樣的非接觸供電。
[0264]另外，可以將搭載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(yè)電源。
[0265]此外，參照圖32A和圖32B說明使用了本發(fā)明的一個方式的兩輪車的一個例子。
[0266]圖32A所示的小型摩托車8600在側(cè)后視鏡8601的內(nèi)部包括蓄電裝置8602。因為可以使蓄電裝置8602彎曲，所以即使側(cè)后視鏡8601具有彎曲形狀，也可以以高空間效率收納蓄電裝置8602。圖32B示出從前面看到小型摩托車8600時的側(cè)后視鏡8601的放大圖。側(cè)后視鏡8601包括方向燈8603。蓄電裝置8602可以對方向燈8603供應電力。
[0267]此外，在圖32A所示的小型摩托車8600中，可以將蓄電裝置8602容納在座下收納部8604中。因為可以使蓄電裝置8602彎曲，所以即使座下收納部8604為小型，也可以通過使蓄電裝置8602彎曲而變形或使其折疊來將該蓄電裝置8602收納在座下收納部8604中。
[0268]本實施方式可以與其他實施方式適當?shù)亟M合而實施。
[0269]符號說明 100蓄電裝置 101正極集流體 1la部分
1lb部分
102正極活性物質(zhì)層 105負極集流體 105a部分 105b部分
106負極活性物質(zhì)層 107隔離體 107a區(qū)域 108電解液 108a電解液 109a薄膜 109b薄膜 110外包裝體 111 正極 115負極 120熱壓合區(qū)域 120a熱壓合區(qū)域 120b熱壓合區(qū)域 121密封層 122a熱壓合區(qū)域 122b熱壓合區(qū)域 122c熱壓合區(qū)域122d熱壓合區(qū)域122e熱壓合區(qū)域125接觸面131凹部132凸部141正極引線145負極引線150箭頭151頂點152頂點
156布線
157布線160 凸部161模具162模具163平板170 電極171疊層體172疊層體175疊層體321石墨烯
322正極活性物質(zhì)323導電助劑
331區(qū)域
332區(qū)域
333區(qū)域
400眼鏡型設(shè)備400a鏡框400b顯示部401耳麥型設(shè)備401a麥克風部401b柔性管401c耳機部402設(shè)備402a框體402b蓄電裝置403設(shè)備403a框體403b蓄電裝置405手表型設(shè)備
405a顯示部
405b腰帶部
405c蓄電裝置
406腰帶型設(shè)備
406a腰帶部
406b無線供電受電部
410可穿戴設(shè)備
500手表型設(shè)備
501 框體
502蓄電裝置
503顯示部
504邏輯板
505 天線
506傳感器
507麥克風
508揚聲器
509腰帶部
510太陽能電池
511操作按鈕
7100便攜式顯示裝置
7101框體
7102顯示部
7103操作按鈕
7104蓄電裝置
7300臂章型設(shè)備
7301手臂
7400移動電話機
7401框體
7402顯示部
7403操作按鈕
7404外部連接端口
7405揚聲器
7406麥克風
7407蓄電裝置
7408引線電極
7409集流體
7500爐子
7501蓄電裝置7511模塊7511a送風口7511b外部端子7512主體7512a開口部7513烤架8000顯示裝置8001框體8002顯示部8003揚聲器部8004蓄電裝置8021充電裝置8022電纜8100照明裝置8101框體8102光源8103蓄電裝置8104天花板8105側(cè)壁8106地板8107窗戶8200室內(nèi)機8201框體8202送風口8203蓄電裝置8204室外機8300電冷藏冷凍箱8301框體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8600小型摩托車8601側(cè)后視鏡8602蓄電裝置8603方向燈。
【主權(quán)項】
1.一種蓄電裝置，包括: 包括正極集流體以及與所述正極集流體接觸的正極活性物質(zhì)層的正極、 包括負極集流體以及與所述負極集流體接觸的負極活性物質(zhì)層的負極、 外包裝體、以及 電解質(zhì)， 其中，所述正極活性物質(zhì)層和所述負極活性物質(zhì)層互相重疊， 所述正極活性物質(zhì)層的外周及所述負極活性物質(zhì)層的外周為第一閉曲線， 所述外包裝體包括薄膜以及熱壓合區(qū)域， 所述熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為第二閉曲線， 所述第一閉曲線及所述第二閉曲線不具有頂點， 并且，所述電解質(zhì)、所述正極活性物質(zhì)層及所述負極活性物質(zhì)層位于由所述熱壓合區(qū)域圍繞的區(qū)域中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電裝置， 其中所述正極活性物質(zhì)層的所述外周及所述負極活性物質(zhì)層的所述外周為大致圓形， 并且所述熱壓合區(qū)域的所述內(nèi)周為大致圓形。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電裝置， 其中所述薄膜包括凸部或凹部。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的蓄電裝置， 其中所述凸部或所述凹部的內(nèi)周或外周具有與所述正極活性物質(zhì)層的所述外周或所述負極活性物質(zhì)層的所述外周相似的形狀。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的蓄電裝置， 其中所述蓄電裝置具有柔性。6.—種電子設(shè)備，包括: 權(quán)利要求1所述的蓄電裝置、以及 具有柔性的框體。7.—種電子設(shè)備，包括: 權(quán)利要求1所述的蓄電裝置、以及 具有彎曲部的框體。8.—種蓄電裝置，包括: 包括正極集流體以及與所述正極集流體接觸的正極活性物質(zhì)層的正極、 包括負極集流體以及與所述負極集流體接觸的負極活性物質(zhì)層的負極、 外包裝體、以及 電解質(zhì)， 其中，所述正極活性物質(zhì)層和所述負極活性物質(zhì)層互相重疊， 所述正極活性物質(zhì)層的外周及所述負極活性物質(zhì)層的外周為第一閉曲線， 所述外包裝體包括薄膜， 所述外包裝體包括第一熱壓合區(qū)域及第二熱壓合區(qū)域， 所述第一熱壓合區(qū)域由所述第二熱壓合區(qū)域圍繞， 所述第一熱壓合區(qū)域的外周為第二閉曲線， 所述第二熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為第三閉曲線， 所述第一閉曲線及所述第二閉曲線不具有頂點， 所述外包裝體在由所述第一熱壓合區(qū)域圍繞的區(qū)域中包括開口， 所述電解質(zhì)、所述正極活性物質(zhì)層及所述負極活性物質(zhì)層位于所述第一熱壓合區(qū)域和所述第二熱壓合區(qū)域之間的區(qū)域中， 所述正極集流體包括延伸到所述開口中的部分， 并且，所述負極集流體包括延伸到所述開口中的部分。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蓄電裝置， 其中所述正極活性物質(zhì)層的所述外周及所述負極活性物質(zhì)層的所述外周為大致圓形， 并且所述第二熱壓合區(qū)域的所述內(nèi)周為大致圓形。10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蓄電裝置， 其中所述薄膜包括凸部或凹部。11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的蓄電裝置， 其中所述凸部或所述凹部的內(nèi)周或外周具有與所述正極活性物質(zhì)層的所述外周或所述負極活性物質(zhì)層的所述外周相似的形狀。12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的蓄電裝置， 其中所述蓄電裝置具有柔性。13.—種電子設(shè)備，包括: 權(quán)利要求8所述的蓄電裝置、以及 具有柔性的框體。14.一種電子設(shè)備，包括: 權(quán)利要求8所述的蓄電裝置、以及 具有彎曲部的框體。15.—種蓄電裝置，包括: 包括正極集流體以及與所述正極集流體接觸的正極活性物質(zhì)層的正極、 包括負極集流體以及與所述負極集流體接觸的負極活性物質(zhì)層的負極、 外包裝體、以及 電解質(zhì)， 其中，所述正極活性物質(zhì)層和所述負極活性物質(zhì)層互相重疊， 所述正極活性物質(zhì)層的外周及所述負極活性物質(zhì)層的外周為第一閉曲線， 所述外包裝體包括薄膜， 所述外包裝體包括第一熱壓合區(qū)域及第二熱壓合區(qū)域， 所述第一熱壓合區(qū)域由所述第二熱壓合區(qū)域圍繞， 所述第一熱壓合區(qū)域的外周為第二閉曲線， 所述第二熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為第三閉曲線， 所述第一閉曲線及所述第二閉曲線不具有頂點， 所述外包裝體在由所述第一熱壓合區(qū)域圍繞的區(qū)域中包括開口， 所述電解質(zhì)、所述正極活性物質(zhì)層及所述負極活性物質(zhì)層位于所述第一熱壓合區(qū)域和所述第二熱壓合區(qū)域之間的區(qū)域中， 所述正極引線在所述第一熱壓合區(qū)域和所述第二熱壓合區(qū)域之間的所述區(qū)域中電連接到所述正極集流體， 所述正極弓I線包括延伸到所述開口中的部分， 所述負極引線在所述第一熱壓合區(qū)域和所述第二熱壓合區(qū)域之間的所述區(qū)域中電連接到所述負極集流體， 并且，所述負極引線包括延伸到所述開口中的部分。16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的蓄電裝置， 其中所述正極活性物質(zhì)層的所述外周及所述負極活性物質(zhì)層的所述外周為大致圓形， 并且所述第二熱壓合區(qū)域的所述內(nèi)周為大致圓形。17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的蓄電裝置， 其中所述薄膜包括凸部或凹部。18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的蓄電裝置， 其中所述凸部或所述凹部的內(nèi)周或外周具有與所述正極活性物質(zhì)層的所述外周或所述負極活性物質(zhì)層的所述外周相似的形狀。19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的蓄電裝置， 其中所述蓄電裝置具有柔性。20.—種電子設(shè)備，包括: 權(quán)利要求15所述的蓄電裝置、以及 具有柔性的框體。21.—種電子設(shè)備，包括: 權(quán)利要求15所述的蓄電裝置、以及 具有彎曲部的框體。22.—種蓄電裝置，包括: 包括正極集流體以及與所述正極集流體接觸的正極活性物質(zhì)層的正極、 包括負極集流體以及與所述負極集流體接觸的負極活性物質(zhì)層的負極、 外包裝體、以及 電解質(zhì)， 其中，所述正極活性物質(zhì)層和所述負極活性物質(zhì)層互相重疊， 所述正極活性物質(zhì)層的外周及所述負極活性物質(zhì)層的外周為第一閉曲線， 所述外包裝體包括薄膜以及熱壓合區(qū)域， 所述熱壓合區(qū)域的內(nèi)周為第二閉曲線， 所述第一閉曲線及所述第二閉曲線不具有奇點， 并且，所述電解質(zhì)、所述正極活性物質(zhì)層及所述負極活性物質(zhì)層位于由所述熱壓合區(qū)域圍繞的區(qū)域中。23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的蓄電裝置， 其中所述薄膜包括凸部或凹部。24.根據(jù)權(quán)利要求22所述的蓄電裝置， 其中所述蓄電裝置具有柔性。25.—種電子設(shè)備，包括:權(quán)利要求22所述的蓄電裝置、以及具有柔性的框體。26.—種電子設(shè)備，包括:權(quán)利要求22所述的蓄電裝置、以及具有彎曲部的框體。
【文檔編號】H01M2/02GK106067519SQ201610256756
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2016年4月22日 公開號201610256756.1, CN 106067519 A, CN 106067519A, CN 201610256756, CN-A-106067519, CN106067519 A, CN106067519A, CN201610256756, CN201610256756.1
【發(fā)明人】木村將之, 后藤準也
【申請人】株式會社半導體能源研究所