JP5526475B2 - 薄型電池 - Google Patents

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Description

本発明は、薄型電池に関し、例えば柔軟性を有する薄型電池に関する。
昨今、磁気カードに変わる簡易記録媒体として、マイクロコンピュータを内蔵したICカードの需要が拡大してきている。内部電源の無いICカードへの電力の供給は、電磁誘導式が主流である。このため、ICカード内の記録されたデータや新規データの書き込みには、専用端末が必要になるという煩わしさがある。最近、このようなICカードにおいて内部電源を持ち記憶内容を表示したり、セキュリティー機能の入力の機能を設ける試みがある。
ICカードなどに組み込む電池は、例えば、図10に示されるように、負極材22が形成された負極集電体21と、正極材12が形成された正極集電体11とが、セパレータ30を介して、対向配置された構成を有する。そして、これらは、電解質31とともに、外装材32によって覆われる。また、例えば特許文献1に開示されたような、柔軟性を持つ電池や、特許文献2に開示されたような、曲げ操作を繰り返しても表面に大きなシワが残りにくい薄型電池などが考案されている。
ICカードなどに組み込む電池は、例えば、図11に示されるように、正極材12及び負極材22を分割し複数配置する構成も提案されている。例えば、特許文献3、4には、隔壁を格子状に形成し、電池構成要素を複数に分割する構成が開示されている。また、特許文献5では、同一電池構成内の電池要素を分割し複数配置する構成が開示されている。これにより、電極の膨張収縮や衝撃による破壊による特性劣化を緩和することができる。
このようなICカードに組み込む電池には、ICカードのISO規格にある物理特性項目において1000回にもおよぶ曲げサイクル試験、同回数のねじりサイクル試験に耐えられる物理特性が要求されている。しかし、上記のいずれの電池も、物理的特性である、曲げ、ねじりなどに対しては十分でなかった。
また、薄型電池の利用分野としては、ICカードのほかに、フレキシブルディスプレイや電子ペーパなども提案されており、同様の曲げ、ねじりなど物理特性耐性や温度などによる膨張、収縮に対する信頼性が求められている。
特開平2−213052号公報 特開2006−172766号公報 特開平5−283055号公報 特開平6−215753号公報 特開2001−15153号公報
薄型電池の曲げ、ねじりサイクル試験としては、ICカードに課される物理特性サイクル試験での耐久性を凌駕する特性が求められる。例えば、薄型電池を弓なりに曲げる操作と元に戻す操作を行うと、凸部表面側の電極層には引っ張り応力がかかり、凹部側には圧縮応力がかかることになる。引っ張り応力を受けた側の電極層の集電体−電極材間にはすべり応力が発生し、他方の圧縮応力を受けた電極層には圧縮応力を逃がすためにシワや、剥離が発生することになる。さらには、曲げ試験を繰り返すことにより集電体11、21と電極材12、22のシワや、剥離、集電体11、12の亀裂が進行すると、セパレータ30を損傷したり、電池の内部抵抗が上昇したりするなど、電池の機能に致命的な影響を及ぼす可能性がある。また、温度変化などによる膨張収縮などの繰り返し変化に対しても同様の課題がある。また薄型電池に生じたシワ、クラックは、ICカードなどの表面に転写される可能性もあり、ICカードの美観が損なわれるという課題もあった。
また、特許文献3、4のように、格子状に隔壁を形成し、電池構成要素を完全に仕切ると、それぞれの部分に電解質を形成しなければならない。このため、作業性が低下するという課題があった。また、それぞれの部分に電解質を形成するため、電解質濃度を均一にすることが困難であり、電池信頼性が低下するという課題があった。
本発明は、上記の問題を鑑みるためになされたものであり、電池信頼性が向上する薄型電池を提供することを目的とする。
本発明の薄型電池は、正極構成部分と、前記正極構成部分と対向配置された負極構成部分と、前記正極構成部分と前記負極構成部分との間に配置され、正極側と負極側とを分割するセパレータと、前記正極側と前記負極側との一部を固着し、離間して複数形成され、絶縁性を有する固着部とを備えるものである。
本発明によれば、電池信頼性が向上する薄型電池を提供することができる。
本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。まず、図1を参照して本発明の薄型電池の構成を説明する。図1は、本発明の薄型電池の構成を示す断面図である。
薄型電池は、正極構成部分10と負極構成部分20が対向配置された構成を有する。正極構成部分10は、例えば正極集電体と正極材とが積層された構成を有する。同様に、負極構成部分20は、例えば負極集電体と負極材とが積層された構成を有する。この場合、それぞれの電極材(正極材及び負極材)を内側にして対向配置される。そして、正極構成部分10と負極構成部分20との間に、セパレータ30が配置される。また、例えばセパレータ30を固体電解質として、セパレータ30に電解質の役割をもたせてもよい。もちろん、別途、電解液等の電解質を用いてもよい。
そして、セパレータ30によって、正極側と負極側とが分割される。図1では、セパレータ30より下側が正極側、セパレータ30より上側が負極側となる。ここで、正極側とは、正極構成部分10に限らず、セパレータ30より下側に配置される全ての構成要素を含むものとする。同様に、負極側とは、負極構成部分20に限らず、セパレータ30より上側に配置される全ての構成要素を含むものとする。例えば、薄型電池が、正極構成部分10、負極構成部分20、及びセパレータ30を覆う外装材をさらに有する場合、正極側は、セパレータ30より下側の外装材を含む。同様に、負極側は、セパレータ30より上側の外装材を含む。
そして、固着部40は、正極側と負極側との一部を固着する。固着部40は、離間して複数形成され、絶縁性を有する。なお、固着部40は、一定の間隔を隔てて複数形成されてもよいし、必要に応じてそれぞれの間隔を変えて複数形成されてもよい。このように、固着部40を離間して複数形成することにより、正極構成部分10、負極構成部分20、及びセパレータ30からなる電池構成物質を区分けして設けなくてもよい。これにより、作業性が向上する。本発明の薄型電池は、以上のように構成される。
上記のように、一部を固着部40によって固着することにより、物理的特性試験による曲げ、ねじり、または温度変化などによる膨張収縮などの繰り返し変化に対して格別の信頼性向上の効果を実現することができる。また、固着部40を離間して形成することにより、電池構成物質を区分けして設けなくてもよい。このため、電解質の濃度が均一になる。また、電解質として電解液を設けた場合、電解液の注入が容易になる。これにより、作業性、電池信頼性が向上する。
実施の形態1.
次に、具体的な実施の形態について図2〜図4を参照して詳細に説明する。図2は、本実施の形態に係る薄型電池の構成を示す上面図である。図3は、図2のIII−III断面図である。図4は、図2のIV−IV断面図である。ここでは、一般的なリチウム2次電池を例に挙げて説明する。
本実施の形態では、正極集電体11の負極構成部分20側の面に、複数の正極材12を形成する。正極集電体11と正極材12が正極構成部分10となる。同様に、負極集電体21の正極構成部分10側の面に、複数の負極材22を形成する。負極集電体21と負極材22が負極構成部分20となる。図2に示されるように、集電体11、21は、後述する気密接着層50内に形成される。また、正極集電体11は、一部に電極タブ13を有する。具体的には、集電体11は一部が突出した矩形状に形成され、突出した部分が電極タブ13となる。そして、正極集電体11に外部から接続できるよう、電極タブ13のみ後述する外装材32の外側まで形成される。同様に、負極集電体21は、一部に電極タブ23を有し、電極タブ23のみ外装材32の外側まで形成される。これにより、放電時、正極集電体11及び負極集電体21から外部に電流を供給することができる。また、充電時、正極集電体11及び負極集電体21に対して外部から電流を供給することができる。正極集電体11としては、10μm〜50μmのアルミ箔を用いることができる。また、負極集電体21としては、数μm〜50μm程度の銅箔を用いることができる。
図2に示されるように、正極材12と負極材22は、それぞれが矩形状であり、規則的にマトリクス状に形成される。なお、正極材12と負極材22は、それぞれが対向配置される。正極材12としてはリチウム酸コバルトなど、負極材22としてはグラファイトなどが一般的に用いられる。正極材12と負極材22との間には、セパレータ30が配置される。セパレータ30はそれぞれの正極材12及び負極材22の間に分割して複数配置されるのではなく、1枚のセパレータ30が複数の正極材12と複数の負極材22との間に配置される。セパレータ30としては、ポリエチレンやポリプロピレン、もしくは双方を重ね合わせた不織布からなるものを採用することができる。また、セパレータ30の厚さは、数μm〜50μm程度が望ましい。
また正極集電体11と負極集電体21との間の空間には、電解液などの電解質31が形成される。電解液としては、エチレンカーボネイト(EC)、プロピレンカーボネイト(PC)などの有機溶媒に、リチウム塩などを溶解させたものを用いることができる。リチウム塩の種類としては、例えばLiBF、LiPFなどが良く用いられる。
正極集電体11と負極集電体21の間において、正極材12同士の間、及び負極材22同士の間には、固着部40としての支持体41が形成される。すなわち、図3に示されるように、正極集電体11と負極集電体21との間で、正極材12及び支持体41が横方向に交互に配置される。同様に、正極集電体11と負極集電体21との間で、負極材22及び支持体41が横方向に交互に配置される。また、図2に示されるように、支持体41の上面は、十字型の形状を有する。また、支持体41は、正極集電体11と負極集電体21との間に、均等かつ限定的に形成される。図2に示されるように、支持体41は、それぞれの正極材12又は負極材22を取り囲むように形成しない。すなわち、支持体41は、格子状に形成せず、一定の間隔を隔てて複数形成される。換言すると、隣接する正極材12は、支持体41によって完全に仕切られておらず、矩形状の正極材12の4辺中央近傍において、隣接する正極材12と連通している。負極材22についても同様である。
本実施の形態では、セパレータ30の両面に支持体41がそれぞれ形成される。なお、上面視では、セパレータ30の両面に形成された支持体41は、重なるように形成される。すなわち、支持体41は、セパレータ30によって分断されたような形状となる。また、支持体41は、セパレータ30に形成されるため、支持体41の位置はセパレータ30によって制御される。支持体41は、所定の厚みを持ち、正極集電体11と負極集電体21とが一定の間隔になるように制御する。本実施の形態では、支持体41は、電極材12、22の厚みと略同じ厚みを有する。すなわち、これらに接する集電体11、21は平面状の形状を有する。
このように、支持体41は、セパレータ30を挟んで、両集電体11、21間の一部を物理的に繋ぐ。具体的には、正極集電体11とセパレータ30とを正極側の支持体41で支持する。同様に、負極集電体21とセパレータ30とを負極側の支持体41で支持する。このように、支持体41は、両集電体11、21間の一部を物理的に繋ぐため、絶縁体であることが好ましい。なお、本実施の形態では、絶縁性を有するセパレータ30を介して、両集電体11、21間を接続するが、セパレータ30として用いられる不織布等は、厚みが薄く、小さな孔を多数有する。このため、セパレータ30は絶縁体であることが好ましい。また、両集電体11、21は前述のように金属が一般的に用いられるため、支持体41は、金属との密着性に優れた樹脂などであることが望ましい。金属との密着性が良い点から、支持体41としては例えばアイオノマー樹脂などが使用されている。また、支持体41は電解質31とも接触するため、例えば電解質31に用いられる有機溶媒に侵されにくいことも重要である。
これら電池構成物質及び支持体41は、フレキシブルなフィルムからなる外装材32に覆われて密閉される。また、外装材32は、これらを内側に加圧するように覆う。すなわち、外装材32は、正極集電体11と負極集電体21に密着する。このため、外装材32の上面は、正極集電体11に沿った形状となり、下面は、負極集電体21に沿った形状となる。このように、正極集電体11及び負極集電体21に密着した状態でこれらを覆うことにより、正負極間が所定の圧力で加圧保持され、機械的強度が強固となる。外装材32としては、樹脂−金属−樹脂のラミネート材を使用している。このラミネート材は、一般的に金属にアルミニウムを使用し、樹脂部にはPETまたはポリエチレンなどで表層を絶縁してあるものが多い。また、外装材32は、電池構成物質等を密閉する際の集電体11、21側の面(外装材32の内面)に樹脂等からなる接着層を有する。接着層は、外装材32の内面全面に形成してもよいし、必要な箇所のみに形成されていてもよい。そして、この接着層によって、電池構成物質及び支持体41を囲むように枠状に外装材32を接着し、気密接着層50が形成される。本実施の形態にかかる薄型電池は、以上の様に構成される。
本実施の形態にかかる薄型電池は、全体としてシート状に形成される。しかしながら、支持体41が形成されるため、物理的特性である、曲げ、ねじりなどに対して十分な機械的強度を有する。すなわち、集電体11、21と電極材12、22のシワや、剥離、集電体11、12の亀裂を抑制することが可能である。このため、セパレータ30の損傷、電池の内部抵抗の上昇など、電池の機能に対する致命的な影響を抑制することができる。また、温度変化などによる膨張収縮などの繰り返し変化に対しても同様に、電池の機能に対する致命的な影響を抑制することができる。このように、本実施の形態では、薄型電池の特性を改善することができる。また、本実施の形態のように、外装材32によって電池構成物質を密閉している。具体的には、外装材32によって正負極間が所定の圧力で加圧保持され、外装材32と集電体11、12とが密着する。これにより、さらに電池の機械的強度が向上する。また、本実施の形態では、電極材12、22を分割して複数形成している。これにより、外部応力を分散できる。
次に、本実施の形態にかかる薄型電池の製造方法を説明する。まず、正極集電体11の一方の面上に、例えばスクリーン印刷などにより正極材12を所定の厚さ寸法、配置で塗布して正極構成部分10を形成する。つぎに、負極集電体21の一方の面上に、例えばスクリーン印刷などにより負極材22を所定厚さ寸法、配置で塗布して負極構成部分20を形成する。
次に、セパレータ30の両面に、ペースト状の支持体41を所定の寸法で印刷する。また、セパレータ30のそれぞれの面に形成された支持体41は、上面視にて重なるように印刷される。そして、正極集電体11、正極材12、セパレータ30、負極材22、負極集電体21などの電池構成物質を順番に重ねる。このとき、正極材12の対向部に負極材22が、また正極材12と負極材22の無い部分に支持体41がくるように正確に形成されることが重要である。そして、正確に位置決めされた支持体41部分を熱圧着または超音波融着にて正極集電体11と負極集電体21間を接合し電池構成物質を得る。
次に外装材32を袋状、またはケース状に形成したものの中に電池構成物質を挿入する。なお、電極タブ13、23のみ、外装材32からはみ出す。そして、外装材32内に、電解質31としての電解液を注入する。上記のように、隣接する電極材12、22は、支持体41によって完全に仕切られておらず、電極材12、22同士は連通している。このため、電解液を別個、注入する必要がなく、容易に注入できる。そして、作業効率が向上する。また、電解液の濃度を均一にすることができる。また、前もって電極材12、22に電解液を適度に含浸しておく、又は形成時に練りこんでおくこともできる。
外装材32は、例えば金属ラミネートシートからなり、内面に接着層を有する。最後に、真空雰囲気中又は減圧雰囲気中で、外装材32の電池構成物質の周囲の接着層を、溶融及び固化させて気密接着層50を形成する。これにより、電池構成物質の封止が完了し、薄型電池が得られる。なお、真空雰囲気中又は減圧雰囲気中でなくても、例えば正極集電体11と負極集電体21の間から空気を吸引しながら封止を行ってもよい。以上の工程により、本実施の形態にかかる薄型電池が製造される。
上記のように、製造された薄型電池は、正負極間の機械的強度が強固となる。従って、電気的信頼性および曲げ、ねじりなどの物理特性が格段に向上する。しかも、本実施の形態では、外装材32を加圧融着する際に、例えば減圧チャンバー内で封止する。このため、薄型電池内部が減圧状態となり、通常使用時では大気圧にてさらに両電極材が加圧される。従って、薄型電池の電気的信頼性がさらに向上するという効果が得られる。
なお、本実施の形態では、電極材12、22の形成に、スクリーン印刷という工程を採用している。このように、ペースト状の電極材12、22を印刷する代わりに、予めフィルム状に形成された電極材12、22を用いることもできる。フィルム状の電極材12、22の場合、所定の寸法または形状に打ち抜いてセパレータ30の上に配置することができ位置決めが容易となる。また、印刷用のマスクも不要になるという利点も得られる。
なお、本実施の形態は、リチウムイオン2次電池を例にとり説明を行っているが、その他の薄型電池であるリチウム一次電池、全固体二次電池、マンガン電池などに応用できることは言うまでもない。また、本実施の形態にかかる薄型電池は、カード型端末、フレキシブルディスプレイや電子ペーパなどに使用することができる。以下に示す実施の形態でも、様々な電池に応用することができ、様々な分野に利用することができる。
実施の形態2.
本実施の形態は、実施の形態1と基本的な構成は同一であるので、実施の形態1と異なる部分のみ説明する。まず、本実施の形態にかかる薄型電池の構成を図5を参照して説明する。図5は、薄型電池の構成を示す断面図である。なお、図5は、実施の形態1の図3に相当し、図2、4は、本実施の形態と共通する。
本実施の形態では、セパレータ30が複数の孔を有する。この孔は、実施の形態1において支持体41とセパレータ30とが接触する部分にある。すなわち、セパレータ30の孔は、支持体41の上面と略同一の形状を有する。そして、支持体41は、セパレータ30の孔を通り、正極集電体11と負極集電体21との一部を直接固着して支持する。すなわち、セパレータ30によって支持体41は分断されず、実施の形態1の正極側の支持体41及び負極側の支持体41が一体的に形成される。なお、支持体41は、実施の形態1と厚みが異なるが、上面形状や形成箇所等は、実施の形態1と同様である。
支持体41は、電極材12、22、及びセパレータ30を重ねた際の厚みより薄くなっている。すなわち、これらに接する集電体11、21は、支持体41と接する部分で内側に窪んだ形状となる。このため、正極集電体11と負極集電体21との間の高さは、支持体41と接する部分ではその周辺部より高さが低くなる。また、実施の形態1と同様、外装材32は、集電体11、21に沿った形状となるため、薄型電池全体としても、支持体41部分ではその周辺部より高さが低くなる。すなわち、薄型電池は、支持体41部分で、その周辺部より厚みが薄くなる。これにより、正極材12及び負極材22は、加圧保持される。このような支持体41の存在により、正負極間の機械的強度がさらに強固となる。
また、実施の形態1と同様、隣接する正極材12は、支持体41によって完全に仕切られていない。このため、支持体41もセパレータ30によって完全に仕切らない。従って、支持体41に対応する箇所に孔が開いていれば、セパレータ30を分割する必要がない。
本実施の形態でも、実施の形態1と同様の効果を奏する。さらに、正極集電体11と負極集電体21の一部を直接、支持体41で固着するので、電池構成物質が加圧保持されやすいという相乗的な効果を奏する。すなわち、薄型電池の機械的強度がさらに強固なものとなる。従って、電気的信頼性および曲げ、ねじりなどの物理特性がさらに向上する。
次に、本実施の形態にかかる薄型電池の製造方法を説明する。まず、実施の形態1と同様に、正極集電体11に正極材12、負極集電体21に負極材22を形成する。これにより、正極構成部分10と負極構成部分20が形成される。そして、正極集電体11又は負極集電体21に、例えば印刷などにより、支持体41を形成するのが望ましい。
また、セパレータ30には、実施の形態1において支持体41とセパレータ30とが接触する部分を打ち抜いて孔をあける。セパレータ30の孔は、支持体41の形状に応じて形成される。これにより、セパレータ30を介して、正極構成部分10と負極構成部分20とを重ねた際に、支持体41とセパレータ30とが干渉することがない。そして、正極集電体11、正極材12、セパレータ30、負極材22、負極集電体21などの電池構成物質を順番に重ねる。これにより、正極集電体11と負極集電体21との一部が、支持体41によって直接固着して支持される。また、これらを重ねた後、支持体41部分を加圧圧縮し接合する。これにより、支持体41部分の集電体11、21が内側に窪んだ形状となる。次に外装材32を袋状、またはケース状に形成したものの中に電池構成物質を挿入し、電解質31としての電解液を注入する。最後に、真空雰囲気中又は減圧雰囲気中で、外装材32の電池構成物質の周囲の接着層を、溶融及び固化させて気密接着層50を形成する。なお、この際に、支持体部分も同時に加圧融着してもよい。これにより、電池構成物質の封止が完了し、薄型電池が得られる。
本実施の形態のように、セパレータ30の一部に孔を開けてもよいが、孔を開けなくてもセパレータ30の微細な空孔を利用することも可能である。これにより、薄型電池の製造方法を簡略化することができる。なお、ここでは、外装材32に電池構成物質を挿入する前に、支持体41部分を加圧圧縮しているがこれに限らない。例えば、集電体11、21と支持体41とを接合して外装材32に挿入した後、外装材32の電池構成物質の周囲の接着層を溶融及び固化させる際に、支持体41部分を加圧圧縮してもよい。
実施の形態3.
本実施の形態は、実施の形態1、2と基本的な構成は同一であるので、実施の形態1、2と異なる部分のみ説明する。まず、本実施の形態にかかる薄型電池の構成を図6〜図8を参照して説明する。図6は、薄型電池の構成を示す上面図である。図7は、図6のVII−VII断面図である。図8は、図6のVIII−VIII断面図である。
図6に示されるように、集電体11、21は複数の孔を有する。電極材12、22は、分割して複数形成されず、一体的に形成される。これにより、電池容量を大きくすることができる。電極材12、22の外形は、矩形状となっている。また、集電体11、21と同様、電極材12、22も複数の孔を有する。また、セパレータ30も複数の孔を有する。上面視にて、集電体11、21、電極材12、22、及びセパレータ30の孔は、重なるように形成される。また、これらの孔は、略同様の形状を有する。本実施の形態では、これらの孔は、円形の形状を有する。すなわち、電池構成物質を貫通する貫通孔51が複数形成される。貫通孔51は、支持体部分に対応して形成される。すなわち、貫通孔51は、離間して複数形成される。貫通孔51は、マトリクス状に配列される。そして、支持体41は、貫通孔51を通り、外装材32同士を支持する。
また、支持体41の上面は、上記の孔と同様、円形の形状を有する。すなわち、支持体41は、円柱状となっている。支持体41の厚さは、実施の形態2と同程度であり、電極材12、22、及びセパレータ30を重ねた際の厚みより薄くなっている。すなわち、正極側及び負極側でこれらと接する外装材32は、支持体41と接する部分で内側に窪んだ形状となる。このため、正極側の外装材32と負極側の外装材32との間の高さは、支持体41と接する部分ではその周辺部より高さが低くなる。すなわち、薄型電池は、支持体41部分で、その周辺部より厚みが薄くなる。これにより、電池構成物質は加圧保持される。すなわち、支持体41の存在により正負極間の機械的強度がさらに強固となる。このように、電池構成物質が加圧保持されれば、実施の形態1、2のように正極集電体11と負極集電体21を固着してもよいし、本実施の形態のように外装材32同士を固着してもよい。
本実施の形態でも、上記の実施の形態と同様の効果を奏する。また、本実施の形態では、外装材32同士を支持体41にて固着しているので、支持体41に使用する樹脂の選択の幅が広がる。さらに、例えばアイオノマーのような比較的高価な樹脂を使用する必要が無いのでコスト削減に結びつくという相乗的(格別)な効果を奏する。
次に本実施の形態にかかる薄型電池の製造方法を説明する。正極集電体11と負極集電体21の一部の支持体41に対応する部分を予め打ち抜いて孔をあける。また、正極材12及び負極材22も、支持体41に対応する部分を予め打ち抜いて孔をあける。そして、正極集電体11上に正極材12、負極集電体21上に負極材22を固定する。このように、それぞれに孔をあけてから、集電体11、21上に電極材12、22を固定してもよいが、集電体11、21上に電極材12、22を形成してから孔をあけてもよい。
そして、セパレータ30の支持体41に対応する部分を打ち抜いて孔を開ける。次に、正極集電体11、正極材12、セパレータ30、負極材22、負極集電体21などの電池構成物質を順番に重ねる。このとき、それぞれに形成された孔、すなわち電池構成物質の貫通孔51を通るように支持体41を配置する。次に、外装材32を袋状、またはケース状に形成したものの中に電池構成物質を挿入し、電解質31としての電解液を注入する。そして、外装材32の支持体41に対応する部分の接着層を、溶融及び固化させて外装材32同士を支持体41で直接固着する。そして、外装材32の封止を完了させ薄型電池を得る。なお、外装材32と支持体41との固着と、外装材32の封止は同時に行ってもよい。これにより、製造工程を簡略化することができる。
本実施の形態のように、電極材12、22を分割しないことにより、シートの精度が向上する。さらに、作業性を向上させることができる。
実施の形態4.
本実施の形態は、実施の形態3と支持体41が異なる。なお、それ以外の構成については実施の形態3と同様なので説明を省略する。まず、本実施の形態にかかる薄型電池の構成を図9を参照して説明する。図9は、薄型電池の構成を示す断面図である。
実施の形態3と同様、電池構成物質は複数の貫通孔51を有する。また、本実施の形態では、支持体41を形成しない。そして、外装材32同士を外装材32の接着層42によって接着する。すなわち、貫通孔51において、正極側の外装材32と負極側の外装材32とを接着層42によって接着する。なお、本実施の形態及びその他の実施の形態の断面図では図示を省略したが、外周で外装材32同士が接着された部分(上面図の気密接着層50部分)も接着層42によって接着される。このように、固着部としての接着層42により、実施の形態3と同様、電池構成物質を加圧保持できる。また、本実施の形態によれば、固着部として支持体等の部材を別途形成する必要がなく、薄型電池の構成を簡略化することができる。
次に本実施の形態にかかる薄型電池の製造方法を説明する。実施の形態3と同様、正極構成部分10と負極構成部分20を形成する。そして、セパレータ30の集電体11、21及び電極材12、22の孔に対応する部分を打ち抜いて孔を開ける。次に、正極集電体11、正極材12、セパレータ30、負極材22、負極集電体21などの電池構成物質を順番に重ねる。次に、外装材32を袋状、またはケース状に形成したものの中に電池構成物質を挿入し、電解質31としての電解液を注入する。そして、真空雰囲気中又は減圧雰囲気中で、外装材32の貫通孔51に対応する部分の接着層42を、溶融及び固化させて外装材32同士を直接固着する。そして、外装材32の封止を完了させ薄型電池を得る。
本実施の形態のように、外装材32の接着層42のみを利用し固着する構成とすることにより、支持体41が不要となる。このため、本実施の形態では支持体41に価する樹脂を配置、かつ固着する必要が無いので製造が容易になる。また、工程削減、材料費削減からもコスト削減に結びつき、さらには位置決めなどが容易になるという相乗的(格別)な効果を奏する。なお、実施の形態3及び本実施の形態では、電極材12、22を分割しなかったが、分割してもよい。この場合も、同様の効果を得ることができる。
本発明の薄型電池の構成を示す断面図である。 実施の形態1に係る薄型電池の構成を示す上面図である。 図2のIII−III断面図である。 図2のIV−IV断面図である。 実施の形態2に係る薄型電池の構成を示す断面図である。 実施の形態3に係る薄型電池の構成を示す上面図である。 図6のVII−VII断面図である。 図6のVIII−VIII断面図である 実施の形態4に係る薄型電池の構成を示す断面図である。 関連する薄型電池の構成を示す断面図である。 関連する他の薄型電池の構成を示す断面図である。
符号の説明
10 正極構成部分、11 正極集電体、12 正極材、13 電極タブ、
20 負極構成部分、21 負極集電体、22 負極材、23 電極タブ、
30 セパレータ、31 電解質、32 外装材、
40 固着部、41 支持体、42 接着層、
50 気密接着層、51 貫通孔

Claims (5)

  1. 正極構成部分と、
    前記正極構成部分と対向配置された負極構成部分と、
    前記正極構成部分と前記負極構成部分との間に配置され、正極側と負極側とを分割するセパレータと、
    前記正極側と前記負極側との一部を固着し、離間して複数形成され、絶縁性を有する固着部とを備え、
    前記固着部は、互いに離間して前記正極側に形成された複数の正極側支持体と、互いに離間して前記負極側に形成された複数の負極側支持体とを備え、
    前記正極構成部分は、正極集電体と、前記正極集電体と前記セパレータの間に配置された複数の正極材とを有し、
    前記負極構成部分は、負極集電体と、前記負極集電体と前記セパレータの間に配置された複数の負極材とを有し、
    前記複数の正極側支持体は、前記複数の正極材の間に配置され、前記セパレータの前記正極側の面に形成され、前記正極集電体と前記セパレータを支持し、
    前記複数の負極側支持体は、前記複数の負極材の間に配置され、前記セパレータの前記負極側の面に形成され、前記負極集電体と前記セパレータを支持する
    型電池。
  2. 正極構成部分と、
    前記正極構成部分と対向配置された負極構成部分と、
    前記正極構成部分と前記負極構成部分との間に配置され、正極側と負極側とを分割するセパレータと、
    前記正極側と前記負極側との一部を固着し、離間して複数形成され、絶縁性を有する固着部とを備え、
    前記固着部は、互いに離間して前記正極側に形成された複数の正極側支持体と、互いに離間して前記負極側に形成された複数の負極側支持体とを備え、
    前記正極構成部分は、正極集電体と、前記正極集電体と前記セパレータの間に配置された複数の正極材とを有し、
    前記負極構成部分は、負極集電体と、前記負極集電体と前記セパレータの間に配置された複数の負極材とを有し、
    前記複数の正極側支持体は、前記複数の正極材の間に配置され、前記正極集電体に固着され、
    前記複数の負極側支持体は、前記複数の負極材の間に配置され、前記負極集電体に固着され、
    前記固着部は、前記セパレータを貫通する複数の孔にそれぞれ通された複数の支持体を備え、
    前記正極側支持体及び前記負極側支持体が一体化して前記支持体を形成する
    型電池。
  3. 前記正極側支持体及び前記負極側支持体は上面が十字型の形状を有する
    請求項1又は2に記載の薄型電池。
  4. 前記固着部では、その周辺部より厚みが薄い請求項2に記載の薄型電池。
  5. 前記正極構成部分、前記負極構成部分、及び前記セパレータを有する電池構成物質を覆い、フレキシブルなフィルムからなる外装材を更に備え、
    前記外装材は、前記正極集電体及び前記負極集電体と密着する
    請求項1乃至4のいずれか1項に記載の薄型電池
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