(57)【要約】本発明の課題は、安定性が高く、かつ電気回路基板に対する実装が容易な薄型非水系二次電池を提供することにある。本発明の非水系二次電池１００は、正極集電体層１と、正極集電体層１の一方の面に形成された正極層２と、負極集電体層５と、正極層２に対向するように負極集電体層５の一方の面に形成された負極層４と、正極層と負極層の間に設けられたセパレータ３と、正極集電体層１と負極集電体層５の他の面にそれぞれ形成された正極側絶縁層９ａおよび負極側絶縁層９ｂを有し、正極集電体層１と負極集電体層５周縁部の外周内面は、少なくとも正極融着層、ガスバリア層、負極融着層を有する封口剤で接合されており、正極側絶縁層９ａおよび／または負極側絶縁層９ｂは、正極集電体層１および／または負極集電体層５が設けられた面の反対側の面に設けられた電池側凹部１０、１１を有する。（図１）
2012153865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極集電体層と、
前記正極集電体層の一方の面に形成された正極層と、
負極集電体層と、
前記正極層に対向するように前記負極集電体層の一方の面に形成された負極層と、
前記正極層と前記負極層の間に設けられ、電解液を含むセパレータと、
前記正極集電体層の他の面に形成された正極側絶縁層と、
前記負極集電体層の他の面に形成された負極側絶縁層と、
を有し、
前記正極集電体層周縁部の内面および前記負極集電体層周縁部の内面は、少なくとも正極融着層、ガスバリア層、負極融着層を有する多層構造の封口剤を挟んで接合されており、
前記正極側絶縁層および／または前記負極側絶縁層は、前記正極集電体層および／または前記負極集電体層が設けられた面の反対側の面に設けられた電池側凹部を有することを特徴とする非水系二次電池。
【請求項２】
前記ガスバリア層の主成分が液晶ポリエステル樹脂であることを特徴とする請求項１に記載の非水系二次電池。
【請求項３】
前記正極融着層および前記負極融着層の主成分が、変性ポリプロピレン樹脂、変性ポリエチレン樹脂、アイオノマー樹脂から選ばれる１種類以上の樹脂を有することを特徴とする請求項１または２のいずれか一項に記載の非水系二次電池。
【請求項４】
前記正極集電体層の主成分はアルミニウムであり、
前記負極集電体層の主成分は銅であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の非水系二次電池。
【請求項５】
前記正極集電体層の厚みが、１２μｍ以上６８μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の非水系二次電池。
【請求項６】
前記正極層は、ニトロキシルラジカル高分子を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の非水系二次電池。
【請求項７】
前記電池側凹部は、前記正極集電体層および／または前記負極集電体層が前記反対側の面から露出するように設けられた開口部であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の非水系二次電池。
【請求項８】
前記正極側絶縁層および前記負極側絶縁層のうち、少なくとも一方は、接続用タブを有し、
前記電池側凹部は、前記接続用タブに設けられていることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の非水系二次電池。
【請求項９】
前記正極側絶縁層および前記負極側絶縁層は、それぞれ、正極側接続用タブおよび負極側接続用タブを有し、
前記電池側凹部は、前記正極側接続用タブおよび負極側接続用タブにそれぞれ設けられ、
前記正極側接続用タブと負極側接続用タブは、平面上の位置が異なるように配置されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の非水系二次電池。
【請求項１０】
前記正極側絶縁層および前記負極側絶縁層は矩形部を有し、
前記正極側接続用タブおよび負極側接続用タブは、前記矩形部の互いに対向する辺からそれぞれ突出するように設けられていることを特徴とする請求項９記載の非水系二次電池。
【請求項１１】
前記負極集電体の少なくとも一部が耐腐食性を有する材料にて覆われていることを特徴とする請求項１０記載の非水系二次電池。
【請求項１２】
前記負極集電体の少なくとも一部を覆う材料は、ニッケルであることを特徴とする、請求項１１記載の非水系二次電池。
【請求項１３】
前記負極集電体の少なくとも一部を覆う材料は、ニッケルと金であることを特徴とする請求項１１記載の非水系二次電池。
【請求項１４】
絶縁基板と、
前記絶縁基板の一方の面に設けられた正極配線と負極配線と、
前記絶縁基板の他の面にそれぞれ設けられた基板側凹部と
前記絶縁基板上に設けられた請求項１〜１３のいずれか一項に記載の非水系二次電池と、
を有し、
前記基板側凹部と前記電池側凹部とが、互いの平面上の位置が重なるように配置され、かつ前記正極配線と前記正極集電体層、および／または前記負極配線と前記負極集電体層のうち、それぞれ前記基板側凹部および前記電池側凹部と対向する部分が接続されていることを特徴とする実装体。
【請求項１５】
前記正極配線と前記正極集電体層、および／または前記負極配線と前記負極集電体層は、前記基板側凹部と前記電池側凹部の間に超音波を照射するか、または電流を流すかのいずれかの手段により接続されていることを特徴とする請求項１４記載の実装体。
【請求項１６】
前記正極側絶縁層および前記負極側絶縁層のうち、少なくとも一方は、接続用タブを有し、
前記電池側凹部は、前記接続用タブに設けられ、
前記正極側絶縁層および前記負極側絶縁層のうち、前記接続用タブを有する方は、他方を挟んで前記基板と対向し、
前記接続用タブは、クランク状に折り曲げられて前記正極配線または前記負極配線と接触していることを特徴とする請求項１４または１５のいずれか一方に記載の実装体。
【請求項１７】
前記正極側絶縁層および前記負極側絶縁層のうち、前記他方も接続用タブを有し、
前記他方の前記正極集電体層または前記負極集電体層は、前記電池側凹部から露出している部分を前記電池側凹部内に撓ませることにより、前記正極配線または前記負極配線と接触していることを特徴とする請求項１６に記載の実装体。
【請求項１８】
正極集電体層と、
前記正極集電体層の一方の面に形成された正極層と、
負極集電体層と、
前記正極層に対向するように前記負極集電体層の一方の面に形成された負極層と、
前記正極層と前記負極層の間に設けられ、電解液を含むセパレータと、
前記正極集電体層の他の面に形成された正極側絶縁層と、
前記負極集電体層の他の面に形成された負極側絶縁層と、
前記正極集電体層および／または負極集電体層に配置された電子部品と、
前記正極層、前記負極層、および前記セパレータを囲むように、前記正極集電体層周縁部の内面および前記負極集電体層周縁部の内面に設けられ、正極融着層、ガスバリア層、負極融着層を有する多層構造の第１の封口剤と、
前記第１の封口剤および前記電子部品を囲むように、前記正極側絶縁層と負極側絶縁層の周縁部の内面に設けられ、正極融着層、ガスバリア層、負極融着層を有する第２の封口剤と、
を有することを特徴とする実装体。
【請求項１９】
内部に樹脂が充填されていることを特徴とする請求項１８記載の実装体。
【請求項２０】
前記樹脂は、前記封口剤を構成する材料を有することを特徴とする請求項１９記載の実装体。
【請求項２１】
正極集電体層の一方の面に正極層を形成し、
前記正極層に対向するように負極集電体層の一方の面に負極層を形成し、
前記正極層と前記負極層の間にセパレータを設け、
前記正極集電体層の他の面に、凹部を有する正極側絶縁層を形成し、
前記負極集電体層の他の面に、凹部を有する負極側絶縁層を形成し、
前記正極集電体層周縁部の内面および前記負極集電体層周縁部の内面に、少なくとも正極融着層、ガスバリア層、負極融着層を有する多層構造のフィルム状封口剤を、中央部が打ち抜かれた周縁形状に成形し、正極集電体層および負極集電体層の間に挟み込んでから熱融着によって接合することを特徴とする非水系二次電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、非水系二次電池、非水系二次電池を有する実装体、および非水系二次電池の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
携帯電話、ノートパソコンなど、種々の携帯機器に用いる電源には、高エネルギー密度な非水系二次電池であるリチウムイオン二次電池が用いられている。その形状は主に円筒型および角型であり、多くの場合は捲回型電極積層体を金属缶に挿入して形成されている。携帯機器の種類によっては電池の厚みを薄くすることが求められるが、深絞り加工によって作られる金属缶は、厚さを３ｍｍ以下にすることが困難であるため、金属缶を用いた二次電池は厚さを３ｍｍ以下にするのは困難である。
一方、近年では様々なタイプのＩＣカードや非接触型ＩＣカードが普及しており、非接触型ＩＣカードの多くは、電磁誘導コイルで電力を発生させ、使用時のみ電気回路が作動するシステムになっている。これらのＩＣカードに表示機能やセンシング機能を持たせ、セキュリティー面や利便性を大きく向上させるためには、エネルギー源となる二次電池を内蔵させることが望ましい。ＩＣカードの大きさは例えば８５ｍｍ×４８ｍｍ×０．７６ｍｍと規格化されているため、内蔵される二次電池の厚みは０．７６ｍｍ以下であることが要求される。また規格に当てはまらない各種カード型デバイスでも、二次電池の厚みは２．５ｍｍ以下であることが好ましい。そのため、上述した金属缶を用いた二次電池を用いることは困難である。
厚み２．５ｍｍ以下の薄型非水系二次電池としては、外装体にアルミラミネートフィルムを用いたものがある。アルミラミネートフィルムは、主に熱可塑性樹脂層、アルミニウム箔層及び絶縁体層を有しており、十分なガスバリア性を有しながらも容易に成形、加工ができるという特徴がある。しかしながら、薄型非水系二次電池の場合、電池全体の厚みに占める外装体の比率が高いため、エネルギー密度を高めるためには外装体をできるだけ薄くする技術が要求される。
特許文献１には、最内層、第１接着層、第１表面処理層、アルミニウム箔層、第２表面処理層、第２接着層及び最外装を有する７層構造のアルミラミネートフィルムが示されており、優れた成形性、ガスバリア性、ヒートシール性及び耐電解液性が得られている（特許文献１）。
特許文献２には、正極集電体および負極集電体が外装体を兼ねることで、アルミラミネートを必要としない薄型電池が提案されている。この電池では、正極集電体および負極集電体の周縁部が、ポリオレフィンもしくはエンジニアリングプラスチックを有する封口剤で接合されている（特許文献２）。
特許文献３にも、正極集電体及び負極集電体が外装体を兼ねることで、アルミラミネートを必要としない薄型電池が提案されている。この文献には、正極集電体および負極集電体の周縁部が、オレフィン系ホットメルト樹脂、ウレタン系反応型ホットメルト樹脂、エチレンビニルアルコール系ホットメルト樹脂、ポリアミド系ホットメルト樹脂などで接合されること、及びこれらのホットメルト樹脂に無機フィラーを充填させることが提案されている（特許文献３）。
また、特許文献４では、アルミニウムを有する正極集電体と、同じくアルミニウムを有する負極集電体とで電解質を挟み込み、溶着層とガスバリア層を有する多層構造で隙間を埋めた電気二重層キャパシタの構造が開示されている（特許文献４）。即ち、特許文献４は、正極集電体と負極集電体を同一のアルミニウムによって形成した電気二重層キャパシタを開示している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−０７３４０２号公報
【特許文献２】特開平０９−０７７９６０号公報
【特許文献３】特開２００３−０５９４８６号公報
【特許文献４】特開２００５−１９１２８８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記文献記載の発明には以下のような問題があった。
まず、特許文献１に記載の発明では、アルミラミネートフィルムに十分なガスバリア性を持たせるには、アルミニウム箔層の厚みを少なくとも８μｍ以上、好ましくは３０μｍ以上にする必要があり、アルミラミネートフィルムの総厚みは少なくとも７３μｍ以上、好ましくは１００μｍ以上になってしまうという問題点があった。
また、特許文献２記載の発明では、封口剤の集電体との密着性や両電極の短絡、ガスの透過と言った問題点があった。
さらに、特許文献３記載の発明では、特許文献２と同様、集電体との高い密着性と、両電極間の短絡防止信頼性、十分なガスバリア性を同時に満たすことは困難であった。
一方、特許文献２〜４に示される様な集電体を有する電池では、正極集電体はアルミニウム箔にて形成されることが多いが、この電池を最終的に電気回路等の負荷に接続する場合、アルミニウム箔を銅線等の異種金属に接続する必要が生じる。通常の半田接続では、アルミニウムを他の配線へ接続できないため、一般的なラミネートセルの正極集電体では、ニッケルタブとの接続や、ニッケルめっき等が行なわれ、半田等の使用による電気的接続を可能としている。
しかしながら半田接続では、熱の影響で電池内の正極／負極活物質や電解液、セパレータ及び低融点のホットメルト接着剤を有するシールが劣化する可能性が非常に高い。特に電解液を封入した後に、かなりの高温を加えることは電池性能を劣化させる主要因となるため、電池を回路側へ実装する場合、回路側に半田接続されたニッケルタブに、金属リベット等によってかしめ接続される事が多いが、接続部の長期信頼性に難があること、及び厚くなるといった難点があった。
また、銀ペーストの様な導電性の接着剤を用いて接続が行なわれる場合もあるが、流れる電流が大きくなるに従い、接続抵抗が無視できなくなっていくという欠点、及びマイグレーション等の影響で電気的な接続の信頼性が低下するという欠点があった。
本発明は上記理由に鑑みてなされたものであり、その目的は、安定性が高く、かつ基板に対する接続信頼性に優れた薄型非水系二次電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前述した目的を達成するために、本発明の第１の態様は、正極集電体層と、前記正極集電体層の一方の面に形成された正極層と、負極集電体層と、前記正極層に対向するように前記負極集電体層の一方の面に形成された負極層と、前記正極層と前記負極層の間に設けられ、電解液を含むセパレータと、前記正極集電体層の他の面に形成された正極側絶縁層と、前記負極集電体層の他の面に形成された負極側絶縁層と、を有し、前記正極集電体層周縁部の内面および前記負極集電体層周縁部の内面は、少なくとも正極融着層、ガスバリア層、負極融着層を有する多層構造の封口剤を挟んで接合されており、前記正極側絶縁層および／または前記負極側絶縁層は、前記正極集電体層および／または前記負極集電体層が設けられた面の反対側の面に設けられた電池側凹部を有することを特徴とする非水系二次電池である。
本発明の第２の態様は、絶縁基板と、前記絶縁基板の一方の面に設けられた正極配線と負極配線と、前記絶縁基板の他の面に設けられた基板側凹部と、前記絶縁基板上に設けられた第１の態様に記載の非水系二次電池と、を有し、前記基板側凹部と前記電池側凹部とが、互いの平面上の位置が重なるように配置され、かつ前記正極配線と前記正極集電体層、および／または前記負極配線と前記負極集電体層のうち、それぞれ前記基板側凹部および前記電池側凹部と対向する部分が接続されていることを特徴とする実装体である。
本発明の第３の態様は、正極集電体層と、前記正極集電体層の一方の面に形成された正極層と、負極集電体層と、前記正極層に対向するように前記負極集電体層の一方の面に形成された負極層と、前記正極層と前記負極層の間に設けられ、電解液を含むセパレータと、前記正極集電体層の他の面に形成された正極側絶縁層と、前記負極集電体層の他の面に形成された負極側絶縁層と、前記正極集電体層および／または負極集電体層に配置された電子部品と、前記正極層、前記負極層、および前記セパレータを囲むように、前記正極集電体層周縁部の内面および前記負極集電体層周縁部の内面に設けられ、正極融着層、ガスバリア層、負極融着層を有する多層構造の第１の封口剤と、前記第１の封口剤および前記電子部品を囲むように、前記正極側絶縁層と負極側絶縁層の周縁部の内面に設けられ、正極融着層、ガスバリア層、負極融着層を有する第２の封口剤を有することを特徴とする実装体である。
本発明の第４の態様は、正極集電体層の一方の面に正極層を形成し、前記正極層に対向するように負極集電体層の一方の面に負極層を形成し、前記正極層と前記負極層の間にセパレータを設け、前記正極集電体層の他の面に、凹部を有する正極側絶縁層を形成し、前記負極集電体層の他の面に、凹部を有する負極側絶縁層を形成し、前記正極集電体層周縁部の内面および前記負極集電体層周縁部の内面に、少なくとも正極融着層、ガスバリア層、負極融着層を有する多層構造のフィルム状封口剤を、中央部が打ち抜かれた周縁形状に成形し、正極集電体層および負極集電体層の間に挟み込んでから熱融着によって接合することを特徴とする非水系二次電池の製造方法である。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、安定性が高く、かつ基板に対する接続信頼性に優れた薄型非水系二次電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
図１は第１の実施形態に係る非水系二次電池１００の断面図である。
図２は図１の平面図である。
図３は第２の実施形態に係る実装体２００を示す断面図である。
図４は図３の平面図である。
図５は実装体２００の製造の手順を示す断面図である。
図６は実装体２００の製造の手順を示す断面図である。
図７は実装体２００の製造の手順を示す断面図である。
図８は第３の実施形態に係る実装体２０１の構造を示す断面図である。
図９は第４の実施形態に係る実装体２０２の構造を示す断面図である。
図１０は第５の実施形態に係る実装体２０３の構造を示す断面図である。
図１１Ａは第１の実施形態に係る非水系二次電池１００の変形例であって、負極集電体層５の表面にコーティングを施した場合を示す平面図であり、点描でハッチングされた部分はコーティング材料５１を示す。
図１１Ｂは図１１Ａの負極集電体層５および負極層４の平面図である。
図１１Ｃは図１１Ａの正極集電体層１および正極層２の平面図である。
図１２は図１１ＡのＡ−Ａ断面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明に好適な実施形態について、詳細に説明する。
［構造］
まず、図１および図２を参照して、第１の実施形態に係る非水系二次電池１００の構造の概略について説明する。
図１に示すように、非水系二次電池１００は、正極集電体層１と、正極集電体層１の一方の面に形成された正極層２と、負極集電体層５と、正極層２に対向するように負極集電体層５の一方の面に形成された負極層４と、正極層２と負極層４の間に設けられ、電解液を含むセパレータ３と、正極集電体層１の他の面に形成された正極側絶縁層９ａと、負極集電体層５の他の面に形成された負極側絶縁層９ｂとを有している。
また、図２に示すように、正極側絶縁層９ａおよび負極側絶縁層９ｂは、それぞれ接続用タブとしての正極側接続用タブ３０および負極側接続用タブ３１を有しており、正極側接続用タブ３０および負極側接続用タブ３１には、正極集電体層１および負極集電体層５が設けられた面と反対側の面に電池側凹部１０、１１がそれぞれ設けられている。即ち、正極側絶縁層９ａおよび負極側絶縁層９ｂは、それぞれ電池側凹部１０、１１を有している。
図２に示すように、正極側接続用タブ３０と負極側接続用タブ３１は、平面上の位置が異なるように配置されている。
具体的には、図２に示すように、正極側絶縁層９ａおよび負極側絶縁層９ｂはそれぞれ対向する矩形の部分（矩形部）を有し、矩形部の互いに対向する辺から正極側接続用タブ３０と負極側接続用タブ３１がそれぞれ突出する構造となっている。
また、図２では電池側凹部１０、１１は開口部となっており、電池側凹部１０、１１からは正極集電体層１および負極集電体層５が、それぞれ正極側絶縁層９ａ側および負極側絶縁層９ｂ側に露出している。
以上が非水系二次電池１００の構造の概略である。
次に、非水系二次電池１００の各構成部材について、より詳細に説明する。
正極層２は活物質を有する。正極層２に含まれる活物質としては、例えばスピネル構造酸化物ＬｉＭｎ２Ｏ４等のマンガン酸リチウムを用いることができるが、必ずしもこれに限定されず、例えば同じスピネル構造酸化物のＬｉＮｉ０．５Ｍｎ１．５Ｏ４、オリビン構造酸化物のＬｉＦｅＰＯ４、ＬｉＭｎＰＯ４、Ｌｉ２ＣｏＰＯ４Ｆ、層状岩塩構造酸化物のＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉ１−ｘ−ｙＣｏｘＡｌｙＯ２、ＬｉＮｉ０．５−ｘＭｎ０．５−ｘＣｏ２ｘＯ２、これら層状岩塩構造酸化物とＬｉ２ＭｎＯ３との固溶体、硫黄、ニトロキシルラジカル高分子等を用いることもできる。また、これらの正極活物質を複数種類混合して用いてもよい。特にニトロキシルラジカル高分子は他の酸化物と異なり柔軟な正極活物質であるため、ＩＣカードに内蔵するフレキシブルな薄型非水系二次電池向けの正極活物質として好ましい。
正極中における活物質の含有率は例えば９０ｗｔ％であるが、任意に調整することができる。正極重量全体に対して１０重量％以上であれば十分に容量が得られ、さらに、できるだけ大きな容量を得たい場合には５０重量％以上、特に８０重量％以上であることが好ましい。
正極層２に導電性を付与するため、正極層２は導電性付与剤を有する。導電性付与剤としては、例えば平均粒径６μｍのグラファイト粉末およびアセチレンブラックを用いることができるが、従来公知の導電性付与剤材料を用いても良い。従来公知の導電性付与剤としては、例えば、カーボンブラックや、ファーネスブラック、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、金属粉末、導電性高分子等が挙げられる。
上記した材料を結着させるために、正極層２は結着剤を含有する。結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデンを用いることができるが、従来公知の結着剤を用いても良い。従来公知の結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ビニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリロニトリル、アクリル樹脂等が挙げられる。
後述するように、正極層２は、例えば上記した材料を溶媒中に分散させて正極インクを作製して印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒を除去することにより作製される。正極インクの分散溶媒としては従来公知のもの、具体的にはＮメチルピロリドン（ＮＭＰ）、水、テトラヒドロフランなどを用いることができる。
負極層４は活物質を有する。負極層４に含まれる負極活物質としてはメソカーボンマイクロビーズ（以下ＭＣＭＢ）等の黒鉛を用いることができるが、必ずしもこれには限定されない。例えば、従来公知の負極活物質に置き換えることもできる。従来公知の負極活物質としては、例えば、活性炭やハードカーボン等の炭素材料、リチウム金属、リチウム合金、リチウムイオン吸蔵炭素、その他各種の金属単体や合金等が挙げられる。
負極層４に導電性を付与するため、負極層４は導電性付与剤を有する。導電性付与剤としては、例えばアセチレンブラックを主成分としたものを用いることができるが、従来公知の導電性付与剤を用いても良い。従来公知の導電性付与剤としては、例えば、カーボンブラックやアセチレンブラック、グラファイト、ファーネスブラック、気相成長炭素繊維、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、金属粉末、導電性高分子等が挙げられる。
上記した材料を結着させるために、負極層４は結着剤を有する。結着剤としては、例えばポリフッ化ビニリデンを用いることができるが、従来公知の結着剤を用いても良い。従来公知の結着剤としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ビニリデンフロライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、スチレン−ブタジエン共重合ゴム、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリアクリロニトリル、アクリル樹脂等が挙げられる。
後述するように、負極層４は、例えば上記した材料を溶媒中に分散させて負極インクを作製して印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒を除去することにより作製される。負極インクの分散溶媒としては従来公知のものを用いることができ、例えばＮＭＰ、水、テトラヒドロフランなどを用いることができる。
本発明におけるセパレータ３は、正極層２および負極層４間に介在し、電解液を含むことで電子を伝導させずにイオンのみを伝導させる役割を果たす。本発明におけるセパレータ３については、特に材料が限定されるものではなく、従来公知のものを用いることができる。具体的な材料としては、例えばポリプロピレン、ポリエチレン等のポリオレフィン、フッ素樹脂等の多孔性フィルム、不織布、ガラスフィルター等が挙げられる。
電解液は、正極層２と負極層４の間の荷電担体輸送を行うものであり、一般には室温で１０−５〜１０−１Ｓ／ｃｍのイオン伝導性を有するものが用いられる。電解液としては、例えば支持塩として１．０Ｍの六フッ化燐酸リチウム（ＬｉＰＦ６）を含むエチレンカーボネート（ＥＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合溶媒（混合体積比ＥＣ／ＤＥＣ＝３／７）を用いるが、従来公知の電解液を用いても良い。従来公知の電解液としては、例えば電解質塩を溶剤に溶解したものを利用することができる。このような溶剤としては、例えばエチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、メチルエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、テトラヒドロフラン、ジオキソラン、スルホラン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、Ｎ−メチル−２−ピロリドン等の有機溶媒、もしくは硫酸水溶液や水などが挙げられる。本発明ではこれらの溶剤を単独もしくは２種類以上混合して用いることもできる。また、電解質塩としては、例えばＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２、ＬｉＣ（ＣＦ３ＳＯ２）３、ＬｉＣ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）３等のリチウム塩が挙げられる。また、電解質塩の濃度は特に１．０Ｍに限定されない。
正極集電体層１は、アルミニウムを主成分とする材料、例えばアルミニウム箔で形成されるのが望ましいが、特にアルミニウムに限定されるものではなく、従来公知のものを用いることができる。具体的な材料としては、ニッケルや、銅、金、銀、チタン、アルミニウム合金等の材料が挙げられる。正極集電体層１の厚さは例えば４０μｍ程度であるが、必ずしもこれに限定されない。ただし、ガス透過性の観点から、１２μｍ以上であることが望ましく、３０μｍ以上であることがさらに望ましい。またエネルギー密度の観点から、１００μｍ以下であることが望ましく、６８μｍ以下であることがさらに望ましい。
負極集電体層５は、銅を主成分とする材料、例えば銅箔で形成されるのが望ましいが、特に銅に限定されるものではなく、従来公知のものを用いることができる。具体的な材料としては、ニッケルやアルミニウム、金、銀、チタン、アルミニウム合金等の材料が挙げられる。負極集電体層５の厚さは例えば１８μｍ程度であるが、必ずしもこれに限定されない。ただし、ガス透過性の観点から、８μｍ以上であることが望ましく、１５μｍ以上であることがさらに望ましい。またエネルギー密度の観点から、５０μｍ以下であることが望ましく、３０μｍ以下であることがさらに望ましい。
封口剤は、薄型非水系二次電池の発電要素（正極層２、負極層４、セパレータ３等）に、外気の水蒸気等が接触するのを防ぐためのものであり、少なくとも正極融着層６、ガスバリア層７、負極融着層８を有する多層構造である。各層の間に接着層を用いたり、複数の融着層もしくはガスバリア層７を用いたりすることで、４層以上の多層構造としても良い。それぞれ１層ずつ別々に重ね合わせて一体化する場合や、予め多層構造の封口剤を準備して挟み込む場合が考えられるが、結果として少なくとも正極融着層６、ガスバリア層７、負極融着層８を有する多層構造の封口剤を用いていれば、同じような効果が期待できる。しかし加工性の観点から、変性ポリオレフィン樹脂／液晶ポリエステル／変性ポリオレフィン、もしくはアイオノマー樹脂／液晶ポリエステル樹脂／アイオノマー樹脂の３層フィルムを、正極集電体層１および負極集電体層５間に挟みこんで使用することが望ましい。
なお、ここでは、変性ポリオレフィン樹脂とは、例えばポリエチレンやポリプロピレンに、無水マレイン酸、アクリル酸、グリシジルメタクリル酸などの極性基をグラフト変性させた樹脂のことであり、アイオノマー樹脂とは、例えばエチレン−メタクリル酸共重合体やエチレン−アクリル酸共重合体の分子間を、ナトリウムや亜鉛などの金属イオンで分子間結合した特殊な構造を有する樹脂のことである。
ガスバリア層７は、外部から電池内部への水蒸気ガスの透過を防ぎ、かつ正極集電体層１と負極集電体層５の間の短絡を防ぐ役割を果たす。ガスバリア層７の素材は特に限定されないが、ガスバリア性に優れ、絶縁性にも優れており、さらに可とう性と折り曲げ耐性も有していることから、液晶ポリエステル樹脂であることが望ましい。
液晶ポリエステル樹脂とは、例えば芳香族ジカルボン酸と芳香族ジオールや芳香族ヒドロキシカルボン酸などのモノマーを主体として合成されるサーモトロピック液晶ポリエステルや液晶ポリエステルアミド（サーモトロピック液晶ポリエステルアミド）などの液晶ポリマー（サーモトロピック液晶ポリマー）を含む総称のことである。本液晶ポリエステル樹脂の代表的なものとしては、パラヒドロキシ安息香酸（ＰＨＢ）と、テレフタル酸と、４，４’−ビフェノールから合成されるＩ型（下記式１）、ＰＨＢと２，６−ヒドロキシナフトエ酸から合成されるＩＩ型（下記式２）、ＰＨＢとテレフタル酸と、エチレングリコールから合成されるＩＩＩ型（下記式３）が挙げられる。本発明における液晶ポリエステル樹脂としては、Ｉ型〜ＩＩＩ型のいずれでも良いが、耐熱性、寸法安定性、水蒸気バリア性の観点から、全芳香族液晶ポリエステル（Ｉ型およびＩＩ型）や全芳香族液晶ポリエステルアミドであることが好ましい。また本発明における液晶ポリエステル樹脂には、液晶ポリエステル樹脂が６０ｗｔ％以上の比率で含まれる他の成分とのポリマーブレンドや、無機フィラー等との混合組成物も含まれる。
2012153865.tif 000003
2012153865.tif 000004
ガスバリア層７の形態は特に限定されないが、加工のしやすいフィルムであることが好ましい。本発明におけるフィルムとは、シート、板、箔（特に金属層の構成素材について）を含む概念である。こうした基材を得るに当たっては、これを構成する樹脂に応じた従来公知の製法を用いることができる。また本発明において特に好適な上記液晶ポリエステル樹脂を使ったフィルムとしては、例えば、ジャパンゴアテックス株式会社製の「ＢＩＡＣ−ＣＢ（商品名）」などが挙げられる。本発明におけるガスバリア層７の厚みは特に限定されないが、薄すぎると絶縁特性に問題が生じ、厚すぎるとガスバリア性に問題が生じる。よってガスバリア層７の厚みは、例えば１μｍ以上７００μｍ以下、好ましくは５μｍ以上２００μｍ以下、さらに好ましくは１０μｍ以上１００μｍ以下であり、最も好ましくは１０μｍ以上６０μｍ以下である。
正極融着層６および負極融着層８は、ガスバリア層７と正極集電体層１、および負極集電体層５とを融着させる役割を果たす。正極融着層６および負極融着層８の素材は特に限定されないが、例えば変性ポリオレフィン樹脂、アイオノマー樹脂等が挙げられる。本発明における正極融着層６および負極融着層８には、これらの樹脂を単独で用いても、数種類を混合して用いても良い。これら正極融着層６および負極融着層８に用いられる樹脂は、ガスバリア層７に用いられる樹脂に比べてガスバリア性は劣るものの、ヒートシール性には優れている。よってガスバリア層７と同時に用いることで、優れたガスバリア性とヒートシール性を両立させることが可能となる。
正極側絶縁層９ａおよび負極側絶縁層９ｂは作業中の短絡を予防するためのものであり、例えば、液晶ポリエステル樹脂等の液晶ポリマー樹脂（ＬＣＰ）が用いられる。
正極側接続用タブ３０、負極側接続用タブ３１、および電池側凹部１０、１１は、正極集電体層１および負極集電体層５を後述する基板の配線等の、外部配線と接続するために形成された部分である。
具体的には、正極集電体層１および負極集電体層５を外部配線と接触させ、電池側凹部１０、１１から露出した正極集電体層１および負極集電体層５に超音波を照射したり（超音波法）、電流を流したり（電気溶接法）することにより、正極集電体層１および負極集電体層５と外部配線を融着することができる。
このように、電池側凹部１０、１１を設けることにより、超音波法や電気溶接法のように、半田接続と比べて低温での電気接続が可能となるため、半田接続のように、接続の際に発生する熱によって電池構成材料（正極活物質、負極活物質、セパレータ、電解液、封口剤）を劣化させることはない。
また、リベット接続や導電性接着剤を用いた接続と比べて、接続信頼性を高めることができる。
なお、電池側凹部１０、１１の形成方法としては、正極側絶縁層９ａおよび負極側絶縁層９ｂとしてＬＣＰを用いた場合においては、まず、ＬＣＰに対して打ち抜き、切り抜きあるいはルーター加工等で先に穴を開けておき、その後集電体となるアルミニウム箔や銅箔を形成する方法や、ＬＣＰとアルミニウム箔や銅箔を貼り合せた後、目的の位置にレーザー光を照射し、ＬＣＰ部分だけを局所的に除去するといった方法が挙げられる。
また、融着方法として超音波法を用いる場合においては、電池側凹部１０、１１を必ずしも開口する必要はないため、電池側凹部１０、１１の底面にＬＣＰを薄く残した状態に形成してもよい。
なお、負極集電体層５に用いられる、金属表面が銅である場合、外部接続のための引き出し部分、或いは封口剤にてシールされている部分の外における銅箔表面或いは側面が腐食する可能性があり、特に高温高湿条件下においてはこの可能性が高くなる。銅表面の腐食が進行すると、銅と封口剤の接着状態が破断し、電池内へ大気中の水分等が入る事による電解液の劣化や、逆に電解液そのものの流出によって、電池性能が劣化する恐れがある。
以上の様な腐食による電池劣化については、図１１Ａ〜図１２に示すように、銅で形成された負極集電体層５の表面の少なくとも一部を、ニッケル（またはニッケルと金）等の導電性を有し、腐食に強いコーティング材料５１にてコーティングする事で回避する事ができ、安定性の高い二次電池を提供する事ができる。なお、図１１Ａ〜図１２では、負極集電体層５の外周のみをコーティング材料５１でコーティングしているが、製造時の低コスト化のために、負極集電体層５の全表面をコーティングしてもよい。
［製法］
次に、第１の実施形態の製造方法の一例を説明する。
＜正極層作製＞
スピネル構造を有するマンガン酸リチウム９０ｗｔ％、平均粒径６μｍのグラファイト粉末５ｗｔ％、アセチレンブラック２ｗｔ％、ポリフッ化ビニリデン（以下ＰＶＤＦ）３ｗｔ％を有する正極層２を、裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステル（正極側絶縁層９ａ）を貼り合わせた厚さ４０μｍのアルミニウム箔（正極集電体層１）上に作製した。
＜負極層作製＞
２８００℃で黒鉛化処理した大阪ガス製のメソカーボンマイクロビーズ（以下ＭＣＭＢ）８８ｗｔ％、アセチレンブラックを２ｗｔ％、ＰＶＤＦを１０ｗｔ％を有する負極層４を、裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステル（負極側絶縁層９ｂ）を貼り合わせた厚さ１８μｍの銅箔（負極集電体層５）上に作製した。
＜二次電池作製＞
上記方法で作製した正極層２および負極層４を、電極間には電解液を含むセパレータ３、電極層の周縁部には変性ポリオレフィン樹脂／液晶ポリエステル樹脂／変性ポリオレフィン樹脂（正極融着層６／ガスバリア層７／負極融着層８）の３層を有する封口剤を口の字（中央部が打ち抜かれた周縁形状）に成形したフィルムを挟んで対峙させた。電解液の組成は、支持塩として１．０ＭのＬｉＰＦ６を含むエチレンカーボネート（以下ＥＣ）、ジエチルカーボネート（以下ＤＥＣ）の混合溶媒（混合体積比ＥＣ／ＤＥＣ＝３／７）とした。
最後に、液晶ポリエステルの一部に電池側凹部１０、１１を形成した。
以上の手順により非水系二次電池１００が作製された。
このように、第１の実施形態によれば、非水系二次電池１００は、正極集電体層１と、正極集電体層１の一方の面に形成された正極層２と、負極集電体層５と、正極層２に対向するように負極集電体層５の一方の面に形成された負極層４と、正極層２と負極層４の間に設けられ、電解液を含むセパレータ３と、正極集電体層１の他の面に形成された正極側絶縁層９ａと、負極集電体層５の他の面に形成された負極側絶縁層９ｂとを有し、正極側絶縁層９ａおよび負極側絶縁層９ｂは、正極側接続用タブ３０および負極側接続用タブ３１を有しており、正極側接続用タブ３０および負極側接続用タブ３１には、正極集電体層１および負極集電体層５が設けられた面と反対側の面に電池側凹部１０、１１がそれぞれ設けられている。
そのため、非水系二次電池１００は、安定性が高く、かつ基板に対する接続信頼性に優れている。
次に、第２の実施形態について、図３〜図７を参照して説明する。
第２の実施形態は、第１の実施形態に係る非水系二次電池１００を基板１０１上に実装し、実装体２００としたものである。
なお、第２の実施形態において、第１の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、説明を省略する。
まず、図３および図４を参照して実装体２００の構成について説明する。
図３に示すように、第２の実施形態に係る実装体２００は、基板１０１と、基板１０１上に実装された非水系二次電池１００とを有している。
基板１０１は、絶縁基板１２と、絶縁基板１２の一方の面上に設けられた負極配線１３と正極配線１４とを有している。
また、絶縁基板１２には基板側凹部４０、４１が設けられており、図３では基板側凹部４０、４１から、それぞれ正極配線１４と負極配線１３が絶縁基板１２の他の面側へ露出している。
基板側凹部４０、４１は、それぞれ正極配線１４および負極配線１３と対向するように、かつ、それぞれ非水系二次電池１００の電池側凹部１０、１１の位置関係に対応した位置関係（距離、配置等）となる位置に設けられている。
具体的には、非水系二次電池１００を基板１０１上に実装した状態で、基板側凹部４０が電池側凹部１０と、基板側凹部４１が電池側凹部１１と、それぞれ対向する（平面上の位置が重なる）ようになっている。
また、負極配線１３と負極集電体層５、および正極配線１４と正極集電体層１はそれぞれ互いに接触している。
ただし、図３では、正極側接続用タブ３０の根元３０ａを基板１０１側に折り曲げて、正極側接続用タブ３０を基板１０１に押し付けることにより、正極配線１４と正極集電体層１を接触させている。
また、図３では、負極配線１３および負極集電体層５の、基板側凹部４１および電池側凹部１１と対向する部分（平面上の位置が重なる部分）を電池側凹部１１内に撓みませることにより両者を接触させている。
さらに、正極配線１４と正極集電体層１とは、基板側凹部４０および電池側凹部１０と対向する部分（平面上の位置が重なる部分）が超音波法や電気溶接法で接続され、接続部５０を形成している。
同様に、負極配線１３と負極集電体層５とは、電池側凹部１１内に撓みこんだ部分が超音波法や電気溶接法で接続され、接続部６０を形成している。
なお、第１の実施形態で述べたように、接続部５０、６０を超音波法により形成する場合、基板側凹部４０、４１は必ずしも開口させる必要はないため、開口せずに、底面を薄く残した状態にしてもよい。
一方、図４に示すように、正極側接続用タブ３０および負極側接続用タブ３１は絶縁性の保護シール１８で基板１０１に固定されている。このような補強を行う事で、電気接続部の信頼性をより高めることができる。なお、ここではシールでの固定の例を示しているが、固定されることが可能であれば、どのような方法、どのような材料を用いることも可能である。
なお、第２の実施形態においては、電池側凹部１０は電池側凹部１１よりも寸法が小さく形成されている。逆に言えば、電池側凹部１１は電池側凹部１０よりも寸法が大きく形成されている。これは、図３から明らかなように、正極集電体層１と正極配線１４は密着可能な構造であるのに対し、負極集電体層５と負極配線１３は電池側凹部１１内で接触するため、前述のように、電池側凹部１１の厚さ分だけ各々撓ませる必要があるためである。
このように、電池側凹部１０と電池側凹部１１の寸法を形成することにより、接続部の信頼性を向上させることができる。
次に、非水系二次電池１００の基板１０１上への実装方法について、図３〜図７を参照して説明する。
まず、図５に示すように、基板１０１と非水系二次電池１００を用意し、基板側凹部４０が電池側凹部１０と、基板側凹部４１が電池側凹部１１と、それぞれ平面上の位置が対応する（重なる）ように、かつ負極側絶縁層９ｂと負極配線１３が対向するように配置する。
次に、この状態で図５の矢印の向きに非水系二次電池１００を相対移動させ、図６に示すように、負極配線１３に負極側絶縁層９ｂを接触させることにより非水系二次電池１００を基板１０１上に実装する。
次に、図６の白矢印に示すように、正極側接続用タブ３０に力を加え、根元３０ａ（図３参照）を基板１０１側に（クランク状に）折り曲げて、基板側凹部４０が電池側凹部１０が対向する（平面上の位置が重なる）態様にて、図７に示すように、正極配線１４と正極集電体層１を接触させる。
また、基板側凹部４１内から露出した負極配線１３と、電池側凹部１１から露出した負極集電体層５を電池側凹部１１内に撓ませて両者を接触させる。
次に、基板側凹部４０と電池側凹部１０、および基板側凹部４１と電池側凹部１１を介して正極配線１４と正極集電体層１間、および負極配線１３と負極集電体層５間に超音波を照射し（あるいは電流を流し）、正極配線１４と正極集電体層１、および負極配線１３と負極集電体層５をそれぞれ溶着し、図３に示す接続部５０、６０を形成する（図７の矢印参照）。
最後に、図４に示すように、保護シール１８を正極側接続用タブ３０および負極側接続用タブ３１と基板１０１とをまたぐように貼り付ける。
このようにして、実装体２００が完成する。
このように第２の実施形態によれば、実装体２００は非水系二次電池１００を有している。
従って、第１の実施形態と同様の効果を奏する。
また、第２の実施形態によれば、実装体２００は、基板１０１上に非水系二次電池１００が実装されており、基板側凹部４０と電池側凹部１０および、基板側凹部４０と電池側凹部１１を介して負極配線１３と負極集電体層５間、および正極配線１４と正極集電体層１間に超音波を照射し（あるいは電流を流し）負極配線１３と負極集電体層５、および正極配線１４と正極集電体層１をそれぞれ溶着し、接続部５０、６０を形成することにより、基板１０１と非水系二次電池１００とが電気的に接続される。
そのため、半田、リベット、あるいは導電性の接着剤を用いて配線と集電体層を接続する場合と比較して、接続信頼性をさらに高めることができる。
次に、第３の実施形態に係る実装体２０１について、図８を参照して説明する。
第３の実施形態は、第２の実施形態において、負極集電体層５を、負極配線１３と一体成型した（即ち、負極集電体層５を、負極配線１３で兼用した）ものである。
なお、第３の実施形態において、第２の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、説明を省略する。
図８に示すように、実装体２０１は、基板１０１ａと非水系二次電池１００ａを有しているが、負極集電体層５を、負極配線１３と一体成型している。そのため、実装体２０１は、負極側絶縁層９ｂ、負極側接続用タブ３１、電池側凹部１１、および基板側凹部４１を有していない。
このように、集電体層と配線層は必ずしも別部品である必要はなく、一体成型してもよい。
このような構造とすることにより、集電体層と配線層を別部品とする場合と比較して、実装体２０１の厚さを薄くすることができる。
また、集電体層と配線層の接続部の数を削減でき、接続信頼性をより高めることができる。
なお、上記構造では、薄型化という観点からは、例えば、基板１０１側をＬＣＰ／金属箔構造、即ち、絶縁基板１２をＬＣＰで、負極配線１３（負極集電体層５）を銅箔等の金属箔で構成するのが望ましい。
このように、第３の実施形態によれば、実装体２０１は、基板１０１ａと、基板１０１ａ上に実装された非水系二次電池１００ａとを有している。
従って、第２の実施形態と同様の効果を奏する。
また、第３の実施形態によれば、実装体２０１は、負極集電体層５を、負極配線１３と一体成型している。
そのため、第２の実施形態と比べて実装体２０１の厚さを薄くすることができる。
また、第２の実施形態と比べ集電体層と配線層の接続部の数を削減でき、接続信頼性をより高めることができる。
次に、第４の実施形態に係る実装体２０２について、図９を参照して説明する。
第４の実施形態は、第３の実施形態において、正極配線１４と正極集電体層１も一体成型として絶縁基板と封口剤とで非水系二次電池１００ｂを封止し、さらに内部に電子部品を搭載して非水系二次電池１００ｂと電子部品を封止してカード化したものである。
なお第４の実施形態において、第３の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、説明を省略する。
まず、実装体２０２の構造について簡単に説明する。
図９に示すように、実装体２０２は、正極集電体層１及び負極集電体層５の両方が正極配線１４および負極配線１３とそれぞれ一体化した構造となっている。
また、実装体２０２は内部に非水系二次電池１００ｂおよび電子部品が搭載され、外縁部も３層の封口剤（正極融着層１５、ガスバリア層１６、負極融着層１７）によってシールされており、実装体２０２がカード（ＩＣカード）としての機能を有する構造となっている。
具体的には、実装体２０２は正極側絶縁層９ａおよび負極側絶縁層９ｂが絶縁基板１２を兼ねた構造となっており、正極集電体層１及び負極集電体層５がそれぞれ正極配線１４および負極配線１３を兼ねている。
また、実装体２０２の内部は２つの領域２０２ａ、２０２ｂを有し、一方の領域２０２ａには正極層２、負極層４、セパレータ３および、これらを囲むように第１の封口剤（正極融着層６、ガスバリア層７、負極融着層８）が設けられて非水系二次電池１００ｂを形成しており、他の領域２０２ｂには、負極集電体層５（および正極集電体層１）上にＩＣ２１、抵抗２２、およびコンデンサ２３のような電子部品が搭載されている。
さらに、正極集電体層１および負極集電体層５の外縁部、即ち、正極集電体層１及び負極集電体層５の周囲も、非水系二次電池１００ｂおよび電子部品を囲むようにして、３層の第２の封口剤（正極融着層１５、ガスバリア層１６、負極融着層１７）によってシールされている。
なお、正極集電体層１にはインターポーザ２０が設けられており、負極側絶縁層９ｂと接続されている。
次に、実装体２０２の製造方法について説明する。
まず、必要となる電子部品（ＩＣ２１、抵抗２２、およびコンデンサ２３）を電気回路（負極集電体層５および正極集電体層１）上に実装した後に、各電気回路上に正極／負極活物質を印刷成型して正極層２および負極層４を形成し、その後、セパレータ３及び３層の第１の封口剤（正極融着層６、ガスバリア層７、負極融着層８）を挟み込み、電解液を注入後、封口剤部分を熱封止し、非水系二次電池１００ｂを完成させる。
その後、電気回路の非水系二次電池１００ｂおよび電子部品が設けられた部分の外縁部に３層の第２の封口剤を挟み込んで熱封止した後、上下の電気回路を超音波融着あるいは電気溶接で接続することによって実装体２０２が完成する。
このように、第４の実施形態によれば、実装体２０２は非水系二次電池１００ｂを有している。
従って、第３の実施形態と同様の効果を奏する。
また、第４の実施形態によれば、実装体２０２は、正極集電体層１及び負極集電体層５の両方が基板の配線と一体化した構造となっており、内部に電子部品が搭載されている。
そのため、実装体２０２がカードとしての機能を有する。
次に、第５の実施形態について、図１０を参照して説明する。
第５の実施形態は、第４の実施形態において、実装体２０３の内部の領域２０２ａ、２０２ｂの中空部分を樹脂等で埋めたものである。
なお、第５の実施形態において、第４の実施形態と同様の機能を果たす要素については同一の番号を付し、説明を省略する。
図１０に示すように、実装体２０３は、内部の領域２０２ａ、２０２ｂの中空部分が樹脂２４で埋められている。
このように、実装体２０３は、中空部分を樹脂等で埋めた構造としてもよく、このような構造にすることにより、柔軟性と強度を兼ね備えたカードを低コストで製造することが可能となる。
なお、樹脂２４を構成する材料としては、例えば電池及び電気回路の外縁部に用いた３層の封口剤（正極融着層１５、ガスバリア層１６、負極融着層１７）が挙げられる。
このように、第５の実施形態によれば、実装体２０３は非水系二次電池１００ｂを有している。
従って、第４の実施形態と同様の効果を奏する。
また、第５の実施形態によれば、実装体２０３は、内部の中空部分が樹脂２４で埋められている。
そのため、実装体２０３を、柔軟性と強度を兼ね備えた低コストなカードとすることが可能である。
【実施例】
【０００９】
次に具体的な実施例を用いて、実施形態の製造方法を説明する。
（実施例）
以下に示す条件で本発明に係る（図１に示す）非水系二次電池１００を作製した。
＜実施例１＞
スピネル構造を有するマンガン酸リチウムを９０ｗｔ％、導電性付与剤として平均粒径６μｍのグラファイト粉末を５ｗｔ％とアセチレンブラックを２ｗｔ％、結着剤としてＰＶＤＦを３ｗｔ％はかり取り、Ｎメチルピロリドン（以下ＮＭＰ）中に分散、混合して正極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ４０μｍのアルミ箔上に、上記の方法で作製した正極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒であるＮＭＰを除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよびアルミ箔を含めた厚みが１４０μｍとなる正極を作製した。
負極活物質には２８００℃で黒鉛化処理した大阪ガス製のＭＣＭＢを使用した。ＭＣＭＢを８８ｗｔ％、導電性付与剤としてアセチレンブラックを２ｗｔ％、結着剤としてＰＶＤＦを１０ｗｔ％はかり取り、ＮＭＰ中に分散、混合して負極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ１８μｍの銅箔上に、上記の方法で作製した負極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒であるＮＭＰを除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよび銅箔を含めた厚みが１００μｍとなる負極を作製した。
上記方法で作製した正極および負極を、多孔質フィルムセパレータを挟んで対峙させる。その際、電極層の周縁部には、それぞれ５０μｍ厚の無水マレイン酸変性ポリプロピレン／液晶ポリエステル／無水マレイン酸変性ポリプロピレンの３層を有する封口剤を口の字に成形したフィルムを挟んだ。得られた長方形積層体の三辺をヒーター温度１９０℃で加熱融着し、開いている残りの１辺から電解液６０μＬを注入した。電解液の組成は、支持塩として１．０ＭのＬｉＰＦ６を含むＥＣ、ＤＥＣの混合溶媒（混合体積比ＥＣ／ＤＥＣ＝３／７）とした。セル全体を減圧し電解液を空隙によく含浸させた後、減圧状態で残りの１辺を加熱融着させ、薄型の二次電池を得た。
＜実施例２＞
層状岩塩構造を有するコバルトアルミニウム置換ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉ０．８０Ｃｏ０．１５Ａｌ０．０５Ｏ２）を９０ｗｔ％、導電性付与剤としてグラファイト粉末を５ｗｔ％とアセチレンブラックを２ｗｔ％、結着剤としてＰＶＤＦを３ｗｔ％はかり取り、Ｎメチルピロリドン（以下ＮＭＰ）中に分散、混合して正極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ４０μｍのアルミ箔上に、上記の方法で作製した正極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒であるＮＭＰを除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよびアルミ箔を含めた厚みが１４０μｍとなる正極を作製した。
負極活物質には２８００℃で黒鉛化処理した大阪ガス製のＭＣＭＢを使用した。ＭＣＭＢを８８ｗｔ％、導電性付与剤としてアセチレンブラックを２ｗｔ％、結着剤としてＰＶＤＦを１０ｗｔ％はかり取り、ＮＭＰ中に分散、混合して負極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ１８μｍの銅箔上に、上記の方法で作製した負極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒であるＮＭＰを除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよび銅箔を含めた厚みが１２０μｍとなる負極を作製した。
上記方法で作製した正極および負極を、多孔質フィルムセパレータを挟んで対峙させる。その際、電極層の周縁部には、それぞれ７５μｍ厚の無水マレイン酸変性ポリエチレン／液晶ポリエステル／無水マレイン酸変性ポリエチレンの３層を有する封口剤を口の字に成形したフィルムを挟んだ。得られた長方形積層体の三辺をヒーター温度１５０℃で加熱融着し、開いている残りの１辺から電解液６０μＬを注入した。電解液の組成は、支持塩として１．０ＭのＬｉＰＦ６を含むＥＣ、ＤＥＣの混合溶媒（混合体積比ＥＣ／ＤＥＣ＝３／７）とした。セル全体を減圧し電解液を空隙によく含浸させた後、減圧状態で残りの１辺を加熱融着させ、薄型の二次電池を得た。
＜実施例３＞
有機ラジカルポリマー、ポリ（２，２，６，６−テトラメチルピペリジノキ−４−イル  メタクリレート）を７０％、気相成長炭素繊維１４％、アセチレンブラック７％、カルボキシメチルセルロース８％、テフロン（登録商標）１％をはかり取り、水中に分散、混合して正極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ４０μｍのアルミ箔上に、上記の方法で作製した正極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒である水を除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよびアルミ箔を含めた厚みが１７０μｍとなる正極を作製した。
負極活物質には２８００℃で黒鉛化処理した大阪ガス製のＭＣＭＢを使用した。ＭＣＭＢを８８ｗｔ％、導電性付与剤としてアセチレンブラックを２ｗｔ％、結着剤としてＰＶＤＦを１０ｗｔ％はかり取り、ＮＭＰ中に分散、混合して負極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ１８μｍの銅箔上に、上記の方法で作製した負極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒であるＮＭＰを除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよび銅箔を含めた厚みが１００μｍとなる負極を作製した。
上記方法で作製した正極および負極を、多孔質フィルムセパレータを挟んで対峙させた。その際、電極層の周縁部には、それぞれ１００μｍ厚のグリシジルメタクリレート変性ポリエチレン／液晶ポリエステル／グリシジルメタクリレート変性ポリエチレンの３層を有する封口剤を口の字に成形したフィルムを挟んだ。得られた長方形積層体の三辺をヒーター温度１５０℃で加熱融着し、開いている残りの１辺から電解液６０μＬを注入した。電解液の組成は、支持塩として１．０ＭのＬｉＰＦ６を含むＥＣ、ＤＥＣの混合溶媒（混合体積比ＥＣ／ＤＥＣ＝３／７）とした。セル全体を減圧し電解液を空隙によく含浸させた後、減圧状態で残りの１辺を加熱融着させ、薄型の二次電池を得た。
（比較例）
次に、比較例として、実施例１〜３とは異なる条件で非水系二次電池を作製した。
＜比較例１＞
スピネル構造を有するマンガン酸リチウムを９０ｗｔ％、導電性付与剤として平均粒径６μｍのグラファイト粉末を５ｗｔ％とアセチレンブラックを２ｗｔ％、結着剤としてＰＶＤＦを３ｗｔ％はかり取り、Ｎメチルピロリドン（以下ＮＭＰ）中に分散、混合して正極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ４０μｍのアルミ箔上に、上記の方法で作製した正極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒であるＮＭＰを除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよびアルミ箔を含めた厚みが１４０μｍとなる正極を作製した。
負極活物質には２８００℃で黒鉛化処理した大阪ガス製のＭＣＭＢを使用した。ＭＣＭＢを８８ｗｔ％、導電性付与剤としてアセチレンブラックを２ｗｔ％、結着剤としてＰＶＤＦを１０ｗｔ％はかり取り、ＮＭＰ中に分散、混合して負極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ１８μｍの銅箔上に、上記の方法で作製した負極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒であるＮＭＰを除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよび銅箔を含めた厚みが１００μｍとなる負極を作製した。
上記方法で作製した正極および負極を、多孔質フィルムセパレータを挟んで対峙させる。その際、電極層の周縁部には、厚さ５０μｍの無水マレイン酸変性ポリエチレンを有する封口剤を口の字に成形したフィルムを挟んだ。得られた長方形積層体の三辺をヒーター温度１５０℃で加熱融着し、開いている残りの１辺から電解液６０μＬを注入した。電解液の組成は、支持塩として１．０ＭのＬｉＰＦ６を含むＥＣ、ＤＥＣの混合溶媒（混合体積比ＥＣ／ＤＥＣ＝３／７）とした。セル全体を減圧し電解液を空隙によく含浸させた後、減圧状態で残りの１辺を加熱融着させ、薄型の二次電池を得た。
＜比較例２＞
スピネル構造を有するマンガン酸リチウムを９０ｗｔ％、導電性付与剤として平均粒径６μｍのグラファイト粉末を５ｗｔ％とアセチレンブラックを２ｗｔ％、結着剤としてＰＶＤＦを３ｗｔ％はかり取り、Ｎメチルピロリドン（以下ＮＭＰ）中に分散、混合して正極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ４０μｍのアルミ箔上に、上記の方法で作製した正極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒であるＮＭＰを除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよびアルミ箔を含めた厚みが１４０μｍとなる正極を作製した。
負極活物質には２８００℃で黒鉛化処理した大阪ガス製のＭＣＭＢを使用した。ＭＣＭＢを８８ｗｔ％、導電性付与剤としてアセチレンブラックを２ｗｔ％、結着剤としてＰＶＤＦを１０ｗｔ％はかり取り、ＮＭＰ中に分散、混合して負極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ１８μｍの銅箔上に、上記の方法で作製した負極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒であるＮＭＰを除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよび銅箔を含めた厚みが１００μｍとなる負極を作製した。
上記方法で作製した正極および負極を、多孔質フィルムセパレータを挟んで対峙させる。その際、電極層の周縁部には、厚み５０μｍの液晶ポリエステルを有する封口剤を口の字に成形したフィルムを挟んだ。得られた長方形積層体の三辺をヒーター温度１９０℃で加熱融着しようと試みたが、液晶ポリエステルの融点が高過ぎるためうまく融着できなかった。
＜比較例３＞
スピネル構造を有するマンガン酸リチウムを９０ｗｔ％、導電性付与剤として平均粒径６μｍのグラファイト粉末を５ｗｔ％とアセチレンブラックを２ｗｔ％、結着剤としてＰＶＤＦを３ｗｔ％はかり取り、Ｎメチルピロリドン（以下ＮＭＰ）中に分散、混合して正極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ１０μｍのアルミ箔上に、上記の方法で作製した正極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒であるＮＭＰを除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよびアルミ箔を含めた厚みが１４０μｍとなる正極を作製した。
負極活物質には２８００℃で黒鉛化処理した大阪ガス製のＭＣＭＢを使用した。ＭＣＭＢを８８ｗｔ％、導電性付与剤としてアセチレンブラックを２ｗｔ％、結着剤としてＰＶＤＦを１０ｗｔ％はかり取り、ＮＭＰ中に分散、混合して負極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ１８μｍの銅箔上に、上記の方法で作製した負極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒であるＮＭＰを除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよび銅箔を含めた厚みが１００μｍとなる負極を作製した。
上記方法で作製した正極および負極を、多孔質フィルムセパレータを挟んで対峙させる。その際、電極層の周縁部には、それぞれ５０μｍ厚のグリシジルメタクリレート変性ポリエチレン／液晶ポリエステル／グリシジルメタクリレート変性ポリエチレンの３層を有する封口剤を口の字に成形したフィルムを挟んだ。得られた長方形積層体の三辺をヒーター温度１５０℃で加熱融着し、開いている残りの１辺から電解液６０μＬを注入した。電解液の組成は、支持塩として１．０ＭのＬｉＰＦ６を含むＥＣ、ＤＥＣの混合溶媒（混合体積比ＥＣ／ＤＥＣ＝３／７）とした。セル全体を減圧し電解液を空隙によく含浸させた後、減圧状態で残りの１辺を加熱融着させ、薄型の二次電池を得た。
＜比較例４＞
スピネル構造を有するマンガン酸リチウムを９０ｗｔ％、導電性付与剤として平均粒径６μｍのグラファイト粉末を５ｗｔ％とアセチレンブラックを２ｗｔ％、結着剤としてＰＶＤＦを３ｗｔ％はかり取り、Ｎメチルピロリドン（以下ＮＭＰ）中に分散、混合して正極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ７０μｍのアルミ箔上に、上記の方法で作製した正極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒であるＮＭＰを除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよびアルミ箔を含めた厚みが１４０μｍとなる正極を作製した。
負極活物質には２８００℃で黒鉛化処理した大阪ガス製のＭＣＭＢを使用した。ＭＣＭＢを８８ｗｔ％、導電性付与剤としてアセチレンブラックを２ｗｔ％、結着剤としてＰＶＤＦを１０ｗｔ％はかり取り、ＮＭＰ中に分散、混合して負極インクとした。裏面に厚み５０μｍの液晶ポリエステルを貼り合わせた厚さ１８μｍの銅箔上に、上記の方法で作製した負極インクをスクリーン印刷法により印刷塗布し、加熱乾燥により分散溶媒であるＮＭＰを除去した。その後ローラープレス機で圧縮成形し、液晶ポリエステルおよび銅箔を含めた厚みが１００μｍとなる負極を作製した。
上記方法で作製した正極および負極を、多孔質フィルムセパレータを挟んで対峙させる。その際、電極層の周縁部には、それぞれ１００μｍ厚の無水マレイン酸変性ポリプロピレン／液晶ポリエステル／無水マレイン酸変性ポリプロピレンの３層を有する封口剤を口の字に成形したフィルムを挟んだ。得られた長方形積層体の三辺をヒーター温度１９０℃で加熱融着し、開いている残りの１辺から電解液６０μＬを注入した。電解液の組成は、支持塩として１．０ＭのＬｉＰＦ６を含むＥＣ、ＤＥＣの混合溶媒（混合体積比ＥＣ／ＤＥＣ＝３／７）とした。セル全体を減圧し電解液を空隙によく含浸させた後、減圧状態で残りの１辺を加熱融着させ、薄型の二次電池を得た。
＜セルの評価＞
比較例２の手法では、上述の通りセルを作製することができなかった。よって実施例１〜３および比較例１，３，４で作製したセルを２０℃の恒温槽にいれ、０．１Ｃのレートで初回充放電を行った。その結果、比較例１で作製したセルは容量が全く得られず、正負極間が短絡していることが分かった。その後、実施例１〜３および比較例３，４で作製したセルについて１Ｃのレートで充放電を繰り返したところ、比較例３のセルだけ容量劣化が激しいことが分かった。表１に、各セルの安定性、ショート個数、計算エネルギー密度についてまとめる。
なお、表１における計算エネルギー密度については、実施例１の計算エネルギー密度を１．０とした場合に、０．５以上のものを「○」、０．２〜０．３のものを「△」、０．２以下のものを「×」と記載している。
【表１】
2012153865.tif 000005
【産業上の利用可能性】
【００１０】
本発明による非水電解液二次電池は、アルミラミネートフィルム外装体を使用しない薄型電池でありながら、両極集電体との高い密着性と、高い短絡防止信頼性と、十分なガスバリア性を同時に満たすことができるので、使い易い薄型非水電解液二次電池として広く利用することができる。本発明の活用例としては、ＩＣカードやＲＦＩＤタグ、各種センサ、携帯電子機器等が挙げられる。
なお、本発明は上記した実施形態および実施例に限定されない。
当業者であれば、本発明の範囲内で各種変形例や改良例に想到するのは当然のことであり、これらも本発明に含まれるものと了解される。
例えば、本発明の第２および第３の実施形態では、負極側絶縁層９ｂ（負極集電体層５）を挟んで正極側絶縁層９ａおよび正極集電体層１を基板と対向させ、正極側接続用タブ３０をクランク状に折り曲げることにより、正極集電体層１と正極配線１４を接続しているが、正極と負極が逆になるような構造でもよい。
即ち、正極側絶縁層９ａ（正極集電体層１）を挟んで負極側絶縁層９ｂおよび負極集電体層５を基板と対向させ、負極側接続用タブ３１をクランク状に折り曲げることにより、負極集電体層５と負極配線１３を接続する構造にしてもよい。
なお、本出願は、２０１１年５月１１日に出願された、日本国特許出願第２０１１−１０５８７４号からの優先権を基礎として、その利益を主張するものであり、その開示はここに全体として参考文献として取り込む。
【符号の説明】
【００１１】
１      正極集電体層
２      正極層
３      セパレータ
４      負極層
５      負極集電体層
６      正極融着層
７      ガスバリア層
８      負極融着層
９ａ    正極側絶縁層
９ｂ    負極側絶縁層
１０    電池側凹部
１１    電池側凹部
１２    絶縁基板
１３    負極配線
１４    正極配線
１５    正極融着層
１６    ガスバリア層
１７    負極融着層
１８    保護シール
２０    インターポーザ
２２    抵抗
２３    コンデンサ
２４    樹脂
３０    正極側接続用タブ
３０ａ  根元
３１    負極側接続用タブ
４０    基板側凹部
４１    基板側凹部
５０    接続部
６０    接続部
１００  非水系二次電池
１００ａ  非水系二次電池
１００ｂ  非水系二次電池
１０１  基板
１０１ａ  基板
２００  実装体
２０１  実装体
２０２  実装体
２０２ａ  領域
２０２ｂ  領域
２０３  実装体
【図１】
2012153865.tif 000006
【図２】
2012153865.tif 000007
【図３】
2012153865.tif 000008
【図４】
2012153865.tif 000009
【図５】
2012153865.tif 000010
【図６】
2012153865.tif 000011
【図７】
2012153865.tif 000012
【図８】
2012153865.tif 000013
【図９】
2012153865.tif 000014
【図１０】
2012153865.tif 000015
【図１１Ａ】
2012153865.tif 000016
【図１１Ｂ】
2012153865.tif 000017
【図１１Ｃ】
2012153865.tif 000018
【図１２】
2012153865.tif 000019
【国際調査報告】
2012153865.tif 000020
2012153865.tif 000021
2012153865.tif 000022