JP3226764U6 - 電池構造体 - Google Patents

Abstract

【課題】外部短絡を回避することができる電池構造体を提供する。
【解決手段】電池構造体は、第１の集電層１２と、第２の集電層１４と、第１の集電層と第２の集電層とに接着固定されており、内側に電気化学系層２６が配置されている閉領域を共に形成する接着フレーム１６と、を備える。電気化学系層は、第１の集電層に接触する第１の活物質層２０と、第２の集電層に接触する第２の活物質層２４と、第１の活物質層と第２の活物質層との間に配置された分離層２２と、を含む。絶縁層２８は、接着フレームの外側側壁上に配置されており、第１の集電層および／または第２の集電層の周辺部まで延在しており、かつ、電池構造体を曲げている際に第１の集電層と第２の集電層との間の接触による外部短絡を回避する。
【選択図】図２ａ

Description

考案の詳細な説明

［技術分野］
本願は、概して、電気化学技術に関し、特に、外部短絡を回避することができる電池構造体に関する。

［背景技術］
人々のニーズに応えるために、様々なウェアラブル電子デバイスが開発されている。電子デバイス内部の空間の利用は、電子デバイスの軽量化、小型化の傾向に対応するために重要な課題となっている。この課題を解決するための方策の一つとして、非平面空間に配置可能な可撓性電池がある。図１を参照されたい。図１は従来技術に係る可撓性固体リチウム電池の構造断面図を示す。同図に示すように、可撓性固体リチウム電池４０は、主に、第１の集電層４２と、第２の集電層４４と、第１の集電層４２と第２の集電層４４との間に挟まれて閉領域を形成する接着フレーム４６とを備えている。この閉領域は、第１の活物質層５０と、分離層５２と、第２の活物質層５４とを含む。第１の活物質層５０、分離層５２、および第２の活物質層５４は、電気化学系層５６を形成する。また、第１の活物質層５０は第１の集電層４２に接触し、第２の活物質層５４は、第２の集電層４４に接触する。可撓性固体リチウム電池４０の特性は、可撓性固体リチウム電池４０全体を動的に曲げることができることである。残念ながら、曲げ加工中に、第１の集電層４２と第２の集電層４４とが接触し、外部短絡を引き起こすおそれがある。

したがって、上述のような現在の技術の欠点を解決するために、本願は電池構造体を提供する。

［概要］
本願の目的は、電池を曲げている際に第１の集電層と第２の集電層とが接触することによる外部短絡を回避するために、第１の集電層および／または第２の集電層の１つ以上の周辺部に絶縁層が配置された電池構造体を提供することである。

本願の別の目的は、第１の集電層および／または第２の集電層の１つ以上の周辺部に絶縁層が配置された電池構造体を提供することである。第１の集電層と第２の集電層とを接着固定する接着フレームは、電池を曲げている際に第１の集電層と第２の集電層とが接触することによる外部短絡を回避するために、絶縁層によってさらに覆われる。

本願の別の目的は、第１の集電層および／または第２の集電層の１つ以上の周辺部に絶縁層が配置された電池構造体を提供することである。第１の集電層と第２の集電層との間に挟まれた接着フレームは、複数の接着層によって形成される。複数の接着層のうちの１つ以上は、電池を曲げている際に第１の集電層と第２の集電層とが接触することによる外部短絡を回避するために、絶縁層によって覆われる。

本願の更なる目的は、第１の集電層と第２の集電層との間に挟まれた接着フレームが複数の接着層によって形成された電池構造体を提供することである。電池を曲げている際に第１の集電層と第２の集電層とが接触することによる外部短絡を回避するために、絶縁層が接着層の外側側壁上に配置されており、集電層まで延在している。

上述の目的を達成するために、本願は、主に、第１の集電層と、第２の集電層と、接着フレームと、電気化学系層と、絶縁層とを備える電池構造体を提供する。接着フレームは、第１の集電層と第２の集電層とを接着固定する。第１の集電層および第２の集電層は、閉領域を形成する。電気化学系層は、閉領域の内側に配置される。電気化学系層は、第１の活物質層と、第２の活物質層と、第１の活物質層と第２の活物質層との間に配置された分離層とを含む。第１の活物質層は第１の集電層に接触し、第２の活物質層は第２の集電層に接触する。絶縁層は、第１の集電層および／または第２の集電層の周辺部に配置されている。電池を曲げている際に第１の集電層と第２の集電層とが接触することによる外部短絡を回避するために、接着フレームは絶縁層を覆っている。

本願は、主に、第１の集電層と、第２の集電層と、接着フレームと、電気化学系層と、絶縁層とを備える別の電池構造体をさらに提供する。接着フレームは、第１の集電層と第２の集電層との間に挟まれて閉領域を形成する。接着フレームは、第１の接着層と第２の接着層とを含む。第１の接着層は第１の集電層に接着されており、第２の接着層は第２の集電層に接着されている。電気化学系層は、閉領域の内側に配置されている。電気化学系層は、第１の活物質層と、第２の活物質層と、第１の活物質層と第２の活物質層との間に配置された分離層とを含む。第１の活物質層は第１の集電層に接触し、第２の活物質層は第２の集電層に接触する。絶縁層は、第１の集電層および／または第２の集電層の周辺部に配置されている。

本願は、主に、第１の集電層と、第２の集電層と、接着フレームと、電気化学系層と、絶縁層とを備える別の電池構造体をさらに提供する。接着フレームは、第１の集電層と第２の集電層との間に挟まれて閉領域を形成する。電気化学系層は、閉領域の内側に配置されている。電気化学系層は、第１の活物質層と、第２の活物質層と、第１の活物質層と第２の活物質層との間に配置された分離層とを含む。第１の活物質層は第１の集電層に接触し、第２の活物質層は第２の集電層に接触する。絶縁層は、接着フレームの外側側壁上に配置されており、第１の集電層および／または第２の集電層の周辺部まで延在している。

本願の一実施形態によれば、上述した電池構造体は、可撓性電池またはソフトパック電池であり得る。

接着フレームは、第１の接着層と第２の接着層との間に挟まれた第３の接着層をさらに含む。

第１の接着層および第２の接着層の材料は、第３の接着層の材料とは異なる。前者は後者よりも良好な接着性を有する。

電気化学層の正射影は、第１の集電層および第２の集電層の内部に位置している。

第１の活物質層の正射影の面積は、第１の集電層の正射影の面積よりも小さい。

第２の活物質層の正射影の面積は、第２の集電層の正射影の面積よりも小さい。

周辺部は、（ｉ）側面、および／または、（ｉｉ）側面から上方および／または下方に延在している延在面を含む。

第１の集電層および／または第２の集電層は、外面上に保護層を含む。

本願の利点は、電池を曲げている際に第１の集電層と第２の集電層とが接触することによる外部短絡を回避することができるということである。

［図面の簡単な説明］
図１は、従来技術に係る可撓性固体リチウム電池の構造断面図を示す。
図２ａ～図２ｄは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図３ａ～図３ｃは、本願の別の実施形態に係る構造概略図を示す。
図４ａ～図４ｃは、本願の別の実施形態に係る構造概略図を示す。
図５ａ～図５ｃは、本願の別の実施形態に係る構造概略図を示す。
図６ａ～図６ｅは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図７ａ～図７ｇは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図８ａ～図８ｆは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図９ａ～図９ｇは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図１０ａ～図１０ｌは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図１１ａ～図１１ｂは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図１２ａ～図１２ｆは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図１３ａ～図１３ｂは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図１４ａ～図１４ｂは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図１５ａ～図１５ｄは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図１６ａ～図１６ｒは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図１７ａ～図１７ｂは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図１８ａ～図１８ｃは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図１９ａ～図１９ｃは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図２０ａ～図２０ｃは、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。
図２１は、本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。

［詳細な説明］
本願の構造、特性、ならびに有効性がさらに理解および認識されるよう、本願の詳細な説明を、実施形態および添付の図面とともに以下のように提供する。

本願は、可撓性固体リチウム電池を曲げている際に第１の集電層と第２の集電層とが接触することによる外部短絡を回避するための様々な解決策を提供する。以下では、周辺部は、（ｉ）側面、および／または、（ｉｉ）側面から上方および／または下方に延在している延在面を含む。さらに、本願は、可撓性固体リチウム電池を曲げている際に第１の集電層と第２の集電層とが接触することによる外部短絡を回避するための解決策を提供する。そのため、可撓性固体リチウム電池の主な構造は図１に示したものと同じになる。以下の図面では、本願の技術的特徴を説明するために、概略図の一部のみを用いている。

（方法１：接着フレームが絶縁層を覆っている）
図２ａに示すように、外部短絡を回避することができる可撓性固体リチウム電池１０は、主に、第１の集電層１２と、第２の集電層１４と、接着フレーム１６と、電気化学系層２６と、１つ以上の絶縁層２８とを備える。接着フレーム１６は、第１の集電層１２と第２の集電層１４とを接着固定する。第１の集電層１２および第２の集電層１４は、閉領域を形成する。電気化学系層２６は、閉領域の内側に配置されている。電気化学系層２６は、第１の活物質層２０と、第２の活物質層２４と、第１の活物質層２０と第２の活物質層２４との間に配置された分離層２２とを含む。また、第１の活物質層２０は第１の集電層１２に接触し、第２の活物質層２４は、第２の集電層１４に接触する。１つ以上の絶縁層２８は、第１の集電層１２および／または第２の集電層１４の周辺部に配置されている。さらに、接着フレーム１６は絶縁層２８を覆っている。こうした設計により、可撓性固体リチウム電池１０が曲がる際に、絶縁層２８は第１の集電層１２と第２の集電層１４との接触による外部短絡を回避することができる。上述の接着固定手段は、第１の集電層１２、第２の集電層１４、および接着フレーム１６を接着して、これらの位置を固定させる。

図２ａでは、接着フレーム１６は絶縁層２８を完全に覆っている。あるいは、接着フレーム１６は絶縁層２８を覆ってもよく、両者は縁部で一直線に並んでいる。例えば、接着フレーム１６および絶縁層２８は、図２ｂまたは図２ｃに示すように、側面ｂまたは底面ａで一直線に並んでいる。さらに、絶縁層２８は、図２ｄに示すように、第１の集電層１２および／または第２の集電層１４の周辺部から表面まで延在し、保護層として作用してもよい。

上述の（図２ａに示すような）接着フレーム１６、第１の集電層１２、および第２の集電層１４は、電気化学系層２６を収容するための閉領域を形成する。これにより、正射影方向において、閉領域に完全に含まれる電気化学系層２６は、第１の集電層１２および第２の集電層１４の領域内にあってもよい。換言すれば、第１の活物質層２０の正射影の面積は、第１の集電層１２の正射影の面積よりも小さく、第２の活物質層２４の正射影の面積は、第２の集電層１４の正射影の面積よりも小さい。

さらに、別の実施形態によれば、上述の接着フレーム１６は、第１の集電層１２および第２の集電層１４の正射影領域内に部分的に位置してもよい。例えば、接着フレーム１６は、第１の集電層１２および第２の集電層１４の正射影領域の外側に突出していてもよい。すなわち、第１の集電層１２と第２の集電層１４とが断面において同じ長さを有していれば、接着フレーム１６は第１の集電層１２と第２の集電層１４の正射影領域の外側に突出していてもよい（図示せず）。

次に、図３ａ～図３ｃを参照されたい。図示された接着フレーム１６は、第１の接着層１６１と第２の接着層１６２とを含み得る。第１の接着層１６１は第１の集電層１２に接着されており、第２の接着層１６２は第２の集電層１４に接着されている。第１の接着層１６１および第２の接着層１６２の材料は、異なっていてもよいし、同一であってもよい。第１の接着層１６１および／または第２の接着層１６２は、絶縁層２８を覆っている。

例えば、図３ａに示すように、第１の接着層１６１は、絶縁層２８を完全に覆っている。あるいは、図３ｂまたは図３ｃの構造に示されるように、第１の接着層１６１は絶縁層２８の縁部と部分的に一直線に並んでいる。

さらに、図４ａに示すように、第２の接着層１６２は絶縁層２８を完全に覆っていてもよい。あるいは、図４ｂまたは図４ｃの構造に示されるように、第２の接着層１６２は絶縁層２８の縁部と部分的に一直線に並んでいる。

また、第１の接着層１６１および第２の接着層１６２は、絶縁層２８を共に覆っていてもよい。そして、上述の例と同様に、第１の接着層１６１および第２の接着層１６２の両方が絶縁層２８を完全に覆っていてもよい。あるいは、第１の接着層１６１の縁部の一部および第２の接着層１６２の縁部の一部が両方とも絶縁層２８と一直線に並んでいる。上述の状態を、それぞれ図５ａ、５ｂ、および５ｃに示す。

さらに、第１の接着層１６１が絶縁層２８を完全に覆っている場合、第２の接着剤１６２は、図６ａおよび図６ｂに示すように、異なる縁部で第１の接着剤１６１と一直線に並んでいてもよい。あるいは、第１の接着層１６１は絶縁層２８を部分的に覆っている。絶縁層２８のいくつかの縁部は、第１の接着層１６１の外側に露出している。第２の接着層１６２は、図６ｃおよび図６ｄに示すように、第１の接着層１６１を完全に覆っており、第１の接着層１６１の外側に露出された絶縁層２８の一部の縁部まで延在している。あるいは、第１の接着層１６１および第２の接着層１６２は、図６ｅに示すように、部分的に一直線に並んでいる。

次に、図７ａ～図７ｇを参照されたい。接着フレーム１６は、第３の接着層１６３をさらに含んでいてもよい。第３の接着層１６３は、第１の接着層１６１と第２の接着層１６２との間に挟まれている。この状態では、第１の集電層１２と第２の集電層１４との接触を回避するために、絶縁層２８に対して、３つの接着層１６１、１６２、１６３によって様々なカバー構造が形成され得る。そして、第１の接着層１６１および第２の接着層１６２は、それぞれに接続された第１の集電層１２および第２の集電層１４に応じて、それぞれの材料の組成を調整することができる。したがって、第１の接着層１６１および第２の接着層１６２の材料は、第３の接着層１６３の材料とは異なっていてもよく、良好な接着品質を有することができる。

例えば、図７ａ～７ｇに示すように、第１の接着層１６１、第２の接着層１６２、および第３の接着層１６３のうちの１つ以上が、絶縁層２８を完全に覆っている。あるいは、図８ａ～８ｆに示すように、第１の接着層１６１、第２の接着層１６２、および第３の接着層１６３の任意の縁部が、絶縁層２８と一直線に並んでいてもよい。例えば、図８ａでは、第１の接着層１６１が、側縁部で絶縁層２８と一直線に並んでいる。図８ｂでは、第１の接着層１６１が、底縁部で絶縁層２８と一直線に並んでいる。

図９ａ～９ｄに示すように、第１の接着層１６１が絶縁層２８を完全に覆っている場合、第２の接着層１６２および／または第３の接着層１６３は、第１の接着層１６１を覆っており、いくつかの縁部で第１の接着層１６１と一直線に並んでいる。

別の実施形態によれば、第１の接着層１６１は、一部の縁部で一直線に並んで絶縁層２８を覆っており、一方、第２の接着層１６２または第３の接着層１６３は、第１の接着層１６１を完全に覆っている。あるいは、第２の接着層１６２または第３の接着層１６３も延在して、第１の接着層１６１の外側に露出された絶縁層２８の側壁を覆っている。あるいは、第２の接着層１６２または第３の接着層１６３は、図１０ａ～１０ｌに示すように、一部の縁部で一直線に並んで第１の接着層１６１を覆っていてもよい。例えば、図１０ａ～１０ｃでは、図１０ａに示すように、第１の接着層１６１および絶縁層２８は側縁部で一直線に並んでおり、一方、第３の接着層１６３は第１の接着層１６１を完全に覆っており、延在して、第１の接着層１６１の外側に露出された絶縁層２８の側壁を覆っている。あるいは、図１０ｂに示すように、第３の接着層１６３は、第３の接着層１６３の側縁部と第１の接着層１６１の側縁部が部分的に一直線に並んで第１の接着層１６１を覆っている。あるいは、図１０ｃに示すように、第３の接着層１６３は、第３の接着層１６３の底縁部と第１の接着層１６１の底縁部が部分的に一直線に並んで第１の接着層１６１を覆っている。図１０ｄ～１０ｆでは、第１の接着層１６１および絶縁層２８は底縁部で一直線に並んでいる。第１の接着層１６１に対する第３の接着層１６３の位置は上述の通りである。ここでは、詳細な説明は繰り返さない。図１０ｇ～１０ｌでは、第１の接着層１６１、第２の接着層１６２、および絶縁層２８の相対的な構造配置が変更されている。上述の説明と類似しているため、詳細は再び説明しない。

別の実施形態によれば、第３の接着層１６３は、絶縁層２８を完全に覆っている。さらに、第２の接着層１６２は、図１１ａ～１１ｂに示すように、第３の接着層１６３を覆っており、一部の縁部で第３の接着剤層１６３と一直線に並んでいる。

別の実施形態によれば、第３の接着層１６３は、一部の縁部で一直線に並んで絶縁層２８を覆っている。さらに、第２の接着層１６２は第３の接着層１６３を完全に覆っている。あるいは、第２の接着層１６２も、図１２ａまたは１２ｅに示すように、延在して絶縁層２８を覆っている。あるいは、第２の接着層１６２は、図１２ｂ～１２ｄおよび図１２ｆに示すように、一部の縁部で一直線に並んで第３の接着層１６３を覆っている。

別の実施形態によれば、第１の接着層１６１および第３の接着層１６３は、絶縁層２８を順次完全に覆っている。すなわち、第１の接着層１６１は絶縁層２８を完全に覆っており、そして、第３の接着層１６３は第１の接着層１６１の外周を完全に覆っていることによって、絶縁層２８を完全に覆っている。第２の接着層１６２は、図１３ａ～１３ｂに示すように、一部の縁部で一直線に並んで第３の接着層１６３を覆っている。

別の実施形態によれば、第１の接着層１６１および第２の接着層１６２は、絶縁層２８を順次完全に覆っている。すなわち、第１の接着層１６１は絶縁層２８を完全に覆っており、第３の接着層１６３は、一部の縁部で一直線上に並んで第１接着層１６１を覆っている。第２の接着層１６２は、図１４ａ～１４ｂに示すように、第１の接着層１６１および第３の接着層１６３の外周を完全に覆っていることによって、絶縁層２８を完全に覆っている。

別の実施形態によれば、第１の接着層１６１は、絶縁層２８を完全に覆っている。第３の接着層１６３は、一部の縁部で一直線に並んで第１の接着層１６１を覆っている。第２の接着層１６２は、図１５ａ～１５ｄに示すように、一部の縁部で第１の接着層１６１または第３の接着層１６３と一直線に並んで、第３の接着層１６３または第１の接着層１６１を覆っている。

別の実施形態によれば、第１の接着層１６１は、一部の縁部で一直線に並んで絶縁層２８を覆っている。第３の接着層１６３は、第１の接着層１６１を完全にまたは部分的に覆っている。さらに、上述の説明のように、第２の接着層１６２は、第３の接着層１６３を完全に覆っており、さらに延在して絶縁層２８の側縁部を覆っていてもよい。また、第２の接着層１６２は、図１６ａ～１６ｒに示すように、第３の接着層１６３を部分的に覆っていてもよい。

（方法２：集電層が周辺部に絶縁層を含む）
図１７ａに示すように、外部短絡を回避することができる可撓性固体リチウム電池１０は、主に、第１の集電層１２と、第２の集電層１４と、接着フレーム１６と、電気化学系層２６と、１つ以上の絶縁層２８とを備える。接着フレーム１６は、第１の集電層１２と第２の集電層１４との間に挟まれて閉領域を形成する。接着フレーム１６は、第１の接着層１６１と第２の接着層１６２とを含む。第１の接着層１６１は第１の集電層１２に接着されており、第２の接着層１６２は第２の集電層１４に接着されている。電気化学系層２６は、閉領域の内側に配置されている。電気化学系層２６は、第１の活物質層２０と、第２の活物質層２４と、第１の活物質層２０と第２の活物質層２４との間に配置された分離層２２とを含む。第１の活物質層２０は第１の集電層１２に接触し、第２の活物質層２４は、第２の集電層１４に接触する。１つ以上の絶縁層２８は、第１の集電層１２および／または第２の集電層１４の周辺部に配置されている。こうした設計により、可撓性固体リチウム電池１０を曲げる際に、第１の集電層１２と第２の集電層１４との接触による外部短絡を回避することができる。第１の集電層１２および第２の集電層１４の材料は異なっていてもよいし、本質的に同一であってもよい。

図１７ｂに示すように、上述したような接着フレーム１６は、第１の接着層１６１と第２の接着層１６２との間に挟まれた第３の接着層１６３をさらに含んでいてもよい。上述の可撓性固体リチウム電池１０では、正射影方向において、閉領域に完全に含まれる電気化学系層２６は、第１の集電層１２および第２の集電層１４の領域内にあってもよい。換言すれば、第１の活物質層２０の正射影の面積は、第１の集電層１２の正射影の面積よりも小さく、第２の活物質層２４の正射影の面積は、第２の集電層１４の正射影の面積よりも小さい。

（方法３：接着フレームの外側側壁上に配置されており、第１の集電層および／または第２の集電層の周辺部まで延在している絶縁層）
図１８ａ～１８ｃの実施形態に示すように、外部短絡を回避することができる可撓性固体リチウム電池１０は、主に、第１の集電層１２と、第２の集電層１４と、接着フレーム１６と、電気化学系層２６と、１つ以上の絶縁層２８とを備える。接着フレーム１６は、第１の集電層１２と第２の集電層１４との間に挟まれて閉領域を形成する。電気化学系層２６は、閉領域の内側に配置されている。電気化学系層２６は、第１の活物質層２０と、第２の活物質層２４と、第１の活物質層２０と第２の活物質層２４との間に配置された分離層２２とを含む。第１の活物質層２０は第１の集電層１２に接触し、第２の活物質層２４は、第２の集電層１４に接触する。１つ以上の絶縁層２８は、接着フレーム１６の外側側壁上に配置されており、第１の集電層１２および／または第２の集電層１４の周辺部に延在している。こうした設計により、可撓性固体リチウム電池１０を曲げる際に、第１の集電層１２と第２の集電層１４との接触による外部短絡を回避することができる。

図１８ａを参照されたい。これは、方法３の実施形態に係る概略図である。本実施形態によれば、絶縁層２８は、接着フレーム１６の外側側壁に配置されており、第１の集電層１２の底面ａまで延在している。図１８ｂ～１８ｃにおいて、絶縁層２８はさらに、第２の集電層１４の側面ｂまたは上面ｃまで延在している。

さらに、上述した接着フレーム１６は、第１の接着層１６１および第２の接着層１６２をさらに含み得る。第１の接着層１６１は第１の集電層１２に接着されており、第２の接着層１６２は第２の集電層１４に接着されている。第１の接着層１６１および第２の接着層１６２の材料は、異なっていてもよいし、同一であってもよい。接着フレーム１６が第１の接着層１６１および第２の接着層１６２によって形成される場合、上述の実施形態は、図１９ａ～１９ｃに示される状態を含む。例えば、図１９ａでは、絶縁層２８は、主に、一端が第１の集電層１２の底面ａに延在し、他端が第２の接着層１６２に延在している状態で、第１の接着層１６１の外側側壁上に配置されている。図１９ｂ～１９ｃにおいて、絶縁層２８はさらに、第２の集電層１４の側面ｂまたは上面ｃまで延在している。

上述したような接着フレーム１６は、第１の接着層１６１と第２の接着層１６２との間に挟まれた第３の接着層１６３をさらに含んでいてもよい。接着フレーム１６が第１の接着層１６１、第３の接着層１６３、および第２の接着層１６２によって順次形成される場合、上述の実施形態は、図２０ａ～２０ｃに示される状態を含む。図２０ａの実施形態に係る絶縁層２８は、一端が第３の接着層１６３に延在している状態で第１の接着層１６１の外側側壁上に配置されているが、当業者は当該端部が第２の接着層１６２までも延在してもよいことを知っている。

一般的なリチウム電池では、正極および負極は、切断工程および乾燥工程の前に、集電層上に活物質層をコーティングすることによって製造される。これにより、正極の活物質層および負極の活物質層の大きさは、集電層の大きさと同一となる。安全上の懸念のため、正極の活物質層は負極の活物質層よりも小さくなければならない。すなわち、正極は負極よりも小さくなければならない。いわゆる安全上の懸念は、リチウムイオンが負極内に入り込んだとき、負極内に利用可能な空間が十分でない場合、大きなリチウムの樹枝状結晶が生成され、その後これが分離体をさらに貫通し、正極と負極との間の内部接触によって短絡問題をもたらすことである。上述のように、本願の全ての実施形態によれば、第１の集電層１２は正極の集電層または負極の集電層とすることができ、それに応じて、第２の集電層１４は負極の集電層または正極の集電層とすることができる。すなわち、第１の集電層１２が負極の集電層である場合、第２の集電層１４は正極の集電層である。安全上の懸念のために、集電層についてはサイズの考慮は行われない。これは、従来技術に係る電池構成とは全く異なる。

また、上述した全ての実施形態において、図２１に示すように、可撓性固体リチウム電池１０の第１の集電層１２および／または第２の集電層１４の外面に、第１の集電層１２および／または第２の集電層１４を保護または支持するために、保護層３０が形成または配置されていてもよい。また、第２の集電層１４の外面に配置されている保護層３０の状態は図示されていない。

要約すると、本願によれば、可撓性固体リチウム電池が曲げられた後の第１の集電層および第２の集電層の間の接触を回避するため、第１の集電層、第２の集電層、および接着フレームの１つ以上の周辺部に配置されている様々な形態の絶縁層が開発されている。これにより、第１の集電層と第２の集電層との接触による外部短絡問題を回避することができる。

上述の説明は、本願の実施形態に過ぎず、本願の範囲および領域を限定するために使用されるものではない。本願の実用新案登録請求の範囲に記載された形状、構造、特徴、または精神に従ってなされた同等の変更または修正は、本願の添付の実用新案登録請求の範囲に含まれる。

従来技術に係る可撓性固体リチウム電池の構造断面図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の別の実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の別の実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の別の実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の別の実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の別の実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の別の実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の別の実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の別の実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の別の実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。 本願の一実施形態に係る構造概略図を示す。

Claims (32)

1. 第１の集電層と、
   第２の集電層と、
   接着フレームと、
   電気化学系層と、
   少なくとも１つの絶縁層と、を備え、
   前記接着フレームは、前記第１の集電層と前記第２の集電層とに接着固定されており、
   前記接着フレーム、前記第１の集電層、および前記第２の集電層は、閉領域を形成しており、
   前記電気化学系層は、前記閉領域に配置されており、
   前記電気化学系層は、第１の活物質層と、第２の活物質層と、前記第１の活物質層と前記第２の活物質層との間に配置された分離層と、を含み、
   前記第１の活物質層は前記第１の集電層と接触しており、前記第２の活物質層は前記第２の集電層と接触しており、
   前記少なくとも１つの絶縁層は、前記第１の集電層および／または前記第２の集電層の周辺部に配置されており、
   前記接着フレームは、前記絶縁層を覆っている、電池構造体。
2. 前記接着フレームは、第１の接着層と第２の接着層とを含み、
   前記第１の接着層は前記第１の集電層に接着されており、前記第２の接着層は前記第２の集電層に接着されており、
   前記第１の接着層および／または前記第２の接着層は、前記絶縁層を覆っている、請求項１に記載の電池構造体。
3. 前記接着フレームは、前記第１の接着層と前記第２の接着層との間に挟まれた第３の接着層をさらに含む、請求項２に記載の電池構造体。
4. 前記第１の接着層および前記第２の接着層の材料は、前記第３の接着層の材料とは異なる、請求項３に記載の電池構造体。
5. 前記第１の接着層、前記第２の接着層、および前記第３の接着層のうち１つ以上は、前記絶縁層を覆っている、請求項３に記載の電池構造体。
6. 前記電気化学系層は、正射影方向において、前記第１の集電層および前記第２の集電層の内部に位置している、請求項１に記載の電池構造体。
7. 前記第１の活物質層の正射影の面積は、前記第１の集電層の正射影の面積よりも小さい、請求項６に記載の電池構造体。
8. 前記第２の活物質層の正射影の面積は、前記第２の集電層の正射影の面積よりも小さい、請求項６に記載の電池構造体。
9. 前記周辺部は、（ｉ）側面、および／または、（ｉｉ）前記側面から上方および／または下方に延在している延在面を含む、請求項１に記載の電池構造体。
10. 前記電池構造体は、可撓性電池またはソフトパック電池であり得る、請求項１に記載の電池構造体。
11. 保護層が、前記第１の集電層および／または前記第２の集電層の外面に配置されている、請求項１に記載の電池構造体。
12. 第１の集電層と、
    第２の集電層と、
    接着フレームと、
    電気化学系層と、
    少なくとも１つの絶縁層と、を備え、
    前記接着フレームは、前記第１の集電層と前記第２の集電層との間に挟まれて閉領域を形成し、
    前記接着フレームは、第１の接着層と第２の接着層とを含み、
    前記第１の接着層は前記第１の集電層に接着されており、前記第２の接着層は前記第２の集電層に接着されており、
    前記電気化学系層は、前記閉領域に配置されており、
    前記電気化学系層は、第１の活物質層と、第２の活物質層と、前記第１の活物質層と前記第２の活物質層との間に配置された分離層と、を含み、
    前記第１の活物質層は前記第１の集電層と接触しており、前記第２の活物質層は前記第２の集電層と接触しており、
    前記少なくとも１つの絶縁層は、前記第１の集電層および／または前記第２の集電層の周辺部に配置されている、電池構造体。
13. 前記第１の接着層および／または前記第２の接着層は、前記絶縁層を覆っている、請求項１２に記載の電池構造体。
14. 前記接着フレームは、前記第１の接着層と前記第２の接着層との間に挟まれた第３の接着層をさらに含む、請求項１２に記載の電池構造体。
15. 前記第１の接着層および前記第２の接着層の材料は、前記第３の接着層の材料とは異なる、請求項１４に記載の電池構造体。
16. 前記第１の接着層、前記第２の接着層、および前記第３の接着層のうち１つ以上は、前記絶縁層を覆っている、請求項１４に記載の電池構造体。
17. 前記電気化学系層は、正射影方向において、前記第１の集電層および前記第２の集電層の内部に位置している、請求項１２に記載の電池構造体。
18. 前記第１の活物質層の正射影の面積は、前記第１の集電層の正射影の面積よりも小さい、請求項１７に記載の電池構造体。
19. 前記第２の活物質層の正射影の面積は、前記第２の集電層の正射影の面積よりも小さい、請求項１７に記載の電池構造体。
20. 前記周辺部は、（ｉ）側面、および／または、（ｉｉ）前記側面から上方および／または下方に延在している延在面を含む、請求項１２に記載の電池構造体。
21. 前記電池構造体は、可撓性電池またはソフトパック電池であり得る、請求項１２に記載の電池構造体。
22. 保護層が、前記第１の集電層および／または前記第２の集電層の外面に配置されている、請求項１２に記載の電池構造体。
23. 第１の集電層と、
    第２の集電層と、
    接着フレームと、
    電気化学系層と、
    絶縁層と、を備え、
    前記接着フレームは、前記第１の集電層と前記第２の集電層との間に挟まれて閉領域を形成し、
    前記電気化学系層は、前記閉領域に配置されており、
    前記電気化学系層は、第１の活物質層と、第２の活物質層と、前記第１の活物質層と前記第２の活物質層との間に配置された分離層とを含み、
    前記第１の活物質層は前記第１の集電層と接触しており、前記第２の活物質層は前記第２の集電層と接触しており、
    前記絶縁層は、前記接着フレームの外側側壁の表面に配置されており、かつ、前記第１の集電層および／または前記第２の集電層の周辺部まで延在している、電池構造体。
24. 前記電気化学系層は、正射影方向において、前記第１の集電層および前記第２の集電層の内部に位置している、請求項２３に記載の電池構造体。
25. 前記第１の活物質層の正射影の面積は、前記第１の集電層の正射影の面積よりも小さい、請求項２４に記載の電池構造体。
26. 前記第２の活物質層の正射影の面積は、前記第２の集電層の正射影の面積よりも小さい、請求項２４に記載の電池構造体。
27. 前記周辺部は、（ｉ）側面、および／または、（ｉｉ）前記側面から上方および／または下方に延在している延在面を含む、請求項２３に記載の電池構造体。
28. 前記接着フレームは、第１の接着層と第２の接着層とを含み、
    前記第１の接着層は前記第１の集電層に接着されており、前記第２の接着層は前記第２の集電層に接着されている、請求項２３に記載の電池構造体。
29. 前記接着フレームは、前記第１の接着層と前記第２の接着層との間に挟まれた第３の接着層をさらに含む、請求項２８に記載の電池構造体。
30. 前記第１の接着層および前記第２の接着層の材料は、前記第３の接着層の材料とは異なる、請求項２３に記載の電池構造体。
31. 前記電池構造体は、可撓性電池またはソフトパック電池であり得る、請求項２３に記載の電池構造体。
32. 保護層が、前記第１の集電層および／または前記第２の集電層の外面に配置されている、請求項２３に記載の電池構造体。

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