(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の第一の電極と、
前記第一の電極の両面に積層されたシート状の電極であって、前記第一の電極と極性が異なる第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に介在した電解質層と
を備え、前記第二の電極の曲げ弾性率が、前記第一の電極の曲げ弾性率より低い、薄型電池用電極群。
【請求項２】
厚さが７００μｍ以下であり、前記第一の電極の曲げ弾性率が１００ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下であり、且つ前記第二の電極の曲げ弾性率が２０ＭＰａ以上６５０ＭＰａ以下である、請求項１に記載の薄型電池用電極群。
【請求項３】
前記第一の電極が正極であり、前記第二の電極が負極である、請求項１又は請求項２に記載の薄型電池用電極群。
【請求項４】
前記第一の電極は、正極集電体と、前記正極集電体の両面に形成された正極活物質層とを有し、前記正極活物質層には二酸化マンガンが含まれ、
前記第二の電極はそれぞれ、負極集電体と、前記負極集電体の片面に形成された負極活物質層とを有し、前記負極活物質層にはリチウム又はリチウム合金が含まれ、
前記第二の電極は、負極活物質層が正極活物質層と対向する様に、第一の電極の両面に積層されている、請求項３に記載の薄型電池用電極群。
【請求項５】
薄型電池用電極群と、前記電極群を収納する袋状の外装体とを備える、薄型電池であって、
前記電極群は、
シート状の第一の電極と、
前記第一の電極の両面に積層されたシート状の電極であって、前記第一の電極と極性が異なる第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に介在した電解質層と
を有し、前記第二の電極の曲げ弾性率が、前記第一の電極の曲げ弾性率より低く、
前記電極群の厚さと前記外装体の厚さの合計が１．０ｍｍ以下である、薄型電池。
【請求項６】
可撓性を有する電子機器本体と、前記電子機器本体に内蔵された薄型電池とを備える、電子機器であって、
前記薄型電池は、薄型電池用電極群と、前記電極群を収納する袋状の外装体とを有し、
前記電極群は、
シート状の第一の電極と、
前記第一の電極の両面に積層されたシート状の電極であって、前記第一の電極と極性が異なる第二の電極と、
前記第一の電極と前記第二の電極との間に介在した電解質層と
を含み、前記第二の電極の曲げ弾性率が、前記第一の電極の曲げ弾性率より低い、電子機器。
【請求項７】
前記電子機器本体は、生体外皮に接触させた状態で作動する装置である、請求項６に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型電池用電極群、薄型電池用電極群を備えた薄型電池、及び薄型電池が内蔵された電子機器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機や補聴器等、小型の携帯電子機器が進展している。又、生体に接触した状態で作動する装置が増えている。一例として、体温、血圧、脈拍等の生体情報を取得し、且つその生体情報を病院等に自動的に送信する生体情報測定装置が開発されている。他の例として、生体外皮に電位を与えることにより、生体外皮を通して体内に薬剤等を供給する生体貼付型装置が開発されている。【０００３】
この様な背景の下で、上記小型の電子機器に電力を供給する電池について、薄型化及びフレキシブル化が求められている。既に、薄型電池として、ペーパー電池、薄型扁平電池、及びプレート状電池が開発されている。しかし、これらの薄型電池は、外装体の強度が高い一方で、フレキシブル化や更なる薄型化を可能にすることが困難である。【０００４】
そこで、薄型電池のフレキシブル化や更なる薄型化を可能にするべく、薄くて柔軟なラミネートフィルムを外装体として使用する技術が提案されている（例えば、特許文献１及び２参照）。具体的には、図９に示す様に、薄型電池は電極群１０１と外装体１０２とを備えている。電極群１０１は、平板状の正極及び負極をこれらの間にセパレータを介在させた状態で積層することにより構成されており、正極及び負極にはそれぞれ、正極リード１０３及び負極リード１０４が電気的に接続されている。そして、外装体１０２は、ラミネートフィルムから構成されており、正極及び負極を被覆する一方で、正極リードの端部及び負極リードの端部を外装体の外部へ露出させている。そして、これらの端部が正極端子及び負極端子として用いられている。【０００５】
又、薄型電池のフレキシブル化や更なる薄型化を可能にするべく、電極群を薄型化することが考えられている。一例として、正極や負極を構成する活物質層を、気相プロセスを用いて形成することにより、活物質層の厚さを小さくすることが提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−３４５５９９号公報
【特許文献２】特開２００８−７１７３２号公報
【特許文献３】特開２００９―９８９７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、従来の薄型電池では、その外装体がラミネートフィルムから構成されたものであったとしても、生体に接触した状態で作動する装置用の電池に必要な柔軟性を実現することが出来ない。なぜなら、電極群の柔軟性が乏しいからである。一方、気相プロセスを用いて活物質層を形成することにより、電極群を薄型化し、これにより電極群の柔軟性を向上させることが出来る。しかし、従来の電極群において活物質層の厚さを単に小さくしたのでは、高容量の薄型電池を作製することが困難になる。【０００８】
そこで、本発明の目的は、高容量で且つ柔軟性が高い薄型電池用電極群、及びその様な電極群を備えた薄型電池、並びに該薄型電池が内蔵された電子機器を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係る薄型電池用電極群は、シート状の第一の電極と、第一の電極の両面に積層されたシート状の第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に介在した電解質層とを備えている。第二の電極は、第一の電極と極性が異なっている。又、第二の電極の曲げ弾性率が、第一の電極の曲げ弾性率より低い。【００１０】
本発明に係る薄型電池は、上記電極群と、電極群を収納する袋状の外装体とを備えている。そして、電極群の厚さと外装体の厚さの合計が１．０ｍｍ以下である。【００１１】
本発明に係る電子機器は、可撓性を有する電子機器本体と、上記薄型電池とを備えている。薄型電池は、電子機器本体に内蔵されている。
【発明の効果】
【００１２】
本発明に係る薄型電池用電極群及び薄型電池によれば、高容量且つ高い柔軟性を実現することが出来る。又、本発明に係る電子機器によれば、薄型電池において高い柔軟性が実現されるので、電子機器の可撓性が低下しない。又、薄型電池において高容量が実現されるので、電池の取替えや充電をせずに長期間、電子機器を使用することが出来る。【００１３】
本発明の新規な特徴を添付の特許請求の範囲に記述するが、本発明は、構成及び内容の両方に関し、本発明の他の目的及び特徴と併せ、図面を照合した以下の詳細な説明により更によく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る薄型電池用電極群の構成を概念的に示した断面図である。
【図２】該電極群が備える（ａ）第一の電極及び（ｂ）第二の電極を示した平面図である。
【図３】該電極群を備えた薄型電池の構成を概念的に示す断面図である。
【図４】該薄型電池を、その一部を破断して示した斜視図である。
【図５】３点曲げ試験の方法を説明するための（ａ）正面図及び（ｂ）上面図である。
【図６】耐屈曲信頼性を評価するための屈曲試験の方法を説明するための図である。
【図７】上記薄型電池を備えた電子機器の一例として生体情報測定装置を示した斜視図である。
【図８】上記薄型電池を備えた電子機器の他の例としてイオントフォレシス経皮投薬装置を示した断面図である。
【図９】従来の薄型電池を示した分解斜視図である。
【図１０】電極群を湾曲させたときの力の掛かり方を説明するための図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
先ず、本発明に係る薄型電池用電極群、薄型電池、及び電子機器について説明する。
【００１６】
本発明に係る薄型電池用電極群は、シート状の第一の電極と、第一の電極の両面に積層されたシート状の第二の電極と、第一の電極と第二の電極との間に介在した電解質層とを備えている。第二の電極は、第一の電極と極性が異なっている。又、第二の電極の曲げ弾性率が、第一の電極の曲げ弾性率より低い。
【００１７】
上記電極群においては、第二の電極の曲げ弾性率が第一の電極の曲げ弾性率より低い。よって、電極群全体の曲げ弾性率が低くなり、電極群において高い柔軟性を得ることが出来る。具体的には、電極群を湾曲させた場合、電極群の上面及び下面において伸縮が大きい。その一方で、電極群の厚さ方向についての中央部分では、伸縮が小さい。よって、上記電極群の如く、伸縮の小さい中央部分に曲げ弾性率の高い（柔軟性の低い）第一の電極を配置すると共に、伸縮の大きい上側部分と下側部分に曲げ弾性率の低い（柔軟性の高い）第二の電極を配置することにより、電極群全体の曲げ弾性率が低くなる（柔軟性が高くなる）。
【００１８】
又、上記電極群においては、第一の電極の両面に第二の電極が積層されている。又、第一の電極と第二の電極との間に、電解質層が介在している。従って、上記電極群において、高い容量を得ることが出来る。
【００１９】
上記電極群においてより高い柔軟性を実現するためには、電極群の厚さを７００μｍ以下とし、第一の電極の曲げ弾性率を１００ＭＰａ以上２０００ＭＰａ以下とし、且つ第二の電極の曲げ弾性率を２０ＭＰａ以上６５０ＭＰａ以下とすることが好ましい。
【００２０】
又、上記電極群において、第一の電極が正極であり、第二の電極が負極であることが好ましい。なぜなら、第二の電極の曲げ弾性率が第一の電極の曲げ弾性率より低くなる様に、第一の電極の構成材料と第二の電極の構成材料とを選択した場合、第一の電極を正極とし且つ第二の電極を負極とした構成の方が、第一の電極を負極とし且つ第二の電極を正極とした構成よりも、構成材料の組み合わせの自由度が大きくなるからである。
【００２１】
上記電極群の具体的構成において、第一の電極は、正極集電体と、正極集電体の両面に形成された正極活物質層とを有している。又、各第二の電極は、負極集電体と、負極集電体の片面に形成された負極活物質層とを有している。そして、第二の電極は、負極活物質層が正極活物質層と対向する様に、第一の電極の両面に積層されている。この具体的構成において、正極活物質層には二酸化マンガンが含まれ、且つ負極活物質層にはリチウム又はリチウム合金が含まれていることが好ましい。
【００２２】
本発明に係る薄型電池は、上記電極群と、電極群を収納する袋状の外装体とを備えている。そして、電極群の厚さと外装体の厚さの合計が１．０ｍｍ以下である。具体的には、外装体は、耐屈曲性に優れた柔軟性の高いフィルムにより構成されている。よって、薄型電池においても、高い柔軟性を得ることが出来る。耐屈曲性に優れた柔軟性の高いフィルムを外装体に用いることにより、薄型電池の封止信頼性が向上する。よって、長期間、薄型電池を保存しておくことが可能になる。
【００２３】
本発明に係る電子機器は、可撓性を有する電子機器本体と、上記薄型電池とを備えている。薄型電池は、電子機器本体に内蔵されている。特に、電子機器は、生体外皮に接触させた状態で作動する装置（可撓性を有する装置）であることが好ましい。ここで、薄型電池は、上述した様に高い柔軟性を有している。従って、薄型電池は、電子機器の可撓性を低下させない。よって、生体に接触した状態で作動する装置を使用する人は、この装置を生体外皮に密着させた場合でも、不快感を受け難い。
【００２４】
次に、本発明の実施形態について、図面に沿って具体的に説明する。
【００２５】
図１は、本発明の一実施形態に係る薄型電池用電極群の構成を概念的に示した断面図である。図１に示す様に、電極群２１は、第一の電極１１と、第一の電極１１と極性が異なる２つの第二の電極１２と、２つの電解質層５とを備えている。第一の電極１１及び第二の電極１２は何れもシート状である。第一の電極１１は、電極集電体１と、電極集電体１の両面（図１の紙面において上面及び下面）に形成された電極活物質層２とを有している。各第二の電極１２は、電極集電体３と、電極集電体３の片面に形成された電極活物質層４とを有している。
【００２６】
第二の電極１２は、第一の電極１１の両面に積層されている。具体的には、第二の電極１２は、電極活物質層４が電極活物質層２と対向する様に、第一の電極１１の両側（図１の紙面において上側及び下側）に１つずつ配置されている。そして、第一の電極１１と第二の電極１２との間に、電解質層５が１つずつ介在している。
【００２７】
電極群２１において、第二の電極１２の曲げ弾性率が第一の電極１１の曲げ弾性率より低くなる様に、第一の電極１１及び第二の電極１２の構成材料が選択されている。構成材料の具体的な内容については、後述する。
【００２８】
図２（ａ）及び図２（ｂ）はそれぞれ、第一及び第二の電極を示した平面図である。図２（ａ）に示す様に、第一の電極１１の電極集電体１には、その側面の一部から外方へ延びた突出部６が設けられている。そして、突出部６には、電極リード７が電気的に接続されている。又、図２（ｂ）に示す様に、第二の電極１２の電極集電体３には、その側面の一部から外方へ延びた突出部８が設けられている。そして、突出部８には、電極リード９が電気的に接続されている。尚、突出部６及び８、並びに電極リード７及び９は、これらに面取りが施されることにより、図２（ａ）及び図２（ｂ）に示す様に角が丸められていてもよい。これにより、角での引っ掛かりによる突出部６及び８の損傷を防止することが出来る。
【００２９】
図３は、上記電極群を備えた薄型電池の構成を概念的に示す断面図である。又、図４は、該薄型電池を、その一部を破断して示した斜視図である。図３及び図４に示す様に、薄型電池２２は、電極群２１と、電極群２１を収納する袋状の外装体１３とを備えている。電極リード７及び９は、外装体１３から外部へ引き出されており、それらの一部が外装体１３から露出している。そして、電極リード７及び９の露出部は、薄型電池２２の電極端子として機能している。尚、薄型電池２２の形状は、平板状でもよいし、曲板状でもよい。又、薄型電池２２は、一次電池を構成していてもよいし、二次電池を構成していてもよい。
【００３０】
第一の電極１１及び第二の電極１２の何れか一方は正極であり、他方は負極である。第一の電極１１が正極であり、第二の電極１２が負極である構成においては、電極集電体１は正極集電体であり、電極活物質層２は正極活物質層である。又、電極集電体３は負極集電体であり、電極活物質層４は負極活物質層である。更に、電極リード７は正極リードであり、電極リード７の露出部が正極端子となる。又、電極リード９は負極リードであり、電極リード９の露出部が負極端子となる。
【００３１】
一方、第一の電極１１が負極であり、第二の電極１２が正極である構成においては、電極集電体１は負極集電体であり、電極活物質層２は負極活物質層である。又、電極集電体３は正極集電体であり、電極活物質層４は正極活物質層である。更に、電極リード７は負極リードであり、電極リード７の露出部が負極端子となる。又、電極リード９は正極リードであり、電極リード９の露出部が正極端子となる。但し、この構成よりも、第一の電極１１が正極であり、第二の電極１２が負極である構成の方が、好ましい。なぜなら、第二の電極１２の曲げ弾性率が第一の電極１１の曲げ弾性率より低くなる様に、第一の電極１１の構成材料と第二の電極１２の構成材料とを選択した場合、第一の電極１１を正極とし且つ第二の電極１２を負極とした構成の方が、第一の電極１１を負極とし且つ第二の電極１２を正極とした構成よりも、構成材料の組み合わせの自由度が大きくなるからである。
【００３２】
正極集電体には、金属フィルム、金属箔、及び金属繊維の不織布等の金属材料が用いられる。金属材料として、例えば、銀、ニッケル、パラジウム、金、白金、アルミニウム、又はステンレス鋼が挙げられる。尚、正極集電体の金属材料として、これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。正極集電体の厚さは、例えば１〜３０μｍである。
【００３３】
正極活物質層は、正極活物質と結着剤とを含む合剤層である。尚、正極活物質層には、必要に応じて導電剤が含まれていてもよい。正極活物質には、例えば、二酸化マンガン、フッ化カーボン類、硫化物、リチウム含有複合酸化物、バナジウム酸化物とそのリチウム化合物、ニオブ酸化物とそのリチウム化合物、有機導電性物質を含有する共役系ポリマー、シェブレル相化合物、オリビン系化合物が用いられる。これらの中でも、二酸化マンガン、フッ化カーボン類、硫化物、リチウム含有複合酸化物が好ましく、二酸化マンガンが特に好ましい。正極活物質層の厚さは、例えば１０〜２００μｍである。
【００３４】
電池内での二酸化マンガンの反応が一電子反応であると仮定した場合、二酸化マンガンの質量当たりの理論容量は３０８ｍＡｈ／ｇとなり、高容量である。又、二酸化マンガンは安価である。二酸化マンガンの中でも電解二酸化マンガンは、入手が容易であるので特に好ましい。従って、正極活物質には、二酸化マンガンが主成分として含まれていることが好ましい。尚、この様な正極活物質には、フッ化カーボン類、バナジウム酸化物、オリビン系化合物等、二酸化マンガン以外の材料が含まれていてもよい。又、二酸化マンガン自体に、製造工程上、混入を避けることが困難である微量の不純物が含まれていてもよい。
【００３５】
フッ化カーボン類として、例えば、（ＣＦw）m（ｍは１以上の整数、０＜ｗ≦１）で表されるフッ化黒鉛が挙げられる。硫化物として、例えば、ＴｉＳ2、ＭｏＳ2、ＦｅＳ2が挙げられる。リチウム含有複合酸化物として、例えば、ＬｉxaＣｏＯ2、ＬｉxaＮｉＯ2、ＬｉxaＭｎＯ2、ＬｉxaＣｏyＮｉ1-yＯ2、ＬｉxaＣｏyＭ1-yＯz、ＬｉxaＮｉ1-yＭyＯz、ＬｉxbＭｎ2Ｏ4、ＬｉxbＭｎ2-yＭyＯ4が挙げられる。上記化学式において、ＭはＮａ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｙ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｂ、Ｓｂ、及びＢよりなる群から選ばれる少なくとも１つの元素である。又、ｘａ＝０〜１．２、ｘｂ＝０〜２．０、ｙ＝０〜０．９、ｚ＝２．０〜２．３である。ｘａ及びｘｂは、充放電開始前の値であり、充放電により増減する。
【００３６】
導電剤には、例えば、天然黒鉛や人造黒鉛などのグラファイト類；アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類；炭素繊維や金属繊維などの導電性繊維類；アルミニウム粉などの金属粉末類；酸化亜鉛ウィスカーやチタン酸カリウムウィスカーなどの導電性ウィスカー類；酸化チタンなどの導電性金属酸化物；又はフェニレン誘導体などの有機導電性材料が用いられる。尚、導電剤として、これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３７】
正極活物質層の導電性を改善するという観点、並びに正極容量を向上させるという観点から、正極活物質層中の導電剤の含有量は、正極活物質１００質量部あたり１．０〜３０質量部であることが好ましい。
【００３８】
結着剤には、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリアクリルニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ヘキシル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ヘキシル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル、ポリエーテルサルフォン、ヘキサフルオロポリプロピレン、スチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロースが用いられる。尚、結着剤として、これらを単独で用いてもよいし、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００３９】
正極活物質層の結着性を改善するという観点、並びに正極容量を向上させるという観点から、正極活物質層中の結着剤の含有量は、正極活物質１００質量部あたり１．０〜１５質量部であることが好ましい。
【００４０】
又、結着剤には、ポリマー電解質を用いてもよい。ポリマー電解質は、正極活物質層内にてリチウムイオンをスムーズに拡散させる。尚、結着剤として、ポリマー電解質を単独で用いてもよいし、ポリマー電解質と他の結着剤とを組み合わせて用いてもよい。
【００４１】
負極集電体には、電解法により得られる電解金属箔が用いられてもよいし、圧延法により得られる圧延金属箔が用いられてもよい。電解法は、負極集電体の量産性に優れ、従って負極集電体の製造コストの低減が可能であるという利点を有している。一方、圧延法は、負極集電体の薄型化を容易に行うことが出来、従って負極集電体の軽量化が可能であるという利点を有している。圧延金属箔は、圧延方向に沿って結晶が配向しており、従って耐屈曲性に優れている。このため、圧延金属箔は、薄型フレキシブル電池への使用に好適である。
【００４２】
負極集電体の構成材料には、例えば、銅、銅合金、ニッケル、及びステンレス等が用いられる。負極集電体の厚さは、例えば１〜５０μｍである。
【００４３】
負極活物質には、高容量活物質であるリチウム又はリチウム合金（以下、「リチウム系負極」と称す。）を用いることが特に好ましい。リチウム合金として、例えば、Ｌｉ−Ｓｉ合金、Ｌｉ−Ｓｎ合金、Ｌｉ−Ａｌ合金、Ｌｉ−Ｇａ合金、Ｌｉ−Ｍｇ合金、又はＬｉ−Ｉｎ合金が用いられる。負極容量の向上という観点から、リチウム合金中にＬｉ以外の元素が存在する割合は、０．１〜１０質量％であることが好ましい。負極活物質層の厚さは、例えば５〜１００μｍである。
【００４４】
負極活物質には、公知の材料及び組成を適宜選択して用いることが出来る。但し、リチウム系負極、天然及び人造の各種黒鉛、シリサイド、ケイ素酸化物、各種合金材料などを用いることにより、高エネルギー密度の薄型電池２２を得ることが出来る。これらの中でも特にリチウム系負極は、高容量且つ高エネルギー密度の薄型電池２２を実現することが出来る点で、負極活物質として好ましい。
【００４５】
負極を形成する場合、圧着、蒸着、又は塗布等の方法により、負極集電体に対して負極活物質層を付着させる。その後、負極集電体に対して圧延等の方法を施すことにより、負極集電体と負極活物質層とを互いに密着させる。
【００４６】
電解質層５の構成材料には、広い電位窓を得ることが可能な非水系の電解質を用いることが好ましい。この様な電解質として、例えば、ポリマーマトリックスに電解質塩を含有させたドライポリマー電解質、ポリマーマトリックスに溶媒と電解質塩を含浸させたゲルポリマー電解質、無機固体電解質、溶媒に電解質塩を溶解させた液体電解質等が挙げられる。
【００４７】
ドライポリマー電解質は、電解質塩と、電解質塩を溶解する高分子化合物とからなる。高分子化合物として、ポリエチレンオキサイドや同架橋体等のエーテル系高分子、ポリメタクリレート系、ポリアクリレート系などをそれぞれ単独で用いてもよいし、これらを共重合又は混合させて用いてもよい。
【００４８】
ゲルポリマー電解質のポリマーマトリックスには、液体電解質を吸収することによりゲル状化するものであれば、種々の高分子を用いることが出来る。例えば、シリコンゲル、アクリルゲル、アクリロニトリルゲル、ポリフォスファゼン変性ポリマー、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、フッ素系ポリマー、及びこれらの複合ポリマーや架橋ポリマー、変性ポリマー等が、マトリックスポリマーとして使用可能である。フッ素系ポリマーとして、例えばポリビニリデンフルオライド、ビニリデンフルオライド−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、ビニリデンフルオロライド−トリフルオロエチレン共重合体、或いはビニリデンフルオロライド−テトラフルオロエチレン共重合体等の高分子材料、及びこれらの混合物が使用される。尚、酸化還元安定性を向上させるという観点から、ポリマーマトリックスとしてフッ素系高分子を用いることが好ましい。又、ゲルポリマー電解質に電解質塩を含有させることにより、ゲルポリマー電解質にイオン導電性が付与される。
【００４９】
ドライポリマー電解質又はゲルポリマー電解質を電解質層５の構成材料として用いた場合、薄型電池２２の外装体１３が損傷した場合でも、電解質が外装体１３から漏れ出すことを防止することが出来る。又、ドライポリマー電解質又はゲルポリマー電解質を電解質層５の構成材料として用いた場合、薄型電池２２が曲げられたときに、それに追従して電解質層５も曲がる様に、電解質層５に対して曲げ追従性を付与することが出来る。更に、電極群２１の密着性をより向上させることが出来る。よって、薄型電池２２の曲げが繰り返された場合でも、電池性能のバラツキや劣化などが生じ難い。よって、ドライポリマー電解質及びゲルポリマー電解質は、電解質層５の構成材料として好ましい。
【００５０】
ドライポリマー電解質及びゲルポリマー電解質には、電解質層５の構成材料として必要な性質を損なわない限りにおいて、他の成分が添加されていてもよい。その様な添加物として、例えば、強度、膜質の均一性、イオン伝導性等を向上させるための各種無機フィラーが挙げられる。無機フィラーとして、例えば、アルミナやシリカなどの微粒子を用いることが出来る。
【００５１】
電解質層５の構成材料には、無機固体電解質を用いることも出来る。無機固体電解質として、ヨウ化リチウム等のハロゲン化リチウム及びその誘導体、窒化リチウム、酸素酸塩系材料、硫化物系材料などが挙げられる。
【００５２】
電解質層５は、ドライポリマー電解質やゲルポリマー電解質等の電解質を支持体に支持させることにより、構成される。支持体として、各種公知の多孔質シートを用いることが出来る。多孔質シートには、例えば、ポリプロピレン、ポリエチレン、ポリエチレンテレフタレート、セルロース又はポリフェニレンサルファイドなどの不織布、若しくはポリプロピレン又はポリエチレンの微多孔性フィルム等、セパレータとして用いられるものが挙げられる。尚、支持体として、セパレータを用いることにより、第一の電極１１と第二の電極１２との間の電気的な短絡が防止される。セパレータとして、所定のイオン透過度、機械的強度、及び絶縁性を有する多孔質シートが挙げられる。
【００５３】
又、電解質層５は、セパレータに液体電解質を含有させることにより、構成されていてもよい。液体電解質は、非水溶媒と電解質塩とを適宜組み合わせて調製される。非水溶媒には、非水電解質電池に一般的に使用される材料であれば、何れの材料も使用可能である。
【００５４】
外装体１３は、耐屈曲性に優れた柔軟性の高いフィルムにより構成されることが好ましい。又、この様なフィルムとして、バリア層の両面又は片面に樹脂層が形成されたものが好ましい。強度及び耐屈曲性を向上させるという観点から、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、無機化合物がバリア層として用いられていることが好ましく、又、バリア層の厚さは５０ｎｍ〜５０μｍであることが好ましい。樹脂層の厚さは、５〜５００μｍであることが好ましい。
【００５５】
強度、耐衝撃性、及び耐電解質性を向上させるという観点から、外装体１３の内面に樹脂層（シール層）を形成し、これにより外装体１３を補強することが好ましい。この様な樹脂層の構成材料として、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）等のポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリアミド、ポリウレタン、又はポリエチレン−酢酸ビニル共重合体材料が用いられる。
【００５６】
強度、耐衝撃性、及び耐薬品性を向上させるという観点から、外装体１３の外面に樹脂層（保護層）を形成し、これにより外装体１３を保護することが好ましい。この様な樹脂層の構成材料として、例えば、６，６−ナイロン等のポリアミド（ＰＡ）、ＰＥＴ、又はＰＥやＰＰ等のポリオレフィンが用いられる。
【００５７】
具体的には、外装体１３として、変性ＰＰ／ＰＥＴ／Ａｌ層／ＰＥＴのラミネートフィルム、変性ＰＥ／ＰＡ／Ａｌ層／ＰＥＴのラミネートフィルム、アイオノマー樹脂／Ｎｉ層／ＰＥ／ＰＥＴのラミネートフィルム、エチレンビニルアセテート／ＰＥ／Ａｌ層／ＰＥＴのラミネートフィルム、アイオノマー樹脂／ＰＥＴ／Ａｌ層／ＰＥＴのラミネートフィルム、ＰＥ／変性ＰＥ／Ａｌ層／変性ＰＥ／ＰＥのラミネートフィルム、ＰＰ／変性ＰＰ／Ａｌ層／変性ＰＰ／ＰＰのラミネートフィルムが挙げられる。又、Ａｌ層のかわりに、Ａｌ2Ｏ3層、ＳｉＯ2層等の無機化合物層を用いてもよい。
【００５８】
本実施形態に係る電極群２１及び薄型電池２２は、例えば以下の様に作製することが出来る。
【００５９】
先ず、第一の電極１１と、２つの第二の電極１２とを準備する（図２（ａ）及び図２（ｂ）参照）。そして、突出部６及び８に電極リード７及び９をそれぞれ電気的に接続する。その後、第二の電極１２を、電極活物質層４が電極活物質層２と対向する様に、第一の電極１１の両側に１つずつ配置する。そして、第一の電極１１と第二の電極１２とを、これらの間に電解質層５を１つずつ介在させた状態で重ね合わせる。この様にして、図１に示される電極群２１を作製する。尚、突出部８どうしを溶接やリベット接合などで電気的に接続し、突出部８の何れか一方にのみ電極リード９を電気的に接続してもよい。
【００６０】
次に、外装体１３となる筒状フィルムを用意する。そして、筒状フィルムの開口から電極リード７及び９の一部が外部へ露出する様に、筒状フィルム内に電極群２１を配置する。その後、所定のガス組成及び圧力に調整された雰囲気中で、筒状フィルムの周縁部を融着させることにより、筒状フィルム内に電極群２１を封止する。この様にして、図４に示される薄型電池を作製する。尚、電極リード７及び９の露出部は、薄型電池２２の電極端子を構成する。
【００６１】
本実施形態に係る電極群２１においては、第二の電極１２の曲げ弾性率が第一の電極１１の曲げ弾性率より低い。よって、電極群２１全体の曲げ弾性率が低くなり、電極群２１において高い柔軟性を得ることが出来る。具体的には、図１０に示す様に、電極群２１を、その上面が凸面状になる様に湾曲させた場合、上面は引っ張られて伸びる一方、下面は圧縮されて縮む。即ち、電極群２１の上面及び下面において伸縮が大きい。その一方で、電極群２１の厚さ方向についての中央部分では、伸縮が小さい。よって、本実施形態の電極群２１の如く、伸縮の小さい中央部分に曲げ弾性率の高い（柔軟性の低い）第一の電極１１を配置すると共に、伸縮の大きい上側部分と下側部分に曲げ弾性率の低い（柔軟性の高い）第二の電極１２を配置することにより、電極群２１全体の曲げ弾性率が低くなる（柔軟性が高くなる）。
【００６２】
又、本実施形態に係る電極群２１においては、第一の電極１１の両側に第二の電極１２が１つずつ配置されている。又、第一の電極１１と第二の電極１２との間に、電解質層５が１つずつ介在している。従って、電極群２１において、高い容量を得ることが出来る。
【００６３】
本実施形態に係る薄型電池２２においては、外装体１３が、耐屈曲性に優れた柔軟性の高いフィルムにより構成されている。よって、薄型電池２２においても、高い柔軟性を得ることが出来る。このため、本実施形態に係る薄型電池２２は、生体に接触した状態で作動する装置等、電池に対して高い柔軟性を必要とする電子機器（可撓性を有した電子機器）に、内蔵することが出来る。即ち、薄型電池２２は、電子機器の可撓性を低下させない。よって、生体に接触した状態で作動する装置に薄型電池２２を内蔵した場合、その装置を使用する人は、装置の柔軟性の低下を殆ど感じず、従って不快感を受け難い。
【００６４】
又、耐屈曲性に優れた柔軟性の高いフィルムを外装体１３に用いることにより、薄型電池２２の封止信頼性が向上する。よって、長期間、薄型電池２２を保存しておくことが出来る。
【００６５】
更に、薄型電池２２は電極群２１を備えているので、薄型電池２２においても高い容量が得られる。従って、電子機器に薄型電池２２を内蔵することにより、電池の取替えや充電をせずに長期間、電子機器を使用することが可能となる。
【実施例】
【００６６】
以下、本発明の実施例について具体的に説明する。尚、以下に説明する実施例は、本発明を何ら限定するものではない。【００６７】
１．第１実施例
以下に説明する工程（１）〜（５）を実行することにより、電極群２１及び薄型電池２２を作製した。尚、全ての工程（１）〜（５）を、−３０℃以下に露点管理されたドライエア雰囲気中にて実行した。【００６８】
（１）第一の電極の作製
３５０℃で加熱した電解二酸化マンガンと、導電剤であるアセチレンブラックと、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）を含むＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）の溶液（クレハ（株）製、＃８５００）とを、二酸化マンガン：アセチレンブラック：ＰＶＤＦの質量比が１００：５：５となる様に混合した。その後、この混合物に適量のＮＭＰを加え、これによりペースト状の正極合剤を調製した。【００６９】
次に、正極集電体であるアルミニウム箔（厚さ２０μｍ）の両面に正極合剤を塗布し、これを８５℃で１０分間乾燥することにより、アルミニウム箔の両面に正極活物質層を形成した。その後、アルミニウム箔をロールプレス機にて１２０００Ｎ／ｃｍの線圧にて圧縮した。各正極活物質層の厚さは９０μｍであった。【００７０】
続いて、アルミニウム箔を、正極活物質層と共に、５０ｍｍ×５０ｍｍの領域とこの領域から突出した幅１２ｍｍ×長さ５ｍｍの領域（突出部６となる領域）とからなる形状になる様に打ち抜き、その後、１２０℃で２時間減圧乾燥した。この様にして、第一の電極１１を正極として作製した。そして、超音波溶接により、幅５ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム製の正極リード（電極リード７）を、突出部６に電気的に接続した。【００７１】
（２）第二の電極の作製
負極集電体である銅箔（厚さ２０μｍ）を、５０ｍｍ×５０ｍｍの領域とこの領域から突出した幅１２ｍｍ×長さ５ｍｍの領域（突出部８となる領域）とからなる形状になる様に打ち抜いた。そして、その様な形状を有する銅箔を２枚作製した。その後、負極活物質であるリチウム金属箔（５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ２０μｍ）を、一方の銅箔には片側の面（表面粗さ２．６μｍ）に１００Ｎ／ｃｍの線圧で圧着し、他の銅箔には反対側の面（表面粗さ２．６μｍ）に１００Ｎ／ｃｍの線圧で圧着した。この様にして、２つの第二の電極１２を負極として作製した。【００７２】
そして、超音波溶接により、突出部８どうしを重ね合わせた状態で接合した。その後、超音波溶接により、幅３ｍｍ×長さ２０ｍｍの銅製の負極リード（電極リード９）を、突出部８の１つに電気的に接続した。【００７３】
（３）電解質層の作製
プロピレンカーボネート（ＰＣ）とジメトキシエタン（ＤＭＥ）とをＰＣ：ＤＭＥ＝６：４（質量比）の割合で混合することにより、非水溶媒を調製した。そして、この非水溶媒に、電解質塩としての過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）を、濃度が１ｍｏｌ／ｋｇとなる様に溶解させることにより、液体電解質を調製した。【００７４】
次に、ポリマーマトリクスとして、ヘキサフルオロプロピレンとビニリデンフルオライドの共重合体（ヘキサフルオロプロピレン含有量：７％）を用意した。そして、ポリマーマトリクスとジメチルカーボネート（ＤＭＣ）とを、ポリマーマトリクス：ＤＭＣ＝５：９５（質量比）の割合で混合し、ポリマーマトリクスの溶液を調製した。【００７５】
得られたポリマーマトリクス溶液を、多孔質ポリエチレンから成るセパレータの両面及び正極活物質層の表面に均一に塗布し、その後、溶剤を揮発させた。これにより、セパレータ及び正極活物質層にポリマーマトリクスを塗布した。【００７６】
（４）薄型電池用電極群の作製
第一の電極１１の両面に、第二の電極１２を積層した。具体的には、第二の電極１２を、負極活物質層が正極活物質層と対向する様に、第一の電極１１の両側に１つずつ配置した。このとき、第一の電極１１と第二の電極１２との間に、ポリマーマトリクスが塗布されたセパレータ（厚さ３５μｍ）を１つずつ介在させた。その後、この積層体を、９０℃、０．５ＭＰａで１分間、熱プレスすることにより、厚さ３５０μｍの電極群２１（電極群Ｎｏ．１）を作製した。【００７７】
（５）薄型電池の作製
バリア層としてアルミニウム箔、シール層としてポリエチレン層、及び保護層としてポリエチレン層を備えた筒状フィルム（厚さ７０μｍ）を用意した。又、プロピレンカーボネート（ＰＣ）とジメトキシエタン（ＤＭＥ）とをＰＣ：ＤＭＥ＝６：４（質量比）の割合で混合することにより、非水溶媒を調製した。そして、この非水溶媒に、電解質塩としての過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ4）を、濃度が１ｍｏｌ／ｋｇとなる様に溶解させることにより、液体電解質を調製した。そして、筒状フィルムの開口から電極リード７及び９の一部が外部へ露出する様に、筒状フィルム内に電極群２１を配置し、更に筒状フィルムの開口から液体電解質を注入した。その後、圧力が６６０ｍｍＨｇに調整された雰囲気中で、筒状フィルムの周縁部を融着させることにより（融着部の幅は３ｍｍ）、筒状フィルム内に電極群２１を封止した。この様にして、幅６０ｍｍ×長さ６５ｍｍ×厚さ４９０μｍの薄型電池２２（電池Ｎｏ．１１）を作製した。【００７８】
２．第１比較例
第１比較例では、工程（１）において、負極集電体である銅箔（厚さ２０μｍ）を、５０ｍｍ×５０ｍｍの領域とこの領域から突出した幅１２ｍｍ×長さ５ｍｍの領域（突出部６となる領域）とからなる形状になる様に打ち抜いた。その後、負極活物質であるリチウム金属箔（５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ２０μｍ）を、銅箔の両面（表面粗さ２．６μｍ）に１００Ｎ／ｃｍの線圧で圧着した。この様にして、第一の電極１１を負極として作製した。そして、超音波溶接により、幅３ｍｍ×長さ２０ｍｍの銅製の負極リード（電極リード７）を、突出部６に電気的に接続した。【００７９】
又、工程（２）において、正極集電体であるアルミニウム箔（厚さ２０μｍ）を２枚用意した。そして、実施例１で説明した正極合剤と同じ正極合剤を、各アルミニウム箔の片面に塗布した。その後、これらの正極合剤を８５℃で１０分間乾燥することにより、各アルミニウム箔に正極活物質層を形成した。次に、各アルミニウム箔をロールプレス機にて１２０００Ｎ／ｃｍの線圧で圧縮した。各アルミニウム箔の正極活物質層の厚さは９０μｍであった。【００８０】
続いて、各アルミニウム箔を、正極活物質層と共に、５０ｍｍ×５０ｍｍの領域とこの領域から突出した幅１２ｍｍ×長さ５ｍｍの領域（突出部８となる領域）とからなる形状になる様に打ち抜いた。このとき、正極活物質層側から見たときの２枚のアルミニウム箔の形状が、互いに左右が逆の形状となる様に、これらのアルミニウム箔を打ち抜いた。その後、これらを１２０℃で２時間減圧乾燥した。この様にして、２つの第二の電極１２を正極として作製した。【００８１】
そして、超音波溶接により、突出部８どうしを重ね合わせた状態で接合した。その後、超音波溶接により、幅３ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム製の正極リード（電極リード９）を、突出部８の１つに電気的に接続した。【００８２】
その後、第１実施例と同様に工程（３）〜（５）を実行することにより、第１比較例に係る電極群（電極群Ｎｏ．１０１）及び薄型電池（電池Ｎｏ．１１１）を作製した。【００８３】
３．第２比較例
第２比較例では、工程（１）において、正極集電体であるアルミニウム箔（厚さ２０μｍ）の片面に、実施例１で説明した正極合剤と同じ正極合剤を塗布した。その後、これを８５℃で１０分間乾燥することにより、アルミニウム箔の片面に正極活物質層を形成した。次に、アルミニウム箔をロールプレス機にて１２０００Ｎ／ｃｍの線圧で圧縮した。正極活物質層の厚さは２２５μｍであった。【００８４】
続いて、アルミニウム箔を、正極活物質層と共に、５０ｍｍ×５０ｍｍの領域とこの領域から突出した幅１２ｍｍ×長さ５ｍｍの領域（突出部６となる領域）とからなる形状になる様に打ち抜き、その後、１２０℃で２時間減圧乾燥した。この様にして、第一の電極１１を正極として作製した。そして、超音波溶接により、幅３ｍｍ×長さ２０ｍｍのアルミニウム製の正極リード（電極リード７）を、突出部６に電気的に接続した。【００８５】
又、工程（２）において、負極集電体である銅箔（厚さ２０μｍ）を、５０ｍｍ×５０ｍｍの領域とこの領域から突出した幅１２ｍｍ×長さ５ｍｍの領域（突出部８となる領域）とからなる形状になる様に打ち抜いた。その後、負極活物質であるリチウム金属箔（５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ２０μｍ）を、銅箔の片面（表面粗さ２．６μｍ）に１００Ｎ／ｃｍの線圧で圧着した。この様にして、第二の電極１２を負極として作製した。そして、超音波溶接により、幅３ｍｍ×長さ２０ｍｍの銅製の負極リード（電極リード９）を、突出部８に電気的に接続した。【００８６】
その後、第１実施例と同様に工程（３）を実行した。そして、工程（４）において、第一の電極１１の片面に、第二の電極１２を積層した。具体的には、第二の電極１２を、負極活物質層が正極活物質層と対向する様に、第一の電極１１の片側に配置した。このとき、第一の電極１１と第二の電極１２との間に、ポリマーマトリクスが塗布されたセパレータ（厚さ３５μｍ）を介在させた。その後、この積層体を、９０℃、０．５ＭＰａで１分間、熱プレスすることにより、第２比較例に係る電極群（電極群Ｎｏ．１０２）を作製した。尚、電極群２１の厚さは、３５０μｍであった。更に、第１実施例と同様に工程（５）を実行することにより、第２比較例に係る薄型電池（電池Ｎｏ．１１２）を作製した。【００８７】
４．柔軟性の評価（３点曲げ試験）
第１実施例、第１比較例、及び第２比較例に係る、第一及び第二の電極、電極群（電極群Ｎｏ．１、Ｎｏ．１０１、及びＮｏ．１０２）、並びに薄型電池（電池Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１１１、及びＮｏ．１１２）について、テンシロン万能試験機（オリエンテック社製ＲＴＣ−１１５０Ａ）を用いて３点曲げ試験を行うことにより、曲げ弾性率を測定した。尚、曲げ弾性率の測定は、ＪＩＳ  Ｋ７１７１の測定方法に準拠して行った。そして、曲げ弾性率の測定結果から、柔軟性を評価した。尚、曲げ弾性率は、柔軟性を評価するための指標となる。具体的には、曲げ弾性率が小さい程、柔軟性が高くなる。【００８８】
図５（ａ）及び図５（ｂ）はそれぞれ、３点曲げ試験の方法を説明するための正面図及び上面図である。ここでは、薄型電池２２を試験対象として説明を行う。３点曲げ試験を行う場合、先ず、一対の支持台３３に薄型電池２２を載置する。各支持台３３には、薄型電池２２を支えるための支点３２が設けられている。そして、圧子３１を下降させることにより、２つの支点３２の中間位置にて薄型電池２２に対して荷重を加える。尚、３点曲げ試験の測定条件として、支点３２間の距離を３０ｍｍとし、圧子３１の先端面の曲率半径を５ｍｍとし、支点３２を構成する曲面の曲率半径を２ｍｍとし、荷重印加速度を１００ｍｍ／分とした。又、電極群及び薄型電池を試験対象とするときには、第二の電極側から圧子３１の荷重が加わる様に、電極群及び薄型電池を支持台３３に載置した。【００８９】
５．放電性能の評価
第１実施例、第１比較例、及び第２比較例に係る薄型電池（電池Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１１１、及びＮｏ．１１２）について、放電試験を行い、これにより各薄型電池の放電容量を求めた。放電試験の条件として、環境温度を２５℃とし、放電電流密度を２５０μＡ／ｃｍ2（正極の単位面積あたりの電流値）とし、放電終止電圧を１．８Ｖとした。【００９０】
６．耐屈曲信頼性の評価
第１実施例、第１比較例、及び第２比較例に係る薄型電池（電池Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１１１、及びＮｏ．１１２）について、耐屈曲信頼性を評価した。図６は、耐屈曲信頼性を評価するための屈曲試験の方法を説明するための図である。ここでは、薄型電池２２を評価対象として説明を行う。耐屈試験を行う場合、先ず、図６に示す様に、薄型電池２２のうち熱溶着で閉じられた両端部をそれぞれ、一対の固定具４２に固定する。そして、先端面の曲率半径が２０ｍｍである治具４１を、薄型電池２２に対して第二の電極側から押し当て、これにより薄型電池２２を治具４１の先端面に沿って弾性変形させる。次に、治具４１を薄型電池２２から引き離し、薄型電池２２の弾性変形を回復させる。【００９１】
そして、第１実施例、第１比較例、及び第２比較例に係る薄型電池に対して、弾性変形とその回復を１００００回繰り返した（１回当たりの時間は約３０秒）。屈曲試験後の薄型電池に対して、「５．放電性能の評価」で説明した条件と同じ条件で放電試験を行い、これにより各薄型電池の放電容量を求めた。そして、屈曲試験後の容量維持率（％）を、（屈曲試験後の放電容量／屈曲試験前の放電容量）×１００の計算式で求めた。【００９２】
７．第１実施例、第１比較例、及び第２比較例の評価結果
電極群Ｎｏ．１、Ｎｏ．１０１、及びＮｏ．１０２についての柔軟性の評価結果が、表１に示されている。又、電池Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１１１、及びＮｏ．１１２についての柔軟性、放電性能、及び耐屈曲信頼性の評価結果が、表２に示されている。【００９３】
【表１】
0005490324.tif 000002
【００９４】
【表２】
0005490324.tif 000003
【００９５】
表１に示される様に、電極群Ｎｏ．１及び電極群Ｎｏ．１０２において、第二の電極１２の曲げ弾性率が第一の電極１１の曲げ弾性率より低くなった。一方、電極群Ｎｏ．１０１においては、第二の電極１２の曲げ弾性率が第一の電極１１の曲げ弾性率より高くなった。そして、電極群Ｎｏ．１、Ｎｏ．１０１、及びＮｏ．１０２の曲げ弾性率を比較した場合、電極群Ｎｏ．１及びＮｏ．１０２の曲げ弾性率が、電極群Ｎｏ．１０１の曲げ弾性率より低いことが分かる。これにより、第二の電極１２の曲げ弾性率を第一の電極１１の曲げ弾性率より低くすることにより、電極群の曲げ弾性率が低くなることが分かった。【００９６】
又、電極群Ｎｏ．１及びＮｏ．１０２の曲げ弾性率を比較した場合、電極群Ｎｏ．１の曲げ弾性率が、電極群Ｎｏ．１０２の曲げ弾性率に比べて著しく低いことが分かる。これにより、第一の電極１１の両面に曲げ弾性率の低い第二の電極１２を積層することにより、電極群の曲げ弾性率が顕著に低くなることが分かった。【００９７】
従って、上記評価結果は、次のことを示している。即ち、上述した様に、電極群を湾曲させた場合、電極群の上面及び下面において伸縮が大きい。その一方で、電極群の厚さ方向についての中央部分では、伸縮が小さい（図１０参照）。よって、伸縮の小さい中央部分に曲げ弾性率の高い（柔軟性の低い）第一の電極１１を配置すると共に、伸縮の大きい上側部分と下側部分に曲げ弾性率の低い（柔軟性の高い）第二の電極１２を配置することにより、電極群全体の曲げ弾性率が低くなる（柔軟性が高くなる）。【００９８】
更に、表２に示される結果から、電池Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１１１、及びＮｏ．１１２の柔軟性を比較した場合、電池Ｎｏ．１１の柔軟性が、電池Ｎｏ．１１１及びＮｏ．１１２の柔軟性に比べて著しく高いことが分かる。これは、電池Ｎｏ．１１が電極群Ｎｏ．１を備えており、電極群Ｎｏ．１の柔軟性が他の電極群Ｎｏ．１０１及びＮｏ．１０２の柔軟性に比べて著しく高いからである。そして、電池Ｎｏ．１において高い柔軟性が実現されたため、電池Ｎｏ．１は、それが曲げられた場合に生じるストレスを緩和することが出来、その結果として、電池Ｎｏ．１の耐屈曲信頼性が高まったと考えられる。【００９９】
８．第２実施例
第２実施例では、第１実施例と同じ方法を用いて、電極群２１及び薄型電池２２を作製した。但し、第２実施例では、正極活物質層の厚さ及び負極活物質層の厚さを、第１実施例のそれらの厚さから変更した。具体的には、これらの厚さが異なる４種の電極群２１（電極群Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５）、及びそれらを備えた薄型電池２２（電池Ｎｏ．１２〜Ｎｏ．１５）を作製した。そして、柔軟性、放電性能、及び耐屈曲信頼性について、上述した評価方法と同じ方法で評価した。【０１００】
９．第２実施例の評価結果
電極群Ｎｏ．１〜Ｎｏ．５についての柔軟性の評価結果が、表３に示されている。又、電池Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１５についての柔軟性、放電性能、及び耐屈曲信頼性の評価結果が、表４に示されている。【０１０１】
【表３】
0005490324.tif 000004
【０１０２】
【表４】
0005490324.tif 000005
【０１０３】
表３に示される結果から、第一の電極１１の曲げ弾性率が２０００ＭＰａ以下であり、又、第二の電極１２の曲げ弾性率が６５０ＭＰａ以下であると、電極群２１の柔軟性が向上することが分かった（電極群Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４）。【０１０４】
又、表４に示される結果から、電池Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１４は、柔軟性に優れていることが分かる。これは、電池Ｎｏ．１１〜Ｎｏ．１４が電極群Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４をそれぞれ備えており、電極群Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４が柔軟性に優れているからである。そして、電池Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４において高い柔軟性が実現されたため、電池Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４は、それらが曲げられた場合に生じるストレスを緩和することが出来、その結果として、電池Ｎｏ．１〜Ｎｏ．４の耐屈曲信頼性が高まったと考えられる。【０１０５】
一方、表３に示される様に、電極群Ｎｏ．２では、第一の電極１１の曲げ弾性率が１００ＭＰａ未満であり、又、第二の電極１２の曲げ弾性率が２０ＭＰａ未満である。そして、表４に示される結果から、この様な電極群Ｎｏ．２を備えた電池Ｎｏ．１２では電極容量が低下することが分かった。従って、電極群２１において、第一の電極１１の曲げ弾性率は１００ＭＰａ以上であり、又、第二の電極１２の曲げ弾性率は２０ＭＰａ以上であることが好ましいことが分かった。【０１０６】
１０．第３実施例
第３実施例では、第１実施例と同じ方法を用いて、電極群２１（電極群Ｎｏ．６）及び薄型電池２２（電池Ｎｏ．１６）を作製した。但し、第３実施例では、負極活物質としてＬｉ―３質量％Ａｌ合金を用いた。そして、柔軟性、放電性能、及び耐屈曲信頼性について、上述した評価方法と同じ方法で評価した。【０１０７】
１１．第４実施例
第４実施例では、第１実施例と同じ方法を用いて、電極群２１（電極群Ｎｏ．７）及び薄型電池２２（電池Ｎｏ．１７）を作製した。但し、第４実施例では、負極活物質として体積平均粒子径が２０μｍである黒鉛を用い、正極活物質として体積平均粒子径が１０μｍであるＬｉＮｉ0.82Ｃｏ0.15Ａｌ0.03Ｏ2（以下、ＬＮＣＡと表記する。）を用いた。そして、柔軟性、放電性能、及び耐屈曲信頼性について、上述した評価方法と同じ方法で評価した。【０１０８】
尚、第二の電極１２（負極）は、次の様にして作製した。即ち、分散媒として水を使用し、負極活物質とスチレンブタジエンゴムとカルボキシメチルセルロースとを９８：１：１の質量比で含有するスラリーを調製した。次に、このスラリーを電解銅箔に塗布した後、これを乾燥させ、更にその後、電解銅箔を圧延した。これにより、電解銅箔の表面に負極活物質層を形成した。この負極活物質層の厚さは６０μｍであった。【０１０９】
１２．第３実施例及び第４実施例の評価結果
電極群Ｎｏ．１、Ｎｏ．６、及びＮｏ．７についての柔軟性の評価結果が、表５に示されている。又、電池Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１６、及びＮｏ．１７についての柔軟性、放電性能、及び耐屈曲信頼性の評価結果が、表６に示されている。【０１１０】
【表５】
0005490324.tif 000006
【０１１１】
【表６】
0005490324.tif 000007
【０１１２】
表５に示される結果から、電極群Ｎｏ．６及びＮｏ．７は、電極群Ｎｏ．１と同様、高い柔軟性を有することが分かった。又、電池Ｎｏ．１６及びＮｏ．１７は、電池Ｎｏ．１１と同様、高い柔軟性、高い放電性能、及び高い耐屈曲信頼性を有することが分かった。又、二次電池でも、一次電池と同様の結果が得られることが分かった。【０１１３】
１３．電子機器の実施例
次に、上述した薄型電池２２が内蔵される電子機器の例について説明する。具体的には、この様な電子機器は、可撓性を有する電子機器本体を備え、該電子機器本体に、薄型電池２２が駆動用電源として内蔵される。【０１１４】
（Ａ）生体情報測定装置
図７は、電子機器の一例として生体情報測定装置を示した斜視図である。生体情報測定装置は、血圧・体温・脈拍等の生体情報を取得し、且つその生体情報を病院等に無線送信する装置である。又、生体情報測定装置は、持ち運び可能な装置であり、又、生体外皮に接触させた状態で動作させる装置である。【０１１５】
図７に示す様に、生体情報測定装置５１は、温度センサ５２、感圧センサ５３、情報送信素子５４、ＧＰＳセンサ５５、及び所定の制御回路を含む制御素子５６を備えている。生体外皮に生体情報測定装置５１を接触させた状態で、温度センサ５２は体温を測定し、感圧センサ５３は血圧を測定する。ＧＰＳセンサ５５は、生体情報測定装置５１の位置に関する情報（位置情報）を取得する。制御素子５６は、生体情報の取得時刻や送信時刻、更には生体情報測定装置５１に電力を供給する時刻等を制御する回路を含んでいる。情報送信素子５４は、生体情報を、受信機を有するコンピュータ装置等の処理装置に無線送信する。【０１１６】
上述した様に、薄型電池２２は高い柔軟性を有している。従って、薄型電池２２が生体情報測定装置５１に内蔵された場合でも、薄型電池２２は、生体情報測定装置５１の可撓性を低下させない。よって、生体情報測定装置５１を使用する人は、生体情報測定装置５１を生体外皮に長時間密着させた場合でも、不快感を受け難い。【０１１７】
（Ｂ）イオントフォレシス（iontophoresis）経皮投薬装置
図８は、電子機器の他の例としてイオントフォレシス経皮投薬装置を示した断面図である。イオントフォレシス経皮投薬装置は、電気エネルギーを利用することにより、イオン性薬物の生体膜の透過を促進する装置である。又、イオントフォレシス経皮投薬装置は、持ち運び可能な装置であり、又、生体外皮に接触させた状態で動作させる装置である。【０１１８】
図８に示す様に、イオントフォレシス経皮投薬装置６１は弾性シート６２を備え、弾性シート６２の内部に、薄型電池２２が湾曲した状態で埋設されている。上述した様に、薄型電池２２は高い柔軟性を有している。従って、薄型電池２２を、図８に示す様に湾曲させた状態で弾性シート６２の内部に埋設することが出来る。イオントフォレシス経皮投薬装置６１は更に、陰極槽６３及び陽極槽６４を備えている。陰極槽６３及び陽極槽６４はそれぞれ、配線６５を介して薄型電池２２の電極リード９（負極リード）及び電極リード７（正極リード）に電気的に接続されている。生体に供給するイオン性薬物が正に帯電したカチオンである場合、イオン性薬物は陽極槽６４に封入される。そして、陽極槽６４がドナー電極槽となり、陰極槽６３がカウンター電極槽となる。一方、生体に供給するイオン性薬物が負に帯電したアニオンである場合、イオン性薬物は陰極槽６３に封入される。そして、陰極槽６３がドナー電極槽となり、陽極槽６４がカウンター電極槽となる。【０１１９】
図８に示す様に、イオントフォレシス経皮投薬装置６１は、それが使用される場合には生体６６に張り付けられる。そして、薄型電池２２により、陰極槽６３と陽極槽６４との間に電圧が付与される。これにより、イオン性薬物がドナー電極槽から生体６６の皮膚に移動する。一方、イオン性薬物と極性が異なる内因性イオンが、皮膚からカウンター電極槽に抽出される。即ち、イオントフォレシス経皮投薬装置６１及び生体６６に電気回路が形成され、イオントフォレシス経皮投薬装置６１と生体６６との間でイオン交換が行われる。【０１２０】
本発明を現時点での好ましい実施態様に関して説明したが、その様な開示を限定的に解釈してはならない。種々の変形および改変は、上記開示を読むことによって本発明に属する技術分野における当業者には間違いなく明らかになるであろう。したがって、添付の特許請求の範囲は、本発明の真の精神および範囲から逸脱することなく、すべての変形及び改変を包含する、と解釈されるべきものである。
【産業上の利用可能性】
【０１２１】
本発明の薄型電池は、生体情報測定装置やイオントフォレシス経皮投薬装置に限定されない種々の電子機器に搭載することが出来る。特に、本発明の薄型電池は、可撓性を有する電子機器への搭載、具体的には内蔵する電池に対して高い柔軟性を必要とする電子機器への搭載に有用である。
【符号の説明】
【０１２２】
１  電極集電体
２  電極活物質層
３  電極集電体
４  電極活物質層
５  電解質層
６  突出部
７  電極リード
８  突出部
９  電極リード
１１  第一の電極
１２  第二の電極
１３  外装体
２１  電極群
２２  薄型電池
３１  圧子
３２  支点
３３  支持台
４１  治具
４２  固定具
５１  生体情報測定装置
５２  温度センサ
５３  感圧センサ
５４  情報送信素子
５５  ＧＰＳセンサ
５６  制御素子
６１  イオントフォレシス経皮投薬装置
６２  弾性シート
６３  陰極槽
６４  陽極槽
６５  配線
６６  生体
１０１  電極群
１０２  外装体
１０３  正極リード
１０４  負極リード
【図１】
0005490324.tif 000008
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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