JP3209731U - 積層電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】蓄電量の増加に伴う内部抵抗の増大を抑制し、電気エネルギーの使用効率を高めることのできる積層電池を提供する。【解決手段】複数の電池セルを積層してなり、それぞれの該電池セルは隔離板１１２によって隔離された正極板１１３と負極板１１１とを含み、該正極板１１３が正極耳部１１３５を具え、かつ該負極板１１１の該正極耳部１１３５と非対応の位置に負極耳部１１１５を具え、複数の該電池セルのそれぞれの正極耳部１１３５を電気的に接続して電池の正極とし、複数の該電池セルのそれぞれの負極耳部１１１５を電気的に接続して電池の負極とする。【選択図】図２
Description
この考案は電池に関し、特にモバイル端末などへの使用に適した積層電池に関する。
無線通信技術の発展に伴い、例えば携帯電話機、タブレットタイプのコンピュータなどのモバイル端末は、人々にとってすでに欠かすことのできない携帯デバイスとなっている。これら携帯電話機、タブレットタイプのコンピュータなどは、設計する上で、どこでも使用できるモバイル端末としての利便性を得るために軽く、薄く、短く、小さくといったニーズを満たす以外に、内装する例えばリチウム電池の二次電池で必要とする電力を提供するようにして、場所を選ばず通信できるための基本的な要求に応えようとしている。
昨今の例えば携帯電話機、タブレットタイプのコンピュータなどのモバイル端末に使用される二次電池は、蓄電量を高めるため、通常は隔離板で隔離された短冊状の正極板と負極板とを巻き取ってなる。係る構造は、導電経路が蓄電量の増加に伴い長くなるものの、電池の内部抵抗が蓄電量の増加に伴い大きくなる。即ち、電池の蓄電量の増加と内部抵抗の低下を同時に達成するという要求を満たすためには、却って不利となる。
この考案は、蓄電量の増加に伴う内部抵抗の増大を抑制し、電気エネルギーの使用効率を高めることのできる積層電池を提供することを課題とする。
そこで、本考案者は従来の電池に見られる欠点に鑑み鋭意研究を重ねた結果、複数の電池セルを積層してなり、それぞれの該電池セルは隔離板によって隔離された正極板と負極板とを含み、該正極板が正極耳部を具え、かつ該負極板が該正極耳部と非対応の位置に負極耳部を具え、複数の該電池セルのそれぞれの該正極耳部を電気的に接続して電池の正極とし、複数の該電池セルのそれぞれの該負極耳部を電気的に接続して電池の負極とした積層電池によって課題を解決でできる点に着眼し、係る知見に基づいて本考案を完成させた。
以下この考案について説明する。請求項１に記載する積層電池は、複数の電池セルを積層してなり、それぞれの該電池セルは隔離板によって隔離された正極板と負極板とを含み、
該正極板が正極耳部を具え、かつ該負極板が該正極耳部と非対応の位置に負極耳部を具え、
複数の該電池セルのそれぞれの該正極耳部を電気的に接続して電池の正極とし、複数の該電池セルのそれぞれの該負極耳部を電気的に接続して電池の負極とする。
該正極板が正極耳部を具え、かつ該負極板が該正極耳部と非対応の位置に負極耳部を具え、
複数の該電池セルのそれぞれの該正極耳部を電気的に接続して電池の正極とし、複数の該電池セルのそれぞれの該負極耳部を電気的に接続して電池の負極とする。
請求項２に記載する積層電池は、請求項１における正極板と該隔離板と該負極板とが円盤状を呈し、かつ円の中心に中心孔が形成され、該正極耳部が該正極板の該中心孔の周縁部に形成されるとともに該負極耳部が該負極板の円盤周縁部に形成される。
請求項３に記載する積層電池は、請求項１における正極板と該隔離板と該負極板とが円盤状を呈し、該正極板の該正極耳部が円盤周縁部の一部分に形成され、該負極耳部が該負極板の円盤周縁部の一部分であって、かつ該正極耳部と非対応の位置に形成される。
請求項４に記載する積層電池は、請求項１における正極板が、正極金属層と及び該正極金属層上に形成される正極材料層とを含む。
請求項５に記載する積層電池は、請求項１における負極板が、負極金属層と及び該負極金属層上に形成される負極材料層とを含む。
請求項６に記載する積層電池は、請求項１における絶縁層が、絶縁材料層と及び該絶縁材料層の両側にそれぞれ形成する電解質層とを含む。
この考案は、蓄電量の増加に伴う内部抵抗の増大を抑制し、電気エネルギーの使用効率を高めることのできる積層電池を提供するものであって、複数の電池セルを積層してなり、それぞれの該電池セルは隔離板によって隔離された正極板と負極板とを含み、該正極板が正極耳部を具え、かつ該負極板が該正極耳部と非対応の位置に負極耳部を具え、複数の該電池セルのそれぞれの該正極耳部を電気的に接続して電池の正極とし、複数の該電池セルのそれぞれの該負極耳部を電気的に接続して電池の負極とする。係る積層電池の構造と特徴を説明するために、具体的な実施例を挙げ、図面を参照にして以下に詳述する。
図１から図４に第１の実施の形態による積層電池の構造を開示する。図面に開示するように、積層電池１０は、複数の電池セル１１、１２、１３によってなり、かつ電池セル１１、１２、１３の間には隔離層１０１を介在させる。それぞれの電池セル１１、１２、１３は、隔離板１１２で隔離された正極板１１３と負極板１１１とを具え、正極板１１３は正極耳部１１３５を具えるとともに、負極板１１１は負極耳部１１１５を具える。正極耳部１１３５と負極耳部１１１５とは、位置が重ならないように非対応の位置に配置し、電池セル１１、１２、１３のそれぞれの正極耳部１１３５が電気的に接続して電池１０の正極となり、電池セル１１、１２、１３のそれぞれの負極耳部１１１５が電気的に接続して負極となる。
図２に開示するように、電池セル１１、１２、１３の正極板１１３と隔離板１１２と負極板１１１とは、いずも円盤状を呈し、円の中心に中心孔が形成され、正極耳部１１３５は正極板１１３の中心孔の周縁部に配置され、負極耳部１１１５は負極板１１１の円盤周縁部に配置される。
正極板１１３は、例えばアルミニウムである正極金属層１１３１と、正極金属層１１３１上に設ける例えばコバルト酸アルミニウムである正極材料層１１３２とを含み、負極板１１１は、例えば銅である負極金属層１１１１と、負極金属層１１１１上に設ける例えばグラファイトである負極材料層１１１２とを含む。
隔離板１１２は、ＳＴＯＢ（Self Terminated Oligomers with hyper Branched Architecture）か、ポリイミドフィルムか、ポリエチレンテレフタラートフィルムか、もしくはポリエチレンフィルムなどの内から選択される任意の一である絶縁材料層１１２１と、及び絶縁材料層１１２１の両側に設ける電解質層１１２２、１１２３とを含む。
正極金属層１１３１は、外径が約１１８ｍｍで、中心孔の内径が約８ｍｍである。絶縁材料層１１２１と電解質層１１２２、１１２３は、外径が約１２０ｍｍで、中心孔の内径が約１５ｍｍである。負極金属層１１１１は、外径が約１２３ｍｍで、中心孔の内径が約２０ｍｍである。正極材料層１１３２と負極材料層１１１２は、外径が約１１８ｍｍで、中心孔の内径が約２０ｍｍである。
したがって、必要とする蓄電量に基づいて複数の電池セル１１、１２、１３、又はさらに多くの電池セルを積層してから、これら電池セル１１、１２、１３、又はさらに多くの電池セルの中心孔の周縁部のそれぞれの正極耳部１１３５を、例えばレーザ溶接で電気的に接続して電池１０の正極とし、円盤周縁部のそれぞれの負極耳部１１１５も同様に電気的に接続して電池１０の負極とする。よって、それぞれの電池セル１１、１２、１３、又はさらに多くの電気セルの電気の経路がほぼ同一になり、電池１０の内部抵抗を低下させることができ、エネルギーの使用効率を高めることができる。
図５から図８に第２の実施の形態による積層電池の構造を開示する。図面に開示するように、第２の実施の形態による積層電池２０は、複数の電池セル２１、２２、２３によってなり、かつ電池セル２１、２２、２３の間には隔離層２０１を介在させる。それぞれの電池セル２１、２２、２３は、隔離板２１２で隔離された正極板２１３と負極板２１１とを具え、正極板２１３は正極耳部２１３５を具えるとともに、負極板２１１は負極耳部２１１５を具える。正極耳部２１３５と負極耳部２１１５とは、位置が重ならないように非対応の位置に配置し、電池セル２１、２２、２３のそれぞれの正極耳部２１３５が電気的に接続して電池２０の正極となり、電池セル２１、２２、２３のそれぞれの負極耳部２１１５が電気的に接続して負極となる。
図６に開示するように、電池セル２１、２２、２３の正極板２１３と隔離板２１２と負極板２１１とは、いずも円盤状を呈し、正極耳部２１３５は正極板２１３の円盤周縁部の一部分に配置され、負極耳部２１１５は負極板２１１の円盤周縁部の一部分であって、正極耳部２１３５と非対応の位置に配置される。
正極板２１３は、例えばアルミニウムである正極金属層２１３１と、正極金属層２１３１上に設ける例えばコバルト酸アルミニウムである正極材料層２１３２とを含み、負極板２１１は、例えば銅である負極金属層２１１１と、負極金属層２１１１上に設ける例えばグラファイトである負極材料層２１１２とを含む。隔離板２１２は、ＳＴＯＢ（Self Terminated Oligomers with hyper Branched Architecture）か、ポリイミドフィルムか、ポリエチレンテレフタラートフィルムか、もしくはポリエチレンフィルムなどの内から選択される任意の一である絶縁材料層２１２１と、及び絶縁材料層２１２１の両側に設ける電解質層２１２２、２１２３と、を含む。
第２の実施の形態において、正極金属層２１３１の正極耳部２１３５と負極金属層２１１１の負極耳部２１１５とは、重なり合わないように左右に配置する。
したがって、必要とする蓄電量に基づいて複数の電池セル２１、２２、２３、又はさらに多くの電池セルを積層してから、これら電池セル２１、２２、２３、又はさらに多くの電池セルの円盤周縁部左側のそれぞれの正極耳部２１３５を例えばレーザ溶接で電気的に接続して電池２０の正極と負極とし、円盤周縁部右側のそれぞれの負極耳部２１１５も同様に電気的に接続して電池２０の負極とする。よって、それぞれの電池セル２１、２２、２３、又はさらに多くの電気セルの電気の経路がほぼ同一になり、電池２０の内部抵抗を低下させることができ、エネルギーの使用効率を高めることができる。
前述の第１、第２実施例における正極板１１３、２１３、隔離板１１２、２１２、及び負極板１１１、２１１などは、いずれも円盤状を呈する。係る積層電池１０、２０の構造は、当業者の知るものであるが、但し正極板１１３、２１３、隔離板１１２、２１２、及び負極板１１１、２１１などの形状は、異なる使用環境によって変化するものであって、この考案では異なる形状に合わせて正極耳部１１３５、２１３５及び負極耳部１１１５、２１１５を非対応の位置に配置する。
正極耳部１１３５、２１３５及び負極耳部１１１５、２１１５を非対応の位置に配置することさえできれば、例えば、正極板１１３、２１３、隔離板１１２、２１２、及び負極板１１１、２１１などの形状は台形であってもよく、又は閉鎖された同心円の円弧か、その他様々の異なる形状であってもよい。また、蓄電量の大きさに合わせて電池セルの数を選択するため、電池構造の組成が十分な柔軟性を有している。
正極耳部１１３５、２１３５及び負極耳部１１１５、２１１５を非対応の位置に配置することさえできれば、例えば、正極板１１３、２１３、隔離板１１２、２１２、及び負極板１１１、２１１などの形状は台形であってもよく、又は閉鎖された同心円の円弧か、その他様々の異なる形状であってもよい。また、蓄電量の大きさに合わせて電池セルの数を選択するため、電池構造の組成が十分な柔軟性を有している。
１０ 電池
１０１ 隔離層
１１ 電池セル
１１１ 負極板
１１１１ 負極金属層
１１１２ 負極材料層
１１１５ 負極耳部
１１２ 隔離板
１１２１ 絶縁材料層
１１２２ 電解質層
１１２３ 電解質層
１１３ 正極板
１１３１ 正極金属層
１１３２ 正極材料層
１１３５ 正極耳部
１２ 電池セル
１３ 電池セル
２０ 電池
２０１ 隔離層
２１ 電池セル
２１１ 負極板
２１１１ 負極金属層
２１１２ 負極材料層
２１１５ 負極耳部
２１２ 隔離板
２１２１ 絶縁材料層
２１２２ 電解質層
２１２３ 電解質層
２１３ 正極板
２１３１ 正極金属層
２１３２ 正極材料層
２１３５ 正極耳部
２２ 電池セル
２３ 電池セル
１０１ 隔離層
１１ 電池セル
１１１ 負極板
１１１１ 負極金属層
１１１２ 負極材料層
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１１３５ 正極耳部
１２ 電池セル
１３ 電池セル
２０ 電池
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２１ 電池セル
２１１ 負極板
２１１１ 負極金属層
２１１２ 負極材料層
２１１５ 負極耳部
２１２ 隔離板
２１２１ 絶縁材料層
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２１２３ 電解質層
２１３ 正極板
２１３１ 正極金属層
２１３２ 正極材料層
２１３５ 正極耳部
２２ 電池セル
２３ 電池セル
Claims (6)
- 複数の電池セルを積層してなり、それぞれの該電池セルは隔離板によって隔離された正極板と負極板とを含み、
該正極板が正極耳部を具え、かつ該負極板が該正極耳部と非対応の位置に負極耳部を具え、
複数の該電池セルのそれぞれの該正極耳部を電気的に接続して電池の正極とし、複数の該電池セルのそれぞれの該負極耳部を電気的に接続して電池の負極とすること、を特徴とする積層電池。 - 前記正極板と該隔離板と該負極板とが円盤状を呈し、かつ円の中心に中心孔が形成され、該正極耳部が該正極板の該中心孔の周縁部に形成されるとともに該負極耳部が該負極板の円盤周縁部に形成されることを特徴とする請求項１に記載の積層電池。
- 前記正極板と該隔離板と該負極板とが円盤状を呈し、該正極板の該正極耳部が円盤周縁部の一部分に形成され、該負極耳部が該負極板の円盤周縁部の一部分であって、かつ該正極耳部と非対応の位置に形成されることを特徴とする請求項１に記載の積層電池。
- 前記正極板が、正極金属層と及び該正極金属層上に形成される正極材料層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の積層電池。
- 前記負極板が、負極金属層と及び該負極金属層上に形成される負極材料層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の積層電池。
- 前記絶縁層が、絶縁材料層と及び該絶縁材料層の両側にそれぞれ形成する電解質層とを含むことを特徴とする請求項１に記載の積層電池。
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