(57)【要約】      （修正有）【課題】渦電流の影響を受けない非接触電流伝送機構を備えた電子デバイスの提供。【解決手段】正極層１と負極層２の間に固体電解質層３を有する焼結体からなる全固体型リチウムイオン二次電池１０と、非接触電力伝送機構と、を有する電子デバイスであって、固体電解質層３としては、例えば、Ｌｉ３＋ｘ１Ｓｉｘ１Ｐ１−ｘ１Ｏ４（０．４≦ｘ１≦０．６）、Ｌｉ１＋ｘ２Ａｌｘ２Ｔｉ２−ｘ２（ＰＯ４）３（０≦ｘ２≦０．５）、リン酸ゲルマニウムリチウム（ＬｉＧｅ２（ＰＯ４）３）、Ｌｉ２Ｏ−Ｖ２Ｏ５−ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３から選択される少なくとも１種を用いる非接触伝送機構を有する電子デバイス。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極層と負極層の間に固体電解質層を有する焼結体からなる全固体型リチウムイオン二次電池と、非接触電力伝送機構と、を有する電子デバイス。    
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、全固体型リチウムイオン二次電池と非接触電力伝送機構を内蔵した電子デバイスに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン二次電池は高電圧、高エネルギー密度の特徴を有し、携帯電話をはじめ、ノートＰＣ、ＰＤＡといった携帯小型機器に広く使用されている。
【０００３】
従来、非接触充電方式で二次電池に充電すると、給電コイルから送られてくる高周波の磁束によって渦電流が発生して正常なワイヤレス給電ができなくなったり、異常発熱を起こしてしまったりするおそれがあった。
【０００４】
そのため、特許文献１のように、磁性箔体を用いることで渦電流に起因する発熱や充電効率の低下を抑制することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】ＷＯ２００７−０８０８２０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１のように渦電流を抑えるために磁性箔体が必要になり、結果としてデバイス構造の複雑化や製造コストの増大につながる恐れがある。
【０００７】
本発明は上記従来技術の課題に鑑みてなされたものであり、渦電流の影響を受けない非接触電力伝送機構を内蔵した電子デバイスを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記の目的を達成する本発明の構成は以下の通りである。
【０００９】
正極層と負極層の間に固体電解質層を有する焼結体からなる全固体型リチウムイオン二次電池と、非接触電力伝送機構と、を有する電子デバイスによって本願の課題を解決することができる。
【００１０】
本発明によれば、全固体型リチウムイオン二次電池は全体がセラミックス製のため、磁性シートや軟磁性材料のようなシールド構造を用いる必要がなくなる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、渦電流の影響を受けない非接触電力伝送機構を内蔵した電子デバイスを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の全固体型リチウムイオン二次電池の概念的構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。また以下に記載した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のものが含まれる。さらに以下に記載した構成要素は、適宜組み合わせることができる。
【００１４】
本実施形態で用いられる電子デバイスは、例えば心電計や脳波・心拍・加速度・体温・呼吸の計測機器，脈拍センサー，多機能ウオッチ，補聴器，ヘッドセットといったウェアラブルデバイス（身に付ける機器）である。
【００１５】
＜実施形態＞
本発明における電子デバイスは、全固体型リチウムイオン二次電池１０と、非接触電力伝送機構から構成される。電子デバイスに内蔵される全固体型リチウムイオン二次電池１０には、非接触電力伝送機構を用いて外部電源より電力が供給される。
上記非接触電力伝送機構には、電力を受信する受信コイルと、発生する交流電流を直流に変換する整流回路と、電圧を一定にする平滑回路が内蔵される。また、電子デバイスに過充電防止回路が内蔵されていてもよい。
なお、電子デバイスにおいて、全固体型リチウムイオン二次電池１０、受信コイル、清流回路、過充電防止回路の位置関係は特に限定されない。
【００１６】
受電コイルならびに給電コイルは、リッツ線等の導線が渦巻き状に巻回された平面コイルであることが好ましい。また、受電コイルならびに給電コイルは、例えば円形もしくは楕円形状、角型である。また、受電コイルならびに給電コイルは一層で巻回した方が好ましい。また、受電コイルならびに給電コイルは、互いに対向し、出来るだけコイルの中心位置がお互いに一致していることが好ましい。また、受電コイルは給電コイルになるべく近づけた方が好ましい。
【００１７】
電子デバイスは、給電コイルに交流電流を流すことで受電コイルに誘導電流が流れ、整流回路を用いて直流に変換し、平滑回路を通して全固体型リチウムイオン二次電池を充電する非接触電力伝送機構を有する。非接触電力伝送機構は、このような電磁誘導方式の他に、磁気共鳴方式の適用も可能である。この場合は、受電コイルならびに給電コイル同士が同じ固有振動数である必要がある。
【００１８】
全固体型リチウムイオン二次電池１０は電池ケース（図示せず）などに収納されていることが好ましい。電池ケースは、プラスチック等の伝導性のない材料で構成されていることが好ましい。
【００１９】
本実施形態であれば、全固体型リチウムイオン二次電池は全体がセラミックス製のため、  非接触電力伝送による漏れ磁束によって発生する渦電流を抑える磁性シートや軟磁性材料のようなシールド構造を用いる必要がなくなる。
【００２０】
＜全固体リチウムイオン二次電池＞
本実施形態で用いられる全固体型リチウムイオン二次電池１０は、正極層と負極層の間に固体電解質層を有する焼結体からなる全固体型リチウムイオン二次電池において、正極層、負極層、及び固体電解質層がリチウムとホウ素からなる化合物を含有する。
【００２１】
＜全固体リチウムイオン二次電池の構造＞
図１は、本実施形態の一例に係る全固体型リチウムイオン二次電池１０の概念的構造を示す断面図である。図１に示す全固体型リチウムイオン二次電池１０は、正極層１と負極層２の間に固体電解質層３を有しており、正極層１は正極活物質４及びリチウムとホウ素からなる化合物５から構成され、また負極層２は負極活物質６及びリチウムとホウ素からなる化合物５から構成され、さらに固体電解質層３は固体電解質７及びリチウムとホウ素からなる化合物５から構成される。
【００２２】
＜正極活物質及び負極活物質＞
本実施形態で用いられる全固体型リチウムイオン二次電池１０の正極層１及び負極層２を構成する正極活物質４及び負極活物質６としては、リチウムイオンを効率よく放出、吸着する材料を用いるのが好ましい。例えば、遷移金属酸化物、遷移金属複合酸化物を用いるのが好ましい。具体的には、リチウムマンガン複合酸化物Ｌｉ２Ｍｎｘ３Ｍａ１−ｘ３Ｏ３（０．８≦ｘ３≦１、Ｍａ＝Ｃｏ、Ｎｉ）、コバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）、ニッケル酸リチウム（ＬｉＮｉＯ２）、リチウムマンガンスピネル（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、及び、一般式：ＬｉＮｉｘ４Ｃｏｙ４Ｍｎｚ４Ｏ２（ｘ４＋ｙ４＋ｚ４＝１、０≦ｘ４≦１、０≦ｙ４≦１、０≦ｚ４≦１）で表される複合金属酸化物、リチウムバナジウム化合物（ＬｉＶ２Ｏ５）、オリビン型ＬｉＭｂＰＯ４（ただし、Ｍｂは、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｍｇ、Ｎｂ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｚｒより選ばれる１種類以上の元素又）、リン酸バナジウムリチウム（Ｌｉ３Ｖ２（ＰＯ４）３又はＬｉＶＯＰＯ４）、Ｌｉ過剰系固溶体正極Ｌｉ２ＭｎＯ３−ＬｉＭｃＯ２（Ｍｃ＝Ｍｎ、Ｃｏ、Ｎｉ）、チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）、ＬｉａＮｉｘ５Ｃｏｙ５Ａｌｚ５Ｏ２（０．９＜ａ＜１．３、０．９＜ｘ５＋ｙ５＋ｚ５＜１．１）で表される複合金属酸化物のいずれかであることが好ましい。
【００２３】
ここで、正極層１又は負極層２を構成する活物質には明確な区別がなく、２種類の化合物の電位を比較して、より貴な電位を示す化合物を正極活物質４として用い、より卑な電位を示す化合物を負極活物質６として用いることができる。
【００２４】
＜固体電解質＞
本実施形態で用いられる全固体型リチウムイオン二次電池１０の固体電解質層３を構成する固体電解質７としては、電子の伝導性が小さく、リチウムイオンの伝導性が高い材料を用いるのが好ましい。また、大気雰囲気で高温焼成できる無機材料であることが好ましい。例えば、Ｌｉ３＋ｘ１Ｓｉｘ１Ｐ１−ｘ１Ｏ４（０．４≦ｘ１≦０．６）、Ｌｉ１＋ｘ２Ａｌｘ２Ｔｉ２−ｘ２（ＰＯ４）３（０≦ｘ２≦０．５）、リン酸ゲルマニウムリチウム（ＬｉＧｅ２（ＰＯ４）３）、Ｌｉ２Ｏ−Ｖ２Ｏ５−ＳｉＯ２、Ｌｉ２Ｏ−Ｐ２Ｏ５−Ｂ２Ｏ３よりなる群から選択される少なくとも１種であることが好ましい。
【産業上の利用可能性】
【００２５】
以上のように、本発明に係る電子デバイスは渦電流の影響を受けないため、設計自由度が高まり、また製造コストが抑えられる。
【符号の説明】
【００２６】
１    正極層
２    負極層
３    固体電解質層
４    正極活物質
５    リチウムとホウ素からなる化合物
６    負極活物質
７    固体電解質
１０  全固体型リチウムイオン二次電池
【図１】
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