CN107408660A - 薄型电池和电池搭载装置 - Google Patents

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Abstract

薄型电池包含片状的第1电极、片状的第2电极、配置在它们之间的分隔件、与第1电极相连接且延伸到壳体的外部的第1引线以及与第2电极相连接且延伸到壳体的外部的第2引线，第1电极和第2电极包含矩形的集电体片和附着于集电体片的表面的活性物质层。而且，集电体片的至少一方具有从其一边的一部分沿着集电体片的面方向延伸且与引线相连接的突舌，突舌形成能够在面方向伸缩的平面状的弹簧构造。

Description

薄型电池和电池搭载装置
技术领域
本发明涉及包含片状的电极组的薄型电池和搭载了该薄型电池的电池搭载装置。
背景技术
近年，使用薄型电池来作为生物体粘贴型装置、手机、声音录音播放装置、手表、录像和静止画面摄像机(日文：動画および静止画撮影機)、液晶显示器、计算器、IC卡、温度传感器、助听器、压敏报警器等小型电子设备的电源。对于这样的薄型电池要求柔软性。例如，对于搭载于生物体粘贴型装置或者可佩带移动终端的薄型电池而言，要求以追随生物体移动的方式进行变形。因此，提出一种在壳体中使用了薄且柔软的层压膜的薄型电池(专利文献1)。
专利文献1：(日本)特开2013-48041号公报
发明内容
发明要解决的问题
薄型电池的电极组具有：分别为片状的第1电极和第2电极；配置在第1电极和第2电极之间的分隔件；与第1电极相连接且延伸到壳体的外部的第1引线；以及与第2电极相连接且延伸到壳体的外部的第2引线。第1电极和第2电极分别包含集电体片和附着在集电体片的表面的活性物质层。在集电体片的一边的一部分设置有在集电体片的面方向延伸的突舌(日文：タブ)。突舌与延伸到壳体的外部的引线相连接。
薄型电池以富有柔软性为前提，因此，即使发生变形也必须维持电池性能。另一方面，薄型电池的主体和引线被固定于电子设备。因此，由弯曲带来的负荷将会集中在引线和突舌的连接位置。因此，如果薄型电池过度地弯曲，或者超过设定地频繁反复进行弯曲，则突舌有时会断裂，导致电流被切断。
用于解决问题的方案
鉴于上述情况，本发明的一技术方案涉及一种薄型电池，其包含片状的电极组、含浸于电极组的非水电解质以及密闭收纳电极组和非水电解质的壳体，电极组具有片状的第1电极、片状的第2电极以及配置在第1电极和第2电极之间的分隔件。第1电极包含第1集电体片和附着于第1集电体片的表面的第1活性物质层，第2电极包含第2集电体片和附着于第2集电体片的表面的第2活性物质层。第1集电体片具有从第1集电体片的一边的一部分沿着第1集电体片的面方向延伸的第1突舌，和/或第2集电体片具有从第2集电体片的一边的一部分沿着第2集电体片的面方向延伸的第2突舌，第1突舌和/或第2突舌形成能够在其延伸方向伸缩的第1弹簧构造。
本发明的另一技术方案涉及一种薄型电池，其包含片状的电极组、含浸于电极组的非水电解质以及密闭收纳电极组和非水电解质的壳体，电极组包含片状的第1电极、片状的第2电极以及配置在第1电极和第2电极之间的分隔件。电极组还具有与第1电极相连接且延伸到壳体的外部的第1引线和/或与第2电极相连接且延伸到壳体的外部的第2引线。第1电极包含第1集电体片和附着于第1集电体片的表面的第1活性物质层，第2电极包含第2集电体片和附着于第2集电体片的表面的第2活性物质层，第1引线和/或第2引线形成能够在其延伸方向伸缩的第2弹簧构造。
本发明的又一技术方案涉及一种电池搭载装置，其具有上述的薄型电池和利用自薄型电池供给的电力来进行驱动的具有挠性的电子设备，薄型电池和所述电子设备成为一体且薄片化。
发明的效果
采用本发明，在薄型电池和电池搭载装置过度弯曲，或者超过设定地频繁反复进行弯曲的情况下，能够缓和施加于突舌的负荷。由此，能够抑制突舌断裂。
附图说明
图1是表示具有薄型电池的电池搭载装置的一例(生物体粘贴型装置)的立体图。
图2是表示发生了变形的具有薄型电池的电池搭载装置的外观的一例的立体图。
图3是将第1实施方式的薄型电池的壳体的一部分切掉而得到的俯视图。
图4是包含作为第1实施方式的薄型电池的主要部分的第1突舌的区域的纵向剖视图。
图5是第1实施方式的薄型电池的第1电极(a)和第2电极(b)的俯视图。
图6是第1实施方式的薄型电池的电极的主要部分的变形例的俯视图。
图7是第2实施方式的薄型电池的电极的主要部分的俯视图。
图8是第3实施方式的薄型电池的电极(a)～电极(c)的主要部分的俯视图。
图9是第4实施方式的薄型电池的电极的主要部分的俯视图。
图10是第5实施方式的薄型电池的电极的主要部分的俯视图。
图11是第6实施方式的薄型电池的电极的主要部分的俯视图。
具体实施方式
本发明的实施方式的薄型电池具有片状的电极组、含浸于电极组的非水电解质以及密闭收纳电极组和非水电解质的壳体。电极组具有：片状的第1电极；片状的第2电极；以及分隔件，其配置在第1电极和第2电极之间。第1电极包含第1集电体片和附着于第1集电体片的表面的第1活性物质层。第2电极包含第2集电体片和附着于第2集电体片的表面的第2活性物质层。第1集电体片具有从第1集电体片的一边的一部分沿着第1集电体片的面方向延伸的第1突舌，和/或第2集电体片具有从第2集电体片的一边的一部分沿着第2集电体片的面方向延伸的第2突舌。在这里，第1突舌和/或第2突舌形成能够在其延伸方向伸缩的第1弹簧构造。第1突舌和/或第2突舌具有第1弹簧构造，由此，能够大幅缓和施加于突舌的负荷。第1集电体片和第2集电体片的至少一者具有相应的突舌(第1突舌或者第2突舌)即可。此外，第1突舌和第2突舌的至少一者具有第1弹簧构造即可。
薄型电池也可以还具有与第1突舌相连接且被引出到壳体的外部的第1引线，和/或与第2突舌相连接且被引出到壳体的外部的第2引线。
第1突舌也可以包含多线构造，该多线构造具有使第1集电体片和第1引线导通的多条导电路径。此外，第2突舌也可以包含多线构造，该多线构造具有使第2集电体片和第2引线导通的多条导电路径。具有多线构造的突舌既可以具有从与集电体片相同的导电性片材料切出的无缝构造，也可以由电线等形成。
第1引线和/或第2引线也可以形成能够在其引出方向伸缩的第2弹簧构造。引出方向与第1突舌和/或第2突舌的延伸方向相同。由此，能够使突舌和引线成为一体，从而形成弹簧构造。
薄型电池也可以没有引线。在该情况下，也可以是，第1突舌的一部分形成被引出到壳体的外部的第1引线部，和/或第2突舌的一部分形成被引出到壳体的外部的第2引线部。
优选的是，第1集电体片与第1突舌和/或第2集电体片与第2突舌具有从相同的导电性片材料切出的无缝构造。因为能够容易地形成这样的构造，所以有利于制造成本的降低。
第1弹簧构造能够通过在第1突舌和/或第2突舌设置狭缝而获得。因为这样的构造能够更容易地形成，所以更加有利于制造成本的降低。狭缝沿与第1突舌和/或第2突舌的延伸方向交叉的方向形成即可。
薄型电池还可以具有覆盖第1突舌和/或第2突舌的至少一部分的树脂膜。由此，突舌的强度提高，并且突舌非常难以发生断裂。此外，薄型电池还可以具有覆盖第1引线和/或第2引线的至少一部分的树脂膜。由此，突舌、引线的强度提高，并且突舌、引线非常难以发生断裂。
本发明的另一实施方式的薄型电池具有片状的电极组、含浸于电极组的非水电解质以及密闭收纳电极组和非水电解质的壳体。电极组具有：片状的第1电极；片状的第2电极；分隔件，其配置在第1电极和第2电极之间；与第1电极相连接且延伸到壳体的外部的第1引线和/或与第2电极相连接且延伸到壳体的外部的第2引线。第1电极包含第1集电体片和附着于第1集电体片的表面的第1活性物质层。第2电极包含第2集电体片和附着于第2集电体片的表面的第2活性物质层。第1引线和/或第2引线形成能够在其延伸方向伸缩的第2弹簧构造。第1引线和/或第2引线具有第2弹簧构造，由此，能够大幅缓和施加于引线的负荷。第1电极和第2电极的至少一者具有对应的引线(第1引线或者第2引线)即可。此外，第1引线和第2引线的至少一者具有第2弹簧构造即可。
在非水电解质的至少一部分形成凝胶电解质的情况下，能够利用凝胶电解质将第1活性物质层和分隔件之间以及第2活性物质层和分隔件之间粘接起来。由此，虽然电极组的强度提高，但是另一方面，施加于突舌和/或引线的负荷容易变大。在这样的情况下，第1弹簧构造和第2弹簧构造发挥出缓和施加于突舌和引线的负荷的显著效果。
本发明的实施方式的电池搭载装置具有上述薄型电池和利用自薄型电池的电力供给来进行驱动的具有挠性的电子设备，薄型电池和电子设备成为一体且薄片化。作为与薄型电池成为一体且薄片化的电子设备，例如能够举出生物体粘贴型装置或者可佩带(wearable)移动终端、手机、声音录音播放装置、手表、录像和静止画面摄像机、液晶显示器、计算器、IC卡、温度传感器、助听器、压敏报警器等。特别是，生物体粘贴型装置是在紧贴于生物体的状态下使用，因此，要求挠性。作为生物体粘贴型装置，能够举出生物体信息测量装置、离子电渗疗法经皮给药装置等。
薄型电池的厚度并未特别限定，如果考虑到柔软性，优选为3mm以下，进一步优选为2mm以下或者1.5mm以下。片状的电池搭载装置的厚度比薄型电池厚即可，从同样的观点出发，优选为3mm以下。但是，如果薄型电池和电池搭载装置的厚度均在5mm左右以下，就能够获得比较良好的柔软性。薄型电池和电池搭载装置的厚度的下限例如为50μm。
电极组的结构并未特别限定，例如能够举出以下情况。
结构最简单的电极组具有一个第1电极、一个第2电极以及夹设在第1电极和第2电极之间的分隔件(第1电极/第2电极)。在该情况下，第1电极是单面电极，其包含第1集电体片和附着在第1集电体片的一个表面的第1活性物质层。第2电极也是单面电极，其包含第2集电体片和附着在第2集电体片的一个表面的第2活性物质层。
结构稍简单的电极组具有配置在最外侧的一对第1电极、配置在一对第1电极之间的一个第2电极以及夹设在第1电极和第2电极之间的分隔件(第1电极/第2电极/第1电极)。在该情况下，第1电极是单面电极，其包含第1集电体片和附着在第1集电体片的一个表面的第1活性物质层。另一方面，第2电极是双面电极，其包含第2集电体片和附着在第2集电体片的两个表面的第2活性物质层。
其他结构的薄型电池包含一对第1电极(单面电极)、两个以上的第2电极(双面电极)、配置在一对第2电极之间的第1电极(双面电极)以及夹设在第1电极和第2电极之间的分隔件(例如，第1电极/第2电极/第1电极/第2电极/第1电极)。
以下，更详细说明本发明的实施方式。但是，以下的实施方式并未限定发明的范围。
图1是以立体图来表示具有作为电子设备的生物体信息测量装置的电池搭载装置20的一例。图2表示在使该电池搭载装置变形的情况下的外观的一例。
生物体信息测量装置10具有用于保持其构成元件和薄型电池的片状的保持部件11。保持部件11由具有柔软性的材料构成。按钮型的开关12、温度传感器13、压敏元件15、存储部16、信息发送部17、控制部18等元件埋入于保持部件11。薄型电池100收纳在保持部件11的内部。也就是说，薄型电池100和生物体信息测量装置10成为一体且薄片化，从而构成电池搭载装置20。保持部件11例如能够使用绝缘性的树脂材料。通过在电池搭载装置20的一个主面上例如涂敷具有粘着力的粘合剂19，可将电池搭载装置20缠绕在使用者的手腕、脚腕、头颈部等。
温度传感器13用于将表示使用者的体温的信号向控制部18输出。压敏元件15用于将表示使用者的血压、脉搏的信号向控制部18输出。存储部16用于储存与输出的信号相对应的信息。信息发送部17用于将所需的信息转换成电波进行放射。控制部18用于控制生物体信息测量装置10的各部分的动作。开关12用于切换生物体信息测量装置10的打开和关闭。
(第1实施方式)
接下来，参照图3、图4说明本发明的第1实施方式的薄型电池。图3是将薄型电池的壳体的一部分切掉而得到的俯视图，图4是示意性地表示薄型电池所具有的电极组的主要部分的纵向剖视图。此外，图4相当于图3所示的薄型电池的IV-IV线向视剖视图。
薄型电池100具有电极组103、非水电解质(未图示)以及用于收纳它们的壳体108。电极组103具有：位于外侧的一对第1电极110；配置在一对第1电极110之间的第2电极120；以及夹设在第1电极110和第2电极120之间的分隔件107。第1电极110包含第1集电体片111和附着在第1集电体片111的一个表面的第1活性物质层112。第2电极120包含第2集电体片121和附着在第2集电体片121的两个表面的第2活性物质层122。一对第1电极110以使第1活性物质层112和第2活性物质层122隔着分隔件107相面对的方式夹着第2电极120而配置。
自与第1集电体片111相同的导电性片材料切出的第1突舌114从第1集电体片111的一边延伸出来。虽然第1集电体片111和第1突舌114也可以是彼此独立的部件，但是优选第1集电体片111和第1突舌114形成无缝构造。一对第1电极110的第1突舌114彼此重叠，例如通过焊接而电连接。由此，形成集合突舌114A。第1引线113与集合突舌114A相连接(参照图4)，且第1引线113被引出到壳体108的外部。
同样，自与第2集电体片121相同的导电性片切出的第2突舌124从第2集电体片121的一边延伸出来。第2引线123与第2突舌124相连接，且第2引线123被引出到壳体108的外部。
被导出到壳体108的外部的第1引线113和第2引线123的端部分别作为正极外部端子或者负极外部端子发挥作用。为了提高密闭性，希望在壳体108和各引线之间夹设密封件130。密封件130能够使用热塑性树脂。
在图3中，电极组大概以矩形示出，但是电极组的形状并不限于此。除去突舌的电极的形状只要是一部分(设置有突舌的部分)具有直线部分的形状即可，能够举出矩形(包含正方形)、梯形、平行四边形、一部分具有直线部分的大致椭圆形、至少具有一个圆角的大致矩形、大致梯形、大致平行四边形等。从生产效率的观点出发，优选矩形或者大致矩形。在电极组为矩形或者大致矩形的情况下，其长边和短边的长度比例例如为，长边：短边＝1：1～8：1。
同样，突舌的形状也未特别限定。突舌的形状例如是矩形(包含正方形)、梯形、平行四边形、半圆形、半椭圆形、前端为圆弧状的矩形、至少具有一个圆角的大致矩形、大致梯形、大致平行四边形等。
接下来，参照图5，说明第一实施方式的第1电极和第2电极的构造。
图5的(a)是第1电极的俯视图，图5的(b)是第2电极的俯视图。
第1电极110具有第1集电体片111和附着在第1集电体片111的单面(在图5中是背面)的第1活性物质层112。第1突舌114从第1集电体片111的一边的一部分沿着第1集电体片111的面方向延伸。
同样，第2电极120具有第2集电体片121和附着在第2集电体片121的两个面的第2活性物质层122。第2突舌124从第2集电体片121的一边的一部分沿着第2集电体片121的面方向延伸。第2集电体片121和第2突舌124的形状是与第1集电体片111和第1突舌114大致对称的形状。
无缝构造的集电体片和突舌的一体化物是从相同的导电性片材料切出而制作出来的。在突舌上未形成活性物质层。突舌是与集电体片相同的导电性片材料的暴露部。引线的一端例如通过焊接与突舌相连接。引线的另一端被引出到壳体108的外部。在集电体片和突舌由彼此独立的部件形成的情况下，例如能够通过焊接或者使用导电性粘接剂使集电体片和突舌相连接。
在突舌上，多条狭缝115沿着与突舌的延伸方向交叉的方向形成。与突舌的延伸方向交叉的方向优选为，突舌的宽度方向、即与集电体片的设置有突舌的边构成0°～15°的角度(绝对值)的方向。由此，突舌形成能够在其延伸方向(箭头A方向)伸缩的平面状的第1弹簧构造。
当突舌的宽度方向的长度为L时，狭缝115的长度为从突舌的宽度方向的一端起的例如0.5L以上、0.75L以下的长度，优选为0.80L以下的长度，更加优选为0.85L以下的长度即可。由此，能够在确保突舌的强度的同时，形成富有弹性的第1弹簧构造。
只要能够确保突舌的强度，狭缝115的形态就不受限定。如图5所示，狭缝115可以是几乎没有宽度的线状的缝隙。线状的缝隙例如能够利用切割机仅在突舌上划线、或者仅将刀刃从上下方向的至少一方切入突舌的简单的操作而形成。狭缝的数量并未限定，可以是一条，但从能够使弹性增大的观点出发优选为两条以上。此外，如图6所示的变形例所示，作为狭缝也可以形成从突舌的宽度方向的一端朝向另一端侧的细长的切口部115A。希望切口部115A具有如图示例那样的曲线轮廓，但是也可以是细长的矩形、楔形的切口部。
(第2实施方式)
图7是第2实施方式的薄型电池的第1电极110A的主要部分的俯视图。第2电极的主要部分的结构大致与第1电极相同。
在本实施方式中，利用树脂膜116覆盖形成有第1弹簧构造的第1突舌114的至少一部分。除此以外，本实施方式的主要部分例如具有与第1实施方式相同的结构。在图示例中，利用虚线示意性地表示树脂膜。
树脂膜116柔软且具有某种程度的伸缩性。由此，即使在利用树脂膜116覆盖第1弹簧构造的情况下，第1弹簧构造的伸缩性也不会受到较大的阻碍。另一方面，利用树脂膜116覆盖形成有第1弹簧构造的突舌的至少一部分，能够使突舌的机械强度大幅提高。
作为树脂膜116，优选使用对于非水电解质具有耐性的带材料。其中，优选在一个面上具有粘合剂的粘合带。这样的粘合带能够容易地粘贴在形成有第1弹簧构造的突舌。作为粘合带的基材，能够使用氟树脂、聚酰亚胺、聚苯硫醚、聚醚砜、聚乙烯、聚丙烯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等。粘合剂能够使用包含丁基橡胶、聚异丁烯橡胶等橡胶成分的粘合剂、包含丙烯树脂的粘合剂等。
或者，也可以利用具有热熔接性的树脂膜116覆盖突舌的至少一部分，对树脂膜116进行加热而使其熔接于突舌。作为具有热熔接性的树脂，能够使用聚丙烯、聚乙烯等。
(第3实施方式)
图8是第3实施方式的薄型电池的第1电极110Ba、110Bb、110Bc的主要部分的俯视图。第2电极的主要部分的结构大致与第1电极相同。
在本实施方式中，第1弹簧构造由具有多线构造的第1突舌114形成，该多线构造具有使第1集电体片111和第1引线113导通的多条导电路径114a、114b、114c。除此之外，本实施方式的主要部分例如具有与第1实施方式相同的结构。
多条导电路径114a、114b、114c例如能够利用由导电性材料形成的电线形成。各电线为了带有弹性而形成有弯曲部。在使用这样的电线的情况下，需要利用焊接等方法或者使用导电性粘接剂使电线与集电体片和引线相连接。另一方面，利用电线形成的第1弹簧构造非常富有弹性，能够将施加于电线与集电体片和/或引线的连接部分的负荷抑制到最小限度。
多条导电路径114a、114b形成平面状的第1弹簧构造，因此，也能够与集电体片一起将构成多条导电路径的弹簧状的配线从相同的导电性片材料切出来。在该情况下，能够获得集电体片和突舌(弹簧状的配线)的无缝构造。
(第4实施方式)
图9是第4实施方式的薄型电池的第1电极110C的主要部分的俯视图。第2电极的主要部分的结构大致与第1电极相同。
在本实施方式中，不仅是第1突舌114，第1引线113也形成有能够在其引出方向(即、突舌的延伸方向)伸缩的第2弹簧构造。除此之外，本实施方式的主要部分例如具有与第1实施方式相同的构造。
第2弹簧构造例如能够通过在引线上沿与引线引出的方向交叉的方向形成多条狭缝117而获得。在这里，与引线引出的方向交叉的方向优选为引线的宽度方向、即与集电体片的设置有突舌的边构成0°～15°的角度(绝对值)的方向。由此，形成突舌和引线成为一体的、非常富有弹性的弹簧构造。
当引线的宽度方向的长度为D时，狭缝117的长度为从引线的宽度方向的一端起的例如0.5D以上、0.75D以下的长度，优选为0.80D以下的长度，更加优选为0.85D以下的长度即可。由此，能够在确保引线的强度的同时，形成富有弹性的第2弹簧构造。
只要能够确保引线的强度，狭缝117的形态就不受限定。狭缝117的形态依照在第1实施方式中说明的形成于突舌的狭缝即可。例如图示例所示那样，既可以形成宽度小的切口，也可以形成几乎没有宽度的线状的缝隙。此外，也可以依照第2实施方式，利用树脂膜覆盖突舌和引线的至少一部分，或者代替突舌覆盖引线的至少一部分。
(第5实施方式)
图10是第5实施方式的薄型电池的第1电极110D的主要部分的俯视图。第2电极的主要部分的结构大致与第1电极相同。
在本实施方式中，具有第1弹簧构造的第1突舌114兼有引线的功能。除此之外，本实施方式的主要部分例如具有与第1实施方式相同的构造。即、第1突舌114在具有第1弹簧构造的同时，还具有第1引线部113A。这样的突舌与其他实施方式相比，能够通过使突舌的延伸方向的长度变长来形成。
(第6实施方式)
图11是第6实施方式的薄型电池的第1电极110E的主要部分的俯视图。第2电极的主要部分的结构大致与第1电极相同。
在本实施方式中，第1突舌114不具有第1弹簧构造，只有第1引线113形成有能够在其引出方向(即突舌的延伸方向)伸缩的第2弹簧构造。除此之外，本实施方式的主要部分例如具有与第4实施方式相同的构造。于是，第2弹簧构造依照第4实施方式形成即可。由此，仅通过将引线加工为弹簧构造，就能够期待与第4实施方式相同或者与第4实施方式类似的效果。也可以进一步依照第2实施方式，利用树脂膜覆盖引线的至少一部分。此时，如图示例所示，可以使第1突舌114的延伸方向的长度变短。由此，能够提高第1突舌114的强度。
接下来，说明构成电极组的电极、引线、分隔件、非水电解质以及壳体等。
(负极)
负极具有作为第1集电体片或者第2集电体片的负极集电体片以及作为第1活性物质层或者第2活性物质层的负极活性物质层。负极集电体片能够使用金属膜、金属箔等。负极集电体片的材料优选从由铜、镍、钛以及它们的合金、不锈钢构成的组中选择的至少一种。负极集电体片的厚度例如优选为5μm～30μm。
负极活性物质层包含负极活性物质，并且根据需要包含粘结剂和导电剂。负极活性物质层可以是利用气相法(例如蒸镀)形成的堆积膜。作为负极活性物质，能够举出Li金属、与Li发生电化学反应的金属或者合金、碳材料(例如石墨)、硅合金、硅氧化物等。负极活性物质层的厚度例如优选为1μm～300μm。
(正极)
正极具有作为第1集电体片或者第2集电体片的正极集电体片以及作为第1活性物质层或者第2活性物质层的正极活性物质层。正极集电体片能够使用金属膜、金属箔等。正极集电体片的材料例如优选从由银、镍、钯、金、白金、铝以及它们的合金、不锈钢构成的组中选择的至少一种。正极集电体片的厚度例如优选为1μm～30μm。
正极活性物质层包含正极活性物质和粘结剂，并且根据需要包含导电剂。正极活性物质并未特别限定，在薄型电池为二次电池的情况下，能够使用LiCoO2、LiNiO2那样的含有锂的复合氧化物，在薄型电池为一次电池的情况下，能够使用二氧化锰、氟化碳(氟化石墨)、含锂的复合氧化物等。正极活性物质层的厚度例如优选为1μm～300μm。
活性物质层中包含的导电剂能够使用石墨、炭黑等。导电剂的量是每100质量部的活性物质，例如0质量部～20质量部的导电剂。活性物质层中包含的粘结剂能够使用氟树脂、丙烯树脂、橡胶粒子等。粘结剂的量是每100质量部的活性物质，例如0.5质量部～15质量部的粘结剂。
(分隔件)
作为分隔件，优选使用树脂制的微多孔膜、无纺布。作为分隔件的材料(树脂)，优选聚烯烃(聚乙烯、聚丙烯等)、聚酰胺、聚酰亚胺等。分隔件的厚度例如为8μm～30μm。
(引线)
负极引线和正极引线通过焊接分别与负极集电体片或者正极集电体片相连接。作为负极引线，优选使用铜引线、铜合金引线、镍引线等。作为正极引线，优选使用镍引线、铝引线等。
(电线)
作为与第3实施方式的负极相连接的电线的材料，优选从由铜、镍、钛、它们的合金以及不锈钢构成的组中选择的至少一种。此外，作为与正极相连接的电线的材料，优选从由银、镍、钯、金、白金、铝、它们的合金以及不锈钢构成的组中选择的至少一种。
(非水电解质)
在薄型电池为锂离子电池的情况下，作为非水电解质，优选锂盐和使锂盐溶解的非水溶剂的混合物。作为锂盐，能够举出LiClO4、LiBF4、LiPF6、LiCF3SO3、LiCF3CO2、亚胺盐等。作为非水溶剂，可以例举出碳酸丙烯酯、碳酸亚乙酯、碳酸亚丁酯等环状碳酸酯、碳酸二乙酯、碳酸甲乙酯、碳酸二甲酯等链状碳酸酯、γ-丁内酯、γ-戊内酯等环状羧酸酯等。
含浸于电极组的非水电解质的至少一部分优选形成凝胶电解质。凝胶电解质优选至少存在于各活性物质层和各分隔件之间的界面区域。通过凝胶电解质存在于活性物质层和分隔件之间的界面区域，使得电极和分隔件之间的粘接性提高。凝胶电解质也优选存在于各活性物质层所具有的空隙的内部和/或各分隔件的细孔内。
凝胶电解质例如包含非水电解质和利用非水电解质溶胀的树脂。作为利用非水电解质溶胀的树脂，优选包含偏二氟乙烯单元的氟树脂。包含偏二氟乙烯单元的氟树脂容易保持非水电解质，容易凝胶化。
作为包含偏二氟乙烯单元的氟树脂，能够例举出聚偏二氟乙烯(PVdF)、包含偏二氟乙烯(VdF)单元和六氟丙烯(HFP)单元的共聚物(PVdF-HFP)、包含偏二氟乙烯(VdF)单元和三氟乙烯(TFE)单元的共聚物等。在包含偏二氟乙烯单元的氟树脂中含有的偏二氟乙烯单元的量优选为1摩尔％以上，以使得氟树脂容易利用非水电解质溶胀。
在活性物质层和分隔件之间的界面区域配置有凝胶电解质的情况下，例如，将要利用非水电解质溶胀的树脂在活性物质层的表面和/或分隔件的表面例如涂敷成薄膜状。之后，将活性物质层和分隔件隔着树脂的涂膜进行层叠，然后使非水电解质含浸在所得到的层叠体或者电极组中。由此，树脂利用非水电解质溶胀，并且在界面区域形成凝胶电解质。在凝胶电解质中使用包含偏二氟乙烯单元的氟树脂的情况下，包含在涂膜中的树脂的量优选在活性物质层和分隔件之间的界面区域的每个单位表面积(即活性物质层或者分隔件的每个单位表面积)中为1g/m2～30g/m2。
壳体例如由层压膜形成，该层压膜具有针对水蒸气的阻止层和分别形成在阻止层的两个面的树脂层。阻止层所使用的材料并未特别限定，适宜使用金属层、陶瓷层等。例如，优选铝、钛、镍、铁、白金、金、银等金属材料、氧化硅、氧化镁、氧化铝等陶瓷材料。阻止层的厚度例如优选为0.01μm～50μm。从热熔接的容易程度、耐电解质性以及耐化学药品性的观点出发，配置在壳体的内表面侧的树脂层的材料优选为聚乙烯、聚丙烯那样的聚烯烃、聚乙烯对苯二酸酯、聚酰胺、聚氨酯、聚乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)等。内表面侧的树脂层的厚度优选为10μm～100μm。从强度、耐冲击性以及耐化学药品性的观点出发，配置在壳体的外表面侧的树脂层优选为6，6-尼龙那样的聚酰胺、聚烯烃、聚乙烯对苯二酸酯、聚对苯二甲酸丁二酯那样的聚酯。外表面侧的树脂层的厚度优选为5μm～100μm。
(实施例1)
按照以下顺序，制作出具有作为单面电极的一对负极和被一对负极夹持的作为双面电极的正极。
(1)负极的制作
作为负极集电体片，准备了厚度为8μm的电解铜箔。在电解铜箔的一个表面涂敷负极合剂浆料，干燥后进行轧制，形成负极活性物质层，从而获得负极片。负极合剂浆料是将100质量部的作为负极活性物质的石墨(平均粒径为22μm)、8质量部的作为粘结剂的聚偏二氟乙烯(PVdF)、适量的N-甲基-2-吡咯烷酮(NMP)混合起来调制而成的。负极活性物质层的厚度为145μm。从负极片切出具有6mm×7mm的负极突舌的18mm×48.5mm尺寸的负极，并且将活性物质层从负极突舌剥离而使铜箔暴露出来。之后，通过将铜制的负极引线超声波焊接到负极突舌的前端1.4mm宽的部分。
三条狭缝沿着与负极突舌的延伸方向成90°交叉的方向形成于负极突舌，形成了能够沿着延伸方向伸缩的平面状的第1弹簧构造。具体而言，在从负极突舌的上端起的2.5mm和6.5mm的位置上切出从负极突舌的宽度方向的外侧的一端朝向另一端侧的长度为4.5mm的线状缝隙。此外，在从负极突舌的上端起的4.5mm的位置上切出从上述另一端朝向上述一端侧的长度为4.5mm的线状缝隙。
(2)正极的制作
作为正极集电体片，准备了厚度为15μm的铝箔。在铝箔的两个表面涂敷正极合剂浆料，干燥后进行轧制，形成正极活性物质层，从而获得正极片。正极合剂浆料是将100质量部的作为正极活性物质的LiNi0.8Co0.16Al0.4O2(平均粒径为20μm)、0.75质量部的作为导电剂的乙炔黑、0.75质量部的作为粘结剂的PVdF以及适量的NMP混合起来调制而成的。正极活性物质层的厚度(每个单面)为80μm。从正极片切出具有6mm×8mm的突舌的16mm×46.5mm尺寸的正极，并且将活性物质层从正极突舌剥离而使铝箔暴露出来。之后，将铝制的正极引线超声波焊接到正极突舌的前端1.5mm宽的部分。
与负极相同地，在正极突舌上形成三条狭缝，形成了能够沿着延伸方向伸缩的平面状的第1弹簧构造。具体而言，在从正极突舌的上端起的2.5mm和7.5mm的位置上切出从正极突舌的宽度方向的外侧的一端朝向另一端侧的长度为4.5mm的线状缝隙。此外，在从正极突舌的上端起的5.0mm的位置上切出从上述另一端朝向上述一端侧的长度为4.5mm的线状缝隙。
(3)非水电解质
非水电解质是通过将LiPF6以1mol/L的浓度溶解在碳酸亚乙酯(EC)、碳酸甲乙酯(EMC)以及碳酸二乙酯(DEC)的混合溶剂(体积比为20：30：50)中调制而成的。
(4)薄型电池的组装
将5重量部的PVdF溶解在100重量部的上述混合溶剂中而调制出聚合物溶液。将所获得的聚合物溶液涂敷在由18mm×50mm尺寸的微多孔性聚乙烯膜(厚度9μm)构成的分隔件的两面之后，使溶剂挥发而形成了PVdF膜。所涂敷的PVdF量为15g/m2。之后，以使负极活性物质层和正极活性物质层彼此相对的方式，将正极隔着分隔件配置在一对负极之间，从而形成层叠电极组。
接下来，将电极组收纳在由具有铝的阻止层、聚丙烯的内层以及尼龙的外层的层压膜(厚度为85μm)形成的筒状壳体。从壳体的一个开口导出正极引线和负极引线，利用成为密封件的热塑性树脂包围各引线之后，通过热熔接将开口封闭。接下来，从另一个开口注入非水电解质，并且在-650mmHg的减压环境下将另一个开口部热熔接。之后，在45℃环境下使电池活化，并且使非水电解质含浸于整个电极组。之后，在0.25MPa的压力下在25℃的温度下对电池进行30秒的压制，从而制作出厚度为0.7mm的电池A1。
(评价)
(初期的电池容量)
在25℃的环境下，对电池A1进行以下充放电，求出初期容量(C0)。
其中，电池A1的设计容量为1C(mAh)。
(1)定电流充电：0.2CmA(终止电压4.2V)
(2)定电压充电：4.2V(终止电流0.05CmA)
(3)定电流放电：0.5CmA(终止电压2.5V)
(弯曲试验后的容量维持率)
将可伸缩的一对固定部件在水平方向相对配置，利用各固定部件将放电状态的电池A1的两端的利用热熔接而封闭的部分固定。然后，在25℃的环境下，将具有曲率半径R为15mm的曲面部的治具压紧于电池，使电池沿着曲面部弯曲，之后，将治具从电池上移开，使电池的形状恢复到原来形状。重复进行10000次该操作。之后，针对薄型电池，在与上述相同的条件下执行充放电，求出弯曲试验后的放电容量(CX)。根据所获得的放电容量CX和初期容量C0，按照以下公式求出容量维持率。
弯曲试验后的容量维持率(％)＝(CX/C0)×100
制作10个电池A1，各自执行相同的试验，求出容量维持率的平均值。将结果表示在表1中。
(比较例1)
除了未在正极突舌和负极突舌上形成狭缝以外，与实施例1相同地，制作10个电池B1并进行评价。将结果表示在表1中。
【表1】
初期容量(mAh) 容量维持率(％)
电池A1 70 100
电池B1 70 60
如表1所示，在突舌中形成了弹簧构造的实施例1能够获得较高的容量维持率，相对于此，在突舌中没有弹簧构造的比较例1中容量维持率大幅下降。其原因在于，10个电池B1中的4个电池的突舌断裂，导致无法得到容量。
(实施例2)
使用在电解铜箔的两个面形成了负极活性物质层的负极片，与实施例1相同地，通过在负极突舌形成三条狭缝，获得了带有第1弹簧构造的负极。在该负极的两个面隔着分隔件配置了正极之后，将在电解铜箔的单面形成了负极活性物质层的负极以使负极活性物质层和正极活性物质层彼此相对的方式隔着分隔件配置一对，从而形成层叠电极组。除此以外，与实施例1相同地，制作出正极突舌和负极突舌具有弹簧构造且厚度为1.1mm的电池A2，并且进行了评价。
(实施例3)
将6mm×6mm尺寸的聚乙烯膜(厚度为20μm)热熔接在正极突舌的两个面的、从正极突舌的上端起的2.0m的位置之后，形成了三条狭缝。此外，也将6mm×5mm尺寸的聚乙烯膜(厚度为20μm)热熔接在负极突舌的两个面的、从负极突舌的上端起的2.0mm的位置之后，形成了三条狭缝。由此，除了狭缝部分被聚乙烯膜覆盖的结构以外，与实施例2相同地，制作出10个电池A3，并且进行了评价。
(比较例2)
除了在正极突舌和负极突舌这两者未形成狭缝以外，与实施例2相同地，制作出10个电池B2并进行了评价。将结果表示在表2中。
【表2】
如表2所示，在突舌中形成了弹簧构造的电池A2和电池A3获得了较高的容量维持率，相对于此，在突舌中没有弹簧构造的比较例2中容量维持率大幅降低。对于层叠数量增加了的电池A2、A3以及B2而言，在弯曲试验之际，与电池A1和B1相比，针对正极的突舌和位于最外面的负极的突舌的负荷变大。因此，在突舌中没有弹簧构造的比较例2中，10个电池B2中的8个电池的突舌断裂，无法获得容量。对于在突舌中形成有弹簧构造的电池A2和A3而言，虽然未确认到突舌的断裂，但是在电池A2中，由于产生龟裂而引起的阻力上升，使得容量维持率稍微降低。另一方面，对于利用树脂膜覆盖了弹簧构造部分的电池A3而言，无龟裂发生而获得较高的容量维持率。
产业上的可利用性
本发明的薄型电池例如适合应用于生物体粘贴型装置或者可佩带移动终端那样的小型电子设备。
附图标记说明
10 生物体信息测量装置
11 保持部件
12 开关
13 温度传感器
15 压敏元件
16 存储部
17 信息发送部
18 控制部
19 粘合剂
20 电池搭载装置
100 薄型电池
103 电极组
107 分隔件
108 壳体
110 第1电极
111 第1集电体片
112 第1活性物质层
113 第1引线
114 第1突舌
115、117 狭缝
120 第2电极
121 第2集电体片
122 第2活性物质层
123 第2引线
124 第2突舌
130 密封件

Claims (11)

1.一种薄型电池，其特征在于，
该薄型电池包含片状的电极组、含浸于所述电极组的非水电解质以及密闭收纳所述电极组和所述非水电解质的壳体，
所述电极组具有：
片状的第1电极；
片状的第2电极；以及
分隔件，其配置在所述第1电极和所述第2电极之间，
所述第1电极包含第1集电体片和附着于所述第1集电体片的表面的第1活性物质层，
所述第2电极包含第2集电体片和附着于所述第2集电体片的表面的第2活性物质层，
所述第1集电体片和所述第2集电体片的至少一者具有从所述第1集电体片的一边的一部分沿着所述第1集电体片的面方向延伸的第1突舌，或者具有从所述第2集电体片的一边的一部分沿着所述第2集电体片的面方向延伸的第2突舌，
所述第1突舌和第2突舌的至少一者形成能够在其延伸方向伸缩的第1弹簧构造。
2.根据权利要求1所述的薄型电池，其特征在于，
所述第1突舌和所述第2突舌的至少一者还具有与所述第1突舌相连接且被引出到所述壳体的外部的第1引线，或者具有与所述第2突舌相连接且被引出到所述壳体的外部的第2引线。
3.根据权利要求1或2所述的薄型电池，其特征在于，
所述第1突舌和所述第2突舌的至少一者包含具有使所述第1集电体片和所述第1引线导通的多个导电路径的多线构造，或者，包含具有使所述第2集电体片和所述第2引线导通的多个导电路径的多线构造。
4.根据权利要求2或3所述的薄型电池，其特征在于，
所述第1引线和所述第2引线的至少一者形成第2弹簧构造。
5.根据权利要求1所述的薄型电池，其特征在于，
所述第1突舌的一部分和所述第2突舌的一部分形成被引出到所述壳体的外部的第1引线部，或者形成被引出到所述壳体的外部的第2引线部。
6.根据权利要求1～5中任一项所述的薄型电池，其特征在于，
所述第1集电体片和所述第1突舌、以及所述第2集电体片和所述第2突舌的至少一者具有从相同的导电性片材料切出的无缝构造。
7.根据权利要求1～6中任一项所述的薄型电池，其特征在于，
所述第1弹簧构造是利用在所述第1突舌和所述第2突舌的至少一者上设置的狭缝而形成的，所述狭缝沿与所述第1突舌或者所述第2突舌的延伸方向交叉的方向形成。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的薄型电池，其特征在于，
所述第1突舌和所述第2突舌的至少一者还具有覆盖所述第1突舌或者所述第2突舌的至少一部分的树脂膜。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的薄型电池，其特征在于，
所述非水电解质的至少一部分形成凝胶电解质，
所述凝胶电解质将所述第1活性物质层和所述分隔件之间以及所述第2活性物质层和所述分隔件之间粘接起来。
10.一种薄型电池，其特征在于，
该薄型电池包含片状的电极组、含浸于所述电极组的非水电解质以及密闭收纳所述电极组和所述非水电解质的壳体，
所述电极组具备：
片状的第1电极；
片状的第2电极；
分隔件，其配置在所述第1电极和所述第2电极之间；以及
在所述第1电极和所述第2电极的至少一者中，具有与所述第1电极相连接且延伸到所述壳体的外部的第1引线，或者与所述第2电极相连接且延伸到所述壳体的外部的第2引线，
所述第1电极包含第1集电体片和附着于所述第1集电体片的表面的第1活性物质层，
所述第2电极包含第2集电体片和附着于所述第2集电体片的表面的第2活性物质层，
所述第1引线和所述第2引线的至少一者形成能够在其延伸方向伸缩的第2弹簧构造。
11.一种电池搭载装置，其特征在于，
该电池搭载装置具有权利要求1～10中任一项所述的薄型电池和利用自所述薄型电池供给的电力来进行驱动的具有挠性的电子设备，
所述薄型电池和所述电子设备成为一体且薄片化。
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