蓄電装置の作製方法
【課題】リチウムイオン電池等の非水電解質二次電池の電力取り出し効率を向上させる。
【解決手段】遷移金属元素を有するオリビン型酸化物等の磁化率の異方性を有する材料を活物質粒子とし、活物質粒子を電解質と混合してスラリーを形成し、これを集電体に塗布した後、磁場中に放置すると、活物質粒子が配向する。このように配向した活物質粒子を用いることにより解決できる。
【解決手段】遷移金属元素を有するオリビン型酸化物等の磁化率の異方性を有する材料を活物質粒子とし、活物質粒子を電解質と混合してスラリーを形成し、これを集電体に塗布した後、磁場中に放置すると、活物質粒子が配向する。このように配向した活物質粒子を用いることにより解決できる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は非水電解質二次電池を含む蓄電装置、中でもリチウムイオン二次電池（以下、単にリチウムイオン電池とも言う）に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は蓄電容量が大きな二次電池として、小型の携帯電気機器だけでなく、近年では電気自動車等にも搭載されている。従来、リチウムイオン電池の正極には、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）が用いられてきた。
【０００３】
ところが、コバルトは資源として少なく、ＬｉＣｏＯ２等を正極活物質に使用した二次電池では、電気自動車用電池をにらんだ量産化、大型化に対応しにくく、また価格的にも極めて高価なものにならざるを得ない。そこでコバルトに代えて、資源として豊富であり、かつ安価な鉄を主たる構成元素として用いたオリビン構造のリチウム鉄複合酸化物（例えば、燐酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４））やリチウムマンガン複合酸化物（例えば、燐酸マンガンリチウム（ＬｉＭｎＰＯ４））を正極活物質に採用する試みがされている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、燐酸鉄リチウムの物性面でも研究がおこなわれ、単結晶燐酸鉄リチウムの磁性についても研究されている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０７９２７６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｇ． Ｌｉａｎｇ ｅｔ ａｌ．， ”Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ ｉｎ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ−ｃｒｙｓｔａｌ ＬｉＦｅＰＯ４”， Ｐｈｙｓ． Ｒｅｖ． Ｂ７７ （２００８） ０６４４１４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リチウムイオンの伝導に関しては、コバルト酸リチウムの結晶においては、二次元的であったが、オリビン型材料の結晶では、一次元的である。そのため、コバルト酸リチウムよりもリチウムイオンの出入りの際に受ける制約が多くなる。
【０００８】
例えば、図１（Ａ）に示すように、正極活物質として、６つの面を有する直方体のオリビン型活物質粒子を用いる場合を考える。リチウムイオンは活物質粒子内では、矢印で示す方向にのみ移動することが可能である。そのため、活物質粒子からリチウムイオンが出ることのできる面、および、活物質粒子にリチウムイオンが入ることのできる面は、２つの面に限られる。
【０００９】
全ての面が電解液に面していれば、リチウムイオンの出入りに障害となることはないが、その場合は活物質の占める割合が低下する。蓄電容量を向上させるためには、電解液の量を減らして活物質の占める比率を向上させることが好ましい。しかし、その場合には、リチウムイオンの出入りする面が他の結晶面で覆われることがある。
【００１０】
例えば、図１（Ｂ）のように、リチウムイオンが出入りできる面が２つとも他の活物質粒子のリチウムイオンの出入りできない面で覆われる場合には、中央の粒子のリチウムイオンを外部に取り出すことはできなくなる。その確率は、結晶面がランダムに配置されるとすれば、４４％強である。
【００１１】
また、図１（Ｃ）のように、リチウムイオンが出入りできる面の一方が他の活物質粒子のリチウムイオンの出入りできない面で覆われ、他方はもうひとつの活物質粒子のリチウムイオンの出入りできる面で覆われる場合には、中央の粒子のリチウムイオンを外部に取り出すには、２つの面のうちの１つ（図１（Ｃ）では右側の面）しか利用できなくなる。すなわち、リチウムイオンの伝導に制約が生じる。この確率も、結晶面がランダムに配置されるとすれば、４４％強である。
【００１２】
図１（Ｄ）のように、リチウムイオンが出入りできる面が２つとも他の活物質粒子のリチウムイオンの出入りできる面で覆われる場合には、中央の粒子のリチウムイオンを外部に取り出す上で制約はないが、その確率は、結晶面がランダムに配置されるとすれば、１１％強でしかない。
【００１３】
以上の議論は極端な仮定のものであり、現実には、１つの面が他の活物質粒子と接する場合があっても、全くの隙間もなく接することはないので、いくらかのリチウムイオンの出入りは可能であるが、結晶が高密度に凝集する場合には、上記のような問題により、蓄電容量が低下する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
オリビン型の活物質を用いるに際し、活物質粒子をランダムに配置させるのではなく、活物質粒子のある結晶面をひとつの方向に揃えること（配向させること）により、図１（Ｄ）の状態を確実に取りえる。そして、結晶面を配向させるには、遷移金属を有するオリビン型酸化物が常磁性、強磁性、あるいは反強磁性を示し、さらに、磁化率に異方性を有するという特徴を利用する。
【００１５】
すなわち、上記オリビン型酸化物の活物質粒子を０．０１テスラ乃至２テスラの磁場中で集電体上に形成することにより活物質粒子を配向させる。あるいは、０．０１テスラ乃至０．５テスラの周波数１ヘルツ乃至１０００ヘルツで極性が変動する磁場中で集電体上に形成することにより活物質粒子を配向させる。このような磁場による配向は、オリビン型酸化物に限られず、一般に磁化率に異方性があればよい。なお、本明細書で配向するとは、複数の結晶のうち、５０％以上の結晶の特定の面方位が、特定の方向から５°以内にあることを意味する。
【００１６】
すなわち、本発明の一態様は、磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、前記スラリーを集電体に塗布する工程と、前記スラリーを塗布された集電体を０．０１テスラ乃至２テスラの磁場中に放置する工程と、を有する蓄電装置の作製方法である。
【００１７】
また、別の本発明の一態様は、磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、前記スラリーを０．０１テスラ乃至２テスラの磁場中で集電体に塗布する工程と、を有する蓄電装置の作製方法である。
【００１８】
また、別の本発明の一態様は、磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、前記スラリーを集電体に塗布する工程と、前記スラリーを塗布された集電体を０．０１テスラ乃至０．５テスラの周波数１ヘルツ乃至１０００ヘルツで極性が変動する磁場中に放置する工程と、を有する蓄電装置の作製方法である。
【００１９】
また、別の本発明の一態様は、磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、前記スラリーを０．０１テスラ乃至０．５テスラの周波数１ヘルツ乃至１０００ヘルツで極性が変動する磁場中で集電体に塗布する工程と、を有する蓄電装置の作製方法である。
【００２０】
上記において、用いる磁場は活物質粒子の磁性によって好ましい値が変わる。例えば、強磁性体であれば、用いる磁場は非常に弱くてもよい。一方、磁化率が小さい材料では、十分な配向を得るためにより強い磁場が必要である。
【００２１】
上記において、活物質粒子の大きさは、５ｎｍ乃至２００ｎｍであることが好ましい。あるいは、活物質粒子の大きさの平均値が、５ｎｍ乃至２００ｎｍであることが好ましい。なお、本明細書では、特に指定しない限り、活物質粒子の大きさとは、体積の立方根のことである。また、最も理想的には、個々の活物質粒子は単結晶（１つの結晶）よりなっていることが好ましい。
【００２２】
なお、実用上は、全ての活物質粒子が単結晶である必要はないが、６０％以上が単結晶であることが好ましい。単結晶の比率が高いほど、磁場によって配向する粒子の比率が高くなる。逆に単結晶でない粒子（すなわち、結晶面の向きの異なる複数の結晶からなる粒子）は、磁場によって配向しにくく、単結晶でない粒子が多いほど配向する粒子の比率が低下し、イオン伝導や電子伝導に支障が生じることがある。単結晶粒子を得るには、水熱法等の溶液法を用いるとよい。また、活物質粒子はその表面にカーボンがコーティングされていてもよい。
【００２３】
なお、非特許文献１によれば、燐酸鉄リチウムは（０１０）方向の磁化率が大きいことが報告されている。この方向は、リチウムイオンの移動する方向でもある。
【発明の効果】
【００２４】
以上の説明は、リチウムイオン電池に関するものであるが、それに限られず、非水電解質二次電池一般、さらには蓄電装置一般に適用できる。上記の構成を有することで蓄電装置の電力取り出し効率を向上させることができる。これは、蓄電容量の向上を意味するが、一時的にせよ大電力が必要な用途にも向いている。
【００２５】
例えば、電気自動車の電源は、平坦地を走行するときには、比較的、電力消費量が少ない。しかしながら、急加速するときや、坂を上るときは多くの電力を消費する。その際、電源は多くの電流を流す必要があるが、電力取り出し効率が悪いと、内部抵抗が増大し、電圧降下が著しくなり、また、内部抵抗による損失も発生する。
【００２６】
その結果、そのような状況では、本来使用できる電力の何割かは損失となってしまう。例えば、二次電池を電源とする場合は、蓄えたはずの電力は、平坦地走行であればほぼ１００％使用できるのに、登坂時や加速時には、その何割かが失われてしまう。電力取り出し効率を改善することで、そのような損失を抑制できる。
【００２７】
図２には本発明の効果の例を示す。本発明を実施するには、図２（Ａ）に示すように集電体１０３上に、電解液１０１（バインダや導電助剤を含む）に分散させた活物質粒子１０２（カーボンコートされていてもよい）を塗布する。集電体１０３はアルミニウム等の磁化率の小さな常磁性体であることが好ましい。この段階では、活物質粒子の向きはランダムである。
【００２８】
その後、上記の範囲内の磁場を活物質粒子１０２に印加すると、活物質粒子１０２は一定の方向に配向する。なお、活物質粒子１０２の温度を低下させると、磁化率が向上するので、より配向しやすくなる。ここでは、活物質粒子１０２は、リチウムイオンが移動する方向の磁化率が、他の方向よりも大きい、という異方性を有するものとする。すなわち、燐酸鉄リチウムが、この場合に該当する。この場合には、リチウムイオンが移動する方向と磁場の方向が同じとなる。
【００２９】
その結果、図２（Ｂ）に示すように活物質粒子１０２は配向する。しかも、リチウムイオンの出入りを妨げるように活物質粒子が配置することはないので、電力取り出し効率を向上できる。上記の配向処理の結果、活物質粒子１０２の間隔が狭まり、上層の電解液１０５は不要となるので、その部分は取り除くとよい。その結果、図２（Ｃ）に示すような正極１０４を得ることができる。
【００３０】
例えば、図２（Ａ）の活物質粒子１０２を集電体１０３に押し付けただけのものであれば、図３（Ａ）のようになる。この図では、集電体１０３に接する一番右の活物質粒子と右から３つめの活物質粒子は、リチウムイオンの出入りする面の一方は集電体１０３に、他方の面は他の活物質粒子のリチウムイオンの移動を妨げる面に面するため、この活物質粒子からはリチウムイオンが取り出せない。
【００３１】
用いる活物質粒子の磁化率の異方性は上記のものに限らない。図３（Ｂ）は、リチウムイオンが移動する方向に垂直な方向の磁化率が、他の方向の磁化率よりも大きな場合である。この場合、活物質粒子のリチウムイオンが移動する方向は、印加する磁場の方向と直交する。この場合もリチウムイオンの移動が妨げられることはない。
【００３２】
また、磁場の方向は、集電体１０３と平行であってもよい。その場合には、磁場が均一になるように、集電体１０３をソレノイドコイル中に置くとよい。磁場が不均一であると、一部の部分に活物質粒子が凝集するおそれがある。ソレノイドコイルで強力な磁場を生じさせるには、超伝導コイルを用いるとよい。
【００３３】
また、０．０１テスラ乃至０．５テスラの周波数１ヘルツ乃至１０００ヘルツで極性が変動する磁場中に活物質粒子を置いてもよい。例えば、リチウムイオンが移動する方向の磁化率が他の方向の磁化率よりも大きな活物質粒子を用いた場合には、図３（Ｃ）に示すように、電極表面とリチウムイオンが移動する方向が平行となる。
【００３４】
なお、極性が変動する磁場中に置かれた導電体は電流を発生させ、磁場を遮蔽する効果もある。例えば、集電体１０３や活物質粒子１０２のカーボンコート膜により磁場が遮蔽されることもあるので、それらの厚さを考慮することが必要である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】活物質粒子の並び方の模式図である。
【図２】活物質粒子を配向させる方法を示す図である。
【図３】活物質粒子の配向の例を示す図である。
【図４】二次電池の例を示す図である。
【図５】磁場による活物質粒子の配向の例を示す図である。
【図６】蓄電装置の応用の形態を説明するための図である。
【図７】無線給電システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様であるリチウムイオン二次電池の作製方法について説明する。正極活物質の材料としては、燐酸鉄リチウムを用いることができるが、これに限らない。粒子の大きさは、平均値が５ｎｍ乃至２００ｎｍとなるようにするとよい。
【００３８】
正極活物質粒子の作製には、固相反応法以外に、水熱法等の溶液法を用いてもよい。水熱法によって、例えば、燐酸鉄リチウムを作製するには、塩化鉄、燐酸アンモニウム、水酸化リチウムあるいはこれらの水和物を出発原料とすればよい。
【００３９】
特に十分な本発明の効果を得るには、正極活物質粒子は単結晶よりなることが好ましく、そのためには水熱法は好適である。また、焼成時にグルコース等の炭水化物を混合して、正極活物質粒子にカーボンがコーティングされるようにしてもよい。この処理により導電性が高まる。しかし、正極活物質粒子が十分に配向していれば、カーボンコーティングは必要ない。
【００４０】
このようにして得られた正極活物質粒子とバインダー、電解液を混合して、スラリーを作製する。電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合溶媒にＬｉＰＦ６を溶解させたものを用いるとよいが、これに限られない。
【００４１】
そして、正極集電体に上記スラリーを塗布し、これを磁場中に２秒乃至１時間放置する。あるいは、磁場中でスラリーを塗布してもよい。磁場の大きさは０．０１テスラ乃至２テスラとする。正極集電体としてはアルミニウムを主成分とする金属材料を用いるとよい。また、正極集電体は、鉄、ニッケル、コバルト等の磁化率の大きな遷移金属やイッテルビウム、ディスプロシウム等のランタノイド元素の濃度があわせて１原子％以下であることが好ましい。
【００４２】
磁場を印加するには、例えば、正極集電体のスラリーを塗布する面とは逆の面にネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石等のＮ極あるいはＳ極を近づければよい。正極活物質粒子は正極集電体に引き寄せられるので、スラリーの上層部はほとんど活物質粒子のない状態となるので、この部分は取り除く。その後、スラリーを乾燥させる。これによって正極が完成する。このようにして作製した正極を用いてリチウムイオン電池を作製できる。
【００４３】
図５には、本実施の形態により作製した正極集電体上の正極活物質粒子のＸ線回折（Ｃｕ Ｋα）の結果を示す。図５中に試料Ｃで示す回折結果は、標準試料のものであり、全く配向していない燐酸鉄リチウムの粉末のものである。図に示されるように（１０１）面、（１１１）面、（０２０）面、（３１１）面からの回折強度はほぼ等しい。
【００４４】
図５中の試料Ｂで示す回折結果は、サマリウムコバルト磁石を用いて配向させたものであり、試料Ｃよりも（０２０）面に起因するピークの強度が、他の面に起因するピークよりも相対的に大きくなっている。図５中の試料Ａで示す回折結果は、より磁場の大きなネオジム磁石を用いて配向させたものであり、（０２０）面のピークの強度が、さらに大きくなり、（０１０）面が基板に平行に配列していることがわかる。
【００４５】
このように配向した正極活物質粒子を有する正極を用いた二次電池について、図４を用いて説明する。図４はコイン型の二次電池の構造を示す模式図である。正極２３２は、正極集電体２２８と、上記の方法によって作製された正極活物質層２３０（すなわち、配向した正極活物質粒子と電解液とバインダーよりなる）を有する。
【００４６】
なお、図４に示すように、コイン型の二次電池は、負極２０４、正極２３２、セパレータ２１０、電解液（図示せず）、筐体２０６及び筐体２４４を有する。このほかにはリング状絶縁体２２０、スペーサー２４０及びワッシャー２４２を有する。正極２３２は、上記工程により得られた正極集電体２２８に正極活物質層２３０が設けられたものを用いる。
【００４７】
電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合溶媒にＬｉＰＦ６を溶解させたものを用いるとよいが、これに限られない。
【００４８】
負極２０４は、負極集電体２００上に負極活物質層２０２を有する。負極集電体２００としては、例えば銅を用いるとよい。負極活物質としては、グラファイトやポリアセン等を用い、これを単独、あるいはバインダーで混合したものを負極活物質層２０２として用いるとよい。
【００４９】
セパレータ２１０には、空孔が設けられた絶縁体（例えば、ポリプロピレン）を用いてもよいが、リチウムイオンを透過させる固体電解質を用いてもよい。
【００５０】
筐体２０６、筐体２４４、スペーサー２４０及びワッシャー２４２は、金属（例えば、ステンレス）製のものを用いるとよい。筐体２０６及び筐体２４４は、負極２０４及び正極２３２を外部と電気的に接続する機能を有している。
【００５１】
これら負極２０４、正極２３２及びセパレータ２１０を電解液に含浸させ、図４に示すように、筐体２０６の中に負極２０４、セパレータ２１０、リング状絶縁体２２０、正極２３２、スペーサー２４０、ワッシャー２４２、筐体２４４をこの順で積層し、筐体２０６と筐体２４４とを圧着してコイン型の二次電池を作製する。
【００５２】
（実施の形態２）
実施の形態１に示した、本発明の一態様に係る蓄電装置は、電力により駆動する様々な電子機器・電気機器の電源として用いることができる。
【００５３】
本発明の一態様に係る蓄電装置を用いた電子機器・電気機器の具体例として、表示装置、照明装置、デスクトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などの記録媒体に記憶された静止画または動画を再生する画像再生装置、携帯電話、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器、電気洗濯機、エアコンディショナーなどの空調設備、電気冷蔵庫、電気冷凍庫、電気冷凍冷蔵庫等の電化製品、ＤＮＡ保存用冷凍庫、透析装置等の医療用機器などが挙げられる。
【００５４】
また、蓄電装置からの電力を用いて電動機により推進する移動体なども、電子機器・電気機器の範疇に含まれるものとする。上記移動体として、例えば、電気自動車、内燃機関と電動機を併せ持った複合型自動車（ハイブリッドカー）、電動アシスト自転車を含む原動機付自転車などが挙げられる。
【００５５】
なお、上記電子機器・電気機器は、消費電力の殆ど全てを賄うための蓄電装置（主電源と呼ぶ）として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることができる。或いは、上記電子機器・電気機器は、上記主電源や商用電源からの電力の供給が停止した場合に、電子機器・電気機器への電力の供給を行うことができる蓄電装置（無停電電源と呼ぶ）として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることができる。或いは、上記電子機器・電気機器は、上記主電源や商用電源からの電子機器・電気機器への電力の供給と並行して、電子機器・電気機器への電力の供給を行うための蓄電装置（補助電源と呼ぶ）として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることができる。
【００５６】
図６に、上記電子機器・電気機器の具体的な構成を示す。図６において、表示装置３０１は、本発明の一態様に係る蓄電装置３０５を用いた電子機器・電気機器の一例である。具体的に、表示装置３０１は、ＴＶ放送受信用の表示装置に相当し、筐体３０２、表示部３０３、スピーカー部３０４、蓄電装置３０５等を有する。本発明の一態様に係る蓄電装置３０５は、筐体３０２の内部に設けられている。
【００５７】
表示装置３０１は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置３０５に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置３０５を無停電電源として用いることで、表示装置３０１の利用が可能となる。
【００５８】
表示部３０３には、液晶表示装置、有機ＥＬ素子などの発光素子を各画素に備えた発光装置、電気泳動表示装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの、半導体表示装置を用いることができる。
【００５９】
なお、表示装置には、ＴＶ放送受信用の他、パーソナルコンピュータ用、広告表示用など、全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【００６０】
図６において、据え付け型の照明装置３１１は、本発明の一態様に係る蓄電装置３１４を用いた電気機器の一例である。具体的に、照明装置３１１は、筐体３１２、光源３１３、蓄電装置３１４等を有する。図６では、蓄電装置３１４が、筐体３１２及び光源３１３が据え付けられた天井３１５の内部に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置３１４は、筐体３１２の内部に設けられていても良い。
【００６１】
照明装置３１１は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置３１４に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置３１４を無停電電源として用いることで、照明装置３１１の利用が可能となる。
【００６２】
なお、図６では天井３１５に設けられた据え付け型の照明装置３１１を例示しているが、本発明の一態様に係る蓄電装置は、天井３１５以外、例えば側壁３１６、床３１７、窓３１８等に設けられた据え付け型の照明装置に用いることもできるし、卓上型の照明装置などに用いることもできる。
【００６３】
また、光源３１３には、電力を利用して人工的に光を得る人工光源を用いることができる。具体的には、白熱電球、蛍光灯などの放電ランプ、ＬＥＤや有機ＥＬ素子などの発光素子が、上記人工光源の一例として挙げられる。
【００６４】
図６において、室内機３２１及び室外機３２５を有するエアコンディショナーは、本発明の一態様に係る蓄電装置３２４を用いた電気機器の一例である。具体的に、室内機３２１は、筐体３２２、送風口３２３、蓄電装置３２４等を有する。図６では、蓄電装置３２４が、室内機３２１に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置３２４は室外機３２５に設けられていても良い。或いは、室内機３２１と室外機３２５の両方に、蓄電装置３２４が設けられていても良い。
【００６５】
エアコンディショナーは、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置３２４に蓄積された電力を用いることもできる。特に、室内機３２１と室外機３２５の両方に蓄電装置３２４が設けられている場合、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置３２４を無停電電源として用いることで、エアコンディショナーの利用が可能となる。
【００６６】
なお、図６では、室内機と室外機で構成されるセパレート型のエアコンディショナーを例示しているが、室内機の機能と室外機の機能とを１つの筐体に有する一体型のエアコンディショナーに、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることもできる。
【００６７】
図６において、電気冷凍冷蔵庫３３１は、本発明の一態様に係る蓄電装置３３５を用いた電気機器の一例である。具体的に、電気冷凍冷蔵庫３３１は、筐体３３２、冷蔵室用扉３３３、冷凍室用扉３３４、蓄電装置３３５等を有する。図６では、蓄電装置３３５が、筐体３３２の内部に設けられている。電気冷凍冷蔵庫３３１は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置３３５に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置３３５を無停電電源として用いることで、電気冷凍冷蔵庫３３１の利用が可能となる。
【００６８】
なお、上述した電子機器・電気機器のうち、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器などの電気機器は、短時間で高い電力を必要とする。よって、商用電源では賄いきれない電力を補助するための補助電源として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることで、電気機器の使用時に商用電源のブレーカーが落ちるのを防ぐことができる。
【００６９】
また、電子機器・電気機器が使用されない時間帯、特に、商用電源の供給元が供給可能な総電力量のうち、実際に使用される電力量の割合（電力使用率と呼ぶ）が低い時間帯において、蓄電装置に電力を蓄えておくことで、上記時間帯以外において電力使用率が高まるのを抑えることができる。例えば、電気冷凍冷蔵庫３３１の場合、気温が低く、冷蔵室用扉３３３、冷凍室用扉３３４の開閉が行われない夜間において、蓄電装置３３５に電力を蓄える。そして、気温が高くなり、冷蔵室用扉３３３、冷凍室用扉３３４の開閉が行われる昼間において、蓄電装置３３５を補助電源として用いることで、昼間の電力使用率を低く抑えることができる。
【００７０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１に示した、本発明の一態様に係る二次電池を、無線給電システム（以下、ＲＦ給電システムと呼ぶ。）に用いた場合の一例を、図７のブロック図を用いて説明する。なお、図７では、受電装置及び給電装置内の構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとして示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが困難であり、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。
【００７１】
はじめに、ＲＦ給電システムの概要について説明する。受電装置４０１は、給電装置４１１から供給された電力で駆動する電子機器または電気推進車両等に含まれているが、この他電力で駆動する装置に適宜適用することができる。
【００７２】
電子機器の代表例としては、デジタルカメラやビデオカメラ等のカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、表示装置、コンピュータ等がある。
【００７３】
また、電気推進車両の代表例としては、電気自動車、ハイブリッド自動車、鉄道用電気車両、作業車、カート、車椅子等がある。また、給電装置４１１は、受電装置４０１に電力を供給する機能を有する。
【００７４】
図７において、受電装置４０１は、受電装置部４０２と、電源負荷部４０９とを有する。受電装置部４０２は、受電装置用アンテナ回路４０３と、信号処理回路４０４と、二次電池４０５とを少なくとも有する。また、給電装置４１１は、給電装置用アンテナ回路４１２と、信号処理回路４１３とを少なくとも有する。
【００７５】
受電装置用アンテナ回路４０３は、給電装置用アンテナ回路４１２が発信する信号を受け取る、あるいは、給電装置用アンテナ回路４１２に信号を発信する役割を有する。信号処理回路４０４は、受電装置用アンテナ回路４０３が受信した信号を処理し、二次電池４０５の充電、二次電池４０５から電源負荷部４０９への電力の供給を制御する。また、信号処理回路４０４は、受電装置用アンテナ回路４０３の動作を制御する。すなわち、受電装置用アンテナ回路４０３から発信する信号の強度、周波数などを制御することができる。
【００７６】
電源負荷部４０９は、二次電池４０５から電力を受け取り、受電装置４０１を駆動する駆動部である。電源負荷部４０９の代表例としては、モータ、駆動回路等があるが、その他の電力を受け取って受電装置を駆動する装置を適宜用いることができる。また、給電装置用アンテナ回路４１２は、受電装置用アンテナ回路４０３に信号を送る、あるいは、受電装置用アンテナ回路４０３からの信号を受け取る役割を有する。
【００７７】
信号処理回路４１３は、給電装置用アンテナ回路４１２が受信した信号を処理する。また、信号処理回路４１３は、給電装置用アンテナ回路４１２の動作を制御する。すなわち、給電装置用アンテナ回路４１２から発信する信号の強度、周波数などを制御することができる。
【００７８】
本発明の一態様に係る二次電池は、図７で説明したＲＦ給電システムにおける受電装置４０１が有する二次電池４０５として利用される。ＲＦ給電システムに本発明の一態様に係る二次電池を利用することで、従来の二次電池に比べて蓄電量を増やすことができる。よって、無線給電の時間間隔を延ばすことができる（何度も給電する手間を省くことができる）。
【００７９】
また、ＲＦ給電システムに本発明の一態様に係る二次電池を利用することで、電源負荷部４０９を駆動することができる蓄電量が従来と同じであれば、受電装置４０１の小型化及び軽量化が可能である。従って、トータルコストを減らすことができる。
【００８０】
受電装置４０１は、受電装置部４０２と、電源負荷部４０９とを有する。受電装置部４０２は、受電装置用アンテナ回路４０３と、信号処理回路４０４と、二次電池４０５と、整流回路４０６と、変調回路４０７と、電源回路４０８とを、少なくとも有する。また、給電装置４１１は、給電装置用アンテナ回路４１２と、信号処理回路４１３と、整流回路４１４と、変調回路４１５と、復調回路４１６と、発振回路４１７とを、少なくとも有する。
【００８１】
受電装置用アンテナ回路４０３は、給電装置用アンテナ回路４１２が発信する信号を受け取る、あるいは、給電装置用アンテナ回路４１２に信号を発信する役割を有する。給電装置用アンテナ回路４１２が発信する信号を受け取る場合、整流回路４０６は受電装置用アンテナ回路４０３が受信した信号から直流電圧を生成する役割を有する。
【００８２】
信号処理回路４０４は受電装置用アンテナ回路４０３が受信した信号を処理し、二次電池４０５の充電、二次電池４０５から電源回路４０８への電力の供給を制御する役割を有する。電源回路４０８は、二次電池４０５が蓄電している電圧を電源負荷部４０９に必要な電圧に変換する役割を有する。変調回路４０７は受電装置４０１から給電装置４１１へ何らかの応答信号を送信する場合に使用される。
【００８３】
電源回路４０８を有することで、電源負荷部４０９に供給する電力を制御することができる。このため、電源負荷部４０９に過電圧が印加されることを低減することが可能であり、受電装置４０１の劣化や破壊を低減することができる。
【００８４】
また、変調回路４０７を有することで、受電装置４０１から給電装置４１１へ信号を送信することが可能である。このため、受電装置４０１の充電量を判断し、一定量の充電が行われた場合に、受電装置４０１から給電装置４１１に信号を送信し、給電装置４１１から受電装置４０１への給電を停止させることができる。この結果、二次電池４０５の充電量を１００％としないことで、二次電池４０５の充電回数を増加させることが可能である。
【００８５】
また、給電装置用アンテナ回路４１２は、受電装置用アンテナ回路４０３に信号を送る、あるいは、受電装置用アンテナ回路４０３から信号を受け取る役割を有する。受電装置用アンテナ回路４０３に信号を送る場合、信号処理回路４１３は、受電装置に送信する信号を生成する。発振回路４１７は一定の周波数の信号を生成する。変調回路４１５は、信号処理回路４１３が生成した信号と発振回路４１７で生成された一定の周波数の信号に従って、給電装置用アンテナ回路４１２に電圧を印加する役割を有する。
【００８６】
このようにすることで、給電装置用アンテナ回路４１２から信号が出力される。一方、受電装置用アンテナ回路４０３から信号を受け取る場合、整流回路４１４は受け取った信号を整流する役割を有する。復調回路４１６は、整流回路４１４が整流した信号から受電装置４０１が給電装置４１１に送った信号を抽出する。信号処理回路４１３は復調回路４１６によって抽出された信号を解析する役割を有する。
【００８７】
なお、ＲＦ給電を行うことができれば、各回路の間に他のどのような回路を設けてもよい。例えば、受電装置４０１が信号を受信し整流回路４０６で直流電圧を生成したあとに、後段に設けられたＤＣ−ＤＣコンバータやレギュレータといった回路によって、定電圧を生成してもよい。このようにすることで、受電装置４０１内部に過電圧が印加されることを抑制することができる。
【００８８】
なお、ＲＦ給電システムに本発明の一態様に係る二次電池を利用し、受電装置用アンテナ回路４０３と二次電池４０５を重ねる場合は、二次電池４０５の充放電による二次電池４０５の形状の変化と、当該変形に伴うアンテナの形状の変化によって、受電装置用アンテナ回路４０３のインピーダンスが変化しないようにすることが好ましい。アンテナのインピーダンスが変化してしまうと、十分な電力供給がなされない可能性があるためである。
【００８９】
例えば、二次電池４０５を金属製あるいはセラミックス製の電池パックに装填するようにすればよい。なお、その際、受電装置用アンテナ回路４０３と電池パックは数十μｍ以上離れていることが望ましい。
【００９０】
また、充電用の信号の周波数に特に限定はなく、電力が伝送できる周波数であればどの帯域であっても構わない。充電用の信号は、例えば、１３５ｋＨｚのＬＦ帯（長波）でも良いし、１３．５６ＭＨｚのＨＦ帯でも良いし、９００ＭＨｚ〜１ＧＨｚのＵＨＦ帯でも良いし、２．４５ＧＨｚのマイクロ波帯でもよい。
【００９１】
また、信号の伝送方式として電磁結合方式、電磁誘導方式、共鳴方式、マイクロ波方式など様々な種類があるが、適宜選択すればよい。ただし、雨や泥などの、水分を含んだ異物によるエネルギーの損失を抑えるためには、周波数が低い帯域、具体的には、短波である３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ、中波である３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ、長波である３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ、及び超長波である３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの周波数を利用した電磁誘導方式や共鳴方式を用いることが望ましい。
【００９２】
本実施の形態は、他の実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１０１ 電解液
１０２ 活物質粒子
１０３ 集電体
１０４ 正極
１０５ 電解液の一部
２００ 負極集電体
２０２ 負極活物質層
２０４ 負極
２０６ 筐体
２１０ セパレータ
２２０ リング状絶縁体
２２８ 正極集電体
２３０ 正極活物質層
２３２ 正極
２４０ スペーサー
２４２ ワッシャー
２４４ 筐体
３０１ 表示装置
３０２ 筐体
３０３ 表示部
３０４ スピーカー部
３０５ 蓄電装置
３１１ 照明装置
３１２ 筐体
３１３ 光源
３１４ 蓄電装置
３１５ 天井
３１６ 側壁
３１７ 床
３１８ 窓
３２１ 室内機
３２２ 筐体
３２３ 送風口
３２４ 蓄電装置
３２５ 室外機
３３１ 電気冷凍冷蔵庫
３３２ 筐体
３３３ 冷蔵室用扉
３３４ 冷凍室用扉
３３５ 蓄電装置
４０１ 受電装置
４０２ 受電装置部
４０３ 受電装置用アンテナ回路
４０４ 信号処理回路
４０５ 二次電池
４０６ 整流回路
４０７ 変調回路
４０８ 電源回路
４０９ 電源負荷部
４１１ 給電装置
４１２ 給電装置用アンテナ回路
４１３ 信号処理回路
４１４ 整流回路
４１５ 変調回路
４１６ 復調回路
４１７ 発振回路
【技術分野】
【０００１】
本発明は非水電解質二次電池を含む蓄電装置、中でもリチウムイオン二次電池（以下、単にリチウムイオン電池とも言う）に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は蓄電容量が大きな二次電池として、小型の携帯電気機器だけでなく、近年では電気自動車等にも搭載されている。従来、リチウムイオン電池の正極には、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）が用いられてきた。
【０００３】
ところが、コバルトは資源として少なく、ＬｉＣｏＯ２等を正極活物質に使用した二次電池では、電気自動車用電池をにらんだ量産化、大型化に対応しにくく、また価格的にも極めて高価なものにならざるを得ない。そこでコバルトに代えて、資源として豊富であり、かつ安価な鉄を主たる構成元素として用いたオリビン構造のリチウム鉄複合酸化物（例えば、燐酸鉄リチウム（ＬｉＦｅＰＯ４））やリチウムマンガン複合酸化物（例えば、燐酸マンガンリチウム（ＬｉＭｎＰＯ４））を正極活物質に採用する試みがされている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、燐酸鉄リチウムの物性面でも研究がおこなわれ、単結晶燐酸鉄リチウムの磁性についても研究されている（非特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０７９２７６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】Ｇ． Ｌｉａｎｇ ｅｔ ａｌ．， ”Ａｎｉｓｏｔｒｏｐｙ ｉｎ ｍａｇｎｅｔｉｃ ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ ａｎｄ ｅｌｅｃｔｒｉｃ ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ ｏｆ ｓｉｎｇｌｅ−ｃｒｙｓｔａｌ ＬｉＦｅＰＯ４”， Ｐｈｙｓ． Ｒｅｖ． Ｂ７７ （２００８） ０６４４１４．
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
リチウムイオンの伝導に関しては、コバルト酸リチウムの結晶においては、二次元的であったが、オリビン型材料の結晶では、一次元的である。そのため、コバルト酸リチウムよりもリチウムイオンの出入りの際に受ける制約が多くなる。
【０００８】
例えば、図１（Ａ）に示すように、正極活物質として、６つの面を有する直方体のオリビン型活物質粒子を用いる場合を考える。リチウムイオンは活物質粒子内では、矢印で示す方向にのみ移動することが可能である。そのため、活物質粒子からリチウムイオンが出ることのできる面、および、活物質粒子にリチウムイオンが入ることのできる面は、２つの面に限られる。
【０００９】
全ての面が電解液に面していれば、リチウムイオンの出入りに障害となることはないが、その場合は活物質の占める割合が低下する。蓄電容量を向上させるためには、電解液の量を減らして活物質の占める比率を向上させることが好ましい。しかし、その場合には、リチウムイオンの出入りする面が他の結晶面で覆われることがある。
【００１０】
例えば、図１（Ｂ）のように、リチウムイオンが出入りできる面が２つとも他の活物質粒子のリチウムイオンの出入りできない面で覆われる場合には、中央の粒子のリチウムイオンを外部に取り出すことはできなくなる。その確率は、結晶面がランダムに配置されるとすれば、４４％強である。
【００１１】
また、図１（Ｃ）のように、リチウムイオンが出入りできる面の一方が他の活物質粒子のリチウムイオンの出入りできない面で覆われ、他方はもうひとつの活物質粒子のリチウムイオンの出入りできる面で覆われる場合には、中央の粒子のリチウムイオンを外部に取り出すには、２つの面のうちの１つ（図１（Ｃ）では右側の面）しか利用できなくなる。すなわち、リチウムイオンの伝導に制約が生じる。この確率も、結晶面がランダムに配置されるとすれば、４４％強である。
【００１２】
図１（Ｄ）のように、リチウムイオンが出入りできる面が２つとも他の活物質粒子のリチウムイオンの出入りできる面で覆われる場合には、中央の粒子のリチウムイオンを外部に取り出す上で制約はないが、その確率は、結晶面がランダムに配置されるとすれば、１１％強でしかない。
【００１３】
以上の議論は極端な仮定のものであり、現実には、１つの面が他の活物質粒子と接する場合があっても、全くの隙間もなく接することはないので、いくらかのリチウムイオンの出入りは可能であるが、結晶が高密度に凝集する場合には、上記のような問題により、蓄電容量が低下する。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
オリビン型の活物質を用いるに際し、活物質粒子をランダムに配置させるのではなく、活物質粒子のある結晶面をひとつの方向に揃えること（配向させること）により、図１（Ｄ）の状態を確実に取りえる。そして、結晶面を配向させるには、遷移金属を有するオリビン型酸化物が常磁性、強磁性、あるいは反強磁性を示し、さらに、磁化率に異方性を有するという特徴を利用する。
【００１５】
すなわち、上記オリビン型酸化物の活物質粒子を０．０１テスラ乃至２テスラの磁場中で集電体上に形成することにより活物質粒子を配向させる。あるいは、０．０１テスラ乃至０．５テスラの周波数１ヘルツ乃至１０００ヘルツで極性が変動する磁場中で集電体上に形成することにより活物質粒子を配向させる。このような磁場による配向は、オリビン型酸化物に限られず、一般に磁化率に異方性があればよい。なお、本明細書で配向するとは、複数の結晶のうち、５０％以上の結晶の特定の面方位が、特定の方向から５°以内にあることを意味する。
【００１６】
すなわち、本発明の一態様は、磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、前記スラリーを集電体に塗布する工程と、前記スラリーを塗布された集電体を０．０１テスラ乃至２テスラの磁場中に放置する工程と、を有する蓄電装置の作製方法である。
【００１７】
また、別の本発明の一態様は、磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、前記スラリーを０．０１テスラ乃至２テスラの磁場中で集電体に塗布する工程と、を有する蓄電装置の作製方法である。
【００１８】
また、別の本発明の一態様は、磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、前記スラリーを集電体に塗布する工程と、前記スラリーを塗布された集電体を０．０１テスラ乃至０．５テスラの周波数１ヘルツ乃至１０００ヘルツで極性が変動する磁場中に放置する工程と、を有する蓄電装置の作製方法である。
【００１９】
また、別の本発明の一態様は、磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、前記スラリーを０．０１テスラ乃至０．５テスラの周波数１ヘルツ乃至１０００ヘルツで極性が変動する磁場中で集電体に塗布する工程と、を有する蓄電装置の作製方法である。
【００２０】
上記において、用いる磁場は活物質粒子の磁性によって好ましい値が変わる。例えば、強磁性体であれば、用いる磁場は非常に弱くてもよい。一方、磁化率が小さい材料では、十分な配向を得るためにより強い磁場が必要である。
【００２１】
上記において、活物質粒子の大きさは、５ｎｍ乃至２００ｎｍであることが好ましい。あるいは、活物質粒子の大きさの平均値が、５ｎｍ乃至２００ｎｍであることが好ましい。なお、本明細書では、特に指定しない限り、活物質粒子の大きさとは、体積の立方根のことである。また、最も理想的には、個々の活物質粒子は単結晶（１つの結晶）よりなっていることが好ましい。
【００２２】
なお、実用上は、全ての活物質粒子が単結晶である必要はないが、６０％以上が単結晶であることが好ましい。単結晶の比率が高いほど、磁場によって配向する粒子の比率が高くなる。逆に単結晶でない粒子（すなわち、結晶面の向きの異なる複数の結晶からなる粒子）は、磁場によって配向しにくく、単結晶でない粒子が多いほど配向する粒子の比率が低下し、イオン伝導や電子伝導に支障が生じることがある。単結晶粒子を得るには、水熱法等の溶液法を用いるとよい。また、活物質粒子はその表面にカーボンがコーティングされていてもよい。
【００２３】
なお、非特許文献１によれば、燐酸鉄リチウムは（０１０）方向の磁化率が大きいことが報告されている。この方向は、リチウムイオンの移動する方向でもある。
【発明の効果】
【００２４】
以上の説明は、リチウムイオン電池に関するものであるが、それに限られず、非水電解質二次電池一般、さらには蓄電装置一般に適用できる。上記の構成を有することで蓄電装置の電力取り出し効率を向上させることができる。これは、蓄電容量の向上を意味するが、一時的にせよ大電力が必要な用途にも向いている。
【００２５】
例えば、電気自動車の電源は、平坦地を走行するときには、比較的、電力消費量が少ない。しかしながら、急加速するときや、坂を上るときは多くの電力を消費する。その際、電源は多くの電流を流す必要があるが、電力取り出し効率が悪いと、内部抵抗が増大し、電圧降下が著しくなり、また、内部抵抗による損失も発生する。
【００２６】
その結果、そのような状況では、本来使用できる電力の何割かは損失となってしまう。例えば、二次電池を電源とする場合は、蓄えたはずの電力は、平坦地走行であればほぼ１００％使用できるのに、登坂時や加速時には、その何割かが失われてしまう。電力取り出し効率を改善することで、そのような損失を抑制できる。
【００２７】
図２には本発明の効果の例を示す。本発明を実施するには、図２（Ａ）に示すように集電体１０３上に、電解液１０１（バインダや導電助剤を含む）に分散させた活物質粒子１０２（カーボンコートされていてもよい）を塗布する。集電体１０３はアルミニウム等の磁化率の小さな常磁性体であることが好ましい。この段階では、活物質粒子の向きはランダムである。
【００２８】
その後、上記の範囲内の磁場を活物質粒子１０２に印加すると、活物質粒子１０２は一定の方向に配向する。なお、活物質粒子１０２の温度を低下させると、磁化率が向上するので、より配向しやすくなる。ここでは、活物質粒子１０２は、リチウムイオンが移動する方向の磁化率が、他の方向よりも大きい、という異方性を有するものとする。すなわち、燐酸鉄リチウムが、この場合に該当する。この場合には、リチウムイオンが移動する方向と磁場の方向が同じとなる。
【００２９】
その結果、図２（Ｂ）に示すように活物質粒子１０２は配向する。しかも、リチウムイオンの出入りを妨げるように活物質粒子が配置することはないので、電力取り出し効率を向上できる。上記の配向処理の結果、活物質粒子１０２の間隔が狭まり、上層の電解液１０５は不要となるので、その部分は取り除くとよい。その結果、図２（Ｃ）に示すような正極１０４を得ることができる。
【００３０】
例えば、図２（Ａ）の活物質粒子１０２を集電体１０３に押し付けただけのものであれば、図３（Ａ）のようになる。この図では、集電体１０３に接する一番右の活物質粒子と右から３つめの活物質粒子は、リチウムイオンの出入りする面の一方は集電体１０３に、他方の面は他の活物質粒子のリチウムイオンの移動を妨げる面に面するため、この活物質粒子からはリチウムイオンが取り出せない。
【００３１】
用いる活物質粒子の磁化率の異方性は上記のものに限らない。図３（Ｂ）は、リチウムイオンが移動する方向に垂直な方向の磁化率が、他の方向の磁化率よりも大きな場合である。この場合、活物質粒子のリチウムイオンが移動する方向は、印加する磁場の方向と直交する。この場合もリチウムイオンの移動が妨げられることはない。
【００３２】
また、磁場の方向は、集電体１０３と平行であってもよい。その場合には、磁場が均一になるように、集電体１０３をソレノイドコイル中に置くとよい。磁場が不均一であると、一部の部分に活物質粒子が凝集するおそれがある。ソレノイドコイルで強力な磁場を生じさせるには、超伝導コイルを用いるとよい。
【００３３】
また、０．０１テスラ乃至０．５テスラの周波数１ヘルツ乃至１０００ヘルツで極性が変動する磁場中に活物質粒子を置いてもよい。例えば、リチウムイオンが移動する方向の磁化率が他の方向の磁化率よりも大きな活物質粒子を用いた場合には、図３（Ｃ）に示すように、電極表面とリチウムイオンが移動する方向が平行となる。
【００３４】
なお、極性が変動する磁場中に置かれた導電体は電流を発生させ、磁場を遮蔽する効果もある。例えば、集電体１０３や活物質粒子１０２のカーボンコート膜により磁場が遮蔽されることもあるので、それらの厚さを考慮することが必要である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】活物質粒子の並び方の模式図である。
【図２】活物質粒子を配向させる方法を示す図である。
【図３】活物質粒子の配向の例を示す図である。
【図４】二次電池の例を示す図である。
【図５】磁場による活物質粒子の配向の例を示す図である。
【図６】蓄電装置の応用の形態を説明するための図である。
【図７】無線給電システムの構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３６】
以下、実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、実施の形態は多くの異なる態様で実施することが可能であり、趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は、以下の実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００３７】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の一態様であるリチウムイオン二次電池の作製方法について説明する。正極活物質の材料としては、燐酸鉄リチウムを用いることができるが、これに限らない。粒子の大きさは、平均値が５ｎｍ乃至２００ｎｍとなるようにするとよい。
【００３８】
正極活物質粒子の作製には、固相反応法以外に、水熱法等の溶液法を用いてもよい。水熱法によって、例えば、燐酸鉄リチウムを作製するには、塩化鉄、燐酸アンモニウム、水酸化リチウムあるいはこれらの水和物を出発原料とすればよい。
【００３９】
特に十分な本発明の効果を得るには、正極活物質粒子は単結晶よりなることが好ましく、そのためには水熱法は好適である。また、焼成時にグルコース等の炭水化物を混合して、正極活物質粒子にカーボンがコーティングされるようにしてもよい。この処理により導電性が高まる。しかし、正極活物質粒子が十分に配向していれば、カーボンコーティングは必要ない。
【００４０】
このようにして得られた正極活物質粒子とバインダー、電解液を混合して、スラリーを作製する。電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合溶媒にＬｉＰＦ６を溶解させたものを用いるとよいが、これに限られない。
【００４１】
そして、正極集電体に上記スラリーを塗布し、これを磁場中に２秒乃至１時間放置する。あるいは、磁場中でスラリーを塗布してもよい。磁場の大きさは０．０１テスラ乃至２テスラとする。正極集電体としてはアルミニウムを主成分とする金属材料を用いるとよい。また、正極集電体は、鉄、ニッケル、コバルト等の磁化率の大きな遷移金属やイッテルビウム、ディスプロシウム等のランタノイド元素の濃度があわせて１原子％以下であることが好ましい。
【００４２】
磁場を印加するには、例えば、正極集電体のスラリーを塗布する面とは逆の面にネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石等のＮ極あるいはＳ極を近づければよい。正極活物質粒子は正極集電体に引き寄せられるので、スラリーの上層部はほとんど活物質粒子のない状態となるので、この部分は取り除く。その後、スラリーを乾燥させる。これによって正極が完成する。このようにして作製した正極を用いてリチウムイオン電池を作製できる。
【００４３】
図５には、本実施の形態により作製した正極集電体上の正極活物質粒子のＸ線回折（Ｃｕ Ｋα）の結果を示す。図５中に試料Ｃで示す回折結果は、標準試料のものであり、全く配向していない燐酸鉄リチウムの粉末のものである。図に示されるように（１０１）面、（１１１）面、（０２０）面、（３１１）面からの回折強度はほぼ等しい。
【００４４】
図５中の試料Ｂで示す回折結果は、サマリウムコバルト磁石を用いて配向させたものであり、試料Ｃよりも（０２０）面に起因するピークの強度が、他の面に起因するピークよりも相対的に大きくなっている。図５中の試料Ａで示す回折結果は、より磁場の大きなネオジム磁石を用いて配向させたものであり、（０２０）面のピークの強度が、さらに大きくなり、（０１０）面が基板に平行に配列していることがわかる。
【００４５】
このように配向した正極活物質粒子を有する正極を用いた二次電池について、図４を用いて説明する。図４はコイン型の二次電池の構造を示す模式図である。正極２３２は、正極集電体２２８と、上記の方法によって作製された正極活物質層２３０（すなわち、配向した正極活物質粒子と電解液とバインダーよりなる）を有する。
【００４６】
なお、図４に示すように、コイン型の二次電池は、負極２０４、正極２３２、セパレータ２１０、電解液（図示せず）、筐体２０６及び筐体２４４を有する。このほかにはリング状絶縁体２２０、スペーサー２４０及びワッシャー２４２を有する。正極２３２は、上記工程により得られた正極集電体２２８に正極活物質層２３０が設けられたものを用いる。
【００４７】
電解液としては、エチレンカーボネート（ＥＣ）とジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合溶媒にＬｉＰＦ６を溶解させたものを用いるとよいが、これに限られない。
【００４８】
負極２０４は、負極集電体２００上に負極活物質層２０２を有する。負極集電体２００としては、例えば銅を用いるとよい。負極活物質としては、グラファイトやポリアセン等を用い、これを単独、あるいはバインダーで混合したものを負極活物質層２０２として用いるとよい。
【００４９】
セパレータ２１０には、空孔が設けられた絶縁体（例えば、ポリプロピレン）を用いてもよいが、リチウムイオンを透過させる固体電解質を用いてもよい。
【００５０】
筐体２０６、筐体２４４、スペーサー２４０及びワッシャー２４２は、金属（例えば、ステンレス）製のものを用いるとよい。筐体２０６及び筐体２４４は、負極２０４及び正極２３２を外部と電気的に接続する機能を有している。
【００５１】
これら負極２０４、正極２３２及びセパレータ２１０を電解液に含浸させ、図４に示すように、筐体２０６の中に負極２０４、セパレータ２１０、リング状絶縁体２２０、正極２３２、スペーサー２４０、ワッシャー２４２、筐体２４４をこの順で積層し、筐体２０６と筐体２４４とを圧着してコイン型の二次電池を作製する。
【００５２】
（実施の形態２）
実施の形態１に示した、本発明の一態様に係る蓄電装置は、電力により駆動する様々な電子機器・電気機器の電源として用いることができる。
【００５３】
本発明の一態様に係る蓄電装置を用いた電子機器・電気機器の具体例として、表示装置、照明装置、デスクトップ型或いはノート型のパーソナルコンピュータ、ＤＶＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ）などの記録媒体に記憶された静止画または動画を再生する画像再生装置、携帯電話、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、電子書籍、ビデオカメラ、デジタルスチルカメラ、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器、電気洗濯機、エアコンディショナーなどの空調設備、電気冷蔵庫、電気冷凍庫、電気冷凍冷蔵庫等の電化製品、ＤＮＡ保存用冷凍庫、透析装置等の医療用機器などが挙げられる。
【００５４】
また、蓄電装置からの電力を用いて電動機により推進する移動体なども、電子機器・電気機器の範疇に含まれるものとする。上記移動体として、例えば、電気自動車、内燃機関と電動機を併せ持った複合型自動車（ハイブリッドカー）、電動アシスト自転車を含む原動機付自転車などが挙げられる。
【００５５】
なお、上記電子機器・電気機器は、消費電力の殆ど全てを賄うための蓄電装置（主電源と呼ぶ）として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることができる。或いは、上記電子機器・電気機器は、上記主電源や商用電源からの電力の供給が停止した場合に、電子機器・電気機器への電力の供給を行うことができる蓄電装置（無停電電源と呼ぶ）として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることができる。或いは、上記電子機器・電気機器は、上記主電源や商用電源からの電子機器・電気機器への電力の供給と並行して、電子機器・電気機器への電力の供給を行うための蓄電装置（補助電源と呼ぶ）として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることができる。
【００５６】
図６に、上記電子機器・電気機器の具体的な構成を示す。図６において、表示装置３０１は、本発明の一態様に係る蓄電装置３０５を用いた電子機器・電気機器の一例である。具体的に、表示装置３０１は、ＴＶ放送受信用の表示装置に相当し、筐体３０２、表示部３０３、スピーカー部３０４、蓄電装置３０５等を有する。本発明の一態様に係る蓄電装置３０５は、筐体３０２の内部に設けられている。
【００５７】
表示装置３０１は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置３０５に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置３０５を無停電電源として用いることで、表示装置３０１の利用が可能となる。
【００５８】
表示部３０３には、液晶表示装置、有機ＥＬ素子などの発光素子を各画素に備えた発光装置、電気泳動表示装置、ＤＭＤ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｍｉｃｒｏｍｉｒｒｏｒ Ｄｅｖｉｃｅ）、ＰＤＰ（Ｐｌａｓｍａ Ｄｉｓｐｌａｙ Ｐａｎｅｌ）、ＦＥＤ（Ｆｉｅｌｄ Ｅｍｉｓｓｉｏｎ Ｄｉｓｐｌａｙ）などの、半導体表示装置を用いることができる。
【００５９】
なお、表示装置には、ＴＶ放送受信用の他、パーソナルコンピュータ用、広告表示用など、全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【００６０】
図６において、据え付け型の照明装置３１１は、本発明の一態様に係る蓄電装置３１４を用いた電気機器の一例である。具体的に、照明装置３１１は、筐体３１２、光源３１３、蓄電装置３１４等を有する。図６では、蓄電装置３１４が、筐体３１２及び光源３１３が据え付けられた天井３１５の内部に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置３１４は、筐体３１２の内部に設けられていても良い。
【００６１】
照明装置３１１は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置３１４に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置３１４を無停電電源として用いることで、照明装置３１１の利用が可能となる。
【００６２】
なお、図６では天井３１５に設けられた据え付け型の照明装置３１１を例示しているが、本発明の一態様に係る蓄電装置は、天井３１５以外、例えば側壁３１６、床３１７、窓３１８等に設けられた据え付け型の照明装置に用いることもできるし、卓上型の照明装置などに用いることもできる。
【００６３】
また、光源３１３には、電力を利用して人工的に光を得る人工光源を用いることができる。具体的には、白熱電球、蛍光灯などの放電ランプ、ＬＥＤや有機ＥＬ素子などの発光素子が、上記人工光源の一例として挙げられる。
【００６４】
図６において、室内機３２１及び室外機３２５を有するエアコンディショナーは、本発明の一態様に係る蓄電装置３２４を用いた電気機器の一例である。具体的に、室内機３２１は、筐体３２２、送風口３２３、蓄電装置３２４等を有する。図６では、蓄電装置３２４が、室内機３２１に設けられている場合を例示しているが、蓄電装置３２４は室外機３２５に設けられていても良い。或いは、室内機３２１と室外機３２５の両方に、蓄電装置３２４が設けられていても良い。
【００６５】
エアコンディショナーは、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置３２４に蓄積された電力を用いることもできる。特に、室内機３２１と室外機３２５の両方に蓄電装置３２４が設けられている場合、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置３２４を無停電電源として用いることで、エアコンディショナーの利用が可能となる。
【００６６】
なお、図６では、室内機と室外機で構成されるセパレート型のエアコンディショナーを例示しているが、室内機の機能と室外機の機能とを１つの筐体に有する一体型のエアコンディショナーに、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることもできる。
【００６７】
図６において、電気冷凍冷蔵庫３３１は、本発明の一態様に係る蓄電装置３３５を用いた電気機器の一例である。具体的に、電気冷凍冷蔵庫３３１は、筐体３３２、冷蔵室用扉３３３、冷凍室用扉３３４、蓄電装置３３５等を有する。図６では、蓄電装置３３５が、筐体３３２の内部に設けられている。電気冷凍冷蔵庫３３１は、商用電源から電力の供給を受けることもできるし、蓄電装置３３５に蓄積された電力を用いることもできる。よって、停電などにより商用電源から電力の供給が受けられない時でも、本発明の一態様に係る蓄電装置３３５を無停電電源として用いることで、電気冷凍冷蔵庫３３１の利用が可能となる。
【００６８】
なお、上述した電子機器・電気機器のうち、電子レンジ等の高周波加熱装置、電気炊飯器などの電気機器は、短時間で高い電力を必要とする。よって、商用電源では賄いきれない電力を補助するための補助電源として、本発明の一態様に係る蓄電装置を用いることで、電気機器の使用時に商用電源のブレーカーが落ちるのを防ぐことができる。
【００６９】
また、電子機器・電気機器が使用されない時間帯、特に、商用電源の供給元が供給可能な総電力量のうち、実際に使用される電力量の割合（電力使用率と呼ぶ）が低い時間帯において、蓄電装置に電力を蓄えておくことで、上記時間帯以外において電力使用率が高まるのを抑えることができる。例えば、電気冷凍冷蔵庫３３１の場合、気温が低く、冷蔵室用扉３３３、冷凍室用扉３３４の開閉が行われない夜間において、蓄電装置３３５に電力を蓄える。そして、気温が高くなり、冷蔵室用扉３３３、冷凍室用扉３３４の開閉が行われる昼間において、蓄電装置３３５を補助電源として用いることで、昼間の電力使用率を低く抑えることができる。
【００７０】
（実施の形態３）
本実施の形態では、実施の形態１に示した、本発明の一態様に係る二次電池を、無線給電システム（以下、ＲＦ給電システムと呼ぶ。）に用いた場合の一例を、図７のブロック図を用いて説明する。なお、図７では、受電装置及び給電装置内の構成要素を機能ごとに分類し、互いに独立したブロックとして示しているが、実際の構成要素は機能ごとに完全に切り分けることが困難であり、一つの構成要素が複数の機能に係わることもあり得る。
【００７１】
はじめに、ＲＦ給電システムの概要について説明する。受電装置４０１は、給電装置４１１から供給された電力で駆動する電子機器または電気推進車両等に含まれているが、この他電力で駆動する装置に適宜適用することができる。
【００７２】
電子機器の代表例としては、デジタルカメラやビデオカメラ等のカメラ、デジタルフォトフレーム、携帯電話機（携帯電話、携帯電話装置ともいう）、携帯型ゲーム機、携帯情報端末、音響再生装置、表示装置、コンピュータ等がある。
【００７３】
また、電気推進車両の代表例としては、電気自動車、ハイブリッド自動車、鉄道用電気車両、作業車、カート、車椅子等がある。また、給電装置４１１は、受電装置４０１に電力を供給する機能を有する。
【００７４】
図７において、受電装置４０１は、受電装置部４０２と、電源負荷部４０９とを有する。受電装置部４０２は、受電装置用アンテナ回路４０３と、信号処理回路４０４と、二次電池４０５とを少なくとも有する。また、給電装置４１１は、給電装置用アンテナ回路４１２と、信号処理回路４１３とを少なくとも有する。
【００７５】
受電装置用アンテナ回路４０３は、給電装置用アンテナ回路４１２が発信する信号を受け取る、あるいは、給電装置用アンテナ回路４１２に信号を発信する役割を有する。信号処理回路４０４は、受電装置用アンテナ回路４０３が受信した信号を処理し、二次電池４０５の充電、二次電池４０５から電源負荷部４０９への電力の供給を制御する。また、信号処理回路４０４は、受電装置用アンテナ回路４０３の動作を制御する。すなわち、受電装置用アンテナ回路４０３から発信する信号の強度、周波数などを制御することができる。
【００７６】
電源負荷部４０９は、二次電池４０５から電力を受け取り、受電装置４０１を駆動する駆動部である。電源負荷部４０９の代表例としては、モータ、駆動回路等があるが、その他の電力を受け取って受電装置を駆動する装置を適宜用いることができる。また、給電装置用アンテナ回路４１２は、受電装置用アンテナ回路４０３に信号を送る、あるいは、受電装置用アンテナ回路４０３からの信号を受け取る役割を有する。
【００７７】
信号処理回路４１３は、給電装置用アンテナ回路４１２が受信した信号を処理する。また、信号処理回路４１３は、給電装置用アンテナ回路４１２の動作を制御する。すなわち、給電装置用アンテナ回路４１２から発信する信号の強度、周波数などを制御することができる。
【００７８】
本発明の一態様に係る二次電池は、図７で説明したＲＦ給電システムにおける受電装置４０１が有する二次電池４０５として利用される。ＲＦ給電システムに本発明の一態様に係る二次電池を利用することで、従来の二次電池に比べて蓄電量を増やすことができる。よって、無線給電の時間間隔を延ばすことができる（何度も給電する手間を省くことができる）。
【００７９】
また、ＲＦ給電システムに本発明の一態様に係る二次電池を利用することで、電源負荷部４０９を駆動することができる蓄電量が従来と同じであれば、受電装置４０１の小型化及び軽量化が可能である。従って、トータルコストを減らすことができる。
【００８０】
受電装置４０１は、受電装置部４０２と、電源負荷部４０９とを有する。受電装置部４０２は、受電装置用アンテナ回路４０３と、信号処理回路４０４と、二次電池４０５と、整流回路４０６と、変調回路４０７と、電源回路４０８とを、少なくとも有する。また、給電装置４１１は、給電装置用アンテナ回路４１２と、信号処理回路４１３と、整流回路４１４と、変調回路４１５と、復調回路４１６と、発振回路４１７とを、少なくとも有する。
【００８１】
受電装置用アンテナ回路４０３は、給電装置用アンテナ回路４１２が発信する信号を受け取る、あるいは、給電装置用アンテナ回路４１２に信号を発信する役割を有する。給電装置用アンテナ回路４１２が発信する信号を受け取る場合、整流回路４０６は受電装置用アンテナ回路４０３が受信した信号から直流電圧を生成する役割を有する。
【００８２】
信号処理回路４０４は受電装置用アンテナ回路４０３が受信した信号を処理し、二次電池４０５の充電、二次電池４０５から電源回路４０８への電力の供給を制御する役割を有する。電源回路４０８は、二次電池４０５が蓄電している電圧を電源負荷部４０９に必要な電圧に変換する役割を有する。変調回路４０７は受電装置４０１から給電装置４１１へ何らかの応答信号を送信する場合に使用される。
【００８３】
電源回路４０８を有することで、電源負荷部４０９に供給する電力を制御することができる。このため、電源負荷部４０９に過電圧が印加されることを低減することが可能であり、受電装置４０１の劣化や破壊を低減することができる。
【００８４】
また、変調回路４０７を有することで、受電装置４０１から給電装置４１１へ信号を送信することが可能である。このため、受電装置４０１の充電量を判断し、一定量の充電が行われた場合に、受電装置４０１から給電装置４１１に信号を送信し、給電装置４１１から受電装置４０１への給電を停止させることができる。この結果、二次電池４０５の充電量を１００％としないことで、二次電池４０５の充電回数を増加させることが可能である。
【００８５】
また、給電装置用アンテナ回路４１２は、受電装置用アンテナ回路４０３に信号を送る、あるいは、受電装置用アンテナ回路４０３から信号を受け取る役割を有する。受電装置用アンテナ回路４０３に信号を送る場合、信号処理回路４１３は、受電装置に送信する信号を生成する。発振回路４１７は一定の周波数の信号を生成する。変調回路４１５は、信号処理回路４１３が生成した信号と発振回路４１７で生成された一定の周波数の信号に従って、給電装置用アンテナ回路４１２に電圧を印加する役割を有する。
【００８６】
このようにすることで、給電装置用アンテナ回路４１２から信号が出力される。一方、受電装置用アンテナ回路４０３から信号を受け取る場合、整流回路４１４は受け取った信号を整流する役割を有する。復調回路４１６は、整流回路４１４が整流した信号から受電装置４０１が給電装置４１１に送った信号を抽出する。信号処理回路４１３は復調回路４１６によって抽出された信号を解析する役割を有する。
【００８７】
なお、ＲＦ給電を行うことができれば、各回路の間に他のどのような回路を設けてもよい。例えば、受電装置４０１が信号を受信し整流回路４０６で直流電圧を生成したあとに、後段に設けられたＤＣ−ＤＣコンバータやレギュレータといった回路によって、定電圧を生成してもよい。このようにすることで、受電装置４０１内部に過電圧が印加されることを抑制することができる。
【００８８】
なお、ＲＦ給電システムに本発明の一態様に係る二次電池を利用し、受電装置用アンテナ回路４０３と二次電池４０５を重ねる場合は、二次電池４０５の充放電による二次電池４０５の形状の変化と、当該変形に伴うアンテナの形状の変化によって、受電装置用アンテナ回路４０３のインピーダンスが変化しないようにすることが好ましい。アンテナのインピーダンスが変化してしまうと、十分な電力供給がなされない可能性があるためである。
【００８９】
例えば、二次電池４０５を金属製あるいはセラミックス製の電池パックに装填するようにすればよい。なお、その際、受電装置用アンテナ回路４０３と電池パックは数十μｍ以上離れていることが望ましい。
【００９０】
また、充電用の信号の周波数に特に限定はなく、電力が伝送できる周波数であればどの帯域であっても構わない。充電用の信号は、例えば、１３５ｋＨｚのＬＦ帯（長波）でも良いし、１３．５６ＭＨｚのＨＦ帯でも良いし、９００ＭＨｚ〜１ＧＨｚのＵＨＦ帯でも良いし、２．４５ＧＨｚのマイクロ波帯でもよい。
【００９１】
また、信号の伝送方式として電磁結合方式、電磁誘導方式、共鳴方式、マイクロ波方式など様々な種類があるが、適宜選択すればよい。ただし、雨や泥などの、水分を含んだ異物によるエネルギーの損失を抑えるためには、周波数が低い帯域、具体的には、短波である３ＭＨｚ〜３０ＭＨｚ、中波である３００ｋＨｚ〜３ＭＨｚ、長波である３０ｋＨｚ〜３００ｋＨｚ、及び超長波である３ｋＨｚ〜３０ｋＨｚの周波数を利用した電磁誘導方式や共鳴方式を用いることが望ましい。
【００９２】
本実施の形態は、他の実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
【符号の説明】
【００９３】
１０１ 電解液
１０２ 活物質粒子
１０３ 集電体
１０４ 正極
１０５ 電解液の一部
２００ 負極集電体
２０２ 負極活物質層
２０４ 負極
２０６ 筐体
２１０ セパレータ
２２０ リング状絶縁体
２２８ 正極集電体
２３０ 正極活物質層
２３２ 正極
２４０ スペーサー
２４２ ワッシャー
２４４ 筐体
３０１ 表示装置
３０２ 筐体
３０３ 表示部
３０４ スピーカー部
３０５ 蓄電装置
３１１ 照明装置
３１２ 筐体
３１３ 光源
３１４ 蓄電装置
３１５ 天井
３１６ 側壁
３１７ 床
３１８ 窓
３２１ 室内機
３２２ 筐体
３２３ 送風口
３２４ 蓄電装置
３２５ 室外機
３３１ 電気冷凍冷蔵庫
３３２ 筐体
３３３ 冷蔵室用扉
３３４ 冷凍室用扉
３３５ 蓄電装置
４０１ 受電装置
４０２ 受電装置部
４０３ 受電装置用アンテナ回路
４０４ 信号処理回路
４０５ 二次電池
４０６ 整流回路
４０７ 変調回路
４０８ 電源回路
４０９ 電源負荷部
４１１ 給電装置
４１２ 給電装置用アンテナ回路
４１３ 信号処理回路
４１４ 整流回路
４１５ 変調回路
４１６ 復調回路
４１７ 発振回路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、
前記スラリーを集電体に塗布する工程と、
前記スラリーを塗布された集電体を０．０１テスラ乃至２テスラの磁場中に放置する工程と、
を有する蓄電装置の作製方法。
【請求項２】
磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、
前記スラリーを０．０１テスラ乃至２テスラの磁場中で集電体に塗布する工程と、
を有する蓄電装置の作製方法。
【請求項３】
磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、
前記スラリーを集電体に塗布する工程と、
前記スラリーを塗布された集電体を０．０１テスラ乃至０．５テスラの周波数１ヘルツ乃至１０００ヘルツで極性が変動する磁場中に放置する工程と、
を有する蓄電装置の作製方法。
【請求項４】
磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、
前記スラリーを０．０１テスラ乃至０．５テスラの周波数１ヘルツ乃至１０００ヘルツで極性が変動する磁場中で集電体に塗布する工程と、
を有する蓄電装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記活物質粒子の体積の立方根の平均値は、５ｎｍ乃至２００ｎｍであることを特徴とする蓄電装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一において、前記活物質粒子は鉄と燐を有し、オリビン構造を有することを特徴とする蓄電装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、前記活物質粒子はその表面にカーボンがコーティングされていることを特徴とする蓄電装置の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一において、前記活物質粒子の６０％以上が単結晶であることを特徴とする蓄電装置の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一において、
前記活物質粒子の体積の立方根の平均値は、５ｎｍ乃至５０ｎｍであることを特徴とする蓄電装置の作製方法。
【請求項１】
磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、
前記スラリーを集電体に塗布する工程と、
前記スラリーを塗布された集電体を０．０１テスラ乃至２テスラの磁場中に放置する工程と、
を有する蓄電装置の作製方法。
【請求項２】
磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、
前記スラリーを０．０１テスラ乃至２テスラの磁場中で集電体に塗布する工程と、
を有する蓄電装置の作製方法。
【請求項３】
磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、
前記スラリーを集電体に塗布する工程と、
前記スラリーを塗布された集電体を０．０１テスラ乃至０．５テスラの周波数１ヘルツ乃至１０００ヘルツで極性が変動する磁場中に放置する工程と、
を有する蓄電装置の作製方法。
【請求項４】
磁化率の異方性を有する活物質粒子と電解液を混合して、スラリーを形成する工程と、
前記スラリーを０．０１テスラ乃至０．５テスラの周波数１ヘルツ乃至１０００ヘルツで極性が変動する磁場中で集電体に塗布する工程と、
を有する蓄電装置の作製方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一において、
前記活物質粒子の体積の立方根の平均値は、５ｎｍ乃至２００ｎｍであることを特徴とする蓄電装置の作製方法。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一において、前記活物質粒子は鉄と燐を有し、オリビン構造を有することを特徴とする蓄電装置の作製方法。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか一において、前記活物質粒子はその表面にカーボンがコーティングされていることを特徴とする蓄電装置の作製方法。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一において、前記活物質粒子の６０％以上が単結晶であることを特徴とする蓄電装置の作製方法。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一において、
前記活物質粒子の体積の立方根の平均値は、５ｎｍ乃至５０ｎｍであることを特徴とする蓄電装置の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１２−１５６１３０（Ｐ２０１２−１５６１３０Ａ）
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−９９７（Ｐ２０１２−９９７）
【出願日】平成２４年１月６日（２０１２．１．６）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月１６日（２０１２．８．１６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年１月６日（２０１２．１．６）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]