(57)【要約】【課題】  容易に製造可能なポリマー電池を提供する。【解決手段】  複数の正電極部を有する第１のリードフレーム（１２）と、複数の負電極部を有する第２のリードフレーム（１３）と、正電極部および負電極部の間に配置されたポリマー電解質（１７）とを有する。【選択図】  図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の正電極部を有する第１のリードフレームと、
複数の負電極部を有する第２のリードフレームと、
前記正電極部および前記負電極部の間に配置されたポリマー電解質とを有することを特徴とするポリマー電池。
【請求項２】
前記ポリマー電解質は、ゲル素材内に含有されていることを特徴とする請求項１に記載のポリマー電池。
【請求項３】
それぞれ前記正電極部、前記負電極部および前記ポリマー電解質により構成される複数の電池セルが、シート材によって前記電池セルごとに封止されていることを特徴とする請求項１に記載のポリマー電池。
【請求項４】
前記複数の電池セルが、前記正電極部側に配置された第１のシート材と前記負電極部側に配置された第２のシート材とを該電池セル間で圧着させることにより封止されていることを特徴とする請求項３に記載のポリマー電池。
【請求項５】
前記第１のリードフレームのリード部と前記第２のリードフレームのリード部との間に絶縁性シート材が配置されていることを特徴とする請求項１から４のいずれか１つに記載のポリマー電池。
【請求項６】
前記第１および第２のリードフレームのリード部は、前記各電池セルを保護するための回路基板又は素子に接続されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１つに記載のポリマー電池。
【請求項７】
ケース体と、
請求項１から６のいずれか１つに記載のポリマー電池とを有し、
前記ポリマー電池は、前記ケース体を構成する少なくとも１つの面部の外面と内面との間に配置されていることを特徴とする電池内蔵ケース。
【請求項８】
前記ケース体は、可撓性を有する部材により形成されていることを特徴とする請求項７に記載の電池内蔵ケース。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ポリマー電池と、ポリマー電池を内蔵する電池内蔵ケースに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の電池収納ベルトには、複数の電池を、配線を介して接続したものがある（例えば、特許文献１及び特許文献２参照）。また、袋状の外装ケース内に積層一体化した単電池のものがある。
【０００３】
特許文献１では、図８に示すように、衣服用ベルト本体３２に複数のボタン型電池３３が内蔵され、これらの電池３３を接続するための配線３５が施されている。また、電池３３の電力を外部に供給するためのコネクタ３７が、衣服用ベルト本体３２に設けられている。
【０００４】
特許文献１での他の構成として、板状のガム型電池を内蔵した複数の電池ケースが衣服用ベルト本体の中間に間隔をおいて配置され、これら電池ケース間に電池同士を接続するための配線が施されている。
【０００５】
特許文献２では、図９に示すように、樹脂フィルムの間に金属箔を配して全体を積層一体化したラミネートシートからなる袋状の外装ケース４７内に、シート状又はフィルム状の正極板、ポリマー製のセパレータおよび負極板を積層一体化した発電要素４４を収容している。そして、正極板および負極板それぞれの一端４１、４２を接続する正極リード４５および負極リード４６を、外装ケース４７のシール部４８、４９より外部に引き出した状態で封止している。
【特許文献１】特開平６−３０２３０７号公報（段落番号０００６〜０００８、図２）
【特許文献２】特開２００１−２１０３７２号公報（段落番号０００９〜００１２、図１等）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１、２に開示されたベルトのように、ボタン型電池やガム型電池を用いた構成では、ベルトの厚みが厚くなったり、ベルトが重くなったりしてしまう。また、特許文献１、２に示す構成では、複数のボタン型電池等を個々にベルトに取り付けた後、これら電池間の接続を行っているため、生産性の点で好ましくない。しかも、一方向にしか曲げることができない構成となっている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明のポリマー電池は、複数の正電極部を有する第１のリードフレームと、複数の負電極部を有する第２のリードフレームと、前記正電極部および前記負電極部の間に配置されたポリマー電解質とを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明のポリマー電池によれば、第１および第２のリードフレームを、ポリマー電解質を挟んだ状態で重ねるだけで、容易にポリマー電池を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施例について説明する。
【実施例１】
【００１０】
図１は、本発明の実施例１であるポリマー電池内蔵のソフトケース（電池内蔵ケース）の構成を示す概略図である。
【００１１】
図１において、１は可撓性を有するソフトケースであり、２はポリマー電池である。ソフトケース１の４つの側面、蓋面、底面における外壁と内壁の間には、後述するようにフィルムシートで挟み込まれたポリマー電池２が収納されている。ポリマー電池２は、薄型化および軽量化が可能であり、ソフトケース１の形状が崩れない程度の柔軟性を有している。このため、ポリマー電池２は、ソフトケース１の内部構成材として適している。
【００１２】
ソフトケース１の４つの側面、蓋面および底面の６面に、ポリマー電池２を収納することで、ソフトケース１内に収納される携帯機器を長時間使用するための電力を供給することができる。
【００１３】
なお、本実施例では、ソフトケース１のすべての面（６面）に、ポリマー電池２を収納した場合について説明したが、すべての面ではなくいずれかの面にポリマー電池２を収納するようにしてもよい。ただし、ソフトケース１のすべての面にポリマー電池２を設けることで、最も多くの電力を供給することができる。
【００１４】
一方、柔軟性のあるポリマー電池２を用いることで、曲面となるソフトケース１の面に合わせた状態でポリマー電池２を収納することができる。
【００１５】
次に、図２から図７を用いて、ポリマー電池２の構成について説明する。
【００１６】
図２は、ポリマー電池の正面図である。図２において、３はポリマー電池２の電池部分である。４ａ、４ｂ、４ｃはポリマー電池シートであり、これらのポリマー電池シートは、同じ構成となっている。５ｂ、５ｃは、ポリマー電池シート４ａ、４ｂ間やポリマー電池シート４ｂ、４ｃ間をそれぞれ接続する配線である。
【００１７】
５ａは、電池部分３とコネクタ６を接続する線材である。コネクタ６は、電池部分３で生じた電力を携帯機器２０に出力するために用いられたり、電池部分３への充電を行うために用いられたりする。携帯機器２０としては、図２に示すようなデジタルカメラの他に、ビデオカメラや携帯電話などがある。
【００１８】
３ａはフィルムシートであり、電池部分３の表面を構成する。ここで、電池部分３は、ポリマー電池シート４ａ〜４ｃ、配線５ｂ、５ｃおよび線材５ａを、２つのフィルムシート３ａで挟み込んで、熱圧着することで形成される。
【００１９】
本実施例のポリマー電池２は、図２に示すようにポリマー電池シート４ａ〜４ｃを、配線５ｂ、５ｃを介して直列に接続したものである。ここで、リチウムイオン電池でポリマー電池を構成した場合、ポリマー電池シート４ａ〜４ｃのうち１つの電池シートの電圧が平均３．７Ｖとなる。このため、ポリマー電池２の全体では１１．１Ｖ（３．７Ｖ×３）となる。
【００２０】
また、充電電圧は１２．６Ｖ（４．２Ｖ×３）となり、コネクタ６の出力電圧は約１２．６Ｖから９Ｖ（約３．０Ｖ×３）となる。
【００２１】
図３は、１つのポリマー電池シートの構成を示す図である。図３において、７は保護回路基板である。保護回路基板７は、ポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉをコバルト系リチウムイオン電池で構成した場合における過電圧充電を防止するため、過放電でポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉの電圧が下がりすぎるのを防止するため、及び過電流を防止するために設けられている。
【００２２】
なお、ポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉをマンガン系リチウムイオン電池で構成した場合には、保護回路基板７の代わりに、過電流を防止するためのＰＴＣなどの保護素子を用いてもよい。
【００２３】
８は、後述するリードフレーム１２、１３と保護回路基板７を接続する配線である。９は、リードフレーム１２、１３間を絶縁するための絶縁用フィルム（絶縁シート）である。絶縁用フィルム９は、リードフレーム１２のリード部１２ａと、リードフレーム１３のリード部１３ａとの間に配置されている。
【００２４】
１０はフィルム（シート材）であり、後述するポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉ、リードフレーム８及び絶縁用フィルム９を挟んだ状態で熱圧着される。１１ａ〜１１ｉはポリマー電池セルである。
【００２５】
１２は正電極のリードフレームであり、図４に示すように複数の正電極部１２ｂと、各正電極部１２ｂを接続するリード部１２ａとを有している。１３は負電極のリードフレームであり、図５に示すように複数の負電極部１３ｂと、各負電極部１３ｂを接続するリード部１３ａとを有している。
【００２６】
本実施例では、ポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉの一部を構成する負電極部１３ｂ及び正電極部１２ｂは、リード部１３ａ、１２ａを介して接続されており、リードフレーム１２、１３として一体的に構成されている。ここで、リードフレーム１２、１３は、柔軟性を有している。
【００２７】
各ポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉは、外面を構成する２枚のフィルムシート１０によってリードフレーム１２、１３を挟んで、熱圧着することで形成されている。ここで、リードフレーム１２、１３のリード部１２ａ、１３ａの間には絶縁用フィルム９が配置されており、リード部１２ａ、１３ａは相互に絶縁された状態にある。
【００２８】
本実施例では、配線８を用いて、リードフレーム１２、１３の端面と保護回路基板７を接続しているが、リードフレーム１２、１３を直接、保護回路基板７に接続してもよい。
【００２９】
ポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉから配線８を介して保護回路基板７に出力された電圧は、コネクタ６を介して外部の携帯機器に供給される。また、外部からの供給される電力が、コネクタ６や保護回路基板７を介してポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉに充電される。
【００３０】
ポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉは平面状に配置されており、各ポリマー電池セル間は、上述したように２つのフィルムシート１０の熱圧着によって絶縁されている。このため、ポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉは個々の電池セルとして機能している。各ポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉを小型化することで、ポリマー電池２の柔軟性を高めることができる。
【００３１】
図６は、ポリマー電池シート４ａ〜４ｃの横断面図、すなわち、図３のＡ―Ａ断面図である。また、図７は、ポリマー電池セルの縦断面図、すなわち、図３のＢ―Ｂ断面図である。
【００３２】
２つのフィルムシート１０のうち一方のフィルムシート１０の上に、リードフレーム１２、ポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉ、リードフレーム１３、絶縁用フィルムシート９、保護回路基板７を配置した後に、他のフィルムシート１０を重ねる。そして、熱圧着することで、ポリマー電池シート４ａ〜４ｃが構成される。
【００３３】
図７において、１４は正極活物質層、１５はセパレータ、１６は負極活物質層、１７は電解質ゲル層（ポリマー電解質）を示している。
【００３４】
ポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉは、図７の下側から順に、フィルムシート１０、リードフレーム１２、正極活物質層１４、電解質ゲル層１７、セパレータ１５、負極活物質層１６、リードフレーム１３、フィルムシート１０が積層されている。ここで、絶縁用フィルム９は、リードフレーム１２、１３の一部の領域間に配置されている。上述した積層体を熱圧着することで、各ポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉで密封される。
【００３５】
ポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉの熱圧着する前の状態で、電池部分３に対して充電を行い、充電した電荷を放電できるようにした後、２つのフィルムシート１０を熱圧着する。
【００３６】
電解質ゲル層１７は、ゲル素材に電解液を沁み込ませることで構成されており、電解液が漏れ出す可能性が少ない。また、ポリマー電池セルの外面を、柔軟性を持つフィルムシート１０で構成することで、内部の電解液が漏れるといったこともなくなる。そして、電解液の漏れによって配線が切れてしまうといった不具合を防止することができる。
【００３７】
本実施例によれば、各ポリマー電池セル１１ａ〜１１ｉの負電極及び正電極それぞれを一体加工のリードフレーム１２、１３で構成することで、ポリマー電池セル間の接続を電池の製造過程で行うことができる。このため、従来のように電池をベルトに装着してから電池間の接続を行う場合に比べて、電池の生産性を向上させることができる。
【００３８】
また、本実施例では、各ポリマー電池セル間を２枚のフィルムシート１０で挟んで熱圧着することによって形成されたポリマー電池を使用しているため、ソフトケース１の側面、蓋面、底面における外壁と内壁の間の狭いスペースであっても電池を組込むことができる。
【００３９】
従来のポリマー電池セルは、外装フィルムを折り畳んで１つずつ製造しているが、本実施例では、２枚のフィルムシート１０で覆い、熱圧着によって各ポリマー電池セルを製造している。これにより、ポリマー電池セルの集電体、活物質、ゲル等の構成材に対して、従来技術のようにフィルムを折り曲げる際の曲げ力が加わることはない。しかも、フィルムを折り畳んで１つずつ電池セルを製造する場合に比べて、複数のポリマー電池セルを容易に製造することができる。
【００４０】
従来例のポリマー電池セルでは、集電体とリードが別体となっており、これらを接続する作業が必要であるが、本実施例では、ポリマー電池セルを構成する複数の負電極および正電極が一体的に構成されているため、ポリマー電池２の製造過程においてポリマー電池セル間の接続を行うことができる。
【００４１】
本実施例では、正電極のリードフレーム１２の形状と、負電極のリードフレーム１３の形状は互いに異なっているが、これらリードフレームの形状を同一形状としてもよい。この場合には、正電極部および負電極部が重なる領域に対して両側にリード部が位置するように、すなわち、２つのリード部が重ならないように、２つのリードフレームを配置することができる。このように配置すれば、リード部間の絶縁を行う必要がなくなり、絶縁フィルム９を設ける必要がなくなる。
【００４２】
特許文献２では、袋状の外装ケース内に発電要素を収容し、正極リードおよび負極リードを外装ケースのシール部より外部に引き出しているが、複数の電池を接続するには絶縁被膜で覆われた線材を用いて電池間の接続を行う必要がある。
【００４３】
一方、本実施例では、複数のポリマー電池セルの負電極及び正電極それぞれを１つのリードフレームで構成し、２つのリードフレームのリード部間に絶縁フィルム９を配置することで、ポリマー電池セルを平板状に形成できる。これにより、フィルムシート１０によって柔軟性があり、薄型のポリマー電池２を構成でき、ソフトケース１の各面における狭いスペースにポリマー電池２を収納することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】本発明の実施例１であるポリマー電池を内蔵したソフトケースの外観斜視図である。
【図２】ポリマー電池の構成を示す図である。
【図３】ポリマー電池シートの正面図である。
【図４】正電極のリードフレームの正面図である。
【図５】負電極のリードフレームの正面図である。
【図６】ポリマー電池シートの横断面図である。
【図７】ポリマー電池セルの縦断面図である。
【図８】従来の電池収納ベルトの構成を示す図（Ａ〜Ｄ）である。
【図９】従来の電池収納ケースの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００４５】
１  ソフトケース（ケース体）
２  ポリマー電池
１２  正電極のリードフレーム（第１のリードフレーム）
１３  負電極のリードフレーム（第２のリードフレーム）
１７  電解質ゲル層（ポリマー電解質）
【図１】
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【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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