本發(fā)明涉及物體、方法或制造方法。此外，本發(fā)明涉及一種工序(process)、機(jī)器(machine)、產(chǎn)品(manufacture)或組合物(compositionofmatter)。尤其是，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式涉及半導(dǎo)體裝置、顯示裝置、發(fā)光裝置、蓄電裝置、攝像裝置、它們的驅(qū)動(dòng)方法或它們的制造方法。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式尤其涉及二次電池及二次電池的制造方法。

背景技術(shù)：

近年來，對(duì)可穿戴裝置展開了積極的開發(fā)。由于其附著于身體的性質(zhì)，可穿戴裝置優(yōu)選具有彎曲形狀而順應(yīng)身體的曲面或者能夠隨身體動(dòng)作而彎曲。因此，使用在可穿戴裝置中的二次電池優(yōu)選與顯示器和其他框體同樣地具有柔性。

例如，專利文獻(xiàn)1公開了一種電化學(xué)裝置(例如，二次電池或電容器等)，被金屬層壓板覆蓋且容易彎曲或容易維持彎曲狀態(tài)。

[參考文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)]

[專利文獻(xiàn)1]日本專利申請(qǐng)公開第2004-241250號(hào)公報(bào)

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

具有彎曲形狀的二次電池包括使用層壓膜等具有柔性的材料形成的外包裝體，并且為了將正極及負(fù)極取出到外包裝體的外部，設(shè)置有正極導(dǎo)線及負(fù)極導(dǎo)線。在此，正極導(dǎo)線及負(fù)極導(dǎo)線夾在外包裝體。正極導(dǎo)線與形成于正極中的正極極耳連接，負(fù)極導(dǎo)線與形成于負(fù)極中的負(fù)極極耳連接。并且，正極極耳及負(fù)極極耳分別在各電極中具有細(xì)長的形狀。因此，正極極耳及負(fù)極極耳與各電極的主要部分相比更容易發(fā)生如裂縫或破損等劣化。

尤其是，如專利文獻(xiàn)1所示，在將正極導(dǎo)線及負(fù)極導(dǎo)線連接到二次電池的彎曲方向的端部的情況下，因二次電池的變形而產(chǎn)生的應(yīng)力容易集中到正極極耳及負(fù)極極耳上。因此，例如，當(dāng)反復(fù)穿戴或脫下包括該二次電池的彎曲形狀的可穿戴裝置時(shí)，正極極耳及負(fù)極極耳有可能出現(xiàn)裂縫或發(fā)生斷裂等。

鑒于上述問題，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的目的之一是提供一種具有能夠抑制正極或負(fù)極、尤其是正極極耳或負(fù)極極耳的劣化的結(jié)構(gòu)的二次電池。

另外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的目的之一是提供一種具有新型結(jié)構(gòu)的二次電池，或者，具體而言，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的目的之一是提供一種具有柔性的新型結(jié)構(gòu)的二次電池。另外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的目的之一是提供一種新型蓄電裝置、包括新型二次電池的電子設(shè)備等。

注意，這些目的的記載不妨礙其他目的的存在。另外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式并不需要實(shí)現(xiàn)所有上述目的。另外，上述目的以外的目的是可以從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載中自然得知并衍生出的。

為了實(shí)現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，將正極極耳及負(fù)極極耳設(shè)置在二次電池彎曲時(shí)發(fā)生錯(cuò)位較小的位置。

所公開的發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式是一種包括第一電極、第二電極、隔離體、第一導(dǎo)線及第二導(dǎo)線的二次電池。該二次電池包括第一部分、第二部分以及位于第一部分與第二部分之間的第三部分。第一電極在第一部分及第二部分中隔著隔離體與第二電極重疊。第一電極在第三部分折疊以形成第一折疊部分，第一導(dǎo)線與該第一折疊部分連接。第二電極在第一部分及第二部分中隔著隔離體與第一電極重疊。第二電極在第三部分折疊以形成第二折疊部分，第二導(dǎo)線與該第二折疊部分連接。

另外，所公開的發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式是一種包括第一電極、第二電極、隔離體、第一導(dǎo)線及第二導(dǎo)線的二次電池。該二次電池包括具有第一彎曲形狀的第一部分、具有第二彎曲形狀的第二部分以及位于第一部分與第二部分之間的第三部分。第一電極在第一部分及第二部分中隔著隔離體與第二電極重疊。第一電極在第三部分折疊以形成第一折疊部分，第一導(dǎo)線與該第一折疊部分連接。第二電極在第一部分及第二部分中隔著隔離體與第一電極重疊。第二電極在第三部分折疊以形成第二折疊部分，第二導(dǎo)線與該第二折疊部分連接。

另外，所公開的發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施方式是一種包括第一電極、第二電極、隔離體、第一導(dǎo)線、第二導(dǎo)線及第一至第三外包裝體的二次電池。該二次電池包括具有第一彎曲形狀的第一部分、具有第二彎曲形狀的第二部分以及位于第一部分與第二部分之間的第三部分。第一電極在第一部分及第二部分中隔著隔離體與第二電極重疊。第一電極在第三部分折疊以形成第一折疊部分，第一導(dǎo)線與該第一折疊部分連接。第二電極在第一部分及第二部分中隔著隔離體與第一電極重疊。第二電極在第三部分折疊以形成第二折疊部分，第二導(dǎo)線與該第二折疊部分連接。第一外包裝體在第一部分中與第二外包裝體貼合，在第二部分中與第三外包裝體貼合。第二外包裝體在第三部分中與第三外包裝體貼合。

在上述實(shí)施方式中，第二外包裝體可以在第一部分與第三部分的邊界處折疊。

在上述實(shí)施方式中，第一外包裝體與第一電極或第二電極之間可以設(shè)置有緩沖材料。

在上述實(shí)施方式中，在連接二次電池的第一部分一側(cè)的一個(gè)端部的中點(diǎn)與第二部分一側(cè)的一個(gè)端部的中點(diǎn)的方向上，第一部分的長度優(yōu)選為第二部分的長度的三分之一以上且三倍以下。

在上述實(shí)施方式中，可以層疊多個(gè)第一電極、多個(gè)第二電極及多個(gè)隔離體。多個(gè)第一電極在第三部分中可以被固定到第一導(dǎo)線。多個(gè)第二電極在第三部分中可以被固定到第二導(dǎo)線。

根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式，可以提供一種具有能夠抑制正極或負(fù)極、尤其是正極極耳或負(fù)極極耳的劣化的結(jié)構(gòu)的二次電池。

另外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式可以提供一種具有新型結(jié)構(gòu)的二次電池。具體而言，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式可以提供一種具有柔性的新型結(jié)構(gòu)的二次電池。另外，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式可以提供一種新型蓄電裝置、包括新型二次電池的電子設(shè)備等。

注意，這些效果的記載不妨礙其他效果的存在。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式并不需要實(shí)現(xiàn)所有上述效果。另外，上述效果以外的效果是可以從說明書、附圖、權(quán)利要求書等的記載自然得知并衍生出的。

附圖說明

圖1a和1b是說明二次電池的結(jié)構(gòu)實(shí)例的透視圖及俯視圖；

圖2a和2b是說明二次電池的結(jié)構(gòu)實(shí)例的截面圖；

圖3a和3b是說明二次電池的結(jié)構(gòu)實(shí)例的截面圖；

圖4a至4c是說明二次電池的結(jié)構(gòu)實(shí)例的俯視圖；

圖5a和5b是說明可以用于二次電池的正極活性物質(zhì)的截面圖；

圖6是說明可以用于二次電池的導(dǎo)電助劑等的截面圖；

圖7a至7c是說明二次電池的結(jié)構(gòu)實(shí)例的截面圖；

圖8a至8c是說明二次電池的結(jié)構(gòu)實(shí)例的截面圖；

圖9a和9b是說明二次電池的結(jié)構(gòu)實(shí)例的截面圖；

圖10a至10c是說明二次電池的結(jié)構(gòu)實(shí)例的截面圖；

圖11a至11f是說明二次電池的結(jié)構(gòu)實(shí)例的截面圖及平面圖；

圖12a和12b是說明二次電池的結(jié)構(gòu)實(shí)例的截面圖及平面圖；

圖13a至13c是說明二次電池的制造方法的圖；

圖14a至14d是說明二次電池的制造方法的圖；

圖15a至15c是說明二次電池的制造方法的圖；

圖16a和16b是二次電池的外觀照片及其示意圖；

圖17是說明蓄電裝置的電池控制單元的方框圖；

圖18a至18c是說明蓄電裝置的電池控制單元的示意圖；

圖19是說明蓄電裝置的電池控制單元的電路圖；

圖20是說明蓄電裝置的電池控制單元的電路圖；

圖21a至21c是說明蓄電裝置的電池控制單元的示意圖；

圖22是說明蓄電裝置的電池控制單元的方框圖；

圖23是說明蓄電裝置的電池控制單元的工作的流程圖；

圖24是說明電子設(shè)備的例子的圖；

圖25a至25f是說明電子設(shè)備的例子的圖；

圖26a至26c是說明電子設(shè)備的例子的圖；

圖27a至27c是說明電子設(shè)備的例子的圖；

圖28是說明電子設(shè)備的例子的圖；

圖29a和29b是說明車輛的例子的圖。

具體實(shí)施方式

下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。但是，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將在此所公開的方式和詳細(xì)內(nèi)容修改為各種方式。此外，本發(fā)明沒有該被解釋為僅限定在以下所示的實(shí)施方式所記載的內(nèi)容中。

“電連接”包括構(gòu)成要素通過“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(jìn)行連接對(duì)象間的電信號(hào)的授受，就對(duì)其沒有特別的限制。

為了容易理解，有時(shí)附圖等中所示的各構(gòu)成要素的位置、尺寸、范圍等不正確地表示實(shí)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中所公開的位置、尺寸、范圍等。

“第一”、“第二”、“第三”等序數(shù)詞是為了避免構(gòu)成要素的混淆而附記的。

另外，根據(jù)情況或狀態(tài)，可以互相調(diào)換“膜”和“層”。例如，有時(shí)可以使用“導(dǎo)電層”代替“導(dǎo)電膜”。此外，有時(shí)可以使用“絕緣膜”代替“絕緣層”。

實(shí)施方式1

在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D1a至圖12b對(duì)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池的結(jié)構(gòu)實(shí)例進(jìn)行說明。

[1.1.典型的結(jié)構(gòu)]

圖1a至圖3b示出本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池10的結(jié)構(gòu)。圖1a是二次電池10的透視圖，圖1b是二次電池10的俯視圖，圖2a、圖2b、圖3a及圖3b是二次電池10的截面圖。

另外，在圖1a的透視圖中，示意性地表示二次電池10，為了便于理解，對(duì)部分構(gòu)成要素(例如，外包裝體的厚度等)進(jìn)行了夸大表示。在此，在圖1b中，為了避免附圖過于繁瑣而省略了部分構(gòu)成要素(例如，外包裝體107b、外包裝體107c、正極導(dǎo)線121、負(fù)極導(dǎo)線125)。另外，圖2a是沿著圖1b所示的點(diǎn)劃線a3-a4間的切斷面的截面圖，圖2b是沿著圖1b所示的點(diǎn)劃線a5-a6間的切斷面的截面圖。另外，圖3a是沿著圖1b所示的點(diǎn)劃線a1-a2間的切斷面的截面圖，圖3b是沿著圖1b所示的點(diǎn)劃線a7-a8間的切斷面的截面圖。注意，在圖3b中，為了避免附圖過于繁瑣而示意性地示出了部分構(gòu)成要素(例如，正極集電體101、負(fù)極集電體105、正極導(dǎo)線121、負(fù)極導(dǎo)線125及密封層120)。

圖1a和1b及圖2a和2b所示的二次電池10包括正極111、負(fù)極115、隔離體103、正極導(dǎo)線121、負(fù)極導(dǎo)線125以及具有柔性的外包裝體107a至107c。外包裝體107a至107c以包裹正極111、負(fù)極115、隔離體103的方式設(shè)置。另外，正極111包括正極集電體101和正極活性物質(zhì)層102，負(fù)極115包括負(fù)極集電體105和負(fù)極活性物質(zhì)層106。另外，正極導(dǎo)線121及負(fù)極導(dǎo)線125都包括密封層120。另外，二次電池10在由外包裝體107a至107c包裹的區(qū)域中具有電解液104。

在此，二次電池10由第一部分11、第二部分12及第三部分13構(gòu)成，第三部分13位于第一部分11與第二部分12之間。另外，第一部分11與第二部分12具有彎曲形狀，優(yōu)選第一部分11的彎曲形狀與第二部分12的彎曲形狀為大致連續(xù)的形狀。但是，當(dāng)?shù)谌糠?3變厚時(shí)，有時(shí)第一部分11的彎曲形狀與第二部分12的彎曲形狀不是連續(xù)的形狀。

如圖1a所示，將第一部分11及第二部分12彎曲的方向稱為第一方向21。另外，如圖1b所示，將連接二次電池10的第一部分11一側(cè)(a3、a5一側(cè))的一個(gè)端部的中點(diǎn)與二次電池10的第二部分12一側(cè)(a4、a6一側(cè))的一個(gè)端部的中點(diǎn)的方向稱為第二方向22。另外，第二方向22也可以看成是第一方向21相對(duì)于圖1b所示的平面的投影。

在第一部分11及第二部分12中，正極111與負(fù)極115隔著隔離體103彼此重疊。即，第一部分11及第二部分12在二次電池10中具有產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的功能。另外，如圖2a及2b所示，在本實(shí)施方式中，正極111隔著隔離體103設(shè)置在負(fù)極115上。但是，不局限于此，負(fù)極115也可以隔著隔離體103設(shè)置在正極111上。

在第三部分13中折疊正極111以形成折疊部分(也可以將正極111的該折疊部分稱為正極極耳)，該折疊部分與正極導(dǎo)線121連接。另外，折疊負(fù)極115以形成折疊部分(也可以將負(fù)極115的該折疊部分稱為負(fù)極極耳)，該折疊部分與負(fù)極導(dǎo)線125連接。即，第三部分13具有將由第一部分11及第二部分12產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)取出到二次電池10的外部的功能。

在此，圖1a和1b所示的外包裝體107a至107c的外圍部分的細(xì)虛線外側(cè)的區(qū)域?yàn)橥獍b體的接合部，在該接合部中外包裝體107a至107c彼此貼合。即，在第一部分11中，第一外包裝體107a與第二外包裝體107b彼此貼合，在第二部分12中，第一外包裝體107a與第三外包裝體107c彼此貼合。另外，第二外包裝體107b在第三部分13中與第三外包裝體107c貼合。

如圖2a所示，在第三部分13中，正極導(dǎo)線121通過密封層120被第二外包裝體107b與第三外包裝體107c夾持。同樣地，負(fù)極導(dǎo)線125也通過密封層120被第二外包裝體107b與第三外包裝體107c夾持。

第三部分13也可以折向第一部分11一側(cè)或第二部分12一側(cè)。如圖1a所示，將外包裝體107b的第一部分11一側(cè)與第三部分13一側(cè)所形成的角稱為θ1，并將外包裝體107c的第三部分13一側(cè)與第二部分12一側(cè)的夾角稱為θ2。另外，優(yōu)選使θ1與θ2的和約為180°，在該范圍內(nèi)適當(dāng)?shù)卦O(shè)定θ1與θ2即可。例如，當(dāng)θ1＝0°、θ2＝180°時(shí)，在外包裝體107b中可以使第一部分11一側(cè)接觸于第三部分13一側(cè)，或者當(dāng)θ1＝180°，θ2＝0°時(shí)，在外包裝體107c中可以使第二部分12一側(cè)接觸于第三部分13一側(cè)。通過采用該結(jié)構(gòu)，可以防止第三部分13增大。另外，圖1b、圖2a及圖2b示出θ1＝90°、θ2＝90°時(shí)的二次電池10。

圖4a示出二次電池10所包括的正極111、隔離體103及負(fù)極115的俯視圖。另外，圖4a所示的正極111是沒有設(shè)置正極極耳的狀態(tài)，可以將第三部分13所示的點(diǎn)劃線部分如圖2a所示地折疊來設(shè)置正極極耳。同樣地，圖4a所示的負(fù)極115是沒有設(shè)置負(fù)極極耳的狀態(tài)，可以沿著第三部分13所示的點(diǎn)劃線如圖2b所示地折疊來設(shè)置負(fù)極極耳。

在此，優(yōu)選正極111的形狀如圖4a所示那樣第一部分11與第二部分12有兩處以上的連接。通過采用該形狀，可以防止在二次電池10的制造過程中安裝導(dǎo)線電極時(shí)正極111的第一部分11與第二部分12發(fā)生錯(cuò)位。另外，通過采用該形狀，當(dāng)使二次電池10向第二方向22進(jìn)行伸縮變形時(shí)，可以防止正極111或負(fù)極115轉(zhuǎn)向不與第二方向22平行的方向，由此可以防止正極111或負(fù)極115與第二方向22發(fā)生錯(cuò)位。另外，如圖4a所示，與正極111同樣地，優(yōu)選負(fù)極115也具有第一部分11與第二部分12有兩處以上的連接的形狀。

但是，不局限于此，如圖4b所示那樣，正極111及負(fù)極115也可以采用第一部分11與第二部分12由一處連接的形狀。注意，為了在第三部分13能夠取出正極極耳及負(fù)極極耳，需要在正極111及負(fù)極115中適當(dāng)?shù)卦O(shè)置缺口或開口。

作為隔離體103，在第一部分11及第二部分12中，優(yōu)選以隔離體103的端部位于正極111或負(fù)極115的端部的外側(cè)的方式設(shè)置。另外，隔離體103也可以采用袋狀結(jié)構(gòu)，在第一部分11及第二部分12中包裹正極111或負(fù)極115。作為袋狀結(jié)構(gòu)，例如，可以采用將一張薄膜折疊使其兩邊粘合的結(jié)構(gòu)，或者將兩張薄膜的三個(gè)邊粘合的結(jié)構(gòu)。通過采用該結(jié)構(gòu)，可以防止正極111與負(fù)極115發(fā)生短路。另外，如圖4a所示，因?yàn)樵诘谌糠?3中不需要設(shè)置隔離體103，所以分別在第一部分11和第二部分12中設(shè)置隔離體103即可。但是，不局限于此，也可以使隔離體103的第一部分11與第二部分12連接而具有一體的形狀。在這種情況下，需要以能夠從隔離體103的下方取出正極111或負(fù)極115的方式在隔離體103中適當(dāng)?shù)卦O(shè)置缺口或開口。

如圖3a所示，正極111包括正極集電體101及包含正極活性物質(zhì)的正極活性物質(zhì)層102。同樣地，負(fù)極115包括負(fù)極集電體105及包含負(fù)極活性物質(zhì)的負(fù)極活性物質(zhì)層106。在此，正極活性物質(zhì)層102與負(fù)極活性物質(zhì)層106隔著隔離體103對(duì)置。

另外，如圖1b、圖3a等所示，在第一部分11及第二部分12中，優(yōu)選以使其端部位于負(fù)極115的端部的內(nèi)側(cè)的方式設(shè)置正極111。例如，當(dāng)正極活性物質(zhì)中含有鋰等時(shí)，可能會(huì)因充放電時(shí)鋰離子從正極活性物質(zhì)層102遷移至負(fù)極活性物質(zhì)層106而在負(fù)極115的端部析出鋰。通過采用上述結(jié)構(gòu)，可以抑制在負(fù)極115的端部析出鋰。

如圖4c所示那樣，在正極111中，可以在正極集電體101上的對(duì)應(yīng)于第一部分11及第二部分12的部分設(shè)置正極活性物質(zhì)層102。正極集電體101上的對(duì)應(yīng)于第三部分13的部分不需要設(shè)置正極活性物質(zhì)層102，在對(duì)應(yīng)于第三部分13的部分露出有正極集電體101。因此，如圖3b所示，在第三部分13中，正極集電體101與正極導(dǎo)線121連接。

同樣地，如圖4c所示那樣，負(fù)極115也可以在負(fù)極集電體105上的對(duì)應(yīng)于第一部分11及第二部分12的部分設(shè)置負(fù)極活性物質(zhì)層106。負(fù)極集電體105上的對(duì)應(yīng)于第三部分13的部分不需要設(shè)置負(fù)極活性物質(zhì)層106，在對(duì)應(yīng)于第三部分13的部分露出有負(fù)極集電體105。因此，如圖3b所示，在第三部分13中，負(fù)極集電體105與負(fù)極導(dǎo)線125連接。另外，當(dāng)將圖4c所示的正極111反過來并使其與圖4c所示的負(fù)極115重疊時(shí)，來實(shí)現(xiàn)圖1b所示的平面結(jié)構(gòu)，可以使正極活性物質(zhì)層102與負(fù)極活性物質(zhì)層106對(duì)置。

另外，如圖2a和2b及圖3a和3b所示，由外包裝體107a至107c包裹的區(qū)域中含有電解液104。雖然在圖2a和2b及圖3a和3b中，正極111或負(fù)極115與外包裝體107a至107c之間填滿了電解液104，但是本發(fā)明的結(jié)構(gòu)不局限于此。例如，也可以采用正極111或負(fù)極115與外包裝體107a至107c中的任一個(gè)接觸的結(jié)構(gòu)。

由于二次電池10在第一部分11及第二部分12中具有彎曲形狀，正極111、負(fù)極115及隔離體103在第一部分11及第二部分12中也被彎曲地設(shè)置。由于正極111、負(fù)極115及隔離體103等彼此層疊，當(dāng)將其彎曲時(shí)，因?yàn)閮?nèi)徑與外徑差，正極111、負(fù)極115及隔離體103在第一方向21的方向上發(fā)生錯(cuò)位。在二次電池10的第一方向21的中央部，即，第三部分13中，幾乎不發(fā)生上述錯(cuò)位現(xiàn)象，但是在二次電池10的第一方向21的端部，即，第一部分11一側(cè)的端部及第二部分12一側(cè)的端部中上述錯(cuò)位現(xiàn)象較顯著。

在此，在如二次電池10那樣的具有彎曲形狀的二次電池中，當(dāng)將正極導(dǎo)線及負(fù)極導(dǎo)線連接到第一方向21的端部時(shí)，因二次電池的變形而產(chǎn)生的應(yīng)力傾向于集中到正極極耳及負(fù)極極耳。由于正極極耳及負(fù)極極耳分別在正極及負(fù)極中具有細(xì)長的形狀，所以與電極的主要部分相比更容易發(fā)生如裂縫或破損等劣化。因此，例如，當(dāng)使該二次電池向第二方向22反復(fù)伸縮時(shí)，正極極耳及負(fù)極極耳有可能出現(xiàn)裂縫或發(fā)生斷裂。

但是，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池10在第一部分11與第二部分12之間設(shè)置有第三部分13。即，二次電池10的正極極耳及負(fù)極極耳設(shè)置在二次電池10的第一方向21的中央部。由于在該中央部中幾乎不會(huì)發(fā)生正極111、負(fù)極115及隔離體103的錯(cuò)位，所以因二次電池10的變形而產(chǎn)生的應(yīng)力不會(huì)集中到正極極耳及負(fù)極極耳。因此，即使在使二次電池10向第二方向22反復(fù)伸縮變形時(shí)，可以降低正極極耳及負(fù)極極耳出現(xiàn)裂縫或發(fā)生斷裂等的可能性。

通過采用該結(jié)構(gòu)，可以提供具有能夠抑制正極111或負(fù)極115、尤其是正極極耳或負(fù)極極耳的劣化的結(jié)構(gòu)的二次電池10。由此，可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的二次電池10。

另外，雖然在圖1a和1b及圖2a和2b中使第一部分11與第二部分12在第一方向21上的長度大致相等，但是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式不局限于此。例如，在第一方向21上，優(yōu)選使第一部分11的長度為第二部分12的長度的九分之一以上且九倍以下，更優(yōu)選為三分之一以上且三倍以下。同樣地，在第二方向22上，優(yōu)選使第一部分11的長度為第二部分12的長度的九分之一以上且九倍以下，更優(yōu)選為三分之一以上且三倍以下。通過采用該結(jié)構(gòu)，可以將包括正極極耳及負(fù)極極耳的第三部分13設(shè)置于因二次電池10的彎曲形狀而發(fā)生錯(cuò)位現(xiàn)象較少的部分。由此，可以提供具有能夠抑制正極111或負(fù)極115、尤其是正極極耳或負(fù)極極耳的劣化的結(jié)構(gòu)的二次電池10。

另外，雖然如圖1b所示將本實(shí)施方式所示的二次電池10的頂面形狀形成為以平行于第二方向22的邊為長邊、以垂直于第二方向22的邊為短邊的大致為矩形的形狀，但是，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式不局限于此。例如，也可以將二次電池10的頂面形狀形成為以垂直于第二方向22的邊為長邊、以平行于第二方向的邊為短邊的大致為矩形的形狀。另外，例如，也可以將二次電池10的頂面形狀形成為大致為橢圓形的形狀。

下面說明可用于二次電池10的正極111、負(fù)極115、隔離體103、電解液104及外包裝體107a至107c的材料。

[1.2.正極]

正極111包括正極集電體101以及以與正極集電體101接觸的方式形成的正極活性物質(zhì)層102等。

作為正極集電體101，可以使用不銹鋼、金、鉑、鋁、鈦等金屬及它們的合金等導(dǎo)電性高且不會(huì)因正極的電位而溶解的材料。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(yīng)形成硅化物的金屬元素形成。作為與硅發(fā)生反應(yīng)形成硅化物的金屬元素，有鋯、鈦、鉿、釩、鈮、鉭、鉻、鉬、鎢、鈷、鎳等。正極集電體101可以適當(dāng)?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。正極集電體101的厚度優(yōu)選為5μm以上且30μm以下。此外，也可以在正極集電體101的表面使用石墨等設(shè)置基底層。

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)的緊密性的粘合劑(binder)以及用來提高正極活性物質(zhì)層102的導(dǎo)電性的導(dǎo)電助劑等。

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(fù)合氧化物等。例如可以使用lifeo2、licoo2、linio2、limn2o4、v2o5、cr2o5、mno2等化合物。

尤其是，licoo2具有容量大、與linio2相比在大氣中穩(wěn)定以及與linio2相比熱穩(wěn)定等優(yōu)點(diǎn)，所以是優(yōu)選的。

另外優(yōu)選的是，當(dāng)在limn2o4等含有錳的具有尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的含鋰材料中混合少量鎳時(shí)，可以提高使用上述材料的二次電池的特性。

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(fù)合氧化物。在此，元素m優(yōu)選使用選自鋰、錳之外的金屬元素或硅、磷，更優(yōu)選使用鎳。另外，在對(duì)整個(gè)鋰錳復(fù)合氧化物粒子進(jìn)行測(cè)定時(shí)，優(yōu)選放電時(shí)滿足0＜a/(b+c)＜2、c＞0且0.26≤(b+c)/d＜0.5。另外，關(guān)于整個(gè)鋰錳復(fù)合氧化物粒子的金屬、硅、磷等組成，例如可以利用icp-ms(inductivelycoupledplasmamassspectrometry：感應(yīng)耦合等離子體質(zhì)譜)進(jìn)行測(cè)定。另外，整個(gè)鋰錳復(fù)合氧化物粒子的氧的組成，例如可以利用edx(energydispersivex-rayspectroscopy：能量分散型x射線分析法)進(jìn)行測(cè)定。另外，還可以與icp-ms分析一起利用融合氣體分析(fusiongasanalysis)、xafs(x-rayabsorptionfinestructure：x射線吸收微細(xì)結(jié)構(gòu))分析的價(jià)數(shù)評(píng)價(jià)來算出。另外，鋰錳復(fù)合氧化物是指至少包含鋰和錳的氧化物，還可以包含選自鉻、鈷、鋁、鎳、鐵、鎂、鉬、鋅、銦、鎵、銅、鈦、鈮、硅和磷等中的至少一種元素。

另外，為了實(shí)現(xiàn)高容量，鋰錳復(fù)合氧化物優(yōu)選包括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(shí)現(xiàn)上述鋰錳復(fù)合氧化物，優(yōu)選組成式為liamnbnicod(1.6≤a≤1.848、0.19≤c/b≤0.935、2.5≤d≤3)的范圍內(nèi)。此外，特別優(yōu)選使用以組成式li1.68mn0.8062ni0.318o3表示的鋰錳復(fù)合氧化物。在本說明書等中，以li1.68mn0.8062ni0.318o3的組成式表示的鋰錳復(fù)合氧化物是指將原料材料的量的比例(摩爾比)設(shè)定為li2co3:mnco3:nio＝0.84:0.8062:0.318來形成的鋰錳復(fù)合氧化物。雖然該鋰錳復(fù)合氧化物以組成式li1.68mn0.8062ni0.318o3表示，但有時(shí)與該組成稍微不同。

圖5a和5b示出具有不同結(jié)晶結(jié)構(gòu)、晶體取向或氧含量的區(qū)域的鋰錳復(fù)合氧化物粒子的截面圖的例子。

如圖5a所示，具有不同結(jié)晶結(jié)構(gòu)、晶體取向或氧含量的區(qū)域的鋰錳復(fù)合氧化物優(yōu)選具有第一區(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的外側(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(fù)合氧化物的粒子的表面一致的區(qū)域。

另外，如圖5b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。另外，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。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。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。

第二區(qū)域332的組成優(yōu)選與第一區(qū)域331不同。

例如，對(duì)如下情況進(jìn)行說明：分別對(duì)第一區(qū)域331及第二區(qū)域332的組成進(jìn)行測(cè)定，第一區(qū)域331及第二區(qū)域332分別包含鋰、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a1：b1：c1：d1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。另外，例如可以利用使用tem(透射電子顯微鏡)的edx(能量分散型x射線分析)分別對(duì)第一區(qū)域331及第二區(qū)域332的組成進(jìn)行測(cè)定。當(dāng)利用edx進(jìn)行測(cè)定時(shí)，有時(shí)難以測(cè)定鋰的組成比。因此，以下，關(guān)于第一區(qū)域331與第二區(qū)域332的組成比的不同之處，對(duì)鋰以外的元素進(jìn)行說明。在此，d1/(b1+c1)優(yōu)選為2.2以上，更優(yōu)選為2.3以上，進(jìn)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(jìn)一步優(yōu)選為1.1以上且1.9以下。另外，此時(shí)，優(yōu)選包括第一區(qū)域331與第二區(qū)域332的整個(gè)鋰錳復(fù)合氧化物粒子的組成滿足上述的0.26≤(b+c)/d＜0.5。

第二區(qū)域332所包含的錳的化合價(jià)也可以與第一區(qū)域331所包含的錳的化合價(jià)不同。第二區(qū)域332所包含的元素m的化合價(jià)也可以與第一區(qū)域331所包含的元素m的化合價(jià)不同。

具體而言，第一區(qū)域331優(yōu)選為層狀巖鹽型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的鋰錳復(fù)合氧化物。第二區(qū)域332優(yōu)選為尖晶石型結(jié)晶結(jié)構(gòu)的鋰錳復(fù)合氧化物。

在此，當(dāng)各區(qū)域的組成或元素的化合價(jià)有空間分布時(shí)，例如，可以對(duì)多處的組成或化合價(jià)進(jìn)行評(píng)價(jià)算出平均值，將該平均值視為該區(qū)域的組成或化合價(jià)。

另外，也可以將過渡層設(shè)置在第二區(qū)域332和第一區(qū)域331之間。在此，例如過渡層是指：組成連續(xù)地或分階段地變化的區(qū)域；結(jié)晶結(jié)構(gòu)連續(xù)地或分階段地變化的區(qū)域；結(jié)晶的晶格常數(shù)連續(xù)地或分階段地變化的區(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。例如混合層是指：具有不同的晶體取向的兩個(gè)以上的結(jié)晶混在一起的層；具有不同的結(jié)晶結(jié)構(gòu)的兩個(gè)以上的結(jié)晶混在一起的層；具有不同的組成的兩個(gè)以上的結(jié)晶混在一起的層。

第三區(qū)域333優(yōu)選包含碳或金屬化合物。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(gè)例子，可以舉出上述金屬的氧化物或氟化物等。

第三區(qū)域333特別優(yōu)選包含碳。由于碳具有高導(dǎo)電性，所以通過將被碳覆蓋的粒子用于二次電池的電極，例如可以降低電極的電阻。另外，當(dāng)?shù)谌齾^(qū)域333包含碳時(shí)，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也可以包含石墨烯、氧化石墨烯或?qū)⑦M(jìn)行還原的氧化石墨烯。石墨烯及還原氧化石墨烯具有高導(dǎo)電性的優(yōu)良的電特性、高柔性以及高機(jī)械強(qiáng)度的優(yōu)良的物理特性。此外，可以有效地覆蓋鋰錳復(fù)合氧化物的粒子。

通過使第三區(qū)域333包含石墨烯等碳材料，可以提高將鋰錳復(fù)合氧化物用作正極材料的二次電池的循環(huán)特性。

含有碳的層的厚度優(yōu)選為0.4nm以上且40nm以下。

另外，鋰錳復(fù)合氧化物的一次粒子的平均粒徑例如優(yōu)選為5nm以上且50μm以下，更優(yōu)選為100nm以上且500nm以下。另外，比表面積優(yōu)選為5m²/g以上且15m²/g以下。另外，二次粒子的平均粒徑優(yōu)選為5μm以上且50μm以下。此外，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(cè)定平均粒徑。另外，通過氣體吸附法可以測(cè)定比表面積。

或者，作為正極活性物質(zhì)層102，可以使用復(fù)合材料(通式為limpo4(m為fe(ii)、mn(ii)、co(ii)、ni(ii)中的一種以上)。作為通式limpo4的典型例子，可以使用lifepo4、linipo4、licopo4、limnpo4、lifeanibpo4、lifeacobpo4、lifeamnbpo4、liniacobpo4、liniamnbpo4(a+b≤1、0＜a＜1、0＜b＜1)、lifecnidcoepo4、lifecnidmnepo4、liniccodmnepo4(c+d+e≤1、0＜c＜1、0＜d＜1以及0＜e＜1)、lifefnigcohmnipo4(f+g+h+i≤1、0＜f＜1、0＜g＜1、0＜h＜1以及0＜i＜1)等鋰化合物作為材料。

尤其是，lifepo4均勻地滿足正極活性物質(zhì)被要求的條件，諸如安全性、穩(wěn)定性、高容量密度、初期氧化(充電)時(shí)能夠抽出的鋰離子的存在等，所以是優(yōu)選的。

或者，作為正極活性物質(zhì)層102，可以使用li(2-j)msio4(通式)(m為fe(ii)、mn(ii)、co(ii)、ni(ii)中的一種以上，0≤j≤2)等復(fù)合材料。作為通式li(2-j)msio4的典型例子，可以使用li(2-j)fesio4、li(2-j)nisio4、li(2-j)cosio4、li(2-j)mnsio4、li(2-j)feknilsio4、li(2-j)fekcolsio4、li(2-j)fekmnlsio4、li(2-j)nikcolsio4、li(2-j)nikmnlsio4(k+l≤1、0＜k＜1以及0＜l＜1)、li(2-j)femnincoqsio4、li(2-j)femninmnqsio4、li(2-j)nimconmnqsio4(m+n+q≤1、0＜m＜1、0＜n＜1以及0＜q＜1)、li(2-j)ferniscotmnusio4(r+s+t+u≤1、0＜r＜1、0＜s＜1、0＜t＜1以及0＜u＜1)等鋰化合物作為材料。

此外，作為正極活性物質(zhì)，可以使用以axm2(xo4)3(通式)(a＝li、na或mg、m＝fe、mn、ti、v或nb、x＝s、p、mo、w、as或si)表示的nasicon(鈉超離子導(dǎo)體)型化合物。作為nasicon型化合物，有fe2(mno4)3、fe2(so4)3、li3fe2(po4)3等。此外，作為正極活性物質(zhì)，可以使用：以通式為li2mpo4f、li2mp2o7、li5mo4(m＝fe或mn)表示的化合物；nafef3、fef3等鈣鈦礦氟化物；tis2、mos2等金屬硫族化合物(硫化物、硒化物、碲化物)；limvo4等具有反尖晶石型結(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(jī)硫化合物類。

另外，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)或堿土金屬(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nafeo2、na2/3[fe1/2mn1/2]o2等含鈉的層狀氧化物。

此外，作為正極活性物質(zhì)，也可以使用上述材料中的多種組合而成的材料。例如，也可以使用上述材料中的多種組合而成的固溶體作為正極活性物質(zhì)。例如，也可以使用lico1/3mn1/3ni1/3o2和li2mno3的固溶體作為正極活性物質(zhì)。

此外，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(dǎo)電材料。通過設(shè)置碳層等導(dǎo)電材料可以提高電極的導(dǎo)電性。例如，通過在焙燒正極活性物質(zhì)時(shí)混合葡萄糖等碳水化合物，可以由碳層覆蓋正極活性物質(zhì)層102。

粒狀的正極活性物質(zhì)層102的一次粒子的平均粒徑為50nm以上且100μm以下即可。

作為導(dǎo)電助劑，例如可以使用碳材料、金屬材料或?qū)щ娦蕴沾刹牧系取４送?，作為?dǎo)電助劑，也可以使用纖維狀的材料。相對(duì)于活性物質(zhì)層總重量，導(dǎo)電助劑含量優(yōu)選為1wt％以上且10wt％以下，更優(yōu)選為1wt％以上且5wt％以下。

通過利用導(dǎo)電助劑，可以在電極中形成導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。通過利用導(dǎo)電助劑，還可以保持正極活性物質(zhì)相互之間的導(dǎo)電路徑。通過對(duì)活性物質(zhì)層添加導(dǎo)電助劑，可以提高活性物質(zhì)層的導(dǎo)電性。

作為導(dǎo)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藍(lán)色基碳纖維、各向同性瀝藍(lán)色基碳纖維等碳纖維、碳納米纖維及碳納米管等。例如，可以通過氣相沉積等制造碳納米管。作為導(dǎo)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(dǎo)電性陶瓷材料等。

薄片狀的石墨烯具有優(yōu)良的電特性(具有高導(dǎo)電性)以及優(yōu)良的物理特性(柔軟性及機(jī)械強(qiáng)度)。因此，通過將石墨烯用作導(dǎo)電助劑，可以增加活性物質(zhì)彼此之間的接觸點(diǎn)、接觸面積。

注意，在本說明書中，石墨烯包括單層石墨烯或2層至100層的多層石墨烯。單層石墨烯是指具有π鍵合的一個(gè)原子層的碳分子片。另外，氧化石墨烯是指將上述石墨烯氧化而成的化合物。此外，在還原氧化石墨烯形成石墨烯時(shí)，氧化石墨烯所包含的氧沒有全部脫離，其中的一部分殘留在石墨烯中。當(dāng)石墨烯包含氧時(shí)，利用xps測(cè)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。

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(dǎo)電性。由此，即使石墨烯的量少也可以在活性物質(zhì)層中高效地形成導(dǎo)電通路。

在使用平均粒徑小的活性物質(zhì)(例如為1μm以下)時(shí)，活性物質(zhì)的比表面積大，所以需要更多的連接粒狀活性物質(zhì)之間的導(dǎo)電通路。在這種情況下，特別優(yōu)選的是：使用導(dǎo)電性非常高、即使少量也可以高效地形成導(dǎo)電通路的石墨烯。

以下說明將石墨烯作為導(dǎo)電助劑用于正極活性物質(zhì)層時(shí)的截面結(jié)構(gòu)實(shí)例。另外，也可以將石墨烯作為導(dǎo)電助劑用于負(fù)極活性物質(zhì)層。

圖6是正極活性物質(zhì)層102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、作為導(dǎo)電助劑的片狀石墨烯321以及粘合劑(未圖示)。

在圖6所示的正極活性物質(zhì)層102的縱向截面中，片狀石墨烯321大致均勻地分散在正極活性物質(zhì)層102的內(nèi)部。在圖6中，雖然示意性地以粗線表示片狀石墨烯321，但實(shí)際上片狀石墨烯321為具有碳分子的單層或多層的厚度的薄膜。由于多個(gè)片狀石墨烯321以包裹或覆蓋多個(gè)粒狀正極活性物質(zhì)322的方式或者以貼在多個(gè)粒狀正極活性物質(zhì)322的表面的方式形成，所以片狀石墨烯321與粒狀正極活性物質(zhì)322形成面接觸。另外，片狀石墨烯321之間也相互形成面接觸，所以由多個(gè)片狀石墨烯321形成三維導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。

這是因?yàn)樵谛纬善瑺钍?21時(shí)使用極性溶劑中的分散性極高的氧化石墨烯的緣故。使分散介質(zhì)從包含均勻分散的氧化石墨烯的懸浮液中揮發(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中的片狀石墨烯321相互部分重疊，以形成面接觸的方式分散，由此形成導(dǎo)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(jìn)行。

因此，不同于與活性物質(zhì)形成點(diǎn)接觸的乙炔黑等現(xiàn)有的粒狀導(dǎo)電助劑，片狀石墨烯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(dǎo)電助劑的量的情況下提高粒狀正極活性物質(zhì)322與片狀石墨烯321之間的導(dǎo)電性。因此，可以增加正極活性物質(zhì)層102中的粒狀正極活性物質(zhì)322所占的比率。由此，可以增加二次電池的放電容量。

通過使片狀石墨烯彼此互相結(jié)合，可以形成網(wǎng)狀的石墨烯(以下稱為石墨烯網(wǎng))。當(dāng)石墨烯網(wǎng)覆蓋活性物質(zhì)時(shí)，石墨烯網(wǎng)可以具有使粒子之間結(jié)合的粘合劑的功能。因此，可以減少粘合劑的量或不使用粘合劑，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。就是說，可以提高二次電池的容量。

用于本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池的電極可以通過各種方法制造。例如，當(dāng)通過涂敷法在集電體上形成活性物質(zhì)層時(shí)，可以將活性物質(zhì)、粘合劑、導(dǎo)電助劑及分散介質(zhì)(也稱為溶劑)混合而制造漿料，將該漿料涂敷在集電體上，并使分散介質(zhì)氣化。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(jìn)行按壓而使其密壓化。

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(jī)溶劑。從安全性及成本的觀點(diǎn)來看，優(yōu)選使用水。

作為粘合劑，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、二乙酰纖維素、再生纖維素等纖維素衍生物、淀粉等。

作為粘合劑，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(shí)使用這些橡膠材料和上述水溶性高分子。

或者，作為粘合劑，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(duì)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、聚甲基丙烯酸甲酯、硝酸纖維素等材料。

作為粘合劑，也可以組合使用上述材料中的兩種以上。

相對(duì)于正極活性物質(zhì)層102的總重量，粘合劑含量優(yōu)選為1wt％以上且10wt％以下，更優(yōu)選為2wt％以上且8wt％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為3wt％以上且5wt％以下。相對(duì)于正極活性物質(zhì)層102的總重量，導(dǎo)電助劑含量優(yōu)選為1wt％以上且10wt％以下，更優(yōu)選為1wt％以上且5wt％以下。

當(dāng)通過涂敷法形成正極活性物質(zhì)層102時(shí)，將正極活性物質(zhì)、粘合劑及導(dǎo)電助劑混合而形成正極漿料(slurry)，將其涂覆在正極集電體101上并進(jìn)行干燥即可。

[1.3.負(fù)極]

負(fù)極115例如包括負(fù)極集電體105以及負(fù)極集電體105上形成的負(fù)極活性物質(zhì)層106。

作為負(fù)極集電體105，可以使用不銹鋼、金、鉑、鐵、銅、鈦等金屬及它們的合金等導(dǎo)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(fù)極集電體105可以適當(dāng)?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(fù)極集電體105的厚度優(yōu)選為5μm以上且30μm以下。此外，也可以在負(fù)極集電體105的表面使用石墨等設(shè)置基底層。

除了負(fù)極活性物質(zhì)以外，負(fù)極活性物質(zhì)層106也可以包含用來提高負(fù)極活性物質(zhì)的緊密性的粘合劑以及用來提高負(fù)極活性物質(zhì)層106的導(dǎo)電性的導(dǎo)電助劑等。關(guān)于用于負(fù)極活性物質(zhì)層的粘合劑及導(dǎo)電助劑的材料，可以參照用于正極活性物質(zhì)層的粘合劑及導(dǎo)電助劑的材料。

作為負(fù)極活性物質(zhì)，可以使用能夠溶解，析出鋰或者能夠與鋰離子發(fā)生可逆反應(yīng)的材料，例如可以使用鋰金屬、碳類材料、合金類材料等。

鋰金屬的氧化還原電位低(比標(biāo)準(zhǔn)氫電極低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。

作為碳類材料的例子，有石墨、易石墨化碳(軟碳)、難石墨化碳(硬碳)、碳納米管、石墨烯、碳黑等。

作為石墨的例子，有中間相碳微球(mcmb)、焦炭基人造石墨、瀝藍(lán)色基人造石墨等人造石墨或球化天然石墨等天然石墨。

當(dāng)鋰離子嵌入在石墨中時(shí)(生成鋰-石墨層間化合物時(shí))，石墨具有與鋰金屬相同程度的低電位(0.1v至0.3v，vs.li/li⁺)。由此，鋰離子二次電池可以具有高工作電壓。再者，石墨由于具有單位體積的電容較高、體積膨脹小、便宜、與鋰金屬相比安全性高等優(yōu)點(diǎn)，所以是優(yōu)選的。

作為負(fù)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(yīng)進(jìn)行充放電反應(yīng)的合金類材料。在載體離子為鋰離子的情況下，作為合金類材料，例如可以使用包含mg、ca、al、si、ge、sn、pb、as、sb、bi、ag、au、zn、cd、hg和in等中的至少一種的材料。這種元素的電容量比碳高，尤其是硅的理論容量顯著地高達(dá)4200mah/g。由此，優(yōu)選將硅用于負(fù)極活性物質(zhì)。作為使用這種元素的合金類材料，例如有mg2si、mg2ge、mg2sn、sns2、v2sn3、fesn2、cosn2、ni3sn2、cu6sn5、ag3sn、ag3sb、ni2mnsb、cesb3、lasn3、la3co2sn7、cosb3、insb、sbsn等。

此外，作為負(fù)極活性物質(zhì)，可以使用諸如sio、sno、sno2、二氧化鈦(tio2)、鋰鈦氧化物(li4ti5o12)、鋰-石墨層間化合物(lixc6)、五氧化鈮(nb2o5)、氧化鎢(wo2)、氧化鉬(moo2)等氧化物。

另外，sio是指含有富硅部分的硅氧化物的粉末，也可以表示為sioy(2＞y＞0)。例如sio包括包含選自si2o3、si3o4和si2o中的一種或多種的材料，以及si的粉末與二氧化硅(sio2)的混合物。另外，sio有時(shí)還包含其他元素(碳、氮、鐵、鋁、銅、鈦、鈣、錳等)。也就是說，sio是指包含選自單晶si、非晶si、多晶si、si2o3、si3o4、si2o、sio2中的兩種以上的有色材料。非sio的siox(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sio作為二次電池的材料制造二次電池后，有時(shí)充放電的反復(fù)循環(huán)等使sio氧化而變質(zhì)成sio2。

此外，作為負(fù)極活性物質(zhì)，可以使用具有l(wèi)i3n型結(jié)構(gòu)的li3-xmxn(m＝co、ni、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。

當(dāng)使用含有鋰和過渡金屬的氮化物時(shí)，在負(fù)極活性物質(zhì)中包含鋰離子，因此可以將其與不包含鋰離子的v2o5、cr3o8等材料組合作為正極活性物質(zhì)，所以是優(yōu)選的。另外，當(dāng)將含有鋰離子的材料用作正極活性物質(zhì)時(shí)，通過預(yù)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(fù)極活性物質(zhì)。

此外，也可以將引起轉(zhuǎn)化反應(yīng)的材料用作負(fù)極活性物質(zhì)。例如，將氧化鈷(coo)、氧化鎳(nio)、氧化鐵(feo)等不與鋰發(fā)生合金化反應(yīng)的過渡金屬氧化物用作負(fù)極活性物質(zhì)。作為引起轉(zhuǎn)化反應(yīng)的其他例子，可以進(jìn)一步舉出：fe2o3、cuo、cu2o、ruo2、cr2o3等氧化物；cos0.89、nis、cus等硫化物；zn3n2、cu3n、ge3n4等氮化物；nip2、fep2、cop3等磷化物；fef3、bif3等氟化物。另外，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)。

在通過涂敷法形成負(fù)極活性物質(zhì)層106的情況下，將負(fù)極活性物質(zhì)、粘合劑混合而形成負(fù)極漿料(slurry)，將其涂覆在負(fù)極集電體105上并且進(jìn)行干燥即可。

另外，也可以在負(fù)極活性物質(zhì)層106的表面形成石墨烯。例如，當(dāng)負(fù)極活性物質(zhì)為硅時(shí)，在充放電循環(huán)中伴隨載體離子的吸留及釋放而使得硅的體積發(fā)生很大的變化，由此負(fù)極集電體105與負(fù)極活性物質(zhì)層106之間的緊密性降低，使得充放電導(dǎo)致電池特性的劣化。于是，通過在包含硅的負(fù)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(fù)極集電體105與負(fù)極活性物質(zhì)層106之間的緊密性的降低，從而減少電池特性的劣化，所以是優(yōu)選的。

另外，也可以在負(fù)極活性物質(zhì)層106的表面形成氧化物等覆膜。在充電時(shí)由于電解液的分解等而形成的覆膜不能將其形成時(shí)消耗的電荷量釋放出來，從而形成不可逆容量。針對(duì)于此，通過將氧化物等覆膜預(yù)先設(shè)置在負(fù)極活性物質(zhì)層106的表面，可以減少或抑制不可逆容量的產(chǎn)生。

作為這種覆蓋負(fù)極活性物質(zhì)層106的覆膜，可以使用鈮、鈦、釩、鉭、鎢、鋯、鉬、鉿、鉻、鋁和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形成在負(fù)極表面的覆膜相比，這種覆膜為充分致密的膜。

例如，氧化鈮(nb2o5)的導(dǎo)電率低達(dá)10^-9s/cm，表現(xiàn)出高的絕緣性。因此，氧化鈮膜妨礙負(fù)極活性物質(zhì)與電解液之間的電化學(xué)分解反應(yīng)。另一方面，氧化鈮的鋰擴(kuò)散系數(shù)為10^-9cm²/sec，具有高鋰離子導(dǎo)電性。因此，氧化鈮能夠使鋰離子透過。此外，也可以使用氧化硅或氧化鋁。

例如可以利用溶膠-凝膠法形成覆蓋負(fù)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，其中通過水解反應(yīng)及縮聚反應(yīng)使含金屬醇鹽或金屬鹽等的溶液成為失去流動(dòng)性的凝膠，再對(duì)該凝膠進(jìn)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，所以可以在分子級(jí)上均勻地混合原料。由此，通過對(duì)溶劑階段的金屬氧化膜的原料添加石墨等負(fù)極活性物質(zhì)，可以容易在凝膠中分散活性物質(zhì)。如此，可以在負(fù)極活性物質(zhì)層106表面形成覆膜。通過使用該覆膜，可以防止二次電池的容量的降低。

[1.4.隔離體]

作為隔離體103的材料，可以使用纖維素、聚丙烯(pp)、聚乙烯(pe)、聚丁烯、尼龍、聚酯、聚砜、聚丙烯腈、聚偏氟乙烯、四氟乙烯等多孔絕緣體。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混合的隔膜。

[1.5.電解液]

作為用于二次電池10的電解液104的溶劑，優(yōu)選使用非質(zhì)子有機(jī)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、1,3-二氧六環(huán)、1,4-二氧六環(huán)、二甲氧基乙烷(dme)、二甲亞砜、二乙醚、甲基二甘醇二甲醚、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。

此外，通過使用凝膠化的高分子材料作為電解液的溶劑，防漏液性的安全性得到提高。并且，能夠?qū)崿F(xiàn)二次電池的薄型化及輕量化。作為凝膠化的高分子材料的典型例子，有硅酮凝膠、丙烯酸凝膠、丙烯腈凝膠、聚氧乙烯類凝膠、聚氧丙烯類凝膠、氟類聚合物凝膠等。

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)，即使因二次電池的內(nèi)部短路或過充電等而使內(nèi)部溫度上升也可以防止二次電池的破裂或起火等。

此外，作為溶解于上述溶劑中的電解質(zhì)，當(dāng)將鋰離子用于載體時(shí)，例如可以以任意組合及比率使用lipf6、liclo4、liasf6、libf4、lialcl4、liscn、libr、lii、li2so4、li2b10cl10、li2b12cl12、licf3so3、lic4f9so3、lic(cf3so2)3、lic(c2f5so2)3、lin(cf3so2)2、lin(c4f9so2)(cf3so2)、lin(c2f5so2)2等鋰鹽中的一種或兩種以上。

作為用于二次電池的電解液，優(yōu)選使用粒狀的塵?；螂娊庖旱臉?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(duì)于電解液的重量比為1％以下，優(yōu)選為0.1％以下，更優(yōu)選為0.01％以下。此外，也可以對(duì)電解液添加碳酸亞乙烯酯等添加劑。

[1.6.外包裝體]

二次電池的結(jié)構(gòu)有各種種類，在本實(shí)施方式中采用使用薄膜形成外包裝體107a至107c的結(jié)構(gòu)。此外，用于形成外包裝體107a至107c的薄膜使用用單層薄膜或由多個(gè)單層薄膜形成的疊層薄膜，所述單層薄膜選自金屬薄膜(鋁、不銹鋼、鎳鋼等)、由有機(jī)材料形成的塑料薄膜、包含有機(jī)材料(有機(jī)樹脂或纖維等)及無機(jī)材料(陶瓷等)的混合材料薄膜、含碳無機(jī)膜(碳薄膜、石墨薄膜等)。金屬薄膜容易進(jìn)行壓花加工，在利用壓花加工形成凹部或凸部的情況下，暴露于外部空氣的外包裝體107a至107c的表面積增大，所以散熱效果得到提高。

在二次電池10的形狀因施加外力而變形時(shí)，彎曲應(yīng)力從外部施加到二次電池10的外包裝體107a至107c，這有可能導(dǎo)致外包裝體107a至107c的一部分發(fā)生變形或部分損壞。通過在外包裝體107a至107c形成凹部或凸部，可以緩和因施加到外包裝體107a至107c的應(yīng)力而導(dǎo)致的應(yīng)變。因此，可以提高二次電池10的可靠性。此外，應(yīng)變是變形的尺度，其表示物體內(nèi)的物質(zhì)點(diǎn)相對(duì)于物體的基準(zhǔn)(初始狀態(tài))長度的位移。通過在外包裝體107a至107c形成凹部或凸部，可以將因?qū)Χ坞姵厥┘油饬?dǎo)致的應(yīng)變的影響抑制在可允許范圍內(nèi)。因此，可以提供可靠性良好的二次電池。

[2.變形實(shí)例1]

圖1a和1b及圖2a和2b示出具有正極111及負(fù)極115分別采用單層結(jié)構(gòu)的二次電池10，但是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式不局限于此。例如，在二次電池10中，正極111及負(fù)極115也可以采用疊層的結(jié)構(gòu)。圖7a至7c示出使用疊層的正極111及負(fù)極115的二次電池10。注意，圖7a是對(duì)應(yīng)于圖1b的點(diǎn)劃線a3-a4的部分的截面圖，圖7b是對(duì)應(yīng)于圖1b的點(diǎn)劃線a5-a6的部分的截面圖，圖7c是對(duì)應(yīng)于圖1b的點(diǎn)劃線a1-a2的部分的截面圖。

在圖7a至7c所示的二次電池10中，從外包裝體107a一側(cè)依次層疊有負(fù)極115、正極111、正極111、負(fù)極115，負(fù)極115與正極111之間設(shè)置有隔離體103。并且，如圖7c所示，正極111在正極集電體101的各個(gè)面上形成有正極活性物質(zhì)層102，負(fù)極115在負(fù)極集電體105的各個(gè)面上形成有負(fù)極活性物質(zhì)層106，正極活性物質(zhì)層102與負(fù)極活性物質(zhì)層106隔著隔離體103對(duì)置。另外，在圖7a至7c所示的二次電池10中，隔離體103具有包住一對(duì)正極111的袋狀。當(dāng)然不局限于此，也可以將隔離體103設(shè)為分別包住一個(gè)正極111的袋狀。

像這樣，通過層疊多個(gè)正極111及多個(gè)負(fù)極115，可以增大二次電池10每單位面積的容量。

如圖7a和7b所示，多個(gè)正極111在第三部分13中被固定到正極導(dǎo)線121，同樣地，多個(gè)負(fù)極115在第三部分13中被固定到負(fù)極導(dǎo)線125。

如上所述，在如二次電池10那樣的具有彎曲形狀的二次電池中，當(dāng)分別將正極導(dǎo)線及負(fù)極導(dǎo)線連接到第一方向21的端部時(shí)，因二次電池的變形而產(chǎn)生的應(yīng)力傾向于集中到正極極耳及負(fù)極極耳上。尤其是，當(dāng)層疊多個(gè)正極及多個(gè)負(fù)極，將多個(gè)電極極耳一起固定到導(dǎo)線電極時(shí)，因二次電池的變形而產(chǎn)生的應(yīng)力傾向于集中到正極極耳及負(fù)極極耳上。因此，例如，當(dāng)使該二次電池向第二方向22反復(fù)伸縮時(shí)，正極極耳及負(fù)極極耳容易出現(xiàn)裂縫或發(fā)生斷裂等。

但是，在圖7a至7c所示的二次電池10中，多個(gè)正極極耳及多個(gè)負(fù)極極耳被設(shè)置在第三部分13(二次電池10的第一方向21的中央部)。由于在該部分中幾乎不會(huì)發(fā)生正極111、負(fù)極115及隔離體103的錯(cuò)位，所以因二次電池10的變形而產(chǎn)生的應(yīng)力不會(huì)集中到正極極耳及負(fù)極極耳上。因此，可以降低當(dāng)使二次電池10向第二方向22反復(fù)伸縮變形時(shí)正極極耳及負(fù)極極耳出現(xiàn)裂縫或發(fā)生斷裂等的可能性。

通過采用該結(jié)構(gòu)，可以提供具有能夠抑制正極111或負(fù)極115、尤其是正極極耳或負(fù)極極耳的劣化的結(jié)構(gòu)的二次電池10。由此，可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的二次電池10。

另外，雖然在圖7a至7c所示的二次電池10中層疊有兩個(gè)正極111及兩個(gè)負(fù)極115，當(dāng)然也可以層疊更多的正極111及負(fù)極115。圖8a示出以與圖7c所示的順序相同的順序分別層疊了六層正極111及六層負(fù)極115的例子。

在圖8a所示的結(jié)構(gòu)中，以正極111的不具有正極活性物質(zhì)層102的面互相接觸且負(fù)極115的不具有負(fù)極活性物質(zhì)層106的面互相接觸的方式，層疊正極111及負(fù)極115。通過按上述順序?qū)盈B，可以實(shí)現(xiàn)金屬之間(即，正極111的不具有正極活性物質(zhì)層102的面之間及負(fù)極115的不具有負(fù)極活性物質(zhì)層106的面之間)的接觸面。與活性物質(zhì)層與隔離體的接觸面相比，金屬之間的接觸面的摩擦系數(shù)更小。

由此，當(dāng)使二次電池10彎曲時(shí)，由于正極111的不具有正極活性物質(zhì)層102的面、負(fù)極115的不具有負(fù)極活性物質(zhì)層106的面互相滑動(dòng)，所以可以減少彎曲的內(nèi)徑與外徑之差所產(chǎn)生的應(yīng)力。由此，可以抑制二次電池10的劣化。另外，可以實(shí)現(xiàn)可靠性高的二次電池10。

另外，圖8b示出與圖8a不同的正極111及負(fù)極115的疊層實(shí)例。圖8b所示的結(jié)構(gòu)與圖8a所示的結(jié)構(gòu)的不同之處在于：在正極集電體101的兩個(gè)面上設(shè)置有正極活性物質(zhì)層102。通過如圖8b所示那樣將正極活性物質(zhì)層102設(shè)置在正極集電體101的兩個(gè)面上，可以增加二次電池10的每單位體積的容量。

另外，圖8c示出與圖8b不同的正極111及負(fù)極115的疊層實(shí)例。圖8c所示的結(jié)構(gòu)與圖8b所示的結(jié)構(gòu)的不同之處在于：在負(fù)極集電體105的兩個(gè)面上設(shè)置有負(fù)極活性物質(zhì)層106。當(dāng)如圖8c所示地在負(fù)極集電體105的兩個(gè)面上設(shè)置有負(fù)極活性物質(zhì)層106時(shí)，可以增大二次電池10的每單位體積的容量。

另外，雖然圖7a至7c及圖8a至8c示出包住正極111的袋狀隔離體103，但是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式不局限于此。圖9a示出具有與圖8a不同結(jié)構(gòu)的隔離體103的例子。圖9a所示的結(jié)構(gòu)與圖8a所示的結(jié)構(gòu)的不同之處在于：在正極活性物質(zhì)層102和負(fù)極活性物質(zhì)層106的各一對(duì)之間設(shè)置有一個(gè)薄片狀的隔離體103。在圖9a所示的結(jié)構(gòu)中，層疊有六層正極111及六層負(fù)極115，并設(shè)置有六層隔離體103。

另外，圖9b示出設(shè)置與圖9a不同的隔離體103的例子。圖9b所示的結(jié)構(gòu)與圖9a所示的結(jié)構(gòu)的不同之處在于：以將一張隔離體103夾在正極活性物質(zhì)層102和負(fù)極活性物質(zhì)層106的各一對(duì)之間的方式將隔離體103多次折疊。另外，也可以將圖9b的結(jié)構(gòu)看成是將圖9a所示的結(jié)構(gòu)的各層的隔離體103延長并在層間連接的結(jié)構(gòu)。在圖9b所示的結(jié)構(gòu)中，分別層疊六層正極111及六層負(fù)極115，例如可以將隔離體103折疊5次以上。另外，隔離體103不僅可以以夾在正極活性物質(zhì)層102與負(fù)極活性物質(zhì)層106之間的方式設(shè)置，還可以通過延長隔離體103并將多個(gè)正極111與負(fù)極115捆在一起。

另外，圖7a至圖9b所示的二次電池10除了層疊了多個(gè)正極111及多個(gè)負(fù)極115的結(jié)構(gòu)以外與圖1a和1b及圖2a和2b所示的二次電池10的結(jié)構(gòu)相同，其詳細(xì)內(nèi)容可以參考上述記載。

[3.變形實(shí)例2]

雖然在圖1a和1b及圖2a和2b中示出正極111、負(fù)極115及隔離體103由三張外包裝體107a至107c覆蓋的結(jié)構(gòu)，但是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式不局限于此。例如，也可以如圖10a至10c所示，二次電池10也可以包括兩張以下的外包裝體。另外，圖10a至10c是對(duì)應(yīng)于圖1b的點(diǎn)劃線a3-a4的部分的截面圖。

圖10a所示的二次電池10與圖1a和1b及圖2a和2b所示的二次電池10的不同之處在于：設(shè)置有外包裝體107d代替外包裝體107a及外包裝體107b。外包裝體107d是使外包裝體107a與外包裝體107b一體化而在相當(dāng)于外包裝體107a與外包裝體107b的接合部的部分折疊的外包裝體。

圖10b所示的二次電池10與圖1a和1b及圖2a和2b所示的二次電池10的不同之處在于：設(shè)置有外包裝體107e代替外包裝體107a及外包裝體107c。外包裝體107e是使外包裝體107a與外包裝體107c一體化而在相當(dāng)于外包裝體107a與外包裝體107c的接合部的部分折疊的外包裝體。

圖10c所示的二次電池10與圖1a和1b及圖2a和2b所示的二次電池10的不同之處在于：設(shè)置有外包裝體107f代替外包裝體107a至107c。外包裝體107f是使外包裝體107a至107c一體化而在相當(dāng)于外包裝體107a與外包裝體107b的接合部的部分以及相當(dāng)于外包裝體107a與外包裝體107c的接合部的部分折疊的外包裝體。

另外，圖10a至10c所示的二次電池10除了外包裝體的結(jié)構(gòu)以外的結(jié)構(gòu)與圖1a和1b及圖2a和2b所示的二次電池10的結(jié)構(gòu)相同，其詳細(xì)內(nèi)容可以參考上述記載。

[4.變形實(shí)例3]

雖然在圖1a和1b及圖2a和2b中示出正極111及負(fù)極115分別采用第一部分11一側(cè)與第二部分12一側(cè)連接的二次電池10，但是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式不局限于此。例如，也可以如圖11a至11d所示那樣，將正極111分割為第一部分11一側(cè)的正極111a和第二部分12一側(cè)的正極111b，將負(fù)極115分割為第一部分11一側(cè)的負(fù)極115a和第二部分12一側(cè)的負(fù)極115b。另外，圖11a是對(duì)應(yīng)于圖1b的點(diǎn)劃線a3-a4的部分的截面圖，圖11b是正極111的俯視圖。另外，圖11c是對(duì)應(yīng)于圖1b的點(diǎn)劃線a5-a6的部分的截面圖，圖11d是負(fù)極115的俯視圖。

在此，正極111a和正極111b在第三部分13中可以與正極導(dǎo)線121連接在一起。同樣地，負(fù)極115a和負(fù)極115b在第三部分13中也可以與負(fù)極導(dǎo)線125連接在一起。

在此，圖11b及圖11d所示的正極111及負(fù)極115與圖4a所示的正極111及負(fù)極115相似，都采用第一部分11與第二部分12由兩處接合的形狀。但是，不局限于上述形狀，也可以如圖11e及圖11f所示地正極111及負(fù)極115采用第一部分11與第二部分12由一處接合的形狀。

另外，圖11a至11d所示的二次電池10的結(jié)構(gòu)除了正極111被分割為正極111a和正極111b、負(fù)極115被分割為負(fù)極115a和負(fù)極115b以外與圖1a和1b及圖2a和2b所示的二次電池10的結(jié)構(gòu)相同，其詳細(xì)內(nèi)容可以參考上述記載。

[5.變形實(shí)例4]

另外，如圖12a及12b所示那樣，還可以對(duì)圖1a和1b及圖2a和2b所示的二次電池10設(shè)置緩沖材料130。另外，圖12a是二次電池10的俯視圖，圖12b是對(duì)應(yīng)于圖12a的點(diǎn)劃線a3-a4的部分的截面圖。

緩沖材料130設(shè)置在外包裝體107a與正極111或負(fù)極115之間。圖12b示出在外包裝體107a與負(fù)極115之間設(shè)置緩沖材料130的例子。

緩沖材料130可以使用比正極111、負(fù)極115或隔離體103的面積大的薄片狀的塑料薄膜。另外，緩沖材料130可以使用比隔離體103厚的塑料薄膜。另外，緩沖材料130可以具有狹縫。另外，緩沖材料130不局限于矩形，也可以采用具有四個(gè)圓角的形狀。當(dāng)緩沖材料130的形狀為具有銳角的形狀時(shí)，在使二次電池10彎曲時(shí)，有可能使外包裝體107a至107c受損，因此通過對(duì)緩沖材料130的角部進(jìn)行倒角加工，由此可以提供高可靠性的二次電池10。作為緩沖材料130的材料使用絕緣材料，例如可以使用pp、pe、如pet或pbt等聚酯、如尼龍6或尼龍66等聚酰胺、無機(jī)蒸鍍薄膜或紙類。

通過在外包裝體107a與正極111或負(fù)極115之間設(shè)置緩沖材料130，可以將正極111或負(fù)極115穩(wěn)定地設(shè)置。當(dāng)使二次電池10彎曲為所希望的形狀時(shí)，可以使緩沖材料130彎曲以使二次電池10具有所希望的形狀，這可以有助于維持二次電池10的彎曲形狀。另外，還可以使其具有防止二次電池10彎曲超過必要的功能。緩沖材料130還可以用作二次電池10的骨架。通過設(shè)置緩沖材料130，可以將因從外部對(duì)二次電池10施加應(yīng)力導(dǎo)致的應(yīng)變的影響抑制在可允許范圍內(nèi)。由此，可以提供高可靠性的二次電池10。

另外，當(dāng)設(shè)置于外包裝體107a與正極111或負(fù)極115之間的緩沖材料130為具有光滑表面的塑料薄膜時(shí)，緩沖材料130可以與與緩沖材料130的表面接觸的電極及與緩沖材料130的表面接觸的外包裝體進(jìn)行滑動(dòng)，由此可以提供耐反復(fù)彎曲的二次電池10。

另外，圖12a及12b所示的二次電池10除了設(shè)置有緩沖材料130以外與圖1a和1b及圖2a和2b所示的二次電池10的結(jié)構(gòu)相同，其詳細(xì)內(nèi)容可以參考上述記載。

通過采用上述結(jié)構(gòu)，可以提供新型結(jié)構(gòu)的二次電池。具體而言，可以提供具有柔性的新型結(jié)構(gòu)的二次電池。

另外，雖然示出使二次電池彎曲時(shí)的例子，但是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式不局限于此。根據(jù)情況或狀況，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中也可以使二次電池彎曲或伸展等而隨時(shí)變形，或者使其保持固定為某個(gè)形狀?；蛘呃?，根據(jù)情況或狀況，在本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式中也可以并不一定需要使二次電池彎曲。例如，作為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式示出應(yīng)用于鋰離子二次電池的情況的例子，但是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式不局限于此。根據(jù)情況或狀況，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式可以適用于各種二次電池、鉛蓄電池、鋰離子聚合物二次電池、鎳氫蓄電池、鎳鎘蓄電池、鎳鐵蓄電池、鎳鋅蓄電池、氧化銀鋅蓄電池、固體電池、空氣電池、一次電池、電容器或雙電層電容器、超級(jí)電容器(ultracapacitor、supercapacitor)、鋰離子電容器等?；蛘呃?，根據(jù)情況或狀況，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式也可以并不一定需要應(yīng)用于鋰離子二次電池。

另外，也可以采用適當(dāng)?shù)亟M合了本實(shí)施方式所示的典型的結(jié)構(gòu)及變形例的二次電池。另外，本實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)也可以與其他實(shí)施方式所示的結(jié)構(gòu)適當(dāng)?shù)亟M合而使用。

實(shí)施方式2

在本實(shí)施方式中，參照?qǐng)D13a至圖15c對(duì)之前的實(shí)施方式所示的二次電池的制造方法的一個(gè)例子進(jìn)行說明。

[1.準(zhǔn)備負(fù)極]

首先，在負(fù)極集電體105上形成負(fù)極活性物質(zhì)層106，并在對(duì)應(yīng)于第三部位13的部分中設(shè)置缺口或開口，由此形成負(fù)極115(參照?qǐng)D13a)。另外，可以將負(fù)極活性物質(zhì)層106形成于對(duì)應(yīng)于負(fù)極115的第一部分11及第二部分12的部分。

[2.準(zhǔn)備正極，由隔離體包裹正極]

接著，在正極集電體101上形成正極活性物質(zhì)層102，并在對(duì)應(yīng)于第三部分13的部分中設(shè)置缺口或開口來形成正極111。另外，可以將正極活性物質(zhì)層102形成于對(duì)應(yīng)于正極111的第一部分11和第二部分12的部分。接著，正極111的第一部分11及第二部分12分別夾在折疊的隔離體103的面之間(參照?qǐng)D13b)。

接著，將分別設(shè)置于正極111的第一部分11一側(cè)與第二部分12一側(cè)的隔離體103的外圍部分接合，以形成袋狀隔離體103(參照?qǐng)D13c)。隔離體103的外圍部分的接合既可以使用粘合材料等進(jìn)行又可以利用超聲波焊接或加熱融接來進(jìn)行。

在本實(shí)施方式中，使用聚丙烯作為隔離體103，通過加熱將隔離體103的外圍部分接合。由此，可以由隔離體103分別包裹正極111的第一部分11及第二部分12。隔離體103以至少包裹正極活性物質(zhì)層102的方式形成即可，而不需要包裹整個(gè)正極111。

注意，雖然在圖13b中將隔離體103折疊而形成為袋狀，但是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式不局限于此。例如，也可以由兩個(gè)隔離體夾住正極111。此時(shí)，也可以以大致圍繞該隔離體的四個(gè)邊的形式進(jìn)行接合。

此外，隔離體103的外圍部分既可以以斷續(xù)的方式接合，也可以以隔一定間隔的點(diǎn)狀的方式接合。

此外，也可以只將該外圍部分的一邊接合?；蛘?，也可以只將該外圍部分的兩邊接合?；蛘?，也可以將該外圍部分的四邊接合。由此，可以實(shí)現(xiàn)四邊均等狀態(tài)。

注意，雖然在本實(shí)施方式中描述了正極111被袋狀的隔離體103包裹的情況，但是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式不局限于此。例如，也可以如圖3a等所示地在正極111與負(fù)極115之間夾著一張隔離體103。另外，也可以如后面所述地在層疊正極111及負(fù)極115之后，如圖9b所示地在正極111和負(fù)極115的各一對(duì)之間多次折疊一張隔離體103?；蛘?，也可以是負(fù)極115被隔離體103包裹，而不是正極111被包裹。或者，也可以如圖7a至7c所示地利用袋狀的隔離體103一起包裹兩張正極111。

[3.層疊正極及負(fù)極]

接著，層疊正極111及負(fù)極115(參照?qǐng)D14a)。在本實(shí)施方式中，將四張正極111與四張負(fù)極115層疊，各正極111在一個(gè)面上具有正極活性物質(zhì)層102，各負(fù)極115在一個(gè)面上具有負(fù)極活性物質(zhì)層106。以正極活性物質(zhì)層102隔著隔離體103與負(fù)極活性物質(zhì)層106對(duì)置的方式配置正極111及負(fù)極115。另外，以負(fù)極115的不具有負(fù)極活性物質(zhì)層106的面互相接觸的方式配置負(fù)極115。

層疊正極111及負(fù)極115，然后如圖14a所示地，以沿著第三部分13的中央折疊正極111及負(fù)極115。由此，在對(duì)應(yīng)于第三部分13的正極111及負(fù)極115的部分形成正極極耳及負(fù)極極耳。

[4.使正極導(dǎo)線與負(fù)極導(dǎo)線連接]

接著，在施加壓力的同時(shí)施加超聲波，使多個(gè)正極集電體101的正極極耳和具有密封層120的正極導(dǎo)線121連接(以下，也稱為超聲波焊接)。

另外，極耳可能因在制造二次電池10之后施加的外力所產(chǎn)生的應(yīng)力而裂開或斷開。因此，當(dāng)對(duì)正極導(dǎo)線121進(jìn)行超聲波焊接時(shí)，也可以在具有突起的焊接模具間配置正極導(dǎo)線121，因此在正極極耳中除了接合區(qū)域以外還形成彎曲部。通過設(shè)置該彎曲部，可以緩和在制造二次電池10之后施加外力所產(chǎn)生的應(yīng)力。因此，可以提高二次電池10的可靠性。

此外，不局限于在正極極耳中形成彎曲部，也可以使用不銹鋼等具有強(qiáng)度的材料作為正極集電體101的材料，并使正極集電體的膜厚度為10μm以下，以易于緩和在制造二次電池之后施加外力而產(chǎn)生的應(yīng)力。

當(dāng)然無須贅言的是，可以組合多種上述方法來緩和正極極耳的應(yīng)力集中。

并且，與正極集電體101同樣，通過超聲波焊接將多個(gè)負(fù)極集電體105的負(fù)極極耳與具有密封層120的負(fù)極導(dǎo)線125連接(參照?qǐng)D14b)。

另外，當(dāng)正極111及負(fù)極115具有第一部分11與第二部分12由兩處以上連接的平面形狀，可以防止在安裝導(dǎo)線電極時(shí)出現(xiàn)多個(gè)正極111及多個(gè)負(fù)極115錯(cuò)位的現(xiàn)象。

[5.由外包裝體包裹正極及負(fù)極]

接著，正極111及負(fù)極115夾在外包裝體107b與外包裝體107c之間(參照?qǐng)D14c)。接著，將外包裝體107b與外包裝體107c的對(duì)應(yīng)于第三部分13的部分通過熱壓合接合，用外包裝體107b及外包裝體107c包裹正極111及負(fù)極115(參照?qǐng)D14d)。在此，將通過熱壓合使外包裝體107b及107c接合的部分表示為接合部107bc。接合部107bc與正極導(dǎo)線121及負(fù)極導(dǎo)線125所包括的密封層120重疊。

接著，沿著圖14d所示的點(diǎn)劃線(相當(dāng)于第三部分13與第一部分11的邊界處)將外包裝體107b與正極111及負(fù)極115的對(duì)應(yīng)于第一部分11的部分折疊。

正極111及負(fù)極115夾在外包裝體107a、外包裝體107b與外包裝體107c之間(參照?qǐng)D15a)。利用熱壓合使外包裝體107a至107c的三個(gè)邊接合，以外包裝體107a至107c包裹正極111和負(fù)極115(參照?qǐng)D15b)。在此，將利用熱壓合使外包裝體107a與外包裝體107b接合的部分記作接合部107ab，并將利用熱壓合使外包裝體107a與外包裝體107c接合的部分記作接合部107ac。

[6.注入電解液進(jìn)行密封]

接著，從外包裝體107a及外包裝體107b的沒有被密封的邊注入電解液104(參照?qǐng)D15b)。并且，在進(jìn)行抽真空、加熱及加壓下，對(duì)外包裝體107a及外包裝體107b的剩余的邊進(jìn)行密封。這些處理在例如手套箱中等排除氧的低壓環(huán)境下進(jìn)行。優(yōu)選的是，抽真空通過使用脫氣封口機(jī)、注液封口機(jī)等進(jìn)行。另外，通過在封口機(jī)所具有的能夠進(jìn)行加熱的兩個(gè)棒狀物間設(shè)有外包裝體107a及外包裝體107b，可以進(jìn)行加熱及加壓。各條件例如可以為：低壓環(huán)境的壓力為60kpa，棒狀物的加熱溫度為190℃，利用棒狀物的加壓為0.1mpa，時(shí)間為3秒鐘。此時(shí)，可以通過外包裝體107a對(duì)正極及負(fù)極加壓。通過進(jìn)行加壓，可以從正極與負(fù)極之間排出注入電解液時(shí)混入的氣泡。

另外，在經(jīng)過上述工序?qū)⑼獍b體107a至107c貼合之后，優(yōu)選在老化處理中進(jìn)行充放電。在此，老化處理是指為了檢測(cè)二次電池的初始缺陷或者為了在初期充放電時(shí)在負(fù)極活性物質(zhì)層上形成穩(wěn)定的覆膜而進(jìn)行的工序。再者，優(yōu)選先排出老化處理時(shí)因電解液的分解等產(chǎn)生的氣體之后再對(duì)外包裝體107a至107c進(jìn)行再密封。在進(jìn)行老化處理的情況下，例如，可以將外包裝體107a、外包裝體107b比二次電池的設(shè)計(jì)長度延長一些，在排出氣體之后去除外包裝體107a、107b的延長部分，然后進(jìn)行再密封。

經(jīng)過上述工序，可以制造二次電池10(參照?qǐng)D15c)。

另外，通過在凸弧狀的模子與凹弧狀的模子之間有圖15c所示的二次電池10，可以使二次電池10具有圖1a所示的彎曲形狀。另外，當(dāng)進(jìn)行外包裝體的密封時(shí)，可以以預(yù)先彎曲的形狀進(jìn)行密封。但是，二次電池10不需要必須具有彎曲形狀。例如，當(dāng)將二次電池10安裝至電子設(shè)備等時(shí)，也可以根據(jù)該電子設(shè)備的形狀適當(dāng)?shù)貜澢坞姵?0。

圖16a示出在使通過上述方法制造的鋰離子二次電池彎曲的狀態(tài)下拍攝的照片。另外，圖16b示出對(duì)應(yīng)于圖16a所示的照片的示意圖。注意，對(duì)圖16a和16b所示的二次電池的外包裝體進(jìn)行了印花加工，其表面形成有凹凸。

本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。

實(shí)施方式3

參照?qǐng)D17至圖23，對(duì)可與包括上述實(shí)施方式所說明的材料的二次電池組合使用的電池控制單元(batterymanagementunit，bmu)及適用于構(gòu)成該電池控制單元的電路的晶體管加以說明。在本實(shí)施方式中，尤其對(duì)蓄電裝置的電池控制單元進(jìn)行說明，該蓄電裝置包括串聯(lián)連接的電池單元。

當(dāng)對(duì)串聯(lián)連接的多個(gè)電池單元反復(fù)進(jìn)行充放電時(shí)，根據(jù)電池單元之間的特性的不均勻，各電池單元的容量(輸出電壓)不同。在串聯(lián)連接的電池單元中，所有電池單元在放電時(shí)的容量取決于容量小的電池單元。當(dāng)容量不均勻時(shí)，放電時(shí)的容量變小。另外，當(dāng)以容量小的電池單元為基準(zhǔn)進(jìn)行充電時(shí)，恐怕會(huì)充電不足。另外，當(dāng)以容量大的電池單元為基準(zhǔn)進(jìn)行充電時(shí)，恐怕會(huì)過充電。

由此，包括串聯(lián)連接的電池單元的蓄電裝置的電池控制單元具有使導(dǎo)致充電不足或過充電的電池單元之間的容量不均勻一致的功能。作為用來減少電池單元之間的容量不均勻的電路結(jié)構(gòu)，有電阻方式、電容器方式或電感器方式等，在此以利用關(guān)態(tài)電流小的晶體管而可以減少容量不均勻的電路結(jié)構(gòu)作為一個(gè)例子進(jìn)行說明。

作為關(guān)態(tài)電流小的晶體管，優(yōu)選在溝道形成區(qū)中含有氧化物半導(dǎo)體的晶體管(os晶體管)。當(dāng)將關(guān)態(tài)電流小的os晶體管用于蓄電裝置的電池控制單元的電路結(jié)構(gòu)時(shí)，可以減少從電池泄漏的電荷量，從而可以抑制隨時(shí)間經(jīng)過的容量降低。

作為用于溝道形成區(qū)的氧化物半導(dǎo)體，使用in-m-zn氧化物(m為ga、sn、y、zr、la、ce或nd)。在用來形成氧化物半導(dǎo)體膜的靶材中，假設(shè)金屬元素的原子數(shù)比為in:m:zn＝x1:y1:z1，x1/y1優(yōu)選為1/3以上且6以下，更優(yōu)選為1以上且6以下，z1/y1優(yōu)選為1/3以上且6以下，更優(yōu)選為1以上且6以下。另外，通過使z1/y1為1以上且6以下，可以容易地形成作為氧化物半導(dǎo)體膜的caac-os膜。

在此，對(duì)caac-os膜的詳細(xì)內(nèi)容說明。

caac-os膜是包含多個(gè)呈c軸取向的結(jié)晶部的氧化物半導(dǎo)體膜之一。

在利用透射電子顯微鏡(tem：transmissionelectronmicroscope)觀察caac-os膜的亮視場像及衍射圖案的復(fù)合分析圖像(也稱為高分辨率tem圖像)中，可以觀察到多個(gè)結(jié)晶部。但是，在高分辨率tem圖像中觀察不到結(jié)晶部與結(jié)晶部之間的明確的邊界，即晶界(grainboundary)。因此，在caac-os膜中，不容易發(fā)生因晶界造成的電子遷移率的降低。

根據(jù)從大致平行于樣品面的方向觀察的caac-os膜的高分辨率截面tem圖像可知在結(jié)晶部中金屬原子排列為層狀。各金屬原子層具有反映了被形成caac-os膜的面(稱為被形成面)或caac-os膜的頂面的凸凹的形狀并以平行于caac-os膜的被形成面或caac-os膜的頂面的方式排列。

另一方面，根據(jù)從大致垂直于樣品面的方向觀察的caac-os膜的平面的高分辨率平面tem圖像可知在結(jié)晶部中金屬原子排列為三角形狀或六角形狀。但是，在不同的結(jié)晶部之間金屬原子的排列沒有規(guī)律性。

使用x射線衍射(xrd：x-raydiffraction)裝置對(duì)caac-os膜進(jìn)行結(jié)構(gòu)分析。例如，當(dāng)利用平面外(out-of-plane)法分析包括ingazno4結(jié)晶的caac-os膜時(shí)，在衍射角(2θ)為31°附近時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)峰值。由于該峰值來源于ingazno4結(jié)晶的(009)面，由此可知caac-os膜中的結(jié)晶具有c軸取向性，并且c軸朝向大致垂直于caac-os膜的被形成面或頂面的方向。

注意，當(dāng)利用平面外法分析包括ingazno4結(jié)晶的caac-os膜時(shí)，除了在31°附近的2θ的峰值之外，有時(shí)還在36°附近觀察到2θ的峰值。在36°附近的2θ的峰值意味著caac-os膜的一部分中含有不呈c軸取向的結(jié)晶。優(yōu)選的是，在caac-os膜中在31°附近時(shí)出現(xiàn)2θ的峰值而在36°附近時(shí)不出現(xiàn)2θ的峰值。

caac-os膜是雜質(zhì)濃度低的氧化物半導(dǎo)體膜。雜質(zhì)是指氫、碳、硅、過渡金屬元素等氧化物半導(dǎo)體膜的主要成分以外的元素。尤其是，硅等元素因?yàn)槠渑c氧的結(jié)合力比構(gòu)成氧化物半導(dǎo)體膜的金屬元素與氧的結(jié)合力更強(qiáng)而因從氧化物半導(dǎo)體膜奪取氧而打亂氧化物半導(dǎo)體膜的原子排列使得結(jié)晶性降低。此外，鐵或鎳等重金屬、氬、二氧化碳等因?yàn)槠湓影霃?分子半徑)大而在包含在氧化物半導(dǎo)體膜內(nèi)部時(shí)打亂氧化物半導(dǎo)體膜的原子排列使得結(jié)晶性降低。注意，包含在氧化物半導(dǎo)體膜中的雜質(zhì)可以被用作載流子陷阱或載流子發(fā)生源。

caac-os膜是缺陷態(tài)密度低的氧化物半導(dǎo)體膜。在一些情況下，氧化物半導(dǎo)體膜中的氧缺損被用作載流子陷阱或者在俘獲氫時(shí)被用作載流子發(fā)生源。

將雜質(zhì)濃度低且缺陷態(tài)密度低(氧缺損的個(gè)數(shù)少)的狀態(tài)稱為“高純度本征”或“實(shí)質(zhì)上高純度本征”。高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜具有很少的載流子發(fā)生源，因此可以具有較低的載流子密度。因此，包括該氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管很少具有負(fù)閾值電壓的電特性(也稱為常導(dǎo)通特性)。此外，高純度本征或?qū)嵸|(zhì)上高純度本征的氧化物半導(dǎo)體膜具有較少的載流子陷阱。因此，包括該氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管的電特性變動(dòng)小，而成為高可靠性晶體管。此外，被氧化物半導(dǎo)體膜的載流子陷阱俘獲的電荷到被釋放需要長時(shí)間，可以像固定電荷那樣動(dòng)作。因此，包括雜質(zhì)濃度高且缺陷態(tài)密度高的氧化物半導(dǎo)體膜的晶體管的電特性有時(shí)不穩(wěn)定。

此外，在使用caac-os膜的晶體管中，起因于可見光或紫外光的照射的電特性的變動(dòng)小。

另外，os晶體管的帶隙比在溝道形成區(qū)中包含硅的晶體管(si晶體管)大，因此不容易發(fā)生施加高電壓時(shí)的絕緣擊穿。當(dāng)使電池單元串聯(lián)連接時(shí)，雖然會(huì)產(chǎn)生幾百v的電壓，但是適宜使用上述os晶體管構(gòu)成用于上述電池單元的蓄電裝置的電池控制單元的電路結(jié)構(gòu)。

圖17示出蓄電裝置的方框圖的一個(gè)例子。圖17所示的蓄電裝置bt00包括：端子對(duì)bt01；端子對(duì)bt02；切換控制電路bt03；切換電路bt04；切換電路bt05；變壓控制電路bt06；變壓電路bt07；以及電池部bt08，其包括串聯(lián)連接的多個(gè)電池單元bt09。

另外，在圖17的蓄電裝置bt00中，可以將包括端子對(duì)bt01、端子對(duì)bt02、切換控制電路bt03、切換電路bt04、切換電路bt05、變壓控制電路bt06及變壓電路bt07的部分稱為電池控制單元。

由切換控制電路bt03對(duì)切換電路bt04及切換電路bt05的工作進(jìn)行控制。具體而言，切換控制電路bt03根據(jù)電池單元bt09各自的測(cè)定電壓選擇進(jìn)行放電的電池單元(放電電池單元組)及進(jìn)行充電的電池單元(充電電池單元組)。

并且，切換控制電路bt03根據(jù)上述所選擇的放電電池單元組及充電電池單元組輸出控制信號(hào)s1及控制信號(hào)s2?？刂菩盘?hào)s1被輸出至切換電路bt04。該控制信號(hào)s1是以使端子對(duì)bt01與放電電池單元組連接的方式控制切換電路bt04的信號(hào)。另外，控制信號(hào)s2被輸出至切換電路bt05。該控制信號(hào)s2是以使端子對(duì)bt02與充電電池單元組連接的方式控制切換電路bt05的信號(hào)。

另外，切換控制電路bt03根據(jù)切換電路bt04、切換電路bt05及變壓電路bt07的連接關(guān)系，以在端子對(duì)bt01與放電電池單元組之間或在端子對(duì)bt02與充電電池單元組之間使相同極性的端子彼此連接的方式生成控制信號(hào)s1及控制信號(hào)s2。

下面說明切換控制電路bt03的工作的詳細(xì)內(nèi)容。

首先，切換控制電路bt03測(cè)定多個(gè)電池單元bt09的每一個(gè)的電壓。然后，切換控制電路bt03例如將其電壓為規(guī)定閾值以上的電池單元bt09為高電壓的電池單元(高電壓單元)，而將其電壓低于規(guī)定閾值的電池單元bt09為低電壓的電池單元(低電壓單元)。

另外，關(guān)于判斷高電壓單元或低電壓單元的方法，可以采用各種方法。例如，切換控制電路bt03也可以以多個(gè)電池單元bt09中其電壓最高或最低的電池單元bt09的電壓為基準(zhǔn)，判斷各電池單元bt09是高電壓單元還是低電壓單元。在此情況下，切換控制電路bt03通過判斷各電池單元bt09的電壓相對(duì)于基準(zhǔn)電壓為規(guī)定比例以上還是低于規(guī)定比例等，可以判斷各電池單元bt09是高電壓單元還是低電壓單元。然后，切換控制電路bt03根據(jù)上述判斷結(jié)果決定放電電池單元組和充電電池單元組。

在多個(gè)電池單元bt09中，高電壓單元及低電壓單元可能以各種狀態(tài)混合存在。例如，切換控制電路bt03選擇最多的高電壓單元連續(xù)串聯(lián)的部分作為混合高電壓單元及低電壓單元的放電電池單元組。另外，切換控制電路bt03選擇最多的低電壓單元連續(xù)串聯(lián)的部分作為充電電池單元組。此外，切換控制電路bt03也可以優(yōu)先選擇接近過充電或過放電的電池單元bt09作為放電電池單元組或充電電池單元組。

在此，參照?qǐng)D18a至18c說明本實(shí)施方式所示的切換控制電路bt03的工作實(shí)例。圖18a至18c是說明切換控制電路bt03的工作實(shí)例的圖。另外，為了說明的方便起見，在圖18a至18c中，以使四個(gè)電池單元bt09串聯(lián)連接的情況為例進(jìn)行說明。

圖18a示出在電池單元a至電池單元d的電壓分別為電壓va至電壓vd時(shí)，電壓va至電壓vd電壓關(guān)系為va＝vb＝vc＞vd的情況。就是說，使連續(xù)的三個(gè)高電壓單元a至c與一個(gè)低電壓單元d串聯(lián)連接。在此情況下，切換控制電路bt03將連續(xù)的三個(gè)高電壓單元a至c決定為放電電池單元組。另外，切換控制電路bt03將低電壓單元d決定為充電電池單元組。

接著，圖18b示出電壓關(guān)系為vc＞va＝vb＞＞vd的情況。就是說，使連續(xù)的兩個(gè)低電壓單元a及b、一個(gè)高電壓單元c與一個(gè)接近過放電的低電壓單元d串聯(lián)連接。在此情況下，切換控制電路bt03選擇高電壓單元c作為放電電池單元組。另外，由于低電壓單元d接近過放電，切換控制電路bt03優(yōu)先選擇低電壓單元d作為充電電池單元組，而不將連續(xù)的兩個(gè)低電壓單元a及b決定為充電電池單元組。

最后，圖18c示出電壓關(guān)系為va＞vb＝vc＝vd的情況。就是說，使一個(gè)高電壓單元a與連續(xù)的三個(gè)低電壓單元b至d串聯(lián)連接。在此情況下，切換控制電路bt03選擇高電壓單元a作為放電電池單元組。另外，切換控制電路bt03選擇連續(xù)的三個(gè)低電壓單元b至d作為充電電池單元組。

切換控制電路bt03根據(jù)如上述圖18a至18c所示的例子決定的結(jié)果，對(duì)切換電路bt04及切換電路bt05分別輸出控制信號(hào)s1及控制信號(hào)s2，控制信號(hào)s1設(shè)定了示出作為切換電路bt04的連接對(duì)象的放電電池單元組的信息，控制信號(hào)s2設(shè)定了作為切換電路bt05的連接對(duì)象的充電電池單元組的信息。

以上說明了切換控制電路bt03的工作的詳細(xì)內(nèi)容。

切換電路bt04根據(jù)從切換控制電路bt03輸出的控制信號(hào)s1，將端子對(duì)bt01的連接對(duì)象設(shè)定為由切換控制電路bt03選擇的放電電池單元組。

端子對(duì)bt01包括成對(duì)的端子a1及端子a2。通過切換電路bt04使上述端子a1及端子a2中的一個(gè)與放電電池單元組中位于最上游側(cè)(高電位一側(cè))的電池單元bt09的正極端子連接，使上述端子a1及端子a2中的另一個(gè)與放電電池單元組中位于最下游側(cè)(低電位一側(cè))的電池單元bt09的負(fù)極端子連接，由此設(shè)定端子對(duì)bt01的連接對(duì)象。另外，切換電路bt04可以根據(jù)控制信號(hào)s1所設(shè)定的信息識(shí)別放電電池單元組的位置。

切換電路bt05根據(jù)從切換控制電路bt03輸出的控制信號(hào)s2將端子對(duì)bt02的連接對(duì)象設(shè)定為由切換控制電路bt03選擇的充電電池單元組。

端子對(duì)bt02包括成對(duì)的端子b1及端子b2。通過切換電路bt05使上述端子b1及端子b2中的任何一個(gè)與充電電池單元組中位于最上游側(cè)(高電位一側(cè))的電池單元bt09的正極端子連接，使上述端子b1及端子b2中的另一個(gè)與充電電池單元組中位于最下游側(cè)(低電位一側(cè))的電池單元bt09的負(fù)極端子連接，由此設(shè)定端子對(duì)bt02的連接對(duì)象。另外，切換電路bt05可以根據(jù)控制信號(hào)s2所設(shè)定的信息識(shí)別充電電池單元組的位置。

圖19及圖20是示出切換電路bt04及切換電路bt05的結(jié)構(gòu)實(shí)例的電路圖。

在圖19中，切換電路bt04包括多個(gè)晶體管bt10、總線bt11及總線bt12。總線bt11與端子a1連接?？偩€bt12與端子a2連接。多個(gè)晶體管bt10的源極或漏極交替地與總線bt11或總線bt12連接。另外，多個(gè)晶體管bt10的不與總線bt11及總線bt12連接的源極或漏極分別與相鄰的兩個(gè)電池單元bt09之間連接。

另外，多個(gè)晶體管bt10中位于最上游側(cè)的不與總線bt11連接的晶體管bt10的源極和漏極中的另一個(gè)與電池部bt08的位于最上游側(cè)的電池單元bt09的正極端子連接。此外，多個(gè)晶體管bt10中的位于最下游側(cè)的不與總線bt11連接的晶體管bt10的源極和漏極中的另一個(gè)與電池部bt08的位于最下游側(cè)的電池單元bt09的負(fù)極端子連接。

切換電路bt04根據(jù)被送至多個(gè)晶體管bt10的柵極的控制信號(hào)s1，使連接于總線bt11的多個(gè)晶體管bt10中的一個(gè)與連接于總線bt12的多個(gè)晶體管bt10中的一個(gè)分別成為導(dǎo)通狀態(tài)，以連接放電電池單元組與端子對(duì)bt01。由此，放電電池單元組中位于最上游側(cè)的電池單元bt09的正極端子與端子對(duì)的端子a1和端子a2中的一個(gè)連接。另外，放電電池單元組中位于最下游側(cè)的電池單元bt09的負(fù)極端子與端子對(duì)的端子a1和端子a2中的另一個(gè)連接，即，連接于未與正極端子連接的端子。

作為晶體管bt10，優(yōu)選使用os晶體管。os晶體管的關(guān)態(tài)電流小，因此可以減少從不屬于放電電池單元組的電池單元泄漏的電荷量，并且抑制隨時(shí)間經(jīng)過的容量降低。另外，當(dāng)對(duì)os晶體管施加高電壓時(shí)不容易產(chǎn)生絕緣擊穿。由此，即使放電電池單元組的輸出電壓大，也可以使連接于處于非導(dǎo)通狀態(tài)的晶體管bt10的電池單元bt09與端子對(duì)bt01處于絕緣狀態(tài)。

另外，在圖19中，切換電路bt05包括多個(gè)晶體管bt13、電流控制開關(guān)bt14、總線bt15及總線bt16。總線bt15及總線bt16設(shè)置在多個(gè)晶體管bt13與電流控制開關(guān)bt14之間。多個(gè)晶體管bt13的源極或漏極交替地與總線bt15或總線bt16連接。另外，多個(gè)晶體管bt13的沒有與總線bt11及總線bt12連接的源極或漏極分別與相鄰的兩個(gè)電池單元bt09之間連接。

另外，多個(gè)晶體管bt13中位于最上游側(cè)的不與總線bt15連接的晶體管bt13的源極和漏極中的另一個(gè)與電池部bt08的位于最上游側(cè)的電池單元bt09的正極端子連接。此外，多個(gè)晶體管bt13中位于最下游側(cè)的不與總線bt15連接的晶體管bt13的源極和漏極中的另一個(gè)與電池部bt08的位于最下游側(cè)的電池單元bt09的負(fù)極端子連接。

與晶體管bt10同樣，作為晶體管bt13，優(yōu)選使用os晶體管。os晶體管的關(guān)態(tài)電流小，因此可以減少從不屬于充電電池單元組的電池單元泄漏的電荷量，并且抑制隨時(shí)間經(jīng)過的容量降低。另外，當(dāng)對(duì)os晶體管施加高電壓時(shí)不容易產(chǎn)生絕緣擊穿。由此，即使用來對(duì)充電電池單元組進(jìn)行充電的電壓大，也可以使連接于處于非導(dǎo)通狀態(tài)的晶體管bt13的電池單元bt09與端子對(duì)bt02處于絕緣狀態(tài)。

電流控制開關(guān)bt14包括開關(guān)對(duì)bt17及開關(guān)對(duì)bt18。開關(guān)對(duì)bt17的一端與端子b1連接。另外，開關(guān)對(duì)bt17的另一端分歧為兩個(gè)開關(guān)，一個(gè)開關(guān)與總線bt15連接，另一個(gè)開關(guān)與總線bt16連接。開關(guān)對(duì)bt18的一端與端子b2連接。開關(guān)對(duì)bt18的另一端分歧為兩個(gè)開關(guān)，一個(gè)開關(guān)與總線bt15連接，另一個(gè)開關(guān)與總線bt16連接。

與晶體管bt10及晶體管bt13同樣，開關(guān)對(duì)bt17及開關(guān)對(duì)bt18所包括的開關(guān)優(yōu)選使用os晶體管。

切換電路bt05根據(jù)控制信號(hào)s2對(duì)晶體管bt13及電流控制開關(guān)bt14的導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)的組合進(jìn)行控制，使充電電池單元組與端子對(duì)bt02連接。

作為一個(gè)例子，如下文所示，切換電路bt05使充電電池單元組與端子對(duì)bt02連接。

切換電路bt05根據(jù)被供應(yīng)至多個(gè)晶體管bt13的柵極的控制信號(hào)s2，使與充電電池單元組中位于最上游側(cè)的電池單元bt09的正極端子連接的晶體管bt13處于導(dǎo)通狀態(tài)。另外，切換電路bt05根據(jù)被供應(yīng)至多個(gè)晶體管bt13的柵極的控制信號(hào)s2，使與充電電池單元組中位于最下游側(cè)的電池單元bt09的負(fù)極端子連接的晶體管bt13處于導(dǎo)通狀態(tài)。

對(duì)端子對(duì)bt02施加的電壓的極性根據(jù)連接于端子對(duì)bt01的放電電池單元組及變壓電路bt07的連接結(jié)構(gòu)可能會(huì)變化。另外，為了使電流向?qū)Τ潆婋姵貑卧M進(jìn)行充電的方向流動(dòng)，被要求在端子對(duì)bt02與充電電池單元組之間使相同極性的端子連接。鑒于這點(diǎn)，電流控制開關(guān)bt14根據(jù)控制信號(hào)s2由信號(hào)s2以對(duì)應(yīng)于被施加到端子對(duì)bt02的電壓的極性而分別切換開關(guān)對(duì)bt17及開關(guān)對(duì)bt18的連接對(duì)象的方式受到控制。

作為一個(gè)例子，說明使端子b1為正極且端子b2為負(fù)極的電壓被施加至端子對(duì)bt02的狀態(tài)。此時(shí)，在電池部bt08中位于最下游側(cè)的電池單元bt09為充電電池單元組的情況下，開關(guān)對(duì)bt17根據(jù)控制信號(hào)s2以與該電池單元bt09的正極端子連接的方式受到控制。就是說，開關(guān)對(duì)bt17中與總線bt16連接的開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，而開關(guān)對(duì)bt17中與總線bt15連接的開關(guān)處于截止?fàn)顟B(tài)。另一方面，開關(guān)對(duì)bt18根據(jù)控制信號(hào)s2以與電池單元bt09的負(fù)極端子連接的方式受到控制。就是說，開關(guān)對(duì)bt18中與總線bt15連接的開關(guān)處于導(dǎo)通狀態(tài)，而開關(guān)對(duì)bt18中與總線bt16連接的開關(guān)處于截止?fàn)顟B(tài)。如此，在端子對(duì)bt02與充電電池單元組之間使相同極性的端子彼此連接。并且，來自端子對(duì)bt02的電流的方向被控制為對(duì)充電電池單元組進(jìn)行充電的方向。

另外，電流控制開關(guān)bt14也可以包括在切換電路bt04中，而不在切換電路bt05中。在此情況下，根據(jù)電流控制開關(guān)bt14及控制信號(hào)s1的工作來控制被施加到端子對(duì)bt01的電壓的極性，以控制被施加到端子對(duì)bt02的電壓的極性。并且，電流控制開關(guān)bt14控制從端子對(duì)bt02流過充電電池單元組的電流的方向。

圖20是示出與圖19不同的切換電路bt04及切換電路bt05的結(jié)構(gòu)實(shí)例的電路圖。

在圖20中，切換電路bt04包括多個(gè)晶體管對(duì)bt21、總線bt24及總線bt25?？偩€bt24與端子a1連接?？偩€bt25與端子a2連接。多個(gè)晶體管對(duì)bt21的一端各自分歧為晶體管bt22及晶體管bt23。晶體管bt22的源極或漏極與總線bt24連接。另外，晶體管bt23的源極或漏極與總線bt25連接。多個(gè)晶體管對(duì)bt21的另一端分別與所相鄰的兩個(gè)電池單元bt09之間連接。另外，多個(gè)晶體管對(duì)bt21中位于最上游側(cè)的晶體管對(duì)bt21的另一端與電池部bt08的位于最上游側(cè)的電池單元bt09的正極端子連接。此外，多個(gè)晶體管對(duì)bt21中位于最下游側(cè)的晶體管對(duì)bt21的另一端與電池部bt08的位于最下游側(cè)的電池單元bt09的負(fù)極端子連接。

切換電路bt04根據(jù)控制信號(hào)s1切換晶體管bt22及晶體管bt23的導(dǎo)通/非導(dǎo)通狀態(tài)，將該晶體管對(duì)bt21的連接對(duì)象切換為端子a1和端子a2中的一個(gè)。具體而言，當(dāng)晶體管bt22處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，晶體管bt23處于非導(dǎo)通狀態(tài)，由此晶體管bt21的連接對(duì)象為端子a1。另一方面，當(dāng)晶體管bt23處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，晶體管bt22處于非導(dǎo)通狀態(tài)，由此晶體管bt21的連接對(duì)象為端子a2。由控制信號(hào)s1決定晶體管bt22處于導(dǎo)通狀態(tài)還是晶體管bt23處于導(dǎo)通狀態(tài)。

為了使端子對(duì)bt01與放電電池單元組連接，使用兩個(gè)晶體管對(duì)bt21。具體而言，通過根據(jù)控制信號(hào)s1分別決定兩個(gè)晶體管對(duì)bt21的連接對(duì)象，對(duì)放電電池單元組與端子對(duì)bt01進(jìn)行連接。由控制信號(hào)s1控制，以使兩個(gè)晶體管對(duì)bt21各自的連接對(duì)象中的一個(gè)為端子a1且另一個(gè)為端子a2。

切換電路bt05包括多個(gè)晶體管對(duì)bt31、總線bt34及總線bt35?？偩€bt34與端子b1連接?？偩€bt35與端子b2連接。多個(gè)晶體管對(duì)bt31的一端各自分歧為晶體管bt32及晶體管bt33。由晶體管bt32分歧的一端與總線bt34連接。另外，由晶體管bt33分歧的一端與總線bt35連接。另外，多個(gè)晶體管對(duì)bt31的另一端分別與相鄰的兩個(gè)電池單元bt09之間連接。另外，多個(gè)晶體管對(duì)bt31中位于最上游側(cè)的晶體管對(duì)bt31的另一端與電池部bt08的位于最上游側(cè)的電池單元bt09的正極端子連接。此外，多個(gè)晶體管對(duì)bt31中位于最下游側(cè)的晶體管對(duì)bt31的另一端與電池部bt08的位于最下游側(cè)的電池單元bt09的負(fù)極端子連接。

切換電路bt05根據(jù)控制信號(hào)s2切換晶體管bt32及晶體管bt33的導(dǎo)通/非導(dǎo)通狀態(tài)，將該晶體管對(duì)bt31的連接對(duì)象切換為端子b1和端子b2中的一個(gè)。具體而言，當(dāng)晶體管bt32處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，晶體管bt33處于非導(dǎo)通狀態(tài)，由此晶體管對(duì)bt31的連接對(duì)象為端子b1。另一方面，當(dāng)晶體管bt33處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，晶體管bt32處于非導(dǎo)通狀態(tài)，由此晶體管對(duì)bt31的連接對(duì)象為端子b2。由控制信號(hào)s2決定晶體管bt32處于導(dǎo)通狀態(tài)還是晶體管bt33處于導(dǎo)通狀態(tài)。

為了連接端子對(duì)bt02與充電電池單元組，使用兩個(gè)晶體管對(duì)bt31。具體而言，通過根據(jù)控制信號(hào)s2分別決定兩個(gè)晶體管對(duì)bt31的連接對(duì)象，對(duì)充電電池單元組與端子對(duì)bt02進(jìn)行連接。由控制信號(hào)s2控制兩個(gè)晶體管對(duì)bt31的連接對(duì)象，以使該連接對(duì)象中的一個(gè)為端子b1，另一個(gè)為端子b2。

另外，兩個(gè)晶體管對(duì)bt31的各連接對(duì)象由被施加到端子對(duì)bt02的電壓的極性決定。具體而言，在使端子b1為正極且端子b2為負(fù)極的電壓被施加到端子對(duì)bt02的情況下，上游側(cè)的晶體管對(duì)bt31以晶體管bt32成為導(dǎo)通狀態(tài)且晶體管bt33成為非導(dǎo)通狀態(tài)的方式由控制信號(hào)s2控制。另一方面，下游側(cè)的晶體管對(duì)bt31以晶體管bt33成為導(dǎo)通狀態(tài)且晶體管bt32成為非導(dǎo)通狀態(tài)的方式由控制信號(hào)s2控制。此外，在使端子b1為負(fù)極且端子b2為正極的電壓被施加到端子對(duì)bt02的情況下，上游側(cè)的晶體管對(duì)bt31以晶體管bt33成為導(dǎo)通狀態(tài)且晶體管bt32成為非導(dǎo)通狀態(tài)的方式由控制信號(hào)s2控制。另一方面，下游側(cè)的晶體管對(duì)bt31以晶體管bt32成為導(dǎo)通狀態(tài)且晶體管bt33成為非導(dǎo)通狀態(tài)的方式由控制信號(hào)s2控制。如此，在端子對(duì)bt02與充電電池單元組之間使相同極性的端子彼此連接。并且，來自端子對(duì)bt02的電流被控制為對(duì)充電電池單元組進(jìn)行充電的方向。

變壓控制電路bt06控制變壓電路bt07的工作。變壓控制電路bt06根據(jù)放電電池單元組所包括的電池單元bt09的數(shù)量及充電電池單元組所包括的電池單元bt09的數(shù)量，生成用來控制變壓電路bt07的工作的變壓信號(hào)s3，并將該信號(hào)輸出到變壓電路bt07。

另外，當(dāng)放電電池單元組所包括的電池單元bt09的數(shù)量比充電電池單元組所包括的電池單元bt09多時(shí)，需要防止對(duì)充電電池單元組施加過大的充電電壓。由此，變壓控制電路bt06輸出用來控制變壓電路bt07的變壓信號(hào)s3，從而在可以對(duì)充電電池單元組進(jìn)行充電的范圍內(nèi)使放電電壓(vdis)降壓。

另外，當(dāng)放電電池單元組所包括的電池單元bt09的數(shù)量為充電電池單元組所包括的電池單元bt09的數(shù)量以下時(shí)，需要確保對(duì)充電電池單元組進(jìn)行充電時(shí)所必需的電壓。由此，變壓控制電路bt06輸出用來控制變壓電路bt07的變壓信號(hào)s3，從而在不對(duì)充電電池單元組施加過大的充電電壓的范圍內(nèi)使放電電壓(vdis)升壓。

注意，作為“過大的充電電壓”的電壓值可以鑒于在電池部bt08中使用的電池單元bt09的產(chǎn)品規(guī)格等而決定。另外，由變壓電路bt07升壓或降壓的電壓被施加到端子對(duì)bt02作為充電電壓(vcha)。

在此，參照?qǐng)D21a至21c說明本實(shí)施方式中的變壓控制電路bt06的工作實(shí)例。圖21a至21c是對(duì)對(duì)應(yīng)于圖18a至18c中說明的放電電池單元組及充電電池單元組的變壓控制電路bt06的工作實(shí)例進(jìn)行說明的示意圖。另外，圖21a至21c都示出電池控制單元bt41。如上所述，電池控制單元bt41包括端子對(duì)bt01、端子對(duì)bt02、切換控制電路bt03、切換電路bt04、切換電路bt05、變壓控制電路bt06以及變壓電路bt07。

在圖21a所示的例子中，如圖18a中所說明，使連續(xù)的三個(gè)高電壓單元a至c與一個(gè)低電壓單元d串聯(lián)連接。在此情況下，如參照?qǐng)D18a加以說明，切換控制電路bt03選擇高電壓單元a至c作為放電電池單元組，選擇低電壓單元d作為充電電池單元組。并且，根據(jù)以放電電池單元組所包括的電池單元bt09的數(shù)量為基準(zhǔn)時(shí)充電電池單元組所包括的電池單元bt09的數(shù)量的比例，變壓控制電路bt06計(jì)算出從放電電壓(vdis)轉(zhuǎn)換到充電電壓(vcha)的轉(zhuǎn)換比例n。

在放電電池單元組所包括的電池單元bt09的數(shù)量比充電電池單元組所包括的電池單元bt09的數(shù)量多的情況下，當(dāng)不將放電電壓變壓而直接施加到端子對(duì)bt02時(shí)，有可能會(huì)通過端子對(duì)bt02對(duì)充電電池單元組所包括的電池單元bt09施加過大的電壓。由此，在圖21a所示的情況下，需要使施加到端子對(duì)bt02的充電電壓(vcha)比放電電壓更低。并且，為了對(duì)充電電池單元組進(jìn)行充電，充電電壓需要比充電電池單元組所包括的電池單元bt09的合計(jì)電壓大。由此，相比于以放電電池單元組所包括的電池單元bt09的數(shù)量為基準(zhǔn)時(shí)充電電池單元組所包括的電池單元bt09的數(shù)量的比例，變壓控制電路bt06將轉(zhuǎn)換比例n設(shè)定得較大。

相比于以包括在放電電池單元組中的電池單元bt09的個(gè)數(shù)為基準(zhǔn)時(shí)包括在充電電池單元組中的電池單元bt09的個(gè)數(shù)比，變壓控制電路bt06優(yōu)選將轉(zhuǎn)換比例n設(shè)定為高出1至10％左右。此時(shí)，充電電壓比充電電池單元組的電壓更大，但是實(shí)際上，充電電壓等于充電電池單元組的電壓。但是，為了根據(jù)轉(zhuǎn)換比例n而使充電電池單元組的電壓與充電電壓相等，變壓控制電路bt06使對(duì)充電電池單元組進(jìn)行充電的電流流過。該電流為由變壓控制電路bt06設(shè)定的值。

在圖21a所示的例子中，因?yàn)榘ㄔ诜烹婋姵貑卧M中的電池單元bt09的個(gè)數(shù)為三個(gè)且包括在充電電池單元組中的電池單元bt09的個(gè)數(shù)為一個(gè)，所以變壓控制電路bt06將稍微大于1/3的值作為轉(zhuǎn)換比例n算出。接下來，變壓控制電路bt06將變壓信號(hào)s3輸出到變壓電路bt07，該變壓信號(hào)s3根據(jù)該轉(zhuǎn)換比例n使放電電壓降壓并且轉(zhuǎn)換為充電電壓。然后，變壓電路bt07將根據(jù)變壓信號(hào)s3變壓了的充電電壓施加到端子對(duì)bt02。然后，通過被施加到端子對(duì)bt02的充電電壓，對(duì)充電電池單元組所包括的電池單元bt09進(jìn)行充電。

另外，在圖21b及21c所示的例子中，與圖21a同樣地計(jì)算出轉(zhuǎn)換比例n。在圖21b及21c所示的例子中，放電電池單元組所包括的電池單元bt09的數(shù)量為充電電池單元組所包括的電池單元bt09的數(shù)量以下，因此轉(zhuǎn)換比例n為1以上。由此，在此情況下，變壓控制電路bt06輸出用來將放電電壓升壓而變換為充電電壓的變壓信號(hào)s3。

變壓電路bt07根據(jù)變壓信號(hào)s3將施加到端子對(duì)bt01的放電電壓轉(zhuǎn)換為充電電壓。變壓電路bt07對(duì)端子對(duì)bt02施加轉(zhuǎn)換后的充電電壓。在此，變壓電路bt07在端子對(duì)bt01與端子對(duì)bt02之間進(jìn)行電絕緣。由此，變壓電路bt07防止如下差異所導(dǎo)致的短絡(luò)：放電電池單元組中位于最下游側(cè)的電池單元bt09的負(fù)極端子的絕對(duì)電壓與充電電池單元組中位于最下游側(cè)的電池單元bt09的負(fù)極端子的絕對(duì)電壓之間的差異。并且，如上所述，變壓電路bt07根據(jù)變壓信號(hào)s3將放電電池單元組的合計(jì)電壓的放電電壓轉(zhuǎn)換為充電電壓。

另外，在變壓電路bt07中可以使用絕緣型dc(directcurrent，直流)dc轉(zhuǎn)換器等。在此情況下，變壓控制電路bt06將控制絕緣型dc-dc轉(zhuǎn)換器的導(dǎo)通/截止比(占空比)的信號(hào)作為變壓信號(hào)s3輸出，控制由變壓電路bt07轉(zhuǎn)換的充電電壓。

另外，作為絕緣型dc-dc轉(zhuǎn)換器，有反激(flyback)轉(zhuǎn)換器、正激(forward)轉(zhuǎn)換器、rcc(ringingchokeconverter，振蕩阻塞轉(zhuǎn)換器)轉(zhuǎn)換器、推挽(push-pull)轉(zhuǎn)換器、半橋轉(zhuǎn)換器(half-bridge)或全橋(full-bridge)轉(zhuǎn)換器等，根據(jù)目標(biāo)輸出電壓的大小選擇適當(dāng)?shù)姆绞健?/p>

圖22示出包括絕緣型dc-dc轉(zhuǎn)換器的變壓電路bt07的結(jié)構(gòu)。絕緣型dc-dc轉(zhuǎn)換器bt51包括開關(guān)部bt52及變壓部bt53。開關(guān)部bt52是切換絕緣型dc-dc轉(zhuǎn)換器的工作的導(dǎo)通/截止的開關(guān)，例如使用mosfet(metal-oxide-semiconductorfield-effecttransistor，金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管)或雙極型晶體管等實(shí)現(xiàn)。另外，開關(guān)部bt52基于從變壓控制電路bt06輸出的控制導(dǎo)通/截止比的變壓信號(hào)s3，周期性地切換絕緣型dc-dc轉(zhuǎn)換器bt51的導(dǎo)通狀態(tài)及截止?fàn)顟B(tài)。另外，開關(guān)部bt52根據(jù)所使用的絕緣型dc-dc轉(zhuǎn)換器的方式可以采用各種結(jié)構(gòu)。變壓部bt53將來自端子對(duì)bt01所施加的放電電壓轉(zhuǎn)換為充電電壓。具體而言，變壓部bt53根據(jù)開關(guān)部bt52導(dǎo)通/截止?fàn)顟B(tài)聯(lián)動(dòng)而工作，根據(jù)其導(dǎo)通/截止比將放電電壓轉(zhuǎn)換為充電電壓。在開關(guān)部bt52的開關(guān)周期中，成為導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)間越長，該充電電壓越大；另一方面，成為導(dǎo)通狀態(tài)的時(shí)間越短，該充電電壓越小。當(dāng)使用絕緣型dc-dc轉(zhuǎn)換器時(shí)，在變壓部bt53的內(nèi)部端子對(duì)bt01與端子對(duì)bt02可以彼此電絕緣。

參照?qǐng)D23說明本實(shí)施方式中的蓄電裝置bt00的處理流程。圖23是示出蓄電裝置bt00的處理流程的流程圖。

首先，蓄電裝置bt00取得多個(gè)電池單元bt09各自的測(cè)定電壓(步驟s001)。接著，蓄電裝置bt00判斷是否滿足減少多個(gè)電池單元bt09的電壓的不均勻的工作起始條件(步驟s002)。該條件例如可以設(shè)定為：多個(gè)電池單元bt09各自的測(cè)定電壓的最大值與最小值之差是否為預(yù)定的閾值以上等等。當(dāng)不滿足該起始條件時(shí)(步驟s002：no)，各電池單元bt09的電壓達(dá)到平衡狀態(tài)，由此蓄電裝置bt00不執(zhí)行以后的處理。另一方面，當(dāng)滿足該起始條件時(shí)(步驟s002：yes)，蓄電裝置bt00執(zhí)行減少各電池單元bt09的電壓的處理。在該處理中，蓄電裝置bt00基于每個(gè)單元的測(cè)定電壓判斷各電池單元bt09是高電壓單元還是低電壓單元(步驟s003)。接著，蓄電裝置bt00根據(jù)判斷結(jié)果決定放電電池單元組及充電電池單元組(步驟s004)。接下來，蓄電裝置bt00生成控制信號(hào)s1以及控制信號(hào)s2，控制信號(hào)s1用來將所決定的放電電池單元組設(shè)定為端子對(duì)bt01的連接對(duì)象，控制信號(hào)s2將所決定的充電電池單元組設(shè)定為端子對(duì)bt02的連接對(duì)象(步驟s005)。蓄電裝置bt00將所生成的控制信號(hào)s1及控制信號(hào)s2分別輸出到切換電路bt04及切換電路bt05。然后，由切換電路bt04對(duì)端子對(duì)bt01與放電電池單元組進(jìn)行連接，由切換電路bt05對(duì)端子對(duì)bt02與放電電池單元組進(jìn)行連接(步驟s006)。蓄電裝置bt00基于放電電池單元組所包括電池單元bt09的數(shù)量及充電電池單元組所包括電池單元bt09的數(shù)量生成變壓信號(hào)s3(步驟s007)。然后，蓄電裝置bt00基于變壓信號(hào)s3將施加到端子對(duì)bt01的放電電壓轉(zhuǎn)換為充電電壓，并將其施加到端子對(duì)bt02(步驟s008)。經(jīng)過上述步驟，放電電池單元組的電荷移動(dòng)到充電電池單元組中。

另外，在圖23的流程圖中依次順序記載有多個(gè)步驟，但是各步驟的執(zhí)行順序不局限于該順序。

根據(jù)上述實(shí)施方式，當(dāng)使電荷從放電電池單元組移動(dòng)到充電電池單元組中時(shí)，不需要像電容器方式一樣在暫時(shí)積累來自放電電池單元組的電荷之后將該電荷送至充電電池單元組的結(jié)構(gòu)。由此，可以提高每單位時(shí)間的電荷移動(dòng)效率。另外，可以由切換電路bt04及切換電路bt05分別切換放電電池單元組及充電電池單元組中與變壓電路連接的電池單元。

并且，基于放電電池單元組所包括電池單元bt09的數(shù)量及充電電池單元組所包括電池單元bt09的數(shù)量，由變壓電路bt07將被施加到端子對(duì)bt01的放電電壓轉(zhuǎn)換為充電電壓，并將其施加到端子對(duì)bt02。由此，無論怎樣選擇電池單元bt09作為放電電池單元組及充電電池單元組，都可以在沒有問題的情況下實(shí)現(xiàn)電荷的移動(dòng)。

再者，通過將os晶體管用于晶體管bt10及晶體管bt13，可以減少從不屬于充電電池單元組或放電電池單元組的電池單元bt09泄漏的電荷量。由此，可以抑制不對(duì)充電或放電作出貢獻(xiàn)的電池單元bt09的容量的降低。另外，與si晶體管相比，os晶體管對(duì)于熱的特性變動(dòng)較小。由此，即使電池單元bt09的溫度上升，也可以根據(jù)控制信號(hào)s1、s2切換導(dǎo)通狀態(tài)與非導(dǎo)通狀態(tài)而進(jìn)行正常工作。

實(shí)施方式4

在本實(shí)施方式中，對(duì)實(shí)施方式1所說明的包括二次電池的電子設(shè)備的例子加以說明。

圖24示出包括柔性二次電池的袖章型的電子設(shè)備的例子。圖24所示的袖章型裝置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二次電池。

另外，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)光裝置可采用各種模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(jī)物及無機(jī)物的el元件、有機(jī)el元件、無機(jī)el元件)、led(白色led、紅色led、綠色led、藍(lán)色led等)、晶體管(根據(jù)電流發(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(jī)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)、mirasol(注冊(cè)商標(biāo))、imod(干涉調(diào)制)元件、mems快門顯示元件、光干涉方式的mems顯示元件、電潤濕(electrowetting)元件、壓電陶瓷顯示器、以及包括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(shí)還具有對(duì)比度、亮度、反射率、透射率等因電作用或者磁作用而產(chǎn)生變化的顯示媒體。作為具有el元件的顯示裝置的一個(gè)例子，包括el顯示器等。作為具有電子發(fā)射元件的顯示裝置的一個(gè)例子，包括場致發(fā)射顯示器(fed)及sed方式平面型顯示器(sed：surface-conductionelectron-emitterdisplay，表面?zhèn)鲗?dǎo)電子發(fā)射顯示器)。作為包括液晶元件的顯示裝置的例子，包括液晶顯示器(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。作為使用電子墨水、電子粉流體(注冊(cè)商標(biāo))或電泳元件的顯示裝置的一個(gè)例子，可以舉出電子紙等。另外，在半透射型液晶顯示器或反射型液晶顯示器的情況下，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(shí)也可以將sram等存儲(chǔ)電路設(shè)置在反射電極下。因而，可以進(jìn)一步降低功耗。此外，在使用led的情況下，也可以在led電極或氮化物半導(dǎo)體下設(shè)置石墨烯或石墨。如上所述，作為石墨烯或石墨也可以層疊多個(gè)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(dǎo)體、例如具有晶體的n型gan半導(dǎo)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(dǎo)體層等來構(gòu)成led。此外，也可以在石墨烯或石墨與具有晶體的n型gan半導(dǎo)體層之間設(shè)置aln層。此外，也可以利用mocvd使led所包括的gan半導(dǎo)體層成膜。并且，當(dāng)設(shè)置石墨烯時(shí)，也可以利用濺射法使led所包括的gan半導(dǎo)體層成膜。

袖章型裝置7300優(yōu)選包括一個(gè)或多個(gè)功能元件。功能元件的一個(gè)例子為傳感器。作為傳感器，可以具有能夠測(cè)量如下因素的功能：力、位移、位置、速度、加速度、角速度、轉(zhuǎn)動(dòng)數(shù)、距離、光、液、磁、溫度、化學(xué)物質(zhì)、聲音、時(shí)間、硬度、電場、電流、電壓、電功率、輻射線、流量、濕度、斜率、振動(dòng)、氣味或紅外線。另外，袖章型裝置7300也可以包括觸摸面板、天線、發(fā)電元件及揚(yáng)聲器等功能元件。

例如，當(dāng)在夜間將袖章型裝置7300戴在使用者的手臂上并使顯示部發(fā)光時(shí)，可以提高交通安全效果。作為一個(gè)例子，當(dāng)軍人或保安員等將袖章型裝置7300戴在其上臂上時(shí)，可在匍匐前進(jìn)時(shí)實(shí)時(shí)接收來自上司的命令，并且確認(rèn)顯示在該袖章型裝置7300的顯示部上的顯示。另外，對(duì)軍人或保安員來說，很難使用無線裝置、手機(jī)或頭戴裝置，這個(gè)原因是在他們工作時(shí)戴著頭盔且兩手拿著武器或器具。有用之處在于，軍人或保安員將袖章型裝置7300戴在其上臂部位，即使在雙手占滿的情況下也可以對(duì)麥克風(fēng)等聲音輸入部進(jìn)行聲音輸入等，來進(jìn)行袖章型裝置7300的操作。

另外，也可以將袖章型裝置7300有效地利用在運(yùn)動(dòng)領(lǐng)域中。例如，當(dāng)跑馬拉松等時(shí)，選手若通過手表確認(rèn)時(shí)間，很難不暫時(shí)停止擺動(dòng)手臂而確認(rèn)時(shí)間。如果停止擺動(dòng)手臂，就會(huì)打亂跑步節(jié)奏，這有可能會(huì)導(dǎo)致干擾跑步。通過將袖章型裝置7300戴在上臂上，可以在不停止擺動(dòng)手臂的情況下可以顯示時(shí)間，還可以將其他信息(諸如，路線上的自身位置或自身健康狀態(tài)等)顯示在顯示屏幕上。并且有用之處在于，該裝置還具有如下功能：選手在不使用雙手的情況下利用聲音輸入等對(duì)該袖章型裝置7300進(jìn)行操作，利用通信功能向教練員尋求指導(dǎo)，可以通過使用揚(yáng)聲器等聲音輸出部進(jìn)行聲音輸出或加以顯示使選手確認(rèn)該指導(dǎo)。

另外，作為其他例子，在戴著頭盔的施工員將袖章型裝置7300戴在其上臂上并操作該裝置時(shí)，可以進(jìn)行通信而容易取得其他人的位置信息，以便他們可以安全工作。

圖25a至25f示出包括柔性二次電池的其他電子設(shè)備中的例子。作為包括柔性二次電池的電子設(shè)備，例如可以舉出電視裝置(也稱為電視或電視接收機(jī))、用于計(jì)算機(jī)等的顯示器、數(shù)碼相機(jī)或數(shù)碼攝像機(jī)等相機(jī)、數(shù)碼相框、手機(jī)(也稱為移動(dòng)電話、移動(dòng)電話裝置)、便攜式游戲機(jī)、便攜式信息終端、聲音再現(xiàn)裝置、彈珠機(jī)等大型游戲機(jī)等。

此外，也可以將柔性二次電池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(jìn)行組裝。

圖25a示出手機(jī)的一個(gè)例子。手機(jī)7400具備組裝在框體7401中的顯示部7402、操作按鈕7403、外部連接端口7404、揚(yáng)聲器7405、麥克風(fēng)7406等。另外，手機(jī)7400具有二次電池7407。

圖25b示出使手機(jī)7400彎曲的狀態(tài)。在利用外力使手機(jī)7400彎曲時(shí)，包括在其內(nèi)部的二次電池7407也被彎曲。圖25c示出被彎曲的二次電池7407。二次電池7407是薄型二次電池。二次電池7407在彎曲狀態(tài)下被固定。另外，二次電池7407具有與集電體電連接的導(dǎo)線電極。例如，集電體是銅箔，通過使其一部分與鎵合金化，提高集電體與活性物質(zhì)層的緊密性。由此，二次電池7407即使在彎曲狀態(tài)下也可以具有高可靠性。

圖25d示出手鐲型顯示裝置的一個(gè)例子。便攜式顯示裝置7100包括框體7101、顯示部7102、操作按鈕7103及二次電池7104。圖25e示出被彎曲的二次電池7104。當(dāng)二次電池7104以彎曲的狀態(tài)戴在使用者的手臂時(shí)，框體發(fā)生變形，二次電池7104的一部分或全部的曲率發(fā)生變化。另外，以等價(jià)圓半徑的值表示曲線的任一點(diǎn)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，框體或二次電池7104的主表面的一部分或全部在曲率半徑為40mm至150mm的范圍內(nèi)變形。在二次電池7104的主表面中的曲率半徑在40mm以上且150mm以下的范圍內(nèi)時(shí)，可以保持高可靠性。

通過作為二次電池7104使用在上述實(shí)施方式中示出的二次電池，即使在穿戴或脫下便攜式顯示裝置7100時(shí)二次電池7104變形，施加到二次電池7104的應(yīng)力也不會(huì)集中在正極極耳及負(fù)極極耳。因此，即使在反復(fù)穿戴或脫下便攜式顯示裝置7100時(shí)也可以減少正極極耳及負(fù)極極耳產(chǎn)生裂縫或斷裂的可能性。因此，可以提高便攜式顯示裝置7100的可靠性。

此外，在上述實(shí)施方式所示的二次電池中，在產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的第一部分和第二部分之間設(shè)置有包括導(dǎo)線電極的第三部分。通過將該二次電池用作二次電池7104，可以將二次電池7104的導(dǎo)線電極設(shè)置在顯示部7102附近。由此，可以無需延長導(dǎo)線地設(shè)置二次電池7104。

此外，可以以空間效率高的方式將能夠彎曲的二次電池安裝在各種電子設(shè)備中。例如，在圖25f所示的爐子7500中，在主體7512上安裝有模塊7511，模塊7511包括二次電池7501、電動(dòng)機(jī)、風(fēng)扇、送風(fēng)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(diǎn)火，然后利用二次電池7501的電力使模塊7511的電動(dòng)機(jī)和風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，可以從送風(fēng)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(shí)現(xiàn)火力強(qiáng)的爐子。再者，通過利用當(dāng)燃料燃燒時(shí)獲得的熱能，可以在上部的烤架7513上烹調(diào)。另外，爐子7500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(duì)二次電池7501進(jìn)行充電。并且，也可以從外部端子7511b輸出被充入二次電池7501的電力。

本實(shí)施方式可以與其他實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。

實(shí)施方式5

在本實(shí)施方式中，示出能夠包括實(shí)施方式1所說明的二次電池的電子設(shè)備的其他例子。

圖26a和26b示出能夠進(jìn)行對(duì)折的平板終端的例子。圖26a及26b所示的平板型終端9600包括框體9630a、框體9630b、連接框體9630a和框體9630b的可動(dòng)部9640、具有顯示部9631a及顯示部9631b的顯示部9631、顯示模式切換開關(guān)9626、電源開關(guān)9627、省電模式開關(guān)9625、扣件9629以及操作開關(guān)9628。圖26a和26b分別示出打開及閉合的平板型終端9600。

平板型終端9600在框體9630a及框體9630b的內(nèi)部具有二次電池9635。二次電池9635穿過可動(dòng)部9640設(shè)置在框體9630a及框體9630b。

可以將顯示部9631a的一部分用作觸摸面板的區(qū)域9632a，并且可以通過接觸所顯示的操作鍵9638來輸入數(shù)據(jù)。另外，圖26a示出，作為例子，顯示部9631a的一半?yún)^(qū)域只具有顯示的功能，并且另一半?yún)^(qū)域具有觸摸面板的功能。但是顯示部9631a不局限于該結(jié)構(gòu)，也可以采用顯示部9631a的整個(gè)區(qū)域具有觸摸面板的功能的結(jié)構(gòu)。例如，可以使顯示部9631a的整個(gè)區(qū)域顯示鍵盤按鈕并將其用作觸摸面板，并且將顯示部9631b用作顯示屏。

此外，與顯示部9631a同樣，顯示部9631b的一部分也可以成為觸摸面板的區(qū)域9632b。當(dāng)使用手指或觸屏筆等接觸觸摸面板上顯示的鍵盤顯示切換按鈕9639時(shí)，可以在顯示部9631b上顯示鍵盤。

可以對(duì)觸摸面板的區(qū)域9632a和觸摸面板的區(qū)域9632b同時(shí)進(jìn)行觸摸輸入。

顯示模式用切換開關(guān)9626能夠在橫屏模式和豎屏模式之間和黑白顯示和彩色顯示等之間切換。省電模式開關(guān)9625可以根據(jù)通過平板終端9600所內(nèi)置的光傳感器所檢測(cè)的使用時(shí)的外光的光量調(diào)節(jié)顯示亮度。平板終端除了光傳感器以外還可以內(nèi)置其他檢測(cè)裝置，如檢測(cè)傾斜度的傳感器，例如陀螺儀或加速度傳感器。

此外，圖26a示出顯示部9631b的顯示面積與顯示部9631a的顯示面積相同的例子，但是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式不局限于此，既可以使一個(gè)的尺寸和另一個(gè)的尺寸不同，也可以使它們的顯示質(zhì)量有差異。例如顯示部9631a和9631b中的一個(gè)可以顯示比另一個(gè)更高精細(xì)的圖像。

在圖26b中平板型終端閉合的狀態(tài)。平板型終端包括框體9630、太陽能電池9633、具備dc-dc轉(zhuǎn)換器9636的充放電控制電路9634。另外，將本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池用作二次電池9635。

此外，平板型終端9600能夠折疊，以便在不使用時(shí)可以使框體9630a及框體9630b彼此重疊。由此，可以保護(hù)顯示部9631a和顯示部9631b，這可以提高平板終端9600的耐久性。此外，本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池的二次電池9635具有柔性，可以反復(fù)彎曲而不使充放電容量明顯減少。因此可以提供一種可靠性高的平板型終端。

圖26a和26b所示的平板型終端還可以具有如下功能：顯示各種各樣的數(shù)據(jù)(例如，靜態(tài)圖像、動(dòng)態(tài)圖像、文字圖像)；將日歷、日期或時(shí)刻等顯示在顯示部上；通過觸摸輸入對(duì)顯示在顯示部上的數(shù)據(jù)進(jìn)行操作或編輯的觸摸輸入；通過各種軟件(程序)控制處理等。

通過利用安裝在平板型終端的表面上的太陽能電池9633，可以將電力供應(yīng)到觸摸面板、顯示部和圖像信號(hào)處理器等。另外，太陽能電池9633可以設(shè)置在框體9630的一面或兩面，并且可以高效地對(duì)二次電池9635進(jìn)行充電，所以是優(yōu)選的。另外，當(dāng)使用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池作為二次電池9635時(shí)，可以抑制伴隨反復(fù)充放電的放電容量降低，由此可以實(shí)現(xiàn)能夠長期使用的平板型終端。

參照?qǐng)D26c所示的方框圖而對(duì)圖26b所示的充放電控制電路9634的結(jié)構(gòu)和操作進(jìn)行說明。圖26c示出太陽能電池9633、二次電池9635、dc-dc轉(zhuǎn)換器9636、轉(zhuǎn)換器9637、開關(guān)sw1至sw3以及顯示部9631，二次電池9635、dc-dc轉(zhuǎn)換器9636、轉(zhuǎn)換器9637、開關(guān)sw1至sw3對(duì)應(yīng)于圖26b所示的充放電控制電路9634。

首先，描述在利用外部光使太陽能電池9633發(fā)電的情況下操作的例子。使用dc-dc轉(zhuǎn)換器9636對(duì)太陽能電池所產(chǎn)生的電力進(jìn)行升壓或降壓至用來對(duì)二次電池9635進(jìn)行充電的電壓。當(dāng)利用來自太陽能電池9633的電力使顯示部9631工作時(shí)，使開關(guān)sw1導(dǎo)通，并且，利用轉(zhuǎn)換器9637將其升壓或降壓到工作顯示部9631所需要的電壓。另外，當(dāng)不進(jìn)行顯示部9631中的顯示時(shí)，使開關(guān)sw1截止且使開關(guān)sw2導(dǎo)通來可以對(duì)二次電池9635進(jìn)行充電。

注意，作為發(fā)電手段的一個(gè)例子示出太陽能電池9633，但是本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式不局限于此。另外，也可以使用壓電元件(piezoelectricelement)或熱電轉(zhuǎn)換元件(珀耳帖元件，peltierelement)等其他發(fā)電手段對(duì)二次電池9635進(jìn)行充電。例如，二次電池9635也可以使用使用能夠以無線(不接觸)的方式傳輸和接收電力來進(jìn)行充電的無線電力傳輸模塊進(jìn)行充電，或與任意其他充電方式組合使用。

另外，可以將實(shí)施方式1所說明的二次電池安裝在圖27a至27c所示的可穿戴裝置。

例如，可以將二次電池設(shè)置在如圖27a所示的眼鏡型設(shè)裝置400中。眼鏡型設(shè)裝置400包括鏡框400a和顯示部400b。通過將二次電池設(shè)置在具有彎曲形狀的鏡框400a的鏡腿部，眼鏡型設(shè)裝置400可以實(shí)現(xiàn)良好的重量平衡性且長時(shí)間連續(xù)地使用的眼鏡型設(shè)裝置400。

可以將二次電池安裝在耳麥型裝置401中。耳麥型裝置401至少包括麥克風(fēng)部401a、柔性管401b和耳機(jī)部401c。在柔性管401b中及耳機(jī)部401c中可以設(shè)置二次電池。

此外，可以將二次電池設(shè)置在能夠直接附著在身體上的裝置402中?？梢栽谘b置402的薄型框體402a中設(shè)置二次電池402b。

另外，可以將二次電池設(shè)置在能夠附著于衣服的裝置403中?？梢栽谘b置403的薄型框體403a中設(shè)置二次電池403b。

另外，可以將二次電池設(shè)置在手表型裝置405中。手表型裝置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)置二次電池。并且，在上述實(shí)施方式所示的二次電池中，在產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的第一部分和第二部分之間設(shè)置有包括導(dǎo)線電極的第三部分。例如，當(dāng)將該二次電池7104用于手表帶部405b時(shí)，可以將二次電池的導(dǎo)線電極設(shè)置在顯示部405a附近。因此，可以無需延長導(dǎo)線地設(shè)置二次電池7104。

另外，可以將二次電池設(shè)置在腰帶型裝置406中。腰帶型裝置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)部設(shè)置二次電池。

另外，可以將實(shí)施方式1所說明的二次電池設(shè)置在圖27b所示的手環(huán)型裝置407中。手環(huán)型裝置407在容器407a中包括兩個(gè)彎曲的二次電池407b。另外，在容器407a的表面上設(shè)置有彎曲的顯示部407c。關(guān)于可用于顯示部407c的顯示部，可以參考圖24的顯示部的記載。手環(huán)型裝置407包括連接部407d及鉸鏈部407e。以鉸鏈部407e為軸可以使連接部407d與鉸鏈部407e之間的部分隨意移動(dòng)。另外，經(jīng)過設(shè)置在連接部407d中的外部端子可以進(jìn)行充電等。

另外，也可以將在上述實(shí)施方式描述的二次電池設(shè)置在圖27c所示的可穿戴裝置410?？纱┐餮b置410包括傳感器部413、顯示部415、手表帶部414，例如可以將可穿戴裝置410戴在手腕等上。彎曲的二次電池412設(shè)置于手表帶部414上。

通過使用在上述實(shí)施方式中示出的二次電池作為二次電池412，即使在穿戴或脫下可穿戴裝置410時(shí)二次電池412變形，應(yīng)力也不會(huì)集中在二次電池412的正極極耳及負(fù)極極耳。因此，可以減小反復(fù)穿戴或脫下可穿戴裝置410時(shí)正極極耳及負(fù)極極耳產(chǎn)生裂縫或斷裂的可能性。因此，可以提高可穿戴裝置410的可靠性。

在上述實(shí)施方式所示的二次電池中，在產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的第一部分和第二部分之間設(shè)置有包括導(dǎo)線電極的第三部分。通過將該二次電池用作二次電池412，可以將二次電池412的導(dǎo)線電極設(shè)置在傳感器部413、顯示部415附近。因此，可以無需延長導(dǎo)線地設(shè)置二次電池412。

圖28示出其他電子設(shè)備的例子。在圖28中，顯示裝置8000是使用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池8004的電子設(shè)備的一個(gè)例子。具體而言，顯示裝置8000相當(dāng)于電視廣播接收用顯示裝置，包括框體8001、顯示部8002、揚(yáng)聲器部8003及二次電池8004等。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池8004設(shè)置在框體8001的內(nèi)部。顯示裝置8000既可以接受來自商業(yè)電源的電力供應(yīng)，又可以使用蓄積在二次電池8004中的電力。因此，即使當(dāng)由于停電等不能接受來自商業(yè)電源的電力供應(yīng)時(shí)，通過將根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池8004用作不間斷電源，也可以工作顯示裝置8000。

對(duì)于顯示部8002，可以使用諸如液晶顯示裝置、在每個(gè)像素中具備發(fā)光元件如有機(jī)el元件等的發(fā)光裝置、電泳顯示裝置、dmd(數(shù)字微鏡裝置，digitalmicromirrordevice)、pdp(等離子體顯示面板，plasmadisplaypanel)或fed(場致發(fā)射顯示器，fieldemissiondisplay)等半導(dǎo)體顯示裝置。

另外，除了電視廣播接收用的顯示裝置之外，顯示裝置還包括所有用于顯示信息的顯示裝置，例如用于個(gè)人計(jì)算機(jī)的顯示裝置或用于廣告顯示的顯示裝置等。

在圖28中，安鑲型照明裝置8100是使用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池8103的電子設(shè)備的一個(gè)例子。具體而言，照明裝置8100包括框體8101、光源8102及二次電池8103等。雖然在圖28中示出二次電池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，但是二次電池8103也可以設(shè)置在框體8101的內(nèi)部。照明裝置8100既可以接受來自商業(yè)電源的電力供應(yīng)，又可以使用蓄積在二次電池8103中的電力。因此，即使當(dāng)由于停電等不能接受來自商業(yè)電源的電力供應(yīng)時(shí)，通過將本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池8103用作不間斷電源，也可以工作照明裝置8100。

另外，雖然在圖28中示出設(shè)置在天花板8104的安鑲型照明裝置8100，但是可以將根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池用作設(shè)置在天花板8104以外(例如側(cè)壁8105、地板8106或窗戶8107等)的安鑲型照明裝置，又可以用作臺(tái)式照明裝置等。

作為光源8102，可以使用利用電力人造發(fā)光的人造光源。具體而言，作為上述人造光源的例子，可以舉出白熾燈泡、放電燈如熒光燈以及發(fā)光元件led和有機(jī)el元件。

在圖28中，包括室內(nèi)機(jī)8200及室外機(jī)8204的空調(diào)器是使用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池8203的電子設(shè)備的一個(gè)例子。具體而言，室內(nèi)機(jī)8200包括框體8201、送風(fēng)口8202及二次電池8203等。雖然在圖28中例示出二次電池8203設(shè)置在室內(nèi)機(jī)8200中的情況，但是二次電池8203也可以設(shè)置在室外機(jī)8204中。或者，也可以在室內(nèi)機(jī)8200和室外機(jī)8204中均設(shè)置有二次電池8203?？照{(diào)器既可以接受來自商業(yè)電源的電力供應(yīng)，又可以使用蓄積在二次電池8203中的電力。尤其是，當(dāng)在室內(nèi)機(jī)8200和室外機(jī)8204中均設(shè)置有二次電池8203時(shí)，即使當(dāng)由于停電等不能接受來自商業(yè)電源的電力供應(yīng)時(shí)，通過將本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池8203用作不間斷電源，也可以工作空調(diào)器。

另外，雖然在圖28中示由室內(nèi)機(jī)和室外機(jī)構(gòu)成的分體式空調(diào)器作為例子，但是也可以將本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池用于將室內(nèi)機(jī)功能和室外機(jī)功能集成在一個(gè)框體中的一體式空調(diào)器。

在圖28中，電冷藏冷凍箱8300是使用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池8304的電子設(shè)備的一個(gè)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及二次電池8304等。在圖28中，二次電池8304設(shè)置在框體8301的內(nèi)部。電冷藏冷凍箱8300既可以接受來自商業(yè)電源的電力供應(yīng)，又可以使用蓄積在二次電池8304中的電力。因此，即使當(dāng)由于停電等不能接受來自商業(yè)電源的電力供應(yīng)時(shí)，通過將本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的二次電池8304用作不間斷電源，也可以工作電冷藏冷凍箱8300。

本實(shí)施方式可以與任意其他實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。

實(shí)施方式6

在本實(shí)施方式中，示出將實(shí)施方式1所說明的二次電池安裝在車輛中的例子。

當(dāng)將二次電池安裝在車輛中時(shí)，可以產(chǎn)生新一代清潔能源汽車，如混合動(dòng)力汽車(hev)、電動(dòng)汽車(ev)或插電式混合動(dòng)力汽車(phev)。

圖29a和29b分別示出使用本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式的車輛的例子。圖29a所示的汽車8400是以電動(dòng)機(jī)的電力行駛的電動(dòng)汽車?；蛘?，汽車8400是能夠適當(dāng)?shù)厥褂秒妱?dòng)機(jī)或發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)的混合動(dòng)力汽車。本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方式可以實(shí)現(xiàn)行駛距離長的車輛。汽車8400具備二次電池。二次電池不但可以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，而且還可以將電力供應(yīng)到發(fā)光裝置如車頭燈8401或室內(nèi)燈(未圖示)。

二次電池可以將電力供應(yīng)到汽車8400所具有的速度表或轉(zhuǎn)速計(jì)等顯示裝置。此外，二次電池可以將電力供應(yīng)到汽車8400所具有的半導(dǎo)體裝置，如導(dǎo)航系統(tǒng)等。

圖29b示出包括二次電池的汽車8500。當(dāng)利用插電方式或非接觸供電方式等從外部的充電設(shè)備對(duì)二次電池供應(yīng)電力時(shí)，可以對(duì)汽車8500進(jìn)行充電。在圖29b中利用地上設(shè)置型充電裝置8021通過電纜8022對(duì)包括在汽車8500中的蓄電裝置進(jìn)行充電。當(dāng)進(jìn)行充電時(shí)，作為充電方法或連接器的規(guī)格等，可以適當(dāng)?shù)夭捎胏hademo(注冊(cè)商標(biāo))或聯(lián)合充電系統(tǒng)“combinedchargingsystem”等的規(guī)定的方式。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。通過利用插電技術(shù)從外部供應(yīng)電力，可以對(duì)安裝在汽車8500中的二次電池進(jìn)行充電?？梢酝ㄟ^轉(zhuǎn)換裝置如acdc轉(zhuǎn)換器等將交流電力轉(zhuǎn)換成直流電力來進(jìn)行充電。

另外，雖然未圖示，但是也可以將電力接收裝置安裝在車輛中并從地上送電裝置以非接觸的方式供應(yīng)電力來進(jìn)行充電。當(dāng)利用非接觸供電方式時(shí)，通過在公路或外壁中組裝送電裝置，不但在電動(dòng)車停止時(shí)而且在行駛中可以進(jìn)行充電。此外，也可以利用該非接觸供電方式來進(jìn)行車輛之間的電力發(fā)送及接收。再者，還可以在車輛的外部設(shè)置太陽能電池來在車輛停止時(shí)或行駛時(shí)進(jìn)行二次電池的充電?？梢岳秒姶鸥袘?yīng)方式或磁場共振方式實(shí)現(xiàn)這樣的非接觸方式的供電。

另外，可以將包括在車輛中的二次電池用作對(duì)車輛之外的產(chǎn)品供應(yīng)電力的電力供應(yīng)源。這樣，可以避免在電力需求高峰時(shí)使用商業(yè)電源。

本實(shí)施方式可以與任意其他實(shí)施方式適當(dāng)?shù)亟M合而實(shí)施。

附圖標(biāo)記說明

10：二次電池；11：第一部分；12：第二部分；13：第三部分；21：第一方向；22：第二方向；101：正極集電體；102：正極活性物質(zhì)層；103：隔離體；104：電解液；105：負(fù)極集電體；106：負(fù)極活性物質(zhì)層；107a：外包裝體；107b：外包裝體；107c：外包裝體；107d：外包裝體；107e：外包裝體；107f：外包裝體；107ab：接合部；107ac：接合部；107bc：接合部；111：正極；111a：正極；111b：正極；115：負(fù)極；115a：負(fù)極；115b：負(fù)極；120：密封層；121：正極導(dǎo)線；125：負(fù)極導(dǎo)線；130：緩沖劑；321：石墨烯；322：正極活性物質(zhì)；331：區(qū)域；332：區(qū)域；333：區(qū)域；400：眼鏡型裝置；400a：眼鏡架；400b：顯示部；401：耳麥型裝置；401a：麥克風(fēng)部；401b：軟管；401c：耳機(jī)部；402：裝置；402a：框體；402b：二次電池；403：裝置；403a：框體；403b：二次電池；405：手表型裝置；405a：顯示部；405b：手表帶部；406：腰帶型裝置；406a：腰帶部；406b：無線供電受電部；407：腕環(huán)型裝置；407a：容器；407b：二次電池；407c：顯示部；407d：連接部；407e：鉸鏈部；410：可穿戴裝置；412：二次電池；413：傳感器部；414：手表帶部；415：顯示部；7100：便攜式顯示裝置；7101：框體；7102：顯示部；7103：操作按鈕；7104：二次電池；7300：袖章型裝置；7301：手臂；7400：手機(jī)；7401：框體；7402：顯示部；7403：操作按鈕；7404：外部連接端口；7405：揚(yáng)聲器；7406：麥克風(fēng)；7407：二次電池；7500：爐子；7501：二次電池；7511：模塊；7511a：送風(fēng)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(yáng)聲器部；8004：二次電池；8021：充電裝置；8022：電纜；8100：照明裝置；8101：框體；8102：光源；8103：二次電池；8104：天花板；8105：側(cè)壁；8106：地板；8107：窗戶；8200：室內(nèi)機(jī)；8201：框體；8202：送風(fēng)口；8203：二次電池；8204：室外機(jī)；8300：電冷藏冷凍箱；8301：框體；8302：冷藏室門；8303：冷凍室門；8304：二次電池；8400：汽車；8401：車頭燈；8500：汽車；9600：平板型終端；9625：開關(guān)；9626：開關(guān)；9627：電源開關(guān)；9628：操作開關(guān)；9629：扣件；9630：框體；9630a：框體；9630b：框體；9631：顯示部；9631a：顯示部；9631b：顯示部；9632a：區(qū)域；9632b：區(qū)域；9633：太陽能電池；9634：充放電控制電路；9635：二次電池；9636：dc-dc轉(zhuǎn)換器；9637：轉(zhuǎn)換器；9638：操作鍵；9639：按鈕；9640：可動(dòng)部；bt00：蓄電裝置；bt01：端子對(duì)；bt02：端子對(duì)；bt03：控制電路；bt04：電路；bt05：電路；bt06：變壓控制電路；bt07：變壓電路；bt08：電池部；bt09：電池單元；bt10：晶體管；bt11：總線；bt12：總線；bt13：晶體管；bt14：電流控制開關(guān)；bt15：總線；bt16：總線；bt17：開關(guān)對(duì)；bt18：開關(guān)對(duì)；bt21：晶體管對(duì)；bt22：晶體管；bt23：晶體管；bt24：總線；bt25：總線；bt31：晶體管對(duì)；bt32：晶體管；bt33：晶體管；bt34：總線；bt35：總線；bt41：電池控制單元；bt51：絕緣型dcdc轉(zhuǎn)換器；bt52：開關(guān)部；bt53：變壓部；s1：控制信號(hào)；s2：控制信號(hào)；s3：變壓信號(hào)；sw1：開關(guān)；sw2：開關(guān)；sw3：開關(guān)

本申請(qǐng)基于2015年1月23日提交到日本專利局的日本專利申請(qǐng)no.2015-010992，通過引用將其完整內(nèi)容并入在此。