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。
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。
第1の実施の形態による積層電池の構造を示した説明図である。 図1に開示する積層電池を構成する電池セルを分解した状態を示した説明図である。 図1に開示する積層電池の電池セル側面の構造を示した説明図である。 図3に開示する電池セルの局部拡大説明図である。 第2の実施の形態による積層電池の構造を示した説明図である。 図5に開示する積層電池を構成する電池セルを分解した状態を示した説明図である。 図6に開示する電池セルの断面構造を示した説明図である。 図7に開示する電池セルの局部拡大説明図である。
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。
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

Claims (6)

  1. 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。
  2. 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。
  3. 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。
  4. 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。
  5. 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。
  6. 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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