JP2013101829A - Tabular secondary battery and electronic apparatus system including the same - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a tabular secondary battery with excellent shape stability, which can reduce the redundancy of electric wires and the like at the installation in an apparatus.SOLUTION: A tabular secondary battery according to the present invention includes: a flat electrode group 11; an electrolyte; a tabular battery case 1 for housing the electrode group 11 and the electrolyte; and a support post 3 disposed penetrating the electrode group 11 in a thickness direction. The support post 3 restricts the deformation of both main surfaces 4 of the battery case 1 in a manner that both ends of the support post 3 are bonded to both main surfaces 4 of the battery case 1. The electrode group 11 is formed by stacking or winding in a flat manner a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate. The support post 3 has a tube shape, and both main surfaces 4 of the case 1 are each provided with an opening 4a communicating with a hollow part of the support post 3. The hollow part of the support post 3 and the opening 4a of the case 1 form a penetration hole 5 penetrating the case 1 in a thickness direction and separated from a space of the case 1 housing the electrode group 11 and the electrolyte.

Description

本発明は、板状二次電池と、これを用いた電子機器システムとに関する。   The present invention relates to a plate-like secondary battery and an electronic device system using the same.

電子機器の高性能化及び小型薄型化が進んでいる。同時に、電子機器に内蔵されるデバイスにおいても同様に、高性能化及び小型薄型化が要求されている。これに呼応すべく、薄膜技術をはじめとする各種プロセス技術が、デバイスの開発に幅広く展開されている。また、デバイスの薄型化は、ユーザーの直接的なメリットに留まらず、地球資源の保護及び消費電力の低減といった環境側面からも重要な役割を果たしている。こうしたデバイスの進化において、電子機器を駆動する電池においても、薄型高容量化の要請に向けた努力が続けられている。   Electronic devices are becoming higher performance and smaller and thinner. At the same time, high performance and miniaturization / thinning are also demanded for devices incorporated in electronic equipment. In response to this, various process technologies including thin film technology are widely deployed in device development. In addition, the thinning of devices plays an important role not only in direct user merits but also in environmental aspects such as protection of earth resources and reduction of power consumption. In the evolution of such devices, efforts have been made to meet demands for thin and high capacity batteries for driving electronic devices.

電子機器に内蔵される電池として、様々なものが用いられる。長時間駆動可能なリチウム電池、中でも繰り返し使用の可能なリチウムイオン二次電池が広く用いられている。リチウムイオン二次電池には、形状的には、円筒型及び角型のものが広く用いられている。技術的な観点から、円筒型の方が高エネルギー密度をより得やすいため好ましい。しかし、小型薄型化という観点から、電子機器においては角型のものが用いられることも多い。さらに、大判薄型電池の需要増加と相まって、角型電池のアルミ及び鉄のケースに代わって、ラミネートパックを外装とするラミネート電池の導入も進んでいる。   Various batteries are used as batteries built in electronic devices. Lithium batteries that can be driven for a long time, in particular, lithium ion secondary batteries that can be used repeatedly are widely used. Lithium ion secondary batteries are widely used in terms of shape, cylindrical and rectangular. From the technical point of view, the cylindrical type is preferable because a high energy density is more easily obtained. However, from the viewpoint of miniaturization and thinning, electronic devices are often used in a rectangular shape. Furthermore, along with an increase in demand for large-sized thin batteries, the introduction of laminated batteries having a laminated pack as an exterior in place of aluminum and iron cases for rectangular batteries is also in progress.

薄型電池においては、その形状安定性が重要である。限られた形状の空間に設置されることの多い薄型電池は、機器組立直後はもとより、繰り返しの充放電を経ても設計された薄型形状を維持することが求められる。また、電池が変形した場合、充放電反応の偏りが生じて電池特性を十分に発揮できないという問題も生じやすい。   In thin batteries, shape stability is important. Thin batteries that are often installed in a limited space are required to maintain the designed thin shape not only immediately after assembly of the device but also after repeated charge and discharge. Moreover, when a battery deform | transforms, the problem that the bias of charging / discharging reaction arises and it cannot fully exhibit a battery characteristic tends to arise.

特許文献1には、電池の形状を維持するために、電池ケース内に支柱を配置する構成が開示されている。この構成によれば、電池の変形を引き起こす原因である電池の内部圧力の上昇等に抗して、薄型電池の形状を維持することができる。   Patent Document 1 discloses a configuration in which struts are arranged in a battery case in order to maintain the shape of the battery. According to this configuration, the shape of the thin battery can be maintained against the increase in the internal pressure of the battery, which is a cause of deformation of the battery.

特開平6−150893号公報JP-A-6-150893

大判の薄型電池が設置される機器では、電池の形状安定性と共に、その他の部品の配置設計も重要である。大判の薄型電池を機器の内部に配置した場合、その機器における電池周辺の空間が、電池によって二分されてしまう。したがって、その他の部品を二分された空間のどちらに配置するかが、重要な設計事項となる。電子部品間の電気配線及び光学部品間の光学配線を、電池によって二分された互いに異なる空間に配置された電子部品間及び光学部品間に施す場合、配線距離が非常に長くなることが懸念される。配線距離が長くなることは、高コスト要因及び性能低下要因になる。特に、信号減衰によるS/Nの低下、高周波回路における浮遊容量の影響など、大判の薄型電池を用いたときの物理的制約によって、従来以上に部品配置が電子機器の性能を左右する。   In a device in which a large-sized thin battery is installed, the layout design of other parts is important in addition to the shape stability of the battery. When a large thin battery is placed inside a device, the space around the battery in the device is divided into two by the battery. Therefore, it is an important design matter which other part is arranged in the divided space. When electrical wiring between electronic parts and optical wiring between optical parts are applied between electronic parts and optical parts arranged in different spaces divided by a battery, there is a concern that the wiring distance becomes very long. . A long wiring distance becomes a high cost factor and a performance degradation factor. In particular, due to physical restrictions when using a large-sized thin battery such as a decrease in S / N due to signal attenuation and the influence of stray capacitance in a high-frequency circuit, the arrangement of components affects the performance of electronic devices more than ever.

そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑み、形状安定性に優れていることに加えて、機器に設置された際に、その機器の性能低下等の要因となる電気配線及び光学配線の冗長化を低減することが可能な、板状二次電池を提供することを目的とする。また、本発明は、このような板状二次電池を用いた電子機器システムを提供することも目的とする。   Therefore, in view of the above-mentioned conventional problems, the present invention is excellent in shape stability, and when installed in a device, the electrical wiring and optical wiring that cause a decrease in the performance of the device. An object of the present invention is to provide a plate-like secondary battery capable of reducing redundancy. Another object of the present invention is to provide an electronic device system using such a plate-like secondary battery.

本発明の板状二次電池は、
扁平状の電極群と、
電解質と、
前記電極群及び前記電解質を収納する、板状のケースと、
前記電極群を厚さ方向に貫通するように配置された支柱であって、当該支柱の両端が前記ケースの両主面とそれぞれ接合されることによって、前記ケースの前記両主面の変形を制限する前記支柱と、
を備え、
前記電極群は、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に配置されたセパレータとが、積層されること又は扁平状に捲回されることによって形成されており、
前記支柱は管形状を有し、且つ前記ケースの前記両主面には前記支柱の中空部分と連通する開口部が設けられており、
前記支柱の前記中空部分と前記ケースの前記開口部とによって、前記ケースを厚さ方向に貫通し、且つ前記ケースの前記電極群及び前記電解質が収納されている空間と隔離された貫通孔が形成されている。
The plate-like secondary battery of the present invention is
A flat electrode group;
Electrolyte,
A plate-like case that houses the electrode group and the electrolyte;
A support column arranged to penetrate the electrode group in the thickness direction, and both ends of the support column are respectively joined to both main surfaces of the case, thereby restricting deformation of the two main surfaces of the case Said prop to
With
The electrode group is formed by laminating or winding a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate,
The support column has a tubular shape, and both main surfaces of the case are provided with openings that communicate with the hollow portion of the support column,
The hollow portion of the support column and the opening of the case form a through hole that penetrates the case in the thickness direction and is isolated from the space in which the electrode group and the electrolyte are stored. Has been.

本発明は、また、
上記本発明の板状二次電池と、
電気回路、光回路及び表示器から選択される少なくとも何れか1種と、
を備え、
前記電気回路の少なくとも一部、前記光回路の少なくとも一部、及び前記表示器から選ばれる少なくとも何れか1種が、前記板状二次電池に形成されている前記貫通孔の内部に配置されている、
電子機器システムも提供する。
The present invention also provides
The plate-like secondary battery of the present invention,
At least one selected from an electric circuit, an optical circuit, and a display; and
With
At least one selected from at least part of the electric circuit, at least part of the optical circuit, and the display is disposed inside the through hole formed in the plate-shaped secondary battery. Yes,
An electronic equipment system is also provided.

本発明の板状二次電池は、ケースの変形を制限する支柱が設けられたことによって、優れた形状安定性を実現できる。さらに、本発明の板状二次電池は、ケースを厚さ方向に貫通して設けられた貫通孔を、その他の部品を配置するために利用できる。これにより、本発明の板状二次電池を機器の内部に設置した際に、その機器における当該電池の周辺の空間が当該電池によって分割されてしまう場合でも、その機器の性能低下等の要因となる電気配線及び光学配線等の冗長化を低減する部品配置(空間の制約を排除した最適な部品配置)が可能となる。   The plate-shaped secondary battery of the present invention can realize excellent shape stability by providing a support column that restricts deformation of the case. Furthermore, the plate-shaped secondary battery of the present invention can utilize the through hole provided through the case in the thickness direction in order to arrange other components. As a result, when the plate-shaped secondary battery of the present invention is installed inside a device, even if the space around the battery in the device is divided by the battery, factors such as performance degradation of the device Therefore, it is possible to arrange components (optimal component arrangement excluding space restrictions) that reduce redundancy of electrical wiring and optical wiring.

本発明の電子機器システムは、設置される板状二次電池が大判であるとしても、当該二次電池に設けられた貫通孔を利用することによって、電気回路、光回路及び/又は表示器について空間の制約を排除した最適な部品配置を実現できる。さらに、本発明の電子機器システムは、優れた形状安定性を有する板状二次電池を備えているので、二次電池の特性を最大限に発揮できる。   The electronic device system according to the present invention can be used for an electric circuit, an optical circuit, and / or a display by using a through-hole provided in the secondary battery even if the plate-shaped secondary battery to be installed is large. Optimal component placement that eliminates space constraints can be realized. Furthermore, since the electronic device system of the present invention includes a plate-like secondary battery having excellent shape stability, the characteristics of the secondary battery can be maximized.

(a)及び(b)は、本発明の板状二次電池の一実施形態である角型電池の例を、模式的に示す斜視図である。(A) And (b) is a perspective view which shows typically the example of the square battery which is one Embodiment of the plate-shaped secondary battery of this invention. (a)及び(b)は、本発明の板状二次電池の別の実施形態であるラミネート電池の例を、模式的に示す斜視図である。(A) And (b) is a perspective view which shows typically the example of the laminated battery which is another embodiment of the plate-shaped secondary battery of this invention. 図1(a)のI−I線断面のうち、支柱及びその近傍を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a support | pillar and its vicinity among the II line | wire cross sections of Fig.1 (a). 図1(b)のII−II線断面のうち、支柱及びその近傍を示す断面図である。It is sectional drawing which shows a support | pillar and its vicinity among the II-II line cross sections of FIG.1 (b). 図4に示された板状二次電池の貫通孔の内部に、電気回路を構成する電気配線が配置されている状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state by which the electrical wiring which comprises an electric circuit is arrange | positioned inside the through-hole of the plate-shaped secondary battery shown by FIG. 図4に示された板状二次電池の貫通孔の内部に、光回路を構成する光学配線が配置されている状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state by which the optical wiring which comprises an optical circuit is arrange | positioned inside the through-hole of the plate-shaped secondary battery shown by FIG. 図4に示された板状二次電池の貫通孔の内部に、表示器が配置されている状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state by which the indicator is arrange | positioned inside the through-hole of the plate-shaped secondary battery shown by FIG. 図5に示された板状二次電池の貫通孔の内部が、充填材によって充填されている状態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows the state with which the inside of the through-hole of the plate-shaped secondary battery shown by FIG. 5 is filled with the filler.

以下、本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。なお、以下の実施形態は本発明の一例であり、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、以下の実施形態では、同一部材に同一の符号を付して、重複する説明を省略する場合がある。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The following embodiment is an example of the present invention, and the present invention is not limited to the following embodiment. Moreover, in the following embodiment, the same code | symbol may be attached | subjected to the same member and the overlapping description may be abbreviate | omitted.

本発明の板状二次電池の実施形態を、以下に説明する。   Embodiments of the plate-like secondary battery of the present invention will be described below.

図1(a)及び(b)は、本発明の板状二次電池の一実施形態である角型電池の例を、模式的に示す斜視図である。これらの二次電池は、それぞれ、扁平状の電極群(図示せず)と電解質(図示せず)とが、板状の電池ケース1に収納されることによって形成されている。前記電極群は、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に配置されたセパレータとが、積層されること(積層型)又は扁平状に捲回されること(捲回型)によって、形成されている。電池ケース1の内部の正極板及び負極板にそれぞれ電気的に接続された2つの取り出し電極2が、周縁に絶縁パッキンが配された封口板(図示せず)に接続される等によって、電池ケース1上に配置されている。なお、電池ケース1として金属製ケースを用い、取り出し電極2の一方をその金属製ケースで代用することも可能である。後で詳細に説明するが、本実施形態の二次電池には、電極群を厚さ方向に貫通するように配置された支柱3が1本以上設けられている。この支柱は、その両端が電池ケース1の両主面4とそれぞれ接合されている。本実施形態の二次電池は、図3に示されるように、支柱3の両端が電池ケース1の内部にある、すなわち支柱3の両端が電池ケース1の両主面4の内壁とそれぞれ接合されている構成を有していてもよい。また、別の例として、本実施形態の二次電池は、図4に示されるように、支柱3の両端が電池ケース1の外面に露出している、すなわち支柱3の両端が電池ケース1の両主面4の外壁とそれぞれ接合されている構成を有していてもよい。   1A and 1B are perspective views schematically showing an example of a prismatic battery which is an embodiment of the plate-like secondary battery of the present invention. Each of these secondary batteries is formed by housing a flat electrode group (not shown) and an electrolyte (not shown) in a plate-like battery case 1. In the electrode group, a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate are laminated (laminated type) or rolled into a flat shape (捲It is formed by a revolving mold). The battery case 1 is formed by connecting the two extraction electrodes 2 electrically connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate inside the battery case 1 to a sealing plate (not shown) having an insulating packing disposed on the periphery. 1 is arranged. It is also possible to use a metal case as the battery case 1 and substitute one of the extraction electrodes 2 with the metal case. As will be described in detail later, the secondary battery of the present embodiment is provided with one or more support columns 3 arranged so as to penetrate the electrode group in the thickness direction. The both ends of the column are joined to both main surfaces 4 of the battery case 1. As shown in FIG. 3, in the secondary battery of this embodiment, both ends of the support column 3 are inside the battery case 1, that is, both ends of the support column 3 are respectively joined to the inner walls of both main surfaces 4 of the battery case 1. You may have the structure which has. As another example, in the secondary battery of this embodiment, as shown in FIG. 4, both ends of the column 3 are exposed on the outer surface of the battery case 1, that is, both ends of the column 3 are of the battery case 1. You may have the structure joined with the outer wall of both the main surfaces 4, respectively.

図2(a)及び(b)は、本発明の板状二次電池の別の実施形態であるラミネート電池の例を、模式的に示す斜視図である。図1(a)及び(b)に示された角型電池と同様に、捲回型又は積層型の電極群(図示せず)と、電解質(図示せず)とが、電池ケース1の中に収納されることによって形成されている。電池ケース1内の正極板及び負極板にそれぞれ電気的に接続された2つの取り出し電極2は、電池ケース1から突き出る構成を有していてもよいし(図2(a))、電池ケース1の表面上に配置される構成を有していてもよい(図2(b))。   2 (a) and 2 (b) are perspective views schematically showing an example of a laminated battery which is another embodiment of the plate-like secondary battery of the present invention. Similar to the prismatic battery shown in FIGS. 1A and 1B, a wound or stacked electrode group (not shown) and an electrolyte (not shown) are included in the battery case 1. It is formed by being housed in. The two extraction electrodes 2 electrically connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate in the battery case 1 may have a configuration protruding from the battery case 1 (FIG. 2A), or the battery case 1. You may have the structure arrange | positioned on the surface of (FIG.2 (b)).

なお、図1(a)及び(b)と、図2(a)及び(b)とに模式的に示された二次電池の外観形状は一例であり、本発明の二次電池の外観形状はこれらに限定されない。   The external shape of the secondary battery schematically shown in FIGS. 1 (a) and 1 (b) and FIGS. 2 (a) and 2 (b) is an example, and the external shape of the secondary battery of the present invention. Is not limited to these.

次に、図3及び図4も参照しながら、電池内部の構成をより詳しく説明する。図3は、図1(a)のI−I線断面のうち支柱3及びその近傍を示す図であり、図1(a)に示された角型電池の断面構造を示す。なお、図2(a)のIII−III線断面のうち1つの支柱3及びその近傍、図2(b)のIV−IV線断面のうち1つの支柱3及びその近傍も、図3に示された断面構造とほぼ同じである。図4は、図1(b)のII−II線断面のうち支柱3及びその近傍を示す図であり、図1(b)に示された角型電池の断面構造を示す。   Next, the internal configuration of the battery will be described in more detail with reference to FIGS. FIG. 3 is a diagram showing the column 3 and its vicinity in the cross section taken along the line I-I of FIG. 1A, and shows the cross-sectional structure of the prismatic battery shown in FIG. Note that FIG. 3 also shows one strut 3 and its vicinity in the section taken along the line III-III in FIG. 2A, and one strut 3 and its vicinity in the section taken along the line IV-IV in FIG. The cross-sectional structure is almost the same. FIG. 4 is a diagram showing the column 3 and its vicinity in the cross section taken along the line II-II in FIG. 1B, and shows the cross-sectional structure of the prismatic battery shown in FIG.

図3及び図4に示されるように、扁平状の電極群11は、帯状の第1電極板12と、帯状の第2電極板13と、これらの間に配置された帯状のセパレータ14とが、積層される又は扁平状に捲回されることによって形成されている。第1電極12と第2電極13とは、セパレータ14を介して対向配置されている。帯状のセパレータ14は、帯状の第1電極12および帯状の第2電極13よりも幅広であることが、第1電極12と第2電極13との間の絶縁性を確保する上で望ましい。第1電極12及び第2電極13は、それぞれ、第1集電体及び第2集電体(図示せず)上に活物質層(図示せず)が設けられることによって形成されている。第1電極12及び第2電極13のうち、一方が正極板であり、他方が負極板となる。   As shown in FIGS. 3 and 4, the flat electrode group 11 includes a strip-shaped first electrode plate 12, a strip-shaped second electrode plate 13, and a strip-shaped separator 14 disposed therebetween. It is formed by being laminated or wound in a flat shape. The first electrode 12 and the second electrode 13 are disposed to face each other with a separator 14 interposed therebetween. The strip-shaped separator 14 is preferably wider than the strip-shaped first electrode 12 and the strip-shaped second electrode 13 in order to ensure insulation between the first electrode 12 and the second electrode 13. The first electrode 12 and the second electrode 13 are formed by providing an active material layer (not shown) on a first current collector and a second current collector (not shown), respectively. One of the first electrode 12 and the second electrode 13 is a positive electrode plate, and the other is a negative electrode plate.

図3及び図4に示されるように、支柱3は、扁平の電極群11を厚さ方向に貫通するように配置されている。支柱3の両端は、電池ケース1の両主面4とそれぞれ接合されている。支柱3は、管形状を有する。電池ケース1の両主面4には、支柱3の中空部分と連通する開口部4aが設けられている。支柱3の中空部分と電池ケース1の開口部4aとによって、電池ケース1を厚さ方向に貫通する貫通孔5が形成されている。支柱3の端部と電池ケース1の主面4とは、貫通孔5が電池ケース1の電極群11及び電解質が収納されている空間と隔離されるように、すなわち電解質が貫通孔5を介して電池ケース1外に漏れ出ないように、互いに接合されている。支柱3の端部と電池ケース1の主面4との接合は、図3に示されるように、電池ケース1の主面4の内面における接合(内面接合)であってもよく、また図4に示されるように、電池ケース1の主面4の外面における接合(外面接合)であってもよい。ここで、電池ケース1の主面とは、板状の電池ケース1において、電解質と接触し、且つ薄型の二次電池の表裏面或いはこれに準じる面を形成する、2つの面を指す。したがって、印刷シール及び外装フィルム等は、本発明でいう電池ケースには必ずしも含まれない。支柱3と電池ケース1の主面4との接合強度を増加させるために、支柱3の両端の断面積を大きくすることも有効である。内面接合と外面接合との比較では、外面接合の方が電池の膨張力に抗して形状維持を実現しやすい。さらに、外面接合の場合、貫通孔5を構成する壁面の全体が支柱3の管内壁によって形成される。一方、内面接合の場合、貫通孔5を構成する壁面は、支柱3の管内壁と電池ケース1の開口部4aを構成する壁面とによって形成される。すなわち、内面接合の場合は、貫通孔5を構成する壁面に、支柱3と電池ケース1の主面4との接合部分が存在する。このことから、密閉性の確保できるという点でも、外面接合の方が好ましい。   As shown in FIGS. 3 and 4, the support column 3 is disposed so as to penetrate the flat electrode group 11 in the thickness direction. Both ends of the support column 3 are joined to both main surfaces 4 of the battery case 1, respectively. The support column 3 has a tube shape. Both main surfaces 4 of the battery case 1 are provided with openings 4 a communicating with the hollow portions of the support columns 3. A through hole 5 that penetrates the battery case 1 in the thickness direction is formed by the hollow portion of the column 3 and the opening 4 a of the battery case 1. The end portion of the support column 3 and the main surface 4 of the battery case 1 are separated from the space in which the through hole 5 is stored in the electrode group 11 of the battery case 1 and the electrolyte, that is, the electrolyte passes through the through hole 5. Are joined together so as not to leak out of the battery case 1. As shown in FIG. 3, the end of the column 3 and the main surface 4 of the battery case 1 may be bonded to each other on the inner surface of the main surface 4 of the battery case 1 (inner surface bonding). As shown in FIG. 4, the outer surface of the main surface 4 of the battery case 1 may be bonded (outer surface bonding). Here, the main surface of the battery case 1 refers to two surfaces in the plate-shaped battery case 1 that are in contact with the electrolyte and that form the front and back surfaces of a thin secondary battery or a surface equivalent thereto. Therefore, the printed seal and the exterior film are not necessarily included in the battery case referred to in the present invention. In order to increase the bonding strength between the support column 3 and the main surface 4 of the battery case 1, it is also effective to increase the cross-sectional area of both ends of the support column 3. In comparison between the inner surface bonding and the outer surface bonding, the outer surface bonding is easier to realize the shape maintenance against the expansion force of the battery. Furthermore, in the case of outer surface joining, the entire wall surface constituting the through hole 5 is formed by the inner wall of the column 3. On the other hand, in the case of inner surface bonding, the wall surface constituting the through hole 5 is formed by the inner wall of the column 3 and the wall surface constituting the opening 4 a of the battery case 1. That is, in the case of the inner surface bonding, the bonding portion between the support column 3 and the main surface 4 of the battery case 1 exists on the wall surface constituting the through hole 5. For this reason, the outer surface bonding is preferable also in that the sealing property can be secured.

支柱3と電池ケース1との接合の方法には、接着剤を用いる方法及び溶着させる方法等の各種方法を用いることができる。支柱3と電池ケース1とが接合されることによって、電池ケース1の両主面4間の距離は、支柱3との接合部分において一定に保たれる。   Various methods such as a method using an adhesive and a method of welding can be used as a method for joining the support column 3 and the battery case 1. By joining the support column 3 and the battery case 1, the distance between both main surfaces 4 of the battery case 1 is kept constant at the joint portion with the support column 3.

二次電池では、充放電の繰り返し等により、極板の膨張及び電解質の分解等に起因するガス発生が生じる。これによって、二次電池の内部圧力が上昇する。この内部圧力の上昇によって、電池ケース1を厚さ方向に膨らませようとする膨張力が、電池ケース1の主面4に働く。このとき、支柱3は、その膨張力に抗して、電池ケース1の主面4が電池ケース1の厚さ方向に変形することを制限する働きをする。支柱3との接合部分において両主面4間の距離が一定に保たれるので、支柱3との接合部分以外で電池ケース1の主面4に多少の変形が発生したとしても、電池ケース1の両主面4を全体として見た場合、両主面の変形は小さい範囲内に制限される。すなわち、支柱3を設けることによって、薄型の二次電池の全体としての形状変化を小さく抑えることができる。また、電池ケース1における両主面の変形がより効果的に抑制されるように、支柱3の数及びその配置位置を適宜調整することが好ましい。   In the secondary battery, gas generation due to expansion of the electrode plate, decomposition of the electrolyte, and the like occurs due to repeated charging and discharging. As a result, the internal pressure of the secondary battery increases. Due to this increase in internal pressure, an expansion force that causes the battery case 1 to expand in the thickness direction acts on the main surface 4 of the battery case 1. At this time, the support column 3 functions to limit deformation of the main surface 4 of the battery case 1 in the thickness direction of the battery case 1 against the expansion force. Since the distance between the main surfaces 4 is kept constant at the joint portion with the support column 3, even if some deformation occurs on the main surface 4 of the battery case 1 other than the joint portion with the support column 3, the battery case 1. When the two main surfaces 4 are viewed as a whole, deformation of both main surfaces is limited to a small range. That is, by providing the support columns 3, it is possible to suppress the shape change of the thin secondary battery as a whole. Moreover, it is preferable to adjust the number of the support | pillars 3 and its arrangement position suitably so that the deformation | transformation of both the main surfaces in the battery case 1 may be suppressed more effectively.

貫通孔5は、本実施形態の二次電池が機器の内部に設置された際に、その他の部品の配置に利用できる。上述のとおり、貫通孔5には、電解質が漏れ出たり、電極群11が露出したりしないので、安全性を損なうことなく様々な部品を貫通孔5の内部に配置することができる。本実施形態の二次電池が設置された機器において、当該電池の周辺の空間が当該電池によって分割されてしまう場合でも、貫通孔5を利用することによって、空間の制約を排除した最適な部品配置が可能となる。その結果、電気配線及び光学配線等の冗長化を低減できるので、部品配置に起因する機器の性能の低下等の発生を回避できる。   The through hole 5 can be used for arrangement of other components when the secondary battery of the present embodiment is installed inside the device. As described above, the electrolyte does not leak into the through hole 5 and the electrode group 11 is not exposed. Therefore, various components can be arranged inside the through hole 5 without impairing safety. In the device in which the secondary battery according to the present embodiment is installed, even when the space around the battery is divided by the battery, the optimal component arrangement that eliminates the space restriction by using the through hole 5 Is possible. As a result, redundancy of electrical wiring, optical wiring, and the like can be reduced, so that it is possible to avoid occurrence of degradation in device performance due to component placement.

支柱3の外表面は、絶縁性であることが好ましい。これにより、支柱3と電極群11との接触による短絡を防ぐことができる。さらに、支柱3の内表面、すなわち管内壁も、絶縁性であることが好ましい。これにより、貫通孔5の内部に配置される部品の制約が緩和される。これらの理由から、支柱3は樹脂材料等によって形成されることが好ましい。   The outer surface of the column 3 is preferably insulative. Thereby, the short circuit by the contact with the support | pillar 3 and the electrode group 11 can be prevented. Furthermore, the inner surface of the support column 3, that is, the inner wall of the tube is also preferably insulative. Thereby, the restriction | limiting of the components arrange | positioned inside the through-hole 5 is eased. For these reasons, the support column 3 is preferably formed of a resin material or the like.

なお、貫通孔5の内部に配置される部品は、本実施形態の二次電池が適用される機器に応じて、ユーザーが適宜選択することができる。例えば、図5に示されるように、電気回路を構成する電気配線6を、貫通孔5の内部に配置することができる。なお、図5には電気配線6が示されているが、これに限定されず、電気回路の構成部品となり得る部品から選択される少なくとも何れか1種の部品を、貫通孔5の内部に配置できる。このような部品の例として、抵抗、コイル、コンデンサ、スイッチ、ランプ及び集積回路等も挙げられる。   In addition, the components arrange | positioned inside the through-hole 5 can be suitably selected by the user according to the apparatus with which the secondary battery of this embodiment is applied. For example, as shown in FIG. 5, the electrical wiring 6 constituting the electrical circuit can be arranged inside the through hole 5. In FIG. 5, the electric wiring 6 is shown. However, the present invention is not limited to this, and at least one kind of component selected from components that can be components of the electric circuit is arranged in the through hole 5. it can. Examples of such components include resistors, coils, capacitors, switches, lamps and integrated circuits.

図6に示されるように、光回路を構成する光学ファイバー7を、貫通孔5の内部に配置することもできる。なお、図6には光ファイバー7が示されているが、これに限定されず、光回路の構成部品となり得る部品から選択される少なくとも何れか1種の部品を、貫通孔5の内部に配置できる。このような部品の例として、投光器、受光器、光スプリッタ、スイッチ、レンズ及び光集積回路等も挙げられる。   As shown in FIG. 6, the optical fiber 7 constituting the optical circuit can be arranged inside the through hole 5. Although the optical fiber 7 is shown in FIG. 6, the present invention is not limited to this, and at least one kind of component selected from components that can be components of the optical circuit can be arranged inside the through hole 5. . Examples of such components include a projector, a light receiver, an optical splitter, a switch, a lens, and an optical integrated circuit.

図7に示されるように、表示器8を貫通孔5の内部に配置することもできる。この場合、貫通孔5の内部に表示パネル部9を備えた表示器8を設置し、表示パネル部9の裏面から配線部10を引き出すことが可能である。具体的な表示器8は、特には制限されない。例えば、液晶パネル、LED表示器及び各種ディスプレイ等が、貫通孔5の内部に配置され得る。   As shown in FIG. 7, the indicator 8 can be arranged inside the through hole 5. In this case, it is possible to install the indicator 8 having the display panel unit 9 inside the through-hole 5 and pull out the wiring unit 10 from the back surface of the display panel unit 9. The specific indicator 8 is not particularly limited. For example, a liquid crystal panel, an LED display, various displays, and the like can be disposed inside the through hole 5.

電気回路を構成する部品、光回路を構成する部品、及び/又は、表示器が配置された貫通孔5の空間部分に、充填材21を充填することも可能である。図8には、貫通孔5に電気配線6が配置され、さらに空間が充填材21で埋められた例が示されている。貫通孔5に電気回路を構成する部品、光回路を構成する部品、及び/又は表示器が配置され、貫通孔5の残った空間が充填材21で埋められることによって、部品及び表示器が固定されるので、機器の安定性及び配線寿命等の信頼性が向上する。充填材21の材料には、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ビニル樹脂、各種ゴム及び放熱グリス等を用いることができるが、充填材21はこれらの材料に限定されない。   It is also possible to fill the filler 21 in the space portion of the through hole 5 in which the component constituting the electric circuit, the component constituting the optical circuit, and / or the indicator is arranged. FIG. 8 shows an example in which the electrical wiring 6 is disposed in the through hole 5 and the space is filled with the filler 21. The components constituting the electric circuit, the components constituting the optical circuit, and / or the indicator are arranged in the through hole 5, and the remaining space of the through hole 5 is filled with the filler 21, thereby fixing the component and the indicator. Therefore, the reliability of the equipment and the reliability of the wiring life and the like are improved. For example, an epoxy resin, an acrylic resin, a vinyl resin, various rubbers, and heat-dissipating grease can be used as the material of the filler 21, but the filler 21 is not limited to these materials.

なお、本実施形態の二次電池の変形例として、貫通孔5の内部に配置された、電気回路の構成部品となり得る部品から選択される少なくとも何れか1種の部品を構成要素として備えたものも実現できる。すなわち、この変形例を示す図として図5を援用すると、貫通孔5の内部に電気配線6が配置された状態のものを、本実施形態の二次電池とできる。   In addition, as a modification of the secondary battery according to the present embodiment, the secondary battery is provided with at least one kind of component selected from components that can be a component of the electric circuit disposed inside the through hole 5 as a component. Can also be realized. That is, when FIG. 5 is used as a diagram illustrating this modification, a battery in which the electrical wiring 6 is disposed inside the through hole 5 can be used as the secondary battery of this embodiment.

同様に、本実施形態の二次電池の他の変形例として、貫通孔5の内部に配置された、光回路の構成部品となり得る部品から選択される少なくとも何れか1種の部品を構成要素として備えたものも実現できる。すなわち、この変形例を示す図として図6を援用すると、貫通孔5の内部に光ファイバー7が配置された状態のものも、本実施形態の二次電池とできる。   Similarly, as another modified example of the secondary battery of the present embodiment, at least one type of component selected from components that can be a component of an optical circuit disposed inside the through hole 5 is used as a component. It can also be realized. That is, when FIG. 6 is used as a diagram illustrating this modification, a battery in which the optical fiber 7 is disposed inside the through hole 5 can be used as the secondary battery of the present embodiment.

同様に、本実施形態の二次電池の他の変形例として、貫通孔5の内部に配置された表示器を構成要素として備えたものも実現できる。すなわち、この変形例を示す図として図7を援用すると、貫通孔5の内部に表示器8が配置された状態のものも、本実施形態の二次電池とできる。   Similarly, as another modification of the secondary battery of the present embodiment, a battery provided with a display device disposed inside the through hole 5 as a constituent element can be realized. That is, when FIG. 7 is used as a diagram illustrating this modification, a battery in which the indicator 8 is disposed inside the through hole 5 can be used as the secondary battery of this embodiment.

次に、本実施形態の二次電池を構成する各構成要素について、用いられる材料及び製造方法等をより具体的に説明する。   Next, materials used, manufacturing methods, and the like will be described more specifically with respect to each component constituting the secondary battery of the present embodiment.

まず、電極群11を構成する正極板及び負極板について説明する。本実施形態の二次電池がリチウムイオン二次電池である場合、正極板を構成する正極活物質層及び負極板を構成する負極活物質層に含まれる活物質は、リチウムと電気化学的に反応するものであればよく、特に制限はされない。   First, the positive electrode plate and the negative electrode plate constituting the electrode group 11 will be described. When the secondary battery of the present embodiment is a lithium ion secondary battery, the active material contained in the positive electrode active material layer constituting the positive electrode plate and the negative electrode active material layer constituting the negative electrode plate reacts electrochemically with lithium. There is no particular limitation as long as it does.

本実施形態の二次電池がリチウムイオン二次電池である場合、正極活物質は、例えば、遷移金属酸化物を含むことが好ましい。例えば、コバルト酸リチウム(LiCoO2)、ニッケル酸リチウム(LiNiO2)、マンガン酸リチウム(LiMn24)などのリチウム含有遷移金属酸化物を用いることができるが、これに限定されない。正極活物質の製造方法の一例は、次のとおりである。まず、例えば平均粒径約10μmのコバルト酸リチウム(LiCoO2)粉末を100重量部と、導電剤であるアセチレンブラックを3重量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン粉末を8重量部と、適量のN−メチル−2−ピロリドン(NMP)とを、充分に混合して、正極合剤ペーストを調製する。次に、得られたペーストを、厚さ20μmの長尺アルミニウム箔からなる正極集電体上に塗布し、乾燥後、圧延して、正極活物質層を形成する。これにより、正極集電体上に正極活物質層が配置された正極板が得られる。 When the secondary battery of this embodiment is a lithium ion secondary battery, it is preferable that a positive electrode active material contains a transition metal oxide, for example. For example, lithium-containing transition metal oxides such as lithium cobaltate (LiCoO 2 ), lithium nickelate (LiNiO 2 ), and lithium manganate (LiMn 2 O 4 ) can be used, but not limited thereto. An example of the method for producing the positive electrode active material is as follows. First, for example, 100 parts by weight of lithium cobalt oxide (LiCoO 2 ) powder having an average particle size of about 10 μm, 3 parts by weight of acetylene black as a conductive agent, and 8 parts by weight of polyvinylidene fluoride powder as a binder, An appropriate amount of N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) is thoroughly mixed to prepare a positive electrode mixture paste. Next, the obtained paste is applied onto a positive electrode current collector made of a long aluminum foil having a thickness of 20 μm, dried and then rolled to form a positive electrode active material layer. Thereby, the positive electrode plate by which the positive electrode active material layer is arrange | positioned on the positive electrode collector is obtained.

本実施形態の二次電池がリチウムイオン二次電池である場合、負極活物質は、例えば、リチウムイオン二次電池で広く用いられているグラファイトを用いることができる。また、高容量を期待できるケイ素単体、ケイ素合金、ケイ素と酸素とを含む化合物、ケイ素と窒素とを含む化合物、スズ単体、スズ合金、スズと酸素とを含む化合物、及びスズと窒素とを含む化合物よりなる群から選択される少なくとも何れか1種が含まれていてもよい。なお、これらは負極活物質の一例であり、これに限定されない。負極活物質の製造方法の一例は、次のとおりである。例えば高真空排気された真空槽中に酸素を導入した雰囲気中で、活物質源であるケイ素単体を−30kVの電子ビーム加熱により蒸発させ、発生したケイ素蒸気を厚さ20μmの長尺銅箔からなる負極集電体に酸素反応蒸着させる。これにより、負極集電体上に負極活物質層が配置された負極板が得られる。   When the secondary battery of this embodiment is a lithium ion secondary battery, the negative electrode active material may be, for example, graphite that is widely used in lithium ion secondary batteries. In addition, a silicon simple substance, a silicon alloy, a compound containing silicon and oxygen, a compound containing silicon and nitrogen, a tin simple substance, a tin alloy, a compound containing tin and oxygen, and tin and nitrogen can be expected. At least any one selected from the group consisting of compounds may be included. In addition, these are examples of a negative electrode active material, and are not limited to this. An example of the method for producing the negative electrode active material is as follows. For example, in an atmosphere in which oxygen is introduced into a vacuum chamber evacuated to high vacuum, silicon as an active material source is evaporated by -30 kV electron beam heating, and the generated silicon vapor is produced from a long copper foil having a thickness of 20 μm. Oxygen reactive deposition is performed on the negative electrode current collector. Thereby, the negative electrode plate by which the negative electrode active material layer is arrange | positioned on the negative electrode collector is obtained.

正極活物質層及び負極活物質層は、活物質と結着剤とを含む合剤を集電体上に塗工形成してもよいし、蒸着法、スパッタ法及びCVD法などの薄膜プロセスで活物質を集電体上に形成してもよい。   The positive electrode active material layer and the negative electrode active material layer may be formed by applying a mixture containing an active material and a binder on a current collector, or by a thin film process such as a vapor deposition method, a sputtering method, or a CVD method. The active material may be formed on the current collector.

活物質層の厚さは、作製しようとする電池の性能によって異なるが、例えば、概ね3〜40μmの範囲内である。活物質層の厚さが3μm未満であると、電池全体に占める活物質の割合が小さくなり、電池のエネルギー密度が低下する場合がある。また、活物質層の厚さが300μmを超えると、極板抵抗の増加に起因する大電流特性の低下、及び、集電体の変形等が発生する場合がある。   The thickness of the active material layer varies depending on the performance of the battery to be manufactured, but is approximately in the range of 3 to 40 μm, for example. When the thickness of the active material layer is less than 3 μm, the proportion of the active material in the entire battery is reduced, and the energy density of the battery may be reduced. On the other hand, when the thickness of the active material layer exceeds 300 μm, there may be a case where a large current characteristic is deteriorated due to an increase in electrode plate resistance and a current collector is deformed.

正極板の集電体には、例えば、アルミニウム、ニッケル及び/又はチタン等を含む金属箔を用いることができる。負極板の集電体には、例えば、銅及び/又はニッケル等を含む金属箔を用いることができる。電極群11を捲回型とする場合、金属箔は長尺のシート状であることが好ましい。集電体の強度、電池の体積効率及び集電体の取り扱い容易性等の観点から、金属箔の厚さは、4〜40μmが好ましく、5〜20μmがよりに好ましい。金属箔の表面は、平滑であってもよいが、活物質層との密着強度を高めるために、表面粗さRa=0.1〜4μm程度の凹凸が設けられていてもよい。金属箔に設けられた凹凸は、活物質層に含まれる柱状粒子間に空隙を形成する作用を有する場合もある。活物質層との密着力及びコスト等の観点から、表面粗さRa=0.4〜2.5の金属箔を用いることもある。   For the current collector of the positive electrode plate, for example, a metal foil containing aluminum, nickel and / or titanium can be used. For the current collector of the negative electrode plate, for example, a metal foil containing copper and / or nickel can be used. When the electrode group 11 is a wound type, the metal foil is preferably a long sheet. In light of the strength of the current collector, the volumetric efficiency of the battery, the ease of handling of the current collector, and the like, the thickness of the metal foil is preferably 4 to 40 μm, and more preferably 5 to 20 μm. The surface of the metal foil may be smooth, but irregularities with a surface roughness Ra of about 0.1 to 4 μm may be provided in order to increase the adhesion strength with the active material layer. The unevenness provided in the metal foil may have an effect of forming voids between the columnar particles included in the active material layer. From the viewpoints of adhesion to the active material layer, cost, and the like, a metal foil having a surface roughness Ra = 0.4 to 2.5 may be used.

電極群11を製造する一般的な方法について説明する。電極群11が捲回型の場合は、通常、ロール状の正極板と、ロール状の負極板と、2つのロール状のセパレータとが用いられる。正極板と負極板との間に、一方のロールから巻き出されたセパレータを介在させ、更に、正極板又は負極板の外側に、他方のロールから巻き出されたセパレータを配して、合計4層を同時に捲回する。扁平状の捲回体を得るには、円筒又は楕円筒状に捲回したものを押し潰す方法、最初から扁平状に捲回する方法のいずれかを用いることができる。また、電極群11が積層型の場合は、シート状の正極板とシート状の負極板とを交互に、その間にシート状のセパレータを介して順次積層する方法によって、電極群11を形成することができる。   A general method for manufacturing the electrode group 11 will be described. When the electrode group 11 is a wound type, a roll-shaped positive electrode plate, a roll-shaped negative electrode plate, and two roll-shaped separators are usually used. A separator unwound from one roll is interposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate, and a separator unwound from the other roll is arranged outside the positive electrode plate or the negative electrode plate, for a total of 4 Wind the layers simultaneously. In order to obtain a flat wound body, either a method of crushing a cylinder or an elliptical cylinder, or a method of flattening from the beginning can be used. Further, when the electrode group 11 is a laminated type, the electrode group 11 is formed by a method in which sheet-like positive plates and sheet-like negative plates are alternately laminated via a sheet-like separator therebetween. Can do.

電極群11には、支柱3が配置される位置と対応する位置に、厚さ方向に貫通する孔を設ける必要がある。電極群11が捲回型の場合は、例えば、捲回前の正極板、負極板及びセパレータに、予め孔を設けておく。この孔は、捲回された状態で所定の位置に貫通孔が形成されるように設ける必要がある。なお、捲回数が増えるに従って厚さが増加するので、正極板等に長さ方向に等間隔で孔を設けてくと、捲回された状態では孔の位置がずれてしまう。したがって、捲回数の増加に伴う厚さ増加も考慮して、適切な位置に孔を設ける必要がある。電極群11に設けられた貫通孔の部分での短絡を防ぐために、セパレータに設けられる孔のサイズを、正極板及び負極板に設けられる孔のサイズよりも小さく設計しておくことが好ましい。   It is necessary to provide a hole penetrating in the thickness direction in the electrode group 11 at a position corresponding to the position where the column 3 is disposed. When the electrode group 11 is a wound type, for example, holes are provided in advance in the positive electrode plate, the negative electrode plate, and the separator before winding. This hole needs to be provided so that a through hole is formed at a predetermined position in a wound state. Since the thickness increases as the number of windings increases, if holes are provided at equal intervals in the length direction on the positive electrode plate or the like, the positions of the holes will be displaced in the wound state. Therefore, it is necessary to provide a hole at an appropriate position in consideration of an increase in thickness accompanying an increase in the number of wrinkles. In order to prevent a short circuit at the portion of the through hole provided in the electrode group 11, it is preferable to design the size of the hole provided in the separator smaller than the size of the hole provided in the positive electrode plate and the negative electrode plate.

電極群11が積層型の場合は、例えば、支柱3が配置される位置と対応する位置に予め孔が設けられた正極板、負極板及びセパレータを、順次積層することによって、電極群11を厚さ方向に貫通する孔を形成することができる。この場合も、貫通孔の部分での短絡を防ぐために、セパレータに設けられる孔のサイズを、正極板及び負極板に設けられる孔のサイズよりも小さく設計しておくことが好ましい。   In the case where the electrode group 11 is a laminated type, for example, the electrode group 11 is thickened by sequentially laminating a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator that are previously provided with holes at positions corresponding to the positions where the support columns 3 are arranged. A hole penetrating in the vertical direction can be formed. Also in this case, in order to prevent a short circuit in the through hole portion, it is preferable to design the size of the hole provided in the separator smaller than the size of the hole provided in the positive electrode plate and the negative electrode plate.

セパレータは、特に限定されず、様々な形態の電池のセパレータに用いられている材料を任意に用いることができる。セパレータには、例えばポリエチレン及びポリオレフィン製の微多孔性膜などを用いることができる。   A separator is not specifically limited, The material currently used for the separator of the battery of various forms can be used arbitrarily. As the separator, for example, a microporous film made of polyethylene or polyolefin can be used.

正極リード及び負極リードは、電極群11を構成する前に、それぞれ正極板及び負極板に接続しておくことが好ましい。正極リード及び負極リードは、必要に応じて、電極群11の端面に形成された溶射層を介して正極板及び負極板に接続される。得られた電極群11を、所定の板状の電池ケース1に挿入し、正極リードと負極リードから所定の端子を電池ケースの外に取り出す。その後、電解質を電池ケース1内に注入する。電池ケース1の内部を真空状態にすることで、電解質が電極群11に容易に含浸される。   The positive electrode lead and the negative electrode lead are preferably connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate, respectively, before constituting the electrode group 11. The positive electrode lead and the negative electrode lead are connected to the positive electrode plate and the negative electrode plate through a thermal spray layer formed on the end face of the electrode group 11 as necessary. The obtained electrode group 11 is inserted into a predetermined plate-shaped battery case 1, and predetermined terminals are taken out of the battery case from the positive electrode lead and the negative electrode lead. Thereafter, an electrolyte is injected into the battery case 1. By making the inside of the battery case 1 in a vacuum state, the electrode group 11 is easily impregnated with the electrolyte.

電池ケース1は、例えば薄い角型金属電池缶で形成することができる。また、アルミニウム箔を含むラミネートシートで作製した封筒状のラミネート袋を用いることもできる。特に、電池ケース1を大判薄型とする場合には、ラミネートシートで電池ケースを形成することが、加工上有利である場合が多い。電池ケース1の主面4には、支柱3の中空部分に対応する位置に、当該中空部分と連通する開口部4aを設ける。開口部4aは、電池ケース内に支柱3を設置する前に予め設けておいてもよいし、電池ケース内に支柱3を設置した後で設けてもよい。   The battery case 1 can be formed of, for example, a thin square metal battery can. In addition, an envelope-like laminate bag made of a laminate sheet containing aluminum foil can also be used. In particular, when the battery case 1 is large and thin, it is often advantageous in processing to form the battery case with a laminate sheet. The main surface 4 of the battery case 1 is provided with an opening 4 a communicating with the hollow portion at a position corresponding to the hollow portion of the support column 3. The opening 4a may be provided in advance before the support 3 is installed in the battery case, or may be provided after the support 3 is installed in the battery case.

電池ケース1内に支柱3を設置する方法は、特には限定されない。例えば、電極群11を電池ケース1内に設置するよりも前に、電極群11に設けられた貫通孔に支柱3を予め設置しておき、その状態のままで電池ケース1内に電極群11を配置することによって、支柱3を電池ケース1内に設置してもよい。この場合は、支柱3の両端及び/又は電池ケース1の対応箇所に接着剤を塗布しておき、電極群11を電池ケース1に設置する際に支柱3と電池ケース1の主面4とを接合する方法を用いてもよい。また、電極群11を電池ケース1に設置した後、電池ケース1における支柱3の対応箇所をケース外面から加熱して、溶着によって支柱3の端部と電池ケース1の主面とを接合する方法を用いることもできる。また、電池ケース1に電極群11を挿入した後に、電池ケース1に予め設けられた孔と電極群11に予め設けられた貫通孔との位置を合わせて電池ケース1の外から支柱3を挿入し、その後支柱3と電池ケース1とを接合してもよい。   The method for installing the support column 3 in the battery case 1 is not particularly limited. For example, before the electrode group 11 is installed in the battery case 1, the support column 3 is previously installed in a through hole provided in the electrode group 11, and the electrode group 11 is placed in the battery case 1 in that state. May be installed in the battery case 1. In this case, an adhesive is applied to both ends of the support column 3 and / or corresponding portions of the battery case 1, and when the electrode group 11 is installed in the battery case 1, the support column 3 and the main surface 4 of the battery case 1 are connected. A joining method may be used. Moreover, after installing the electrode group 11 in the battery case 1, a corresponding portion of the support 3 in the battery case 1 is heated from the outer surface of the case, and the end of the support 3 and the main surface of the battery case 1 are joined by welding. Can also be used. Further, after the electrode group 11 is inserted into the battery case 1, the column 3 is inserted from the outside of the battery case 1 by aligning the positions of the holes provided in the battery case 1 and the through holes provided in the electrode group 11 in advance. Then, the support post 3 and the battery case 1 may be joined.

電解質には、例えば様々なリチウムイオン伝導性の固体電解質及び非水電解液が用いられる。非水電解液は、特に限定されないが、非水溶媒にリチウム塩を溶解したものが好ましく用いられる。非水電解液におけるリチウム塩の濃度は0.5モル/L以上、2モル/L以下であることが望ましい。   As the electrolyte, for example, various lithium ion conductive solid electrolytes and non-aqueous electrolytes are used. The non-aqueous electrolyte is not particularly limited, but a non-aqueous electrolyte in which a lithium salt is dissolved is preferably used. The concentration of the lithium salt in the non-aqueous electrolyte is preferably 0.5 mol / L or more and 2 mol / L or less.

非水溶媒には、例えばエチレンカーボネート及びプロピレンカーボネートなどの環状カーボネート類、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート及びエチルメチルカーボネートなどの鎖状カーボネート類が好ましく用いられる。また、環状カーボネート類と鎖状カーボネート類との混合溶媒が一般的に用いられる。非水溶媒に、γ−ブチロラクトンやジメトキシエタンなどを混合してもよい。ただし、非水電解液の組成は、特には限定されない。   As the non-aqueous solvent, for example, cyclic carbonates such as ethylene carbonate and propylene carbonate, and chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate and ethyl methyl carbonate are preferably used. A mixed solvent of cyclic carbonates and chain carbonates is generally used. You may mix (gamma) -butyrolactone, dimethoxyethane, etc. with a nonaqueous solvent. However, the composition of the non-aqueous electrolyte is not particularly limited.

リチウム塩には、例えば6フッ化リン酸リチウム、4フッ化ホウ酸リチウム、イミド−リチウム塩などが用いられる。なかでも、6フッ化リン酸リチウムを主成分として含む非水電解液は、他のリチウム塩を主成分として含む非水電解液に比較して、電池特性が良好である。4フッ化硼酸リチウムやイミド−リチウム塩は、6フッ化リン酸リチウムと組み合わせて少量を添加することが好ましい。一例として、エチレンカーボネートとジエチルカーボネートとの体積比1:1の混合溶媒に、LiPF6を1モル/Lの濃度で溶解させたものを用いることができる。 Examples of the lithium salt include lithium hexafluorophosphate, lithium tetrafluoroborate, and imide-lithium salt. Especially, the non-aqueous electrolyte containing lithium hexafluorophosphate as the main component has better battery characteristics than the non-aqueous electrolyte containing other lithium salts as the main component. It is preferable to add a small amount of lithium tetrafluoroborate or imide-lithium salt in combination with lithium hexafluorophosphate. As an example, a solution obtained by dissolving LiPF 6 at a concentration of 1 mol / L in a mixed solvent of ethylene carbonate and diethyl carbonate in a volume ratio of 1: 1 can be used.

最後に、電極群11及び電池ケース1を封口することで、本実施形態の二次電池が完成する。   Finally, the secondary battery of the present embodiment is completed by sealing the electrode group 11 and the battery case 1.

本発明の電子機器システムの一実施形態について説明する。本実施形態の電子機器システムは、本実施形態の板状二次電池と、電気回路、光回路及び表示器から選択される少なくとも何れか1種と、を備える。前記電気回路の少なくとも一部、前記光回路の少なくとも一部、及び前記表示器から選ばれる少なくとも何れか1種が、前記板状二次電池に形成されている貫通孔の内部に配置されている。本実施形態の電子機器システムの一部を示す図として、図5〜図7を援用できる。例えば、図5は、本実施形態の板状電池と、当該板状電池に形成されている貫通孔5の内部に、その一部である電気配線6が配置された電気回路と、を備えた電子機器システムを示している。図6は、本実施形態の板状電池と、当該板状電池に形成されている貫通孔5の内部に、その一部である光ファイバー7が配置された光回路と、を備えた電子機器システムを示している。図7は、本実施形態の板状電池と、当該板状電池に形成されている貫通孔5の内部に配置された表示器と、を備えた電子機器システムを示している。本実施形態の電子機器システムは、二次電池に設けられた貫通孔を電気回路、光回路及び表示器の配置に利用している。したがって、設置される二次電池が大判であっても、電気回路、光回路及び表示器について空間の制約を排除した最適な部品配置を実現できる。さらに、本実施形態の電子機器システムは、支柱3が設けられた二次電池を備えているので、二次電池の形状安定性を維持し、その特性を最大限に発揮できる。   An embodiment of an electronic device system of the present invention will be described. The electronic device system of the present embodiment includes the plate-like secondary battery of the present embodiment and at least one selected from an electric circuit, an optical circuit, and a display. At least one selected from at least a part of the electric circuit, at least a part of the optical circuit, and the display is disposed inside a through hole formed in the plate-shaped secondary battery. . 5 to 7 can be used as diagrams illustrating a part of the electronic device system of the present embodiment. For example, FIG. 5 includes the plate battery of the present embodiment and an electric circuit in which the electric wiring 6 as a part thereof is disposed in the through hole 5 formed in the plate battery. 1 shows an electronic device system. FIG. 6 shows an electronic device system including the plate-like battery of the present embodiment and an optical circuit in which an optical fiber 7 as a part thereof is disposed in a through-hole 5 formed in the plate-like battery. Is shown. FIG. 7 shows an electronic device system including the plate battery of the present embodiment and a display device arranged inside the through hole 5 formed in the plate battery. The electronic device system of this embodiment uses the through holes provided in the secondary battery for the arrangement of the electric circuit, the optical circuit, and the display. Therefore, even if the installed secondary battery is large, it is possible to realize an optimal component arrangement that eliminates space restrictions for the electric circuit, optical circuit, and display. Furthermore, since the electronic device system of this embodiment includes the secondary battery provided with the support columns 3, the shape stability of the secondary battery can be maintained and its characteristics can be maximized.

本発明を実施するための形態として、上記に具体的な構成を述べたが、本発明はこれらに限定されるものではない。なお、ここでいう板状二次電池は、2次元平面的な板状の二次電池に限定されず、曲面板状の二次電池も含む。例えば、円筒状、瓦状及び円錐側面状等の各種曲面形状においても、本発明で特定した二次電池の構成が適用可能であることは明らかである。また、具体的な適用例として、実施の形態ではリチウムイオン二次電池を中心に述べたが、本発明はこれに限定されるものではない。本発明で特定した二次電池の構成は、リチウムイオン二次電池以外の板状の二次電池においても、繰り返しの充放電を経て薄型形状を維持するために有効である。   Although specific configurations have been described above as modes for carrying out the present invention, the present invention is not limited to these. The plate-like secondary battery here is not limited to a two-dimensional planar plate-like secondary battery, but also includes a curved plate-like secondary battery. For example, it is obvious that the configuration of the secondary battery specified in the present invention can be applied to various curved surface shapes such as a cylindrical shape, a tile shape, and a conical side surface shape. Further, as a specific application example, the embodiment has been described centering on a lithium ion secondary battery, but the present invention is not limited to this. The configuration of the secondary battery specified in the present invention is effective for maintaining a thin shape through repeated charge and discharge even in a plate-like secondary battery other than the lithium ion secondary battery.

本発明の板状二次電池は、繰り返しの充放電を経ても薄型形状を維持することができ、さらに、機器に設置された場合に電気配線及び光学配線等の冗長化を低減する部品配置を可能とする。したがって、本発明の板状二次電池は、高性能の電子機器及び薄型の電子機器に内蔵される大判の電池として、好適に利用できる。また、本発明の電子機器システムは、二次電池の特性を最大限に発揮できると共に、空間の制約を排除した最適な部品配置も可能とする。したがって、本発明の電子機器システムは、高性能の電子機器及び薄型の電子機器のシステムとしても、好適に利用できる。   The plate-like secondary battery of the present invention can maintain a thin shape even after repeated charging and discharging, and further has a component arrangement that reduces redundancy of electrical wiring and optical wiring when installed in equipment. Make it possible. Therefore, the plate-like secondary battery of the present invention can be suitably used as a large-sized battery built in a high-performance electronic device and a thin electronic device. In addition, the electronic device system of the present invention can maximize the characteristics of the secondary battery, and also enables optimal component placement that eliminates space constraints. Therefore, the electronic device system of the present invention can be suitably used as a system for high-performance electronic devices and thin electronic devices.

1 電池ケース
2 取り出し電極
3 支柱
4 電池ケースの主面
4a 開口部
5 貫通孔
6 電気配線
7 光ファイバー
8 表示器
9 表示パネル部9
10 配線部
11 電極群
12 第1電極(正極板又は負極板)
13 第2電極(負極板又は正極板)
14 セパレータ
21 充填材
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Battery case 2 Extraction electrode 3 Support | pillar 4 Main surface of battery case 4a Opening part 5 Through-hole 6 Electrical wiring 7 Optical fiber 8 Indicator 9 Display panel part 9
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Wiring part 11 Electrode group 12 1st electrode (positive electrode plate or negative electrode plate)
13 Second electrode (negative electrode plate or positive electrode plate)
14 Separator 21 Filler

Claims (8)

扁平状の電極群と、
電解質と、
前記電極群及び前記電解質を収納する、板状のケースと、
前記電極群を厚さ方向に貫通するように配置された支柱であって、当該支柱の両端が前記ケースの両主面とそれぞれ接合されることによって、前記ケースの前記両主面の変形を制限する前記支柱と、
を備え、
前記電極群は、正極板と、負極板と、前記正極板と前記負極板との間に配置されたセパレータとが、積層されること又は扁平状に捲回されることによって形成されており、
前記支柱は管形状を有し、且つ前記ケースの前記両主面には前記支柱の中空部分と連通する開口部が設けられており、
前記支柱の前記中空部分と前記ケースの前記開口部とによって、前記ケースを厚さ方向に貫通し、且つ前記ケースの前記電極群及び前記電解質が収納されている空間と隔離された貫通孔が形成されている、
板状二次電池。
A flat electrode group;
Electrolyte,
A plate-like case that houses the electrode group and the electrolyte;
A support column arranged to penetrate the electrode group in the thickness direction, and both ends of the support column are respectively joined to both main surfaces of the case, thereby restricting deformation of the two main surfaces of the case Said prop to
With
The electrode group is formed by laminating or winding a positive electrode plate, a negative electrode plate, and a separator disposed between the positive electrode plate and the negative electrode plate,
The support column has a tubular shape, and both main surfaces of the case are provided with openings that communicate with the hollow portion of the support column,
The hollow portion of the support column and the opening of the case form a through hole that penetrates the case in the thickness direction and is isolated from the space in which the electrode group and the electrolyte are stored. Being
Plate-like secondary battery.
前記貫通孔の内部に配置された、電気回路の構成部品となり得る部品から選択される少なくとも何れか1種の部品をさらに備えた、
請求項1に記載の板状二次電池。
It further comprises at least any one component selected from components that can be components of an electric circuit disposed inside the through hole.
The plate-shaped secondary battery according to claim 1.
前記貫通孔の内部に配置された、光回路の構成部品となり得る部品から選択される少なくとも何れか1種の部品をさらに備えた、
請求項1に記載の板状二次電池。
It further includes at least any one component selected from components that can be components of an optical circuit disposed inside the through hole.
The plate-shaped secondary battery according to claim 1.
前記貫通孔の内部に配置された表示器をさらに備えた、
請求項1に記載の板状二次電池。
Further comprising an indicator disposed inside the through-hole,
The plate-shaped secondary battery according to claim 1.
前記貫通孔の内部が、充填材によって充填されている、
請求項1〜4の何れか1項に記載の板状二次電池。
The inside of the through hole is filled with a filler,
The plate-shaped secondary battery according to any one of claims 1 to 4.
前記支柱は、樹脂材料によって形成されている、
請求項1〜5の何れか1項に記載の板状二次電池。
The column is formed of a resin material,
The plate-shaped secondary battery according to any one of claims 1 to 5.
請求項1に記載の板状二次電池と、
電気回路、光回路及び表示器から選択される少なくとも何れか1種と、
を備え、
前記電気回路の少なくとも一部、前記光回路の少なくとも一部及び前記表示器から選ばれる少なくとも何れか1種が、前記板状二次電池に形成されている前記貫通孔の内部に配置されている、
電子機器システム。
The plate-like secondary battery according to claim 1;
At least one selected from an electric circuit, an optical circuit, and a display; and
With
At least one selected from at least a part of the electric circuit, at least a part of the optical circuit, and the display is disposed in the through hole formed in the plate-shaped secondary battery. ,
Electronic equipment system.
前記貫通孔の内部が、充填材によって充填されている、
請求項7に記載の電子機器システム。
The inside of the through hole is filled with a filler,
The electronic device system according to claim 7.
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