JP2022120921A - 電気化学セルの配置構造および電子機器 - Google Patents

Abstract

【課題】電気化学セルの内圧上昇を抑制できる電気化学セルの配置構造を提供する。【解決手段】電池１の配置構造は、正極体および負極体を有する電極体４０と、電極体４０を内部に収容するとともに貫通孔２４，３４が形成された外装体１０と、電極体４０に電気的に接続されるとともに外装体１０の内部で貫通孔２４，３４の周縁部２５，３５に接合されて貫通孔２４，３４を閉塞する端子板６０と、を有する電池１と、端子板６０に外側から接触する接点８０と、電池１を挟んで接点８０とは反対側で接点８０に対して固定的に配置された基板７０と、を備える。【選択図】図３

Description

本発明は、電気化学セルの配置構造および電子機器に関するものである。

従来、スマートフォン、ウエアラブル機器、補聴器等の小型電子機器の電源として、リチウムイオン二次電池や電気化学キャパシタ等の電気化学セルが広く活用されている。例えば下記特許文献１には、電極体と、第１ラミネート部材及び第２ラミネート部材を有し、電極体を収容する外装体と、を備えた電気化学セルが開示されている。一般に、この種の電気化学セルでは、その内部が外装体によって気密に保たれている。

特開２０１８－８５２１４号公報

ところで、電気化学セルの端子間の短絡（外部ショート）等によってセルの内部が加熱されると、外装体内にガスが発生してセルの内圧が上昇する場合がある。セルの内圧が上昇すると外装体が膨張、破裂して、電気化学セルを搭載した電子機器が破損するおそれがある。したがって、電気化学セルに対して内圧上昇を抑制する構造の開発が望まれる。

そこで本発明は、電気化学セルの内圧上昇を抑制できる電気化学セルの配置構造、およびその電気化学セルの配置構造を備えた電子機器を提供するものである。

本発明の電気化学セルの配置構造は、正極体および負極体を有する電極体と、前記電極体を内部に収容するとともに貫通孔が形成された外装体と、前記電極体に電気的に接続されるとともに前記外装体の内部で前記貫通孔の周縁部に接合されて前記貫通孔を閉塞する端子と、を有する電気化学セルと、前記端子に外側から接触する接点と、前記電気化学セルを挟んで前記接点とは反対側で前記接点に対して固定的に配置された固定部材と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、電気化学セルが互いに固定的に配置された接点および固定部材の間に配置されるので、外部ショート等によって電気化学セルの内部構造物が加熱されて外装体が膨張した場合等には、端子が接点によって外装体の内部に向けて押圧される。ここで、電気化学セルの昇温により外装体および端子の接合部が軟化すると、接点によって外装体の内部に向けて押圧された端子が外装体との接合部で剥離する。これにより、電気化学セルの内外を連通するリークパスが形成され、電気化学セルの内部の流体を逃がすことができる。したがって、電気化学セルの内圧上昇を抑制できる。

上記の電気化学セルの配置構造において、前記接点は、前記外装体の外部に向けた前記端子の変位を規制してもよい。

本発明によれば、外装体が膨張した場合に、端子が外装体とともに外部に向けて変位することを規制できる。これにより、外装体および端子の接合部で剥離を発生させることができる。したがって、上述した作用効果を奏する電気化学セルの配置構造が得られる。

上記の電気化学セルの配置構造において、前記接点は、前記端子を前記外装体の内部に向けて押圧してもよい。

本発明によれば、電気化学セルの昇温により外装体および端子の接合部が軟化した場合に、外装体の膨張が不十分であっても接点から端子に加わる押圧力によって外装体および端子の接合部で剥離を発生させることができる。したがって、上述した作用効果を奏する電気化学セルの配置構造が得られる。

上記の電気化学セルの配置構造において、熱可塑性樹脂により形成され、前記貫通孔の周縁部に接合された環状のシール部材をさらに備え、前記端子は、前記シール部材に接合されているとともに、前記シール部材を介して前記貫通孔の前記周縁部に接合されていてもよい。

本発明によれば、外装体に端子を直接接合する構成と比較して、外装体および端子の接合部の気密性の向上を図ることができる。

上記の電気化学セルの配置構造において、前記外装体は、柔軟なフィルム材によって形成されていてもよい。

本発明によれば、電気化学セルの内圧上昇によって外装体を容易に膨張させることができる。ここで、端子には接点が外側から接触しているので、端子は外装体の膨張に伴う変位を規制される。このため、外装体および端子の接合部には、外装体の膨張に伴って引張応力が発生する。これにより、電気化学セルの昇温により外装体および端子の接合部が軟化した場合に、外装体および端子の接合部で引張応力によって剥離を生じさせることができる。よって、電気化学セルの内圧上昇に伴って上述したリークパスを容易に形成させることができる。したがって、電気化学セルの内圧上昇をより確実に抑制できる。

上記の電気化学セルの配置構造において、前記電気化学セルを挟んで前記固定部材とは反対側で、前記外装体に対して間隔をあけて配置され、前記接点を支持する対向部材と、前記対向部材と前記外装体との間に介在するスペーサと、をさらに備えていてもよい。

本発明によれば、外装体の膨張を阻害することなく、スペーサおよび対向部材により接点を電気化学セルに対して固定的に配置できる。

上記の電気化学セルの配置構造において、前記スペーサは、前記外装体のうち前記貫通孔の前記周縁部に対して非接触とされていてもよい。

本発明によれば、貫通孔の周縁部の膨張を許容できるので、外装体の膨張に伴って外装体および端子の接合部に引張応力を発生させることができる。これにより、電気化学セルの昇温により外装体および端子の接合部が軟化した場合に、外装体および端子の接合部で引張応力によって剥離を生じさせることができる。よって、電気化学セルの内圧上昇に伴って上述したリークパスを容易に形成させることができる。したがって、電気化学セルの内圧上昇をより確実に抑制できる。

本発明の電子機器は、上記の電気化学セルの配置構造を備えることを特徴とする。

本発明によれば、電気化学セルの膨張、破裂による破損を抑制できる。

上記の電子機器において、前記固定部材は、回路基板であってもよい。

本発明によれば、固定部材を回路基板とは別に設ける必要がないので、部品点数の増加を抑制しつつ上述した作用効果を奏する電子機器が得られる。

本発明によれば、電気化学セルの内圧上昇を抑制できる。

第１実施形態の電池の斜視図である。 第１実施形態の電池の断面図である。 第１実施形態の電子機器の断面図である。 第１実施形態の電池の配置構造の作用を説明する断面図である。 第１実施形態の電池の配置構造の作用を説明する断面図である。 第２実施形態の電子機器の断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。また以下の説明では、電気化学セルとして、非水電解質二次電池の一種であるリチウムイオン二次電池（以下、単に「電池」という。）を例に挙げて説明する。

＜第１実施形態＞
（電池）
第１実施形態の電池１について、図１および図２を参照して説明する。
図１は、第１実施形態の電池の斜視図である。図２は、第１実施形態の電池の断面図である。
図１および図２に示すように、電池１は、扁平形状に形成されている。電池１は、その厚さ方向から見た平面視で円形状に形成された、いわゆるボタン形の電池である。電池１は、正極体および負極体を有する発電要素の電極体４０と、電極体４０に含浸される電解液と、電極体４０を内部に収容するとともに貫通孔２４，３４が形成された外装体１０と、外装体１０の内部で貫通孔２４，３４の周縁部２５，３５に接合された環状のシール部材５０と、電極体４０に電気的に接続されるとともに外装体１０の内部でシール部材５０に接合されて貫通孔２４，３４を閉塞する端子板６０（端子）と、を備える。なお、以下の説明では、電池１の厚さ方向を上下方向という。

電極体４０は、正極活物質を含む正極体と、負極活物質を含む負極体と、正極体と負極体との間に介在するセパレータと、を備える。正極活物質は、例えば、コバルト酸リチウムやチタン酸リチウム、マンガン酸リチウム等のように、リチウムと遷移金属とを含む複合酸化物である。負極活物質は、例えば、シリコン酸化物やグラファイト、ハードカーボン、チタン酸リチウム、ＬｉＡｌ等である。電極体４０は、外装体１０の内部空間の形状に対応し、平面視円形状に形成されている。例えば、電極体４０は、セパレータを介してシート状の正極体および負極体を重ね合わせて扁平に捲回された、いわゆる積層型電極とされている。ただし、電極体４０の構成はこれに限定されるものではなく、セパレータの両面に正極体および負極体を設けた、いわゆるペレット型の電極体としてもよい。

外装体１０は、電池１の外郭を形成している。外装体１０は、電極体４０が収容される収容部１１と、収容部１１の外周１１ａに沿って折り曲げられた封止部１２と、を備える。封止部１２は、例えば絞り成形によって、収容部１１の外周１１ａに沿って折り曲げられている。

また、外装体１０は、電極体４０を間に挟む第１容器２０および第２容器３０を備える。第１容器２０および第２容器３０は、それぞれ柔軟なラミネートフィルム（フィルム材）により形成されている。ラミネートフィルムは、金属層（金属箔）と、重ね合わせ面（内側面）に設けられ金属箔を被覆する樹脂製の融着層と、外側面に設けられ金属箔を被覆する樹脂製の保護層と、を有する。金属層は、例えばステンレスやアルミニウム等の外気や水蒸気を遮断する金属材料を用いて形成されている。重ね合わせ面の融着層は、例えば、ポリオレフィンのポリエチレンやポリプロピレン等の熱可塑性樹脂を用いて形成されている。外側面の保護層は、例えば、上述のポリオレフィンや、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ナイロン等を用いて形成されている。

第１容器２０は、円形状の第１底壁部２１と、第１底壁部２１の外周から筒状に延びる第１周壁部２２と、を備える。第１底壁部２１には、第１貫通孔２４が形成されている。例えば、第１貫通孔２４は、第１底壁部２１の中心に形成されている。

第２容器３０は、円形状の第２底壁部３１と、第２底壁部３１の外周から筒状に延びる第２周壁部３２と、第２周壁部３２の開口縁から第２周壁部３２の外側に向けて折り曲げられて第２底壁部３１側に延びる折曲部３３と、を備える。

第２底壁部３１は、電極体４０を挟んで第１容器２０の第１底壁部２１とは反対側に配置されている。第２底壁部３１は、第１容器２０の第１底壁部２１よりも外径が僅かに小さくなるように形成されている。第２底壁部３１には、第２貫通孔３４が形成されている。例えば、第２貫通孔３４は、第２底壁部３１の中心に形成されている。

第２周壁部３２は、第２底壁部３１の外周から第１容器２０の第１底壁部２１に向けて延びている。第２周壁部３２は、収容部１１の外周１１ａを形成する。折曲部３３は、第２周壁部３２のうち、第１底壁部２１側の端部から第２周壁部３２に沿って第２底壁部３１側へ筒状に折り曲げられている。折曲部３３は、第２周壁部３２に対して外側に間隔をおいて配置されている。

第２周壁部３２は、第１周壁部２２の内側で、かつ、折曲部３３の内側に配置されている。また、折曲部３３は、第１周壁部２２の内側に配置されている。折曲部３３の融着層と第１周壁部２２の融着層とが熱融着されている。

折曲部３３の融着層と第１周壁部２２の融着層とが熱融着されることにより、封止部１２が形成される。よって、収容部１１の外周が封止部１２で封止される。これにより、第１容器２０および第２容器３０が重ね合わされて外装体１０が形成される。封止部１２は、収容部１１の外側に筒状に形成され、かつ、収容部１１の外周１１ａに沿って折り曲げられている。

収容部１１には、第１容器２０と第２容器３０とが重ね合されることにより、電極体４０が配置される密封空間が形成される。具体的には、収容部１１は、第１底壁部２１、第２底壁部３１、および第２周壁部３２により画成され、平面視で円形状に形成されている。

シール部材５０は、第１シール部材５１および第２シール部材５２を備える。第１シール部材５１および第２シール部材５２は、それぞれシーラントフィルムを円環状にしたものである。シーラントフィルムは、ポリオレフィンのポリエチレンやポリプロピレンなどの熱可塑性樹脂を含む。例えば、シーラントフィルムは、熱可塑性樹脂により不織布を被覆することで形成されている。

第１シール部材５１は、外装体１０における第１貫通孔２４の周縁部２５に外装体１０の内側から接合されている。第１シール部材５１は、外装体１０に対する重ね合わせ面の全体で、外装体１０の内面（融着層）に熱融着されている。第１シール部材５１の外径は、第１貫通孔２４の内径よりも大きい。第１シール部材５１の外周縁は、平面視で第１貫通孔２４の周囲全周にわたって外装体１０に重なっている。これにより、第１シール部材５１は、第１貫通孔２４の周縁部２５に全周にわたって接合されている。第１シール部材５１の内径は、第１貫通孔２４の内径よりも小さい。これにより、第１シール部材５１は、平面視で第１貫通孔２４の内側に全周にわたって張り出している。なお、貫通孔の周縁部は、必ずしも貫通孔の開口縁を含んでいなくてもよい。すなわち、第１シール部材５１の内径が第１貫通孔２４の内径よりも大きく、第１貫通孔２４の開口縁の少なくとも一部に第１シール部材５１が接合していなくてもよい。

第２シール部材５２は、外装体１０における第２貫通孔３４の周縁部３５に外装体１０の内側から接合されている。第２シール部材５２は、外装体１０に対する重ね合わせ面の全体で、外装体１０の内面（融着層）に熱融着されている。第２シール部材５２の外径は、第２貫通孔３４の内径よりも大きい。第２シール部材５２の外周縁は、平面視で第２貫通孔３４の周囲全周にわたって外装体１０に重なっている。これにより、第２シール部材５２は、第２貫通孔３４の周縁部３５に全周にわたって接合されている。第２シール部材５２の内径は、第２貫通孔３４の内径よりも小さい。これにより、第２シール部材５２は、平面視で第２貫通孔３４の内側に全周にわたって張り出している。なお、第２シール部材５２の内径が第２貫通孔３４の内径よりも大きく、第２貫通孔３４の開口縁の少なくとも一部に第２シール部材５２が接合していなくてもよい。

端子板６０は、シール部材５０に接合されることで、シール部材５０を介して貫通孔２４，３４の周縁部２５，３５に接合されている。端子板６０は、第１シール部材５１に接合されて第１貫通孔２４を閉塞する第１端子板６１と、第２シール部材５２に接合されて第２貫通孔３４を閉塞する第２端子板６２と、を備える。

第１端子板６１は、電極体４０の負極体に電気的に接続されている。第１端子板６１は、例えば銅またはニッケルによって形成されている。第１端子板６１は、第１貫通孔２４を通じて外装体１０の外側に露出され、電池１の負極端子として機能する。第１端子板６１は、第１シール部材５１の内周部に外装体１０の内側から接合されている。第１端子板６１は、第１シール部材５１に全周にわたって接合されている。第１端子板６１は、第１シール部材５１に対する重ね合わせ面の全体で、第１シール部材５１に熱融着されている。第１端子板６１の外径は、第１シール部材５１の内径よりも大きく、第１シール部材５１の外径よりも小さい。これにより、第１端子板６１の外周縁は、全周にわたって第１シール部材５１に接合している。第１端子板６１の外径は、第１貫通孔２４の内径よりも大きい。第１端子板６１の外周縁は、平面視で第１貫通孔２４の周囲全周にわたって外装体１０に重なっている。

第２端子板６２は、電極体４０の正極体に電気的に接続されている。第２端子板６２は、例えば高耐食性ステンレス鋼またはアルミニウムによって形成されている。第２端子板６２は、第２貫通孔３４を通じて外装体１０の外側に露出され、電池１の正極端子として機能する。第２端子板６２は、第２シール部材５２の内周部に外装体１０の内側から接合されている。第２端子板６２は、第２シール部材５２に全周にわたって接合されている。第２端子板６２は、第２シール部材５２に対する重ね合わせ面の全体で、第２シール部材５２に熱融着されている。第２端子板６２の外径は、第２シール部材５２の内径よりも大きく、第２シール部材５２の外径よりも小さい。これにより、第２端子板６２の外周縁は、全周にわたって第２シール部材５２に接合している。第２端子板６２の外径は、第２貫通孔３４の内径よりも大きい。第２端子板６２の外周縁は、平面視で第２貫通孔３４の周囲全周にわたって外装体１０に重なっている。

（電子機器）
電池１を備えた電子機器２の構成について、図３を参照して説明する。なお、電子機器２は、例えばワイヤレスイヤホンや、ウエアラブル端末、スマートフォン、デジタルカメラ等である。

図３は、第１実施形態の電子機器の断面図である。
図３に示すように、電子機器２は、電池１を上下方向で挟むように配置された基板７０と、基板７０に支持されて端子板６０に外側から接触する接点８０と、基板７０と電池１の外装体１０との間に介在するスペーサ９０と、を備える。

基板７０は、第１回路基板７１（固定部材、対向部材）および第２回路基板７２（固定部材、対向部材）を備える。第１回路基板７１および第２回路基板７２は、それぞれリジッド基板によって形成されたプリント配線板である。第１回路基板７１および第２回路基板７２は、それぞれ上下方向に表裏面を向けるように配置されている。第１回路基板７１および第２回路基板７２は、電池１を挟んで互いに反対側に配置されて、外装体１０に対向している。第１回路基板７１は、電池１の外装体１０に対して間隔をあけて下方に配置されている。第２回路基板７２は、電池１の外装体１０に対して間隔をあけて上方に配置されている。第１回路基板７１および第２回路基板７２は、互いに固定的に配置されている。基板７０は、それぞれ電池１との間に介在するスペーサ９０によって電池１に対する接近を規制された状態で、電池１を支持している。

接点８０は、第１回路基板７１に支持された第１接点８１と、第２回路基板７２に支持された第２接点８２と、を備える。第１接点８１および第２接点８２は、それぞれ金属等の導電材料によって形成され、基板７０上のプリント配線に接続されている。

第１接点８１は、第１回路基板７１に支持されることで、電池１を挟んで第２回路基板７２とは反対側で、第２回路基板７２に対して固定的に配置されている。第１接点８１は、第１回路基板７１のうち電池１の第１端子板６１に平面視で重なる箇所に実装されている。第１接点８１は、第１端子板６１の露出部に下方から圧接している。第１接点８１は、先端の接触点が上方付勢状態で下方移動可能となるように形成されている。これにより、第１接点８１は、第１端子板６１を外装体１０の内部に向けて押圧している。第１接点８１は、外装体１０および第１シール部材５１に対して接触不能となるように配置されている。

第２接点８２は、第２回路基板７２に支持されることで、電池１を挟んで第１回路基板７１とは反対側で、第１回路基板７１に対して固定的に配置されている。第２接点８２は、第２回路基板７２のうち電池１の第２端子板６２に平面視で重なる箇所に実装されている。第２接点８２は、第２端子板６２の露出部に上方から圧接している。第２接点８２は、先端の接触点が下方付勢状態で上方移動可能となるように形成されている。これにより、第２接点８２は、第２端子板６２を外装体１０の内部に向けて押圧している。第２接点８２は、外装体１０および第２シール部材５２に対して接触不能となるように配置されている。

本実施形態では、各接点８０は、先端が基部に対して上下方向に弾性的に変位可能となるように形成されている。各接点８０は、先端が基部に対する圧縮方向の突き当てによって、外装体１０の外部に向けた方向において所定距離のみ変位可能となるように形成されている。例えば、所定距離は、接点８０が端子板６０に接触していない状態で、外装体１０の膨張に伴って電池１が破裂に至るまでに端子板６０が外装体１０の外部に向けた方向へ変位できる範囲内に設定される。これにより接点８０は、外装体１０の外部に向けた端子板６０の変位を所定距離で規制する。なお、接点８０は、接触点の変位による圧縮に伴って増加する復元力（押圧力）によって、外装体１０の外部に向けた方向への端子板６０の変位を所定距離で規制してもよい。また、接点８０は、上下方向に変形不能に形成されていてもよい。この場合、所定距離はほぼ０に設定される。なお、所定距離は、接点８０が端子板６０に接触していない状態で、外装体１０の膨張に伴って電池１が基板７０に接触するまでに端子板６０が外装体１０の外部に向けた方向へ変位できる範囲内に設定されてもよい。

スペーサ９０は、第１回路基板７１と電池１の外装体１０との間に介在する第１スペーサ９１と、第２回路基板７２と電池１の外装体１０との間に介在する第２スペーサ９２と、を備える。各スペーサ９０は、基板７０に実装された電子部品９３と、電子部品９３と外装体１０との間に介在する緩衝部材９４と、を備える。ただし、各スペーサ９０は、電子部品および緩衝部材のうち少なくともいずれか一方を含んでいなくてもよい。

第１スペーサ９１は、外装体１０のうち、平面視で第１端子板６１と外装体１０との接合部よりも外側の箇所に接触している。第１スペーサ９１は、複数箇所に分散されて配置されている。ただし、第１スペーサ９１は、外装体１０の外形に倣って円弧状または環状に延在していてもよい。第１端子板６１と外装体１０との接合部は、第１端子板６１と第１シール部材５１との接合部、および第１シール部材５１と外装体１０との接合部である。これにより、第１スペーサ９１は、外装体１０のうち第１貫通孔２４の周縁部２５に対して非接触とされている。第１スペーサ９１は、電池１および第１回路基板７１の所定距離以上の相対接近を規制している。

第２スペーサ９２は、外装体１０のうち、平面視で第２端子板６２と外装体１０との接合部よりも外側の箇所に接触している。第２スペーサ９２は、複数箇所に分散されて配置されている。ただし、第２スペーサ９２は、外装体１０の外形に倣って円弧状または環状に延在していてもよい。第２端子板６２と外装体１０との接合部は、第２端子板６２と第２シール部材５２との接合部、および第２シール部材５２と外装体１０との接合部である。これにより、第２スペーサ９２は、外装体１０のうち第２貫通孔３４の周縁部３５に対して非接触とされている。第２スペーサ９２は、電池１および第２回路基板７２の所定距離以上の相対接近を規制している。

（電池の配置構造の作用）
上述した電池１の配置構造の作用について説明する。
電池１は、端子間の短絡による外部ショート等が生じると、端子板６０や電極体４０の集電体等が加熱されて発熱し得る。この場合には電解液等が気化して電池１の内圧が上昇するとともに外装体１０が膨張する。本実施形態のように電池１が扁平形状の場合には、その厚さ方向の膨張が顕著となる。すなわち、図４に示すように、電池１の内圧が上昇した場合に、外装体１０が第１回路基板７１および第２回路基板７２それぞれとの隙間を埋めるように、第１回路基板７１および第２回路基板７２それぞれ側に膨張する。

本実施形態の電池１の配置構造によれば、電池１が互いに固定的に配置された第１接点８１および第２回路基板７２の間、かつ互いに固定的に配置された第２接点８２および第１回路基板７１の間に配置されるので、少なくとも外装体１０が膨張した場合には、端子板６０が接点８０によって外装体１０の内部に向けて押圧される。

ここで、電池１が昇温すると、外装体１０および端子板６０の接合部で、シール部材５０および外装体１０の内面（融着層）のうち少なくともいずれか一方が軟化する。外装体１０および端子板６０の接合部が軟化すると、接点８０によって外装体１０の内部に向けて押圧された端子板６０が外装体１０との接合部で剥離する。これにより、電池１の内外を連通するリークパスが形成される。例えば、リークパスは、外装体１０が基板７０への接触に至るまでに形成される。外装体１０および端子板６０の接合部のうち剥離が生じる箇所は、外装体１０とシール部材５０との界面、シール部材５０と端子板６０との界面、およびシール部材５０自体のうち少なくとも１箇所である。図示の例では、第２シール部材５２と第２端子板６２との界面で剥離が生じている。これにより、電池１の内部のガスおよび電解液の少なくとも一方を逃がすことができる。したがって、電池１の内圧上昇を抑制できる。

また、接点８０は、外装体１０の外部に向けた端子板６０の変位を規制する。この構成によれば、外装体１０が膨張した場合に、端子板６０が外装体１０とともに外部に向けて変位することを規制できる。これにより、外装体１０および端子板６０の接合部で剥離を発生させることができる。したがって、上述した作用効果を奏する電池１の配置構造が得られる。

また、接点８０は、端子板６０を外装体１０の内部に向けて押圧している。この構成によれば、電池１の昇温により外装体１０および端子板６０の接合部が軟化した場合に、外装体１０の膨張が不十分であっても接点８０から端子板６０に加わる押圧力によって外装体１０および端子板６０の接合部で剥離を発生させることができる。したがって、上述した作用効果を奏する電池１の配置構造が得られる。

端子板６０は、シール部材５０に接合されているとともに、シール部材５０を介して貫通孔２４，３４の周縁部２５，３５に接合されている。この構成によれば、外装体に端子板を直接接合する構成と比較して、外装体１０および端子板６０の接合部の気密性の向上を図ることができる。

外装体１０は、柔軟なラミネートフィルムによって形成されている。この構成によれば、電池１の内圧上昇によって外装体１０を容易に膨張させることができる。ここで、端子板６０には接点８０が外側から接触しているので、端子板６０は外装体１０の膨張に伴う変位を規制される。このため、外装体１０および端子板６０の接合部には、外装体１０の膨張に伴って引張応力が発生する。これにより、電池１の昇温により外装体１０および端子板６０の接合部が軟化した場合に、外装体１０および端子板６０の接合部で引張応力によって剥離を生じさせることができる。よって、電池１の内圧上昇に伴って上述したリークパスを容易に形成させることができる。したがって、電池１の内圧上昇をより確実に抑制できる。

基板７０と外装体１０との間にはスペーサ９０が介在する。この構成によれば、外装体１０の膨張を阻害することなく、スペーサ９０および基板７０により接点８０を電池１に対して固定的に配置できる。

第１スペーサ９１は、外装体１０のうち第１貫通孔２４の周縁部２５に対して非接触とされている。この構成によれば、第１貫通孔２４の周縁部２５の膨張を許容できるので、外装体１０の膨張に伴って外装体１０および第１端子板６１の接合部に引張応力を発生させることができる。これにより、電池１の昇温により外装体１０および端子板６０の接合部が軟化した場合に、外装体１０および第１端子板６１の接合部で引張応力によって剥離を生じさせることができる。したがって、電池１の内圧上昇をより確実に抑制できる。

本実施形態の電子機器２は、上述した電池１の配置構造を備える。この構成によれば、電池１の膨張、破裂による破損を抑制できる。また、第１回路基板７１および第２回路基板７２を用いることで、回路基板とは別に部材を設けることなく上述した電池１の配置構造を形成しているので、部品点数の増加を抑制しつつ上述した作用効果を奏する電子機器２が得られる。

＜第２実施形態＞
（電池）
第２実施形態の電池１０１について、図６を参照して説明する。なお、以下で説明する以外の構成は、第１実施形態と同様である。

図６は、第２実施形態の電子機器の断面図である。
図６に示すように、第２実施形態の電池１０１は、第１実施形態の外装体１０に代えて、外装体１１０を備える。外装体１１０は、金属製である。外装体１１０は、負極缶１１１と、封止板１１２と、を備える。

負極缶１１１は、有底筒状に形成され、内部に電極体４０を収容している。負極缶１１１には、電極体４０の負極体が電気的に接続されている。封止板１１２は、負極缶１１１の開口を閉塞している。封止板１１２の外周縁は、負極缶１１１の開口縁に全周にわたって接合されている。これにより、外装体１１０の全体が一体化して負極端子として機能する。

封止板１１２の中央には、貫通孔１１４が形成されている。貫通孔１１４の周縁部１１５には、シール部材１５０を介して端子板１６０が接合されている。シール部材１５０および端子板１６０は、第１実施形態の第２シール部材５２および第２端子板６２に相当する。外装体１１０および端子板１６０の接続部の構造は、第１実施形態の外装体１０および第２端子板６２の接続部の構造と同様である。端子板１６０には、電極体４０の正極体が電気的に接続している。端子板１６０は、貫通孔１１４を通じて外装体１１０の外側に露出され、電池１０１の正極端子として機能する。

（電子機器）
電池１０１を備えた電子機器１０２の構成について説明する。本実施形態の電子機器１０２は、第１接点８１が負極缶１１１の底部に圧接し、第２接点８２が端子板１６０に圧接している点で、第１実施形態の電子機器と異なる。

（電池の配置構造の作用）
上述した電池１０１の配置構造の作用について説明する。
本実施形態の電池１０１の配置構造によれば、電池１０１が互いに固定的に配置された第２接点８２および第１回路基板７１の間に配置されるので、端子板１６０が第２接点８２によって外装体１１０の内部に向けて押圧される。

電池１０１が昇温すると、外装体１１０および端子板１６０の接合部でシール部材１５０が軟化する。これにより、第２接点８２から端子板１６０に加わる押圧力によって外装体１１０および端子板１６０の接合部で剥離を発生させることができる。よって、電池１０１の内外を連通するリークパスが形成され、電池１０１の内部のガスおよび電解液の少なくとも一方を逃がすことができる。したがって、電池１０１の内圧上昇を抑制できる。

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記実施形態では、電気化学セルの一例として、二次電池を例に挙げて説明したが、これに限らず、電気二重層キャパシタおよび一次電池等に上述した構成を適用してもよい。また、電池としてリチウムイオン二次電池を例に挙げて説明したが、これに限らず、金属リチウム二次電池等のリチウムイオン二次電池以外の二次電池であってもよい。
なお、電気二重層キャパシタに上述した構成を適用する場合、電気二重層キャパシタは機能上正負の区別がない一対の電極を備えるが、一方の電極を上記負極体として見做し、他方の電極を上記正極体として見做せばよい。

また、上記実施形態では、電極体４０が平面視で円形状に形成されているが、電極体の形状はこれに限定されない。例えば、電極体は、平面視で長円形状や菱形状、矩形状、Ｌ字状、Ｔ字状等に形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、基板７０がリジッド基板によって形成されているが、この構成に限定されない。基板は、フレキシブル基板であって、筐体等の剛性部材に支持されることで、接点およびスペーサを電池に対して固定的に支持していてもよい。

また、上記実施形態では、端子板６０がシール部材５０を介して外装体１０に間接的に接合されているが、この構成に限定されない。端子板は、外装体における貫通孔の周縁部に、ラミネートフィルムの融着層の熱融着によって直接接合されていてもよい。

また、上記第１実施形態では、外装体１０の第１容器２０および第２容器３０がラミネートフィルムによって形成されているが、第１容器および第２容器のうち少なくともいずれか一方が金属缶によって形成されていてもよい。

また、上記実施形態では、スペーサ９０によって電池１，１０１が基板７０に保持されているが、この構成に限定されない。例えば、電池を囲うように配置されたフレームを基板に対して固定することで、少なくとも基板に対する電池のずれを抑制できる。この場合には、電池と基板との間に介在するスペーサを省略してもよい。

また、上記第１実施形態では、電池１の厚さ方向を向く両面に端子板６０が露出しているが、この構成に限定されない。例えば、電池の１つの面に一対の端子を露出させるとともに、端子に接触する一対の接点を電池に対する一方側に配置し、電池を挟んで一対の接点とは反対側で基板等の固定部材を電池に対向させるように配置してもよい。

また、上記第２実施形態では、外装体１１０の全体が負極端子として機能し、かつ負極缶１１１の底部に第１接点８１が接触しているが、この構成に限定されない。例えば、基板等の固定部材によって負極缶１１１の底部を支持しつつ、負極缶１１１の外周面に接触するように接点を配置してもよい。

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各実施形態を適宜組み合わせてもよい。

１，１０１…電池（電気化学セル） ２，１０２…電子機器 １０，１１０…外装体 ２４…第１貫通孔（貫通孔） ２５，３５，１１５…周縁部 ３４…第２貫通孔（貫通孔） ３５…周縁部 ４０…電極体 ５０，１５０…シール部材 ６０…端子板（端子） ７０…基板（固定部材、対向部材） ８０…接点 ９０…スペーサ １１４…貫通孔

Claims (9)

1. 正極体および負極体を有する電極体と、前記電極体を内部に収容するとともに貫通孔が形成された外装体と、前記電極体に電気的に接続されるとともに前記外装体の内部で前記貫通孔の周縁部に接合されて前記貫通孔を閉塞する端子と、を有する電気化学セルと、
   前記端子に外側から接触する接点と、
   前記電気化学セルを挟んで前記接点とは反対側で前記接点に対して固定的に配置された固定部材と、
   を備える電気化学セルの配置構造。
2. 前記接点は、前記外装体の外部に向けた前記端子の変位を規制する、
   請求項１に記載の電気化学セルの配置構造。
3. 前記接点は、前記端子を前記外装体の内部に向けて押圧している、
   請求項１または請求項２に記載の電気化学セルの配置構造。
4. 熱可塑性樹脂により形成され、前記貫通孔の周縁部に接合された環状のシール部材をさらに備え、
   前記端子は、前記シール部材に接合されているとともに、前記シール部材を介して前記貫通孔の前記周縁部に接合されている、
   請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気化学セルの配置構造。
5. 前記外装体は、柔軟なフィルム材によって形成されている、
   請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の電気化学セルの配置構造。
6. 前記電気化学セルを挟んで前記固定部材とは反対側で、前記外装体に対して間隔をあけて配置され、前記接点を支持する対向部材と、
   前記対向部材と前記外装体との間に介在するスペーサと、
   をさらに備える請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の電気化学セルの配置構造。
7. 前記スペーサは、前記外装体のうち前記貫通孔の前記周縁部に対して非接触とされている、
   請求項６に記載の電気化学セルの配置構造。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の電気化学セルの配置構造を備えた電子機器。
9. 前記固定部材は、回路基板である、
   請求項８に記載の電子機器。

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