JP2008034178A - Flat battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ICカード、IDカード、ハガキなどに封入して用いられる薄型の扁平型電池に関する。 The present invention relates to a thin flat battery used by being enclosed in an IC card, an ID card, a postcard or the like.
従来、乾電池としては、円筒型、ボタン型、平板型などのものが広く用いられている。
これらの電池は、その厚みや大きさなどから、持ち運びに不便なだけでなく、例えば、ICカードなどの厚みの薄いものへ適用することはできなかった。
そこで、これらの不都合を解消するために、フィルム状の扁平型電池が提案されている(例えば、特許文献1、2参照)。
従来の扁平型電池としては、例えば、図2に示すような構造のものが挙げられる。
図2は、従来の扁平型電池の一例を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のB−B線に沿う断面図である。
この例の扁平型電池100は、プラスチックシート101の一方の面101aに正の電極板102と、負の電極板103とがそれぞれ金属粒子または金属箔によって形成されており、正の電極板102と、負の電極板103の表面に活物質が塗布されている。また、それぞれ液状またはゲル状の電解質104を塗布した後、正の電極板102と、負の電極板103とが、間に電解液を浸透したセパレータ105を挟んで対向するようにプラスチックシート101を折り曲げ、このときに、正の電極板102の接続部102aおよび負の電極板103の接続部103aをプラスチックシート101の外形から重ならないように突出して電極を構成されている。また、電解質104およびセパレータ105は、正の電極板102から負の電極板103に渡って配された接着層106により封止されている。
These batteries are not only inconvenient to carry due to their thickness and size, but also cannot be applied to thin ones such as IC cards.
Therefore, in order to eliminate these disadvantages, a film-like flat battery has been proposed (for example, see Patent Documents 1 and 2).
An example of a conventional flat battery is one having a structure as shown in FIG.
2A and 2B are schematic views showing an example of a conventional flat battery, in which FIG. 2A is a plan view and FIG. 2B is a cross-sectional view taken along line BB in FIG.
In the
しかしながら、正の電極板102の接続部102aおよび負の電極板103の接続部103aのように端部が突出した構造では、封止強度が弱く、接続部102aおよび接続部103aと、接着層106との界面において、電解質104が漏れ易いという問題があった。
また、電解質104を、アルカリ溶液を含むものとすると、負極上でのクリーピング現象のため、液漏れが生じるという問題があった。
However, in the structure in which the ends protrude like the
Further, if the
本発明は、前記事情に鑑みてなされたもので、電解質が外部に漏れることを防止した扁平型電池を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a flat battery in which an electrolyte is prevented from leaking to the outside.
本発明の扁平型電池は、セパレータを挟んで順に配された一対の電解質層および電極、並びに、前記電極のそれぞれの前記電解質層と接する面とは反対の面に、前記電極の接続部を露出するように配された接着層からなる積層体と、前記接着層のそれぞれの前記電極と接する面とは反対の面および前記積層体の側面を覆う包材とを備え、前記電解質層が液状またはゲル状であることを特徴とする。 In the flat battery of the present invention, a pair of electrolyte layers and electrodes arranged in order with a separator interposed therebetween, and a connection portion of the electrode exposed on the surface of the electrode opposite to the surface in contact with the electrolyte layer A laminate composed of an adhesive layer arranged in such a manner, and a wrapping material covering a surface of the adhesive layer opposite to the surface in contact with the electrode and a side surface of the laminate, and the electrolyte layer is liquid or It is gel-like.
本発明の扁平型電池は、前記電解質層がアルカリ溶液を含むことが好ましい。 In the flat battery of the present invention, the electrolyte layer preferably contains an alkaline solution.
本発明の扁平型電池は、セパレータを挟んで順に配された一対の電解質層および電極、並びに、前記電極のそれぞれの前記電解質層と接する面とは反対の面に、前記電極の接続部を露出するように配された接着層からなる積層体と、前記接着層のそれぞれの前記電極と接する面とは反対の面および前記積層体の側面を覆う包材とを備え、前記電解質層が液状またはゲル状であるので、接続部を除いて、電極が接着層を介して包材に覆われているので、接着層を介した電極と包材との接着面積が大きい上に、接続部が扁平型電池の端部にて突出していないので、電解質層を構成する溶液が外部に漏れ難い。特に、電解質層がアルカリ溶液を含むものであっても、クリーピング現象による漏液を抑制することができる。 In the flat battery of the present invention, a pair of electrolyte layers and electrodes arranged in order with a separator interposed therebetween, and a connection portion of the electrode exposed on the surface of the electrode opposite to the surface in contact with the electrolyte layer A laminate composed of an adhesive layer arranged in such a manner, and a wrapping material covering a surface of the adhesive layer opposite to the surface in contact with the electrode and a side surface of the laminate, and the electrolyte layer is liquid or Since it is gel-like, the electrode is covered with the packaging material via the adhesive layer except for the connection portion, so that the bonding area between the electrode and the packaging material via the adhesive layer is large and the connection portion is flat. Since it does not protrude at the end of the battery, the solution constituting the electrolyte layer hardly leaks to the outside. In particular, even if the electrolyte layer contains an alkaline solution, leakage due to creeping can be suppressed.
本発明の扁平型電池の最良の形態について説明する。
なお、この形態は、発明の趣旨をより良く理解させるために具体的に説明するものであり、特に指定のない限り、本発明を限定するものではない。
The best mode of the flat battery of the present invention will be described.
This embodiment is specifically described for better understanding of the gist of the invention, and does not limit the present invention unless otherwise specified.
図1は、本発明の扁平型電池の一実施形態を示す概略図であり、(a)は平面図、(b)は(a)のA−A線に沿う断面図である。
図1中、符号10は扁平型電池、11はセパレータ、12は電解質層、13は正の電極(以下、「正極」と略す。)、14は負の電極(以下、「負極」と略す。)、15は接着層、16は積層体、17は包材、をそれぞれ示している。
この実施形態の扁平型電極10は、セパレータ11と、電解質層12と、正極13と、負極14と、接着層15と、包材17とから概略構成され、その外形が正方形状をなしている。
1A and 1B are schematic views showing an embodiment of a flat battery according to the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a cross-sectional view taken along line AA in FIG.
In FIG. 1,
The
扁平型電池10では、セパレータ11を挟んで、一対をなす電解質層12と正極13、および、電解質層12と負極14が順に配されている。
なお、電解質層12は、セパレータ11の両面のほぼ全面に配されている。そして、正極13および負極14は、電解質層12のセパレータ11と接している面とは反対の面のほぼ全面に配されている。
In the
The
また、正極13の電解質層12と接する面とは反対の面13aに、正極13の接続部13bを露出するように、接着剤からなる接着層15が配されている。同様に、負極14の電解質層12と接する面とは反対の面14aに、負極14の接続部14bを露出するように、接着剤からなる接着層15が配されている。
Further, an
さらに、接着層15の正極13と接する面とは反対の面15a、接着層15の負極14と接する面とは反対の面15b、並びに、セパレータ11、電解質層12,12、正極13、負極14および接着層15,15からなる積層体16の側面16aを覆うように、包材17が配されている。なお、包材17の内面と、接着層15の正極13と接する面とは反対の面15a、接着層15の負極14と接する面とは反対の面15b、および、積層体16の側面16aとは密着している。
Further, the
セパレータ11としては、耐薬品性に優れる合成樹脂からなる多孔質膜が用いられる。このような合成樹脂としては、例えば、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂、ビニヨン樹脂、ビニロン樹脂などの合成樹脂からなる多孔質膜、あるいは、これらの合成樹脂からなる繊維素材から構成されるシートまたは膜が用いられる。
セパレータ11の厚みは、特に限定されるものではなく、必要とされる電池の出力などに応じて適宜調整される。なお、電解質層12に十分な強度のあるゲルを用いた場合、セパレータがなくてもよい。
As the
The thickness of the
電解質層12としては、液状またはゲル状の電解質が用いられる。これらの電解質の中でも、電池の出力を大きくすることができることから、アルカリ溶液を含むものが好ましい。
液状の電解質としては、水酸化カリウム(KOH)、水酸化ナトリウム(NaOH)、水酸化リチウム(LiOH)などのアルカリ金属の水酸化物の水溶液が用いられる。この水溶液に含まれるカリウムイオン(K+)、ナトリウムイオン(Na+)、リチウムイオン(Li+)などの金属のイオンの濃度は、特に限定されるものではなく、必要とされる電池の出力に応じて適宜調整される。
As the
As the liquid electrolyte, an aqueous solution of an alkali metal hydroxide such as potassium hydroxide (KOH), sodium hydroxide (NaOH), lithium hydroxide (LiOH) or the like is used. The concentration of metal ions such as potassium ions (K + ), sodium ions (Na + ), and lithium ions (Li + ) contained in this aqueous solution is not particularly limited, and the required battery output is required. It is adjusted accordingly.
また、ゲル状の電解質としては、ポリアクリル酸カリウム(PAAK)、ポリエチレンオキシド(PEO)、ポリビニルアルコール(PVA)などの合成樹脂に、上記のアルカリ水溶液を添加したものが用いられる。このゲル状の電解質に含まれるアルカリ金属の水酸化物の濃度は、特に限定されるものではなく、必要とされる電池の出力に応じて適宜調整される。
なお、このようなゲル状の電解質を調製するには、上記の合成樹脂に、上記のアルカリ金属の水酸化物を直接混合する方法、上記のアルカリ金属の水酸化物を含む溶液中で、上記の合成樹脂の前駆体(モノマー)を重合して、合成樹脂を合成する方法、上記の合成樹脂からなる吸水性ポリマーに、上記のアルカリ金属の水酸化物を含む溶液を含浸させる方法などが用いられる。
Moreover, as gel electrolyte, what added said alkaline aqueous solution to synthetic resins, such as potassium polyacrylate (PAAK), polyethylene oxide (PEO), and polyvinyl alcohol (PVA), is used. The concentration of the alkali metal hydroxide contained in the gel electrolyte is not particularly limited, and is appropriately adjusted according to the required battery output.
In order to prepare such a gel electrolyte, a method of directly mixing the alkali metal hydroxide with the synthetic resin, a solution containing the alkali metal hydroxide, A method of synthesizing a synthetic resin by polymerizing a precursor (monomer) of the synthetic resin, a method of impregnating a water-absorbing polymer composed of the synthetic resin with a solution containing the alkali metal hydroxide, and the like are used. It is done.
さらに、電解質層12の厚みは、特に限定されるものではなく、必要とされる電池の出力、厚みなどに応じて適宜調整される。
Furthermore, the thickness of the
正極13の材質としては、ニッケル(Ni)、鉄(Fe)、その他、めっきを施した金属箔に二酸化マンガン(MnO2)、酸化銀(Ag2O)、ニッケル高次酸化物を一部塗布したものなどが挙げられる。
負極14の材質としては、銅(Cu)、黄銅、その他めっきを施した金属箔に一部、亜鉛(Zn)を塗布したものなどが挙げられる。
As the material of the
Examples of the material of the
接着層15をなす接着剤としては、耐アルカリ性に優れ、包材17、正極13および負極14との接着性に優れるものであれば、特に限定されるものではなく、例えば、室温硬化型、熱硬化型、紫外線硬化型などの化学反応型、ホットメルト型、感圧型、再湿型ものが用いられる。
The adhesive forming the
室温硬化型の接着剤としては、フェノール系接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤などが挙げられる。
熱硬化型の接着剤としては、フェノール系接着剤、エポキシ系接着剤、シリコーン系接着剤などが挙げられる。
紫外線硬化型の接着剤としては、エポキシ系接着剤、アクリル系接着剤などが挙げられる。
ホットメルト型接着剤としては、ポリオレフィン系接着剤、変性ポリオレフィン系接着剤、ポリアミド系接着剤、ポリエステル系接着剤などが挙げられる。
感圧型接着剤としては、各種粘着テープ、エチレン−酢酸ビニル共重合体などのゴム、ポリアクリル酸エステルなどが挙げられる。
Examples of room temperature curable adhesives include phenolic adhesives, epoxy adhesives, and silicone adhesives.
Examples of thermosetting adhesives include phenolic adhesives, epoxy adhesives, and silicone adhesives.
Examples of the ultraviolet curable adhesive include an epoxy adhesive and an acrylic adhesive.
Examples of the hot melt adhesive include polyolefin adhesives, modified polyolefin adhesives, polyamide adhesives, and polyester adhesives.
Examples of the pressure-sensitive adhesive include various pressure-sensitive adhesive tapes, rubbers such as ethylene-vinyl acetate copolymers, and polyacrylic acid esters.
包材17としては、耐アルカリ性、接着層15との接着性、および、水素透過性に優れる合成樹脂からなるフィルムあるいはシートを、積層体16の形状に応じて所定の形状に加工したものが用いられる。
包材17をなす合成樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂や、ナイロン、ポリ塩化ビニリデンなどの樹脂フィルムが用いられる。また、二種類以上の層を組み合わせることにより、バリア性を付与することがより好ましい。
また、包材17の表面には、耐アルカリ性、接着性などを向上するために、放電処理、化学薬品処理、プライマー処理、蒸着処理、研磨処理、洗浄処理などの表面処理が施されていてもよい。
As the
As the synthetic resin forming the
Further, the surface of the
次に、この実施形態の扁平型電池10の製造方法を説明する。
まず、セパレータ11の両面に、ゲル状または液状の電解質を塗布または含浸させて、電解質層12を形成する。
次いで、電解質層12を介して、正極13と負極14で、セパレータ11を挟み込む。
次いで、正極13の接続部13bを露出するように、正極13の電解質層12と接している面とは反対の面13aに接着剤を塗布するなどにより、接着層15を設ける。同様に、負極14の接続部14bを露出するように、負極14の電解質層12と接している面とは反対の面14aに接着剤を塗布するなどにより、接着層15を設ける。
これにより、セパレータ11、電解質層12,12、正極13、負極14および接着層15,15からなる積層体16を形成する。
次いで、接着層15の正極13と接する面とは反対の面15a、接着層15の負極14と接する面とは反対の面15b、および、積層体16の側面16aに包材17の内面を密着させ、接続部13b,14bを除いて、包材17によって積層体16を覆うことにより、扁平型電池10を得る。
Next, a method for manufacturing the
First, the
Next, the
Next, the
Thereby, the
Next, the inner surface of the
この実施形態の扁平型電池10は、接続部13bと接続部14bを除いて、正極13および負極14が接着層15を介して包材17に覆われているので、接着層15を介した正極13および負極14と包材17との接着面積が大きい上に、接続部13bおよび接続部14bが扁平型電池10の端部にて突出していないので、電解質層12を構成する溶液が外部に漏れ難い。特に、電解質層12がアルカリ溶液を含むものであっても、負極上で生じるクリーピング現象、並びに漏液を抑制することができる。
In the
なお、この実施形態では、積層体16の側面16aに接着剤を配していない扁平型電池10を例示したが、本発明の扁平型電池はこれに限定されない。本発明の扁平型電池にあっては、セパレータ、電解質、正極、負極および接着層からなる積層体の側面にも接着剤が配されていてもよい。
また、この実施形態では、外形が正方形状の扁平型電池10を例示したが、本発明の扁平型電池はこれに限定されない。本発明の扁平型電池の外形は、円形状、三角形状、矩形状、多角形状などにも限定されず、任意の形状とすることができる。したがって、本発明の扁平型電池は、意匠性にも優れている。
In addition, in this embodiment, although the
In this embodiment, the
10・・・扁平型電池、11・・・セパレータ、12・・・電解質層、13・・・正極、14・・・負極、15・・・接着層、16・・・積層体、17・・・包材。
DESCRIPTION OF
Claims (2)
The flat battery according to claim 1, wherein the electrolyte layer includes an alkaline solution.
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2006
- 2006-07-27 JP JP2006204577A patent/JP2008034178A/en active Pending
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