(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極、負極および前記正極と前記負極との間に介在する電解質層を備えるシート状の電極群と、
前記正極および前記負極にそれぞれ接続する一対の電極リード端子と、
前記電極群を収容する外装体と、を備える薄型電池であって、
前記正極および前記負極は、それぞれ集電体と、活物質層と、を備え、
前記集電体は、主要部と、前記主要部の一部から延出した延出部と、を備え、
前記主要部は、前記活物質層が形成された形成部と、前記活物質層が形成されていない非形成部と、を備え、
前記延出部は、前記非形成部の一部から延出し、
前記電極リード端子の第１端部は、前記非形成部および前記延出部と接合された接合部を含み、
前記電極リード端子の第２端部は、前記外装体の外部に引き出されており、
前記電極リード端子の厚みＣと、前記電極リード端子が接合した前記集電体の厚みＤとの比Ｃ／Ｄが、６．２５以下である、薄型電池。
【請求項２】
前記第１端部と前記形成部とが、接触していない、請求項１記載の薄型電池。
【請求項３】
前記第１端部と前記形成部とを結ぶ最短直線Ｌの長さＢと、前記最短直線Ｌと平行な方向における前記非形成部の最大幅Ａとが、０．２５≦Ｂ／Ａ≦０．７５の関係を満たす、請求項１または２に記載の薄型電池。
【請求項４】
前記正極および前記負極の少なくとも一方が、複数枚積層されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の薄型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、薄型電池に関し、特に屈曲変形に対する耐久性が向上した薄型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報の電子化に伴い、電子ペーパ、ＩＣタグ、多機能カードまたは電子キーなどの様々な電子機器が普及し、それらの電子機器に対し薄型化が求められている。薄型の電子機器に搭載される電源としては、例えば、ラミネートフィルムで形成された外装体に、電極群を収容して構成した薄型電池が知られている。このような薄型電池は、シート状の電極群を用いて構成される場合が多い。正極と負極とをセパレータを介して巻回した電極群を用いると、電池の厚みが厚くなるためである。【０００３】
薄型電池に関して、例えば、正極集電体上に正極活物質層を形成した正極と、負極集電体上に負極活物質層を形成した負極とを、セパレータを介して積層し、各集電体のそれぞれに電極リード端子を接合した電極群を、外装体に収容して封止したものが提案されている。さらに、各集電体と各電極リード端子との接合部の少なくとも一部を、外装体の封止部に重なるように配置させて封止することにより、エネルギー密度を向上させた薄型電池が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１０−１１４０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来の一般的な薄型電池を、図６Ａ〜６Ｃに示す。図６Ａは、薄型電池１０１を模式的に表した外観斜視図であり、図６Ｂは、外装体１１２に収容される電極群１１１の分解斜視図であり、図６Ｃは、電極群１１１の上面図である。【０００６】
薄型電池の正極１０２は、表面に正極活物質層１０５が形成された正極集電体１０４と、正極集電体１０４の一部から延出した正極延出部１０４ａとを備えている。なお、正極延出部１０４ａの表面には、正極活物質層１０５が形成されていない。正極リード端子１０６は、正極延出部１０４ａの表面にその端部１０６ｅが位置するように配置され、正極延出部１０４ａと接合している。同様に、負極１０３は、表面に負極活物質層１０８が形成された負極集電体１０７と、負極集電体１０７の一部から延出した負極延出部１０７ａとを備えている。なお、負極延出部１０７ａの表面には、負極活物質層が形成されていない。負極リード端子１０９は、負極延出部１０７ａの表面にその端部１０９ｅが位置するように配置され、負極延出部１０７ａと接合している。【０００７】
正極１０２および負極１０３は、電解質層１１０を介して、正極活物質層１０５と負極活物質層１０８とが向かい合うように配置、積層され、図６Ｃに示すような電極群１１１が構成される。電極群１１１は、正極リード端子１０６および負極リード端子１０９（以下、併せて電極リード端子と称する場合がある）の他方の端部が外装体１１２の外部に引き出されるように、外装体１１２の内部に封入される。このようにして、図６Ａ〜６Ｃのような薄型電池１０１が構成される。【０００８】
薄型電池は、薄型の電子機器に搭載される。用途や使用形態の多様化に従い、電子機器は薄型化、小型化していき、柔軟性も要求されている。薄型電池には、これらの電子機器の電源として対応するため、電子機器が屈曲変形された場合にも、電池としての信頼性を損なわないことが求められる。しかし、繰り返しの屈曲変形により、電極群と電極リード端子との接続に不具合が生じる場合がある。【０００９】
本発明は、このような課題に鑑みなされたものであり、その主な目的は、繰り返しの屈曲変形に対する耐久性に優れ、信頼性の高い薄型電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
すなわち、本発明は、正極、負極および前記正極と前記負極との間に介在する電解質層を備えるシート状の電極群と、前記正極および前記負極にそれぞれ接続する一対の電極リード端子と、前記電極群を収容する外装体と、を備える薄型電池であって、前記正極および前記負極は、それぞれ集電体と、活物質層と、を備え、前記集電体は、主要部と、前記主要部の一部から延出した延出部と、を備え、  前記主要部は、前記活物質層が形成された形成部と、前記活物質層が形成されていない非形成部と、を備え、前記延出部は、前記非形成部の一部から延出し、前記電極リード端子の第１端部は、前記非形成部および前記延出部と接合された接合部を含み、前記電極リード端子の第２端部は、前記外装体の外部に引き出されており、前記電極リード端子の厚みＣと、前記電極リード端子が接合した前記集電体の厚みＤとの比Ｃ／Ｄが、６．２５以下である、薄型電池に関する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、繰り返し屈曲変形させた場合の耐久性が向上するため、信頼性の高い薄型電池を得ることができる。
本発明の新規な特徴を添付の請求の範囲に記述するが、本発明は、構成および内容の両方に関し、本発明の他の目的および特徴と併せ、図面を照合した以下の詳細な説明によりさらによく理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１Ａ】本発明の一実施形態に係る薄型電池の外観斜視図である。
【図１Ｂ】図１Ａに示す薄型電池の正極の外観斜視図である。
【図１Ｃ】図１Ａに示す薄型電池の負極の外観斜視図である。
【図１Ｄ】図１Ａに示す薄型電池の電極群の分解斜視図である。
【図１Ｅ】図１Ａに示す薄型電池の電極群の上面図である。
【図２Ａ】本発明の一実施形態に係る薄型電池の集電体と、集電体に接合した電極リード端子とを示す上面図である。
【図２Ｂ】本発明の他の実施形態に係る薄型電池の集電体と、集電体に接合した電極リード端子とを示す上面図である。
【図２Ｃ】本発明のさらに他の実施形態に係る薄型電池の集電体と、集電体に接合した電極リード端子とを示す上面図である。
【図３Ａ】本発明の他の実施形態に係る薄型電池の正極の外観斜視図である。
【図３Ｂ】本発明のさらに他の実施形態に係る薄型電池の正極の外観斜視図である。
【図４】本発明の他の実施形態に係る薄型電池の電極群の分解斜視図である。
【図５】耐屈曲試験方法を示す説明図である。
【図６Ａ】従来技術に係る薄型電池の外観斜視図である。
【図６Ｂ】図６Ａに示す薄型電池の電極群の分解斜視図である。
【図６Ｃ】図６Ａに示す薄型電池の電極群の上面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明は、正極、負極および前記正極と前記負極との間に介在する電解質層を備えるシート状の電極群と、前記正極および前記負極にそれぞれ接続する一対の電極リード端子と、前記電極群を収容する外装体と、を備える薄型電池であって、前記正極および前記負極は、それぞれ集電体と、活物質層と、を備え、前記集電体は、主要部と、前記主要部の一部から延出した延出部と、を備え、前記主要部は、前記活物質層が形成された形成部と、前記活物質層が形成されていない非形成部と、を備え、前記延出部は、前記非形成部の一部から延出し、前記電極リード端子の第１端部は、前記非形成部および前記延出部と接合された接合部を含み、前記電極リード端子の第２端部は、前記外装体の外部に引き出されている、薄型電池に関する。
【００１４】
薄型電池が屈曲変形し、集電体に繰り返し曲げ負荷が加えられた場合であっても、本発明の構成によれば、集電体の亀裂や切断が抑制され、信頼性の高い薄型電池が得られる。
【００１５】
第１端部と形成部とは、接触していないことが好ましい。これにより、第１端部の最端部（以下、単に最端部と称す）への曲げ負荷の集中が、より緩和される。
【００１６】
第１端部と形成部とを結ぶ最短直線Ｌの長さＢと、最短直線Ｌと平行な方向における非形成部の最大幅Ａとは、０．２５≦Ｂ／Ａ≦０．７５の関係を満たすことが好ましい。Ｂ／Ａ≦０．７５であると、電極リード端子と非形成部との接合強度が、より大きくなる。０．２５≦Ｂ／Ａであると、最端部への曲げ負荷の集中がより緩和され、集電体の亀裂や切断を抑制する効果が向上する。
【００１７】
電極リード端子の厚みＣと、電極リード端子が接合した集電体の厚みＤとの比Ｃ／Ｄが、６．２５以下である。電極リード端子の厚みと、電極リード端子が接合した集電体の厚みとの差が小さくなるため、最端部への曲げ負荷の集中が緩和され、亀裂や切断を抑制する効果がより向上する。
【００１８】
正極および負極の少なくとも一方が、複数枚積層されていることが好ましい。集電体における最端部付近の見かけの厚みが厚くなるため、最端部への曲げ負荷の集中が緩和され、亀裂や切断を抑制する効果がより向上する。また、電極の積層枚数の増加により、電池のエネルギー密度も向上する。
【００１９】
曲げ負荷によって、集電体に亀裂や切断が生じる理由としては、以下のように考えられる。
図６Ｂに示すように、正極延出部１０４ａには、延出部との厚み差の大きい正極リード端子１０６が、その重なりあった部分において、溶接等により接合される。薄型電池１０１が繰り返して屈曲変形されると、曲げ負荷は、剛性のより小さい部分、特に、剛性差のある材料が接合している場合には、剛性の小さい方における、剛性の大きい方の最端部に対応する位置に集中する。集電体および電極リード端子として使用される金属箔等は、厚みが非常に薄いため、集電体および電極リード端子の剛性は、その厚みに大きく依存する。そのため、薄型電池においては、より厚みの小さな（剛性の低い）集電体の正極延出部１０４ａにおける、厚みの大きい（剛性の高い）正極リード端子１０６の最端部１０６ｅに対応する位置に、集中することになる。よって、正極延出部１０４ａは、最端部１０６ｅに対応する位置において、曲げ負荷による亀裂が生じやすくなり、場合によっては切断に至る。最端部１０６ｅと、正極延出部１０４ａの延出起点とが近接していると、さらに亀裂が生じやすい。延出部に亀裂が生じると、それに接合した正極リード端子と電極群との接続を確保することが困難となり、信頼性が低下してしまう。負極１０３についても同様である。
【００２０】
そこで、本発明は、薄型電池の形状や薄さを大きく変えることなく、曲げ負荷が集電体の延出部に集中するのを抑制する手段を提供するものである。
以下、本発明の実施形態について図を用いて詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態は本発明を具現化した一例であって本発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００２１】
本実施形態に係る薄型電池１は、図１Ａに示すように、電極群２、電極群２を内部に収納する外装体３、電流を外部に取り出す正極リード端子４および負極リード端子５により構成されている。
【００２２】
電極群２は、図１Ｄに示すように、正極６および負極９が、電解質層１２を介して、正極活物質層８と負極活物質層１１とが向かい合うように配置され、構成されている。図１Ｅには、電極群２の上面図を示す。電極群２は、正極リード端子４および負極リード端子５の第２端部（４ｂおよび５ｂ）が、外装体３の外部に引き出されるように、外装体３に収容される。
【００２３】
正極６は、正極集電体７と正極活物質層８とを含み、正極集電体７には正極リード端子４が接合されている。正極集電体７は、主要部と、主要部の一部から延出した延出部７ａと、を備えている。また、主要部は、正極活物質層８が形成されている形成部７ｂと、正極活物質層８が形成されていない非形成部７ｃと、を備えており、延出部７ａは、非形成部７ｃの一部から延出している。正極６は、例えば、図１Ｂに示すような構成であり得る。
【００２４】
正極リード端子４の第１端部４ａは、非形成部７ｃと延出部７ａとにまたがって配置されている。言い換えれば、正極リード端子４における非形成部７ｃおよび延出部７ａと重なる部分が、第１端部４ａである。第１端部４ａは、非形成部７ｃおよび延出部７ａと接合された接合部を有している。つまり、第１端部４ａは、非形成部７ｃおよび延出部７ａの両方において正極集電体７と接合している。なお、第１端部４ａは、そのほとんど（例えば、重なっている面積の９０％以上）が、集電体７と接合されていてもよいし、スポット溶接などにより、部分的に集電体７と接合されていてもよい。
【００２５】
本実施形態において、最端部４ｅは、非形成部７ｃ上に位置している。前記のとおり、曲げ負荷は、正極集電体７の最端部４ｅに対応する位置に集中する。しかし、本実施形態によれば、正極集電体７の最端部４ｅに対応する位置は、非形成部７ｃ上にあるため、曲げ負荷は、非形成部７ｃの全体に分散される。非形成部７ｃは、延出部７ａよりも十分に広い領域を有し、かつ、延出部７ａよりも幅が大きい。そのため、集電体の亀裂や切断を抑制することができる。その結果、電極リード端子と電極群との接続が確保され、電池の信頼性が向上する。後述する負極９についても、同様である。
【００２６】
正極６と同様に、負極９もまた、負極集電体１０と負極活物質層１１とを含み、負極集電体１０には負極リード端子５が接合されている。負極集電体１０は、主要部と、主要部の一部から延出した延出部１０ａと、を備えている。また、主要部は、負極活物質層１１が形成されている形成部１０ｂと、負極活物質層１１が形成されていない非形成部１０ｃと、を備えており、延出部１０ａは、非形成部１０ｃの一部から延出している。負極リード端子５は、非形成部１０ｃと延出部１０ａとにまたがって配置され、負極リード端子５の第１端部５ａは、非形成部１０ｃおよび延出部１０ａと接合された接合部を有している。最端部５ｅは、非形成部１０ｃ上に位置している。負極９は、例えば、図１Ｃに示すような構成であり得る。
【００２７】
以下、正極リード端子４および負極リード端子５（以下、併せて電極リード端子２００と称する）、正極集電体７および負極集電体１０（以下、併せて集電体１００と称する）等、正極６および負極９に共通する構成について、図２Ａ〜図２Ｃを参照しながら説明する。
【００２８】
図２Ａ〜図２Ｃは、集電体１００と、集電体１００に接合した電極リード端子２００とを示している。集電体１００は、主要部と延出部１００ａとを備えている。主要部は、活物質層（図示せず）が形成されている形成部１００ｂと活物質層が形成されていない非形成部１００ｃとを備え、延出部１００ａは、非形成部１００ｃの一部から延出している。電極リード端子２００は、非形成部１００ｃと延出部１００ａとにまたがって配置され、電極リード端子２００の第１端部２００ａは、非形成部１００ｃおよび延出部１００ａとの接合部を有している。第１端部２００ａの最端部２００ｅは、非形成部１００ｃ上に位置している。
【００２９】
電極リード端子２００は、非形成部１００ｃと延出部１００ａとにまたがって配置されていればよく、その配置は特に限定されない。なかでも、第１端部２００ａと形成部１００ｂとが接触していないことが好ましい。すなわち、第１端部２００ａと形成部１００ｂとの間に、非形成部１００ｃが介在することが好ましい。これにより、曲げ負荷は、集電体１００の最端部２００ｅに対応する位置に集中せず、非形成部１００ｃに分散し、集電体１００の亀裂や切断を抑制する効果が向上する。
【００３０】
また、第１端部２００ａと形成部１００ｂとを結ぶ最短直線Ｌの長さＢと、最短直線Ｌと平行な方向における非形成部１００ｃの最大幅Ａとが、０．２５≦Ｂ／Ａ≦０．７５の関係を満たすことが好ましい（図２Ａ〜図２Ｃ参照）。Ｂ／Ａは、０．３以上であることがより好ましい。また、０．７以下であることがより好ましい。長さＢは、図２Ａにおいて、最端部２００ｅから形成部１００ｂまでの長さである。
【００３１】
Ｂ／Ａがこの範囲であれば、電極リード端子２００と非形成部１００ｃとの接合面積を十分な大きさにすることができ、接合強度を高めることができる。それと同時に、第１端部２００ａと形成部１００ｂとの間に、十分な領域を持つ非形成部１００ｃを介在させることができる。非形成部１００ｃは、形成部１００ｂと比較して剛性が低くなる傾向があるため、電池を屈曲変形させたときの負荷が集中しやすい。しかし、第１端部２００ａと形成部１００ｂとの間に存在する非形成部１００ｃの領域を大きくすることにより、負荷の集中が緩和され、亀裂や切断を抑制する効果が向上する。
【００３２】
第１端部２００ａと非形成部１００ｃとが重なり合っている部分の面積Ｓは、非形成部１００ｃの面積に対して、１〜２０％であることが好ましい。面積Ｓの割合がこの範囲であると、接合強度および亀裂や切断を抑制する効果が、さらに向上する。
【００３３】
延出部１００ａは、非形成部１００ｃの一部から延出している。延出部１００ａは、電極リード端子２００を集電体１００に接合するために設けられる。そのため、その幅は電極リード端子２００の幅より大きければよく、一般的に、延出部１００ａの幅Ｗａは、集電体１００の延出部１００ａが延出している辺の幅Ｗよりも十分に小さい（図２Ａ参照）。一方、集電体１００の亀裂や切断を抑制するには、延出部１００ａの幅Ｗａは、広い方が好ましい。なかでも、コストおよび正極と負極との間の短絡抑制などを考慮すると、延出部１００ａの幅Ｗａは、集電体１００の延出部１００ａが延出している辺の幅Ｗの８〜４５％であることが好ましく、８〜３０％であることがより好ましい。本実施形態によれば、延出部１００ａの幅が狭い場合であっても、集電体１００の亀裂や切断を抑制することができる。
【００３４】
また、電極リード端子２００の厚みＣと、電極リード端子２００が接合する集電体１００の厚みＤとの比Ｃ／Ｄは、６．２５以下であることが好ましい。電極リード端子２００とそれが接合する集電体１００との厚みの差が小さくなることにより、最端部２００ｅに対応する位置での集電体１００への曲げ負荷の集中が緩和され、亀裂や切断を抑制する効果がより向上する。比Ｃ／Ｄは、１以上であることが好ましく、３．０以上であることがより好ましい。
なお、上記の関係は、正極または負極のいずれか一方が満たしていてもよく、正極および負極が共に満たしていることが好ましい。
【００３５】
電解質層１２は、正極６と負極９との間に介在する。電解質層１２は、例えばシート状であり、正極と負極とが接触しないように、各主要部以上の大きさであることが好ましい。例えば、電解質層１２は、各主要部の１００％以上、好ましくは１１０％以上の面積を有する。
【００３６】
なお、図１Ｄでは、正極リード端子６は、正極集電体７の正極活物質層８が形成されている面に接合しているが、正極活物質層８が形成されていない面に接合しても良い。負極リード端子５についても、同様である。また、図１Ｄでは、正極活物質層８は、正極集電体７の一方の面にのみ形成されているが、両面に形成してもよい。負極活物質層１１についても、同様である。
【００３７】
図１Ｂ、図１Ｃなどにおいて、正極集電体および負極集電体の各主要部は矩形で示されているが、主要部の形状は、いずれもこれに限定されるものではない。特に、生産性の観点から、各主要部は矩形であることが好ましい。
【００３８】
また、図１Ｂでは、矩形である主要部において、非形成部７ｃは、正極集電体７の延出部７ａを有する辺の全長に沿って延在しているが、図３Ｂに示すように、正極集電体７の他の一辺の全長に沿って延在していてもよいし、図３Ａに示すように、正極集電体７の延出部７ａを有する辺の一部にのみ沿うように形成されていてもよい。また、非形成部７ｃは、正極集電体７の延出部７ａを有する辺を含む三角形状に形成されていてもよい。なかでも、生産性の観点から、正極集電体７の延出部７ａを有する辺の全長に沿って、矩形に延在していることが好ましく（図１Ｂ参照）、電気容量の観点から、非形成部７ｃの面積がより小さくなるように、形成されることが好ましい。負極集電体１０の非形成部１０ｃについても、同様である。
【００３９】
延出部７ａおよび１０ａの形状も、特に限定されない。例えば、矩形（帯状）、角丸形状、半円形状などが挙げられる。なかでも、生産性の点で、矩形（帯状）であることが好ましい。
【００４０】
本実施形態においては、一対の正極および負極が、最少の電極群構成単位である。正極および負極の少なくとも一方は、複数枚積層されていてもよい（図４参照）。最端部付近の剛性が高くなり、曲げ負荷の集中をさらに緩和することができるためである。さらに、電池のエネルギー密度を向上させることができる。この場合、複数枚積層された正極は、それぞれの延出部が接合されることにより、互いに電気的に接続される。負極についても、同様である。
【００４１】
図４では、正極６０の負極９Ａとは反対の面に、正極６０とは極性の異なる負極９Ｂが積層され、電極群が構成されている。正極６０は、正極活物質層（８ａおよび８ｂ）が正極集電体７の両面に形成されている。２枚の負極９Ａと９Ｂとは、正極６０を挟むように位置し、それぞれ負極活物質層１１が負極集電体１０の片面に形成されている。負極９Ａと正極６０との間および正極６０と負極９Ｂとの間には、それぞれ電解質層１２が介在している。負極９Ａにおける延出部１０ａは、負極９Ｂにおける延出部１０ａと接合される。また、負極リード端子５は、負極９Ａまたは負極９Ｂのうち、いずれか一方の負極集電体１０に接合される。正極リード端子４の最端部４ｅは、２枚の電解質層および２枚の負極集電体１０で挟み込まれるため、見かけの厚みが大きくなって、剛性も高くなる。よって、曲げ負荷の集中がさらに緩和される。
【００４２】
正極および／または負極の積層数が大きくなり過ぎると、薄型電池の厚みが大きくなり、薄型電池のメリットが減少する。よって、正極および負極の合計の積層数は、１５層以下であることが好ましく、１０層以下であることがより好ましい。また、電極群の厚みは、０．３〜１．５ｍｍ程度であることが好ましく、０．５〜１．５ｍｍ程度であることがより好ましい。なお、電極群を構成するすべての電極が、本実施形態を満たしていることまでは要しない。電極リード端子が接合される正極および負極が、本実施形態を満たしていれば、本発明の効果は発揮される。
【００４３】
以下に、本実施形態に係る薄型電池の詳細な構成を説明する。
（正極）
正極は、正極集電体と正極活物質層とを含み、正極活物質層は、正極集電体の一部に形成されている。正極集電体としては、金属フィルム、金属箔および金属繊維の不織布などの金属材料が挙げられる。使用される金属種としては、例えば、銀、ニッケル、チタン、金、白金、アルミニウムおよびステンレス鋼などが挙げられる。これら金属種は単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせてもよい。正極集電体の厚みは、５〜３０μｍが好ましく、８〜１５μｍがより好ましい。
【００４４】
正極活物質層は、正極活物質を含み、必要に応じて結着剤や導電剤を含む合剤層であってもよい。正極活物質は、特に限定されない。例えば、薄型電池が一次電池である場合、二酸化マンガン、フッ化カーボン類、金属硫化物、リチウム含有複合酸化物、バナジウム酸化物、リチウム含有バナジウム酸化物、ニオブ酸化物、リチウム含有ニオブ酸化物、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、オリビン系化合物などが挙げられる。なかでも、二酸化マンガン、フッ化カーボン類、金属硫化物および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。
【００４５】
フッ化カーボン類としては、例えば、（ＣＦw）m（式中、ｍは１以上の整数であり、０＜ｗ≦１である）で表されるフッ化黒鉛が挙げられる。金属硫化物としては、例えば、ＴｉＳ2、ＭｏＳ2、ＦｅＳ2などが挙げられる。
【００４６】
薄型電池が二次電池である場合には、リチウム含有複合酸化物、例えば、ＬｉxaＣｏＯ2、ＬｉxaＮｉＯ2、ＬｉxaＭｎＯ2、ＬｉxaＣｏyＮｉ1-yＯ2、ＬｉxaＣｏyＭ1-yＯz、ＬｉxaＮｉ1-yＭyＯz、ＬｉxbＭｎ2Ｏ4、ＬｉxbＭｎ2-yＭyＯ4などが挙げられる。ここで、Ｍは、Ｎａ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｙ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｂ、ＳｂおよびＢよりなる群から選ばれる少なくとも１つの元素であり、ｘａ＝０〜１．２、ｘｂ＝０〜２、ｙ＝０〜０．９、ｚ＝２〜２．３である。ｘａおよびｘｂは、充放電により増減する。
【００４７】
導電剤としては、天然黒鉛、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などが挙げられる。導電剤の量は、正極活物質１００質量部あたり、例えば０〜２０質量部である。
【００４８】
結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）のようなフッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ化ビニリデン単位を含まないフッ素樹脂、ポリアクリルニトリル、ポリアクリル酸などのアクリル樹脂、スチレンブタジエンゴムなどのゴム類などが挙げられる。結着剤の量は、正極活物質１００質量部あたり、例えば０．５〜１５質量部である。
【００４９】
正極活物質層の厚みは、例えば１〜３００μｍであることが好ましい。正極活物質層の厚みが１μｍ以上であれば、十分な容量を維持することができる。一方、正極活物質層の厚みが３００μｍ以下であれば、正極の柔軟性が高まり、集電体にかけられる曲げ負荷が小さくなりやすい。
【００５０】
（正極リード端子）
正極リード端子の材質は、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば、特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。なかでも、金属箔であることが好ましい。金属箔としては、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔などが挙げられる。正極リード端子の厚みは、２５〜２００μｍが好ましく、５０〜１００μｍがより好ましい。
【００５１】
（負極）
負極は、負極集電体と負極活物質層とを含み、負極活物質層は、負極集電体の一部に形成されている。負極集電体としては、金属フィルム、金属箔および金属繊維の不織布などの金属材料が挙げられる。金属箔としては、電解法により得られる電解金属箔でもよく、圧延法により得られる圧延金属箔でもよい。電解法は、量産性に優れ、比較的製造コストが低いという利点を有する。一方、圧延法は、薄型化が容易であり、軽量化の点で有利である。なかでも、圧延金属箔が、圧延方向に沿って結晶配向し、耐屈曲性に優れている点で、好ましい。
【００５２】
負極集電体に使用される金属種としては、例えば、銅、銅合金、ニッケルおよびマグネシウム合金などが挙げられる。これら金属種は単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせてもよい。負極集電体１０の厚みは、５〜３０μｍが好ましく、８〜１５μｍがより好ましい。
【００５３】
負極活物質層は、負極活物質を含み、必要に応じて結着剤や導電剤を含む合剤層であってもよい。負極活物質は、特に限定されず、公知の材料および組成のなかから、適宜選択することができる。例えば、金属リチウム、リチウム合金、炭素材料（天然および人造の各種黒鉛など）、シリサイド（ケイ素合金）、ケイ素酸化物、リチウム含有チタン化合物（例えば、チタン酸リチウム）などが挙げられる。なかでも、高容量、高エネルギー密度の薄型電池を実現できるという点で、金属リチウムまたはリチウム合金が好ましい。リチウム合金としては、例えば、Ｌｉ−Ｓｉ合金、Ｌｉ−Ｓｎ合金、Ｌｉ−Ａｌ合金、Ｌｉ−Ｇａ合金、Ｌｉ−Ｍｇ合金、Ｌｉ−Ｉｎ合金などが挙げられる。負極容量の観点から、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％が好ましい。結着剤や導電剤としては、正極で例示した物質を、同じく例示することができる。また、これらの配合量も、正極と同様である。
【００５４】
負極活物質層の厚みは、例えば１〜３００μｍであることが好ましい。負極活物質層の厚みが１μｍ以上であれば、十分な容量を維持することができる。一方、負極活物質層の厚みが３００μｍ以下であれば、負極の柔軟性が高まり、集電体にかけられる曲げ負荷が小さくなりやすい。
【００５５】
（負極リード端子）
負極リード端子の材質は、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば、特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。なかでも、金属箔であることが好ましい。金属箔としては、例えば、銅箔、銅合金箔、ニッケル箔などが挙げられる。負極リード端子の厚みは、２５〜２００μｍが好ましく、５０〜１００μｍがより好ましい。
【００５６】
（電解質層）
電解質層としては、特に限定されない。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とを含浸させたゲルポリマー電解質、無機固体電解質、溶媒に電解質塩が溶解された液体電解質（電解液）などが挙げられる。
【００５７】
ポリマーマトリックスに用いられる材料（マトリックスポリマー）としては、特に限定されず、例えば、液体電解質を吸収してゲル化する材料を使用することができる。具体的には、フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂、（メタ）アクリル酸および／または（メタ）アクリル酸エステル単位を含むアクリル系樹脂、ポリアルキレンオキサイド単位を含むポリエーテル樹脂などが挙げられる。フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）単位とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）単位とを含む共重合体（ＶｄＦ−ＨＦＰ）、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）単位とトリフルオロエチレン（ＴＦＥ）単位とを含む共重合体などが挙げられる。フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂に含まれるフッ化ビニリデン単位の量は、フッ素樹脂が液体電解質で膨潤しやすいように、１モル％以上であることが好ましい。
【００５８】
電解質塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、イミド塩類などが挙げられる。溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル；ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）などの鎖状炭酸エステル；γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンなどの環状カルボン酸エステル；ジメトキシエタン（ＤＭＥ）；などの非水溶媒が挙げられる。無機固体電解質としては、特に限定されず、イオン伝導性を有する無機材料を使用することができる。
【００５９】
（セパレータ）
電解質層には、短絡防止のためにセパレータを含ませてもよい。セパレータの材料としては、特に限定されず、所定のイオン透過度、機械的強度および絶縁性を有する多孔質シートなどが挙げられる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリアミドイミド等のポリアミド、または、セルロースなどからなる多孔性フィルムや不織布などが好ましい。セパレータの厚さは、例えば８〜３０μｍである。
【００６０】
（外装体）
外装体は、特に限定されないが、ガス透過率が低く、柔軟性が高いフィルム材料で構成されることが好ましい。具体的には、バリア層の両面または片面に形成された樹脂層を含むラミネートフィルムなどが挙げられる。バリア層としては、強度、ガスバリア性能、曲げ剛性の観点から、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、鉄、白金、金、銀などの金属材料や、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムなどの無機材料（セラミックス材料）を含むことが好ましい。同様の観点から、バリア層の厚みは、５〜５０μｍであることが好ましい。
【００６１】
樹脂層は、２層以上の積層体であってもよい。外装体の内面側に配置される樹脂層（シール層）の材料は、熱溶着の容易さ、耐電解質性および耐薬品性の観点から、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）のようなポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などであることが好ましい。内面側の樹脂層（シール層）の厚さは、１０〜１００μｍであることが好ましい。外装体の外面側に配置される樹脂層（保護層）は、強度、耐衝撃性および耐薬品性の観点から、６，６−ナイロンのようなポリアミド（ＰＡ）、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステルなどが好ましい。外面側の樹脂層（保護層）の厚さは、５〜１００μｍであることが好ましい。
【００６２】
外装体は、具体的には、ＰＥ／Ａｌ層／ＰＥのラミネートフィルム、酸変性ＰＰ／ＰＥＴ／Ａｌ層／ＰＥＴのラミネートフィルム、酸変性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などが挙げられる。ここで、Ａｌ層のかわりに、Ａｌ2Ｏ3層、ＳｉＯ2層など無機化合物層を用いてもよい。
【００６３】
本発明の薄型電池は、例えば、以下のようにして作製することができる。
（正極の作製）
正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの溶剤に分散させて正極合剤スラリーを調製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体の片面の一部あるいは両面の一部に塗布する。溶剤を乾燥させた後、ロールプレス機などにより圧縮成形して、正極集電体に、正極活物質層が形成された形成部と非形成部とを設ける。さらに、非形成部の一部を裁断し、非形成部の一辺の一部から延出する延出部を設けて、正極を作製する。
【００６４】
また、正極集電体の片面あるいは両面全体に上記正極合剤を塗布し、乾燥、圧縮成形した後、延出部を備えた所定の形状に裁断する。次いで、延出部と非形成部に相当する部分の正極活物質層を剥離することによって、正極を作製してもよい。
【００６５】
（正極リード端子の接合）
作製された正極に、正極リード端子を接合する。正極リード端子を、その最端部が非形成部に位置するように、非形成部と延出部とにまたがって載置し、超音波溶接などの各種溶接方法により、正極集電体と接合する。このとき、正極リード端子の第１端部のほとんど、例えば、正極集電体と重なっている面積の９０％以上を、正極集電体と接合してもよい。
【００６６】
（負極の作製）
負極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮＭＰなどの溶剤に分散させて負極合剤スラリーを調製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体の片面の一部あるいは両面の一部に塗布する。溶剤を乾燥させた後、ロールプレス機などにより圧縮成形して負極集電体に、負極活物質層が形成された形成部と非形成部とを設ける。さらに、非形成部の一部を裁断し、非形成部の一辺の一部から延出する延出部を設けて、負極を作製する。
【００６７】
また、負極集電体の片面あるいは両面全体に上記負極合剤を塗布し、乾燥、圧縮成形した後、延出部を備えた所定の形状に裁断する。次いで、延出部および非形成部に相当する部分の負極活物質層を剥離することによって、負極を作製してもよい。負極活物質層が金属リチウムおよび／またはリチウム合金である場合は、その箔を、形成部に相当する所定の形状に裁断した後、やはり所定の形状に裁断された負極集電体に圧着して、負極を作製することもできる。
【００６８】
（負極リード端子の接合）
作製された負極に、負極リード端子を接合する。負極リード端子を、その最端部が非形成部に位置するように、非形成部と延出部とにまたがって載置し、各種溶接方法により、負極集電体と接合する。このとき、負極リード端子の第１端部のほとんど、例えば、負極集電体と重なっている面積の９０％以上を、負極集電体と接合してもよい。
【００６９】
（電解質層の作製）
電解質層は、無機固体電解質の粉末をバインダーと混合して、フィルムに塗布した後、剥離する方法、無機固体電解質の堆積膜をフィルムに形成した後、剥離する方法、ポリマーマトリックスと溶媒と電解質塩とをセパレータに含浸させる方法、溶媒と電解質塩（電解液）とをセパレータに含浸させる方法などにより、作製することができる。溶媒と電解質塩とをセパレータに含浸させるのは、電極群を外装体に挿入した後でもよい。
【００７０】
（電極群の作製）
作製された正極と負極とを、電解質層を介して重ね合わせ、電極群を構成する。このとき、図１Ｄに示すように、正極活物質層８と負極活物質層１１とが、それぞれ電解質層１２を介して対向するように配置する。なお、正極の延出部と、負極の延出部とは、正極と負極とを積層したときに、互いに重ならないように、さらには、ある程度の距離を保てるように形成することが好ましい。短絡を生じにくくするためである。
【００７１】
（封止）
電極群を、外装体の外部に正極リード端子および負極リード端子の第２端部が引き出されるように、外装体に収容する。次いで、減圧下において熱板などで所定箇所を熱融着して、封止する。このとき、外装体の一辺を残して、熱板などで熱融着した後、袋状になった外装体の開口部から電解液（溶媒および／または電解質塩）を注液し、その後、残りの一辺を減圧下で封止してもよい。これにより、薄型電池が作製される。
【００７２】
実施例
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
（実施例１）
以下の手順で、＜負極／正極／負極＞の構造を有する薄型電池を作製した。
（１）正極の作製
３５０℃で加熱処理された電解二酸化マンガン（正極活物質）と、アセチレンブラック（導電剤）と、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ、結着剤）とを、二酸化マンガン：アセチレンブラック：ＰＶｄＦの質量比が１００：６：５となるようにＮＭＰ中で混合した後、ＮＭＰをさらに適量加えて粘度を調整し、ペースト状の正極合剤を得た。
【００７３】
アルミニウム箔（正極集電体７）の両面に、ペースト状の正極合剤を塗布した。これを８５℃で１０分乾燥した後、ロールプレス機にて１２０００Ｎ／ｃｍの線圧で圧縮し、正極集電体７の両面に正極活物質層８（厚み:９０μｍ）を形成した。両面に正極活物質層８が形成された正極集電体７を、矩形の主要部（長さ：５４．５ｍｍ、幅：２２．０ｍｍ）と、主要部の２２．０ｍｍの長さをもつ一辺から延出した延出部（長さ：６ｍｍ、幅：６ｍｍ）と、を有する形状に裁断した後、１２０℃で２時間減圧乾燥した。その後、延出部の両面全域と、主要部の延出部を延出させた一辺を含む略矩形（幅Ａ１：２．０ｍｍ、長さ：２２．０ｍｍ）の領域の両面に形成された正極活物質層を剥離した。このようにして、図４のように、正極集電体７に、形成部７ｂと、略矩形の非形成部７ｃと、延出部７ａとを形成した。なお、正極集電体７の厚みＤ１は、１５μｍであった。
【００７４】
次に、正極の一方の面に、アルミニウム製の正極リード端子４（幅：３ｍｍ、厚みＣ１：５０μｍ）を、非形成部７ｃと延出部７ａにまたがるように配置し、その重なり部分の全体を超音波溶接した。ここで、正極リード端子４は、その最端部４ｅから形成部７ｃまでの最短長さＢ１が、１ｍｍとなるように配置した。
【００７５】
（２）負極の作製
銅箔（負極集電体１０）を、矩形の主要部（長さ：５６．５ｍｍ、幅：２４．０ｍｍ）と、主要部の２４．０ｍｍの長さをもつ一辺から延出した延出部１０ａ（長さ：５ｍｍ、幅：６ｍｍ）と、を有する形状に、２枚裁断した。得られた裁断片のそれぞれの片面に、リチウム金属箔（負極活物質層１１、厚み:３５μｍ）を１００Ｎ／ｃｍの線圧で圧着した。このとき、主要部の延出部１０ａを延出させた一辺を含む略矩形（幅Ａ２：２．０ｍｍ、長さ：２４．０ｍｍ）の領域を非形成部１０ｃとし、延出部１０ａおよび非形成部１０ｃ以外の領域に、リチウム金属箔を圧着した。このようにして、片面に負極活物質層１１を有する２枚の負極９を作製した。
【００７６】
作製した負極の一枚について、負極活物質層１１が形成されていない面に、銅製の負極リード端子５（幅：１．５ｍｍ、厚みＣ２：５０μｍ）を、非形成部１０ｃと延出部１０ａにまたがるように載置し、その重なり部分の全体を超音波溶接した。ここで、負極リード端子５は、その最端部５ｅから形成部１０ｃまでの最短長さＢ２が、１ｍｍとなるように配置した。負極集電体１０の厚みＤ２は、１５μｍであった。
【００７７】
（３）電解質層の作製
ＰＣ：ＤＭＥ＝６：４（重量比）の割合で混合して得られた非水溶媒に、ＬｉＣｌＯ4（電解質塩）を１ｍｏｌ／ｋｇとなるように溶解させて、液体電解質を調製した。
【００７８】
マトリックスポリマーとしてＨＦＰとＶｄＦとの共重合体（ＨＦＰ含有量：７モル％）を用い、マトリックスポリマー：液体電解質＝１：１０（質量比）の割合で混合した。次いで、溶剤としてＤＭＣを用いて、ゲルポリマー電解質の溶液を調製した。
【００７９】
得られたゲルポリマー電解質溶液を、厚み９μｍの多孔質ポリエチレン製のセパレータの両面に均一に塗布し、溶剤を揮発させて、セパレータにゲルポリマー電解質を含浸させた電解質層１２（幅：２７．０ｍｍ、長さ：５９．５ｍｍ）を作製した。
【００８０】
（４）電極群の作製
作製された正極６と２枚の負極９とを、図４に示すように、電解質層１２を介して正極活物質層８と負極活物質層１１がそれぞれ向かい合うように積層した。２枚の負極９がそれぞれ備える延出部１０ａを、超音波溶接により、電気的に接合した。その後、９０℃、１．０ＭＰａで３０秒間熱プレスすることにより電極群２（厚み:３２５μｍ）を作製した。
【００８１】
バリア層がアルミニウム箔（厚み：１５μｍ）であり、バリア層の一方の面にシール層としてＰＥフィルム（厚み：５０μｍ）、他方の面に保護層（厚み：５０μｍ）としてＰＥフィルムを備えたフィルム材料（ＰＥ保護層／Ａｌ層／ＰＥシール層）を準備した。このフィルム材料を、３５．０ｍｍ×７０．０ｍｍの袋状の外装体３に成形した後、外装体３の開口部から正極リード端子および負極リード端子の第２端部（４ｂおよび５ｂ）が外部へ露出するように、電極群２を挿入した。電極群２が挿入された外装体３を、圧力６６０ｍｍＨｇに調整された雰囲気中に置き、この雰囲気内において開口部を熱融着した。これにより、大きさが３５．０ｍｍ×７０．０ｍｍの薄型電池を作製した。なお、正極および負極の延出部は、封止部（熱融着部）にかかっていなかった。
【００８２】
（実施例２）
正極リード端子４の最端部４ｅから形成部７ｃまでの最短長さＢ１と、負極リード端子５の最端部５ｅから形成部１０ｃまでの最短長さＢ２とが、ともに１．５ｍｍとなるように、正極リード端子４と負極リード端子５とを配置したこと以外は、実施例１と同様にして薄型電池を作製した。
【００８３】
（実施例３）
正極リード端子４の最端部４ｅから形成部７ｃまでの最短長さＢ１と、負極リード端子５の最端部５ｅから形成部１０ｃまでの最短長さＢ２とが、ともに１．６ｍｍとなるように、正極リード端子４と負極リード端子５とを配置したこと以外は、実施例１と同様にして薄型電池を作製した。
【００８４】
（実施例４）
正極リード端子４の最端部４ｅから形成部７ｃまでの最短長さＢ１と、負極リード端子５の最端部５ｅから形成部１０ｃまでの最短長さＢ２とが、ともに０．５ｍｍとなるように、正極リード端子４と負極リード端子５とを配置したこと以外は、実施例１と同様にして薄型電池を作製した。
【００８５】
（実施例５）
正極リード端子４の最端部４ｅから形成部７ｃまでの最短長さＢ１と、負極リード端子５の最端部５ｅから形成部１０ｃまでの最短長さＢ２とが、ともに０．４ｍｍとなるように、正極リード端子４と負極リード端子５とを配置したこと以外は、実施例１と同様にして薄型電池を作製した。
【００８６】
（実施例６）
正極リード端子４の厚みＣ１と、負極リード端子５の厚みＣ２とを、ともに１００μｍにしたこと以外は、実施例１と同様にして薄型電池を作製した。なお、電極群２の厚みは３２５μｍであった。
【００８７】
（実施例７）
正極集電体７の厚みＤ１と、負極集電体１０の厚みＤ２とを、ともに８μｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして薄型電池を作製した。なお、電極群２の厚みは３１１μｍであった。
【００８８】
（実施例８）
図１Ｄに示すように、正極集電体７の片面のみに正極活物質層８を形成した正極６と、１枚の負極９とを、電解質層１２を介して、正極活物質層８と負極活物質層１１が向かい合うように積層したこと以外は、実施例１と同様にして、＜負極／正極＞の構造を有する薄型電池を作製した。なお、電極群２の厚みは１７０μｍであった。
【００８９】
（比較例１）
図６Ｂに示すように、延出部１０４ａを除く正極集電体１０４の片面全域に正極活物質層１０５が形成された正極１０２を作製した。正極活物質層が形成された面側の延出部１０４ａ上に、正極リード端子１０６を溶接した。一方、延出部１０７ａを除く負極集電体１０７の片面全域に負極活物質層１０８が形成された負極１０３を作製した。負極活物質層が形成された面側の延出部１０７ａ上に、負極リード端子１０９を溶接した。このとき、正極リード端子１０６の最端部１０６ｅと正極活物質層１０５とが接触しないように正極リード端子１０６を配置し、負極リード端子１０９の最端部１０９ｅと負極活物質層１０８とが接触しないように負極リード端子１０９を配置した。これら以外は、実施例８と同様にして薄型電池を作製した。
【００９０】
（比較例２）
正極リード端子４の最端部４ｅから形成部７ｃまでの最短長さＢ１と、負極リード端子５の最端部５ｅから形成部１０ｃまでの最短長さＢ２とが、ともに４．０ｍｍとなるように、つまり、最端部４ｅおよび最端部５ｅが、いずれも非成形部上に位置しないように、正極リード端子４と負極リード端子５とを配置したこと以外は、実施例１と同様にして薄型電池を作製した。
【００９１】
（比較例３）
延出部の長さが２０ｍｍになるように正極および負極を作製し、正極リード端子４および負極リード端子５を接合しなかったこと、および、この延出部の一部を外部へ引き出した状態で、外装体３の開口部を熱融着したこと以外は、実施例１と同様にして薄型電池を作製した。
【００９２】
［初期の放電容量］
作製した薄型電池に対して、２５℃の環境下にて、放電電流密度２５０μＡ／ｃｍ2、放電終止電圧１．８Ｖの条件で放電を行い、初期の放電容量を求めた。
【００９３】
［屈曲試験］
作製した薄型電池について、以下の屈曲試験を行った。
図５に、屈曲試験の方法を説明するための説明図を示す。
まず、薄型電池１の電極リード端子が外部に引き出されている辺と、その辺に対向する辺とを、それぞれ一対の固定具にて固定した。次いで、先端面の曲率半径ｒが３０ｍｍである屈曲試験用の治具１３を、固定された薄型電池１に押し当てた。このとき、薄型電池１の曲率半径が一様に、治具１３の曲率半径ｒと同じ３０ｍｍになるまで押し当てた。次に、治具１３を薄型電池１から引き離し、薄型電池１が、元の通り平坦になるまで、変形を回復させた。この屈曲変形とその回復を１セットとして、１０，０００セット繰り返した。なお、１回の屈曲変形時間を約３０秒、１回の変形回復時間を約３０秒とした。屈曲試験には、各実施例および比較例について、それぞれ１０個のセルを用いた。
【００９４】
［耐屈曲性能評価］
（１）放電容量維持率
屈曲試験後の薄型電池について、上記と同じ条件で放電容量を測定し、（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、放電容量維持率を求めた。容量維持率は、それぞれ１０個の電池の平均値として算出した。
【００９５】
（２）集電体損傷率
屈曲試験後の薄型電池を放電した後に分解し、集電体の損傷（亀裂、切断）を確認した。集電体の損傷率は、（集電体に損傷が見られた電池の個数／１０個）×１００（％）の計算式で求めた。結果をまとめて表１に示す。
【００９６】
【表１】
0006032628.tif 000002
【００９７】
表１に示すように、実施例１〜８で作製した薄型電池は屈曲試験後の放電特性は良好であり、集電体に切断や亀裂は見られなかった。しかし、比較例１および２で作製した薄型電池は、屈曲試験後の放電特性が非常に低下していた。これらの電池を分解したところ、屈曲試験後の集電体の電極リード端子の最端部に対応する位置において、亀裂や切断がみられた。これは、電池を屈曲変形させた際、集電体の最端部に対応する位置に曲げ皺や曲げ負荷が集中したためだと考えられる。
【００９８】
また、電極リード端子を使用せず、延出部を引き出して、電極リード端子とした比較例３では、屈曲試験後、電極リード端子として用いた延出部が、外装体の封止部の周辺で切断されている電池が確認された。薄く強度の低い集電体は、電池を作製するための外装体の熱融着時に、その圧力により封止部で損傷する。その後、屈曲変形が繰り返されたことで、これらの損傷が進行し、切断するに至ったと考えられる。延出部が切断した電池は、屈曲試験後の放電試験が実施できなかったため、容量維持率を０％とした。表１における容量維持率には、これらの電池を含めた全１０個の電池の平均値を示した。
【００９９】
実施例３の電池のなかには、屈曲試験後の放電電圧の挙動が不安定であり、放電電圧が理論容量に達する前に終止電圧まで降下し、得られる放電容量が小さくなった電池があった。この電池を分解したところ、集電体の電極リード端子の最端部が位置する辺りにわずかな亀裂が見られた。実施例３のＢ１／Ａ１およびＢ２／Ａ２は０．８である。このように、電極リード端子と非形成部との接合面積が小さいと、接合強度が不足して、屈曲変形により集電体に亀裂が入る場合があることがわかった。よって、Ｂ／Ａ≦０．７５であることが好ましい。
【０１００】
実施例５の電池のなかにも、屈曲試験後の放電電圧の挙動が不安定であり、放電容量の小さい電池があった。この電池を分解したところ、集電体の電極リード端子の最端部が位置する辺りにわずかな亀裂が見られた。実施例５のＢ１／Ａ１およびＢ２／Ａ２は０．２である。このように、電極リード端子の第１端部と形成部との間の非形成部の領域が小さいと、曲げ負荷がより狭い領域に集中することになるため、屈曲変形により集電体に亀裂が入る場合があることがわかった。よって、０．２５≦Ｂ／Ａであることが好ましい。
【０１０１】
実施例６の電池のなかにも、屈曲試験後の放電電圧の挙動が不安定であり、放電容量の小さい電池があった。この電池を分解したところ、集電体の電極リード端子の最端部が位置する辺りにわずかな亀裂が見られた。実施例６のＣ１／Ｄ１およびＣ２／Ｄ２は６．６７である。このように、電極リード端子の厚みが集電体の厚みに対して過度に厚いと、電極リード端子と集電体との剛性差が大きくなるため、集電体の電極リード端子の最端部が位置する辺りに、より大きな負荷が発生し、集電体に亀裂が発生する場合がある。また、実施例７の容量維持率は良好であった。これらの結果から、Ｃ／Ｄ≦６．２５であることが好ましい。
【０１０２】
また、実施例８の電池のなかにも、屈曲試験後の放電電圧の挙動が不安定であり、放電容量の小さい電池があった。この電池を分解したところ、集電体の電極リード端子の最端部が位置する辺りにわずかな亀裂が見られた。実施例８では、正極と負極とを一枚ずつ積層している。このことから、実施例１のようにいずれかの電極を複数枚積層すると、電極リード端子の最端部が位置する集電体の見かけの厚みが大きくなり、曲げ負荷が小さくなるものと考えられる。よって、正極および負極の少なくともいずれか一方は、複数枚積層されていることが好ましい。
【０１０３】
（実施例９）
以下の手順で、＜負極／正極／負極／正極／負極／正極／負極／正極／負極＞の構造を有する薄型電池を作製した。
（１）正極の作製
平均粒径２０μｍのＬｉＣｏＯ2（正極活物質）と、アセチレンブラック（導電剤）と、ＰＶｄＦ（結着剤）とを、ＬｉＣｏＯ2：アセチレンブラック：ＰＶｄＦの質量比が１００：２：２となるようにＮＭＰ中で混合した後、ＮＭＰをさらに適量加えて粘度を調整し、ペースト状の正極合剤を得た。この正極合剤を用いて、両面に正極活物質層を形成したこと以外は、実施例１と同様にして、正極集電体７が、形成部７ｂと、略矩形の非形成部７ｃと、延出部７ａとを備えた４枚の正極６を作製した。
次いで、得られた正極のうちの一枚について、実施例１と同様にして正極リード端子４を溶接した。正極リード端子４を溶接した正極集電体７の厚みＤ１は、１５μｍであった。また、実施例１と同様に、幅Ａ１は２ｍｍ、最短長さＢ１は１ｍｍとした。
【０１０４】
（２）負極の作製
平均粒径２２μｍの黒鉛（負極活物質）１００質量部と、ＶｄＦ−ＨＦＰ共重合体（ＶｄＦ単位の含有量５モル％、結着剤）８質量部と、適量のＮＭＰとを混合して、ペースト状の負極合剤を得た。
【０１０５】
銅箔（負極集電体１０）の両面に、ペースト状の負極合剤を塗布した。別途、銅箔（負極集電体１０）の片面に、ペースト状の負極合剤を塗布したものも準備した。これらを８５℃で１０分乾燥した後、ロールプレス機にて１２０００Ｎ／ｃｍの線圧で圧縮した。負極集電体１０の両面に負極活物質層１１を形成した負極集電体１０から、実施例１と同様の形状を有する負極を３枚切り出した。さらに、両面の負極活物質層の一部を剥離し、実施例１と同様に、負極集電体１０の両面に、形成部１０ｂと略矩形の非形成部１０ｃと延出部１０ａとを備えた負極３枚を作製した。
【０１０６】
別途作製された負極集電体１０の片面に負極活物質層１１を形成した負極集電体１０から、実施例１と同様の形状を有する負極を２枚切り出した。さらに、片面の負極活物質層の一部を剥離し、実施例１と同様に、負極集電体１０の片面に、形成部１０ｂと略矩形の非形成部１０ｃと延出部１０ａとを備えた負極２枚を作製した。
【０１０７】
次いで、得られた負極のうち、片面にのみ負極活物質層が形成された負極の一枚について、実施例１と同様にして負極リード端子５を溶接した。負極リード端子５には、ニッケル箔（幅：３ｍｍ、厚みＣ２：５０μｍ）を用いた。負極リード端子５を溶接した負極集電体１０の厚みＤ２は、８μｍであった。また、実施例１と同様に、幅Ａ２は２ｍｍ、最短長さＢ２は１ｍｍとした。
【０１０８】
上記両面に正極活物質層が形成された４枚の正極６と、両面に負極活物質層が形成された３枚の負極９とを、電解質層１２を介して正極活物質層８と負極活物質層１１がそれぞれ向かい合うように配置した。なお、正極リード端子が接合された正極６を、一方の最外層になるように配置した。次いで、正極リード端子が接合された正極６の外側に、片面に負極活物質層が形成され、かつ、負極リード端子のない負極９を配置した。他方の最外層である正極リード端子のない正極６の外側には、片面に負極活物質層が形成され、かつ、負極リード端子が接合された負極９を配置した。計５枚の負極９がそれぞれ備える延出部１０ａ同士を、超音波溶接により電気的に接合した。同様に、４枚の正極６がそれぞれ備える延出部７ａ同士を、超音波溶接により電気的に接合した。その後、９０℃、１．０ＭＰａで３０秒間熱プレスすることにより電極群２（厚み:１４７５μｍ）を作製した。得られた電極群２を、実施例１と同様にして外装体に封入し、薄型電池１を作製した。
【０１０９】
（比較例４）
正極に非形成部を設けず、正極リード端子の第１端部と正極活物質層とが接触しないように、延出部上に正極リード端子を溶接したこと、および、負極に非形成部を設けず、負極リード端子の第１端部と負極活物質層とが接触しないように、延出部上に負極リード端子を溶接したこと以外は、実施例９と同様にして薄型電池を作製した。
【０１１０】
［初期の放電容量］
作製した薄型電池に対して、２５℃の環境下にて、薄型電池に対して以下の充放電を行い、初期容量を求めた。ただし、薄型電池の設計容量を１Ｃ（ｍＡｈ）とする。
（１）定電流充電：０．７ＣｍＡ（終止電圧４．２Ｖ）
（２）定電圧充電：４．２Ｖ（終止電流０．０５ＣｍＡ）
（３）定電流放電：０．２ＣｍＡ（終止電圧３Ｖ）
【０１１１】
［耐屈曲性能評価］
（１）放電容量維持率
実施例１と同様にして屈曲試験を行った後、上記と同じ条件で放電容量を測定し、（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、放電容量維持率を求めた。容量維持率は、それぞれ１０個のセルの平均値として算出した。実施例９の容量維持率は９８％であり、比較例４の容量維持率は６１％であった。
【０１１２】
（２）集電体損傷率
屈曲試験後の薄型電池を放電した後に分解し、集電体の損傷（亀裂、切断）を確認した。集電体の損傷率は、（集電体に損傷が見られた電池の個数／１０個）×１００（％）の計算式で求めた。実施例９の集電体損傷率は０％であり、比較例４の集電体損傷率は３０％であった。
【０１１３】
以上により、電極リード端子が、集電体の非形成部と延出部とにまたがって接合されており、且つ、電極リード端子の最端部を非形成部に位置させることで、薄型電池の耐屈曲性が向上することがわかる。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明の薄型電池は、電子ペーパ、ＩＣタグ、多機能カード、電子キーに限定されず、生体情報測定装置やイオントフォレシス経皮投薬装置種々の電子機器に搭載できる。特に、本発明の薄型電池は、可撓性を有する電子機器、具体的には、内蔵する電池に対して高い耐屈曲性能を必要とする電子機器への搭載に有用である。【０１１５】
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、そのよう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、すべての変形および改変を包含する、と解釈されるべきものである。
【符号の説明】
【０１１６】
１：薄型電池、２：電極群、３：外装体、４：正極リード端子、４ａ：第1端部、４ｂ：第２端部、４ｅ：最端部、５：負極リード端子、５ａ：第1端部、５ｂ：第２端部、５ｅ：最端部、６：正極、７：正極集電体、７ａ：延出部、７ｂ：形成部、７ｃ：非形成部、８：正極活物質層、９：負極、１０：負極集電体、１０ａ：延出部、１０ｂ：形成部、１０ｃ：非形成部、１１：負極活物質層、１２：電解質層、１３：治具、２０：電極群、６０：正極、１００：集電体、１００ａ：延出部、１００ｂ：形成部、１００ｃ：非形成部、１０１：薄型電池、１０２：正極、１０３：負極、１０４：正極集電体、１０５：正極活物質層、１０６：正極リード端子、１０６ｅ：最端部、１０７：負極集電体、１０８：負極活物質層、１０９：負極リード端子、１０９ｅ：最端部、１１０：電解質層、１１１：電極群、１１２：外装体、２００：電極リード端子、２００ａ：第１端部、２００ｅ：最端部
【図１Ａ】
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【図１Ｂ】
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【図１Ｃ】
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【図１Ｄ】
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【図１Ｅ】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図２Ｃ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図４】
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【図５】
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【図６Ａ】
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【図６Ｂ】
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【図６Ｃ】
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