(57)【要約】本発明は、密封パッケージに収容されたタブなしバッテリを提供する。バッテリ用のパッケージ材は、導電材及びシール材を備える。導電材の内面の少なくとも一部分は露出され、少なくとも１つの電極と導電材との間の内部コンタクトを形成するようになっている。また、導電材の外面の少なくとも一部分は露出され、電極とデバイスとの間の外部コンタクトを形成するようになっている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリであって、陽極電極と、陰極電極と、電解質と、少なくとも１つの外部電極コンタクトと、前記バッテリの周辺の少なくとも一部分のまわりで密封されたバッテリ容器とを備え、前記バッテリ容器が導電材を備え、前記外部電極コンタクトが前記導電材から形成されることを特徴とするバッテリ。
【請求項２】
前記バッテリ容器が、シール材を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ。
【請求項３】
前記バッテリ容器が、保護ポリマー材を更に備えることを特徴とする請求項２に記載のバッテリ。
【請求項４】
前記シール材、前記導電材、及び前記保護ポリマー材が、別個の材料であることを特徴とする請求項３に記載のバッテリ。
【請求項５】
前記バッテリ容器が積層体であり、前記積層体が、前記シール材の第１の層と、前記保護ポリマー材の第２の層と、前記第１の層と前記第２の層との間に配置された導電材の層とを備えることを特徴とする請求項４に記載のバッテリ。
【請求項６】
前記第１の層及び前記第２の層の少なくとも一方が不連続であることを特徴とする請求項５に記載のバッテリ。
【請求項７】
前記第１の層が、前記バッテリの周辺の密封部分の領域内の位置で不連続であり、前記導電材の第１の表面が露出するようになっており、前記露出した第１の表面の少なくとも一部分が、電極と電気接触することを特徴とする請求項６に記載のバッテリ。
【請求項８】
前記第２の層が、前記バッテリの周辺の密封部分の領域内の位置で不連続であり、前記導電材の第２の表面が露出するようになっており、前記露出した第２の表面の少なくとも一部分が、前記外部コンタクトを形成することを特徴とする請求項７に記載のバッテリ。
【請求項９】
前記第１の層が、前記バッテリの周辺の密封部分の領域外の位置で同様に不連続であり、前記周辺の密封部分の外側の前記導電材の前記第１の表面が同様に露出するようになっており、前記周辺の密封部分の外側の前記露出した第１の表面が、前記外部コンタクトを形成することを特徴とする請求項７に記載のバッテリ。
【請求項１０】
前記第２の層が、前記バッテリの周辺の密封部分の領域外の位置で不連続であり、前記導電材の第２の表面が露出するようになっており、前記周辺の密封部分の外側の前記露出した第２の表面が、前記外部コンタクトを形成することを特徴とする請求項７に記載のバッテリ。
【請求項１１】
前記第１の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第１の表面から前記シール材の一部分を除去することで形成され、前記第２の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第２の表面から前記保護ポリマー材の一部分を除去することで形成されることを特徴とする請求項８に記載のバッテリ。
【請求項１２】
前記第１の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第１の表面上へシール材を選択的に堆積させることで形成され、前記第２の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第２の表面上へ保護ポリマー材を選択的に堆積させることで形成されることを特徴とする請求項８に記載のバッテリ。
【請求項１３】
前記第１の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第１の表面から前記シール材の一部分を除去することで形成されることを特徴とする請求項９に記載のバッテリ。
【請求項１４】
前記第１の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第１の表面上へシール材を選択的に堆積させることで形成されることを特徴とする請求項９に記載のバッテリ。
【請求項１５】
前記第１の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第１の表面から前記シール材の一部分を除去することで形成され、前記第２の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第２の表面から前記保護ポリマー材の一部分を除去することで形成されることを特徴とする請求項１０に記載のバッテリ。
【請求項１６】
前記第１の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第１の表面上へシール材を選択的に堆積させることで形成され、前記第２の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第２の表面上へ保護ポリマー材を選択的に堆積させることで形成されることを特徴とする請求項１０に記載のバッテリ。
【請求項１７】
前記シール材の前記選択的堆積及び前記保護ポリマー材の前記選択的堆積が、前記導電層の前記第１の表面上に前記シール材を印刷すると共に、前記導電層の前記第２の表面上に前記保護ポリマー材を印刷することによって行われることを特徴とする請求項１２に記載のバッテリ。
【請求項１８】
前記シール材の前記選択的堆積が、前記導電層の前記第１の表面上に前記シール材を印刷することによって行われることを特徴とする請求項１４に記載のバッテリ。
【請求項１９】
前記シール材の前記選択的堆積及び前記保護ポリマー材の前記選択的堆積が、前記導電層の前記第１の表面上に前記シール材を印刷すると共に、前記導電層の前記第２の表面上に前記保護ポリマー材を印刷することによって行われることを特徴とする請求項１６に記載のバッテリ。
【請求項２０】
前記電極と前記導電材の前記表面との電気接触が、前記導電層の前記露出面上に電極活物質を印刷することによって行われることを特徴とする請求項７に記載のバッテリ。
【請求項２１】
バッテリを組立てる方法であって、導電材及びシール材を備えるパッケージ材を準備する段階と、前記導電材の第１の表面の一部分を露出させる段階と、前記導電材の第２の表面の一部分を露出させる段階と、陽極、陰極、及び電解質をパッケージ材内に封入する段階と、電極と前記第１の表面との間の電気接触を形成させる段階と、前記第２の表面が前記バッテリの外部にあるように前記パッケージ材の周辺のまわりを密封する段階とを含むことを特徴とする方法。
【請求項２２】
前記導電材の第１及び第２の表面の一部分を露出させる段階が、前記導電材の前記表面から表層材を除去する段階を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【請求項２３】
前記導電材の第１及び第２の表面の一部分を露出させる段階が、前記導電材の前記表面へ表層材を選択的に被覆する段階を含むことを特徴とする請求項２１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可撓性薄型バッテリ及びそのようなバッテリを製造するための方法に関する。詳細には、本発明は、電極コンタクトがバッテリ・ハウジングと一体になった可撓性薄型バッテリに関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、可撓性薄型バッテリは、バッテリ電極と該バッテリで駆動されるデバイスとの間に電流を流すためのコンタクトを備える。一般に、これらのコンタクトはタブ形式であり、電極活物質又は電極基材の一端に接続された１つ又はそれ以上の別個の構造体であり、バッテリの内側からバッテリの外側まで延びている。一般に、可撓性薄型バッテリは、バッテリの周辺を密封して電極、電解質、及びセパレータ構成部材を取り囲むようになったハウジング又はパッケージを更に備える。一般に、このパッケージシールは、シール材に熱又は圧力、又は両方を加えて、パッケージ材の対向する面を結合することで形成される。
【０００３】
タブは、幾つかの理由によってこの構造形式において問題点を提示する。タブが電極構造体と一体でない場合、電流の流れを可能にするために、通常、タブを電極構造体に溶着又は接着結合することで、タブを電極構造体に付着させる必要がある。これは複雑な工程である。更に、タブは、電極構造体に接触するだけではなく、パッケージ又はハウジングの範囲を越えてバッテリの外側に延び、バッテリによって駆動されるデバイスと接触する必要もある。タブをバッテリ・パッケージの内側から外側へ延ばすと、タブが通過する必要がある領域におけるパッケージシールの効力が失われる場合がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従って、電極からバッテリ駆動デバイスへのコンタクトが、バッテリ・パッケージのシール領域を通過するタブを必要とすることなく提供される可撓性薄型バッテリに対するニーズがある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
薄型で、好ましくは可撓性のバッテリは、密封ハウジング又はパッケージ内に収容された陽極、陰極、及び電解質と、バッテリからバッテリ駆動デバイスへ電流を供給するコンタクトとを備える。コンタクトは、バッテリのパッケージ又はハウジングを形成する材料と一体であり、結果的に、タブはバッテリのパッケージ又はハウジングのシール領域を通過する必要がなくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
本発明の薄型可撓性タブなしバッテリ１の構成部材としては、可撓性があり薄型のバッテリのパッケージ、ハウジング、又は容器９に収容された陽極３、陰極５、セパレータ７、及び電解質を挙げることができる。陽極３は、電気化学的活物質を含み、これは結合剤及び他の添加物と混ぜ合わせることができる。このような活物質は、有孔又は無孔フォイル、発泡体、スクリーン、メッシュ、又は公知の他の材料等の基材に付着させることができる。同様に、陰極５は電気化学的活物質を含み、これは結合剤及び他の添加物と混ぜ合わせることができる。このような活物質は、同様に有孔又は無孔フォイル、発泡体、スクリーン、メッシュ、又は公知の他の材料等の基材に付着させることができる。本発明の好ましい実施形態は平面陽極及び陰極を用いているが、本発明の範囲を逸脱することなく巻き型電極等の他の電極形状因子を使用できることを理解されたい。
【０００７】
本発明の薄型バッテリのパッケージ又はハウジング９の材料は、いくつかの機能を果たす。この材料は、その周辺のまわりを密封可能であり、バッテリ構成部材に対する有効な容器を提供する。また、この材料は、電解質蒸気がバッテリから逸脱するのを防止する障壁を提供し、外部ガスの侵入及び水分の出入りを防止し、更に、重要なことには導電面を提供する。また、この材料は、環境暴露に耐える十分な耐久性をもつ。これらの特性は、単一材料内に統合されるか、又は材料の集合体を使用することで実現される。
【０００８】
好適な薄型バッテリのパッケージ材の１つは、複数の別々の層の積層体を備える。積層体は、内側のヒートシール性又は圧力シール性ポリマー層１１と外側の保護ポリマー層１５との間に挟まれた導電層１３を備える。また、個々の層を互いに結合する接着層又は結合層は、積層体内に存在できる。通常、一方の面が保護ポリマーで囲まれ、反対の面がヒートシール性又は圧力シール性ポリエチレン又はポリプロピレンによって囲まれた金属フォイルで構成された積層体を使用できる。このような積層体は、例えば、米国ケンタッキー州シェルビビル所在のＰｈａｒｍａ  Ｃｅｎｔｅｒ  Ｓｈｅｌｂｙｖｉｌｌｅ，Ｉｎｃ．から製品名９７０３１として、日本国東京の大日本印刷株式会社から製品名Ｄ−ＥＬ４０Ｅとして、又は日本国東京の住友電気工業株式会社から製品名Ｌ−ＮＹ−Ａｌ−ＴＲＰＰ−Ｌとして入手可能である。エチレン・アクリル酸（ＥＥＡ）ヒートシール層を有する積層体は、Ｐｈａｒｍａ  Ｃｅｎｔｅｒ  Ｓｈｅｌｂｙｖｉｌｌｅ，Ｉｎｃ．から製品名称９５０１４として入手可能である。もしくは、エチレン・メタクリル酸又はポリエチレン・メタクリル酸ヒートシール層は、米国ルイジアナ州ホーマ所在のＬｕｄｌｏｗ  Ｃｏａｔｅｄ  Ｐｒｏｄｕｃｔが製造している。適切な積層体及び関連のシール層は、他にも要因はあるが、本技術分野では公知なように使用する電解質の種類に基づいて選択することができる。不浸透性金属フォイル層は、アルミニウム、ニッケル、銅、及びステンレス鋼等の任意の種々の金属であってもよい。保護ポリマー層は、ポリエステル又はナイロンが好ましいが、ポリプロピレン又はポリエチレン等の他のポリマー材もこの層に使用できる。
【０００９】
本発明のバッテリの陽極−陰極電極活物質は、亜鉛−二酸化マンガン、リチウム−黄鉄鉱、リチウム−二酸化マンガン、リチウム−硫黄、及び当業者には公知の他の組み合わせといった、任意の公知の種々の適切な電気化学的組み合わせであることができる。公知の結合剤及び導電体を含む適切な添加物は、本発明の範囲を逸脱することなく活物質剤中に含有することができる。電解質及びセパレータは、電極形状因子、セル化学成分、及び材料安定性といった種々の因子に基づいて選択できるが、このことは全て当業者により一般に行われている。
【００１０】
本発明の好ましい実施形態において、陽極３の全部又は少なくとも一部分は、パッケージ又はハウジング９の第１の導電層１３の少なくとも１つの表面と電気的に接触している。陰極５の全部又は少なくとも一部分は、パッケージ又はハウジング９の第２の導電層１３の少なくとも１つの表面と電気的に接触している。当業者であれば理解できるように、化学組成及び他のセル属性に基づいて、陽極及び陰極の導電層１３は同じ材料であってもよく、又は陽極及び陰極の導電層１３には異なる材料を使用してもよい。本出願の目的上、電流が陽極とパッケージの導電層との間を通過できる場合、陽極はパッケージの導電層の１つの表面と電気的に接触した状態にあり、電流が陰極とパッケージの導電層との間を通過できる場合、陰極はパッケージの導電層の１つの表面と電気的に接触した状態にある。このような電気接触は、電極とパッケージ９の導電層１３との間の緊密かつ直接的な物理的接触によって行うことができ、又は電極とパッケージ９の導電層１３の露出内面との間に延びる導電性中間材料（例えば、内部タブ又は内部材料層）の使用によって行うことができる。導電性中間材料は、種々のセル構成部材間の直接的な腐食反応又は他の望ましくない反応を防止するのが望ましいであろう。
【００１１】
本技術分野では公知のように、各電極は二面間の領域を共有し、一般にその内部にはセパレータ７が挿入され、各電極の間の電気接続及びその結果として生じるバッテリの内部短絡が防止される。セパレータの材料としては、ゲル、紙、ポリマー、多孔性フィルム、織布、及び不織布を挙げることができ、本技術分野では公知のように、セルの化学組成及び構造、及び作動パラメータに基づいて選択できる。当業者であれば、各電極間の二面間領域が一方の電極から他方の電極への電子流を防止するのに十分な間隔を有している共面電極構造は、本明細書に説明した発明に使用でき、結果的に別個のセパレータ構成部材を必要としないことを理解できるはずである
【００１２】
バッテリ構成部材（陽極、陰極、セパレータ、電解質）は、部分的に密封されたパッケージ内に挿入される。少なくとも１つの電極と内部コンタクト面との間の電気接触は、周辺の密封部分領域１７を形成するための、パッケージ材９の２つの層の所定の周辺のまわりの残りの密封の前に又はその後に確立される。
【００１３】
図１及び図２に示す１つの実施形態において、可撓性バッテリの少なくとも１つのコンタクトはパッケージ９の開口部１９の形状を呈し、電極が電気的に接触する面とは反対側の導電層１３の面の一部分を外部環境に露出させる。一部分が外部環境に露出された導電層１３のこの面は、本明細書では外部コンタクト面１３ａと呼ぶ。この実施形態においては、開口部１９又はポートは、周辺の密封部分内のバッテリの中央部分に配置されるのが好ましい。円形の開口部が示されているが、当業者であれば、他の形状のものも考え得ることを理解されたい。陽極及び陰極用のコンタクトはこの構成を用いて形成することができる。
【００１４】
外部コンタクト面１３ａとは反対側の導電層１３の面は、本発明の可撓性バッテリの電極に電気的に接触する。電極と電気接触する導電層１３の面は、本明細書では内部コンタクト面１３ｂと呼ぶ。本発明の好ましい実施形態において、導電層１３の内部コンタクト面上に電極活物質を直接堆積させることによって、電極と内部コンタクト面１３ｂとの間の電気接触が確立する。この堆積は、種々の印刷技術又はロール塗布法又は粉体塗装法又は蒸着法、又は電極と導電層１３の内部コンタクト面との間の緊密かつ直接的な物理的接触を確立する他の手段によって行うことができる。また、電気接触は、電極と内部導電面１３ｂとの間に導電材の１つ又はそれ以上の区域を付着させて、内部タブ又は内部導電層を形成することによって確立できる。以上のことは、例えば、電極材料が導電層１３に直接接触するようになった際に好ましくない反応が発生する場合に好ましいであろう。
【００１５】
本発明の別の態様において、本発明によるバッテリ・パッケージ材を連続的に製造する方法を実施できる。図３及び図４に示すように、導電層１３の連続ウエブは、導電層１３の連続ウエブの１つの表面上の保護ポリマー層１５で選択的に被覆され、導電層１３の連続ウエブの反対側の面上の感熱又は感圧接着剤層で選択的で被覆される。本明細書で用いる場合、選択的な被覆は、当業者には公知の任意の種々の方法を用いて、所定パターンの材料を表面上に堆積させることを意味し、限定されるものではないが、前述の印刷技術又はロール塗布法又は粉体塗装法又は蒸着法を含むことができる。図４ａにおいて、円形のポート１９は、保護ポリマー１５を導電層１３の１つの表面上へ選択的に被覆することで形成される。図４ｂは、導電層１３ウエブの反対側の面を示し、そこでは、図４ｂに領域Ｂとして示す電極材料の堆積に適した領域が矩形形状で示され、この領域は導電層ウエブのその表面上への感熱又は感圧材料１１の選択的な被覆によって形成される。ウエブの更なる工程処理としては、その目的のために形成された領域上への電極活物質の堆積、並びに、セル又はその一部を組立てるのに所望の又は必須のセパレータ又は他の中間層といった他の層の導入を含むことができる。
【００１６】
パターン化されたウエブを作る別の方法は、バッテリ・ハウジング材を形成することになる種々の材料層を打ち抜きし、次に各層を積層することによって、本発明により実施できる。この方法により、セル・コンタクトを形成するのに適している位置で導電層１３の内部及び外部コンタクト面を露出させることができる。この方法で製造したハウジング材は、例えば、その目的のために形成された領域上への電極活物質の堆積、及びセルを組立てるのに所望の又は必須のセパレータ又は他の中間層等の他の層の導入といった、別の工程処理を行うことができる。
【００１７】
図５及び図６に示す別の実施形態において、可撓性バッテリの少なくとも１つの外部コンタクト２１は、導電層１３の一部分をバッテリの周辺の密封部分１７の外側に延ばし、バッテリの周辺の密封部分１７の外側に延ばした導電層１３の一部分を外部環境に露出させることによって形成される。外部コンタクト２１を形成する導電層１３の露出部分は、導電層１３の単一表面１３ａを備えることが好ましい。その表面は、必須ではないが、周辺の密封部分の内側で電極に電気接触する導電層１３の表面１３ｂであってもよい。図５及び図６に示す実施形態において、外部環境に露出されて外部コンタクト２１を形成する表面１３ａは、同様に電極材料と電気接触する表面１３ｂであり、パッケージ材の基層が周辺の密封部分１７を越えて延びて外部コンタクト２１の支持部をもたらすことを可能にする。もしくは、コンタクト２１は、導電層１３の反対側の面の少なくとも一部分を露出させる（図示せず）ことによって形成してもよく、又は各導電層１３の両方の対向面の少なくとも一部分を露出させる（図示せず）ことによって形成してもよい。陽極及び陰極のコンタクトは、前述の構成のいずれかを用いて、本発明の範囲を逸脱することなく実現することができる。
【００１８】
本発明の別の態様において、前述の別の実施形態によるバッテリ・パッケージ材を連続的に製造する方法を実施することができる。図７及び図８に示すように、導電層１３の連続ウエブは、導電層１３の連続ウエブの一方の表面上に保護ポリマーの層１５が連続的に被覆されるが、反対側の面は感熱又は感圧接着剤の層１１が選択的に被覆される。露出された外部コンタクト面１３ａ及び内部コンタクト面１３ｂは、感熱又は感圧接着剤１１の選択的な被覆によって形成され、電極材料の堆積に利用できる領域（図８に領域Ｂで示す）、及び図８に領域Ａで示す外部コンタクトとして使用される第２の領域が形成されるようになっている。この方法は、本発明のバッテリ・パッケージが２つのウエブ又は同一のウエブのいずれかから切り取ったシートの適切な結合によって形成できるので、パッケージ材のウエブの単一表面上の選択的被覆工程のみを必要とするという別の利点をもたらす。ウエブの更なる工程処理としては、その目的のために形成された領域上への電極活物質の堆積、並びに、セル又はその一部を組立てるのに所望の又は必須のセパレータ又は他の中間層といった他の層の導入を含むことができる。
【００１９】
本発明の更に別の実施形態において、セルの陽極及び陰極の外部コンタクトは、各々の接触面が同じ方向を向くように形成されるので、デバイスのコンタクトとセルのコンタクトとが整合するという別の潜在的に有利な設計及び配置が可能になる。図９及び図１０に示す実施形態において、バッテリのハウジング又はパッケージ材の第１のウエブは１つの電極外部コンタクト２５用に作られ、第２のウエブは別の電極外部コンタクト２７用に作られる。第１のウエブは図７及び図８に示すようなものであってもよいが、第２のウエブは図１１及び図１２に示される。この実施形態において、図７及び図８に示すように、第１のウエブに関する外部露出コンタクト面１３ｂは、内部コンタクト面１３ａと同じ面である。しかしながら、第２のウエブにおいて、外部露出コンタクト面１３ｂは、ウエブに関して内部コンタクト面１３ａの反対側にある。保護材料２９は、露出外部コンタクト面１３ａとは反対側の導電層１３上に堆積されることが好ましい。
【００２０】
本発明のセル又はバッテリの陽極及び陰極は、電極活物質を導電層の露出面に直接付着させることによって形成され、導電層がバッテリのハウジング又はパッケージ材としても機能することが好ましい。電極活物質は、所定の場所から表層材料を除去すること又は導電材の表面上へ表層材料を選択的に被覆することのいずれかによって表層が不連続に設けられた露出導電面へ付着される。電極活物質は、露出導電面上に印刷された印刷可能インキの形態であってもよい。もしくは、電極活物質は、選択的に露出された導電面上にロール塗布されたスラリーの形態であってもよい。もしくは、電極活物質は、溶融形態で導電面上に適切に施されてもよい。もしくは、電極活物質は、導電面に塗布された糊の形態であってもよい。もしくは、電極活物質は、冷間圧接、超音波溶接、導電接着剤等によって導電面に付着された固形フォイルの形態であってもよい。前述の導電材１３の内部導電面上への堆積の後に、導電面への活物質の付着を促進させ、活物質の密度を高め、又は他の有用な特性が得られる圧縮ステップを行うことができる。当業者であれば、電極活物質と選択的に露出された導電面との間の導電性コンタクトを形成するために、多種多様な方法及び材料を使用できることを理解できるはずである。
【実施例１】
【００２１】
電極組立体は、陰極、陽極、及びセパレータから構成した。陰極は、スラリーに混ぜ合わせた黄鉄鉱、導電材、及び結合剤で構成され、アルミフォイルの両面に間欠的にロール塗布し、３７ミリメートル×３９．５ミリメートル×０．１７ミリメートルの平面シートを形成した。陽極は、３８ミリメートル×３８ミリメートル×０．１５２ミリメートルのリチウムシートから構成した。軟ニッケルタブは、リチウムフォイルの一端に冷間圧接した。次に、Ｃｅｌｇａｒｄ２４００セパレータは、一体になったリチウムフォイル及びニッケルタブの組立体のまわりにヒートシールを行い、セパレータ周辺の密封部分から突出したニッケルタブの一部分を残した。内部陽極コンタクトは、Ｐｈａｒｍａ  Ｃｅｎｔｅｒ  Ｓｈｅｌｂｙｖｉｌｌｅから入手できる製品名９５０１４の積層体シートを用いて、ヒートシール層の一部分を選択的に除去してアルミニウム層の内面を露出させることによって形成した。ニッケルタブの突出端部は、内部陽極コンタクトを確立するためにこのアルミニウム層の露出面に直接接触した状態で配置した。内部陰極コンタクトは、前述の積層体の第２のシートを用いて、ヒートシール層の一部分を選択的に除去してアルミニウム層の内面を露出させることによって形成した。次に、前述の陰極ストリップは、内部陰極コンタクトを確立するためにこのアルミニウム層の露出面に直接接触した状態で配置した。外部陽極及び陰極コンタクトは、各々のシート上の保護ポリマー層の一部分を選択的に除去して形成し、アルミニウム層の反対側の外面が露出して外部コンタクトポートが形成される。
【００２２】
電極、セパレータ、及び２枚の積層体シートは、周辺の一部分のまわりのヒートシールによって結合させて、開放型バッテリポーチを形成した。９．１４重量パーセントのＬｉＩ（ヨウ化リチウム）、６３．０５％のＤＩＯＸ、２７．６３重量パーセントのＤＭＥ、０．１８重量パーセントのＤＭＩから成る１グラムの適切な非水系電解質をポーチ内に導入したが、ＤＩＯＸは１，３−ジオキソラン、ＤＭＥは１，２−ジメトキシエタン、ＤＭＩは３，５−ジメチルイソキサゾールであった。次に、ポーチの開口部をヒートシールした。外部陽極及び陰極コンタクトは、ポーチの周辺の密封部分の内側に配置した。全てのセル構成部材の間の良好な接触を確保するために、ポーチバッテリの主面に圧力を加えた。次に、外部コンタクトに負荷を接続して、バッテリを７ミリアンペアで連続流出させて０．９ボルトまで放電した。シール領域を通過するポーチの内側からポーチの外側までの導電材を必要とすることなく、６６パーセントの放電効率が得られた。
【実施例２】
【００２３】
陽極、陰極、セパレータ、及び関連のタブは、実施例１と同様に組み立てた。陽極及び陰極用の内部コンタクトは、積層体の２枚の別個のシートから実施例１と同様に形成した。バッテリ構成部材を収容する開放型ポーチは、２つの別個のシートを一緒にヒートシールして形成し、実施例１と同様に電解質を開放型ポーチ内に導入した。次に、ポーチの開口部をヒートシールした。外部陽極及び陰極コンタクトは、ポーチ周辺の密封部分を越えて延びる各々の積層体シートの一部分上に形成した。保護ポリマー層又はヒートシール性ポリマー層、又はその両方の材料を選択的に除去し、積層体の導電性アルミニウム層の一方又は両方の表面を露出させた。全てのセル構成部材の間の良好な接触を確保するために、ポーチバッテリの主面に圧力を加えた。次に、外部コンタクトを負荷に接続して、バッテリを７ミリアンペアで連続流出させて０．９ボルトまで放電した。シール領域を通過するポーチの内側からポーチの外側までの導電材を必要とすることなく、７７パーセントの放電効率が得られた。
【００２４】
前記に本発明のいくつかの実施形態を説明したが、本発明の概念及び範囲を逸脱することなく多くの変更を行い得ることを理解されたい。例えば、薄型で好ましくは可撓性のバッテリの前述の検討は、単一陰極に接続された単一陽極に集中しているが、当業者であれば陽極及び陰極の組の任意の組数を、並列、直列、又はその両者の状態で、本発明の範囲を逸脱することなくバッテリ内部に組み込み得ることを理解できるはずである。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明のバッテリの断面図である。
【図２】図１のバッテリの別の図である。
【図３】本発明によるバッテリ・パッケージ又はハウジングの製造に用いるウエブ材の断面図である。
【図４Ａ】図３のウエブの別の図である。
【図４Ｂ】図３のウエブの別の図である。
【図５】本発明のバッテリの他の実施形態の断面図である。
【図６】図５のバッテリの別の図である。
【図７】本発明による図５及び図６に示すバッテリ・パッケージ又はハウジングの製造に用いるウエブ材の断面図である。
【図８】図７のウエブの別の図である。
【図９】本発明のバッテリの実施形態の平面図である。
【図１０】図９のバッテリの断面図である。
【図１１Ａ】本発明による図９及び図１０に示すバッテリ・パッケージ又はハウジングの製造に用いるウエブ材の平面図である。
【図１１Ｂ】図１１Ａのウエブ材の下面図である。
【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【手続補正書】
【提出日】平成15年10月4日(2003.10.4)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
陽極電極と、陰極電極と、電解質と、少なくとも１つの外部電極コンタクトと、バッテリの周辺の少なくとも一部分のまわりで密封されたバッテリ容器とを備え、前記バッテリ容器が導電材を備え、前記外部電極コンタクトが前記導電材から形成されている可撓性薄型バッテリであって、
前記バッテリ容器が積層体であり、前記積層体が、前記シール材の第１の層と、前記保護ポリマー材の第２の層と、前記第１の層と前記第２の層との間に配置された導電材の層とを備えることを特徴とするバッテリ。
【請求項２】
前記バッテリ容器が、シール材を更に備えることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ。
【請求項３】
前記バッテリ容器が、保護ポリマー材を更に備えることを特徴とする請求項２に記載のバッテリ。
【請求項４】
前記シール材、前記導電材、及び前記保護ポリマー材が、別個の材料であることを特徴とする請求項３に記載のバッテリ。
【請求項５】
前記第１の層及び前記第２の層の少なくとも一方が不連続であることを特徴とする請求項１に記載のバッテリ。
【請求項６】
前記第１の層が、前記バッテリの周辺の密封部分の領域内の位置で不連続であり、前記導電材の第１の表面が露出するようになっており、前記露出した第１の表面の少なくとも一部分が、電極と電気接触することを特徴とする請求項５に記載のバッテリ。
【請求項７】
前記第２の層が、前記バッテリの周辺の密封部分の領域内の位置で不連続であり、前記導電材の第２の表面が露出するようになっており、前記露出した第２の表面の少なくとも一部分が、前記外部コンタクトを形成することを特徴とする請求項６に記載のバッテリ。
【請求項８】
前記第１の層が、前記バッテリの周辺の密封部分の領域外の位置で同様に不連続であり、前記周辺の密封部分の外側の前記導電材の前記第１の表面が同様に露出するようになっており、前記周辺の密封部分の外側の前記露出した第１の表面が、前記外部コンタクトを形成することを特徴とする請求項６に記載のバッテリ。
【請求項９】
前記第２の層が、前記バッテリの周辺の密封部分の領域外の位置で不連続であり、前記導電材の第２の表面が露出するようになっており、前記周辺の密封部分の外側の前記露出した第２の表面が、前記外部コンタクトを形成することを特徴とする請求項６に記載のバッテリ。
【請求項１０】
前記第１の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第１の表面から前記シール材の一部分を除去することで得られ、前記第２の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第２の表面から前記保護ポリマー材の一部分を除去することで得られることを特徴とする請求項７に記載のバッテリ。
【請求項１１】
前記第１の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第１の表面上へシール材を選択的に堆積させることで得られ、前記第２の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第２の表面上へ保護ポリマー材を選択的に堆積させることで得られることを特徴とする請求項７に記載のバッテリ。
【請求項１２】
前記第１の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第１の表面から前記シール材の一部分を除去することで得られることを特徴とする請求項８に記載のバッテリ。
【請求項１３】
前記第１の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第１の表面上へシール材を選択的に堆積させることで得られることを特徴とする請求項８に記載のバッテリ。
【請求項１４】
前記第１の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第１の表面から前記シール材の一部分を除去することで得られ、前記第２の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第２の表面から前記保護ポリマー材の一部分を除去することで得られることを特徴とする請求項９に記載のバッテリ。
【請求項１５】
前記第１の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第１の表面上へシール材を選択的に堆積させることで得られ、前記第２の層の不連続な部分が、前記導電材の前記第２の表面上へ保護ポリマー材を選択的に堆積させることで得られることを特徴とする請求項９に記載のバッテリ。
【請求項１６】
前記シール材の前記選択的堆積及び前記保護ポリマー材の前記選択的堆積が、前記導電層の前記第１の表面上に前記シール材を印刷すると共に、前記導電層の前記第２の表面上に前記保護ポリマー材を印刷することによって得られることを特徴とする請求項１１に記載のバッテリ。
【請求項１７】
前記シール材の前記選択的堆積が、前記導電層の前記第１の表面上に前記シール材を印刷することによって得られることを特徴とする請求項１３に記載のバッテリ。
【請求項１８】
前記シール材の前記選択的堆積及び前記保護ポリマー材の前記選択的堆積が、前記導電層の前記第１の表面上に前記シール材を印刷すると共に、前記導電層の前記第２の表面上に前記保護ポリマー材を印刷することによって得られることを特徴とする請求項１５に記載のバッテリ。
【請求項１９】
前記電極と前記導電材の前記表面との電気接触が、前記導電層の前記露出面上に電極活物質を印刷することによって得られることを特徴とする請求項６に記載のバッテリ。
【請求項２０】
バッテリを組立てる方法であって、シール材の第１の層と、保護ポリマー材の第２の層と、前記第１の層と前記第２の層との間に配置された導電材の層とを含む積層体を備えるパッケージ材を準備する段階と、前記導電材の第１の表面の一部分を露出させる段階と、前記導電材の第２の表面の一部分を露出させる段階と、陽極、陰極、及び電解質をパッケージ材内に封入する段階と、電極と前記第１の表面との間の電気接触を形成させる段階と、前記第２の表面が前記バッテリの外部にあるように前記パッケージ材の周辺のまわりを密封する段階と、を含むことを特徴とする方法。
【請求項２１】
前記導電材の第１及び第２の表面の一部分を露出させる段階が、前記導電材の前記表面から表層材を除去する段階を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【請求項２２】
前記導電材の第１及び第２の表面の一部分を露出させる段階が、前記導電材の前記表面へ表層材を選択的に被覆する段階を含むことを特徴とする請求項２０に記載の方法。
【国際調査報告】
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