二次电池、电子设备及车辆的制作方法

distribution and x-ray absorption near-edge structure in o3-and o2-lithiumcobalt oxides from first-principle calculation”，journal of materials chemistry，2012，22，p.17340-17348[非专利文献2]motohashi，t.et al，”electronic phase diagram of the layered cobalt oxide system lixcoo2(0.0≤x≤1.0)”，physical review b，80(16)；165114[非专利文献3]zhaohui chen et al，“staging phase transitions in lixcoo
2”，journal of the electrochemical society，2002，149(12)a1604-a1609[非专利文献4]w.e.counts et al，“flouride model systems：ii、the binary systems caf
2-bef2，mgf
2-bef2，and lif-mgf
2”，journal of the american ceramic society，(1953)36[1]12-17.fig.01471[非专利文献5]belsky，a.et al.，“new developments in the inorganic crystal structure database(icsd)：accessibility in support of materials research and design”，acta cryst.，(2002)b58 364-369


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
[0012]
本发明的一个方式的目的之一是提供一种大容量且充放电循环特性良好的锂离子二次电池及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种能够进行高速充电的二次电池及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种大容量二次电池及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种充放电特性良好的二次电池及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种即使长时间保持高电压充电状态也抑制容量下降的二次电池及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种安全性或可靠性高的二次电池及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种在高温下也抑制容量下降的二次电池及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种寿命长的二次电池及其制造方法。
[0013]
本发明的一个方式的目的之一是提供一种非常良好的二次电池，该二次电池能够进行高速充电，可以在高温下使用，可以提高充电电压而提高能量密度，并且安全且寿命长。
[0014]
本发明的一个方式的目的之一是提供一种大容量且充放电循环特性良好的锂离子二次电池用正极活性物质及其制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种高生产率的正极活性物质的制造方法。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种正极活性物质，该正极活性物质在被包含在锂离子二次电池中时抑制由充放电循环引起的容量下降。另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种即使长时间保持高电压充电状态也可以抑制钴等过渡金属的溶解的正极活性物质。
[0015]
另外，本发明的一个方式的目的之一是提供一种新颖的物质、活性物质粒子、蓄电装置或它们的制造方法。
[0016]
注意，这些目的的记载不妨碍其他目的的存在。注意，本发明的一个方式并不需要实现所有上述目的。另外，可以从说明书、附图、权利要求书的记载中抽取上述目的以外的
目的。解决技术问题的手段
[0017]
本发明的一个方式是一种二次电池，包括正极、负极、电解液以及外包装体，正极包含正极活性物质，正极活性物质包含锂、钴、氧、镁及氟，正极活性物质所包含的镁的原子数为正极活性物质所包含的钴的原子数的0.001倍以上且0.1倍以下，正极活性物质包括具有层状岩盐型晶体结构的区域，电解液包括离子液体，外包装体包括金属层及层叠于金属层上的聚合物层，聚合物层包括与电解液接触的区域。
[0018]
另外，在上述结构中，优选的是，离子液体包含以通式(g1)表示的咪唑鎓阳离子，r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基，r5表示烷基或由选自c、o、si、n、s、p的原子中的两个以上构成的主链。
[0019]
[化学式1]
[0020]
另外，在上述结构中，优选的是，离子液体包含以通式(g2)表示的吡啶鎓阳离子，r6表示烷基或由选自c、o、si、n、s、p的原子中的两个以上构成的主链，r7至r
11
分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基。
[0021]
[化学式2]
[0022]
另外，在上述结构中，离子液体优选包含季铵阳离子。
[0023]
另外，在上述结构中，优选的是，季铵阳离子为选自通式(g4)、通式(g5)及通式(g6)中的一个以上，r
12
至r
17
及r
18
至r
24
分别独立地表示碳原子数为1以上且20以下的烷基、甲氧基、甲氧甲基、甲氧乙基和氢原子中的任意个，n及m为1以上且3以下，α为0以上且6以下，β为0以上且6以下，x或y表示作为取代基的碳原子数为1以上且4以下的直链状或侧链状的烷基、碳原子数为1以上且4以下的直链状或侧链状的烷氧基或者碳原子数为1以上且4以下的直链状或侧链状的烷氧烷基。
[0024]
[化学式3]
[0025]
[化学式4]
[0026]
[化学式5]
[0027]
另外，在上述结构中，优选的是，离子液体包含以通式(g7)表示的叔锍阳离子，r
25
至r
27
分别独立地表示氢原子、碳原子数为1以上且4以下的烷基、苯基或者由选自c、o、si、n、s、p的原子中的两个以上构成的主链。
[0028]
[化学式6]
[0029]
另外，在上述结构中，优选的是，离子液体包含以通式(g8)表示的季鏻阳离子，r
32
至r
35
分别独立地表示氢原子、碳原子数为1以上且4以下的烷基、苯基或者由选自c、o、si、n、s、p的原子中的两个以上构成的主链。
[0030]
[化学式7]
[0031]
另外，在上述结构中，优选的是，作为离子液体的阴离子包含(fso2)2n-或(cf3so2)2n-。
[0032]
另外，在上述结构中，优选的是，作为离子液体的阴离子包含(fso2)2n-或(cf3so2)2n-，并且负极包含石墨。
[0033]
另外，本发明的一个方式是一种二次电池，包括正极、负极、电解液以及外包装体，其中，正极包含正极活性物质，正极活性物质包含锂、钴、氧、镁及氟，正极活性物质包括具有层状岩盐型晶体结构的区域，电解液包括离子液体，离子液体包含选自芳香族阳离子、季铵阳离子、叔锍阳离子及季鏻阳离子中的一个以上的阳离子，外包装体包括金属层及层叠于金属层上的聚合物层，聚合物层包括与电解液接触的区域，负极包含石墨，并且当在25℃环境下直到电池电压为4.5v为止进行恒流充电而直到电流值为0.01c为止进行恒压充电之后通过利用cukα1射线的粉末x射线衍射对正极进行分析时，在2θ为19.10
°
以上且19.50
°
以下处及2θ为45.45
°
以上且45.65
°
以下处分别具有衍射峰。
[0034]
另外，在上述结构中，优选的是，作为离子液体的阴离子包含(fso2)2n-或(cf3so2)2n-。
[0035]
另外，本发明的一个方式是一种二次电池，包括：正极；负极；以及电解液，其中正
极包含正极活性物质，正极活性物质包含锂、钴及氧，在充电时的温度为第一温度以上且低于第二温度的范围时将充电的上限电压设为第一值，在充电时的温度为第二温度以上时将充电的上限电压设为第二值，第一温度为5℃以上且低于15℃，第二温度为25℃以上且低于55℃，第一值比第二值高0.02v以上，并且，第一值为4.45v以上且4.6v以下。
[0036]
另外，在上述结构中，正极活性物质优选包含镁及氟。
[0037]
另外，在上述结构中，负极优选包含石墨。
[0038]
另外，本发明的一个方式是一种电子设备，包括：上述中的任一个所记载的二次电池：以及温度传感器。
[0039]
另外，本发明的一个方式是一种车辆，包括：上述中的任一个所记载的二次电池；以及温度传感器。发明效果
[0040]
通过本发明的一个方式，可以提供一种大容量且充放电循环特性良好的锂离子二次电池及其制造方法。另外，通过本发明的一个方式，可以提供一种能够进行高速充电的二次电池及其制造方法。另外，通过本发明的一个方式，可以提供一种即使长时间保持高电压充电状态也抑制容量下降的二次电池及其制造方法。另外，通过本发明的一个方式，可以提供一种安全性或可靠性高的二次电池及其制造方法。另外，通过本发明的一个方式，可以提供一种在高温下也抑制容量下降的二次电池及其制造方法。另外，通过本发明的一个方式，可以提供一种寿命长的二次电池及其制造方法。
[0041]
通过本发明的一个方式，可以提供一种非常良好的二次电池，该二次电池能够进行高速充电，可以在高温下使用，可以提高充电电压而提高能量密度，并且安全且寿命长。
[0042]
通过本发明的一个方式，可以提供一种大容量且充放电循环特性良好的锂离子二次电池用正极活性物质及其制造方法。或者，通过本发明的一个方式，可以提供一种高生产率的正极活性物质的制造方法。或者，通过本发明的一个方式，可以提供一种正极活性物质，该正极活性物质在被包含在锂离子二次电池中时抑制由充放电循环引起的容量下降。或者，通过本发明的一个方式，可以提供一种即使长时间保持高电压充电状态也可以抑制钴等过渡金属的溶解的正极活性物质。
[0043]
本发明的一个方式可以提供一种新颖的物质、活性物质粒子、蓄电装置或它们的制造方法。
[0044]
注意，这些效果的记载不妨碍其他效果的存在。注意，本发明的一个方式并不需要具有所有上述效果。另外，说明书、附图以及权利要求书等的记载中显然存在上述效果以外的效果，可以从说明书、附图以及权利要求书等的记载中获得上述效果以外的效果。附图简要说明
[0045]
图1是示出二次电池的例子的图。图2a是示出二次电池的截面的例子的图。图2b是示出二次电池的截面的例子的图。图3是示出二次电池的例子的图。图4a是示出电极的例子的图。图4b是示出二次电池的制造方法的例子的图。图4c是示出二次电池的制造方法的例子的图。图5a是示出二次电池的制造方法的例子的图。图5b是示出二次电池的制造方法的
例子的图。图6a是示出电极的例子的图。图6b是示出二次电池的制造方法的例子的图。图6c是示出二次电池的制造方法的例子的图。图6d是示出二次电池的制造方法的例子的图。图7a是示出二次电池的结构例子的图。图7b是示出二次电池的结构例子的图。图7c是示出二次电池的结构例子的图。图8是示出二次电池的结构例子的图。图9a是示出电池组的结构例子的图。图9b是示出电池组的结构例子的图。图10a是示出电池组的结构例子的图。图10b是示出电池组的结构例子的图。图10c是示出电池组的结构例子的图。图10d是示出电池组的结构例子的图。图11a是说明可弯曲的二次电池的图。图11b是说明可弯曲的二次电池的图。图11c是说明可弯曲的二次电池的图。图11d是说明可弯曲的二次电池的图。图11e是说明可弯曲的二次电池的图。图12a是说明曲率半径的图。图12b是说明曲率半径的图。图12c是说明曲率半径的图。图13a是说明曲率半径的图。图13b是说明曲率半径的图。图13c是说明曲率半径的图。图13d是说明曲率半径的图。图14a示出圆筒型二次电池的例子。图14b示出圆筒型二次电池的例子。图14c示出多个圆筒型二次电池的例子。图14d示出包括多个圆筒型二次电池的蓄电系统的例子。图15a示出电池组的结构例子。图15b示出电池组的结构例子。图15c示出电池组的结构例子。图16a示出蓄电系统的结构例子。图16b示出蓄电系统的制造方法的例子。图16c示出蓄电系统的制造方法的例子。图16d示出蓄电系统的制造方法的例子。图17a是说明车辆的一个例子的图。图17b是说明车辆的一个例子的图。图17c是说明车辆的一个例子的图。图18a是说明车辆的一个例子的图。图18b是说明蓄电系统的一个例子的图。图19a是说明电子设备的一个例子的图。图19b是说明电子设备的一个例子的图。图19c是说明电子设备的一个例子的图。图20是说明电子设备的一个例子的图。图21a是说明电子设备的一个例子的图。图21b是说明电子设备的一个例子的图。图21c是说明二次电池的一个例子的图。图21d是说明电子设备的一个例子的图。图21e是说明二次电池的一个例子的图。图21f是说明电子设备的一个例子的图。图21g是说明电子设备的一个例子的图。图22是说明电子设备的例子的图。图23a是说明电子设备的例子的图。图23b是说明电子设备的例子的图。图23c是说明电子设备的例子的图。图24a是示出二次电池的循环特性的图。图24b是示出二次电池的循环特性的图。图25是示出二次电池的循环特性的图。图26a是示出二次电池的充放电曲线的图。图26b是示出二次电池的充放电曲线的图。
图27a是示出二次电池的充放电曲线的图。图27b是示出二次电池的充放电曲线的图。图28a是示出二次电池的充放电曲线的图。图28b是示出二次电池的充放电曲线的图。图29a是示出二次电池的充放电曲线的图。图29b是示出二次电池的充放电曲线的图。图30a是示出二次电池的充放电曲线的图。图30b是示出二次电池的充放电曲线的图。图31是示出二次电池的充放电曲线的图。实施发明的方式
[0046]
下面，参照附图对本发明的实施方式进行详细说明。注意，本发明不局限于以下说明，所属技术领域的普通技术人员可以很容易地理解一个事实就是其方式和详细内容可以被变换为各种形式。此外，本发明不应该被解释为仅限定在下面的实施方式所记载的内容中。
[0047]
在本说明书等中，以密勒指数表示结晶面和取向。在本说明书等中，由于专利申请中的符号限定，有时对数字前附上-(负数符号)来表示结晶面和取向，代替对数字附上上标横线。另外，以“[]”表示示出结晶内的取向的个别方位，以“《》”表示示出所有等价晶向的集合方位，以“()”表示示出结晶面的个别面，以“{}”表示具有等价对称性的集合面。
[0048]
在本说明书等中，偏析是指在包含多个元素(例如a、b、c)的固体中某个元素(例如，b)在空间上不均匀地分布的现象。
[0049]
在本说明书等中，活性物质等的粒子的表层部是指从表面至10nm左右的区域。另外，因裂口或裂缝形成的面也可以称为表面。将比表层部更深的区域称为内部。
[0050]
在本说明书等中，包含锂及过渡金属的复合氧化物所具有的层状岩盐型晶体结构是指如下晶体结构：具有阳离子和阴离子交替排列的岩盐型离子排列，过渡金属和锂有规律地排列而形成二维平面，因此其中锂可以二维扩散。另外，也可以包括阳离子或阴离子的空位等缺陷。严格而言，层状岩盐型晶体结构有时为岩盐型结晶的晶格变形而成的结构。
[0051]
另外，在本说明书等中，岩盐型晶体结构是指其中阳离子和阴离子交替排列的结构。另外，也可以包括阳离子或阴离子的空位。
[0052]
另外，在本说明书等中，包含锂和过渡金属的复合氧化物所具有的拟尖晶石型晶体结构是指空间群r-3m，即：虽然不是尖晶石型晶体结构，但是钴、镁等的离子占氧6配位位置，阳离子的配列与尖晶石型具有相似的对称性的晶体结构。另外，有时拟尖晶石型晶体结构存在锂等的轻元素占氧4配位位置的情况，在该情况下离子的配列也具有与尖晶石型相似的对称性。
[0053]
另外，虽然拟尖晶石型晶体结构在层间无规律地含有li，但是也可以具有与cdcl2型晶体结构类似的晶体结构。该与cdcl2型类似的晶体结构近似于使镍酸锂充电至充电深度0.94(li
0.06
nio2)的晶体结构，但是纯钴酸锂或含有大量钴的层状岩盐型的正极活性物质通常不具有这样的晶体结构。
[0054]
层状岩盐型结晶及岩盐型结晶的阴离子具有立方最紧密堆积结构(面心立方格子结构)。可以推测拟尖晶石型结晶中的阴离子也具有立方最紧密堆积结构。当这些结晶接触
时，存在阴离子所构成的立方最紧密堆积结构的取向一致的结晶面。层状岩盐型结晶及拟尖晶石型结晶的空间群为r-3m，即与岩盐型结晶的空间群fm-3m(一般的岩盐型结晶的空间群)及fd-3m(具有最简单的对称性的岩盐型结晶的空间群)不同，因此层状岩盐型结晶及拟尖晶石型结晶与岩盐型结晶的满足上述条件的结晶面的密勒指数不同。在本说明书中，有时在层状岩盐型结晶、拟尖晶石型结晶及岩盐型结晶中，阴离子所构成的立方最紧密堆积结构的取向一致是指结晶取向大致一致。
[0055]
二次电池例如包括正极及负极。作为构成正极的材料可以举出正极活性物质。例如，正极活性物质是进行贡献于充放电的容量的反应的物质。另外，正极活性物质也可以在其一部分包括不贡献于充放电的容量的物质。
[0056]
在本说明书等中，本发明的一个方式的正极活性物质有时记为正极材料或用于二次电池的正极材料等。另外，在本说明书等中，本发明的一个方式的正极活性物质优选包含化合物。另外，在本说明书等中，本发明的一个方式的正极活性物质优选包括组成物。另外，在本说明书等中，本发明的一个方式的正极活性物质优选包括复合体。
[0057]
(实施方式1)在本实施方式中，说明本发明的一个方式的二次电池的例子。
[0058]
在二次电池中，通过提高充电电压可以增大放电容量。另外，也可以提高能量密度。
[0059]
另一方面，二次电池在提高充电电压时有时显著地发生伴随充放电循环的容量下降。例如，有时正极活性物质的晶体结构在高充电电压下成为不稳定。
[0060]
例如，考虑作为正极活性物质使用包含成为载体离子的金属(以下，金属a)的材料的情况。随着充电反应，从正极活性物质脱离金属a。随着充电电压提高，从正极活性物质脱离多量金属a，有时正极活性物质的晶体结构发生很大变化。在伴随金属a的嵌入和脱离的晶体结构的变化不可逆的情况下，晶体结构逐渐地崩塌而有时显著地发生伴随充放电循环的容量下降。
[0061]
使用本发明的一个方式的正极活性物质的二次电池即使以高充电电压反复进行充电也可以抑制晶体结构的崩塌而可以抑制伴随充放电循环的容量下降。
[0062]
另外，如后面的实施例所示，可知：在使用本发明的一个方式的正极活性物质的二次电池中，通过作为正极使用包含本发明的一个方式的正极活性物质的正极且作为电解液的主溶剂使用离子液体，可以进一步地抑制伴随充放电循环的容量下降，由此实现非常良好的二次电池的特性。
[0063]
离子液体是由阳离子及阴离子的组合而成的盐。离子液体有时被称为常温融化盐。
[0064]
离子液体的挥发性和燃烧性都低且在较宽温度范围下稳定。由于在高温下也不容易挥发，所以可以抑制由于从电解液发生气体而二次电池膨胀。因此，在高温下也二次电池的工作很稳定。另外，燃烧性低且阻燃性。
[0065]
通过使用离子液体，可以在高温下使用且可以实现安全性高的二次电池。
[0066]
例如，在碳酸二乙酯(dec)、碳酸甲乙酯(emc)等的有机溶剂中，其沸点低于150℃且挥发性高，所以在高温下使用时产生气体而有时二次电池的外包装体膨胀。另外，有机溶剂有时具有50℃以下的燃烧点。
[0067]
另一方面，离子液体的挥发性低，到低于发生分解等反应的温度的温度，例如到300℃左右非常稳定。
[0068]
如此，离子液体在高温下也较稳定。另一方面，尤其在构成二次电池的其他构成要素，例如正极活性物质、负极活性物质、外包装体等在高温下变化的情况，尤其是不可逆地变化的情况下，有时导致二次电池的容量显著地下降。
[0069]
例如，在通过在高温下进行充电而构成正极活性物质的材料的晶体结构发生不可逆的变化的情况下，在二次电池中显著地发生劣化。例如，有时显著地发生伴随充放电循环的容量下降。在温度高且充电电压高的情况下，正极的晶体结构有时更不稳定。
[0070]
在本发明的一个方式的二次电池中，通过使用在高充电电压及高温下晶体结构非常稳定的正极活性物质，即使在温度高且充电电压高的情况下也可以实现良好的特性，由此可以充分地发挥离子液体的效果。就是说，通过使用本发明的一个方式的二次电池的结构而可得到的显著的特性的提高是通过与本发明的一个方式的正极活性物质组合而实现的。
[0071]
另外，如后面所述，本发明的一个方式的正极活性物质优选包含元素x，优选除了元素x以外还包含卤素。在本发明的一个方式的正极活性物质包含元素x或者元素x和卤素时，正极活性物质表面上的与离子液体的反应被抑制。如上所述，离子液体在高温下也非常稳定。另一方面，在本发明的一个方式的二次电池中，反应电位的宽度非常宽。在使用上述较宽反应电位时，有在活性物质表面上与离子液体起反应的担忧，通过使用本发明的一个方式的正极活性物质可以抑制与离子液体的反应，并且可以实现更稳定的二次电池。
[0072]
通过使用本发明的一个方式的二次电池的结构，例如可以实现即使提高充电的上限电压也可以反复进行充电的二次电池。例如，可以实现如下二次电池：作为充电的上限电压优选设定为4.45v以上，更优选设定为4.47v以上，进一步优选设定为4.49v以上，例如设定为4.5v左右而可以反复进行充电。另外，通过使用本发明的一个方式的二次电池的结构，即使提高充电的上限电压也可以显著地抑制放电容量的下降。
[0073]
在本发明的一个方式的二次电池的结构中，优选的是，在充电中的温度为t(1)[℃]以上且低于t(2)[℃]的范围时将充电的上限电压设定为v(1)[v]，在充电中的温度为t(2)[℃]以上时将充电的上限电压设定为v(2)[v]。在此，t(1)优选为5以上且15以下的值，t(2)优选为25以上且低于55的值。另外，v(1)优选为比v(2)高0.02以上的值，v(1)优选为4.45以上且4.6以下的值。
[0074]
通过使用本发明的一个方式的二次电池的结构，例如可以实现在42℃以上的高温下也可以以高充电电压反复进行充电的二次电池。例如，可以实现如下二次电池：环境温度设定为42℃以上；作为充电的上限电压优选设定为4.37v以上，更优选设定为4.40v以上，进一步优选设定为4.42v以上，更进一步优选设定为4.44v以上，例如设定为4.45v左右而可以反复进行充电。
[0075]
另外，在更高温下也可以实现良好二次电池。例如，有时可以实现在42℃以上且200℃以下、42℃以上且180℃以下、42℃以上且150℃以下、42℃以上且120℃以下、42℃以上且100℃以下或者42℃以上且90℃以下稳定地工作的二次电池。
[0076]
例如，本发明的一个方式的二次电池的进行以累积57000mah/g的电荷量的放电后的放电容量为160mah/g以上。在此，例如优选以0.2c测量放电容量。另外，累积的电荷量及
放电容量优选按每正极活性物质重量算出。
[0077]
另外，例如本发明的一个方式的二次电池在25℃下以充电电压4.5v进行充电300次后的放电容量为160mah/g以上。在此，例如优选以0.2c测量放电容量。另外，累积的电荷量及放电容量优选按每正极活性物质重量算出。
[0078]
另外，本发明的一个方式的二次电池优选与电池控制电路组合而使用。该电池控制电路例如优选具有进行充电的控制的功能。充电的控制例如意味着监视二次电池的参数且根据状态改变充电条件。作为监视对象的二次电池的参数，例如可以举出二次电池的电压、电流、温度、电荷量、阻抗等。
[0079]
另外，本发明的一个方式的二次电池优选与传感器组合而使用。该传感器例如优选具有测量如下因素的功能：位移、位置、速度、加速度、角速度、转动数、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、斜率、振动、气味和红外线中的一个以上。
[0080]
另外，本发明的一个方式的二次电池优选根据传感器所测量的值进行充电的控制。将在后面说明使用温度传感器的二次电池的控制的一个例子。
[0081]
[正极活性物质]以下，说明优选被用于本发明的一个方式的二次电池的正极活性物质。
[0082]
《正极活性物质的结构》正极活性物质优选包含用作载体离子的金属(以下，记为元素a)。作为元素a，例如可以使用锂、钠、钾等的碱金属以及钙、铍、镁等第2族元素。
[0083]
在正极活性物质中，随着充电而载体离子从正极活性物质脱离。元素a的脱离量越多，贡献于二次电池的容量的离子越多，而容量越大。另一方面，元素a的脱离量越多，正极活性物质所包含的化合物的晶体结构越容易崩塌。正极活性物质的晶体结构的崩塌有时导致伴随充放电循环的放电容量下降。在根据本发明的一个方式的正极活性物质包含元素x时，有时二次电池的充电中载体离子脱离时的晶体结构的崩塌被抑制。例如，元素x的一部分向元素a的位置取代。作为元素x可以使用镁、钙、锆、镧、钡等元素。另外，例如作为元素x可以使用铜、钾、钠、锌等元素。另外，作为元素x也可以组合上述元素中的两个以上来使用。
[0084]
另外，优选的是，本发明的一个方式的正极活性物质除了元素x以外，还包含卤素。此外，优选包含氟、氯等卤素。在本发明的一个方式的正极活性物质包含该卤素时，有时元素x向元素a的位置的取代被促进。
[0085]
在本发明的一个方式的正极活性物质包含元素x或者除了元素x以外还包含卤素的情况下，有时正极活性物质表面上导电率被抑制。
[0086]
另外，本发明的一个方式的正极活性物质包含其化合价随着二次电池的充电及放电变化的金属(以下，记为元素m)。例如，元素m为过渡金属。本发明的一个方式的正极活性物质例如作为元素m含有钴、镍、锰中的一个以上，尤其优选含有钴。另外，也可以在元素m的位置包含铝等没有化合价的变化且其化合价可以与元素m相同的元素，更具体而言例如可以包含三价的主族元素。上述元素x例如也可以向元素m的位置取代。另外，在本发明的一个方式的正极活性物质为氧化物时，元素x也可以向氧的位置取代。
[0087]
作为本发明的一个方式的正极活性物质，例如优选使用具有层状岩盐型晶体结构的锂复合氧化物。更具体而言，例如作为具有层状岩盐型晶体结构的锂复合氧化物，可以使
用钴酸锂、镍酸锂、包含镍、锰及钴的锂复合氧化物、包含镍、钴及铝的锂复合氧化物等。另外，这些正极活性物质优选以空间群r-3m表示。
[0088]
在具有层状岩盐型晶体结构的正极活性物质中，有时在提高充电深度时发生晶体结构的崩塌。在此，晶体结构的崩塌例如是指层的偏离。在晶体结构的崩塌不可逆的情况下，随着反复进行充电和放电有时二次电池的容量降低。
[0089]
在根据本发明的一个方式的正极活性物质包含元素x时，例如即使充电深度更深也抑制上述层的偏离。通过抑制偏离，可以减少充放电时的体积的变化。因此，本发明的一个方式的正极活性物质可以实现良好的循环特性。此外，本发明的一个方式的正极活性物质在高电压的充电状态下也可以具有稳定的晶体结构。由此，有时本发明的一个方式的正极活性物质在保持高电压的充电状态时也不容易发生短路。在此情况下，稳定性进一步得到提高，所以是优选的。
[0090]
本发明的一个方式的正极活性物质在充分放电的状态和以高电压充电的状态下的晶体结构的变化及按每相同数量的过渡金属原子进行比较时的体积差小。
[0091]
本发明的一个方式的正极活性物质有时以化学式amyoz(y》0，z》0)表示。例如，钴酸锂有时以licoo2表示。另外，例如镍酸锂有时以linio2表示。
[0092]
在充电深度为0.8以上的情况下，包含元素x的本发明的一个方式的正极活性物质以空间群r-3m表示，不具有尖晶石型晶体结构，但是有时具有元素m(例如钴)、元素x(例如镁)等的离子占氧6配位位置且阳离子的排列具有与尖晶石型类似的对称性。因此，在本说明书中将上述晶体结构称为拟尖晶石型晶体结构。另外，有时拟尖晶石型晶体结构存在锂等的轻元素占氧4配位位置的情况，在该情况下离子的配列也具有与尖晶石型相似的对称性。
[0093]
由于随着充电而载体离子脱离，所以正极活性物质的结构不稳定。拟尖晶石型晶体结构可以说是即使载体离子脱离也可以保持很高稳定性的结构。
[0094]
在本发明的充电深度较高的情况下，通过将具有拟尖晶石型结构的正极活性物质用于二次电池，例如在以锂金属的电位为基准4.57v以上且低于4.65v或者4.59v以上且低于4.63，例如4.6v左右的电压下，正极活性物质的结构稳定，可以抑制因充放电而发生的容量下降。另外，在二次电池中例如作为负极活性物质使用石墨的情况下，例如在以二次电池的电压优选为4.45v以上且4.6v以下，更优选为4.47v以上且低于4.55v，进一步优选为4.49v以上且低于4.53v，例如4.5v左右的情况下，正极活性物质的结构稳定，并且可以抑制因充放电而发生的容量下降。
[0095]
另外，虽然拟尖晶石型晶体结构在层间无规律地含有li，但是也可以具有与cdcl2型晶体结构类似的晶体结构。该与cdcl2型类似的晶体结构近似于使镍酸锂充电至充电深度0.94(li
0.06
nio2)的晶体结构，但是纯钴酸锂或含有大量钴的层状岩盐型的正极活性物质通常不具有这样的晶体结构。
[0096]
层状岩盐型结晶及岩盐型结晶的阴离子具有立方最紧密堆积结构(面心立方格子结构)。可以推测拟尖晶石型结晶中的阴离子也具有立方最紧密堆积结构。当这些结晶接触时，存在阴离子所构成的立方最紧密堆积结构的取向一致的结晶面。层状岩盐型结晶及拟尖晶石型结晶的空间群为r-3m，即与岩盐型结晶的空间群fm-3m(一般的岩盐型结晶的空间群)及fd-3m(具有最简单的对称性的岩盐型结晶的空间群)不同，因此层状岩盐型结晶及拟
尖晶石型结晶与岩盐型结晶的满足上述条件的结晶面的密勒指数不同。在本说明书中，有时在层状岩盐型结晶、拟尖晶石型结晶及岩盐型结晶中，阴离子所构成的立方最紧密堆积结构的取向一致是指结晶取向大致一致。
[0097]
拟尖晶石型晶体结构的单位晶胞中的钴及氧的坐标分别可以以co(0，0，0.5)、o(0，0，x)、(0.20≤x≤0.25)表示。
[0098]
在本发明的一个方式的正极活性物质中，充电深度为0时的每单位晶胞的体积与充电深度为0.82时的拟尖晶石型晶体结构的每单位晶胞的体积之差优选为2.5％以下，更优选为2.2％以下。
[0099]
在拟尖晶石型晶体结构中，衍射峰在2θ为19.30
±
0.20
°
(19.10
°
以上且19.50
°
以下)处以及2θ为45.55
±
0.10
°
(45.45
°
以上且45.65
°
以下)处出现。更详细地说，在2θ为19.30
±
0.10
°
(19.20
°
以上且19.40
°
以下)处以及2θ为45.55
±
0.05
°
(45.50
°
以上且45.60以下)处出现尖锐的衍射峰。
[0100]
注意，本发明的一个方式的正极活性物质以高电压充电时具有拟尖晶石型晶体结构，但是不需要所有粒子为拟尖晶石型晶体结构。既可以具有其他晶体结构，一部分也可以为非晶。注意，在对xrd图案进行里特沃尔德分析时，拟尖晶石型晶体结构优选为50wt％以上，更优选为60wt％以上，进一步优选为66wt％以上。在拟尖晶石型晶体结构为50wt％以上，更优选为60wt％以上，进一步优选为66wt％以上时，可以实现循环特性充分优良的正极活性物质。
[0101]
元素x的原子数优选为元素m的原子数的0.001倍以上且0.1倍以下，更优选大于0.01且小于0.04，进一步优选为0.02左右。这里所示的元素x的浓度例如既可为使用icp-ms等对正极活性物质的粒子整体进行了元素分析的值又可为根据正极活性物质的制造过程中的原料混合的值而得到的。
[0102]
在作为元素m包含钴及镍的情况下，钴与镍的原子数的和(co ni)中的镍的原子数(ni)所占的比例ni/(co ni)优选小于0.1，更优选为0.075以下。
[0103]
本发明的一个方式的正极活性物质不局限于上述材料。
[0104]
例如，作为正极活性物质可以使用具有尖晶石型晶体结构的复合氧化物等。作为正极活性物质，例如可以使用聚阴离子材料。作为聚阴离子材料，例如可以举出具有橄榄石型晶体结构的材料及nasicon材料等。此外，作为正极活性物质，例如可以使用包含硫的材料。
[0105]
作为具有尖晶石型晶体结构的材料，例如可以使用由lim2o4表示的复合氧化物。作为元素m优选包括mn。例如可以使用limn2o4。此外，通过作为元素m除了含有mn之外还含有ni，有时可以提高二次电池的放电电压及能量密度，因此是优选的。此外，优选对limn2o4等含有锰的具有尖晶石型的晶体结构的含锂材料混合少量的锂镍氧化物(linio2或lini
1-xmx
o2(m是co、al等))，由此可以提高二次电池的特性。
[0106]
作为聚阴离子材料，例如可以使用含有氧、金属a、金属m及元素z的复合氧化物。金属a是li、na、mg中的一个以上，金属m是fe、mn、co、ni、ti、v、nb中的一个以上，元素z是s、p、mo、w、as、si中的一个以上。
[0107]
作为具有橄榄石型晶体结构的材料，例如可以使用复合材料(通式为limpo4(m为fe(ii)、mn(ii)、co(ii)、ni(ii)中的一种以上))。作为通式limpo4的典型例子，可以使用
lifepo4、linipo4、licopo4、limnpo4、lifeanibpo4、lifeacobpo4、lifeamnbpo4、liniacobpo4、liniamnbpo4(a b为1以下，0《a《1、0《b《1)、lifecnidcoepo4、lifecnidmnepo4、liniccodmnepo4(c d e为1以下，0《c《1、0《d《1、0《e《1)、lifefnigcohmnipo4(f g h i为1以下，0《f《1、0《g《1、0《h《1、0《i《1)等锂化合物。
[0108]
或者，可以使用li
(2-j)
msio4(m为fe(ii)、mn(ii)、co(ii)、ni(ii)中的一个以上且0≤j≤2)等复合材料。作为通式为li
(2-j)
msio4的典型例子，可以将如下锂化合物用作材料：li
(2-j)
fesio4、li
(2-j)
nisio4、li
(2-j)
cosio4、li
(2-j)
mnsio4、li
(2-j)
fekni
l
sio4、li
(2-j)
fekco
l
sio4、li
(2-j)
fekmn
l
sio4、li
(2-j)
nikco
l
sio4、li
(2-j)
nikmn
l
sio4(k l为1以下，0《k《1、0《l《1)、li
(2-j)
femnincoqsio4、li
(2-j)
femninmnqsio4、li
(2-j)
nimconmnqsio4(m n q为1以下，0《m《1、0《n《1、0《q《1)、li
(2-j)
fernisco
t
mnusio4(r s t u为1以下，0《r《1、0《s《1、0《t《1、0《u《1)等。
[0109]
此外，还可以使用由a
x
m2(xo4)3(a是li、na、mg，m是fe、mn、ti、v、nb，x是s、p、mo、w、as、si)表示的nasicon型化合物。作为nasicon型化合物，有fe2(mno4)3、fe2(so4)3、li3fe2(po4)3等。作为正极活性物质可以使用以通式li2mpo4f、li2mp2o7或li5mo4(m是fe、mn)表示的化合物。
[0110]
此外，作为正极活性物质，还可以使用如nafef3、fef3等钙钛矿型氟化物、如tis2、mos2等金属硫族化合物(硫化物、硒化物、碲化物)、limvo4等具有反尖晶石型晶体结构的氧化物、钒氧化物类(v2o5、v6o
13
、liv3o8等)、锰氧化物、有机硫化合物等材料。
[0111]
另外，作为正极活性物质，也可以使用以通式limbo3(m为fe(ii)、mn(ii)、co(ii)中的一个以上)表示的硼酸盐类正极材料。
[0112]
作为含有钠的材料例如可以将nafeo2、na
2/3
[fe
1/2
mn
1/2
]o2、na
2/3
[ni
1/3
mn
2/3
]o2、na2fe2(so4)3、na
3v2
(po4)3、na2fepo4f、navpo4f、nampo4(m为fe(ii)、mn(ii)、co(ii)、ni(ii))、na2fepo4f、na4co3(po4)2p2o7等含有钠的氧化物用作正极活性物质。
[0113]
此外，正极活性物质也可以使用含有锂的金属硫化物。例如，可以举出li2tis3、li3nbs4等。
[0114]
作为本发明的一个方式的正极活性物质，也可以混合上述材料中的两个以上而使用。
[0115]
在一般的二次电池中，随着充电电压提高，有时正极活性物质的结构不稳定而正极活性物质所包含的元素m溶解于电解液中。在元素m溶解于电解液中时，例如有时正极的容量降低。正极的容量下降导致二次电池的容量下降。另外，溶解于电解液中的元素m有时析出在二次电池的负极的表面上。由于所析出的元素m的负极的反应被阻挡而二次电池的容量降低。
[0116]
在使用本发明的一个方式的正极活性物质的二次电池中，正极活性物质的结构在高充电电压下也稳定，所以可以抑制溶解于正极活性物质所包括的元素m的电解液中。
[0117]
[电解液]本发明的一个方式的二次电池优选包括电解液。本发明的一个方式的二次电池所包括的电解液优选包括离子液体及包含成为载体离子的金属的盐。
[0118]
在成为载体离子的金属为锂的情况下，作为包含成为载体离子的金属的盐，例如可以使用lin(fso2)2、lin(cf3so2)2、lin(c4f9so2)(cf3so2)、lin(c2f5so2)2、lic(fso2)3、lic(cf3so2)3、lic(c2f5so2)3、licf3so3、lic4f9so3、liasf6、libf4、lialcl4、liscn、libr、lii、
li2so4、li2b
10
cl
10
、li2b
12
cl
12
、lipf6、liclo4等锂盐中的一种或者以任意组合及比率使用上述两种以上。
[0119]
尤其是，优选使用与氟磺酸阴离子及氟烷基磺酸阴离子的金属盐，其中与以(c
nf2n 1
so2)2n-(n是0以上且3以下)表示的酰胺类阴离子的金属盐在高温下的稳定性高且氧化还原耐性也高，所以有时是优选的。
[0120]
离子液体由阳离子和阴离子构成，包含有机阳离子和阴离子。作为用于电解液的有机阳离子，可以举出：咪唑鎓阳离子及吡啶鎓阳离子等芳香族阳离子；季铵阳离子、叔锍阳离子及季鏻阳离子等脂肪族鎓阳离子。此外，作为用于电解液的阴离子可以举出一价酰胺类阴离子、一价甲基化物类阴离子、氟磺酸阴离子、全氟烷基磺酸阴离子、四氟硼酸盐阴离子、全氟烷基硼酸盐阴离子、六氟磷酸盐阴离子或全氟烷基磷酸盐阴离子等。
[0121]
另外，作为电解液，优选除了离子液体以外还使用非质子有机溶剂，例如可以使用碳酸乙烯酯(ec)、碳酸丙烯酯(pc)、碳酸丁烯酯、碳酸氯乙烯酯、碳酸亚乙烯酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯、碳酸二甲酯(dmc)、dec、emc、甲酸甲酯、乙酸甲酯、乙酸乙酯、丙酸甲酯、丙酸乙酯、丙酸丙酯、丁酸甲酯、1，3-二氧六环、1，4-二氧六环、二甲氧基乙烷(dme)、二甲亚砜、二乙醚、甲基二甘醇二甲醚(methyl diglyme)、乙腈、苯腈、四氢呋喃、环丁砜、磺内酯等中的一种，或者可以以任意组合及比率混合上述中的两种以上而使用。
[0122]
此外，也可以对电解液添加碳酸亚乙烯酯(vc)、丙磺酸内酯(ps)、叔丁基苯(tbb)、氟代碳酸乙烯酯(fec)、双乙二酸硼酸锂(libob)或丁二腈、己二腈、氟苯、环己苯、联苯等二腈化合物等添加剂。将添加材料的浓度可以设定为例如在溶剂整体中占有0.1wt％以上且5wt％以下。
[0123]
作为具有咪唑鎓阳离子的离子液体，例如可以使用以下述通式(g1)表示的离子液体。在通式(g1)中，r1表示碳原子数为1以上且4以下的烷基，r2至r4分别独立地表示氢原子或者碳原子数为1以上且4以下的烷基，r5表示烷基或者由选自c、o、si、n、s和p中的两种以上的原子构成的主链。另外，还可以向以r5的主链中导入取代基。作为所引入的取代基，例如可以举出烷基、烷氧基等。
[0124]
[化学式8]
[0125]
作为具有吡啶鎓阳离子的离子液体，例如可以使用以下述通式(g2)表示的离子液体。在通式(g2)中，r6表示烷基或者由选自c、o、si、n、s、p的原子的两种以上构成的主链，r7至r
11
分别独立地表示氢原子或碳原子数为1以上且4以下的烷基。另外，还可以向以r6的主链中导入取代基。作为所引入的取代基，例如可以举出烷基、烷氧基等。
[0126]
[化学式9]
[0127]
作为具有季铵阳离子的离子液体，例如可以使用以下述通式(g3)、(g4)、(g5)和(g6)表示的离子液体。
[0128]
[化学式10]
[0129]
在通式(g3)中，r
28
至r
31
分别独立表示碳原子数为1以上且20以下的烷基、甲氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基或氢原子中的任一个。
[0130]
[化学式11]
[0131]
在通式(g4)中，r
12
至r
17
分别独立地表示碳原子数为1以上且20以下的烷基、甲氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基或氢原子中的任一种。
[0132]
[化学式12]
[0133]
在通式(g5)中、r
18
至r
24
分别独立地表示碳原子数为1以上且20以下的烷基、甲氧基、甲氧基甲基、甲氧基乙基或氢原子中的任一种。
[0134]
[化学式13]
[0135]
在通式(g6)中，n及m为1以上且3以下。α为0以上且6以下，在n为1的情况下，α为0以上且4以下，在n为2的情况下，α为0以上且5以下，在n为3的情况下，α为0以上且6以下。β为0以上且6以下，在m为1的情况下，β为0以上且4以下，在m为2的情况下，β为0以上且5以下，在m为3的情况下，β为0以上且6以下。另外，α或β为0是表示无取代。注意，排除α和β都为0的情况。x或y表示作为取代基的碳原子数为1以上且4以下的直链状或侧链状的烷基、碳原子数为1以上且4以下的直链状或侧链状的烷氧基、或者碳原子数为1以上且4以下的直链状或侧链状的烷氧烷基。
[0136]
作为具有叔锍阳离子的离子液体，例如可以使用以下述通式(g7)表示的离子液体。在通式(g7)中，r
25
至r
27
分别独立地表示氢原子、或者碳原子数为1以上且4以下的烷基或者苯基。或者，也可以使用作为r
25
至r
27
的由选自c、o、si、n、s和p中的两种以上的原子构成的主链。
[0137]
[化学式14]
[0138]
作为具有季鏻阳离子的离子液体，例如可以使用以下述通式(g8)表示的离子液体。在通式(g8)中，r
32
至r
35
分别独立地表示氢原子、或者碳原子数为1以上且4以下的烷基或者苯基。或者，也可以使用作为r
32
至r
35
的由选自c、o、si、n、s和p中的两种以上的原子构成的主链。
[0139]
[化学式15]
[0140]
作为通式(g1)至(g8)中的a-可以使用一价酰胺类阴离子、一价甲基化物类阴离子、氟磺酸阴离子、全氟烷基磺酸阴离子、四氟硼酸盐阴离子、全氟烷基硼酸盐阴离子、六氟磷酸盐阴离子和全氟烷基磷酸盐阴离子等中的一个以上。
[0141]
作为一价酰胺类阴离子可以使用(c
nf2n 1
so2)2n-(n是0以上且3以下)，作为一价环状酰胺类阴离子可以使用(cf2so2)2n-等。作为一价甲基类阴离子可以使用(c
nf2n 1
so2)3c-(n是0以上且3以下)，作为一价环状甲基类阴离子可以使用(cf2so2)2c-(cf3so2)等。作为氟烷基磺酸根阴离子，可以举出(c
mf2m 1
so3)-(m是0以上且4以下)等。作为氟烷基硼酸根阴离子可以举出{bfn(c
mhkf2m 1-k
)
4-n
}-(n是0以上且3以下，m是1以上且4以下，k是0以上且2m以下)等。作为氟烷基磷酸根阴离子可以举出{pfn(c
mhkf2m 1-k
)
6-n
}-(n是0以上且5以下，m是1以上且4以下，k是0以上且2m以下)等。
[0142]
另外，作为一价酰胺类阴离子，例如可以使用双(氟磺酰基)酰胺阴离子和双(三氟甲磺酰基)酰胺阴离子中的一个以上。
[0143]
另外，离子液体也可以包含六氟磷酸盐阴离子和四氟硼酸阴离子中的一个以上。
[0144]
以下，有时将以(fso2)2n-表示的阴离子记为fsa阴离子，将以(cf3so2)2n-表示的阴离子记为tfsa阴离子。
[0145]
作为上述通式(g1)的阳离子的具体例子，例如可以举出结构式(111)至结构式(174)。
[0146]
[化学式16]
[0147]
[化学式17]
[0148]
[化学式18]
[0149]
[化学式19]
[0150]
[化学式20]
[0151]
[化学式21]
[0152]
作为上述通式(g2)的阳离子的具体例子，例如可以举出结构式(701)至结构式(719)。
[0153]
[化学式22]
[0154]
[化学式23]
[0155]
作为上述通式(g4)的阳离子的具体例子，例如可以举出结构式(501)至结构式(520)。
[0156]
[化学式24]
[0157]
作为上述通式(g5)的阳离子的具体例子，例如可以举出结构式(601)至结构式(630)。
[0158]
[化学式25]
[0159]
[化学式26]
[0160]
作为上述通式(g6)的阳离子的具体例子，例如可以举出结构式(301)至结构式(309)及结构式(401)至结构式(419)。
[0161]
[化学式27]
[0162]
[化学式28]
[0163]
另外，结构式(301)至结构式(309)以及结构式(401)至结构式(419)示出在通式(g6)中m为1的例子，在结构式(301)至结构式(309)以及结构式(401)至结构式(419)中，m也可以替换为2或3。
[0164]
另外，作为上述通式(g7)的阳离子的具体例子，例如可以举出结构式(201)至结构式(215)。
[0165]
[化学式29]
[0166]
在本发明的一个方式的二次电池中，通过使用本发明的一个方式的正极活性物质且电解液包括上述离子液体，在以高充电电压反复使用二次电池的情况下也可以抑制容量下降且可以实现非常良好的特性。
[0167]
[负极活性物质]作为二次电池的负极活性物质，可以使用：通过载体离子的嵌入和脱离可以进行充放电反应的材料；以及通过与成为载体离子的金属a进行合金化及脱合金化反应可以进行充放电反应的材料等。
[0168]
作为负极材料，可以使用石墨、易石墨化碳(软碳)、难石墨化碳(硬碳)、碳纳米管、石墨烯、碳黑等碳类材料。
[0169]
作为石墨，可以举出人造石墨或天然石墨等。作为人造石墨例如可以举出中间相
碳微球(mcmb)、焦炭基人造石墨(coke-based artificial graphite)、沥青基人造石墨(pitch-based artificial graphite)等。在此，作为人造石墨可以使用具有球状形状的球状石墨。例如，mcmb有时具有球状形状，所以是优选的。另外，mcmb比较容易减小其表面积，所以有时是优选的。作为天然石墨，例如可以使用鳞片状石墨、球状化天然石墨等。
[0170]
当锂离子被嵌入在石墨中时(锂-石墨层间化合物的生成时)石墨示出与锂金属相同程度的低电位(0.05v以上且0.3v以下vs.li/li

)。由此，锂离子二次电池可以示出高工作电压。就是说，例如可以提高锂离子二次电池的充电电压。因此，可以提高锂离子二次电池的能量密度。石墨还有如下优点：每单位体积的容量较大；体积膨胀比较小；较便宜；与锂金属相比安全性高等，所以是优选的。
[0171]
例如，可以使用包含硅、锡、镓、铝、锗、铅、锑、铋、银、锌、镉和铟等中的至少一个的材料。这种元素的容量比碳高，尤其是硅的理论容量高，为4200mah/g。因此，优选将硅用于负极活性物质。另外，也可以使用含有这些元素的化合物。例如可以举出sio、mg2si、mg2ge、sno、sno2、mg2sn、sns2、v2sn3、fesn2、cosn2、ni3sn2、cu6sn5、ag3sn、ag3sb、ni2mnsb、cesb3、lasn3、la3co2sn7、cosb3、insb和sbsn等。有时将能够通过与锂的合金化及脱合金化反应进行充放电反应的元素及包含该元素的化合物等称为合金类材料。
[0172]
在本说明书等中，sio例如是指一氧化硅。或者sio也可以表示为sio
x
。在此，x优选表示1附近的值。或者x优选为0.2以上且1.5以下，更优选为0.3以上且1.2以下。
[0173]
此外，作为负极活性物质，可以使用二氧化钛(tio2)、锂钛氧化物(li4ti5o
12
)、锂-石墨层间化合物(li
x
c6)、五氧化铌(nb2o5)、氧化钨(wo2)、氧化钼(moo2)等氧化物。
[0174]
另外，作为负极活性物质，可以使用包含锂和过渡金属的氮化物的具有li3n型结构的li
3-xmx
n(m是co、ni、cu)。例如，li
2.6
co
0.4
n3示出较大的充放电容量(900mah/g，1890mah/cm3)，所以是优选的。
[0175]
当使用包含锂和过渡金属的氮化物时，在负极活性物质中包含有锂离子，因此可以与用作正极活性物质的v2o5、cr3o8等不包含锂离子的材料组合，所以是优选的。注意，即使将含有锂离子的材料用作正极活性物质时，通过预先使包含在正极活性物质中的锂离子脱离，作为负极活性物质，也可以使用包含锂和过渡金属的氮化物。
[0176]
此外，也可以将引起转化反应的材料用作负极活性物质。例如，将氧化钴(coo)、氧化镍(nio)、氧化铁(feo)等不与锂形成合金的过渡金属氧化物用于负极活性物质。作为引起转化反应的材料，还可以举出fe2o3、cuo、cu2o、ruo2、cr2o3等氧化物、cos
0.89
、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。
[0177]
在一般的二次电池中，有时正极活性物质所包含的元素m溶解于电解液中而析出在负极表面上。由于所析出的元素m的负极的反应被阻挡而二次电池的容量降低。
[0178]
例如，考虑作为负极活性物质使用石墨的情况。在进行电池的反应时，在石墨中载体离子嵌入在层间且从层间脱离。例如，在石墨粒子的表面中的层截面被露出的区域中，发生载体离子的嵌入及脱离。由于只在粒子表面的特定区域中高效地发生电池反应，所以例如可认为：更容易受到元素m析出在粒子表面上的影响。
[0179]
如上所述，在使用本发明的一个方式的正极活性物质的二次电池中，可以抑制溶解于正极活性物质所包含的元素m的电解液中。因此，例如在作为负极活性物质使用石墨的情况下，即使以高充电电压反复使用二次电池也可以维持高电池容量。
[0180]
另外，通过使用离子液体，有可能抑制伴随充放电的石墨劣化。
[0181]
另外，在本发明的一个方式的二次电池中，通过提高电解液所包含的载体离子的浓度，有时抑制阳离子嵌入在石墨中而延长二次电池的寿命。
[0182]
当在包含离子液体的电解液中作为电解液所包含的载体离子使用锂离子的情况下，例如锂盐浓度优选为0.8mol/l以上，更优选为1mol/l以上且2.5mol/l以下，进一步优选为1.2mol/l以上且低于2mol/l。
[0183]
[二次电池的例子]在图1中，作为蓄电装置的一个例子示出使用薄膜状的外包装体的二次电池。在将使用薄膜状的外包装体且具有柔性的二次电池安装在至少一部分具有柔性的电子设备时，可以沿着电子设备的变形使二次电池弯曲。
[0184]
图1是作为使用薄膜状的外包装体的二次电池示出二次电池500的外观图。另外，图2a和图2b示出沿着图1的点划线a1-a2的截面以及b1-b2的截面。二次电池500包括具有正极集流体501和正极活性物质层502的正极503、具有负极集流体504和负极活性物质层505的负极506、隔离体507、电解液508和外包装体509。在设置于外包装体509内的正极503与负极506之间设置有隔离体507。此外，在外包装体509内充满了电解液508。
[0185]
在图1及图2所示的二次电池500中，通过超音波焊接将正极导线电极510与正极503所包括的正极集流体501焊接在一起，并且将负极导线电极511与负极506所包括的负极集流体504焊接在一起。正极集流体501及负极集流体504也可以兼作与外部电接触的端子。此时，也可以不使用导线电极而将正极集流体501及负极集流体504的一部分露出到外包装体509的外部。
[0186]
在图1中，将正极导线电极510及负极导线电极511配置在同一边上，但是如图3所示，也可以将正极导线电极510及负极导线电极511配置在不同的边上。如此，在根据本发明的一个方式的二次电池中，可以自由地配置导线电极，由此其设计自由度高。因此，可以提高使用本发明的一个方式的二次电池的产品的设计自由度。另外，可以提高使用本发明的一个方式的二次电池的产品的生产率。
[0187]
《外包装体》在二次电池500中，作为外包装体509例如可以使用聚合物层等覆盖金属薄膜的两个表面的薄膜。更具体而言，例如可以使用层叠第一聚合物层、第一聚合物层上的金属薄膜及金属薄膜上的第二聚合物层而成三层结构的薄膜，其中，作为金属薄膜使用铝、不锈钢、铜、镍等柔性良好的金属薄膜，在成为外包装体的内表面的面上设置第一聚合物层，在成为外包装体的外表面的面上设置第二聚合物层。第一聚合物层及第二聚合物层优选为绝缘性合成树脂膜。另外，作为第一聚合物层及第二聚合物层可以使用热塑性树脂，尤其优选作为第一聚合物层使用热塑性树脂。
[0188]
作为第一聚合物层及第二聚合物层，可以使用由抑制与离子液体起反应的材料诸如聚乙烯、聚丙烯、聚碳酸酯、离聚物、聚酰胺、聚酯等的材料构成的膜。作为聚酰胺，例如可以使用尼龙。
[0189]
另外，在图2中，作为一个例子，相对的正极活性物质层和负极活性物质层的组个数为5个，但是当然电极的组个数不局限于5个，既可以多于5个又可以少于5个。在电极层的个数多的情况下，可以制造具有更多容量的二次电池。此外，在电极层的个数少的情况下，
可以制造实现薄型化且具有优良的柔性的二次电池。
[0190]
在上述结构中，二次电池的外包装体509可以在最小曲率半径例如为3mm以上且30mm以下，优选为3mm以上且10mm以下的范围内变形。二次电池的外包装体的薄膜由一个薄膜或两个薄膜构成，在二次电池具有叠层结构的情况下，当弯曲时电池具有由作为外包装体的薄膜的两个曲线夹持的截面结构。
[0191]
[二次电池的制造方法的例子]以下对二次电池的制造方法的一个例子进行说明。
[0192]
首先，层叠负极506、隔离体507和正极503。图4a是示出正极503及负极506的外观图。正极503包括正极集流体501，正极活性物质层502形成在正极集流体501的表面上。另外，正极503具有正极集流体501的一部分露出的区域(以下，称为突片区域(tab region))。负极506具有负极集流体504，负极活性物质层505形成在负极集流体504的表面上。此外，负极506具有负极集流体504的一部分露出的区域，即突片区域。正极及负极所具有的突片区域的面积或形状不局限于图4a所示的例子。
[0193]
图4b示出层叠的负极506、隔离体507和正极503。在此，示出使用5组负极和4组正极的例子。接着，使正极503的突片区域彼此接合，并且使正极导线电极510与最表面的正极的突片区域接合。作为接合，例如可以利用超音波焊接等。与此同样，使负极506的突片区域彼此接合，并且使负极导线电极511与最表面的负极的突片区域接合。
[0194]
接着，在外包装体509上配置负极506、隔离体507及正极503。
[0195]
下面，如图4c所示，使外包装体509沿着以虚线表示的部分折叠。然后，使外包装体509的外周部接合。作为接合，例如可以使用热压合等。此时，为了后面注入电解液508，设置不与外包装体509的一部分(或一个边)接合的区域(以下，称为导入口)。
[0196]
接着，将电解液508(未图示)从设置在外包装体509中的导入口导入到外包装体509的内侧。例如，如图5a所示，在外包装体509中密封沿着第一边的密封部521及沿着第二边的密封部522而不密封第三边。在此，在密封部522中，在正极导线电极510与外包装体509间以及负极导线电极511与外包装体509间分别隔着粘合层密封外包装体509。接着，从位于第三边的开口部导入电解液508。然后，如图5b所示，密封沿着第三边的密封部523。优选在减压气氛下或惰性气体气氛下导入电解液508。最后，使导入口接合。如此，可以制造层压型二次电池500。
[0197]
接着，对制造二次电池之后进行的老化工序进行说明。优选在制造二次电池之后进行老化工序。以下，说明老化工序条件的一个例子。首先，以0.001c以上且0.2c以下的速率进行充电。将温度设定为室温以上且50℃以下即可。在此，在正极或负极的反应电位超过电解液508的电位窗的范围的情况下，有时因二次电池的充放电而发生电解液的分解。如果电解液的分解引起气体的产生，则在电池中充满该气体，于是在有的区域中电解液不能与电极表面接触。就是说，电极的实效反应面积减小，实效的电阻增高。
[0198]
另外，如果电阻过高，则负极电位下降，从而在锂嵌入在石墨中的同时，发生锂向石墨表面的析出。该锂析出有时导致容量的降低。例如，在锂析出之后，如果覆膜等在表面上生长时，析出在表面上的锂不能再次溶出，而增加无助于容量的锂。在所析出的锂物理性地破损而不能与电极导通时，同样地产生无助于容量的锂。因此，优选在因充电电压上升而负极电极的电位到达锂电位之前，进行脱气。
[0199]
在进行脱气之后，也可以在高于室温，优选为30℃以上且60℃以下，更优选为35℃以上且50℃以下的温度下保持充电状态例如1小时以上且100小时以下。在初次进行充电时，在表面分解的电解液在石墨表面形成覆膜。因此，例如通过在进行脱气之后在高于室温的温度下保持充电状态，有可能使所形成的覆膜致密化。
[0200]
[正极、负极及隔离体的叠层例子]接着，示出正极、负极及隔离体的叠层的各种例子。
[0201]
在图6a所示的结构中，以将一张隔离体123夹在每一对正极活性物质层122与负极活性物质层126之间的方式将隔离体123多次折叠。在图6a所示的结构中，在正极111中正极活性物质层122设置在正极集流体121的两个表面或一个表面上，并且在负极115中负极活性物质层126设置在负极集流体125的两个表面或一个表面上。在图6a所示的结构中，6个组的正极活性物质层122与负极活性物质层126隔着隔离体123相对，优选折叠隔离体123至少五次以上。另外，隔离体123不仅可以以夹在正极活性物质层122与负极活性物质层126之间的方式设置，还可以将隔离体123延长并利用其将多个正极111与负极115捆在一起。
[0202]
图6d示出卷绕的隔离体覆盖多个电极组装体的例子。图6b是第一电极组装体130，并且图6c是第二电极组装体131的截面图。图6d示出沿着图1的点划线a1-a2的截面图。另外，在图6d中，为了明确起见，选择示出第一电极组装体130、第二电极组装体131以及隔离体123。
[0203]
如图6b所示，在第一电极组装体130中，按顺序层叠有在正极集流体121的两个面上具有正极活性物质层122的正极111a、隔离体123、在负极集流体125的两个面上具有负极活性物质层126的负极115a、隔离体123以及在正极集流体121的两个面上具有正极活性物质层122的正极111a。此外，如图6c所示，在第二电极组装体131中，按顺序层叠有在负极集流体125的两个面上包括负极活性物质层126的负极115a、隔离体123、在正极集流体121的两个面上包括正极活性物质层122的正极111a、隔离体123以及在负极集流体125的两个面上包括负极活性物质层126的负极115a。
[0204]
如图6d所示，二次电池500包括多个第一电极组装体130及多个第二电极组装体131。再者，如图6d所示，多个第一电极组装体130和多个第二电极组装体131被卷绕的隔离体123覆盖。
[0205]
[二次电池的例子2]图7a所示的卷绕体950包括负极931、正极932、隔离体933。卷绕体950是夹着隔离体933使负极931和正极932彼此重叠来形成叠层片，并且将该叠层片卷绕而形成的。另外，也可以还层叠多个负极931、正极932和隔离体933的叠层。另外，由负极931、正极932以及隔离体933构成的叠层的叠层个数可以根据所需的容量和元件体积适当地设计。
[0206]
如图7b所示，在通过热压合等贴合将成为外包装体的薄膜981和具有凹部的薄膜982而形成的空间中容纳上述卷绕体950，由此可以制造图7c所示的二次电池913。卷绕体950包括端子951及端子952，在薄膜981及具有凹部的薄膜982的内部浸渗在电解液中。端子951及端子952例如为导线电极。
[0207]
作为薄膜981及具有凹部的薄膜982可以使用作为外包装体509说明的材料及方式等。
[0208]
此外，在图7b及图7c中示出使用两个薄膜的例子，但是也可以将一个薄膜弯折形
成空间，并且在该空间中容纳上述卷绕体950。
[0209]
另外，图8示出作为框体930使用棱柱状框体的例子。作为框体930例如可以使用棱柱状的罐。另外，框体930例如也可以具有圆柱等的形状。作为罐，例如可以参照后述的关于电池罐的记载。
[0210]
卷绕体950在框体930的内部浸渗在电解液中。端子952与框体930接触，由于绝缘材防止端子951与框体930接触。注意，为了方便起见，虽然在图8中分离地图示框体930，但是，在实际上卷绕体950被框体930覆盖，端子951及端子952延伸在框体930的外侧。作为框体930，可以使用金属材料(例如铝等)或树脂材料。
[0211]
[电池组的例子1]图9a及图9b是示出电池组的外观图。电池组包括电路板900及二次电池913。二次电池913贴合有签条910。并且，如图9b所示，二次电池913包括端子951及端子952。另外，电路板900由密封剂915固定。
[0212]
电路板900包括端子911和电池控制电路912。端子911通过电路板900与端子951、端子952、天线914及电池控制电路912连接。另外，也可以设置多个端子911，将多个端子911分别用作控制信号输入端子、电源端子等。
[0213]
电路912也可以设置在电路板900的背面。另外，天线914的形状不局限于线圈状，例如也可以为线状、板状。另外，还可以使用平面天线、口径天线、行波天线、eh天线、磁场天线或介质天线等天线。或者，天线914也可以为平板状的导体。该平板状的导体也可以用作电场耦合用的导体之一。换言之，也可以将天线914用作电容器所具有的两个导体中的导体之一。由此，不但利用电磁、磁场，而且还可以利用电场交换电力。
[0214]
电池组在天线914与二次电池913之间包括层916。层916例如具有可遮断来自二次电池913的电磁场的功能。作为层916，例如可以使用磁性体。
[0215]
另外，电池组优选包括温度传感器。
[0216]
《电池控制电路》电池控制电路912可以被用作电池控制电路。电池控制电路912优选包括充电控制电路。另外，电池控制电路912包括开关。该开关例如可以由晶体管构成。
[0217]
连接到二次电池913的端子951且传送从二次电池913输出的电力的第一传送通道与电池控制电路912所包括的充电控制电路的端子电连接。另外，连接到二次电池913的端子952的第二传送通道与设置在电池控制电路912中的开关电连接。该开关具有遮断第二传送通道的功能。该开关控制导通及遮断工作，也称为切换供应及遮断的切换单元。
[0218]
在电池控制电路912检测出微短路等异常时，可以通过对遮断第二传送通道的开关的栅极输入信号来遮断第二传送通道。通过遮断第二传送通道，可以停止来自充电器的电流的供应或者对安装有二次电池913的移动设备的电流的供应。此外，对遮断第二传送通道的开关的栅极施加的信号电压保持在存储电路(包括使用氧化物半导体的晶体管)中，可以以长时间保持遮断状态。因此，可以实现安全性高的充电控制系统。
[0219]
在从充电器供应电力而对二次电池913进行充电时，二次电池913处于充电状态，在电池控制电路912监视电极971及电极972中的电压、电流等的举动，在检测出异常时遮断第二传送通道停止充电。
[0220]
充电器例如是指包括与外部电源连接的适配器的设备或使用无线信号进行电力
传送的设备。注意，有时充电器内置于移动设备等电子设备中。
[0221]
《根据温度进行控制的例子》接着，说明根据环境温度控制本发明的一个方式的二次电池的例子。可以利用温度传感器测量温度。
[0222]
本发明的一个方式的二次电池可以以非常高充电电压反复进行充放电。另外，如后述的实施例所示，当在本发明的一个方式的二次电池中温度更低的情况下，可以以更高充电电压使二次电池反复稳定地工作。
[0223]
以下，说明在本发明的一个方式的二次电池中根据温度控制充电条件的例子。
[0224]
在充电中的温度为第一温度以上且低于第二温度的范围时，将充电的上限电压设为第一值。在充电中的温度为第二温度以上时，将充电的上限电压设为第二值。
[0225]
第一温度例如为5℃以上且低于15℃，第二温度为25℃以上且低于55℃。或者，第一温度例如为8℃以上且低于15℃，第二温度为30℃以上且低于55℃。
[0226]
第一值比所述第二值高0.02v以上、0.04v以上、0.06v以上或0.08v以上，例如为0.05v。
[0227]
第一值为4.45v以上且4.6v以下，优选为4.47v以上且低于4.6v，更优选为4.47v以上且低于4.55v或4.49v以上且低于4.53v，例如为4.5v左右。
[0228]
如上所述，通过控制二次电池的充电条件，可以抑制二次电池的劣化而延长寿命。
[0229]
[电池组的例子2]另外，电池组的结构不局限于图9。
[0230]
例如，如图10a及图10b所示，也可以在图9a及图9b所示的二次电池913的对置的一对表面分别设置天线。图10a是示出上述一对表面中的一个表面一侧的外观图，图10b是示出上述一对表面中的另一个表面一侧的外观图。另外，与图8a和图8b所示的二次电池相同的部分可以适当地援用图9a和图9b所示的二次电池的说明。
[0231]
如图10a所示，在二次电池913的一对表面中的一个表面上夹着层916设置有天线914，如图10b所示，在二次电池913的一对表面中的另一个表面上夹着层917设置有天线918。层917例如具有可遮蔽来自二次电池913的电磁场的功能。作为层917，例如可以使用磁性体。
[0232]
通过采用上述结构，可以增大天线914和天线918双方的尺寸。天线918例如具有与外部设备进行数据通信的功能。作为天线918，例如可以使用具有能应用于天线914的形状的天线。作为利用天线918的二次电池与其他设备之间的通信方法，可以使用nfc(近距离无线通信)等能够在二次电池与其他设备之间使用的响应方式等。
[0233]
或者，如图10c所示，也可以在图9a及图9b所示的二次电池913上设置显示装置920。显示装置920与端子911电连接。另外，也可以在设置有显示装置920的部分不贴合有签条910。此外，与图9a和图9b所示的二次电池相同的部分可以适当地援用图9a和图9b所示的二次电池的说明。
[0234]
在显示装置920上，例如可以显示示出是否正在进行充电的图像、示出蓄电量的图像等。作为显示装置920，例如可以使用电子纸、液晶显示装置、电致发光(也称为el)显示装置等。例如，通过使用电子纸可以降低显示装置920的耗电量。
[0235]
或者，如图10d所示，也可以在图9a及图9b所示的二次电池913上设置传感器921。
传感器921通过端子922与端子911电连接。此外，与图9a和图9b所示的二次电池相同的部分可以适当地援用图9a和图9b所示的二次电池的说明。
[0236]
传感器921例如可以具有测量如下因素的功能：位移、位置、速度、加速度、角速度、转动数、距离、光、液、磁、温度、化学物质、声音、时间、硬度、电场、电流、电压、电力、辐射线、流量、湿度、斜率、振动、气味或红外线。通过设置传感器921，例如可以检测出示出设置有二次电池的环境的数据(温度等)，而将其储存在电池控制电路912中的存储器。
[0237]
再者，参照图11a至图11e对二次电池913的结构例子进行说明。
[0238]
[各种结构例子]图11a示出可弯曲的二次电池250的俯视示意图。图11b、图11c、图11d、图11e分别是沿着图11a中的截断线c1-c2、截断线c3-c4、截断线a1-a2及截断线b1-b2的截面示意图。二次电池250包括外包装体251、容纳于外包装体251内部的电极叠层体210。电极叠层体210至少具有层叠有正极211a及负极211b的结构。与正极211a电连接的导线212a以及与负极211b电连接的导线212b延伸在外包装体251的外侧。此外，在由外包装体251围绕的区域中除了正极211a及负极211b以外还密封有电解液(未图示)。另外，在图11b等中省略图示，但是在正极211a与负极211b间例如设置有隔离体。
[0239]
接着，使用图11b、图11c、图11d、图11e说明外包装体251。
[0240]
外包装体251具有薄膜形状，以夹着正极211a及负极211b的方式被对折。外包装体251包括折叠部分261、一对密封部262及密封部263。一对密封部262以夹着正极211a及负极211b的方式设置并也可以称为侧部密封。此外，密封部263包括与导线212a及导线212b重叠的部分并也可以称为顶部密封。
[0241]
外包装体251优选具有在与正极211a及负极211b重叠的部分交替配置棱线271及谷底线272的波形形状。此外，外包装体251的密封部262及密封部263优选为平坦。
[0242]
图11b是在与棱线271重叠的部分截断的截面，图11c是在与谷底线272重叠的部分截断的截面。图11b、图11c都对应于二次电池250以及正极211a和负极211b的宽度方向的截面。
[0243]
这里，负极211b的宽度方向的端部，即负极211b的端部与密封部262之间的距离为距离la。当使二次电池250弯曲等变形时，如后面所述，正极211a及负极211b在长度方向上互相错开地变形。此时，在距离la过短时，则有可能外包装体251与正极211a及负极211b强烈地摩擦，而造成外包装体251损坏。尤其是，在外包装体251的金属薄膜露出时，该金属薄膜有可能因电解液发生腐蚀。因此，优选将距离la尽可能地设定为长。另一方面，在距离la过长时，会导致二次电池250的体积增大。
[0244]
此外，优选的是，层叠的正极211a及负极211b的总厚度越大，正极211a及负极211b与密封部262之间的距离la越长。
[0245]
更具体而言，在层叠的正极211a、负极211b和未图示的隔离体214的总厚度为厚度t时，距离la为厚度t的0.8倍以上且3.0倍以下，优选为0.9倍以上且2.5倍以下，更优选为1.0倍以上且2.0倍以下。通过使距离la在上述范围内，可以实现小巧且对弯曲具有高可靠性的电池。
[0246]
此外，当一对密封部262之间的距离为距离lb时，优选的是距离lb比正极211a及负极211b的宽度(这里，负极211b的宽度wb)充分大。由此，在使二次电池250反复弯曲等变形
时，由于即使正极211a及负极211b与外包装体251接触，正极211a及负极211b的一部分也可以在宽度方向上错开，所以可以有效地防止正极211a及负极211b与外包装体251摩擦。
[0247]
例如，一对密封部262之间的距离lb与负极211b的宽度wb的差异为正极211a及负极211b的厚度t的1.6倍以上且6.0倍以下，优选为1.8倍以上且5.0倍以下，更优选为2.0倍以上且4.0倍以下。
[0248]
此外，图11d是包括导线212a的截面，对应于二次电池250、正极211a及负极211b的长度方向的截面。如图11d所示，优选在折叠部分261中在正极211a及负极211b的长度方向的端部与外包装体251之间包括空间273。导线212a在区域215a与正极211a接合。
[0249]
图11e示出使二次电池250弯曲时的截面示意图。图11e相当于沿着图11a中的截断线b1-b2的截面。
[0250]
当二次电池250弯曲时，位于弯曲部外侧的外包装体251的一部分变形为延伸，位于弯曲部内侧的外包装体251的其它一部分变形为收缩。更具体而言，外包装体251的位于外侧的部分以波的振幅小且波的周期大的方式变形。另一方面，外包装体251的位于内侧的部分以波的振幅大且波的周期小的方式变形。通过上述方式使外包装体251变形，可以缓和因弯曲施加到外包装体251的应力，由此构成外包装体251的材料本身不一定需要具有可伸缩性。其结果是，可以以较小的力量使二次电池250弯曲而不损伤外包装体251。
[0251]
另外，如图11e所示，当使二次电池250弯曲时，正极211a及负极211b分别相对错开。此时，由于多个层叠的正极211a及负极211b在密封部263一侧的端部由固定构件217固定，因此，它们以离折叠部分261越近其错开量越大的方式错开。由此，可以缓和施加到正极211a及负极211b的应力，并且，正极211a及负极211b本身不一定需要具有可伸缩性。其结果是，可以使二次电池250弯曲而不损伤正极211a及负极211b。
[0252]
另外，由于在正极211a及负极211b与外包装体251之间包括空间273，所以在弯曲时位于内侧的正极211a及负极211b可以以不与外包装体251接触的方式相对错开。
[0253]
使用图12a、图12b、图12c说明面的曲率半径。在图12a中，在截断曲面1700的平面1701上，使包括在曲面1700的曲线1702的一部分近似圆弧，将该圆的半径作为曲率半径1703，将圆中心作为曲率中心1704。图12b示出曲面1700的俯视图。图12c示出沿着平面1701上截断曲面1700时的截面图。当沿着平面截断曲面时，根据相对于曲面的平面角度或截断的位置，截面上显现的曲线的曲率半径不同，在本说明书等中，将最小的曲率半径定义为该面的曲率半径。
[0254]
在使由作为外包装体的两个薄膜夹着电极及电解液等1805的二次电池弯曲的情况下，近于二次电池的曲率中心1800一侧的薄膜1801的曲率半径1802比远于曲率中心1800一侧的薄膜1803的曲率半径1804小(图13a)。当使二次电池弯曲使其截面呈圆弧形时，离曲率中心1800近的薄膜表面受到压缩应力，离曲率中心1800远的薄膜表面受到拉伸应力(图13b)。当在外包装体的表面形成由凹部或凸部构成的图案时，即便如上所述那样被施加压缩应力或拉伸应力也能够将应变的影响抑制在允许范围内。因此，二次电池可以在离曲率中心近的外包装体的最小曲率半径例如为3mm以上且30mm以下，优选为3mm以上且10mm以下的范围内变形。
[0255]
此外，二次电池的截面形状不局限于简单的圆弧状，也可以是一部分具有圆弧的形状，例如可以为图13c所示的形状、波状(图13d)、s字形状等。当二次电池的曲面为具有多
个曲率中心的形状时，二次电池可以在如下范围内变形，该范围是在多个曲率中心的每一个的曲率半径中的曲率半径最小的曲面中，两个外包装体中的近于曲率中心一侧的一个的最小曲率半径例如为3mm以上且30mm以下，优选为3mm以上且10mm以下的范围。
[0256]
[圆筒型二次电池]接着，参照图14a对圆筒型二次电池的例子进行说明。如图14a所示，圆筒型二次电池400的顶面包括正极盖(电池盖)401，其侧面及底面包括电池罐(外装罐)402。上述正极盖401与电池罐(外装罐)402通过垫片(绝缘垫片)410绝缘。
[0257]
图14b是示意性地示出圆筒型二次电池的截面的图。图14b所示的圆筒型的二次电池在顶面具有正极盖(电池盖)601，并在侧面及底面具有电池罐(外装罐)602。上述正极盖与电池罐(外装罐)602通过垫片(绝缘垫片)610绝缘。
[0258]
在中空圆柱状电池罐602的内侧设置有电池元件，在该电池元件中，带状的正极604和带状的负极606夹着隔离体605被卷绕。虽然未图示，但是电池元件以中心销为中心被卷绕。电池罐602的一端关闭且另一端开着。作为电池罐602可以使用对电解液具有抗腐蚀性的镍、铝、钛等金属、它们的合金或者它们和其他金属的合金(例如不锈钢等)。另外，为了防止电解液所引起的腐蚀，电池罐602优选被镍或铝等覆盖。在电池罐602的内侧，正极、负极及隔离体被卷绕的电池元件由对置的一对绝缘板608和绝缘板609夹着。另外，在设置有电池元件的电池罐602的内部中注入有非水电解液(未图示)。作为非水电解液，可以使用与硬币型二次电池相同的电解液。
[0259]
因为用于圆筒型蓄电池的正极及负极被卷绕，从而活性物质优选形成在集流体的两个表面。正极604与正极端子(正极集电导线)603连接，而负极606与负极端子(负极集电导线)607连接。正极端子603及负极端子607都可以使用铝等金属材料。将正极端子603电阻焊接到安全阀机构613，而将负极端子607电阻焊接到电池罐602底。安全阀机构613与正极盖601通过ptc(positive temperature coefficient：正温度系数)元件611电连接。当电池的内压上升到超过指定的阈值时，安全阀机构613切断正极盖601与正极604的电连接。另外，ptc元件611是在温度上升时其电阻增大的热敏感电阻元件，并通过电阻的增大来限制电流量以防止异常发热。作为ptc元件，可以使用钛酸钡(batio3)类半导体陶瓷等。
[0260]
图14c示出蓄电系统415的一个例子。蓄电系统415包括多个二次电池400。每个二次电池的正极接触于由绝缘体425分离的导电体424而该正极彼此电连接。导电体424通过布线423与控制电路420电连接。此外，每个二次电池的负极通过布线426与控制电路420电连接。作为控制电路420可以使用上述电池控制电路912。
[0261]
图14d示出蓄电系统415的一个例子。蓄电系统415包括多个二次电池400，多个二次电池400夹在导电板413和导电板414之间。多个二次电池400通过布线416与导电板413及导电板414电连接。多个二次电池400可以并联连接，串联连接或者并联连接后再串联连接。通过构成包括多个二次电池400的蓄电系统415，可以获取大电力。
[0262]
另外，也可以多个二次电池400并联连接后再串联连接。
[0263]
另外，也可以在多个二次电池400之间包括温度控制装置。在二次电池400过热时可以通过温度控制装置冷却，在二次电池400过冷时可以通过温度控制装置加热。因此，蓄电系统415的性能不容易受到外气温的影响。
[0264]
另外，在图14d中，蓄电系统415通过布线421及布线422与控制电路420电连接。布
线421通过导电板413与多个二次电池400的正极电连接，布线422通过导电板414与多个二次电池400的负极电连接。
[0265]
[电池组的例子3]接着，参照图15对本发明的一个方式的蓄电系统的例子进行说明。
[0266]
图15a是示出二次电池组531的外观的图。图15b是说明二次电池组531的结构的图。二次电池组531包括电路板540及二次电池513。二次电池513贴合有签条529。电路板540由密封带515固定。此外，二次电池组531包括天线517。
[0267]
如图15b所示，在二次电池组531中，例如在电路板540上设置有控制电路590。另外，电路板540与端子514电连接。另外，电路板540与天线517、二次电池513的正极导线及负极导线中的一个551、正极导线及负极导线的另一个552电连接。作为控制电路590可以使用上述电池控制电路912。
[0268]
另外，如图15c所示那样，也可以包括设置在电路板540上的电路系统590a以及通过端子514与电路板540电连接的电路系统590b。例如，本发明的一个方式的控制电路的一部分设置在电路系统590a中，其他的一部分设置在电路系统590b中。
[0269]
另外，天线517的形状不局限于线圈状，例如也可以为线状、板状。另外，还可以使用平面天线、口径天线、行波天线、eh天线、磁场天线或介质天线等天线。或者，天线517也可以为平板状的导体。该平板状的导体也可以用作电场耦合用的导体之一。换言之，也可以将天线517用作电容器所具有的两个导体中的导体之一。由此，不但利用电磁、磁场，而且还可以利用电场交换电力。
[0270]
二次电池组531在天线517与二次电池513之间包括层519。层519例如具有可遮断来自二次电池513的电磁场的功能。作为层519，例如可以使用磁性体。
[0271]
作为二次电池513，可以使用上述各种二次电池。
[0272]
本实施方式可以与其他实施方式的记载适当地组合。
[0273]
(实施方式2)在本实施方式中，对安装有本发明的一个方式的二次电池及电池控制电路的蓄电系统的一个例子进行说明。
[0274]
图16a是将在作为柔性薄膜的柔性衬底上形成的电池控制电路912安装于二次电池913的蓄电系统的概念图。电路板900由柔性衬底构成。另外，图16b、图16c、图16d是说明图16a所示的蓄电系统的制造方法的图。
[0275]
图16b示出二次电池913。二次电池913包括端子951及端子952。图16c示出将电路板900展开的情况。
[0276]
如图16d所示，弯曲电路板900而将其以卷住二次电池913上的方式安装，来形成图16a所示的蓄电系统。
[0277]
本发明的一个方式的蓄电系统包括二次电池913及电池控制电路912。另外，电池控制电路912包括开关。该开关例如可以由晶体管构成。
[0278]
另外，本发明的一个方式的蓄电系统优选包括层916以及电路板900上的天线914。层916例如为绝缘片。天线914例如与电池控制电路912电连接。电池控制电路912例如包括调制电路、解调电路等用来发送并接收来自天线914的信号的电路。
[0279]
连接到二次电池913的端子951且传送从二次电池913输出的电力的第一传送通道
通过电极971与充电控制电路的端子电连接。另外，连接到二次电池913的端子952的第二传送通道通过电极972与遮断第二传送通道的开关电连接。开关控制导通及遮断工作，也称为切换供应及遮断的切换单元。
[0280]
作为将电池控制电路912形成在电路板900上的制造方法使用在半导体衬底上形成之后利用剥离方法在剥离后固定于电路板900上的方法。作为剥离方法可以使用已知技术。此外，也可以使用在半导体衬底上形成之后，对背面进行抛光之后，固定于电路板900上的方法。此外，也可以使用在利用激光部分地切割的所谓激光切割之后固定于电路板900上的方法。此外，也可以使用将电池控制电路912直接形成在电路板900上的方法。另外，也可以使用剥离形成在玻璃衬底上的电池控制电路912而将其固定于电路板900上的方法。
[0281]
在电池控制电路912检测出微短路等异常时，可以通过对遮断第二传送通道的开关的栅极输入信号来遮断第二传送通道。通过遮断第二传送通道，可以停止来自充电器的电流的供应或者对连接到电池控制电路912的电子设备等的电流的供应。此外，对遮断第二传送通道的开关的栅极施加的信号电压保持在存储电路(包括使用氧化物半导体的晶体管)中，可以以长时间保持遮断状态。因此，可以实现安全性高的蓄电系统。
[0282]
在从充电器供应电力而对二次电池913进行充电时，二次电池913处于充电状态，在电池控制电路912监视电极971及电极972中的电压、电流等的举动，在检测出异常时遮断第二传送通道停止充电。
[0283]
充电器例如是指包括与外部电源连接的适配器的设备或使用无线信号进行电力传送的设备。注意，有时充电器内置于移动设备等电子设备中。
[0284]
本实施方式可以与其他实施方式的记载适当地组合。
[0285]
(实施方式3)在本实施方式中，示出将本发明的一个方式的二次电池安装在车辆的例子。作为车辆，例如可以举出汽车、二轮车和自行车等。
[0286]
本发明的一个方式的二次电池的能量密度高。另外，寿命长且可靠性良好。另外，通过组合本发明的一个方式的二次电池及电池控制电路，有时可以进一步延长二次电池的寿命，所以是优选的。另外，通过组合本发明的一个方式的二次电池及电池控制电路而使用，可以提高安装有该二次电池的电子设备、车辆等的安全性。
[0287]
以下说明将组合本发明的一个方式的二次电池及电池控制电路的蓄电系统安装于车辆的例子，在以下所示的结构中，安装于车辆的蓄电系统也可以采用不包括上述电池控制电路的结构。例如，也可以只将本发明的一个方式的二次电池安装于以下所示的车辆。
[0288]
当将蓄电系统安装在车辆时，可以实现混合动力汽车(hv)、电动汽车(ev)或插电式混合动力汽车(phv)等新一代清洁能源汽车。
[0289]
在图17a、图17b及图17c中，例示出使用本发明的一个方式的蓄电系统的车辆。图17a所示的汽车8400是作为行驶的动力源使用电动机的电动汽车。或者，汽车8400是作为行驶的动力源能够适当地使用电动机或引擎的混合动力汽车。通过使用本发明的一个方式，可以实现行驶距离长的车辆。另外，汽车8400具备蓄电系统。蓄电系统不但驱动电动机8406，而且还可以将电力供应到车头灯8401或室内灯(未图示)等发光装置。
[0290]
另外，蓄电系统可以将电力供应到汽车8400所具有的速度表、转速计等显示装置。此外，蓄电系统可以将电力供应到汽车8400所具有的导航系统等。
[0291]
在图17b所示的汽车8500中，可以通过利用插电方式或非接触供电方式等从外部的充电设备接收电力，来对汽车8500所具有的蓄电系统8024进行充电。图17b示出从地上设置型充电装置8021通过电缆8022对安装在汽车8500中的蓄电系统8024进行充电的情况。当进行充电时，作为充电方法或连接器的规格等，可以适当地使用chademo(注册商标)或联合充电系统“combined charging system”等的规定的方式。作为充电装置8021，也可以使用设置在商业设施的充电站或家庭的电源。例如，通过利用插电技术从外部供应电力，可以对安装在汽车8500中的蓄电系统8024进行充电。可以通过ac/dc转换器等转换装置将交流电力转换成直流电力来进行充电。
[0292]
另外，虽然未图示，但是也可以将受电装置安装在车辆中并从地上的送电装置非接触地供应电力来进行充电。当利用非接触供电方式时，通过在公路或外壁中组装送电装置，不但在停车时而且在行驶时也可以进行充电。此外，也可以利用该非接触供电方式，在车辆之间进行电力的发送及接收。再者，还可以在车辆的外部设置太阳能电池，在停车时或行驶时进行蓄电系统的充电。可以利用电磁感应方式或磁场共振方式实现这样的非接触供电。
[0293]
图17c是使用本发明的一个方式的蓄电系统的二轮车的例子。图17c所示的小型摩托车8600包括蓄电系统8602、后视镜8601及方向灯8603。蓄电系统8602可以对方向灯8603供电。
[0294]
此外，在图17c所示的小型摩托车8600中，可以将蓄电系统8602收纳在座位下收纳部8604中。即使座位下收纳部8604空间小，也可以将蓄电系统8602收纳在座位下收纳部8604中。
[0295]
另外，图18a示出使用本发明的一个方式的蓄电系统的电动自行车的一个例子。图18a所示的电动自行车8700可以使用本发明的一个方式的蓄电系统。
[0296]
电动自行车8700包括蓄电系统8702。蓄电系统8702对辅助驾驶者的电动机供应电力。另外，蓄电系统8702是可携带的，图18b示出从自行车取出的蓄电系统8702。蓄电系统8702内置有多个本发明的一个方式的蓄电系统所包括的蓄电池8701，可以由显示部8703显示剩余电量等。另外，蓄电系统8702包括本发明的一个方式的控制电路8704。控制电路8704与蓄电池8701的正极及负极电连接。作为控制电路8704可以使用上述实施方式所示的电池控制电路。
[0297]
本实施方式可以与其他实施方式适当地组合。
[0298]
(实施方式4)在本实施方式中，说明将本发明的一个方式的二次电池安装在电子设备的例子。
[0299]
本发明的一个方式的二次电池的能量密度高。另外，寿命长且可靠性良好。另外，通过组合本发明的一个方式的二次电池及电池控制电路，有时可以进一步延长二次电池的寿命，所以是优选的。另外，通过组合本发明的一个方式的二次电池及电池控制电路而使用，可以提高安装有该二次电池的电子设备、车辆等的安全性。
[0300]
以下说明将组合本发明的一个方式的二次电池及电池控制电路的蓄电系统安装于电子设备的例子，在以下所示的结构中，安装于电子设备的蓄电系统也可以采用不包括上述电池控制电路的结构。例如，也可以只将本发明的一个方式的二次电池安装于以下所示的电子设备。
[0301]
接着，图19a和图19b示出能够进行对折的平板终端(包括clamshell型终端)的一个例子。图19a和图19b所示的平板终端9600包括框体9630a、框体9630b、连接框体9630a和框体9630b的可动部9640、显示部9631、显示模式切换开关9626、电源开关9627、省电模式切换开关9625、扣件9629以及操作开关9628。通过将具有柔性的面板用于显示部9631，可以实现显示部更大的平板终端。图19a示出打开平板终端9600的状态，图19b示出合上平板终端9600的状态。
[0302]
平板终端9600在框体9630a及框体9630b的内部具备蓄电体9635。蓄电体9635穿过可动部9640设置在框体9630a及框体9630b。
[0303]
在显示部9631中，可以将其一部分用作触摸屏的区域，并且可以通过接触所显示的操作键来输入数据。此外，通过使用手指或触屏笔等接触触摸屏上的键盘显示切换按钮的位置上，可以在显示部9631上显示键盘按钮。
[0304]
另外，显示模式切换开关9626能够切换竖屏显示和横屏显示等显示的方向并选择黑白显示或彩色显示等的切换。根据通过平板终端9600所内置的光传感器所检测的使用时的外光的光量，省电模式切换开关9625可以使显示的亮度设定为最适合的亮度。平板终端除了光传感器以外还可以内置陀螺仪和加速度传感器等检测倾斜度的传感器等的其他检测装置。
[0305]
图19b是平板终端被对折的状态，并且平板终端包括框体9630、太阳能电池9633及本发明的一个方式的蓄电系统。蓄电系统包括控制电路9634及蓄电体9635。作为控制电路9634可以使用上述实施方式所示的电池控制电路。
[0306]
此外，平板终端9600能够进行对折，因此不使用时可以以重叠的方式折叠框体9630a及框体9630b。通过折叠框体9630a及框体9630b，可以保护显示部9631，而可以提高平板终端9600的耐久性。
[0307]
此外，图19a及图19b所示的平板终端还可以具有如下功能：将各种各样的信息(静态图像、动态图像或文字图像等)显示在显示部上；将日历、日期或时刻等显示在显示部上；对显示在显示部上的信息进行触摸输入操作或编辑的触摸输入；通过各种各样的软件(程序)控制处理等。
[0308]
通过利用安装在平板终端的表面上的太阳能电池9633，可以将电力供应到触摸屏、显示部或图像信号处理部等。注意，太阳能电池9633可以设置在框体9630的一面或两个表面，并且可以高效地对蓄电体9635进行充电。
[0309]
另外，在图19a及图19b中说明将使用上述实施方式所示的电池控制电路的控制电路用于能够进行对折的平板终端的结构，然而也可以采用其他结构。例如，如图19c所示，可以用于作为clamshell型终端的笔记本型个人计算机。图19c示出笔记本型个人计算机9601，其在框体9630a中包括显示部9631，在框体9630b中包括键盘部9650。在笔记本型个人计算机9601中包括图19a及图19b所说明的控制电路9634及蓄电体9635。作为控制电路9634可以使用上述实施方式所示的电池控制电路。
[0310]
图20示出其他电子设备的例子。在图20中，显示装置8000是安装有本发明的一个方式的蓄电系统的电子设备的一个例子。具体而言，显示装置8000相当于电视广播接收用显示装置，包括框体8001、显示部8002、扬声器部8003及二次电池8004等。根据本发明的一个方式的检测系统设置在框体8001的内部。显示装置8000既可以接收来自商业电源的电力
供应，又可以使用蓄积在二次电池8004中的电力。
[0311]
作为显示部8002，可以使用半导体显示装置诸如液晶显示装置、在每个像素中具备有机el元件等发光元件的发光装置、电泳显示装置、dmd(数字微镜装置：digital micromirror device)、pdp(等离子体显示面板：plasma display panel)及fed(场致发射显示器：field emission display)等。
[0312]
另外，声音输入设备8005也使用二次电池。声音输入设备8005包括上述实施方式所示的蓄电系统。除了无线通信元件之外，声音输入设备8005还包括包含麦克风的多个传感器(光学传感器、温度传感器、湿度传感器、气压传感器、照度传感器、动作传感器等)，根据使用者命令可以操作其他设备，例如可以操作显示装置8000的电源且调节照明装置8100的光量等。声音输入设备8005通过声音可以进行周边装置的操作，而能够代替手动遥控操作机。
[0313]
另外，声音输入设备8005包括车轮或机械式移动单元，向听见使用者的声音的方向移动且由内置有的麦克风正确地听懂命令，并且在显示部8008上显示其内容或能够进行显示部8008的触摸输入操作。
[0314]
另外，声音输入设备8005可以被用作智能手机等便携式信息终端8009的充电基座。便携式信息终端8009及声音输入设备8005能够以有线或无线进行电力的接收。便携式信息终端8009因为在屋里内没有特别携带的必要，并且在确保必要的容量的同时需要回避对二次电池施加负载而导致劣化，所以优选通过声音输入设备8005能够进行二次电池的管理及维修。另外，声音输入设备8005包括扬声器8007及麦克风，因此即使对便携式信息终端8009进行充电时也可以免提通话。此外，在降低声音输入设备8005的二次电池的容量时，向箭头方向移动且通过连接于外部电源的充电模块8010以无线充电进行充电即可。
[0315]
另外，也可以将声音输入设备8005放在台上。此外，可以使声音输入设备8005设有车轮或机械式移动单元来移动到所希望的位置，或者声音输入设备8005不设有台或车轮而固定于所希望的位置，例如地板上等。
[0316]
另外，除了电视广播接收用的显示装置之外，显示装置还包括所有显示信息用显示装置，例如个人计算机用显示装置或广告显示用显示装置等。
[0317]
在图20中，安镶型照明装置8100是使用由控制充电的微处理器(包括aps)控制的二次电池8103的电子设备的一个例子。具体而言，照明装置8100包括框体8101、光源8102及二次电池8103等。虽然在图20中例示出二次电池8103设置在安镶有框体8101及光源8102的天花板8104的内部的情况，但是二次电池8103也可以设置在框体8101的内部。照明装置8100既可以接收来自商业电源的电力供应，又可以使用蓄积在二次电池8103中的电力。
[0318]
另外，虽然在图20中例示出设置在天花板8104的安镶型照明装置8100，但是二次电池8103可以用于设置在天花板8104以外的例如侧壁8105、地板8106或窗户8107等的安镶型照明装置，也可以用于台式照明装置等。
[0319]
另外，作为光源8102，可以使用利用电力人工性地得到光的人工光源。具体地说，作为上述人工光源的例子，可以举出白炽灯泡、荧光灯等放电灯以及led或有机el元件等发光元件。
[0320]
在图20中，具有室内机8200及室外机8204的空调器是使用二次电池8203的电子设备的一个例子。具体而言，室内机8200包括框体8201、送风口8202及二次电池8203等。虽然
在图20中例示出二次电池8203设置在室内机8200中的情况，但是二次电池8203也可以设置在室外机8204中。或者，也可以在室内机8200和室外机8204二者中均设置有二次电池8203。空调器既可以接收来自商业电源的电力供应，又可以使用蓄积在二次电池8203中的电力。
[0321]
在图20中，电冷藏冷冻箱8300是使用二次电池8304的电子设备的一个例子。具体而言，电冷藏冷冻箱8300包括框体8301、冷藏室门8302、冷冻室门8303及二次电池8304等。在图20中，二次电池8304设置在框体8301的内部。电冷藏冷冻箱8300既可以接收来自商业电源的电力供应，又可以使用蓄积在二次电池8304中的电力。
[0322]
另外，在不使用电子设备的时间段，尤其是在商业电源的供应源能够供应的总电量中的实际使用的电量的比例(称为电力使用率)低的时间段中，通过将电力蓄积在二次电池中，可以抑制在上述时间段以外的时间段中电力使用率增高。例如，在为电冷藏冷冻箱8300时，在气温低且不进行冷藏室门8302或冷冻室门8303的开关的夜间，将电力蓄积在二次电池8304中。并且，在气温高且进行冷藏室门8302或冷冻室门8303的开关的白天，将二次电池8304用作辅助电源，由此可以抑制白天的功率使用率。
[0323]
二次电池不局限于安装在上述电子设备，也可以安装在所有电子设备。通过采用本发明的一个方式，可以提高二次电池的循环特性。因此，通过将控制本发明的一个方式的充电的微处理器(包括aps)安装在本实施方式所说明的电子设备，可以实现使用寿命更长的电子设备。本实施方式可以与其他实施方式适当地组合而实施。
[0324]
首先，图21a至图21g示出将本发明的一个方式的蓄电系统安装在电子设备的例子。作为应用本发明的一个方式的蓄电系统的电子设备，例如可以举出电视装置(也称为电视或电视接收机)、用于计算机等的显示器、数码相机、数码摄像机、数码相框、移动电话机(也称为移动电话、移动电话装置)、便携式游戏机、便携式信息终端、声音再现装置、弹珠机等大型游戏机等。
[0325]
图21a示出移动电话机的例子。移动电话机7400除了组装在框体7401中的显示部7402之外还具备操作按钮7403、外部连接端口7404、扬声器7405、麦克风7406等。另外，移动电话机7400具有本发明的一个方式的蓄电系统。本发明的一个方式的蓄电系统例如包括蓄电池7407、上述实施方式所示的电池控制电路。
[0326]
图21b示出被弯曲的移动电话机7400。在利用外部的力量使移动电话机7400变形而使其整体弯曲时，设置在其内部的蓄电池7407有时也会被弯曲。在此情况下，作为蓄电池7407，优选使用柔性蓄电池。图21c示出柔性蓄电池的被弯曲的状态。蓄电池与控制电路7408电连接。作为控制电路7408，可以使用上述实施方式所示的电池控制电路。
[0327]
此外，也可以将具有柔性形状的蓄电池沿着在房屋及高楼的内壁或外壁、汽车的内部装修或外部装修的曲面组装。
[0328]
图21d示出手镯型显示装置的例子。便携式显示装置7100具备框体7101、显示部7102、操作按钮7103及本发明的一个方式的蓄电系统。本发明的一个方式的蓄电系统例如包括蓄电池7104、上述实施方式所示的电池控制电路。
[0329]
图21e是手表型便携式信息终端的一个例子。便携式信息终端7200包括框体7201、显示部7202、带子7203、带扣7204、操作按钮7205、输入输出端子7206等。
[0330]
便携式信息终端7200可以执行移动电话、电子邮件、文章的阅读及编写、音乐播放、网络通信、电脑游戏等各种应用程序。
[0331]
显示部7202的显示面弯曲设置，能够沿着弯曲的显示面进行显示。另外，显示部7202具备触摸传感器，可以用手指或触屏笔等触摸屏幕来进行操作。例如，通过触摸显示于显示部7202的图标7207，可以启动应用程序。
[0332]
操作按钮7205除了时刻设定之外，还可以具有电源开关、无线通信的开关、静音模式的执行及取消、省电模式的执行及取消等各种功能。例如，通过利用组装在便携式信息终端7200中的操作系统，可以自由地设定操作按钮7205的功能。
[0333]
另外，便携式信息终端7200可以执行被通信标准化的近距离无线通信。例如，通过与可无线通信的耳麦通信，可以进行免提通话。
[0334]
另外，便携式信息终端7200具备输入输出端子7206，可以通过连接器直接向其他信息终端发送数据或从其他信息终端接收数据。另外，也可以通过输入输出端子7206进行充电。另外，充电工作也可以利用无线供电进行，而不利用输入输出端子7206。
[0335]
便携式信息终端7200具有本发明的一个方式的蓄电系统。该蓄电系统包括蓄电池、上述实施方式所示的电池控制电路。
[0336]
便携式信息终端7200优选包括传感器。作为传感器例如优选安装指纹传感器、脉搏传感器、体温传感器等人体传感器、触摸传感器、压力传感器、加速度传感器等。
[0337]
图21f示出袖章型显示装置的一个例子。显示装置7300具备显示部7304以及本发明的一个方式的二次电池。显示装置7300也可以在显示部7304具备触摸传感器，并被用作便携式信息终端。
[0338]
显示部7304的显示面弯曲，能够沿着弯曲的显示面进行显示。另外，显示装置7300可以利用被通信标准化的近距离无线通信等改变显示情况。
[0339]
另外，显示装置7300具备输入输出端子，可以通过连接器直接向其他信息终端发送数据或从其他信息终端接收数据。另外，也可以通过输入输出端子进行充电。另外，充电工作也可以利用无线供电进行，而不利用输入输出端子。
[0340]
通过将本发明的一个方式的二次电池用作日用电子设备的二次电池，可以提供轻量且使用寿命长的产品。例如，作为日用电子设备，可以举出电动牙刷、电动剃须刀、电动美容器等。这些产品中的二次电池被期待为了便于使用者容易握持而具有棒状形状且为小型、轻量、大容量。
[0341]
图21g是被称为烟液容纳式吸烟装置(电子烟)的装置的立体图。在图21g中，电子烟7500包括：包括加热元件的雾化器(atomizer)7501；对雾化器供电的二次电池7504；包括液体供应容器及传感器等的烟弹(cartridge)7502。为了提高安全性，也可以将防止二次电池7504的过充电及过放电的保护电路电连接到二次电池7504。图21g所示的二次电池7504包括用来与充电器连接的外部端子。在取拿时，二次电池7504位于顶端部，因此优选其总长度较短且重量较轻。由于本发明的一个方式的二次电池为大容量且循环特性良好，所以可以提供在长期间能够长时间使用的小型轻量的电子烟7500。
[0342]
接着，参照图22对包括本发明的一个方式的电池控制电路的电子设备的例子进行说明。
[0343]
扫地机器人7000包括二次电池、照度传感器、麦克风、照相机、扬声器、显示器、各种传感器(红外线传感器、超声波传感器、加速度传感器、压电传感器、光传感器、陀螺仪传感器等)及移动机构等。通过对扫地机器人7000的二次电池使用安装有本发明的一个方式
的电池控制电路的蓄电系统，可以进行二次电池的控制及保护等。
[0344]
麦克风具有检测使用者的声音及周围的声音等音频信号的功能。另外，扬声器具有发出声音及警告音等音频信号的功能。扫地机器人7000可以分析通过麦克风输入的音频信号，从扬声器发出所需要的音频信号。扫地机器人7000可以通过使用麦克风及扬声器与使用者交流。
[0345]
照相机具有拍摄机器人7000的周围的功能。另外，扫地机器人7000具有使用移动机构移动的功能。扫地机器人7000可以通过使用照相机拍摄周围的图像而分析该图像，判断移动时的障碍物的有无等。
[0346]
飞行物7120包括螺旋桨、照相机及二次电池等，并具有自主飞行功能。
[0347]
通过对飞行物7120的二次电池使用安装有本发明的一个方式的电池控制电路的蓄电系统，可以实现轻量化且可以进行二次电池的控制及保护等。
[0348]
扫地机器人7140包括二次电池、配置在顶面的显示器、配置在侧面的多个照相机、刷子、操作按钮及各种传感器等。虽然未图示，但是扫地机器人7140安装有轮胎、吸入口等。扫地机器人7140可以自动行走，检测垃圾，可以从底面的吸入口吸入垃圾。通过使用安装有与扫地机器人7140的二次电池电连接的本发明的一个方式的电池控制电路的蓄电系统，可以减少所使用的构件且检测二次电池的微短路等异常。
[0349]
作为移动体的一个例子示出电动汽车7160。电动汽车7160包括二次电池、轮胎、制动器、转向装置、照相机等。通过使用安装有与电动汽车7160的二次电池连接的本发明的一个方式的电池控制电路的蓄电系统，可以减少所使用的构件且检测二次电池的微短路等异常。
[0350]
注意，虽然在上述例子中作为移动体的一个例子说明了电动汽车，但是移动体不局限于电动汽车。例如，作为移动体，可以举出电车、单轨铁路、船舶、飞机(直升机、无人驾驶飞机(无人机)、飞机、火箭)等，通过使用安装有与这些移动体的二次电池连接的本发明的一个方式的电池控制电路的蓄电系统，可以减少所使用的构件且检测二次电池的微短路等异常。
[0351]
具备本发明的一个方式的电池控制电路的二次电池可以组装于智能手机7210、pc7220(个人计算机)、游戏机7240等。
[0352]
智能手机7210是便携式信息终端的一个例子。智能手机7210包括麦克风、照相机、扬声器、各种传感器及显示部。通过充电控制电路控制上述外围设备。通过使用安装有与智能手机7210的二次电池电连接的本发明的一个方式的电池控制电路的蓄电系统，可以减少所使用的构件且进行二次电池的控制及保护等，由此可以提高安全性。
[0353]
pc7220各自是笔记本型pc的例子。通过使用安装有与笔记本型pc的二次电池电连接的本发明的一个方式的电池控制电路的蓄电系统，可以减少所使用的构件且进行二次电池的控制及保护等，由此可以提高安全性。
[0354]
游戏机7240是便携式游戏机的例子。游戏机7260是家用游戏机的例子。游戏机7260以无线或有线与控制器7262连接。通过对控制器7262使用安装有本发明的一个方式的电池控制电路的蓄电系统，可以减少所使用的构件且进行二次电池的控制及保护等，由此可以提高安全性。
[0355]
图23a示出可穿戴设备的例子。可穿戴设备的电源使用二次电池。另外，为了提高
使用者在生活使用或户外使用时的防水性，使用者不仅希望可穿戴设备能够进行用于连接的连接器部分露出的有线充电，还希望能够进行无线充电。
[0356]
例如，可以安装于如图23a所示那样的眼镜型设备490中。眼镜型设备490包括镜框490a和显示部490b。通过在具有弯曲的镜框490a的镜腿部安装二次电池，可以实现轻量且重量平衡性好的连续使用时间长的眼镜型设备490。
[0357]
另外，可以安装在耳麦型设备491。耳麦型设备491至少包括麦克风部491a、柔性管491b和耳机部491c。在柔性管491b中或耳机部491c中可以设置二次电池。
[0358]
此外，可以安装在能够直接安装于身体上的设备402中。可以在设备402的薄型框体402a中设置二次电池402b。
[0359]
另外，可以安装在能够安装于衣服的设备403中。可以在设备403的薄型框体403a中设置二次电池403b。
[0360]
另外，可以安装在腰带型设备406中。腰带型设备406包括腰带部406a及无线供电受电部406b，可以在腰带部406a的内部设置二次电池。
[0361]
另外，可以安装在手表型设备405中。手表型设备405包括显示部405a及手表带部405b，可以在显示部405a或手表带部405b中设置二次电池。
[0362]
在显示部405a上，除了时间之外还可以显示电子邮件或电话的来电等各种信息。
[0363]
此外，因为手表型设备405是直接缠在手臂上的类型的可穿戴设备，所以可以搭载用来测量使用者的脉搏、血压等的传感器。积蓄关于使用者的运动量及健康的数据来将其有效用于健康维持。
[0364]
以下，详细地说明图23a所示的手表型设备405。
[0365]
图23b示出从手腕上取下的手表型设备405的立体图。
[0366]
另外，图23c示出侧面图。图23c示出内部内置有二次电池913的情况。二次电池913设置在与显示部405a重叠的位置，小型且轻量。
[0367]
另外，手表型设备405优选在其内部包括与二次电池913电连接的电池控制电路。
[0368]
本实施方式可以与其他实施方式的记载适当地组合。
[0369]
(关于本说明书等的记载的附记)下面，对上述实施方式及实施方式中的各结构的说明附加注释。
[0370]
各实施方式所示的结构可以与其他实施方式所示的结构适当地组合而构成本发明的一个方式。另外，当在一个实施方式中示出多个结构例子时，可以适当地组合这些结构例子。
[0371]
另外，可以将某一实施方式中说明的内容(或其一部分)应用/组合/替换成该实施方式中说明的其他内容(或其一部分)及/或另一个或多个其他实施方式中说明的内容(或其一部分)。
[0372]
注意，实施方式中说明的内容是指各实施方式中利用各种附图所说明的内容或者利用说明书所记载的文章而说明的内容。
[0373]
另外，通过将某一实施方式中示出的附图(或其一部分)与该附图的其他部分、该实施方式中示出的其他附图(或其一部分)及/或另一个或多个其他实施方式中示出的附图(或其一部分)组合，可以构成更多图。
[0374]
在本说明书等中，根据功能对构成要素进行分类并在方框图中以彼此独立的方框
表示。然而，在实际的电路等中难以根据功能分类构成要素，有时一个电路涉及到多个功能或者多个电路涉及到一个功能。因此，方框图中的方框的分割不局限于说明书中说明的构成要素，而可以根据情况适当地不同。
[0375]
为了便于说明，在附图中，任意示出尺寸、层的厚度或区域。因此，本发明并不局限于附图中的尺寸。附图是为了明确起见而示意性地示出的，而不局限于附图所示的形状或数值等。例如，可以包括因噪声或定时偏差等所引起的信号、电压或电流的不均匀等。
[0376]
在本说明书等中，当说明晶体管的连接关系时，记载为“源极和漏极中的一个”(或者第一电极或第一端子)或“源极和漏极中的另一个”(或者第二电极或第二端子)。这是因为晶体管的源极和漏极根据晶体管的结构或工作条件等改变。这是因为晶体管的源极和漏极根据晶体管的结构或工作条件等改变。
[0377]
另外，在本说明书等中，“电极”或“布线”不在功能上限定其构成要素。例如，有时将“电极”用作“布线”的一部分，反之亦然。再者，“电极”或“布线”还包括多个“电极”或“布线”被形成为一体的情况等。
[0378]
另外，在本说明书等中，可以适当地调换电压和电位。电压是指与基准电位之间的电位差，例如在基准电位为接地电压时，可以将电压换称为电位。接地电位不一定意味着0v。注意，电位是相对的，对布线等供应的电位有时根据基准电位而变化。
[0379]
在本说明书等中，根据情况或状态，可以互相调换“膜”和“层”等词句。例如，有时可以将“导电层”调换为“导电膜”。此外，有时可以将“绝缘膜”调换为“绝缘层”。
[0380]
在本说明书等中，开关是指具有通过变为导通状态(开启状态)或非导通状态(关闭状态)来控制是否使电流流过的功能的元件。或者，开关是指具有选择并切换电流路径的功能的元件。
[0381]
在本说明书等中，例如，沟道长度是指在晶体管的俯视图中，半导体(或在晶体管处于开启状态时，在半导体中电流流过的部分)和栅极重叠的区域或者形成沟道的区域中的源极和漏极之间的距离。
[0382]
在本说明书等中，例如，沟道宽度是指半导体(或在晶体管处于开启状态时，在半导体中电流流过的部分)和栅电极重叠的区域、或者形成沟道的区域中的源极和漏极相对的部分的长度。
[0383]
在本说明书等中，“a与b连接”除了包括a与b直接连接的情况以外，还包括a与b电连接的情况。在此，“使a与b电连接”的描述是指当在a与b之间存在具有某种电作用的对象物时，能够进行a和b的电信号的授受的情况。[实施例1]
[0384]
在本实施例中，说明本发明的一个方式的二次电池的制造方法及所制造的二次电池的特性。
[0385]
[正极活性物质的制造]制造正极活性物质。
[0386]
首先，制造包含镁及氟的第一混合物。以lif与mgf2的摩尔比为lif：mgf2＝1：3的方式进行称量，加入丙酮作为溶剂，以湿法进行混合及粉碎。混合及粉碎利用使用锆质球的球磨机以400rpm进行12小时。回收处理后的材料而得到第一混合物。
[0387]
接着，作为含有锂及钴的复合氧化物准备了钴酸锂。更具体而言，准备了日本化学
工业公司制造的cellseedc-10n。
[0388]
接着，以相对于钴酸锂的分子量第一混合物中的镁的原子量为0.5原子％的方式进行称量并利用干法进行混合。混合利用使用锆质球的球磨机以150rpm进行1小时。回收处理后的材料而得到第二混合物。
[0389]
接着，将第二混合物放入氧化铝坩埚，在氧气氛的马弗炉中以850℃进行退火60小时。退火时对氧化铝坩埚盖上盖。氧的流量设定为10l/min。升温以200℃/hr进行，降温进行了10小时以上。将加热处理后的材料作为正极活性物质使用。
[0390]
[正极的制造]接着，使用上述制造的正极活性物质制造正极。将上述方法制造的正极活性物质、乙炔黑(ab)、聚偏氟乙烯(pvdf)以正极活性物质：ab：pvdf＝95：3：2(重量比)混合且作为溶剂使用nmp制造浆料。将所制造的浆料涂敷在集流体上，使溶剂挥发。然后，以120℃进行179kn/m的挤压，接下来进行1249kn/m的挤压，来在集流体上形成正极活性物质层而制造正极p1。正极p1根据所使用的电池单元改变正极活性物质的担载量。作为集流体使用20μm厚的铝箔。正极活性物质层设置在集流体的一个面上。
[0391]
[负极的制造]作为负极活性物质使用石墨而制造负极。
[0392]
使用两种石墨分别制造负极。作为第一种石墨，使用比表面积为6.3m2/g且平均粒径为15μm的球状化天然石墨，以石墨：cmc-na：sbr＝97：1.5：1.5(重量比)的方式与cmc-na及sbr混合，作为溶剂使用水，来制造浆料。作为第二种石墨，使用比表面积为1.5m2/g的mcmb石墨，以石墨：导电助剂：cmc-na：sbr＝96：1：1：2(重量比)的方式混合导电助剂、cmc-na及sbr，作为溶剂使用水，来制造浆料。
[0393]
所使用的cmc-na的聚合度为600至800，用于1weight％水溶液时的水溶液粘度在300mpa
·
s至500mpa
·
s的范围内。作为导电助剂，使用气相生长碳纤维的vgcf(注册商标)-h(昭和电工株式会社制造的，纤维直径为150nm，比表面积为13m2/g)。
[0394]
将所制造的各浆料涂敷在集流体上，进行干燥，来在集流体上制造负极活性物质层。作为集流体使用18μm厚的铜箔。负极活性物质层设置在集流体的两个表面上。
[0395]
将使用第一种石墨的负极记为负极n1，将使用第二种石墨的负极记为负极n2。负极n1及负极n2根据所使用的电池单元改变负极活性物质的担载量。
[0396]
[二次电池的制造]使用上述制造的正极及负极制造作为外包装体使用薄膜的二次电池。
[0397]
作为隔离体使用厚度为50μm的纤维素。
[0398]
依次层叠正极、隔离体、负极、隔离体、正极。以设置在集流体的一个面上的正极活性物质隔着隔离体与负极活性物质相对的方式分别配置两个正极。
[0399]
对正极及负极分别接合导线。
[0400]
使用被对折的外包装体夹持层叠有正极、负极及隔离体的叠层体，以导线的一端位于外包装体的外侧的方式配置叠层体。接着，将外包装体的一个边作为开放部密封其他边。
[0401]
作为成为外包装体的薄膜，使用依次层叠有聚丙烯层、酸改性聚丙烯层、铝层、尼龙层的薄膜。薄膜的厚度约为110μm。作为外包装体，以在外侧的面配置尼龙层且在内侧的
面配置聚丙烯层的方式折叠成为外包装体的薄膜。铝层的厚度约为40μm，尼龙层的厚度约为25μm，聚丙烯层与酸改性聚丙烯层的总厚度约为45μm。
[0402]
接着，在氩气氛下从作为开放部残留的一个边注入电解液。
[0403]
作为电解液制造共五种电解液(电解液sol_1、sol_2、sol_3、sol_4及sol_5)，在各二次电池中使用任意电解液。
[0404]
说明电解液sol_1及电解液sol_2。作为溶剂使用以结构式(g11)表示的emi-fsa。在电解液sol_1中，作为电解质使用lifsa(双(氟磺酰基)酰胺锂)，相对于电解液的电解质的浓度设为2.15mol/l。在电解液sol_2中，作为电解质使用litfsa(双(三氟甲基磺酰)酰胺锂)，相对于电解液的电解质的浓度设为1.50mol/l。
[0405]
[化学式30]
[0406]
说明电解液sol_3。作为溶剂使用以结构式(g12)表示的bmi-fsa。作为电解质，使用lifsa(双(氟磺酰基)酰胺锂)。相对于电解液的电解质的浓度设为1.93mol/l。
[0407]
[化学式31]
[0408]
说明电解液sol_4。作为溶剂使用以结构式(g13)表示的p13-fsa。作为电解质，使用lifsa(双(氟磺酰基)酰胺锂)。相对于电解液的电解质的浓度设为1.80mol/l。
[0409]
[化学式32]
[0410]
说明电解液sol_5。作为溶剂使用以ec：dec＝3：7(体积比)混合碳酸乙烯酯(ec)及碳酸二乙酯(dec)的溶剂。电解质使用六氟磷酸锂(lipf6)。相对于电解液的电解质的浓度设为1.00mol/l。
[0411]
表1示出用于各电解液的溶剂(solvent)及电解质(electrolyte)。
[0412]
[表1][表1]
[0413]
接着，在减压气氛下密封作为开放部残留的外包装体的一个边。
[0414]
通过上述工序，制造二次电池。
[0415]
[老化]接着，进行二次电池的老化。
[0416]
首先，用两个板夹持二次电池，以cc(0.01c，容量15mah/g)进行充电。然后，取下两个板，在氩气氛下切断外包装体的一个边而开封，排出气体，再次进行密封。在此，cc为恒流。在此，二次电池的容量按每正极活性物质重量算出。另外，作为c倍率根据充放电循环的条件算出1c。在循环特性的评价中，c倍率以如下方式算出：在充电电压为4.4v、4.45v、4.5v时1c分别为190ma/g、210mah/g、220mah/g。
[0417]
接着，用两个板夹持二次电池，以cc(0.1c，容量120mah/g)进行充电。然后，取下两个板，以0℃保持24小时，然后在氩气氛下切断外包装体的一个边而开封，排出气体，再次进行密封。
[0418]
[充放电特性的评价]接着，用两个板夹持二次电池，以cccv(0.1c，终止电流0.01c)进行充电且以cc(0.2c，2.5v)进行放电。充电电压对应于循环特性的评价中的充电电压。在此，cv为恒压。
[0419]
然后，反复进行cccv(0.2c，终止电流0.01c)充电以及cc(0.2c，2.5v)放电三次。充电电压对应于循环特性的评价中的充电电压。
[0420]
[循环特性的评价1]接着，以25℃进行二次电池的循环特性的评价。
[0421]
作为电池单元，制造表2所示的单元cel_1至cel_7。表2示出所使用的正极(positive electrode)、负极(negative electrode)及电解液(electrolyte solution)的组合以及充电电压(charge voltage)。
[0422]
[表2]
[0423]
作为c倍率或在后述的容量比，在充电电压为4.4v时正极容量设为190mah/g。在充电电压为4.45v时正极容量设为210mah/g。在充电电压为4.5v时正极容量设为220mah/g。
[0424]
正极p1的正极活性物质的担载量为如下：单元cel_1至cel_4约为6.5mg/cm2，单元cel_5至cel_7约为11mg/cm2。
[0425]
正极p1中的正极活性物质层的面积设为8.194cm2。
[0426]
各电池单元中的负极n1及负极n2的负极活性物质的担载量以容量比约为77％以上且83％以下的方式进行调整。在此，容量比是指以百分率示出相对于负极容量的正极容量的值。在算出容量比时，负极容量以负极活性物质的重量为基准设为330mah/g。注意，负极活性物质的担载量通过将设置在集流体的两个面上的负极活性物质层中的担载量的总和分成一半来算出。
[0427]
以cccv(0.2c，终止电流0.02c)进行充电且以cc(0.2c，2.5v)进行放电。二次电池的容量以正极活性物质重量为基准来算出。
[0428]
图24a、图24b及图25示出25℃下的循环特性的评价结果。
[0429]
图24a示出单元cel_1至cel_4的循环特性的结果，横轴表示循环数，纵轴表示放电容量。图24b示出放大图24a的纵轴的图。
[0430]
图25示出单元cel_5至cel_7的循环特性的结果。
[0431]
另外，图26a、图26b、图27a、图27b分别示出单元cel_1至cel_4的充放电曲线。实线表示第一次循环的曲线，虚线表示第100次循环的曲线。在各充放电曲线中，纵轴表示充电或放电的电压，横轴表示容量。
[0432]
在图26a、图26b、图27a、图27b中，单元cel_1至cel_4在充电电压为4.5v的非常高的值的情况下也都在第一次循环得到良好的充放电曲线。这表示本发明的一个方式的正极活性物质的晶体结构在高充电电压下也很稳定。
[0433]
另外，从图24a、图24b可知：在电解液中包含离子液体的单元cel_1、cel_2及cel_3中，在第300次循环后也保持初次放电容量的80％以上的容量值，发挥非常良好的特性。
[0434]
另外，从图25可知：在增加正极活性物质及负极活性物质的担载量而改变石墨的种类的单元中，即使使充电电压提高到4.5v也可以得到良好的循环特性。
[0435]
如上所述，可知：在本发明的一个方式的二次电池中，通过使用良好的正极活性物质且将离子液体用于电解液，可以得到非常良好的特性。
[0436]
[循环特性的评价2]接着，以45℃进行二次电池的循环特性的评价。
[0437]
作为电池单元，制造表3所示的单元cel_11至cel_23。表3示出所使用的正极(positive electrode)、负极(negative electrode)及电解液(electrolyte solution)的组合以及充电电压(charge voltage)。
[0438]
[表3][表3]
[0439]
正极p1的正极活性物质的担载量为如下：单元cel_11至cel_20约为6.5mg/cm2，单元cel_21至cel_23约为11mg/cm2。
[0440]
正极p1中的正极活性物质层的面积设为8.194cm2。
[0441]
各电池单元中的负极n1及负极n2的负极活性物质的担载量以容量比约为77％以上且83％以下的方式进行调整。
[0442]
以cccv(0.2c，终止电流0.02c)进行充电且以cc(0.2c，2.5v)进行放电。二次电池的容量以正极活性物质重量为基准来算出。
[0443]
图28a、图28b、图29a及图29b分别示出45℃下的单元cel_11至单元cel_13的循环特性、单元cel_14至单元cel_16的循环特性、单元cel_17至单元cel_20的循环特性以及单元cel_21至单元cel_23的循环特性。
[0444]
从图28a及图28b得到如下结果：将离子液体用于电解液的单元即使充电电压为4.45v放电容量的下降也非常少。另一方面，开始观察到使用有机电解液的单元在充电电压为4.45v时放电容量降低。
[0445]
从图29a观察到：在充电电压为4.5v时，将离子液体用于电解液的单元中放电容量也缓慢地降低。另一方面，从图24a、图24b可知：在25℃下，即使充电电压为4.5v也可以得到良好的特性。因此，可知：通过根据所使用的温度范围控制充电电压，可以抑制随着使用二次电池而放电容量降低，由此可以实现长寿命的二次电池。
[0446]
另外，从图29b可知：在增加正极活性物质及负极活性物质的担载量且改变石墨种类的单元中也在充电电压为4.45v时可以得到良好的循环特性。
[0447]
[速率特性的评价]接着，在10℃下评价速率特性。
[0448]
作为电池单元，制造表4所示的单元cel_31至cel_33。表4示出所使用的正极(positive electrode)、负极(negative electrode)及电解液(electrolyte solution)的组合以及充电电压(charge voltage)。
[0449]
[表4]
[0450]
正极p1的正极活性物质的担载量设为6.5mg/cm2左右。负极n1的负极活性物质的担载量以容量比约为84％以上且87％以下的方式调整。
[0451]
在正极中，形成在集流体上的正极活性物质层的面积设为8.194cm2。
[0452]
以cccv(0.2c，终止电流0.02c)进行充电且以cc(2.5v)进行放电。放电以放电速率为0.1、0.2、0.5、1[c]依次进行。二次电池的容量以正极活性物质重量为基准算出。
[0453]
图30a、图30b、图31分别示出10℃下的单元cel_31至单元cel_33的循环特性。
[0454]
从图30a、图30b及图31可知：在为0.5c的速率时，在温度较低的10℃的条件下也可以得到0.1c的98％以上的放电容量。另外，在为1c的速率时，在cel_31中得到0.1c的97％以上的放电容量，可以得到非常良好的速率特性。另外，在cel_32中，放电容量降低为0.1c的60％左右。[符号说明]
[0455]
111：正极、111a：正极、115：负极、115a：负极、121：正极集流体、122：正极活性物质层、123：隔离体、125：负极集流体、126：负极活性物质层、130：电极组装体、131：电极组装体、211a：正极、211b：负极、212a：导线、212b：导线、214：隔离体、250：二次电池、251：外包装体、400：二次电池、401：正极盖、402：设备、402a：框体、402b：二次电池、403：设备、403a：框体、403b：二次电池、405：手表型设备、405a：显示部、405b：表带部、406：腰带型设备、406a：腰带部、406b：无线供电受电部、413：导电板、414：导电板、415：蓄电系统、416：布线、420：控制电路、421：布线、422：布线、423：布线、424：导电体、425：绝缘体、426：布线、490：眼镜型设备、490a：镜框、490b：显示部、491：耳麦型设备、491a：麦克风部、491b：柔性管、491c：耳麦部、500：二次电池、501：正极集流体、502：正极活性物质层、503：正极、504：负极集流体、505：负极活性物质层、506：负极、507：隔离体、508：电解液、509：外包装体、510：正极导线电
极、511：负极导线电极、513：二次电池、514：端子、515：密封带、517：天线、519：层、521：密封部、522：密封部、523：密封部、529：签条、531：二次电池组、540：电路板、551：一个，552：另一个、590：控制电路、590a：电路系统、590b：电路系统、601：正极盖、602：电池罐、603：正极端子、604：正极、605：隔离体、606：负极、607：负极端子、608：绝缘板、609：绝缘板、611：ptc元件、613：安全阀机构、730：充电控制电路、900：电路板、910：签条、911：端子、912：电池控制电路、913：二次电池、914：天线、915：密封剂、916：层、917：层、918：天线、920：显示装置、921：传感器、922：端子、930：框体、931：负极、932：正极、933：隔离体、950：卷绕体、951：端子、952：端子、971：电极、972：电极、981：薄膜、982：薄膜、1700：曲面、1701：平面、1702：曲線、1703：曲率半径、1704：曲率中心、1800：曲率中心、1801：薄膜、1802：曲率半径、1803：薄膜、1804：曲率半径、7000：机器人、7100：便携式显示装置、7101：框体、7102：显示部、7103：操作按钮、7104：蓄电池、7120：飞行物、7140：扫地机器人、7160：电动汽车、7200：便携式信息终端、7201：框体、7202：显示部、7203：带子、7204：带扣、7205：操作按钮、7206：输入输出端子、7207：图标、7210：智能手机、7220：pc、7240：游戏机、7260：游戏机、7262：控制器、7300：显示装置、7304：显示部、7400：移动电话机、7401：框体、7402：显示部、7403：操作按钮、7404：外部连接端口、7405：扬声器、7406：麦克风、7407：蓄电池、7408：控制电路、7500：电子烟、7501：雾化器、7504：二次电池、8000：显示装置、8001：框体、8002：显示部、8003：扬声器部、8004：二次电池、8005：声音输入设备、8007：扬声器、8008：显示部、8009：便携式信息终端、8010：充电模块、8021：充电装置、8022：电缆、8024：蓄电系统、8100：照明装置、8101：框体、8102：光源、8103：二次电池、8104：天花板、8105：侧壁、8106：地板、8107：窗户、8200：室内机、8201：框体、8202：送风口、8203：二次电池、8204：室外机、8300：电冷藏冷冻箱、8301：框体、8302：冷藏室门、8303：冷冻室门、8304：二次电池、8400：汽车、8401：车头灯、8406：电动机、8500：汽车、8600：小型摩托车、8601：后视镜、8602：蓄电系统、8603：方向灯、8604：座位下收纳部、8700：电动自行车、8701：蓄电池、8702：蓄电系统、8703：显示部、8704：控制电路、9600：平板终端、9601：笔记本型个人计算机、9625：开关、9626：开关、9627：电源开关、9628：操作开关、9629：扣件、9630：框体、9630a：框体、9630b：框体、9630b：框体、9631：显示部、9633：太阳能电池、9634：控制电路、9635：蓄电体、9640：可动部、9650：键盘部。