DE102014015641A1

DE102014015641A1 - Sekundärbatterie und elektronisches Gerät

Info

Publication number: DE102014015641A1
Application number: DE201410015641
Authority: DE
Inventors: Masaaki Hiroki; Daisuke Furumatsu
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2013-10-22
Filing date: 2014-10-22
Publication date: 2015-04-23
Also published as: TWI811937B; KR102584284B1; JP2016027579A; CN104577179B; DE102014019810B3; JP5903188B2; JP2016027532A; TW201941485A; KR102308797B1; JP2016027544A; US11316189B2; CN111490188A; US20150111088A1; TW201530851A; KR20220100834A; KR102418977B1; TWI633693B; US10320025B2; KR20150046738A; TW201906222A

Abstract

Eine Sekundärbatterie, die für ein tragbares Informationsendgerät oder ein tragbares Gerät geeignet ist, wird bereitgestellt. Ein elektronisches Gerät mit einer neuartigen Struktur, die verschiedene Formen aufweisen kann, und eine Sekundärbatterie, die in die Formen des elektronischen Gerätes passt, wird bereitgestellt. Die Sekundärbatterie umfasst einen Film, der mit Vertiefungen oder Vorsprüngen, die Belastung an dem Film wegen des Ausübens von äußerer Kraft verringern kann, versehen ist. Die Größen der Vertiefungen oder Vorsprünge in einem zentralen Abschnitt und der in einem Endabschnitt des Filmsunterscheiden sich voneinander. Der Endabschnitt des Films ist mit einer Klebeschicht abgedichtet. Die Vertiefungen oder Vorsprünge des Films werden durch Pressen, beispielsweise Prägen, ausgebildet.

Description

Hintergrund der Erfindung
1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft einen Gegenstand, ein Verfahren oder ein Herstellungsverfahren. Die vorliegende Erfindung betrifft einen Prozess, eine Maschine, Herstellung oder eine Materialzusammensetzung. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Halbleitervorrichtung, eine Anzeigevorrichtung, eine lichtemittierende Vorrichtung, eine Energiespeichervorrichtung, ein Betriebsverfahren dafür oder ein Herstellungsverfahren dafür. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft insbesondere ein elektronisches Gerät.
Es sei angemerkt, dass mit elektronischen Geräte in dieser Beschreibung alle Geräte gemeint sind, die Sekundärbatterien enthalten, und dass elektro-optische Geräte, die Sekundärbatterien enthalten, Informationsendgeräte, die Sekundärbatterien enthalten, Fahrzeuge, die Sekundärbatterien enthalten, und dergleichen alle elektronische Geräte sind.
2. Beschreibung des Standes der Technik
In den letzten Jahren ist intensiv an der Entwicklung tragbarer Informationsendgeräte, die typischerweise Smartphones sind, gearbeitet worden. Die Benutzer wünschen sich, dass tragbare Informationsendgeräte, die eine Art von elektronischen Geräten sind, leicht und kompakt sind.
Patentdokument 1 offenbart ein Beispiel für eine tragbare Freisprechanlage, mit der Informationen überall visuell erhältlich sind, insbesondere eine Videobrille, die eine CPU enthält und für die Datenkommunikation geeignet ist. Das in Patentdokument 1 offenbarte Gerät ist auch eine Art von elektronischem Gerät.
Die meisten tragbaren Geräte und die meisten tragbaren Informationsendgeräte enthalten Sekundärbatterien, die wiederholt aufgeladen und entladen werden können, wobei es Probleme gibt, dass die tragbaren Geräte und die tragbaren Informationsendgeräte eine Beschränkung der Betriebsdauer haben, da ihr leichtes Gewicht und ihre Kompaktheit die Batteriekapazität beschränken. Bei tragbaren Geräten und tragbaren Informationsendgeräten verwendete Sekundärbatterien sollten leicht und kompakt sein und sollten lange Zeit verwendet werden können.
Beispiele für Sekundärbatterien umfassen eine Nickel-Metallhydridbatterie und eine Lithiumionen-Sekundärbatterie. Lithiumionen-Sekundärbatterien werden insbesondere aktiv erforscht und entwickelt, da ihre Kapazität erhöht werden kann und ihre Größe reduziert werden kann.
Elektroden, die als positive Elektroden oder negative Elektroden der Lithiumionen-Sekundärbatterien dienen, werden jeweils beispielsweise unter Verwendung von Lithiummetall, einem auf Kohlenstoff basierenden Material oder einem Legierungsmaterial ausgebildet.
[Referenz]

[Patentdokument 1] Japanische Patentoffenlegungsschrift Nr. 2005-157317

Zusammenfassung der Erfindung
Eine Aufgabe ist, eine Sekundärbatterie, die für ein tragbares Informationsendgerät geeignet ist, bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe ist, eine Sekundärbatterie, die für ein tragbares Gerät geeignet ist, bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist, eine neuartige Energiespeichervorrichtung bereitzustellen.
Eine weitere Aufgabe ist, ein elektronisches Gerät mit einer neuartigen Struktur, nämlich, ein elektronisches Gerät mit einer neuartigen Struktur, deren Aussehen auf verschiedene Weisen geändert werden kann, bereitzustellen. Eine weitere Aufgabe ist, ein elektronisches Gerät mit einer neuartigen Struktur, die verschiedene Formen aufweisen kann, und eine Sekundärbatterie, welche in die Formen des elektronischen Gerätes passt, bereitzustellen.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibungen dieser Aufgaben dem Vorhandensein anderer Aufgaben nicht im Wege stehen. Bei einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung müssen nicht alle Aufgaben erfüllt werden. Andere Aufgaben werden aus den Erläuterungen der Beschreibung, den Zeichnungen, den Patentansprüchen und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
In dem Fall, in dem ein elektronisches Gerät derart ausgebildet ist, dass es eine komplizierte Form aufweist, wird ein Gehäuse derart gestaltet, dass es eine komplizierte Form aufweist, und elektronische Komponenten (z. B. eine Stromsquelle, eine Leitung, ein Transistor, ein Widerstand und ein Kondensator) sind in einem Innenraum des Gehäuses angeordnet. Wenn es egal ist, wie groß und wie schwer das elektronische Gerät ist, ist das Volumen des Innenraums des Gehäuses relativ groß, und daher können die elektronischen Komponenten relativ frei angeordnet werden.
In dem Fall, in dem ein elektronisches Gerät mit einer komplizierten Form kompakt und leicht sein soll, ist das Volumen eines Innenraums eines Gehäuses klein, und elektronische Komponenten und ihre Größen werden entsprechend dem Volumen gewählt, und die elektronischen Komponenten werden angeordnet. In diesem Fall erhöhen sich die Fertigungskosten, da kleinere elektronische Komponenten teurer sind.
Außerdem neigt die Kapazität einer Sekundärbatterie zuzunehmen, wenn ihr Volumen oder Gewicht zunimmt. Daher gibt es Beschränkungen bezüglich der Größe und der Anordnung einer Sekundärbatterie, die in einem kleinen elektronischen Gerät eingebaut ist.
Wenn die Laufleistung pro Aufladung eines Fahrzeugs, bei dem eine Sekundärbatterie eingesetzt wird, so beispielsweise die eines Elektrofahrzeugs und eines Hybridfahrzeugs, zunimmt, nimmt auch das Volumen oder das Gewicht der Sekundärbatterie zu.
Hinsichtlich des Obigen wird eine Sekundärbatterie, deren Form geändert werden kann, für ein elektronisches Gerät verwendet, und die Sekundärbatterie und andere elektronische Komponenten sind in effizienter Weise in dem Innenraum eines Gehäuses des elektronischen Gerätes angeordnet.
In dem Fall, in dem die Form einer Sekundärbatterie durch von außen ausgeübte Kraft geändert wird, wird die äußere Kraft auf einen Gegenstand wie einen Film ausgeübt, der als Außenteil der Sekundärbatterie verwendet wird, und der Gegenstand wird belastet. Dies könnte teilweise den Gegenstand verformen oder beschädigen.
Eine Sekundärbatterie, bei der eine durch Belastungverursachte Verformung verringert werden kann, wird bereitgestellt. Eine „Verformung” ist das Ausmaß der Formänderung, das die Verschiebung eines Punktes eines Gegenstands gegenüber der Bezugslänge (Anfangslänge) des Gegenstands bezeichnet. Eine Sekundärbatterie, bei welcher der Einfluss einer Verformung, nämlich das Ausmaß der Formänderung, die durch Ausüben einer äußeren Kraft auf die Sekundärbatterie verursacht wird, auf einen akzeptablen Grad verringert werden kann, wird bereitgestellt. Eine solche Struktur, die eine Verformung aufgrund einer Belastung verringern kann, kann verhindern, dass die Sekundärbatterie (z. B. ein Außenteil) bei der Formänderung beispielsweise durch Biegen beschädigt wird, wodurch langfristige Zuverlässigkeit erzielt wird.
Eine Ausführungsform der Erfindung, die in dieser Beschreibung offenbart ist, ist eine Sekundärbatterie, die einen Film beinhaltet, der mit Vertiefungen oder Vorsprüngen versehen ist, welche die durch äußere Kraft hervorgerufene Belastung an dem Film verringern kann. Die Höhen der Vertiefungen oder der Vorsprünge sind zwischen einem zentralen Abschnitt und einem Endabschnitt des Films verschieden. Der Endabschnitt des Films ist mittels einer Klebeschicht abgedichtet.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die in dieser Beschreibung offenbart wird, ist eine Sekundärbatterie, die einen Film mit einem Muster, das durch Vertiefungen oder Vorsprünge an einem Teil seiner Oberfläche gebildet ist, beinhaltet. Die Höhen der Vertiefungen oder der Vorsprünge sind zwischen einem zentralen Abschnitt und einem Endabschnitt des Films verschieden. Der Endabschnitt des Films ist mit einer Klebeschicht abgedichtet.
Bei der obigen Struktur ist das Muster des Films ein geometrisches Muster, bei dem sich in zwei Richtungen schräge Linien schneiden und das visuell erkannt werden kann. Im Fall eines solchen geometrischen Musters, bei dem sich in zwei Richtungen schräge Linien schneiden, kann Belastung wegen des Biegens in mindestens zwei Richtungen verringert werden. Die Vertiefungen oder die Vorsprünge sind nicht notwendigerweise regelmäßig angeordnet und können wahllos angeordnet sein. Eine wahllose Anordnung ermöglicht, dass Belastung nicht nur wegen des zweidimensionalen Biegens, sondern auch wegen des dreidimensionalen wahllosen Biegens oder Verdrehung, verringern wird. Der Film kann teilweise eine Vielzahl von Bereichen mit unterschiedlichen Mustern aufweisen. Der Film kann mit Vertiefungen und Vorsprüngen nur in einem biegsamen Abschnitt versehen sein und in dem anderen Abschnitt eine ebene Oberfläche aufweisen.
Die Vertiefungen oder die Vorsprünge des Films sind durch Drucken, z. B. Prägung, ausgebildet. Die durch Prägung ausgebildeten Vertiefungen oder Vorsprünge einer Oberfläche (oder einer hintere Oberfläche) des Films bilden einen geschlossenen Raum, der von dem Film, der als Teil einer Wand der Dichtungsstruktur dient, abgedichtet ist und dessen inneres Volumen sich ändern kann. Man kann sagen, dass die Vertiefungen oder die Vorsprünge des Films bei diesem geschlossenen Raum eine Akkordeon-Struktur (Balgstruktur) bilden. Die Dichtungsstruktur mittels des Films kann Eintritt von Wasser und Staub verhindern. Es sei angemerkt, dass Prägung, die eine Art von Drucken ist, nicht notwendigerweise verwendet wird und ein beliebiges Verfahren verwendet wird, welches Ausbilden eines Reliefs an einem Teil des Films ermöglicht. Eine Kombination der Verfahren, z. B. Prägung und ein beliebiger anderer Druck, kann an einem Film durchgeführt werden. Alternativ kann Prägung an einem Film mehrmals durchgeführt werden.
Obwohl die Sekundärbatterie eine beliebigen einer Vielfalt von Strukturen aufweisen kann, wird eine Struktur, bei der ein Film als Außenteil verwendet wird, hier verwendet. Es sei angemerkt, dass der als Außenteil verwendete Film ein einschichtiger Film ist, der aus den folgenden Filmen ausgewählt wird: Metallfilme (z. B. ein Aluminiumfilm, ein Edelstahlfilm und ein Nickelstahlfilm), ein Kunststofffilm aus einem organischen Material, ein Film aus einem Materialgemisch, der ein organisches Material (z. B. ein organisches Harz oder Faser) und ein anorganisches Material (z. B. Keramik) enthält, Kohlenstoff enthaltende Filme (z. B. ein Kohlenstofffilm und ein Graphitfilm) und dergleichen, oder ein geschichteter Film, der zwei oder mehr der oben genannten Filme beinhaltet. Metallfilme werden leicht geprägt. Ausbilden von Vertiefungen oder Vorsprüngen durch Prägung erhöht den Oberflächenbereich des Films, welcher der Außenluft ausgesetzt ist, was effiziente Wärmeableitung erzielt.
Die Dichtungsstruktur der Sekundärbatterie ist wie folgt: ein rechteckiger Film wird auf die Hälfte gefaltet, so dass zwei Endabschnitte, die jeweils zwei der vier Ecken aufweisen, einander überlappen (der gefaltete Abschnitt zwischen den Endabschnitten liegt), und Abdichtung an drei Seiten erfolgt mit einer Klebeschicht, oder zwei Filme werden derart übereinander geschichtet, dass sie einander überlappen, und Abdichtung an vier Seiten des Films mit erfolgt mit einer Klebeschicht.
Die Klebeschicht kann mittels eines thermoplastischen Film-Materials, eines wärmehärtenden Klebstoffs, eines anaerobischen Klebstoffs, eines lichthärtenden Klebstoffs, wie eines UV-härtenden Klebstoffs oder eines reaktiven härtenden Klebstoffs, ausgebildet werden. Beispiele für Materialien der Klebstoffe umfassen ein Epoxidharz, ein Acrylharz, ein Silikonharz und ein Phenolharz.
Beim Ausbilden der Dichtungsstruktur durch Verbinden und Befestigen der Klebeschicht und des Films wird Druckverklebung durchgeführt, so dass die Höhen der Vertiefungen oder der Vorsprünge zwischen einem Endabschnitt des Films, welcher der Kompression unterzogen worden ist, und einem zentralen Abschnitt des Films unterschiedlich sind. Wenn die Höhe der Vertiefungen oder der Vorsprünge in dem Endabschnitt kleiner als diejenige der Vertiefungen oder der Vorsprünge in dem zentralen Abschnitt des Films ist, kann der Einfluss einer Verformung verringert werden, so dass sie innerhalb des zulässigen Bereichs liegt.
In dem Fall, in dem ein Film mit Vertiefungen oder Vorsprüngen in einem zentralen Abschnitt versehen ist und mit keiner Vertiefung oder keinem Vorsprung in einem Endabschnitt versehen ist, welcher der Kompression unterzogen worden ist, kann sich der geschlossene Raum der Sekundärbatterie stark ausdehnen, falls sich das Volumen von inneren Bestandteilen der Sekundärbatterie in dem zentralen Abschnitt ausdehnt. Das heißt, dass ein solcher Film die Explosion der Sekundärbatterie verhindern kann. Andererseits ist, da Vertiefungen oder Vorsprünge in dem Endabschnitt nicht vorhanden sind, die Flexibilität des Endabschnitts niedriger als diejenige in dem zentralen Abschnitt, und die Belastung wird eher in dem zentralen Abschnitt verringert als in dem Endabschnitt des Films. Daher helfen auch im Endabschnitt Vertiefungen oder Vorsprünge, der Einfluss einer Verformung auf einen zulässigen Grad zu verringern.
Der Begriff „elektronisches Gerät mit einer komplizierten Form” kann auf verschiedene Weise interpretiert werden. Er kann als elektronisches Gerät mit einer festen, komplizierten Form (z. B. der Form mit einer gekrümmten Oberfläche) interpretiert werden. In dem Fall, in dem die Form des elektronischen Gerätes fest ist, wird eine Sekundärbatterie einmal gebogen und gefestigt, während sie gebogen ist. Außerdem kann der Begriff auch als elektronisches Gerät mit einer komplizierten Form, die sich ändert oder nicht ändert, wenn eine äußere Kraft ausgeübt wird, oder als elektronisches Gerät mit einer einfachen Form, die sich ändert, wenn eine äußere Kraft ausgeübt wird, interpretiert werden. Im Fall eines elektronischen Gerätes, dessen Form sich ändert, wenn eine Kraft ausgeübt wird, ist es bevorzugt, dass auch eine Sekundärbatterie ihre Form jedes Mal dann ändern kann, wenn eine Kraft ausgeübt wird.
Eine Ausführungsform der Erfindung, die in dieser Beschreibung offenbart ist, ist ein elektronisches Gerät, das ein Gehäuse, das teilweise eine gekrümmte Oberfläche aufweist, und eine Sekundärbatterie mit einer gekrümmten Oberfläche beinhaltet. Ein Außenteil der Sekundärbatterie ist ein Film, dessen Oberfläche teilweise ein Muster aufweist, das durch Vertiefungen oder Vorsprünge gebildet wird.
Eine weitere Ausführungsform der Erfindung, die in dieser Beschreibung offenbart ist, ist ein elektronisches Gerät, das ein Gehäuse und eine Sekundärbatterie in Kontakt mit einem Teil des Gehäuses beinhaltet. Ein Außenteil der Sekundärbatterie ist ein Film, dessen Oberfläche teilweise ein Muster aufweist, das durch Vertiefungen oder Vorsprüngen gebildet wird. Das Gehäuse kann seine Form teilweise ändern.
Bei der obigen Struktur kann der Außenteil der Sekundärbatterie seine Form im Bereich des Krümmungsradius von 10 mm bis 150 mm, bevorzugt von 30 mm bis 150 mm, ändern. Ein oder zwei Film/e wird/werden als Außenteil der Sekundärbatterie verwendet. In dem Fall, in dem die Sekundärbatterie eine geschichtete Struktur aufweist und die Sekundärbatterie durch Biegen der Sekundärbatterie einen bogenförmigen Querschnitt aufweist, weist die Sekundärbatterie eine Struktur auf, bei ihre die Bestandteile zwischen zwei gekrümmten Oberflächen der Filme liegen.
Der Krümmungsradius einer Oberfläche wird anhand von 19A bis 19C beschrieben. In 19A ist an einer Fläche 1701, entlang der eine gekrümmte Oberfläche 1700 geschnitten ist, ein Teil einer Kurve 1702, die eine Form der gekrümmten Oberfläche ist, nahezu ein Kreisbogen, wobei der Radius des Kreises als Krümmungsradius 1703 bezeichnet wird und der Mittelpunkt des Kreises als Mittelpunkt 1704 der Krümmung bezeichnet wird. 19B ist eine Draufsicht auf die gekrümmte Oberfläche 1700. 19C ist eine Querschnittsansicht der gekrümmten Oberfläche 1700 entlang der Fläche 1701. Wenn eine gekrümmte Oberfläche einer Fläche entlang geschnitten ist, hängt der Krümmungsradius einer Kurve davon ab, an welcher Fläche die gekrümmte Oberfläche geschnitten ist. Hier ist der Krümmungsradius einer gekrümmten Oberfläche als Krümmungsradius einer Kurve an einer Fläche definiert, an der die gekrümmte Oberfläche derart geschnitten ist, dass die Kurve den kleinsten Krümmungsradius aufweist.
In dem Fall, in dem eine Sekundärbatterie, in der eine Komponente 1805, die Elektroden und eine Elektrolytlösung enthält, zwischen zwei Filmen als Außenteilen liegt, gebogen ist, ist ein Radius 1802 der Krümmung eines Films 1801, der nahe einem Mittelpunkt 1800 der Krümmung der Sekundärbatterie liegt, kleiner als ein Radius 1804 der Krümmung eines Films 1803, der entfernt von dem Mittelpunkt 1800 der Biegung liegt (20A). Wenn die Sekundärbatterie gekrümmt ist und einen bogenförmigen Querschnitt aufweist, wird eine Druckspannung auf eine Oberfläche des Films an der an dem Mittelpunkt 1800 der Krümmung näher liegenden Seite ausgeübt, und eine Zugspannung wird auf eine Oberfläche des Films an der von dem Mittelpunkt 1800 der Krümmung ferner liegenden Seite ausgeübt (20B). Jedoch kann durch Ausbilden eines Musters, das Vertiefungen oder Vorsprünge an Oberflächen der Außenteile aufweist, der Einfluss einer Verformung auf einen akzeptablen Grad verringert werden, wenn auch eine Druckspannung und eine Zugspannung ausgeübt werden. Aus diesem Grund kann die Sekundärbatterie ihre Form derart ändern, dass der Außenteil an der zum Mittelpunkt der Krümmung näher liegenden Seite einen Krümmungsradius von größer als oder gleich 10 mm, bevorzugt größer als oder gleich 30 mm, aufweist.
Es sei angemerkt, dass die Querschnittsform der Sekundärbatterie nicht auf eine einfache Bogenform beschränkt ist, und der Querschnitt kann teilweise eine Bogenform aufweisen, so kann beispielsweise eine Form in 20C, eine Wellenform in 20D oder eine S-Form verwendet werden. Wenn die gekrümmte Oberfläche der Sekundärbatterie eine Form mit einer Vielzahl von Mittelpunkten der Krümmung aufweist, kann die Sekundärbatterie ihre Form derart ändern, dass eine gekrümmte Oberfläche mit dem kleinsten Krümmungsradius unter Radien der Krümmung bezüglich der Vielzahl von Mittelpunkten der Krümmung, die eine Oberfläche des Außenteils an der zu dem Mittelpunkt der Krümmung näher liegenden Seite ist, einen Krümmungsradius von größer als oder gleich 10 mm, bevorzugt größer als oder gleich 30 mm, aufweist.
Wenn die Sekundärbatterie gebogen ist, wobei der Mittelpunkt der Krümmung an der inneren Seite liegt, und im Querschnitt gesehen wird, ist die Außenfläche gespannt und die Innenfläche ist zusammengedrückt. Mit anderen Worten dehnt sich die Außenseite aus und die Innenseite schrumpft. Die biegsame Sekundärbatterie kann auch eine elastische Sekundärbatterie genannt werden.
Wenn eine Sekundärbatterie, in der eine Elektrolytlösung zwischen zwei Filmen, die als Außenteile dienen, gehalten ist, gebogen ist, ist der Krümmungsradius eines ersten Films kleiner als derjenige eines zweiten Films. Außerdem unterscheidet sich bei der Sekundärbatterie ein Muster einer Oberfläche des ersten Films von demjenigen des zweiten Films. Wenn die Sekundärbatterie gebogen wird und einen bogenförmigen Querschnitt aufweist, wird eine Druckspannung auf eine Oberfläche des Films an der zu dem Mittelpunkt der Krümmung näher liegenden Seite ausgeübt, und eine Zugspannung wird auf eine Oberfläche des Films an der von dem Mittelpunkt der Krümmung ab ferner liegenden Seite ausgeübt. Wenn auch Druckspannung oder Zugspannung auf eine Filmoberfläche auf eine solche Weise ausgeübt wird, ist der Einfluss einer Verformung zulässig, da eine Oberfläche des Außenteils ein Muster, das durch Vertiefungen oder Vorsprüngen gebildet ist, aufweist.
Ein Teil eines Gerätes, wie einer Armbanduhr, wird in Kontakt mit einem Teil des Körpers eines Benutzers gebracht; das heißt, dass der Benutzer das Gerät trägt, wodurch der Benutzer ein Gefühl hat, als ob das Gerät leichter ist, als es tatsächlich wiegt. Indem eine flexible Sekundärbatterie bei einem elektronischen Gerät mit einer Form mit einer gekrümmten Oberfläche, die an einen Teil des Körpers eines Benutzers passt, verwendet wird, kann die Sekundärbatterie derart befestigt werden, dass sie eine Form aufweist, die für das elektronische Gerät geeignet ist, und bereitgestellt werden.
Wenn ein Benutzer einen Teil des Körpers, an dem ein elektronisches Gerät getragen ist, bewegt, könnte sich der Benutzer unangenehm fühlen, das elektronische Gerät als störend empfinden und Stress fühlen, wenn auch das elektronisches Gerät eine gekrümmte Oberfläche aufweist, die an einen Teil des Körpers passt. In dem Fall, in dem die Form mindestens eines Teils eines elektronischen Gerätes entsprechend der Bewegung eines Körpers eines Benutzers geändert werden kann, fühlt sich der Benutzer nicht unangenehm, und eine flexible Batterie kann in einem Abschnitt des elektronischen Gerätes bereitgestellt werden, dessen Form geändert werden kann.
Ein elektronisches Gerät weist nicht notwendigerweise eine Form mit einer gekrümmten Oberfläche oder eine komplizierte Form auf; ein elektronisches Gerät kann eine einfache Form aufweisen. Beispielsweise wird in vielen Fällen die Anzahl oder Größe der Bestandteile, die in einem elektronischen Gerät mit einer einfachen Form eingebaut werden können, abhängig von dem Volumen eines Raums, der von einem Gehäuse des elektronischen Gerätes gebildet wird, bestimmt. Das Bereitstellen einer flexiblen Sekundärbatterie in einem kleinen Raum zwischen anderen Bestandteilen als der Sekundärbatterie ermöglicht, dass ein von einem Gehäuse eines elektronischen Gerätes gebildeter Raum auf effiziente Weise verwendet wird; daher kann die Fläche des elektronischen Gerätes verkleinert werden.
Beispiele für tragbare Geräte umfassen tragbare Eingabeendgeräte, wie eine tragbare Kamera, ein tragbares Mikrofon und einen tragbaren Sensor, tragbare Ausgabeendgeräte, wie ein tragbares Display und einen tragbaren Lautsprecher, und tragbare Eingabe-/Ausgabeendgeräte mit den Funktionen eines der Eingabeendgeräte und eines der Ausgabeendgeräte. Ein weiteres Beispiel für ein tragbares Gerätes ist ein Gerät, das jede Vorrichtung steuert und Daten berechnet oder verarbeitet, typischerweise ein tragbarer Computer, der eine CPU beinhaltet. Weitere Beispiele für tragbare Geräte umfassen Geräte, die Daten speichern, mitteilen und empfangen, typischerweise ein tragbares Informationsendgerät und einen Speicher.
Eine Sekundärbatterie mit einer neuartigen Struktur kann bereitgestellt werden. Eine neuartige Energiespeichervorrichtung kann bereitgestellt werden.
Die Form einer Sekundärbatterie kann frei gestaltet werden, und dann wird, wenn beispielsweise eine Sekundärbatterie mit einer gekrümmten Oberfläche verwendet wird, die Flexibilität eines ganzen Gerätes erhöht, und Geräte mit verschiedenen Designs können hergestellt werden. Darüber hinaus wird eine Sekundärbatterie an der Innenseite entlang einer gekrümmten Oberfläche eines Gerätes angeordnet, so dass in dem Gerät mit der gekrümmten Oberfläche am wenigsten Raum verschwendet wird und es möglich wird, einen Raum in dem Gerät maximal zu nutzen.
Auf diese Weise kann ein elektronisches Gerät mit einer neuartigen Struktur bereitgestellt werden.
Es sei angemerkt, dass die Beschreibung dieser Wirkungen dem Vorhandensein weiterer Wirkungen nicht im Wege steht. Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung muss nicht alle oben angegebenen Aufgaben erzielen. Weitere Wirkungen werden aus der Erläuterung der Beschreibung, den Zeichnungen, den Patentansprüchen und dergleichen ersichtlich und können davon abgeleitet werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den begleitenden Zeichnungen:
1A und 1B sind Draufsichten, die jeweils eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
2A bis 2F sind perspektivische Ansichten, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
3A bis 3C stellen jeweils Prägung einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung dar;
4A bis 4E sind Draufsichten, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
5A und 5B sind perspektivische Ansichten, die jeweils eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
6A und 6B sind perspektivische Ansichten, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
7A und 7B sind Draufsichten, die jeweils eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
8A und 8B sind perspektivische Ansichten, die jeweils eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
9A ist ein Außenfoto einer Sekundärbatterie nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 9B ist ihre schematische Ansicht;
10A ist eine Röntgenfotografie einer Sekundärbatterie nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 10B ist ihre schematische Ansicht;
11A ist eine Querschnittsansicht eines elektronischen Gerätes nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und 11B ist sein Außenfoto;
12A und 12B sind Außenfotos eines elektronischen Gerätes nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
13A bis 13H stellen elektronische Geräte, die flexible Sekundärbatterien beinhalten, dar;
14A und 14B stellen Fahrzeuge, die Sekundärbatterien beinhalten, dar;
15A und 15B sind perspektivische Außenansichten, die ein elektronisches Gerät nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellen;
16A bis 16D stellen jeweils ein elektronisches Gerät dar;
17A bis 17C sind Außenfotos eines elektronischen Gerätes nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
18 ist eine schematische Querschnittsansicht der 12A;
19A bis 19C stellen einen Radius der Krümmung einer Oberfläche dar;
20A bis 20D stellen einen Mittelpunkt einer Krümmung dar;
21A und 21B sind Fotos eines Biegeprüfers (bend tester);
22A bis 22E sind Röntgen-CT-Bilder, 22F ist ein externes Foto, und 22G ist ein Diagramm, das Lade- und Entlade-Eigenschaften zeigt; und
23A bis 23E sind Röntgen-CT-Bilder, 23F ist ein externes Foto, und 23G ist ein Diagramm, das Lade- und Entlade-Eigenschaften zeigt; und
24A und 24B sind Diagramme, die Ladeeigenschaften und Entladeeigenschaften zeigen.
Detaillierte Beschreibung der Erfindung
Ausführungsformen und Beispiele der vorliegenden Erfindung werden nachstehend detailliert anhand der Zeichnungen beschrieben. Jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf die nachfolgenden Beschreibungen beschränkt, und es wird von einem Fachmann leicht erkannt, dass Arten und Details, die hierbei offenbart sind, auf verschiedene Weisen modifiziert werden können. Dazu wird die vorliegende Erfindung nicht als auf die Beschreibungen der Ausführungsformen und der Beispielen beschränkt angesehen.
Der Begriff „elektrisch verbunden” umfasst den Fall, in dem Komponenten über einen „Gegenstand mit einer elektrischen Funktion” verbunden sind. Es gibt keine besondere Beschränkung für den „Gegenstand mit einer elektrischen Funktion”, solange zwischen den über einen Gegenstand verbundenen Komponenten elektrische Signale gesendet und empfangen werden können.
Die Position, die Größe, der Bereich oder dergleichen jeder in Zeichnungen und dergleichen dargestellten Komponente ist in einigen Fällen der Einfachheit halber nicht genau dargestellt. Die offengelegte Erfindung ist daher nicht notwendigerweise auf die Position, die Größe, den Bereich oder dergleichen, die in den Zeichnungen und dergleichen offenbart sind, beschränkt.
Die Ordnungszahl wie „erster”, „zweiter” und „dritter” werden verwendet, um Verwechslung unter zwischen Komponenten zu vermeiden.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung ein Begriff „parallel” bedeutet, dass der Winkel, der zwischen zwei geraden Linien gebildet wird, größer als oder gleich –10° und kleiner als oder gleich 10° ist, und daher auch den Fall umfasst, in dem der Winkel größer als oder gleich –5° und kleiner als oder gleich 5° ist. Außerdem bedeutet der Begriff „senkrecht”, dass der Winkel, der zwischen zwei geraden Linien gebildet wird, größer als oder gleich 80° und kleiner als oder gleich 100° ist und daher auch den Fall umfasst, in dem der Winkel größer als oder gleich 85° und kleiner als oder gleich 95° ist.
(Ausführungsform 1)
Bei dieser Ausführungsform wird ein Beispiel für die Herstellung einer Lithiumionen-Sekundärbatterie mittels eines Films, dessen Oberfläche mit einem Muster geprägt wird, beschrieben.
Zuerst wird ein Blatt aus einem flexiblen Material vorbereitet. Als Blatt wird eine Schichtanordnung, d. h. ein Metallfilm, der mit einer Klebeschicht (auch als Wärmedichtungsschicht bezeichnet) versehen ist oder zwischen Klebeschichten liegt, verwendet. Als Klebeschicht wird ein Wärmedichtungsharzfilm, der beispielswise Polypropylen oder Polyethylen enthält, verwendet. Bei dieser Ausführungsform wird ein Metallblatt, insbesondere eine Aluminiumfolie, deren nach oben weisende Oberfläche mit einem Nylonharz versehen ist und deren nach unten weisende Oberfläche mit einer Schichtanordnung aus einem säurebeständigen Polypropylenfilm und einem Polypropylenfilm versehen ist, als Blatt verwendet. Dieses Blatt wird geschnitten, um einen Film 10 in 1A zu erhalten.
Dann wird der Film 10 geprägt, so dass er eine Unebenheit aufweistund das Muster visuell wie in 1B erkannt werden kann. Obwohl ein Beispiel, in dem das Blatt geschnitten wird und dann geprägt wird, hier beschrieben wird, ist die Reihenfolge nicht besonders beschränkt; die Prägung kann vor dem Schneiden des Blatts durchgeführt werden, und dann wird das Blatt geschnitten, um sich in den Zustand wie in 1B zu befinden. Alternativ kann das Blatt geschnitten werden, nachdem Thermokompressionsbonden durchgeführt wird, wobei das Blatt gebogen ist.
Die Prägung, die eine Art von Drucken, wird beschrieben.
3A bis 3C sind Querschnittsansichten, die jeweils ein Beispiel für die Prägung zeigen. Es sei angemerkt, dass Prägung das Bearbeiten einer Oberfläche eines Films, um Unebenheit daran zu bilden, indem eine Prägungswalze, deren Oberfläche Unebenheit aufweist, mittels Drucks in Kontakt mit dem Film gebracht wird, bezeichnet. Die Prägungswalze ist eine Walze, deren Oberfläche gemustert ist.
Ein Beispiel, bei dem eine Oberfläche eines Films geprägt wird, ist in 3A dargestellt.
3A stellt den Zustand dar, in dem ein Film 50 zwischen einer Prägungswalze 53 in Kontakt mit der einen Oberfläche des Films und einer Walze 54 in Kontakt mit der anderen Oberfläche liegt und in dem der Film 50 in einer Richtung 58 der Bewegung des Films 50 transportiert wird. Die Oberfläche des Films wird durch Druck oder Wärme gemustert.
Die Bearbeitung in 3A wird einseitige Prägung genannt, die mittels einer Kombination aus der Prägungswalze 53 und der Walze 54 (einer Metallwalze oder einer elastischen Walze (z. B. Gummiwalze)) durchgeführt wird.
Ein Beispiel, bei dem beide Oberflächen eines Films geprägt werden, ist in 3B dargestellt.
3B stellt den Zustand dar, in dem ein Film 51 zwischen der Prägungswalze 53 in Kontakt mit einer Oberfläche des Films und einer Prägungswalze 55 in Kontakt mit der anderen Oberfläche liegt und der Film 51 in der Richtung 58 der Bewegung des Films 51 transportiert wird.
Bearbeitung in 3B wird beidseitige Prägung, die mittels einer Kombination aus der Prägungswalze 53 und der Prägungswalze 55, die ein Paar von Prägungswalzen sind, durchgeführt wird, genannt.
Die Oberfläche des Films 51 wird durch Unebenheit gemustert, nämlich, Vorsprünge zum Aushöhlen eines Teils der Oberfläche des Films und Vertiefungen zum Erheben eines Teils der Oberfläche des Films, die abwechselnd angeordnet sind.
3C stellt den Zustand dar, in dem ein Film 52 zwischen einer Prägungswalze 56 in Kontakt mit einer Oberfläche des Films und einer Prägungswalze 57 in Kontakt mit der anderen Oberfläche liegt und der Film 52 in der Richtung 58 der Bewegung des Films 52 transportiert wird.
Die Bearbeitung in 3C wird beidseitige Tip-to-Tip-Prägung (Tip to Tip both-side embossing) genannt, die mittels einer Kombination aus der Prägungswalze 56 und der Prägungswalze 57, die das gleiche Muster hat wie die Prägungswalze 56, durchgeführt wird. Die Phasen der Vorsprünge und Vertiefungen der zwei Prägungswalzen sind gleich, so dass im Wesentlichen das gleiche Muster an der nach oben weisenden Oberfläche und der nach unten weisenden Oberfläche des Films 52 gebildet werden kann.
Die Prägungswalze wird nicht notwendigerweise verwendet, und es kann auch eine Prägungsplatte verwendet werden. Darüber hinaus wird Prägung nicht notwendigerweise verwendet, und ein beliebiges Verfahren, welches ermöglicht, dass ein Relief an einem Teil des Films ausgebildet wird, wird verwendet.
Bei dieser Ausführungsform werden beide Oberflächen eines Films 11 mit Unebenheit versehen, um Muster aufzuweisen, und der Film 11 wird auf die Hälfte gefaltet, so dass zwei Endabschnitte, die jeweils zwei der vier Ecken einschließen, einander überlappen, und wird an drei Seiten mittels einer Klebeschicht abgedichtet.
Dann wird der Film 11 entlang einer Punktlinie in 1B derart gefaltet, dass er in den Zustand in 2A kommt.
Ein Positivelektrodenstromkollektor 12, ein Separator 13 und ein Negativelektrodenstromkollektor 14, die, wie in 2B dargestellt, übereinander geschichtet sind und in einer Sekundärbatterie beinhaltet sind, werden vorbereitet. Der Positivelektrodenstromkollektor 12 und der Negativelektrodenstromkollektor 14 können jeweils unter Verwendung eines hochleitfähigen Materials ausgebildet werden, das nicht mit einem Ladungsträgerion von z. B. Lithium legiert wird, wie ein Metall, das typischerweise Edelstahl, Gold, Platin, Zink, Eisen, Nickel, Kupfer, Aluminium, Titan oder eine Legierung davon ist. Alternativ kann eine Aluminiumlegierung verwendet werden, der ein Element zur Verbesserung der Wärmebeständigkeit, wie Silizium, Titan, Neodym, Scandium und Molybdän, zugesetzt ist. Alternativ kann ein Metallelement verwendet werden, das durch Reagieren mit Silizium Silizid bildet. Beispiele für das Metallelement, das durch Reagieren mit Silizium Silizid bildet, umfassen Zirconium, Titan, Hafnium, Vanadium, Niob, Tantal, Chrom, Molybdän, Wolfram, Kobalt, Nickel und dergleichen. Die Stromkollektoren können jeweils nach Bedarf die Form einer Folie, die Form einer Platte (die Form eines Blattes), die Form eines Netzes, eine zylindrische Form, die Form einer Spule, die Form von gestanztem Metall, die Form von gedehntem Metall oder dergleichen haben. Die Stromkollektoren weisen jeweils vorzugsweise eine Dicke von 10 μm bis 30 μm einschließlich auf. Es sei angemerkt, dass hier der Einfachheit halber das Beispiel dargestellt wird, bei dem eine Kombination aus dem Positivelektrodenstromkollektor 12, dem Separator 13 und dem Negativelektrodenstromkollektor 14, die geschichtet sind, in einem Außenteil gepackt ist. Um die Kapazität einer Sekundärbatterie zu erhöhen, kann eine Vielzahl von Kombinationen geschichtet sein und in einem Außenteil gepackt sein.
Außerdem werden zwei Anschlusselektroden (lead electrodes) 16 mit Dichtungsschichten 15 in 2C vorbereitet. Die Anschlusselektroden 16 werden jeweils auch als Leitungsanschluss (lead terminal) bezeichnet und bereitgestellt, um eine positive Elektrode oder eine negative Elektrode einer Sekundärbatterie an die Außenseite eines Außenfilms anzuschließen.
Dann wird eine der Anschlusselektroden durch Ultraschallschweißen oder dergleichen elektrisch mit einem vorstehenden Abschnitt des Positivelektrodenstromkollektors 12 verbunden. Aluminium wird als Material der Anschlusselektrode verwendet, die mit dem vorstehenden Abschnitt des Positivelektrodenstromkollektors 12 verbunden wird. Die andere Anschlusselektrode wird elektrisch mit einem vorstehenden Abschnitt des Negativelektrodenstromkollektors 14 durch Ultraschallschweißen oder dergleichen verbunden. Vernickeltes Kupfer wird als Material der Anschlusselektrode verwendet, die mit dem vorstehenden Abschnitt des Negativelektrodenstromkollektors 14 verbunden wird.
Dann werden zwei Seiten des Films 11 durch Thermokompressionsbonden abgedichtet, und eine Seite wird zur Einführung einer Elektrolytlösung offen gelassen. Bei dem Thermokompressionsbonden werden auch die Dichtungsschichten 15, die an den Anschlusselektroden angeordnet sind, geschmolzen, wodurch die Anschlusselektroden und der Film 11 aneinander befestigt werden. Danach wird in einer Atmosphäre unter verringertem Druck oder einer Inertatmosphäre eine gewünschte Menge an Elektrolytlösung in den Film 11, der die Form einer Tasche aufweist, eingeführt. Zuletzt wird die Außenkante des Films, welcher dem Thermokompressionsbonden noch nicht unterzogen worden ist und offen bleibt, durch Thermokompressionsbonden abgedichtet.
Auf diese Weise kann eine Sekundärbatterie 40 in 2D hergestellt werden.
Bei der erhaltenen Sekundärbatterie 40 weist die Oberfläche des Films 11, der als Außenteil dient, ein Muster mit Unebenheit auf. Ein Kantenbereich, der durch eine Punktlinie in 2D dargestellt ist, ist ein durch Thermokompression verbundener Bereich 17. Eine Oberfläche des durch Thermokompression verbundenen Bereichs 17 weist auch ein Unebenheit aufweisendes Muster auf. Obwohl die Unebenheit in dem durch Thermokompression verbundenen Bereich 17 kleiner ist als diejenige in einem zentralen Abschnitt, können sie eine Belastung, die beim Biegen der Sekundärbatterie ausgeübt wird, verringern. Eine solche Struktur, die eine Verformung wegen einer Belastung verringern kann, kann verhindern, dass die Sekundärbatterie (z. B. ein Außenteil) bei der Formänderung durch Biegen beschädigt wird, was zur Erzielung der langfristigen Zuverlässigkeit führt.
2E stellt ein Beispiel für einen Querschnitt entlang der Strichpunktlinie A-B in 2D dar.
Wie in 2E gezeigt, ist Unebenheit des Films 11 eines Bereiches, der den Positivelektrodenstromkollektor 12 überlappt, und des durch Thermokompression verbundenen Bereiches 17 verschieden. Wie in 2E gezeigt, sind der Positivelektrodenstromkollektor 12, eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht 18, der Separator 13, eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht 19 und der Negativelektrodenstromkollektor 14 in dieser Reihenfolge geschichtet und liegen im Inneren des gefalteten Films 11, ein Endabschnitt ist mit einer Klebeschicht 30 versiegelt, und der übrige Raum ist mit einer Elektrolytlösung 20 versehen.
Beispiele für Positivelektrodenaktivmaterialien, die für die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 18 verwendet werden können, umfassen ein Verbundoxid mit einer Olivin-Struktur, ein Verbundoxid mit einer geschichteten Steinsalz-Struktur und ein Verbundoxid mit einer Spinellstruktur. Insbesondere kann eine Verbindung wie LiFeO₂, LiCoO₂, LiNiO₂, LiMn₂O₄, V₂O₅, Cr₂O₅ oder MnO₂ verwendet werden.
Alternativ kann ein komplexes Material (LiMPO₄ (allgemeine Formel) (M ist eines oder mehrere von Fe(II), Mn(II), Co(II) und Ni(II))) verwendet werden. Typische Beispiele für die allgemeine Formel LiMPO₄, welches als Material verwendet werden kann, sind Lithiumverbindungen wie LiFePO₄, LiNiPO₄, LiCoPO₄, LiMnPO₄, LiFe_aNi_bPO₄, LiFe_aCo_bPO₄, LiFe_aMn_bPO₄, LiNi_aCo_bPO₄, LiNi_aMn_bPO₄ (a + b ≤ 1, 0 < a < 1 und 0 < b < 1), LiFe_cNi_dCo_ePO₄, LiFe_cNi_dMn_ePO₄, LiNi_cCo_dMn_ePO₄ (c + d + e ≤ 1, 0 < c < 1, 0 < d < 1 und 0 < e < 1) und LiFe_fNi_gCo_hMn_iPO₄ (f + g + h + i ≤ 1, 0 < f < 1, 0 < g < 1, 0 < h < 1 und 0 < i < 1).
Alternativ kann ein komplexes Material wie Li_(2-j)MSiO₄ (allgemeine Formel) (M ist eines oder mehrere von Fe(II), Mn(II), Co(II) und Ni(II); 0 ≤ j ≤ 2) verwendet werden. Typische Beispiele für die allgemeine Formel Li_(2-j)MSiO₄, die als Material verwendet werden kann, sind Lithiumverbindungen wie Li_(2-j)FeSiO₄, Li_(2-j)NiSiO₄, Li_(2-j)CoSiO₄, Li_(2-j)MnSiO₄, Li_(2-j)Fe_kN_lSiO₄, Li_(2-j)Fe_kCo_lSiO₄, Li_(2-j)Fe_kMn_lSiO₄, Li_(2-j)Ni_kCo_lSiO₄, Li_(2-j)Ni_kMn_lSiO₄ (k + l ≤ 1, 0 < k < 1 und 0 < l < 1), Li_(2-j)Fe_mNi_nCo_qSiO₄, Li_(2-j)Fe_mNi_nMn_qSiO₄, Li_(2-j)Ni_mCo_nMn_qSiO₄ (m + n + q ≤ 1, 0 < m < 1, 0 < n < 1 und 0 < q < 1) und Li_(2-j)Fe_rNi_sCo_tMn_uSiO₄ (r + s + t + u ≤ 1, 0 < r < 1, 0 < s < 1, 0 < t < 1 und 0 < u < 1).
Alternativ kann eine Verbindung vom Natrium-superionischen Leiter-(sodium superionic conductor; Nasicon-)Typ, die durch A_xM₂(XO₄)₃ (allgemeine Formel) (A = Li, Na oder Mg, M = Fe, Mn, Ti, V, Nb oder Al, X = S, P, Mo, W, As oder Si) dargestellt ist, für das Positivelektrodenaktivmaterial verwendet werden. Beispiele für die Verbindung vom Nasicon-Typ sind Fe₂(MnO₄)₃, Fe₂(SO₄)₃ und Li₃Fe₂(PO₄)₃. Alternativ kann eine Verbindung, die durch Li₂MPO₄F, Li₂MP₂O₇ oder Li₅MO₄ (allgemeine Formel) (M = Fe oder Mn) dargestellt ist, ein Perowskit-Fluorid (perovskite fluoride) wie NaF₃ und FeF₃, ein Metallchalkogenid (ein Sulfid, ein Selenid oder ein Tellurid) wie TiS₂ und MoS₂, ein Oxid mit einer umgekehrten Spinellstruktur (inverse spinel structure), wie LiMVO₄, ein Vanadiumoxid (V₂O₅, V₆O₁₃, LiV₃O₈ oder dergleichen), ein Manganoxid, ein organischer Schwefel oder dergleichen als Positivelektrodenaktivmaterial verwendet werden.
In dem Fall, in dem Ladungsträgerionen Alkalimetallionen (ausschließlich Lithiumionen) oder Erdalkalimetallionen sind, kann ein Material, das ein Alkalimetall (z. B. Natrium und Kalium) oder ein Erdalkalimetall (z. B. Calcium, Strontium, Barium, Beryllium und Magnesium) enthält, als Positivelektrodenaktivmaterial anstatt Lithium verwendet werden.
Als der Separator 13 kann ein Isolator wie Zellulose (Papier), Polyethylen mit Poren und Polypropylen mit Poren verwendet werden.
Als Elektrolyt einer Elektrolytlösung wird ein Material, das Ladungsträgerionen enthält, verwendet. Typische Beispiele für den Elektrolyt sind Lithiumsalze wie LiPF₆, LiClO₄, LiAsF₆, LiBF₄, LiCF₃SO₃, Li(CF₃SO₂)₂N und Li(C₂F₅SO₂)₂N. Einer dieser Elektrolyte kann allein verwendet werden, oder zwei oder mehr von ihnen können in einer geeigneten Kombination und in einem geeigneten Verhältnis verwendet werden.
Als Lösungsmittel der Elektrolytlösung wird ein Material, das zur Bewegung der Ladungsträgerionen geeignet ist, verwendet. Als Lösungsmittel der Elektrolytlösung wird vorzugsweise ein aprotisches organisches Lösungsmittel verwendet. Typische Beispiele für aprotische organische Lösungsmittel umfassen Ethylencarbonat (EC), Propylencarbonat, Dimethylcarbonat, Diethylcarbonat (DEC), γ-Butyrolacton, Acetonitril, Dimethoxyethan, Tetrahydrofuran und dergleichen, und eines oder mehrere dieser Materialien können verwendet werden. Wenn ein geliertes hochmolekulares Material als Lösungsmittel der Elektrolytlösung verwendet wird, werden die Sicherheit gegen Auslaufen der Flüssigkeit und dergleichen verbessert. Darüber hinaus kann die Speicherbatterie dünner und leichter sein. Typische Beispiele für gelierte hochmolekulare Materialien umfassen ein Silikongel, ein Acrylgel, ein Acrylonitrilgel, Polyethylenoxid, Polypropylenoxid, ein auf Fluor basierendes Polymer und dergleichen. Alternativ kann die Verwendung einer oder mehrer Arten von ionischen Flüssigkeiten (bei Raumtemperatur geschmolzenen Salzen), die als Lösungsmittel der Elektrolytlösung Eigenschaften von Nicht-Entflammbarkeit und Nicht-Flüchtigkeit aufweisen, verhindern, dass die Speicherbatterie explodiert oder Feuer fängt, auch wenn die Speicherbatterie innen kurzgeschlossen wird oder sich die Innentemperatur wegen eines Überladens und aus anderen Gründen erhöht. Eine ionische Flüssigkeit ist ein Salz im Flüssigkeitszustand und weist hohe Ionenbeweglichkeit (Leitfähigkeit) auf. Eine ionische Flüssigkeit enthält ein Kation und ein Anion. Beispiele für ionische Flüssigkeiten umfassen eine ionische Flüssigkeit, die ein Ethylmethylimidazolium-(EMI-)Kation enthält, und eine ionische Flüssigkeit, die ein N-Methyl-N-propylpiperidinium-(PP₁₃-)Kation enthält.
Anstatt der Elektrolytlösung kann auch ein Festelektrolyt, der ein anorganisches Material, wie ein auf Sulfid basierendes anorganisches Material oder ein auf Oxid basierendes anorganisches Material, enthält, oder ein Festelektrolyt, der ein makromolekulares (macromolecular) Material, wie ein auf Polyethylenoxid (PEO) basierendes makromolekulares Material, enthält, als Alternative verwendet werden. Wenn der Festelektrolyt verwendet wird, sind ein Separator und ein Abstandshalter nicht nötig. Darüber hinaus kann die ganze Batterie verfestigt werden; daher gibt es keine Möglichkeit eines Auslaufens der Flüssigkeit, und die Sicherheit der Batterie wird also dramatisch erhöht.
Ein Material, mit dem Lithium aufgelöst und abgeschieden werden kann, oder ein Material, in das und aus dem Lithiumionen eingelagert und ausgelagert werden können, kann für ein Negativelektrodenaktivmaterial der Negativelektrodenaktivmaterialschicht 19 verwendet werden; beispielsweise kann ein Lithiummetall, ein auf Kohlenstoff basierendes Material, ein auf Legierung basierendes Material oder dergleichen verwendet werden.
Das Lithiummetall wird wegen seines niedrigen Redoxpotentials (um 3,045 V niedriger als dasjenige einer Standardwasserstoffelektrode) und seiner hohen spezifischen Kapazität pro Gewichtseinheit und pro Volumeneinheit (3860 mAh/g und 2062 mAh/cm³) bevorzugt.
Beispiele für das auf Kohlenstoff basierende Material umfassen Graphit, graphitierten Kohlenstoff (graphitized carbon) (weichen Kohlenstoff), nicht graphitierten Kohlenstoff (non-graphitized carbon) (harten Kohlenstoff), eine Kohlenstoffnanoröhre, Graphen, Kohlenschwarz und dergleichen.
Beispiele für den Graphit umfassen Kunstgraphit wie meso-Kohlenstoff-Mikrokügelchen (meso-carbon microbeads, MCMB), auf Koks basierenden Kunstgraphit (coke-based artificial graphite) oder auf Pech basierenden Kunstgraphit (pitch-based aritificial graphite), und natürlichen Graphit wie sphärischen natürlichen Graphit (spherical natural graphite).
Graphit weist ein niedriges Potential, das im Wesentlichen gleich demjenigen eines Lithiummetalls ist, (0,1 V bis 0,3 V gegen Li/Li⁺) auf, wenn Lithiumionen in den Graphit eingelagert werden (während eine Lithium-Graphit-Einlagerungsverbindung (intercalation compound) ausgebildet wird). Aus diesem Grund kann eine Lithiumionen-Sekundärbatterie eine hohe Betriebsspannung aufweisen. Zusätzlich wird Graphit bevorzugt, da er Vorteile hat, wie beispielsweise relativ hohe Kapazität pro Volumeneinheit, geringe Volumenausdehnung, niedrige Kosten und höhere Sicherheit als ein Lithiummetall.
Für das Negativelektrodenaktivmaterial kann ein auf Legierung basierendes Material, das Lade- und Entladereaktionen durch eine Legierungsreaktion (alloying reaction) und eine Entlegierungsreaktion (dealloying reaction) mit Lithium ermöglicht, verwendet werden. In dem Fall, in dem Ladungsträgerionen Lithiumionen sind, kann beispielsweise ein Material, das mindestens eines von Al, Si, Ge, Sn, Pb, Sb, Bi, Ag, Au, Zn, Cd, In, Ga und dergleichen enthält, als solches auf Legierung basierendes Material verwendet werden. Derartige Elemente weisen höhere Kapazität auf als Kohlenstoff. Im Besonderen weist Silizium eine ausgezeichnet hohe theoretische Kapazität von 4200 mAh/g auf. Deshalb wird Silizium vorzugsweise als Negativelektrodenaktivmaterial verwendet. Beispiele für das Material, das derartige Elemente verwendet, umfassen SiC, Mg₂Si, Mg₂Ge, SnO, SnO₂, Mg₂Sn, SnS₂, V₂Sn₃, FeSn₂, CoSn₂, Ni₃Sn₂, Cu₆Sn₅, Ag₃Sn, Ag₃Sb, Ni₂MnSb, CeSb₃, LaSn₃, La₃Co₂Sn₇, CoSb₃, InSb, SbSn und dergleichen. Es sei angemerkt, dass SiO ein Siliziumoxid-Pulver, das einen siiliziumreichen Abschnitt enthält, bezeichnet und auch als SiO_y (2 > y > 0) bezeichnet werden kann. Beispiele für SiO umfassen ein Material, das von Si₂O₃, Si₃O₄ und Si₂O ein oder mehrere Materialien enthält, und ein Gemisch aus Si-Pulver und Siliziumdioxid (SiO₂). Darüber hinaus kann SiO ein weiteres Element (z. B. Kohlenstoff, Stickstoff, Eisen, Aluminium, Kupfer, Titan, Calcium und Mangan) enthalten. Mit anderen Worten bezeichnet SiO ein gefärbtes Material, das von einkristallinem Silizium, amorphem Silizium, polykristallinem Silizium, Si₂O₃, Si₃O₄, Si₂O und SiO₂ zwei oder mehr Materialien enthält. Daher kann SiO sich von SiO_x (x ist 2 oder mehr), das klar und farblos oder weiß ist, unterscheiden. Es sei angemerkt, dass in dem Fall, in dem eine Sekundärbatterie mittels SiO als Material dafür hergestellt wird und das SiO wegen der wiederholten Lade- und Entladezyklus oxidiert wird, SiO in einigen Fällen in SiO₂ umgewandelt wird.
Alternativ kann für die Negativelektrodenaktivmaterialien ein Oxid, wie Titandioxid (TiO₂), Lithiumtitanat (Li₄Ti₅O₁₂), Lithium-Graphit-Einbettungsverbindung (lithium-graphite intercalation compound) (Li_xC₆), Niobpentoxid (Nb₂O₅), Wolframoxid (WO₂) oder Molybdänoxid (MoO₂), verwendet werden.
Alternativ kann für die Negativelektrodenaktivmaterialien Li_3-xM_xN (M = Co, Ni oder Cu) mit einer Li₃N-Strukur verwendet werden, welches ein Nitrid ist, das Lithium und ein Übergangsmetall enthält. Zum Beispiel wird Li_2,6Co_0,4N₃ infolge hoher Lade- und Entladekapazität (900 mAh/g und 1890 mAh/cm³) bevorzugt.
Ein Nitrid, das Lithium und ein Übergangsmetall enthält, wird vorzugsweise verwendet, in welchem Fall Lithiumionen in den Negativelektrodenaktivmaterialien enthalten sind und deswegen die Negativelektrodenaktivmaterialien in einer Kombination mit einem Material für ein Positivelektrodenaktivmaterial verwendet werden können, das keine Lithiumionen enthält, so beispielsweise V₂O₅ oder Cr₃O₈. In dem Fall, in dem ein Material, das Lithiumionen enthält, als Positivelektrodenaktivmaterial verwendet wird, kann das Nitrid, das Lithium und ein Übergangsmetall enthält, für das Negativelektrodenaktivmaterial verwendet werden, indem die in dem Positivelektrodenaktivmaterial enthaltenen Lithiumionen im Voraus ausgelagert werden.
Alternativ kann ein Material, das eine Konversionsreaktion bewirkt, für das Negativelektrodenaktivmaterial verwendet werden; beispielsweise kann ein Übergangsmetalloxid, das keine Legierungsreaktion mit Lithium verursacht, wie Kobaltoxid (CoO), Nickeloxid (NiO) und Eisenoxid (FeO), verwendet werden. Weitere Beispiele für das Material, das eine Konversionsreaktion bewirkt, umfassen Oxide, wie Fe₂O₃, CuO, Cu₂O, RuO₂ und Cr₂O₃, Sulfide, wie CoS_0,89, NiS und CuS, Nitride, wie Zn₃N₂, Cu₃N und Ge₃N₄, Phosphide, wie NiP₂, FeP₂ und CoP₃, und Fluoride, wie FeF₃ und BiF₃. Es sei angemerkt, dass jedes der Fluoride als Positivelektrodenaktivmaterial verwendet werden kann, weil sein Potential hoch ist.
Die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 19 kann ferner ein Bindemittel zum Erhöhen der Haftung von Aktivmaterialien, einen leitfähigen Zusatzstoff zum Erhöhen der Leitfähigkeit der Negativelektrodenaktivmaterialschicht 19 und dergleichen zusätzlich zu den oben beschriebenen Negativelektrodenaktivmaterialien aufweisen.
Bei der Sekundärbatterie weist beispielsweise der Separator 13 eine Dicke von ungefähr 25 μm auf, der Positivelektrodenstromkollektor 12 weist eine Dicke von ungefähr 20 μm bis 40 μm auf, die Positivelektrodenaktivmaterialschicht 18 weist eine Divke von ungefähr 100 μm auf, die Negativelektrodenaktivmaterialschicht 19 weist eine Dicke von 100 μm auf, und der Negativelektrodenstromkollektor 14 weist eine Dicke von ungefähr 20 μm bis 40 μm auf. Der Film 11 weist eine Dicke von 0,113 mm auf. Der Film 11 ist in einer Tiefe von ungefähr 500 μm geprägt. Wenn der Film 11 in einer Tiefe von 2 mm oder mehr geprägt ist, ist die ganze Sekundärbatterie zu dick; daher ist der Film 11 auf eine Tiefe von 1 mm oder weniger, bevorzugt 500 μm oder weniger geprägt. Obwohl die Klebeschicht 30 nur teilweise in 2E dargestellt ist, ist die Klebeschicht 30 nur ein durch Thermokompression verbundener Abschnitt einer Schicht aus Polypropylen, die an der Oberfläche des Films 11 angeordnet ist.
2E stellt ein Beispiel dar, in dem die untere Seite des Films 11 befestigt ist und Druckverbindung durchgeführt wird. In diesem Fall wird die obere Seite stark gebogen und ein Absatz wird gebildet. Deswegen wird dann, wenn eine Vielzahl von Kombinationen der obigen geschichteten Schichten (z. B. acht oder mehr Kombinationen) im Inneren des gefalteten Films 11 bereitgestellt ist, der Absatz groß und die obere Seite des Films 11 könnte zu viel gespannt werden. Darüber hinaus könnte eine Endfläche der oberen Seite des Films mit einer Endfläche der unteren Seite des Films falsch ausgerichtet werden. Um die falsche Ausrichtung der Endflächen zu verhindern, kann ein Absatz auch für die untere Seite des Films bereitgestellt werden und Druckverbindung kann derart durchgeführt werden, dass der durch Thermokompression verbundene Bereich 17 an einem zentralen Abschnitt in der Dickenrichtung der Sekundärbatterie liegt, wodurch die Belastung gleichmäßig ausgeübt wird.
Hier wird ein Stromfluss beim Aufladen einer Sekundärbatterie anhand von 2F beschrieben. Wenn eine Sekundärbatterie, bei der Lithium eingesetzt wird, als geschlossene Schaltung angesehen wird, kommt es zum Übergang von Lithiumionen, und ein Strom fließt in der gleichen Richtung. Es sei angemerkt, dass bei der Sekundärbatterie, bei der Lithium eingesetzt wird, eine Anode und eine Kathode beim Aufladen und Entladen miteinander wechseln, und eine Oxidationsreaktion und Reduktionsreaktion an den entsprechenden Seiten stattfinden; daher wird eine Elektrode mit einem hohen Redoxpotential eine positive Elektrode genannt, und eine Elektrode mit einem niedrigen Redoxpotential wird eine negative Elektrode genannt. Aus diesem Grund wird in dieser Beschreibung in allen Fällen, in denen Aufladen durchgeführt wird, Entladung durchgeführt wird, ein Rückimpulsstrom zugeführt wird und ein Ladestrom zugeführt wird, die positive Elektrode als „positive Elektrode” und die negative Elektode als „negative Elektrode” bezeichnet. Die Verwendung der Begriffe „Anode” und „Kathode” im Zusammenhang mit einer Oxidationsreaktion und einer Reduktionsreaktion könnte zu Verwechselungen führen, da die Anode und die Kathode beim Aufladen und Entladen ihre Rollen tauschen. Daher werden die Begriffe „Anode” und „Kathode” in dieser Beschreibung nicht verwendet. Wenn der Begriff „Anode” oder „Kathode” verwendet wird, sollte erwähnt werden, ob es sich beim Aufladen oder beim Entladen jeweils um die Anode oder die Kathode handelt und ob sie einer positiven Elektrode oder einer negativen Elektrode entspricht.
Zwei Anschlüsse in 2F sind mit einem Ladegerät verbunden und eine Sekundärbatterie 40 wird aufgeladen. Je weiter das Aufladen der Sekundärbatterie 40 fortschreitet, desto höher wird ein Potentialunterschied zwischen Elektroden. Die positive Richtung in 2F ist die Richtung, in die ein Strom von einem Anschluss außerhalb der Sekundärbatterie 40 zu dem Positivelektrodenstromkollektor 12, von dem Positivelektrodenstromkollektor 12 zu dem Negativelektrodenstromkollektor 14 in der Sekundärbatterie 40 und von dem Negativelektrodenstromkollektor 14 zu dem anderen Anschluss außerhalb der Sekundärbatterie 40 fließt. Mit anderen Worten fließt ein Strom in die Richtung eines Flusses eines Ladestroms.
Obwohl bei dieser Ausführungsform ein Beispiel einer kleinen Batterie, die in einem tragbaren Informationsendgerät oder dergleichen verwendet wird, beschrieben wird, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Anwendung auf eine große Batterie in einem Fahrzeug oder dergleichen ist auch möglich.
Obwohl bei dieser Ausführungsform ein Beispiel für Anwendung auf eine Lithiumionen-Sekundärbatterie beschrieben wird, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht auf dieses Beispiel beschränkt. Einsatz bei verschiedenen Sekundärbatterien, wie einer Blei-Speicherbatterie, einer Lithiumionenpolymer-Sekundärbatterie, einer Nickel-Wasserstoff-Speicherbatterie, einer Nickel-Cadmium-Speicherbatterie, einer Nickel-Eisen-Speicherbatterie, einer Nickel-Zink-Speicherbatterie, einer Silberoxid-Zink-Speicherbatterie, einer Festkörperbatterie (solid-state battery) und einer Luftzelle, ist auch möglich. Einsatz bei verschiedenen Energiespeichervorrichtungen, wie einer Primärbatterie, einem Kondensator und einem Lithiumionen-Kondensator, ist auch möglich. Darüber hinaus ist Einsatz bei einer Solarzelle, einem optischen Sensor, einem Berührungssensor, einer Anzeigevorrichtung, einer flexiblen gedruckten Schaltung (flexible printed circuit: FPC), einem optischen Film (z. B. einer Polarisierungsplatte, einer Retardrationsplatte, einem Prismablatt, einem Licht reflektierendes Blatt und einem Lichtstreublatt) und dergleichen auch möglich.
(Ausführungsform 2)
Bei dieser Ausführungsform wird ein Beispiel, in dem eine Vielzahl von Kombinationen übereinander angeordneter Schichten, die sich teilweise von denjenigen bei der Ausführungsform 1 unterscheiden, im Inneren des gefalteten Films 11 bereitgestellt ist, beschrieben.
4A ist eine Draufsicht auf den Positivelektrodenstromkollektor 12. 4B ist eine Draufsicht auf den Negativelektrodenstromkollektor 14. 4C ist eine Draufsicht auf den Separator 13. 4D ist eine Draufsicht auf die Anschlusselektrode 16. 4E ist eine Draufsicht auf den Film 11.
Die Dimensionen des Positivelektrodenstromkollektors, des Negativelektrodenstromkollektors und des Separators sind in 4A bis 4C im Wesentlichen gleich. Ein Bereich 21, der von einer Strichpunktlinie in 4E umgeben ist, weist im Wesentlichen gleiche Dimensionen auf wie der Separator in 4C. Ein Bereich zwischen einer Punktlinie und einer Endfläche in 4E ist der durch Thermokompression verbundene Bereich 17.
5A ist eine perspektivische Ansicht zweier Kombinationen von Paaren aus einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode. Es sei angemerkt, dass ein Beispiel, in dem der Positivelektrodenstromkollektor 12 zwischen Positivelektrodenaktivmaterialschichten liegt, dargestellt ist. Insbesondere sind der Negativelektrodenstromkollektor 14, eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht, der Separator 13, eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht, der Positivelektrodenstromkollektor 12, eine Positivelektrodenaktivmaterialschicht, der Separator, eine Negativelektrodenaktivmaterialschicht, und der Negativelektrodenstromkollektor. in dieser Reihenfolge geschichtet. Obwohl zwei Separatoren in 5A dargestellt sind, kann ein Separator gefaltet sein und der Positivelektrodenstromkollektor 12 kann sich im Inneren des gefalteten Separators befinden.
Der Negativelektrodenstromkollektor kann zwischen Negativelektrodenaktivmaterialschichten liegen. 5B stellt ein Beispiel dar, in dem drei Negativelektrodenstromkollektoren jeweils zwischen Negativelektrodenaktivmaterialschichten liegen, vier Positivelektrodenstromkollektoren jeweils zwischen Positivelektrodenaktivmaterialschichten liegen und acht Separatoren zwischen zwei Negativelektrodenstromkollektoren liegen, die jeweils eine Oberfläche mit einer Negativelektrodenaktivmaterialschicht aufweisen.
Im Fall derart übereinander angeordneter Schichten werden alle vier Positivelektrodenstromkollektoren befestigt und dann gleichzeitig durch Ultraschallschweißen elektrisch verbunden. Darüber hinaus können sie dann, wenn Ultraschallschweißen mit den vier Positivelektrodenstromkollektoren, die eine Anschlusselektrode überlappen, durchgeführt wird, in effizienter Weise elektrisch verbunden werden.
Ein vorstehender Abschnitt eines Positivelektrodenstromkollektors wird auch ein Laschenabschnitt genannt. Das Ultraschallschweißen kann derart durchgeführt werden, dass Ultraschallwellen zu dem Laschenabschnitt des Positivelektrodenstromkollektors emittiert werden, wobei er einen Laschenabschnitt eines anderen Positivelektrodenstromkollektors überlappend angeordnet ist, während darauf Druck ausgeübt wird.
Es ist wahrscheinlich, dass der Laschenabschnitt durch eine Belastung, die nach der Herstellung einer Sekundärbatterie wegen einer äußeren Kraft ausgeübt wird, einen Riss bekommt oder zerschnitten wird.
Daher wird eine Vorrichtung zum Ultraschallschweißen, die Verbindungspressformer in 6A aufweist, bei dieser Ausführungsform verwendet. Es sei angemerkt, dass nur obere und untere Verbindungspressformer der Vorrichtung zum Ultraschallschweißen der Einfachheit halber in 6A abgebildet sind.
Laschenabschnitte von vier Positivelektrodenstromkollektoren 12 und eine Anschlusselektrode werden zwischen einem ersten Verbindungspressformer 22, der mit Vorsprüngen 24 versehen ist, und einem zweiten Verbindungspressformer 23 positioniert. Wenn Ultraschallschweißen durchgeführt wird, wobei ein Bereich, der geschweißt werden muss, die Vorsprünge 24 überlappt, und Druck ausgeübt wird, wird, wie in 6B gezeigt, ein gebogener Abschnitt 25 in dem Laschenabschnitt zwischen einem geschweißten Abschnitt 26 und einem Bereich des Laschenabschnitts, der von einem Endabschnitt des Separators 13 vorsteht, ausgebildet.
Dieser gebogene Abschnitt 25 kann Belastung wegen einer äußeren Kraft, die nach der Herstellung einer Sekundärbatterie ausgeübt wird, verringern. Eine solche Struktur, die eine Verformung wegen einer Belastung verringern kann, kann verhindern, dass die Sekundärbatterie (z. B. ein Außenteil) bei der Formänderung durch Biegen beschädigt wird, was zur Erzielung der langfristigen Zuverlässigkeit führt.
Darüber hinaus kann die Vorrichtung zum Ultraschallschweißen, welche die Verbindungspressformer in 6A aufweist, gleichzeitig das Ultraschallschweißen und das Ausbilden des gebogenen Abschnitts 25 durchführen; daher kann man eine Sekundärbatterie herstellen, ohne die Anzahl der Herstellungsschritte zu erhöhen. Es sei angemerkt, dass das Ultraschallschweißen und das Ausbilden des gebogenen Abschnitts 25 auch getrennt durchgeführt werden können.
Außerdem werden auch Laschenabschnitte von fünf Negativelektrodenstromkollektoren sämtlich durch das oben beschriebene Ultraschallschweißen geschweißt, um elektrisch verbunden zu werden.
Der gebogene Abschnitt 25 wird nicht notwendigerweise in dem Laschenabschnitt ausgebildet. Um die Belastung zu verringern, kann die Form des Laschenabschnitts des Positivelektrodenstromkollektors modifiziert werden. Eine solche Struktur, die eine Verformung wegen einer Belastung verringern kann, kann verhindern, dass die Sekundärbatterie (z. B. ein Außenteil) bei der Formänderung durch Biegen beschädigt wird, was zur Erzielung der langfristigen Zuverlässigkeit führt.
7A stellt ein Beispiel für eine Draufsicht auf einen Positivelektrodenstromkollektor 12a als Modifikationsbeispiel dar. Ein Laschenabschnitt des Positivelektrodenstromkollektors 12a kann mit Schlitzen 27 versehen sein, so dass die Belastung wegen einer äußeren Kraft, die nach der Herstellung einer Sekundärbatterie ausgeübt wird, verringern werden kann. Eine solche Struktur, die eine Verformung wegen einer Belastung verringern kann, kann verhindern, dass die Sekundärbatterie (z. B. ein Außenteil) bei der Formänderung durch Biegen beschädigt wird, was zur Erzielung der langfristigen Zuverlässigkeit führt.
7B stellt ein Beispiel für eine Draufsicht auf einen Positivelektrodenstromkollektor 12b als weiteres Modifikationsbeispiel dar. Eine von einer Punktlinie umgebene Ecke eines Bereichs 28 eines Laschenabschnitts des Positivelektrodenstromkollektors 12b wird abgerundet, um die Konzentration der Belastung zu verringern. Darüber hinaus ist vorzugsweise die Ecke des Bereichs 28 mehr abgerundet als die anderen Ecken, um einen großen Krümmungsradius aufzuweisen.
Alternativ kann ein hochfestes Material, wie Edelstahl, für einen Positivelektrodenstromkollektor verwendet werden, und der Positivelektrodenstromkollektor kann in einer Dicke von 10 μm oder weniger ausgebildet werden, damit Belastung wegen einer äußeren Kraft, die nach der Herstellung einer Sekundärbatterie ausgeübt wird, verringert werden kann.
Es ist unnötig zu erwähnen, dass zwei oder mehr der oben beschriebenen Beispiele kombiniert werden können, um die Konzentration der Belastung auf den Laschenabschnitt zu verringern.
Es sei angemerkt, dass diese Ausführungsform mit der Ausführungsform 1 kombiniert werden kann.
(Ausführungsform 3)
Bei dieser Ausführungsform wird ein Experiment beschrieben, bei dem eine Sekundärbatterie hergestellt wird und wiederholt auf einen Krümmungsradius von 40 mm bis einschließlich 150 mm gebogen wird. Es hat sich erwiesen, dass das wiederholte Biegen der Sekundärbatterie auf einen Krümmungsradius von 40 mm bis 150 mm einschließlich kein Problem verursacht.
Zuerst wird eine Sekundärbatterie mittels des geprägten Films 10 nach der Ausführungsform 1 hergestellt.
Bei dieser Ausführungsform werden sechs Kombinationen, in denen jeweils der Positivelektrodenstromkollektor 12, der Separator 13 und der Negativelektrodenstromkollektor 14 geschichtet sind, wie in 8A dargestellt ist, verwendet und mit einem Außenfilm eingepackt. Eine positive Elektrode mit einer Oberfläche, die mit einer Positivelektrodenaktivmaterialschicht versehen ist, und eine negative Elektrode mit einer Oberfläche, die mit einer Negativelektrodenaktivmaterialschicht versehen ist, werden verwendet. Insbesondere sind die positive Elektrode mit einer Oberfläche, die mit der Positivelektrodenaktivmaterialschicht versehen ist, der in Kontakt mit der Positivelektrodenaktivmaterialschicht stehende Separator, die in Kontakt mit dem Separator stehende negative Elektrode mit einer Oberfläche, die mit der Negativelektrodenaktivmaterialschicht versehen ist, und der in Kontakt mit der Negativelektrodenaktivmaterialschicht stehende Negativelektrodenstromkollektor in dieser Reihenfolge übereinander geschichtet. Obwohl in 8B zwölf Separatoren abgebildet sind, werden nur sechs Separatoren in dem Fall verwendet, in dem ein Separator gefaltet ist und der Positivelektrodenstromkollektor 12 im Inneren des gefalteten Separators angeordnet ist.
Gemäß der Ausführungsform 2 werden sechs Positivelektrodenstromkollektoren und eine Anschlusselektrode durch Ultraschallschweißen mittels einer Vorrichtung zum Ultraschallschweißen, welche die Verbindungspressformer in 6A aufweist, geschweißt. Außerdem werden sechs Negativelektrodenstromkollektoren und eine Anschlusselektrode durch Ultraschallschweißen geschweißt.
Einem Thermokompressionsbonden nach der Ausführungsform 1 wird dann die Außenkante des Außenfilms außer einem Teil zum Einführen einer Elektrolytlösung unterzogen, eine vorbestimmte Menge von Elektrolytlösung wird in einen Raum, der von dem Film umgeben ist, in einer Inertatmosphäre eingeführt, und der Teil der Außenkante des Außenfilms, der noch nicht dem Thermokompressionsbonden unterzogen worden ist und offen gelassen ist, wird durch Thermokompressionsbonden abgedichtet. Die Dicke eines dicksten Abschnitts der Lithiumionen-Sekundärbatterie, die auf diese Weise erhalten wird (die Gesamtdicke einschließlich der Dicke eines Außenteils), ist ungefähr 3 mm.
9A ist ein Foto, das aufgenommen wird, während die Lithiumionen-Sekundärbatterie gebogen wird. 9B ist ihre schematische Ansicht. Eine Biegeprüfung der Lithiumionen-Sekundärbatterie wird durchgeführt, und es wird festgestellt, dass das 10000-malige Biegen der Sekundärbatterie bei einem Krümmungsradius von 40 mm bis 150 mm einschließlich kein Problem verursacht und dass die Sekundärbatterie aufgeladen und entladen werden kann. Es ist unnötig zu erwähnen, dass ein Außenteil und dergleichen nicht beschädigt werden und es nicht zum Austreten der Elektrolytlösung oder dergleichen und dergleichen kommt. Der Film, der als der Außenteil dient, hat eine Oberfläche, die mit einer Vielzahl von Vorsprüngen und Vertiefungen versehen ist; daher werden Falten nicht leicht gebildet und die Konzentration der Belastung wird unterdrückt, wenn die Sekundärbatterie durch Krümmung verformt. Dies hilft, Beschädigung an dem Film zu verhindern. In dem Fall, in dem der Film keine Oberfläche hat, die mit einer Vielzahl von Vorsprüngen und Vertiefungen versehen ist, werden große Falten auf einem gebogenen Abschnitt konzentriert, wenn sich die Form der Sekundärbatterie durch Biegen ändert. Das hat zur Folge, dass ein Loch gebildet werden könnte und eine Elektrolytlösung ausfließen könnte, oder ein Abschnitt einer Klebeschicht, an der die Falten konzentriert werden, könnte beschädigt werden und eine Elektrolytlösung könnte durch einen Riss in der Klebeschicht ausfließen.
10A ist ein Röntgenstrahl-CT-Bild eines Querschnitts eines Endabschnitts der erhaltenen Lithiumionen-Sekundärbatterie, die durch einen Röntgenstrahl-CT-Scanner nach dem 1000-maligen Biegen der Lithiumionen-Sekundärbatterie bei einem Krümmungsradius von 40 mm bis 150 mm einschließlich von beobachtet wird. 10B ist eine schematische Ansicht dafür. In 10A wird kein Abschnitt gefunden, der durch das 10000-malige Biegen der Sekundärbatterie beschädigt wird, was darauf hinweist, dass Aufladen und Entladen ohne Probleme durchgeführt werden können. Es sei angemerkt, dass ein Röntgenstrahl-CT-Scanner eine Einrichtung ist, bei der ein Gegenstand den Röntgenstrahlen ausgesetzt wird, und die Röntgenstrahlen, die durch den Gegenstand hindurch treten oder von dem Gegenstand gestreut werden, durch einen Röntgenstrahl-Detektor detektiert werden und ein tomografisches Bild des Gegenstands basierend auf der Ausgabe des erfasster Röntgenstrahlen (der Anzahl von Photonen der Röntgenstrahlen) gewonnen wird. Mittels des Röntgenstrahl-CT-Scanners kann ein Querschnitt einer Sekundärbatterie zerstörungsfrei beobachtet werden.
In 10A bestehen der Außenfilm 11, der Positivelektrodenstromkollektor 12 und der Negativelektrodenstromkollektor 14 aus Metallmaterialien und lassen Röntgenstrahlen nicht durch. Dies ermöglicht, dass ihr deutliches tomografisches Bild in der Sekundärbatterie erhalten wird. Im Gegensatz dazu lassen der Separator, die Positivelektrodenaktivmaterialschicht und die Negativelektrodenaktivmaterialschicht Röntgenstrahlen durch, und es ist schwer, sie in 10B zu identifizieren.
Es wird auch durch den Röntgenstrahl-CT-Scanner beobachtet, dass die Unebenheit einer Oberfläche des Films geändert wird und eine Belastung ausreichend verringern wird, wenn die Lithiumionen-Sekundärbatterie gebogen wird. Eine solche Struktur, die eine Verformung wegen einer Belastung verringern kann, kann verhindern, dass die Sekundärbatterie (z. B. ein Außenteil) bei der Formänderung durch Biegen beschädigt wird, was zur Erzielung der langfristigen Zuverlässigkeit führt.
(Ausführungsform 4)
Bei dieser Ausführungsform werden Beispiele für elektronische Geräte, die eine der bei den Ausführungsformen 1 bis 3 beschriebenen Lithiumionen-Sekundärbatterien beinhalten, beschrieben.
Die Sekundärbatterie, die nach einer der Ausführungsformen 1 bis 3 hergestellt wird, weist als Außenteil einen dünnen Film mit Flexibilität auf und kann daher auf einem Stützstrukturteil mit einer gekrümmten Oberfläche durch Formänderung entlang der gekrümmten Oberfläche des Stützstrukturteils angebracht werden.
Als Nächstes wird ein auf der Sekundärbatterie anzubringendes Anzeigemodul vorbereitet. Das Anzeigemodul bezeichnet einen Anzeigebildschirm, der mit mindestens einer FPC versehen ist. 11A ist eine schematische Querschnittsansicht eines elektronischen Gerätes. Das elektronische Gerät in 11A weist einen Anzeigeabschnitt 102, eine FPC, eine Treiberschaltung und vorzugsweise weiter einen Umwandler zur Stromzufuhr von einer Sekundärbatterie 103 auf. Der Stützstrukturteil 101 weist die Form eines Armbandes auf, die durch Krümmung eines bandförmigen Strukturteils erhalten wird. Mindestens ein Teil des Stützstrukturteils 101 weist Flexibilität auf und kann in die Richtung von Pfeilen 105 bewegt werden; daher kann man das elektronische Gerät am Handgelenk tragen.
Bei dem Anzeigemodul ist der Anzeigeabschnitt 102 flexibel, und ein Anzeigeelement ist über einem weichen, flexiblen Film angeordnet. Beispiele für den weichen, flexiblen Film umfassen einen Kunststofffilm, der ein organisches Material enthält, und einen anorganischen Film, der ein anorganisches Material enthält. Als anorganischer Film wird Glas mit einer Dicke, die klein genug ist, um ihm Flexibilität zu verleihen, insbesondere einer Dicke von 20 μm bis 200 μm einschließlich, vorzugsweise 25 μm bis einschließlich 100 μm verwendet. Beispiele für Glas umfassen alkalifreies Glas, Bariumborosilikatglas und Aluminoborosilikatglas. Wenn Glas als flexibler Film verwendet wird, kann ein Sperrvermögen gegen Wasser und Sauerstoff verbessert werden, so dass die Lebensdauer eines organischen EL-Elements erhöht werden kann und ein zuverlässiger Licht emittierender Bildschirm bereitgestellt werden kann. Alternativ kann ein Substrat, bei dem eine Glasfaser mit einem organischen Harz imprägniert ist, oder ein Substrat, dessen Wärmeausdehnungskoeffizient durch Mischen eines organischen Harzes mit einem anorganischen Füllmaterial verringert ist, verwendet werden. Ein Substrat, für das ein solches Material eingesetzt wird, ist leicht, und daher kann ein Licht emittierender Bildschirm, für den dieses Substrat eingesetzt wird, auch leicht sein. Die Sekundärbatterie 103 und der Anzeigeabschnitt 102 sind vorzugsweise derart angeordnet, dass sie teilweise einander überlappen. Wenn die Sekundärbatterie 103 und der Anzeigeabschnitt 102 derart angeordnet sind, dass sie teilweise oder vollständig einander überlappen, kann der elektrische Weg, d. h. die Länge einer Leitung von der Sekundärbatterie 103 bis zu dem Anzeigeabschnitt gekürzt werden, wodurch der Stromverbrauch verringert werden kann.
Beispiele für Verfahren zum Ausbilden des Anzeigeelements über dem flexiblen Film umfassen ein Verfahren, bei dem das Anzeigeelement direkt über dem flexiblen Film ausgebildet wird; ein Verfahren, bei dem eine das Anzeigeelement enthaltende Schicht über einem starren Substrat wie einem Glassubstrat ausgebildet wird, das Substrat durch Ätzen, Polieren oder dergleichen entfernt wird und dann die das Anzeigeelement enthaltende Schicht und der flexible Film aufeinander angebracht werden; und ein Verfahren, bei dem eine Trennschicht über einem starren Substrat, wie einem Glassubstrat, bereitgestellt wird, darüber eine das Anzeigeelement enthaltende Schicht ausgebildet wird, das starre Substrat und die das Anzeigeelement enthaltende Schicht mittels der Trennschicht voneinander getrennt werden und dann die das Anzeigeelement enthaltende Schicht und der flexible Film aufeinander angebracht werden. Beispiele für die Trennschicht umfassen einen Metalloxidfilm, wie einen Wolframoxidfilm, einen organischen Harzfilm, wie einen Polyimidfilm, und einen amorphen Siliziumfilm. Im Fall der Verwendung eines organischen Harzfilms, wie eines Polyimidfilms, oder eines amorphen Siliziumfilms als die Trennschicht wird die Trennung derart durchgeführt, dass Ablation durch Bestrahlung mit Laserlicht verursacht wird.
11B ist ein Foto eines elektronischen Gerätes, das ein Bild auf einem Anzeigeabschnitt anzeigen kann. Das elektronische Gerät in 11B ist leicht, wenn es an einem Arm (z. B. einem Unterarm) getragen ist. Außerdem sieht das elektronische Gerät durch sein Design attraktiv aus und kann daher auch als Schmuck verwendet werden.
12A ist ein Foto einer Seitenfläche eines elektronischen Gerätes. 12B ist ein Foto des elektronischen Gerätes, das derart aufgenommen wird, dass man die Sekundärbatterie sehen kann. Wie in 12B beinhaltet das elektronische Gerät ein lichtdurchlässiges Kunststoffsubstrat als der Stützstrukturteil 101, und daher kann man die Sekundärbatterie 103 visuell von der Rückflächenseite des elektronischen Gerätes erkennen und eine Oberfläche eines geprägten Films beobachten.
Das elektronische Gerät in 12A beinhaltet den Stützstrukturteil 101, die Sekundärbatterie 103, eine Speicherplatine 107 und einen Deckel 104. Die Steuerplatte 107 ist eine isolierende Leiterplatte, auf der ein Halbleiterelement, ein Widerstand, ein Kondensator und dergleichen montiert sind. Die isolierende Leiterplatte wird durch Verbinden von Keramikpulver aus Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Calciumoxid oder dergleichen mit einem organischen Polymermaterial ausgebildet. Insbesondere sind die Sekundärbatterie 103, die Steuerplatte 107 und der Deckel 104 in dieser Reihenfolge über dem Stützstrukturteil 101 angeordnet. Außerdem ist das elektronische Gerät mit einer Antenne (nicht abgebildet) zum drahtlosen Aufladen bereitgestellt, und das drahtlose Aufladen kann gemäß dem Qi-Standard durchgeführt werden.
Der Stützstrukturteil 101 ist flexibel und kann daher leicht gebogen werden. Es sei angemerkt, dass ein anderes Material als Kunststoff für den Stützstrukturteil 101 verwendet werden kann.
Die Steuerplatte 107 weist Schlitze auf, so dass sie gebogen werden kann, und ist mit einer Kommunikationsvorrichtung, die den Bluetooth-(eingetragenes Warenzeichen, entspricht IEEE802.15.1)Standards entspricht, einem Mikrocomputer, einer Speichervorrichtung, einem FPGA, einem DA-Wandler, einer Ladesteuer-IC, einem Pegelverschieber und dergleichen versehen. Außerdem wird die Steuerplatte 107 über einen Eingabe/Ausgabe-Verbinder mit einem Anzeigemodul, das einen Anzeigeabschnitt beinhaltet, verbunden.
Des Weiteren kann der Anzeigeabschnitt mit einem Touchscreen versehen sein, so dass man Daten in das elektronische Gerät eingeben und mit dem Touchscreen das elektronische Gerät bedienen kann. Der Anzeigeabschnitt kann eine Struktur aufweisen, bei der ein erster Film mit einem Licht emittierenden Element versehen ist, ein zweiter Film mit einem Berührungssensor versehen ist, der zweite Film als Abdichtungsplatte dient, und der erste Film und der zweite Film miteinander verbunden sind, wobei das Licht emittierende Element und der Berührungssensor dazwischen liegen. In dem Fall, in dem ein Touchscreen getrennt von dem Anzeigeabschnitt bereitgestellt ist, wird der Touchscreen durch Bereitstellen eines Berührungssensors über einem biegsamen Film ausgebildet. Außerdem kann eine Pufferschicht, wie eine Harzschicht, zwischen dem Touchscreen und dem Anzeigeabschnitt bereitgestellt werden. Um den Touchscreen vor Beschädigung zu schützen, kann eine Oberfläche des Touchscreens mit einer Schutzschicht, wie einem Schutzfilm oder einer Harzschicht, versehen werden.
17A ist ein Foto, das den Zustand zeigt, in dem ein Benutzer ein elektronisches Gerät an seinem Arm trägt. Ein Anzeigeabschnitt ist eine Aktivmatrix-Anzeigevorrichtung und beinhaltet einen Transistor, der eine Oxidhalbleiterschicht enthält, und ein elektrisch mit dem Transistor verbundenes organisches EL-Element. Das elektronische Gerät weist ein gutes Design wie in 17A auf und kann daher als Schmuck verwendet werden. 17B ist ein Foto des elektronischen Gerätes, das von seiner Rückseite aufgenommen wird. 17C ist ein Foto des elektronischen Gerätes, das mit der Hand verformt wird.
18 ist eine schematische strukturelle Darstellung einer Seitenfläche des elektronischen Gerätes und entspricht einer vergrößerten schematischen Darstellung des Fotos in 12A.
Das elektronische Gerät in 18 beinhaltet den Stützstrukturteil 101, die Sekundärbatterie 103, die Speicherplatine 107, den Anzeigeabschnitt 102, ein Schutzteil 813 und einen Deckel 812. Insbesondere werden die Sekundärbatterie 103, die Steuerplatte 107, das Schutzteil 813, dessen Dicke ungefähr ein Drittel der Dicke des Stützstrukturteils 101 ist, der Anzeigeabschnitt 102 und der Deckel 812 in dieser Reihenfolge über dem Stützstrukturteil 101 angeordnet. Außerdem wird das elektronische Gerät mit einer Antenne 815 für drahtloses Aufladen wird bereitgestellt und das drahtloses Aufladen kann gemäß dem Qi-Standard durchgeführt werden. Das elektronische Gerät beinhaltet eine Kommunikationsvorrichtung 817 zur drahtlosen Kommunikation von Daten, die verwendet werden, um eine Anzeige mit einer äußeren Vorrichtung durchzuführen.
Die Sekundärbatterie 103, die nach der Ausführungsform 1 hergestellt wird, weist als Außenteil einen dünnen, flexiblen Film auf, der geprägt ist. Die Sekundärbatterie 103 ist über dem Stützstrukturteil 101 mit einer gekrümmten Oberfläche angeordnet (sie kann an dem Stützstrukturteil 101 mit einer gekrümmten Oberfläche angebracht sein) und kann ihre Form entlang der gekrümmten Oberfläche eines Bereichs des Stützstrukturteils 101, der einen großen Krümmungsradius aufweist, ändern.
Der Stützstrukturteil 101 ist flexibel und kann daher leicht gebogen werden. Es sei angemerkt, dass ein Material außer Kunststoff für den Stützstrukturteil 101 verwendet werden kann. Der Stützstrukturteil 101 weist die Form eines Armbands auf, die durch Krümmung eines bandförmigen Strukturteils erhalten wird. Der Stützstrukturteil 101 kann eine Querschnittsform mit einem gleichen Radius der Krümmung aufweisen, aber er weist vorzugweise eine Querschnittsform mit unterschiedlichen Radien der Krümmung auf, weil das elektronische Gerät am Arm getragen wird. Beim Querschnitt des Stützstrukturteils 101 liegt, wie in 18 gezeigt, ein Bereich mit einem großen Krümmungsradius, nämlich ein den Anzeigeabschnitt überlappender Bereich, zwischen zwei Bereichen mit einem kleinen Krümmungsradius. Auf diese Weise weist der Stützstrukturteil 101 eine Querschnittsform, die an einen Unterarm passt (die Querschnittsform des Stützstrukturteils 101 ist eine Ellipse). Darüber hinaus ist der Stützstrukturteil 101 teilweise flexibel, und das elektronische Gerät kann an einem Handgelenk getragen werden, während die Form des Stützstrukturteils 101 geändert wird. Wenn die Form des elektronischen Gerätes geändert wird, könnte falsche Ausrichtung zwischen dem Stützstrukturteil 101 und dem Anzeigeabschnitt 102 oder zwischen dem Stützstrukturteil 101 und dem Schutzteil 813 auftreten. Auch wenn falsche Ausrichtung wegen der Formänderung entsteht, hält der Schutzteil 813, da weder der Anzeigeabschnitt 102 noch der Stützstrukturteil 101 unbeweglich sind, einen Zwischenraum aufrecht, um zu verhindern, dass die Steuerplatte 107 und der Anzeigeabschnitt 102 in Kontakt miteinander stehen. Das heißt, dass eine Luftpufferschicht als Pufferschicht zwischen der Steuerplatte 107 und dem Schutzteil 813 bereitgestellt ist. Darüber hinaus wird ein Dichtmittel, das in Kontakt mit dem Stützstrukturteil steht, vorzugsweise bereitgestellt, um Eintritt von Wasser und Staub von einer Seitenfläche des elektronischen Gerätes zu verhindern. Dieses Dichtmittel verhindert vorzugsweise den Eintritt von Wasser und Staub bei der Formänderung des elektronischen Gerätes und ist daher vorzugsweise aus einem flexiblen Material (ein elastisches Harz wie ein Polyurethanharz, ein Acrylharz, ein Silikonharz, ein Epoxidharz und ein Harz, das Poilybutadien als Hauptkomponente enthält) ausgebildet.
Das Schutzteil 813 schützt einen Bestandteil im Inneren des elektronischen Gerätes, insbesondere die Steuerplatte 107, vor einem plötzlichen Stoß. Das Schutzteil 813 weist eine Öffnung auf, um die FPC 819 dadurch passieren zu lassen, und dient auch als Stützstrukturteil des Anzeigeabschnitts, um die Krümmung eines Anzeigebildschirms aufrechtzuerhalten, da der Anzeigeabschnitt dünn ist. Das Schutzteil 813 kann als ein Teil des elektronischen Gerätes seine Form ändern und kann daher aus einem Material, das demjenigen des Stützstrukturteils 101 ähnlich ist, ausgebildet werden. Es sei angemerkt, dass das Schutzteil 813 aus einem Material, das sich von demjenigen des Stützstrukturteils 101 unterscheidet, ausgebildet sein kann.
Der Deckel 812 ist ein Licht blockierender Film mit einer Oberfläche, die mit einem Klebstoff beschichtet ist, und bedeckt einen Teil des elektronischen Gerätes, um Bestandteile zusammenzufassen, und weist eine Öffnung auf, die den Anzeigeabschnitt 102 überlappt. Der Deckel 812 kann dank seiner Licht blockierenden Eigenschaft die Innenstruktur verdecken, was zur Verbesserung des Designs des elektronischen Gerätes führt. Es sei angemerkt, dass das elektronische Gerät auch absichtlich derart ausgebildet werden kann, dass seine Innenstruktur von außen gesehen werden kann. In diesem Fall muss der Deckel 812 eine Licht blockierende Eigenschaft nicht unbedingt aufweisen. Auch in dem Fall, in dem das Schutzteil 813 eine Licht blockierende Eigenschaft aufweist, muss der Deckel 812 eine Licht blockierende Eigenschaft Stützstrukturteil aufweisen.
Die Steuerplatte 107 weist Schlitze auf, so dass sie gebogen werden kann, und wird mit der Kommunikationsvorrichtung 817, die den Bluetooth-(eingetragenes Warenzeichen, entspricht IEEE802.15.1)Standards entspricht, einem Mikrocomputer, einer Speichervorrichtung, einem FPGA, einem DA-Wandler, einer Ladesteuer-IC und dergleichen versehen. ICs 820a, 820b und 820c (z. B. ein Mikrocomputer, eine Speichervorrichtung, ein FPGA, ein DA-Wandler, eine Ladesteuer-IC, und ein Pegelverschieber) und dergleichen sind, wie in 18 gezeigt, auf ebenen Oberflächen angebracht, die jeweils zwischen den Schlitzen der Steuerplatte 107 liegen. Außerdem wird die Steuerplatte 107 über einen Eingabe/Ausgabe-Verbinder 814 mit einem Anzeigemodul, das den Anzeigeabschnitt 102 beinhaltet, verbunden. Des Weiteren ist die Steuerplatte 107 mit der Antenne 815 über eine Leitung 818 verbunden und mit der Sekundärbatterie 103 über eine Anschlusselektrode 803 und einen Verbindungsabschnitt 810 verbunden. Eine Stromzufuhrsteuerschaltung 816 steuert Aufladung und Entladung der Sekundärbatterie 103.
Das Anzeigemodul bezeichnet einen Anzeigebildschirm, der mit mindestens einer FPC 819 versehen ist. Das elektronische Gerät in 18 weist den Anzeigeabschnitt 102, die FPC 819 und eine Treiberschaltung und vorzugsweise ferner einen Umwandler zur Stromszufuhr von der Sekundärbatterie 103 auf.
Die Sekundärbatterie 103 und der Anzeigeabschnitt 102 sind vorzugsweise derart angeordnet, dass sie einander teilweise überlappen. Wenn die Sekundärbatterie 103 und der Anzeigeabschnitt 102 vorzugsweise derart angeordnet sind, dass sie einander teilweise oder vollständig überlappen, kann der elektrische Weg, z. B. die Länge einer Leitung von der Sekundärbatterie 103 zu dem Anzeigeabschnitt 102, gekürzt werden, wodurch der Stromsverbrauch verringert werden kann. Indem das Anzeigemodul zwischen dem Schutzteil 813 und dem Deckel 812 bereitgestellt ist, kann außerdem das Anzeigemodul vor unerwarteter Formänderung (z. B. Falten oder einer Verdrehung) geschützt werden, was zur Verbesserung der Lebensdauer des elektronischen Gerätes als Produkt führt.
13A bis 13H stellen Beispiele für weitere elektronische Geräte dar.
Beispiele für elektronische Geräte, die jeweils eine flexible Energiespeichervorrichtung verwenden, sind wie folgt: am Kopf getragene Anzeigevorrichtungen, wie am Kopf montierte Anzeigen und Videobrillen, am Arm getragene Anzeigevorrichtungen, stationäre Anzeigevorrichtungen (auch als Fernseher oder Fernsehempfänger bezeichnet), Schreibtisch-Personal-Computer, Laptops, Monitoren für Computer oder dergleichen, Kameras wie Digitalkameras oder Digitalvideokameras, Digitalfotorahmen, elektronische Notizbücher, E-Buch-Lesegeräte, elektronische Übersetzer, Spielzeuge, Audioeingabegeräte wie Mikrofone, elektrische Rasierer, elektrische Zahnbürsten, Hochfrequenzheizgeräte wie Mikrowellenöfen, elektrische Reiskocher, elektrische Waschmaschinen, elektrische Staubsauger, Warmwasserbereiter, elektrische Ventilatoren, Haartrockner, Klimatisierungssysteme wie Luftbefeuchter, Luftentfeuchter und Klimaanlagen, Geschirrspüler, Geschirrtrockner, Wäschetrockner, Futontrockner, elektrische Kühlschränke, elektrische Gefrierschränke, elektrische Gefrier-Kühlschränke, Gefrierschränke zum Aufbewahren von DNS, Taschenlampen, Elektrowerkzeuge, Alarmvorrichtungen wie Rauchmelder, Gas-Alarmvorrichtungen und Sicherheits-Alarmvorrichtungen, Industrieroboter, Gesundheitseinrichtungen und medizinische Geräte, wie Hörgeräte, Herzschrittmacher, Röntgenapparate, Strahlenzähler, elektrische Massagegeräte und Dialysatoren, Mobiltelefone (auch als Mobiltelefongeräte oder Handys), tragbare Spielkonsolen, tragbare Informationsendgeräte, Beleuchtungsvorrichtungen, Stereokopfhörer, Stereoanlagen, Fernbedienungen, Uhren, wie Tischuhren und Wanduhren, schnurlose Telefonhörer, Sendeempfänger, Schrittzähler, Rechner, tragbare oder stationäre Musikwiedergabegeräte wie digitale Audio-Player und große Spielautomaten wie Flipperautomaten.
Außerdem kann eine flexible Energiespeichervorrichtung entlang einer gekrümmten Innen-/Außenwandfläche eines Hauses oder eines Gebäudes oder einer Innen-/Außenfläche eines Autos eingebaut werden.
13A stellt ein Beispiel für ein Mobiltelefon dar. Ein Mobiltelefon 7400 beinhaltet einen Anzeigeabschnitt 7402, der in ein Gehäuse 7401 eingebaut ist, einen Bedienknopf 7403, einen externen Verbindungsanschluss 7404, einen Lautsprecher 7405, ein Mikrofon 7406 und dergleichen. Es sei angemerkt, dass das Mobiltelefon 7400 eine Energiespeichervorrichtung 7407 beinhaltet.
13B stellt das Mobiltelefon 7400, das gebogen ist, dar. Wenn das ganze Mobiltelefon 7400 durch eine äußere Kraft gebogen wird, wird auch die Energiespeichervorrichtung 7407, die in dem Mobiltelefon 7400 beinhaltet ist, gebogen. 13C stellt die gebogene Energiespeichervorrichtung 7407 dar. Die Energiespeichervorrichtung 7407 ist eine laminierte Speicherbatterie (auch als geschichtete Batterie oder mit Film bedeckte Batterie bezeichnet). Die Energiespeichervorrichtung 7407 ist in gebogenem Zustand fixiert. Es sei angemerkt, dass die Energiespeichervorrichtung 7407 eine Anschlusselektrode 7408, die elektrisch mit einem Stromkollektor 7409 verbunden ist, beinhaltet. Zum Beispiel ist ein Film, der als Außenteil der Energiespeichervorrichtung 7407 dient, geprägt, so dass die Energiespeichervorrichtung 7407 auch beim Biegen hohe Zuverlässigkeit aufweist. Das Mobiltelefon 7400 kann ferner mit einem Steckplatz zum Einschub einer SIM-Karte, einem Verbindungsabschnitt zum Verbinden eines USB-Gerätes, wie eines USB-Speichers, versehen werden.
13D stellt ein Beispiel für ein Mobiltelefon dar, das gebogen werden kann. Wenn es gebogen wird, so dass es um einen Unterarm herum angelegt wird, kann das Mobiltelefon wie in 13E als Armreif-Typ-Mobiltelefon verwendet werden. Das Armreif-Typ-Mobiltelefon in 13E kann auch als am Arm getragene Anzeigevorrichtung bezeichnet werden. Ein Mobiltelefon 7100 beinhaltet ein Gehäuse 7101, einen Anzeigeabschnitt 7102, einen Bedienknopf 7103 und eine Energiespeichervorrichtung 7104. 13F stellt die Energiespeichervorrichtung 7104 dar, die gebogen werden kann. Wenn das Mobiltelefon am Arm eines Benutzers getragen wird, wobei die Energiespeichervorrichtung 7104 gebogen ist, ändert das Gehäuse seine Form, und die Krümmung eines Teils oder des Ganzen der Energiespeichervorrichtung 7104 wird geändert. Insbesondere wird ein Teil oder das Ganze des Gehäuses oder der Hauptfläche der Energiespeichervorrichtung 7104 im Bereich von Krümmungsradius von 10 nm bis 150 nm geändert. Es sei angemerkt, dass die Energiespeichervorrichtung 7104 eine Anschlusselektrode 7105, die mit einem Stromkollektor 7106 verbunden ist, beinhaltet. Zum Beispiel wird Pressen durchgeführt, um eine Vielzahl von Vorsprüngen und Vertiefungen an einer Oberfläche des Films, der als Außenteil der Energiespeichervorrichtung 7104 dient, zu bilden, und hohe Zuverlässigkeit wird gehalten, wenn die Energiespeichervorrichtung 7104 auch mehrmals mit verschiedenen Krümmungen gebogen wird. Das Mobiltelefon 7100 kann ferner mit einem Steckplatz zum Einschub einer SIM-Karte, einem Verbindungsabschnitt zum Verbinden eines USB-Gerätes wie eines USB-Speichers versehen werden. Wenn ein Kantenabschnitt des Mobiltelefons in 13D gefaltet wird, kann eine Form in 13G erhalten werden. Wenn ein zentraler Abschnitt des Mobiltelefons ferner derart gefaltet wird, dass Endabschnitte des Mobiltelefons miteinander überlappen wie in 13H, kann das Mobiltelefon flächenmäßig verringert werden kann, um beispielsweise in eine Tasche von Kleidung, die ein Benutzer trägt, hineinzustecken. Wie oben beschrieben, kann das Mobiltelefon in 13D seine Form auf mehr als eine Weise ändern, und es ist erwünscht, dass mindestens das Gehäuse 7101, der Anzeigevorrichtung 7102 und die Energiespeichervorrichtung 7104 Flexibilität aufweisen, um die Form des Mobiltelefons zu ändern.
16A stellt ein Beispiel für einen Staubsauger dar. Beim Vorhandensein einer Sekundärbatterie kann der Staubsauger schnurlos sein. Um einen Staubsammelraum zum Speichern des abgesaugten Staubs im Inneren des Staubsaugers zu sichern, ist ein Raum, der von einer Energiespeichervorrichtung 7604 besetzt ist, vorzugsweise möglichst klein. Aus diesem Grund ist es praktisch, die dünne Energiespeichervorrichtung 7604, die gebogen werden kann, zwischen der Außenfläche und dem Staubsammelraum bereitzustellen.
Der Staubsauger 7600 ist mit Bedienknöpfen 7603 und der Energiespeichervorrichtung 7604 versehen. 16B stellt die Energiespeichervorrichtung 7604 dar, die gebogen werden kann. Ein Film, der als Außenteil der Energiespeichervorrichtung 7604 dient, ist geprägt, so dass die Energiespeichervorrichtung 7604 hohe Zuverlässigkeit auch beim Biegen aufweist. Die Energiespeichervorrichtung 7604 beinhaltet eine Anschlusselektrode 7601, die elektrisch mit einer negativen Elektrode verbunden ist, und eine Anschlusselektrode 7602, die elektrisch mit einer positiven Elektrode verbunden ist.
Als weiteres Beispiel der Energiespeichervorrichtung 7604, bei der zwei Anschlusselektroden von einer kurzen Seite eines Außenteils freigelegt sind, ist die Energiespeichervorrichtung 7605, die gebogen werden kann, in 16C dargestellt. Die Energiespeichervorrichtung 7605 weist eine Struktur auf, bei der ein Stromkollektor und eine Anschlusselektrode von entsprechenden zwei kurzen Seiten eines Außenteils freigelegt sind. Ein Film, der als Außenteil der Energiespeichervorrichtung 7605 dient, kann auch geprägt sein, in welchem Fall die Energiespeichervorrichtung 7605 gebogen werden und hohe Zuverlässigkeit aufweisen kann.
16D stellt ein Beispiel für die Innenstruktur der Energiespeichervorrichtung 7605 dar. Wie in 16D dargestellt, beinhaltet die Energiespeichervorrichtung 7605 den Positivelektrodenstromkollektor 12, den Separator 13 und zwei Negativelektrodenstromkollektoren 14. Die zwei Negativelektrodenstromkollektoren 14 weisen Schlitze auf, die sich in die Richtung erstrecken, die senkrecht zu der Richtung ist, in der die Energiespeichervorrichtung 7605 gebogen ist. Der Separator 13 ist gefaltet und der Positivelektrodenstromkollektor 12 ist im Inneren des gefalteten Separators 13 angeordnet. Außerdem liegt der Positivelektrodenstromkollektor 12 zwischen Positivelektrodenaktivmaterialschichten.
Die dünne Energiespeichervorrichtung 7604 kann durch das Verfahren zum Herstellen einer laminierten Sekundärbatterie, die bei der Ausführungsform 1 oder 2 beschrieben worden ist, hergestellt werden.
Die dünne Energiespeichervorrichtung 7604 weist eine laminierte Struktur auf und ist in gebogenem Zustand fixiert. Der Staubsauger 7600 beinhaltet einen Anzeigeabschnitt 7606, der beispielsweise den Restbetrag der Energie in der dünnen Energiespeichervorrichtung 7604 anzeigt. Ein Anzeigebereich des Anzeigeabschnitts 7606 ist derart gekrümmt, dass er an die Form der Außenfläche des Staubsaugers passt. Der Staubsauger beinhaltet ein Verbindungskabel, um mit einer Anschlussdose verbunden zu werden. Wenn die dünne Energiespeichervorrichtung 7604 aufgeladen wird, um ausreichende Energie zu haben, kann das Verbindungskabel von der Anschlussdose herausgezogen werden, damit man den Staubsauger verwenden kann. Die dünne Energiespeichervorrichtung 7604 kann drahtlos aufgeladen werden, ohne das Verbindungskabel zu verwenden.
Wenn man Energiespeichervorrichtungen, die gebogen werden können, in Fahrzeugen verwendet, kann man mit sogenannter sauberer Energie betriebene Fahrzeuge der nächsten Generation wie Hybrid-Elektrofahrzeuge (Hybrid Electric Vehicle: HEV), Elektrofahrzeuge (Electric Vehicle: EV) und Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeuge (Plug-in Hybrid Electric Vehicle: PHEV) herstellen. Außerdem können Energiespeichervorrichtungen, die gebogen werden können, auch in bewegten Objekten, wie landwirtschaftlichen Maschinen, Motorfahrrädern einschließlich Pedelecs, Motorrädern, Elektrorollstühlen, Elektrokarren, Booten oder Schiffen, U-Booten, Flugzeugen, wie Starrflügelflugzeugen und Drehflügelflugzeugen, Raketen, künstlichen Satelliten, Raumsonden, Planetensonden und Raumschiffen verwendet werden.
14A und 14B stellen jeweils ein Beispiel für ein Fahrzeug dar, das nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt wird. Ein Auto 8100 in 14A ist ein Elektrofahrzeug, das mit der Energie eines Elektromotors 8106 läuft. Alternativ ist das Auto 8100 ein Hybrid-Elektrofahrzeug, das angemessen entweder mit einem Elektromotor 8106 oder mit der Maschine fahren kann. In dem Fall des Bereitstellens einer laminierten Sekundärbatterie in dem Fahrzeug wird ein Batteriemodul, das eine Vielzahl von laminierten Sekundärbatterien beinhaltet, in einer oder mehreren Position/en gesetzt. Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung kann eine Energiespeichervorrichtung selbst kompakter und leichter hergestellt werden, und wenn beispielsweise die Energiespeichervorrichtung mit einer gekrümmten Oberfläche an der Innenseite eines Rades eines Fahrzeugs bereitgestellt ist, kann das Fahrzeug ein Fahrzeug mit hoher Laufleistung sein. Darüber hinaus kann eine Energiespeichervorrichtung, die verschiedene Formen aufweisen kann, in einem kleinen Raum in einem Fahrzeug bereitgestellt werden, was Platz in einem Gepäckraum und einen Raum für Fahrer sichern kann. Das Auto 8100 beinhaltet die Energiespeichervorrichtung. Die Energiespeichervorrichtung wird nicht nur zum Betrieb des Elektromotors 8106, sondern auch zur Zufuhr von elektrischem Strom zu einer Licht emittierenden Vorrichtung, wie einem Scheinwerfer 8101 oder einer Innenraumbeleuchtung (nicht abgebildet), verwendet.
Die Energiespeichervorrichtung kann auch elektrischen Strom zu einer Anzeigevorrichtung eines Geschwindigkeitsmessers, eines Tachometers oder dergleichen in dem Auto 8100 zuführen. Darüber hinaus kann die Energiespeichervorrichtung elektrischen Strom zu einer Halbleitervorrichtung in dem Auto 8100 wie ein Navigationssystem zuführen.
14B stellt ein Auto 8200, das die Energiespeichervorrichtung beinhaltet, dar. Das Auto 8200 kann aufgeladen werden, wenn die Energiespeichervorrichtung mit elektrischem Strom über ein externes Ladegerät durch ein System zum Einstecken, ein kontaktloses Stromsversorgungssystem oder dergleichen versorgt wird. In 14B wird die Energiespeichervorrichtung in dem Auto 8200 mittels eines stationären Ladegerätes 8021 über ein Kabel 8022 aufgeladen. Beim Aufladen kann angemessen ein gegebenes Verfahren wie CHAdeMO (eingetragene Warenzeichen) oder Combined Charging System als Ladeverfahren, der Standard eines Verbinders oder dergleichen verwendet werden. Das Ladegerät 8021 kann eine Ladestation in einer Handelseinrichtungen oder einer Haushaltsstromquelle sein. Zum Beispiel kann mittels der Technik zum Einstecken die Energiespeichervorrichtung 8024 in dem Auto 8200 aufgeladen werden, indem sie mit elektrischem Strom von außen versorgt wird. Die Aufladung kann durch Umwandlung eines Wechselstroms in einen Gleichstrom mittels eines Umwandlers wie eines Wechselstrom-Gleichstrom-Wandlers durchgeführt werden.
Darüber hinaus kann, obwohl nicht abgebildet, das Fahrzeug eine Energieempfangseinrichtung beinhalten, so dass es aufgeladen werden kann, indem es mit elektrischem Strom von einem oberirdischen Stromsübertragungsgerät auf eine kontaktlose Weise versorgt wird. In dem Fall des kontaktlosen Stromsversorgungssystems kann das Elektrofahrzeug nicht nur beim Halten, sondern auch beim Fahren aufgeladen werden, indem ein Stromsübertragungsgerät in eine Straße oder eine Außenwand eingebaut wird. Des Weiteren kann das kontaktlose Stromsversorgungssystem benutzt werden, um elektrischen Strom zwischen zwei Fahrzeugen zuzuführen und zu empfangen. Darüber hinaus kann eine Solarzelle in dem Äußeren des Autos bereitgestellt werden, um die Energiespeichervorrichtung aufzuladen, wenn das Auto hält oder sich bewegt. Um elektrischen Strom auf eine solche kontaktlose Weise zuzuführen, kann ein elektromagnetisches Induktions-Verfahren oder ein magnetisches Resonanz-Verfahren verwendet werden.
Nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird der Grad der Flexibilität in einer Stelle, in der die Energiespeichervorrichtung bereitgestellt sein kann, erhöht, und daher kann ein Fahrzeug in effizienter Weise gestaltet werden. Darüber hinaus kann nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung als Ergebnis von verbesserten Eigenschaften der Energiespeichervorrichtung die Energiespeichervorrichtung selbst kompakter und leichter werden. Die kompakte und leichte Energiespeichervorrichtung trägt zu einer Verringerung des Gewichts eines Fahrzeugs bei, und demzufolge erhöht sich die Fahrleistung. Des Weiteren kann die Energiespeichervorrichtung in dem Fahrzeug als Stromsquelle zur Zufuhr von elektrischem Strom zu Produkten, die sich von dem Fahrzeug unterscheiden, verwendet werden. In einem solchen Fall kann man vermeiden, dass man in einer Spitzenzeit des Bedarfs an elektrischem Strom einen gewerblichen Strom verwendet.
Diese Ausführungsform kann mit einer der Ausführungsformen 1 bis 3 frei kombiniert werden.
(Ausführungsform 5)
Als andere Beispiele für elektronische Geräte, bei denen Energiespeichervorrichtungen eingesetzt werden, werden medizinische elektronische Vorrichtungen, die biologische Daten erhalten können, beschrieben. Ein elektronisches Gerät 60 in 15A und 15B kann derart ausgebildet sein, dass ein Gehäuse 61 mit einem oder mehreren Sensoren versehen ist, und hat daher eine Funktion zum Messen von Kraft, Verschiebung, Position, Geschwindigkeit, Beschleunigung, Winkelgeschwindigkeit, Drehzahl, Abstand, Licht, Flüssigkeit, Magnetismus, Temperatur, chemischer Substanz, Ton, Zeit, Härte, elektrischem Feld, Strom, Spannung, elektrischer Energie, Strahlung, Durchflussmenge, Feuchtigkeit, Steigungsgrad, Schwingung, Geruch oder Infrarotstrahlen. Mit Sensoren 63a und 63b können Daten über eine Umgebung (z. B. Temperatur), in der die Energiespeichervorrichtung steht, bestimmt und in einer Speicherschaltung 64 gespeichert werden. Das Gehäuse 61 ist mit einem Anzeigeabschnitt 62 versehen, der einen Berührungseingabesensor beinhaltet.
Zum Beispiel ist das elektronische Gerät 60 mit einer Lichtquelle, wie einer LED, versehen, so dass Licht der Lichtquelle zu einer Haut, die das elektronische Gerät 60 überlappt, emittiert werden kann, um eine Änderung des Blutkreislaufs aus von der Innenseite der Haut reflektiertem Licht zu messen und Impulsdaten durch arithmetische Verarbeitung zu erhalten. Eine Messung wird an mehr als einem Abschnitt durchgeführt, und der Durchschnitt der Messergebnisse wird verwendet, um genaue biologische Daten zu erhalten. Das elektronische Gerät 60 ist ferner mit einer Schaltung 65 versehen, die Signalverarbeitungsvorgang durchführen kann, wie einer CPU.
Das elektronische Gerät 60 kann mit einem Sensor versehen sein, der andere biologische Daten als Impulsdaten erhalten kann. Beispiele für andere biologische Daten umfassen Temperatur, Blutdruck, die Menge der Aktivität, die Anzahl der Schritte und den Anteil des subkutanen Fetts.
Obwohl 15A und 15B das elektronische Gerät darstellen, das den Anzeigeabschnitt 62 beinhaltet, ist eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung nicht besonders darauf beschränkt. Auch ohne den Anzeigeabschnitt 62 können erhaltene biologische Daten geprüft werden, indem sie auf einem anderen elektronischen Gerät, wie einem Mobiltelefon oder einem Smartphone, angezeigt werden, wenn mindestens eine Schaltung 66 (einschließlich beispielsweise einer Antenne), die biologische Daten senden und empfangen kann, bereitgestellt ist. In dem Fall, in dem ein Benutzer, der das elektronische Gerät 60 an seinem Arm trägt, ein Pflegebedürftiger ist, ist es zu bevorzugen, dass Daten auch an medizinische Einrichtungen, wie ein Krankenhaus in einem Ort in großer Entfernung, gesendet werden. In diesem Fall können Echtzeitdaten dem Krankenhaus zugeführt werden, und der Benutzer kann Anweisungen für eine angemessene Behandlung von einem Arzt im Krankenhaus, beispielsweise über ein Mobiltelefon oder ein Smartphone, bekommen.
Das elektronische Gerät 60 kann eine Funktion zum Erhalten aktueller biologischer Daten eines Benutzers sowie Positionsdaten, die von GPS des elektronischen Gerätes 60 empfangen werden, und zum schnellen automatischen Mitteilen der Daten an eine medizinische Anlage, wenn er, der am Arm das elektronische Gerät 60 trägt, auf der Straße wegen eines Gesundheitsproblems umfällt, aufweisen. Wenn Daten einer Organspenderkarte oder Daten über Namen, Alter, Blutgruppe und dergleichen eines Benutzers in der Schaltung 64 gespeichert sind, kann ein Retter Informationen über den Benutzer unter Verwendung des elektronischen Gerätes 60 erhalten, auch wenn dieser bewusstlos ist.
Diese Ausführungsform kann mit einer der Ausführungsformen 1 bis 4 frei kombiniert werden.
Es sei angemerkt, dass, was bei einer Ausführungsform beschrieben wird (oder ein Teil davon), auf oder mit unterschiedliche/n Inhalte/n der Ausführungsform und/oder was bei einer anderen Ausführungsform oder anderen Ausführungsformen beschrieben wird (oder ein Teil davon), angewendet, kombiniert oder ersetzt werden kann.
Es sei angemerkt, dass bei jeder Ausführungsform, was bei der Ausführungsform beschrieben wird, anhand verschiedener Schemata beschriebener Inhalt oder mit dem Text in dieser Beschreibung beschriebener Inhalt ist.
Es sei angemerkt, dass durch Kombinieren eines Schemas (oder es kann ein Teil des Schemas sein) bei einer Ausführungsform mit einem anderen Teil des Schemas, einem unterschiedlichen Schema (oder es kann ein Teil des unterschiedlichen Schemas sein) bei der Ausführungsform und/oder einem Schema (oder es kann ein Teil des unterschiedlichen Schemas sein) bei einer anderen Ausführungsform oder anderen Ausführungsformen viel mehr Schemata gebildet werden können.
Es sei angemerkt, dass Inhalte, die in keiner Zeichnung oder keinem Text in der Beschreibung spezifiziert sind, von einer Ausführungsform der Erfindung ausgeschlossen werden können. Alternativ wird dann, wenn der Umfang eines Wertes beschrieben wird, der durch die Maximum- und Minimumwerte definiert wird, ein Teil des Umfangs angemessen eingeschränkt und ein Teil des Umfangs wird entfernt, wodurch eine Ausführungsform der Erfindung ausschließlich eines Teils des Umfangs konstruiert werden kann. Auf diese Weise ist es möglich, den technischen Umfang einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beispielsweise derart zu spezifizieren, dass eine herkömmliche Technologie ausgeschlossen wird.
Als konkretes Beispiel ist ein Bild einer Schaltung, welche erste bis fünfte Transistoren aufweist, dargestellt. In diesem Fall kann es spezifiziert werden, dass in der Erfindung die Schaltung keinen sechsten Transistor umfasst. Es kann spezifiziert werden, dass in der Erfindung die Schaltung keinen Kondensator umfasst. Es kann spezifiziert werden, dass in der Erfindung die Schaltung keinen sechsten Transistor mit einer bestimmten Verbindungsstruktur umfasst. Es kann spezifiziert werden, dass in der Erfindung die Schaltung keinen Kondensator mit einer bestimmten Verbindungsstruktur umfasst. Zum Beispiel kann spezifiziert werden, dass ein sechster Transistor, dessen Gate mit einem Gate des dritten Transistors verbunden ist, nicht in der Erfindung umfasst ist. Zum Beispiel kann spezifiziert werden, dass ein Kondensator, dessen erste Elektrode mit dem Gate des dritten Transistors verbunden ist, nicht in der Erfindung umfassen wird.
Als weiteres spezifisches Beispiel wird der Ausdruck eines Wertes, „eine Spannung ist vorzugsweise höher als oder gleich 3 V und niedriger oder als gleich 10 V” gegeben. In diesem Fall kann beispielsweise spezifiziert werden, dass der Fall, in dem die Spannung höher als oder gleich –2 V und niedriger als oder gleich 1 V ist, von einer Ausführungsform der Erfindung ausgeschlossen wird. Zum Beispiel kann spezifiziert werden, dass der Fall, in dem die Spannung höher als oder gleich 13 V ist, von einer Ausführungsform der Erfindung ausgeschlossen wird. Es sei angemerkt, dass beispielsweise in der Erfindung spezifiziert werden kann, dass die Spannung höher als oder gleich 5 V und niedriger oder gleich 8 V ist. Zum Beispiel kann spezifiziert werden, dass in der Erfindung die Spannung ungefähr 9 V ist. Zum Beispiel kann spezifiziert werden, dass in der Erfindung die Spannung höher als oder gleich 3 V und niedriger oder gleich 10 V aber nicht 9 V ist. Es sei angemerkt, dass dann, auch wenn die Erläuterung „ein Wert liegt vorzugsweise in einem gewissen Bereich” oder „ein Wert erfüllt eine gewisse Bedingung” gegeben wird, der Wert nicht auf die Erläuterung beschränkt ist. Mit anderen Worten beschränkt den Wert eine Erläuterung eines Wertes, die einen Begriff „bevorzugt” „vorzugsweise” oder dergleichen enthält, nicht notwendigerweise.
Als weiteres spezifisches Beispiel wird die Erläuterung „eine Spannung ist vorzugsweise 10 V” gegeben. In diesem Fall kann beispielsweise spezifiziert werden, dass der Fall, in dem die Spannung höher als oder gleich –2 V und niedriger als oder gleich 1 V ist, von einer Ausführungsform der Erfindung ausgeschlossen wird. Zum Beispiel kann spezifiziert werden, dass der Fall, in dem die Spannung höher als oder gleich 13 V ist, von einer Ausführungsform der Erfindung ausgeschlossen wird.
Als weiteres spezifisches Beispiel wird die Erläuterung „ein Film ist ein isolierender Film” gegeben, um eine Eigenschaft eines Materials zu beschreiben. In diesem Fall kann beispielsweise spezifiziert werden, dass der Fall, in dem der isolierende Film ein organischer isolierender Film ist, von einer Ausführungsform der Erfindung ausgeschlossen wird. Zum Beispiel kann spezifiziert werden, dass der Fall, in dem der isolierende Film ein anorganischer isolierender Film ist, von einer Ausführungsform der Erfindung ausgeschlossen wird. Zum Beispiel kann spezifiziert werden, dass der Fall, in dem der isolierende Film ein leitfähiger Film ist, von einer Ausführungsform der Erfindung ausgeschlossen wird. Zum Beispiel kann spezifiziert werden, dass der Fall, in dem der isolierende Film ein Halbleiterfilm ist, von einer Ausführungsform der Erfindung ausgeschlossen wird.
Als weiteres spezifisches Beispiel wird die Erläuterung einer Schichtstruktur „ein Film ist zwischen einem A-Film und einem B-Film angeordnet” gegeben. In diesem Fall kann beispielsweise spezifiziert werden, dass der Fall, in dem der Film ein geschichteter Film aus vier oder mehr Schichten ist, von der Erfindung ausgeschlossen wird. Zum Beispiel kann spezifiziert werden, dass der Fall, in dem ein leitfähiger Film zwischen dem A-Film und dem Film angeordnet ist, von der Erfindung ausgeschlossen wird.
Es sei angemerkt, dass verschiedene Personen eine Ausführungsform der Erfindung in dieser Beschreibung und dergleichen umsetzen können. Jedoch können sich verschiedene Personen an der Umsetzung der Ausführungsform der Erfindung beteiligen. Zum Beispiel ist in dem Fall eines Sende-/Empfangssystems der folgende Fall möglich: Unternehmen A fertigt und verkauft Sendevorrichtungen, und Unternehmen B fertigt und verkauft Empfangsvorrichtungen. Als weiteres Beispiel ist in dem Fall einer Licht emittierenden Vorrichtung, die einen Transistor und ein Licht emittierendes Element beinhaltet, der folgende Fall möglich: Unternehmen A fertigt und verkauft Halbleitervorrichtungen, die Transistoren beinhalten, und Unternehmen B kauft die Halbleitervorrichtungen, stellt Licht emittierende Elemente für die Halbleitervorrichtungen bereit und fertigt Licht emittierende Vorrichtungen.
In einem solchen Fall kann eine Ausführungsform der Erfindung derart konstituiert werden, dass eine Patentverletzung jeweils gegen Unternehmen A und Unternehmen B geltend gemacht werden kann. Mit anderen Worten kann eine Ausführungsform der Erfindung derart konstituiert werden, dass nur Unternehmen A die Ausführungsform umsetzt, und eine andere Ausführungsform der Erfindung kann derart konstituiert werden, dass nur Unternehmen B die Ausführungsform umsetzt. Eine Ausführungsform der Erfindung, mit der eine Patentverletzungsklage gegen Unternehmen A oder Unternehmen B eingereicht werden kann, ist deutlich und kann als in dieser Patentschrift offenbart betrachtet werden oder dergleichen. Beispielsweise kann im Fall eines Sende-/Empfangssystems dann, wenn auch diese Beschreibung oder dergleichen keine Erläuterung des Falls, in dem eine Sendevorrichtung allein verwendet wird, oder des Falls, in dem eine Empfangsvorrichtung allein verwendet wird, enthält, eine Ausführungsform der Erfindung durch lediglich die Sendevorrichtung konstituiert werden, und eine andere Ausführungsform der Erfindung kann durch lediglich die Empfangsvorrichtung konstituiert werden. Diese Ausführungsformen der Erfindung sind deutlich und können als in dieser Patentschrift offenbart betrachtet werden oder dergleichen. Ein weiteres Beispiel ist wie folgt: in dem Fall einer Licht emittierenden Vorrichtung, die einen Transistor und ein Licht emittierendes Element beinhaltet, kann dann, wenn auch diese Beschreibung oder dergleichen keine Erläuterung des Falls, in dem eine Halbleitervorrichtung, die den Transistor beinhaltet, allein verwendet wird, oder des Falls, in dem eine Licht emittierende Vorrichtung, die das Licht emittierende Element beinhaltet, allein verwendet wird, eine Ausführungsform der Erfindung durch lediglich die Halbleitervorrichtung konstituiert werden, die den Transistor beinhaltet, und eine andere Ausführungsform der Erfindung kann durch lediglich die Licht emittierende Vorrichtung konstituiert werden, die das Licht emittierende Element beinhaltet. Diese Ausführungsformen der Erfindung sind deutlich und können als in dieser Patentschrift offenbart betrachtet werden oder dergleichen.
Es sei angemerkt, dass es in dieser Beschreibung und dergleichen einem Fachmann möglich sein kann, eine Ausführungsform der Erfindung selbst dann zu bilden, wenn Abschnitte, mit denen die sämtlichen Anschlüsse eines aktiven Elements (z. B. eines Transistors oder einer Diode), eines passiven Elements (z. B. eines Kondensators oder eines Widerstandes) und dergleichen verbunden sind, nicht spezifiziert sind. Mit anderen Worten ist eine Ausführungsform der Erfindung dann deutlich, wenn auch Verbindungsabschnitte nicht spezifiziert sind. Ferner kann es in dem Fall, in dem ein Verbindungsabschnitt in dieser Beschreibung und dergleichen offenbart ist, in einigen Fällen bestimmt werden, dass eine Ausführungsform der Erfindung, bei der kein Verbindungsabschnitt spezifiziert ist, in dieser Beschreibung und dergleichen offenbart ist. Insbesondere ist es in dem Fall, in dem die Anzahl der Abschnitte, mit denen der Anschluss verbunden ist, mehr als 1 sein kann, nicht erforderlich, die Abschnitte zu spezifizieren, mit denen der Anschluss verbunden wird. Es kann daher möglich sein, eine Ausführungsform der Erfindung zu bilden, indem nur Abschnitte spezifiziert werden, mit denen einige Anschlüsse eines aktiven Elements (z. B. eines Transistors oder einer Diode), eines passiven Elements (z. B. eines Kondensators oder eines Widerstandes) und dergleichen verbunden sind.
Es sei angemerkt, dass es in dieser Beschreibung und dergleichen einem Fachmann möglich sein kann, die Erfindung zu spezifizieren, wenn zumindest der Verbindungsabschnitt einer Schaltung spezifiziert ist. Alternativ kann es einem Fachmann möglich sein, die Erfindung zu spezifizieren, wenn zumindest eine Funktion einer Schaltung spezifiziert ist. Mit anderen Worten ist dann, wenn eine Funktion einer Schaltung spezifiziert ist, eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung deutlich. Darüber hinaus kann bestimmt werden, dass eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, deren Funktion spezifiziert ist, in dieser Beschreibung und dergleichen offenbart ist. Wenn ein Verbindungsabschnitt einer Schaltung spezifiziert ist, ist daher die Schaltung als eine Ausführungsform der Erfindung selbst dann offengelegt, wenn auch keine Funktion spezifiziert ist, und eine Ausführungsform der Erfindung kann konstituiert werden. Wenn eine Funktion einer Schaltung spezifiziert ist, ist alternativ die Schaltung als Ausführungsform der Erfindung selbst dann offengelegt, wenn kein Verbindungsabschnitt spezifiziert ist, und eine Ausführungsform der Erfindung kann konstituiert werden.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen ein Teil eines Schemas oder eines Textes, das/der bei einer Ausführungsform beschrieben wird, entnommen werden kann, um eine Ausführungsform der Erfindung zu konstituieren. Auf diese Weise sind in dem Fall, in dem ein Schema oder ein Text in Bezug auf einen bestimmten Abschnitt beschrieben wird, die Inhalte, die aus einem Teil des Schemas oder des Textes entnommen werden, auch als Ausführungsform der Erfindung offengelegt, und es kann eine Ausführungsform der Erfindung konstituiert werden. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist deutlich. Daher wird zum Beispiel in einem Schema oder einem Text, in dem ein oder mehrere aktive Elemente (z. B. Transistoren oder Dioden), Leitungen, passive Elemente (z. B. Kondensatoren oder Widerstände), leitfähige Schichten, isolierende Schichten, Halbleiterschichten, organische Materialien, anorganische Materialien, Komponenten, Vorrichtungen, Betriebsverfahren, Fertigungsverfahren oder dergleichen beschrieben werden, ein Teil des Schemas oder des Textes entnommen, und es kann eine Ausführungsform der Erfindung konstituiert werden. Beispielsweise ist es möglich, aus einem Schaltplan, in dem N Schaltungselemente (z. B. Transistoren oder Kondensatoren; N ist eine ganze Zahl) bereitgestellt sind, M Schaltungselemente (z. B. Transistoren oder Kondensatoren; M ist eine ganze Zahl, wobei M < N gilt) zu entnehmen und eine Ausführungsform der Erfindung zu konstituieren. Als weiteres Beispiel ist es möglich, M Schichten (M ist eine ganze Zahl, wobei M < N gilt) aus einer Querschnittsansicht, in der N Schichten (N ist eine ganze Zahl) bereitgestellt sind, zu entnehmen und eine Ausführungsform der Erfindung zu konstituieren. Als weiteres Beispiel ist es möglich, M Elemente (M ist eine ganze Zahl, wobei M < N gilt) aus einem Ablaufplan zu entnehmen, in dem N Elemente (N ist eine ganze Zahl) bereitgestellt sind, und eine Ausführungsform der Erfindung zu konstituieren. Als weiteres Beispiel ist es möglich, einige gegebene Elemente aus einem Satz „A umfasst B, C, D, E oder F” zu entnehmen und eine Ausführungsform der Erfindung zu konstituieren, beispielsweise „A umfasst B und E”, „A umfasst E und F”, „A umfasst C, E und F” oder „A umfasst B, C, D und E”.
Es sei angemerkt, dass es in dem Fall, in dem zumindest ein spezifisches Beispiel in einem Schema oder einem Text, das/der bei einer Ausführungsform in dieser Beschreibung und dergleichen beschrieben wird, für einen Fachmann leicht ersichtlich ist, dass ein umfassenderes Konzept des spezifischen Beispiels abgeleitet werden kann. Daher wird in dem Schema oder dem Text, das/der bei einer Ausführungsform beschrieben wird, in dem Fall, in dem zumindest ein spezifisches Beispiel beschrieben wird, ein umfassenderes Konzept des spezifischen Beispiels als Ausführungsform der Erfindung offenbart, und es kann eine Ausführungsform der Erfindung konstituiert werden. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist deutlich.
Es sei angemerkt, dass in dieser Beschreibung und dergleichen, was in zumindest einem Schema beschrieben wird (das ein Teil des Schemas sein kann), dargestellt ist, als Ausführungsform der Erfindung offenbart ist und dass eine Ausführungsform der Erfindung konstituiert werden kann. Daher sind, wenn gewisse Inhalte in einem Schema beschrieben werden, die Inhalte als Ausführungsform der Erfindung selbst dann offenbart, wenn die Inhalte nicht mit einem Text beschrieben werden, und es kann eine Ausführungsform der Erfindung konstituiert werden. In ähnlicher Weise ist ein Teil eines Schemas, der aus dem Schema entnommen wird, als eine Ausführungsform der Erfindung offengelegt, und es kann eine Ausführungsform der Erfindung konstituiert werden. Die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist deutlich.
[Beispiel 1]
In diesem Beispiel wurde die dünne Speicherbatterie (Lithiumionen-Sekundärbatterie), die bei der Ausführungsform 1 beschrieben ist, als Energiespeichervorrichtung nach einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hergestellt. Die anfänglichen Lade- und Entladeeigenschaften der Lithiumionen-Sekundärbatterie und die Lade- und Entladeeigenschaften der Lithiumionen-Sekundärbatterie, die einer Biegeprüfung mittels eines Biegeprüfers unterzogen worden ist, wurden bewertet.
Die Lithiumionen-Sekundärbatterie wurde nach der Ausführungsform 1 mittels LiCoO₂ als Positivelektrodenaktivmaterial, Graphit als Negativelektrodenaktivmaterial und eines geprägten laminierten Aluminiumfilms hergestellt. Die Lithiumionen-Sekundärbatterie, die nach der Ausführungsform 1 erhalten wird, beinhaltet sechs Stromkollektoren, die jeweils eine mit einer Positivelektrodenaktivmaterialschicht versehene Oberfläche haben, und sechs Stromkollektoren, die jeweils eine mit einer Negativelektrodenaktivmaterialschicht versehene Oberfläche haben. Die Dicke der Lithiumionen-Sekundärbatterie ist ungefähr 2,1 mm. Tabelle 1 zeigt die Größe und dergleichen der Batterie. [Tabelle 1]

Spannung 3,7 V

Kapazität ca. 300 mAh

Außen Abmessung (außer Leitungsabschnitt) Dicke 2,1 mm

Höhe 75 mm

Breite 60 mm

Gewicht ca. 11,5 g
21A ist ein Foto des Aussehens des Biegeprüfers. 21B zeigt den Zustand, in dem die hergestellte Lithiumionen-Sekundärbatterie auf dem Prüfer gesetzt ist. Der Prüfer beinhaltet einen zylindrischen Stützteil mit einem Krümmungsradius von 40 mm, der sich in die Richtung der Tiefe erstreckt, unter der Lithiumionen-Sekundärbatterie in einem zentralen Abschnitt. Der Prüfer beinhaltet auch einen Arm, der sich nach rechts erstreckt, und einen Arm, der sich nach links erstreckt. Endabschnitte der Arme sind mechanisch mit Halteplatten verbunden. Durch Bewegen der Endabschnitte der Arme nach oben oder nach unten können die Halteplatten entlang dem Stützteil gebogen werden. Beim Durchführen der Biegeprüfung der Lithiumionen-Sekundärbatterie lag die Lithiumionen-Sekundärbatterie zwischen den zwei Halteplatten. Daher kann bei Bewegung der Endabschnitte der Arme nach oben und nach unten die Lithiumionen-Sekundärbatterie an dem zylindrischen Stützteil gebogen werden. Insbesondere erlaubt Absenkung der Endabschnitte der Arme der Lithiumionen-Sekundärbatterie, sich mit einem Krümmungsradius von 40 mm zu biegen. Da die Lithiumionen-Sekundärbatterie gebogen wurde, während sie zwischen den zwei Halteplatten lag, konnte es vermieden werden, dass unnötige Kraft außer Biegekraft auf die Lithiumionen-Sekundärbatterie ausgeübt wurde. Darüber hinaus konnte die Biegekraft gleichmäßig auf die ganze Lithiumionen-Sekundärbatterie ausgeübt werden.
Die Biegeprüfung wurde mit Zeitabständen von 10 Sekunden im Bereich von Krümmungsradius von 40 mm bis 150 mm durchgeführt. Die Lade- und Entladeeigenschaften wurden bei 25°C bewertet, nachdem die Lithiumionen-Sekundärbatterie von dem Prüfer abgesetzt worden war. Aufladen wurde bei einem konstanten Strom von 0,2 C (69 mA) durchgeführt, bis die Spannung eine obere Spannungsgrenze von 4,1 V erreichte, und dann bei einer Rate von 0,01 C (3 mA) durchgeführt, bis die Sekundärbatterie vollständig aufgeladen war. Entladen wurde bei einer Rate von 0,2 C (69 mA) durchgeführt, bis die Spannung eine untere Spannungsgrenze von 2,5 V erreichte.
Hier werden eine Laderate und eine Entladerate beschrieben. Zum Beispiel bedeutet in dem Fall der Aufladung einer Sekundärbatterie mit einer Kapazität von X [Ah] bei einem konstanten Strom eine Laderate von 1 C den Stromwert I [A], mit dem Aufladung genau in einer Stunde abgeschlossen wird, und eine Laderate von 0,2 C bedeutet I/5 [A] (d. h. den Stromwert, mit dem Aufladung in genau 5 Stunden beendet wird). In ähnlicher Weise bedeutet eine Entladerate von 1 C den Stromwert I [A], mit dem Entladung genau in einer Stunde abgeschlossen wird, und eine Entladerate von 0,2 C bedeutet I/5 [A] (d. h. den Stromwert, mit dem Entladung genau in 5 Stunden beendet wird).

Tabelle 2 zeigt die Ergebnisse der Biegeprüfung. Es sei angemerkt, dass Entladekapazitäten (mAh/g), die in Tabelle 2 gezeigt sind, jeweils ein Wert pro Gewichtseinheit des Positivelektrodenaktivmaterials sind. [Tabelle 2]

Anzahl der Biegevorgänge (Mal)	Ladekapazität (mAh)	Entladekapazität (mAh/g)	Kapazitäts-Selbstbehaltsquote (%)
0	336,5	133,3	100
1000	335,6	132,9	99,7
3000	333,5	132,1	99,1
6000	331,1	131,1	98,35
10000	329,3	130,4	97,82

Röntgenstrahl-CT-Fotos wurden dann aufgenommen, nachdem das Biegen 0-mal, 1000-mal, 3000-mal, 6000-mal und 10000-mal durchgeführt worden war, und es wurde festgestellt, ob die Innenseite beschädigt war. 22A bis 22E zeigen die entsprechenden Röntgenstrahl-CT-Fotos.
22F ist ein Foto des Aussehens der Lithiumionen-Sekundärbatterie, nachdem der Biegeversuch 10000-mal durchgeführt worden war. 22G zeigt die Lade- und Entladeeigenschaften.
Es wurde bestätigt, dass die Lithiumionen-Sekundärbatterie, bei der der geprägte Film als Außenteil eingesetzt wurde, auch dann keine Beschädigung an ihrem Aussehen oder ihrer Innenstruktur aufwies, nachdem sie dem Biegeversuch 10000-mal unterzogen worden war, und die Lade- und Entladekurven keine Abweichungen aufzeigen.
[Beispiel 2]
In diesem Beispiel wurde eine dünne Speicherbatterie (Lithiumionen-Sekundärbatterie), die ein Positivelektrodenaktivmaterial enthält, die sich von demjenigen in dem Beispiel 1 unterscheidet, hergestellt. Die anfänglichen Lade- und Entladeeigenschaften der Lithiumionen-Sekundärbatterie und die Lade- und Entladeeigenschaften der Lithiumionen-Sekundärbatterie, die einer Biegeprüfung mittels eines Biegeprüfers unterzogen worden ist, wurden bewertet.
Die Lithiumionen-Sekundärbatterie wurde nach der Ausführungsform 1 mittels LiFePO₄ als Positivelektrodenaktivmaterial, Graphit als Negativelektrodenaktivmaterial und eines geprägten laminierten Aluminiumfilms hergestellt. Die Lithiumionen-Sekundärbatterie, die nach der Ausführungsform 1 erhalten wird, beinhaltet zehn Stromkollektoren, die jeweils eine mit einer Positivelektrodenaktivmaterialschicht versehene Oberfläche haben, und zehn Stromkollektoren, die jeweils eine mit einer Negativelektrodenaktivmaterialschicht versehene Oberfläche haben. Die Dicke der Lithiumionen-Sekundärbatterie ist ungefähr 3 mm. Tabelle 3 zeigt die Größe und dergleichen der Batterie. [Tabelle 3]

Spannung 3,2 V

Kapazität ca. 300 mAh

Außen Abmessung (außer Verbindungsabschnitt) Dicke 3 mm

Höhe 75 mm

Breite 60 mm

Gewicht ca. 16 g
Die Auflade- und Entladeeigenschaften wurden bei 25°C bewertet, nachdem die Lithiumionen-Sekundärbatterie von dem Prüfer abgesetzt worden war. Aufladen wurde bei einem konstanten Strom von 0,2 C (78 mA) durchgeführt, bis die Spannung eine obere Spannungsgrenze von 4,0 V erreichte. Entladen wurde bei 0,2 C (78 mA) durchgeführt, bis die Spannung eine untere Spannungsgrenze von 2,0 V erreichte.

Tabelle 4 zeigt die Ergebnisse der Biegeprüfung. Es sei angemerkt, dass Entladekapazitäten (mAh/g), die in Tabelle 4 gezeigt sind, jeweils ein Wert pro Gewichtseinheit des Positivelektrodenaktivmaterials sind. [Tabelle 4]

Anzahl der Biegevorgänge (Mal)	Ladekapazität (mAh)	Entladekapazität (mAh/g)	Kapazitäts-Selbstbehaltsquote (%)
0	315,9	138,7	100
1000	314,4	138	99,5
3000	312,9	137,4	99,06
6000	311	136,5	98,41
10000	309	135,7	97,84

Röntgenstrahl-CT-Fotos wurde dann aufgenommen, nachdem das Biegen 0-mal, 1000-mal, 3000-mal, 6000-mal und 10000-mal durchgeführt worden war, und es wurde festgestellt, ob die Innenseite beschädigt war. 23A bis 23E zeigen die entsprechenden Röntgenstrahl-CT-Fotos.
23F ist ein Foto des Aussehens der Lithiumionen-Sekundärbatterie, nach dem der Biegeversuch 10000-mal durchgeführt worden war. 23G zeigt die Lade- und Entladeeigenschaften.
Es wurde wie in Beispiel 1 bestätigt, dass die Lithiumionen-Sekundärbatterie, bei der der geprägte Film als Außenteil eingesetzt wurde, auch dann keine Beschädigung ihres Aussehen oder ihrer Innenstruktur aufwies nachdem sie dem Biegeversuch 10000-mal unterzogen worden war, und die Lade- und Entladekurven keine Abweichungen aufweisen.
[Beispiel 3]
Eine Lithiumionen-Sekundärbatterie, die LiCoO₂ als Positivelektrodenaktivmaterial enthält und die gleiche Struktur aufweist wie die Lithiumionen-Sekundärbatterie in dem Beispiel 1, wurde einem Biegeversuch 1000-mal unterzogen, während sie bei 0,2 C vom Anfang der Aufladung bis zum Ende der Aufladung aufgeladen wurde. 24A zeigt die Ladeeigenschaften der Lithiumionen-Sekundärbatterie.
Außerdem wurde die Lithiumionen-Sekundärbatterie dem Biegeversuch 1000-mal unterzogen, während sie (bei 0,2 C) vom Anfang der Aufladung bis zum Ende der Entladung entladen wurde (die Endspannung: ungefähr 2,5 V). 24B zeigt die Entladeeigenschaften der Lithiumionen-Sekundärbatterie.
Die Ergebnisse in 24A und 24B zeigen auf, dass es auch bei der Biegeprüfung während der Aufladung und der Entladung keinen nachteiligen Effekt, wie eine Spannungsänderung, gab.
Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2013-219546 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 22. Oktober, 2013, der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2014-095169 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 2. Mai, 2014, der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2014-107474 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 23. Mai, 2014, und der japanischen Patentanmeldung mit der Seriennr. 2014-133062 , eingereicht beim japanischen Patentamt am 27. Juni, 2014, deren gesamter Inhalt hiermit zum Gegenstand der vorliegenden Offenlegung gemacht ist.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2013-219546 [0236]
JP 2014-095169 [0236]
JP 2014-107474 [0236]
JP 2014-133062 [0236]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

Bluetooth-(eingetragenes Warenzeichen, entspricht IEEE802.15.1)Standards [0164]
Bluetooth-(eingetragenes Warenzeichen, entspricht IEEE802.15.1)Standards [0173]

Claims

Sekundärbatterie, die umfasst: einen Positivelektrodenstromkollektor; einen Negativelektrodenstromkollektor; einen Separator zwischen dem Positivelektrodenstromkollektor und dem Negativelektrodenstromkollektor; einen gefalteten Film, in dessen Innerem der Positivelektrodenstromkollektor, der Negativelektrodenstromkollektor und der Separator liegen; und eine Klebeschicht in dem gefalteten Film, wobei der gefaltete Film eine Form des gefalteten Films ändern kann, wobei der gefaltete Film umfasst: einen ersten Bereich, der den Positivelektrodenstromkollektor, den Negativelektrodenstromkollektor und den Separator überlappt; und einen zweiten Bereich, der die Klebeschicht überlappt, wobei der gefaltete Film eine Vielzahl von Vorsprüngen oder eine Vielzahl von Vertiefungen über der ganzen Oberfläche umfasst, und wobei sich die Höhe der Vielzahl von Vorsprüngen oder der Vielzahl von Vertiefungen in dem ersten Bereich von derjenigen in dem zweiten Bereich unterscheidet.
Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei sowohl der Positivelektrodenstromkollektor als auch der Negativelektrodenstromkollektor einen vorstehenden Abschnitt umfassen, und wobei der vorstehende Abschnitt eine gekrümmte Form aufweist.
Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei sowohl der Positivelektrodenstromkollektor als auch der Negativelektrodenstromkollektor einen vorstehenden Abschnitt umfassen, und wobei der vorstehende Abschnitt einen Schlitz aufweist.
Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei der Separator gefaltet ist, und wobei der Positivelektrodenstromkollektor und/oder der Negativelektrodenstromkollektor in dem Separator, der gefaltet ist, liegt/liegen.
Sekundärbatterie nach Anspruch 1, die eine Schichtanordnung aus einer Vielzahl von Positivelektrodenstromkollektoren, einer Vielzahl von Negativelektrodenstromkollektoren und einer Vielzahl von Separatoren umfasst.
Elektronisches Gerät, das umfasst: ein Gehäuse; die Sekundärbatterie nach Anspruch 1, wobei die Sekundärbatterie in dem Gehäuse liegt; und eine Anzeigevorrichtung, die in dem Gehäuse liegt und elektrisch mit der Sekundärbatterie verbunden ist.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 6, wobei das Gehäuse eine gekrümmte Form aufweist, und wobei die Sekundärbatterie eine Form entlang der gekrümmten Form des Gehäuses aufweist.
Sekundärbatterie, die umfasst: einen ersten Film; einen zweiten Film; einen Positivelektrodenstromkollektor zwischen dem ersten Film und dem zweiten Film; einen Negativelektrodenstromkollektor zwischen dem ersten Film und dem zweiten Film; einen Separator zwischen dem Positivelektrodenstromkollektor und dem Negativelektrodenstromkollektor; und eine Klebeschicht zwischen dem ersten Film und dem zweiten Film, wobei der erste Film eine Form des ersten Films ändern kann, wobei der zweite Film eine Form des zweiten Films ändern kann, wobei der erste Film und der zweite Film jeweils umfassen: einen ersten Bereich, der den Positivelektrodenstromkollektor, den Negativelektrodenstromkollektor und den Separator überlappt; und einen zweiten Bereich, der die Klebeschicht überlappt, wobei der erste Film und der zweite Film jeweils eine Vielzahl von Vorsprüngen oder eine Vielzahl von Vertiefungen über der ganzen Oberfläche umfassen, und wobei sich die Höhe der Vielzahl von Vorsprüngen oder der Vielzahl von Vertiefungen in dem ersten Bereich von demjenigen in dem zweiten Bereich unterscheidet.
Sekundärbatterie nach Anspruch 8, wobei sowohl der Positivelektrodenstromkollektor als auch der Negativelektrodenstromkollektor einen vorstehenden Abschnitt umfassen, und wobei der vorstehende Abschnitt eine gekrümmte Form aufweist.
Sekundärbatterie nach Anspruch 8, wobei sowohl der Positivelektrodenstromkollektor als auch der Negativelektrodenstromkollektor einen vorstehenden Abschnitt umfassen, und wobei der vorstehende Abschnitt einen Schlitz aufweist.
Sekundärbatterie nach Anspruch 8, wobei der Separator gefaltet ist, und wobei der Positivelektrodenstromkollektor und/oder der Negativelektrodenstromkollektor in dem Separator, der gefaltet ist, liegt/liegen.
Sekundärbatterie nach Anspruch 8, die eine Schichtanordnung aus einer Vielzahl von Positivelektrodenstromkollektoren, einer Vielzahl von Negativelektrodenstromkollektoren und einer Vielzahl von Separatoren umfasst.
Elektronisches Gerät, das umfasst: ein Gehäuse; die Sekundärbatterie nach Anspruch 8, wobei die Sekundärbatterie in dem Gehäuse ist; und eine Anzeigevorrichtung, die in dem Gehäuse ist und elektrisch mit der Sekundärbatterie verbunden ist.
Elektronisches Gerät nach Anspruch 13, wobei das Gehäuse eine gekrümmte Form aufweist, und wobei die Sekundärbatterie eine Form entlang der gekrümmten Form des Gehäuses aufweist.