(57)【要約】シート状の電極群と、電極群に含浸された非水電解質と、電極群および非水電解質を密閉収納する外装体とを含み、電極群は、電極群の最外に配置されている一対の第１電極と、一対の第１電極の間に配置されている少なくとも１つの第２電極と、第１電極と第２電極との間に配置されている第１セパレータとを具備し、第１電極は、第１集電体シートおよび第１集電体シートの一方の表面に付着した第１活物質層を含み、第２電極は、第２集電体シートおよび第２集電体シートの両方の表面に付着した第２活物質層を含み、第１セパレータが、第１活物質層および第２活物質層に接着されており、第１セパレータと第１活物質層との間の滑り抵抗Ｒ１１と、第１セパレータと第２活物質層との間の滑り抵抗Ｒ１２とが、０．５Ｎ／ｃｍ2≦Ｒ１１＜Ｒ１２≦２．３Ｎ／ｃｍ2を満たす薄型電池である。
2015136837.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状の電極群と、前記電極群に含浸された非水電解質と、前記電極群および前記非水電解質を密閉収納する外装体と、を含み、
前記電極群は、前記電極群の最外に配置されている一対の第１電極と、前記一対の第１電極の間に配置されている少なくとも１つの第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置されている第１セパレータと、を具備し、
前記第１電極は、第１集電体シートおよび前記第１集電体シートの一方の表面に付着した第１活物質層を含み、
前記第２電極は、前記第１電極とは異なる極性を有し、かつ第２集電体シートおよび前記第２集電体シートの両方の表面に付着した第２活物質層を含み、
前記第１セパレータが、前記第１活物質層および前記第２活物質層に接着されており、
前記第１セパレータと前記第１活物質層との間の滑り抵抗Ｒ１１と、前記第１セパレータと前記第２活物質層との間の滑り抵抗Ｒ１２とが、
０．５Ｎ／ｃｍ2≦Ｒ１１＜Ｒ１２≦２．３Ｎ／ｃｍ2・・・（１）
を満たす、薄型電池。
【請求項２】
前記第２電極を２以上含み、
さらに、一対の前記第２電極の間に配置されている第３電極を１以上含み、
前記第３電極は、前記第１電極と同じ極性を有し、かつ第３集電体シートおよび前記第３集電体シートの両方の表面に付着した第３活物質層を含み、
前記第２電極と前記第３電極との間には第２セパレータが介在しており、
前記第２セパレータと前記第２活物質層との間の滑り抵抗Ｒ２２が、
Ｒ１１＜Ｒ２２≦２．３Ｎ／ｃｍ2・・・（２）
前記第２セパレータと前記第３活物質層との間の滑り抵抗Ｒ２３が、
Ｒ１１＜Ｒ２３≦２．３Ｎ／ｃｍ2・・・（３）
を満たす、請求項１に記載の薄型電池。
【請求項３】
前記第２電極をｎ個（ｎは３以上の整数）含み、
前記第３電極をｎ−１個含む、請求項１または２に記載の薄型電池。
【請求項４】
前記第１活物質層の空隙率Ａが、前記第２活物質層の空隙率Ｂより大きい、請求項１〜３のいずれか１項に記載の薄型電池。
【請求項５】
前記非水電解質の少なくとも一部が、ゲル電解質を形成しており、
前記ゲル電解質が、前記第１活物質層と前記第１セパレータとの間の第１領域および前記第２活物質層と前記第１セパレータとの間の第２領域に介在しており、
前記ゲル電解質が、前記第１領域よりも前記第２領域に多く分布している、請求項１〜４のいずれか１項に記載の薄型電池。
【請求項６】
前記第１活物質層が、第１活物質と、第１結着剤と、を含み、
前記第２活物質層が、第２活物質と、第２結着剤と、を含み、
前記ゲル電解質、前記第１結着剤および前記第２結着剤が、前記非水電解質で膨潤する樹脂を含む、請求項５に記載の薄型電池。
【請求項７】
前記樹脂が、フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂である、請求項６に記載の薄型電池。
【請求項８】
請求項１〜７のいずれか１項に記載の薄型電池と、前記薄型電池からの電力供給により駆動される可撓性を有する電子機器を具備し、
前記薄型電池と前記電子機器とが、一体となってシート化されている、電池搭載デバイス。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状の電極群と、前記電極群に含浸された非水電解質と、これらを密閉収納する外装体と、を含む薄型電池、および薄型電池を搭載した電池搭載デバイスに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、生体貼付型装置、携帯電話機、音声録音再生装置、腕時計、動画および静止画撮影機、液晶ディスプレイ、電卓、ＩＣカード、温度センサ、補聴器、感圧ブザーなどの小型の電子機器の電源として、薄型電池が用いられている。このような薄型電池には柔軟性が求められる。例えば、生体貼付型装置もしくはウェアラブル携帯端末に搭載される薄型電池は、生体の動きに追従するように変形することが求められる。そこで、外装体に、薄くかつ柔軟なラミネートフィルムを用いた薄型電池が提案されている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−４８０４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
薄型電池は、柔軟性に富むことが前提であるため、変形しても電池性能が維持される必要がある。しかし、薄型電池が円弧状に大きく屈曲すると、凸側の最外に位置する電極に過度な引っ張り負荷が印加される。これにより、最外に位置する電極が破断し、電池性能が極端に低下する場合がある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記を鑑み、本発明の一局面は、
シート状の電極群と、前記電極群に含浸された非水電解質と、前記電極群および前記非水電解質を密閉収納する外装体と、を含み、
前記電極群は、前記電極群の最外に配置されている一対の第１電極と、前記一対の第１電極の間に配置されている第２電極と、前記第１電極と前記第２電極との間に配置されている第１セパレータと、を具備し、
前記第１電極は、第１集電体シートおよび前記第１集電体シートの一方の表面に付着した第１活物質層を含み、
前記第２電極は、前記第１電極とは異なる極性を有し、かつ第２集電体シートおよび前記第２集電体シートの両方の表面に付着した第２活物質層を含み、
前記第１セパレータが、前記第１活物質層および前記第２活物質層に接着されており、
前記第１セパレータと前記第１活物質層との間の滑り抵抗Ｒ１１と、前記第１セパレータと前記第２活物質層との間の滑り抵抗Ｒ１２とが、
０．５Ｎ／ｃｍ2≦Ｒ１１＜Ｒ１２≦２．３Ｎ／ｃｍ2・・・（１）
を満たす、薄型電池に関する。【０００６】
本発明の別の局面は、上記の薄型電池と、前記薄型電池からの電力供給により駆動される可撓性を有する電子機器を具備し、前記薄型電池と前記電子機器とが、一体となってシート化されている、電池搭載デバイスに関する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、薄型電池および電池搭載デバイスが円弧状に大きく屈曲し、凸側の最外に位置する第１電極に過度な引っ張り負荷が印加された場合でも、第１電極の第１活物質層と第１セパレータとの界面に滑りが生じ、引っ張り負荷が緩和される。よって、最外に位置する第１電極の破断が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】薄型電池を具備する電池搭載デバイスの一例（生体貼付型装置）を示す斜視図である。
【図２】変形させた同デバイスの外観の一例を示す斜視図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る薄型電池の平面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る薄型電池の電極群の構造を概念的に示す縦断面図である。
【図５】本発明の他の実施形態に係る薄型電池の電極群の構造を概念的に示す縦断面図である。
【図６】屈曲試験後の容量維持率の測定方法を説明するための図である。
【図７】滑り抵抗の測定に用いる試験片の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明の一局面は、シート状の電極群と、電極群に含浸された非水電解質と、電極群および非水電解質を密閉収納する外装体とを含む薄型電池に関する。電極群は、その最外に配置されている一対の第１電極と、一対の第１電極の間に配置されている第２電極と、第１電極と第２電極との間に配置されている第１セパレータとを具備する。第１電極は、第１集電体シートおよび第１集電体シートの一方の表面に付着した第１活物質層を含む。第２電極は、第１電極とは異なる極性を有し、かつ第２集電体シートおよび第２集電体シートの両方の表面に付着した第２活物質層を含む。
【００１０】
ここで、第１セパレータは、第１活物質層および第２活物質層に接着されており、第１セパレータと第１活物質層との間の滑り抵抗Ｒ１１と、第１セパレータと第２活物質層との間の滑り抵抗Ｒ１２とは、式（１）：０．５Ｎ／ｃｍ2≦Ｒ１１＜Ｒ１２≦２．３Ｎ／ｃｍ2を満たす。
【００１１】
薄型電池を円弧状に大きく屈曲させると、凸側の最外に位置する電極に過度な引っ張り負荷が印加される。これにより、最外に位置する電極が破断しやすい。一方、第１セパレータと第１活物質層との間の滑り抵抗Ｒ１１と、第１セパレータと第２活物質層との間の滑り抵抗Ｒ１２とが、上記式（１）を満たす場合には、常に、Ｒ１１＜Ｒ１２が成立する。よって、最も大きな引っ張り負荷が印加される最外の第１電極と第１セパレータとの界面が、より内側の第２電極と第１セパレータとの界面よりも優先的に滑り、電極群の最外部において負荷が緩和される。
【００１２】
また、上記式（１）が満たされる場合、０．５Ｎ／ｃｍ2≦Ｒ１１の関係が成立するため、第１電極と第１セパレータとの剥離も発生しにくい。第１電極の破断を抑制する観点からは、滑り抵抗Ｒ１１を小さくするほど望ましいが、Ｒ１１＜０．５Ｎ／ｃｍ2になると、第１電極と第１セパレータとの間で剥離が発生する可能性がある。
【００１３】
更に、Ｒ１２≦２．３Ｎ／ｃｍ2が成立することで、第２電極と第１セパレータとの界面においても、過度な応力が蓄積される前に滑りが生じる。よって、電極群の柔軟性が向上し、第１電極の破断のみならず、第２電極の破断も顕著に抑制される。
【００１４】
最もシンプルな構造の薄型電池は、電極群の最外に配置されている一対の第１電極と、一対の第１電極の間に配置されている１つの第２電極と、第１電極と第２電極との間に介在する第１セパレータとを具備する。すなわち、電極群は、２つの第１電極と、１つの第２電極と、第１セパレータとで構成される（第１電極／第２電極／第１電極）。なお、第１セパレータは２枚あればよいが、１つの第２電極を挟み込むように１枚の第１セパレータを折り畳んで、２つの第１電極と１つの第２電極との間に第１セパレータを介在させてもよい。
【００１５】
別の構造の薄型電池は、第２電極を２以上含み、さらに、一対の第２電極の間に配置されている第３電極を１以上含む。ここで、第３電極は、第１電極と同じ極性を有し、かつ第３集電体シートおよび第３集電体シートの両方の表面に付着した第３活物質層を含む。この場合、第２電極と第３電極とが交互に配置される。例えば、電極群の中心には、第３電極（第１電極と同極性）が配置される。第３電極は、一対の第２電極の間に配置される。第２電極と第３電極との間には第２セパレータが介在している。一対の第一電極は、第２電極と第３電極との積層体を挟持する（第１電極／第２電極／第３電極／第２電極／第１電極）。
【００１６】
このとき、第２セパレータと第２活物質層との間の滑り抵抗Ｒ２２は、式（２）：Ｒ１１＜Ｒ２２≦２．３Ｎ／ｃｍ2を満たすことが好ましい。また、第２セパレータと第３活物質層との間の滑り抵抗Ｒ２３は、式（３）：Ｒ１１＜Ｒ２３≦２．３Ｎ／ｃｍ2を満たすことが好ましい。
【００１７】
上記式（２）および式（３）が満たされる場合、最外の第１電極の第１活物質層と第１セパレータとの滑り抵抗Ｒ１１は、常に最少となる。よって、薄型電池が円弧状に大きく屈曲した場合、第１活物質層と第１セパレータとの界面が常に優先的に滑り、引っ張り負荷が緩和される。また、Ｒ２２≦２．３Ｎ／ｃｍ2かつＲ２３≦２．３Ｎ／ｃｍ2であるため、第２電極または第３電極と第２セパレータとの界面においても、過度な応力が蓄積される前に滑りが生じる。
【００１８】
より一般化すれば、別の構造の薄型電池は、第２電極をｎ個（ｎは２以上の整数）含み、第３電極を（ｎ−１）個含んでもよい。例えばｎ＝３の場合、電極群の中心には、第２電極が配置される。中心の第２電極は、一対の第３電極の間に配置される。中心の第２電極とこれを挟持する一対の第３電極との積層体は、一対の第２電極により挟持され、更に一対の第１電極により挟持される（第１電極／第２電極／第３電極／第２電極／第３電極／第２電極／第１電極）。
【００１９】
第１活物質層の空隙率Ａは、第２活物質層の空隙率Ｂより大きいことが好ましい。これにより、第１活物質層と第１セパレータとの接触面積が、第２活物質層と第１セパレータとの接触面積より小さくなり、滑り抵抗Ｒ１１をＲ１２より小さくすることが容易となる。
【００２０】
電極群に含浸された非水電解質の少なくとも一部は、ゲル電解質を形成していることが好ましい。ゲル電解質は、少なくとも、第１活物質層と第１セパレータとの間の第１領域および第２活物質層と第１セパレータとの間の第２領域に介在していることが好ましい。このとき、ゲル電解質は、第１領域よりも第２領域に多く分布していることが好ましい。これにより、滑り抵抗Ｒ１１をＲ１２よりも小さくすることが更に容易となる。ゲル電解質は活物質層とセパレータとの接着剤として機能するため、ゲル電解質の分布量が少ないほど、滑り抵抗も小さくなるからである。
【００２１】
第１活物質層が、第１活物質と、第１結着剤と、を含み、第２活物質層が、第２活物質と、第２結着剤と、を含むとき、ゲル電解質、第１結着剤および第２結着剤は、いずれも非水電解質で膨潤する樹脂を含むことが好ましい。これにより、電極群において、各電極と各セパレータとの剥離が抑制され、電池性能の低下を抑制しやすくなる。
【００２２】
非水電解質で膨潤する樹脂としては、フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂が好ましい。フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂は、非水電解質を保持しやすく、ゲル化し易い。よって、各電極と各セパレータとの接着性が向上し、剥離が更に抑制される。
【００２３】
一実施形態において、第１活物質層の面積は、第２活物質層の面積より大きくなっている。ここで、各々の活物質層の面積とは、活物質層の法線方向（集電体シートの面方向に垂直な方向）から見た投影面積（Ｓ）である。
【００２４】
本発明の別の局面は、薄型電池と、薄型電池からの電力供給により駆動される可撓性を有する電子機器を具備し、薄型電池と電子機器とが、一体となってシート化されている電池搭載デバイスに関する。このような電池搭載デバイスは、円弧状に大きく屈曲させた場合でも、最外に位置する第１電極の破断が抑制される。よって、デバイスの寿命を長期化することができる。
【００２５】
薄型電池と一体となってシート化される電子機器としては、例えば、生体貼付型装置もしくはウェアラブル（wearable）携帯端末、携帯電話機、音声録音再生装置、腕時計、動画および静止画撮影機、液晶ディスプレイ、電卓、ＩＣカード、温度センサ、補聴器、感圧ブザーなどが挙げられる。特に、生体貼付型装置は、生体に密着した状態で使用されるため、可撓性が要求される。生体貼付型装置としては、生体情報測定装置、イオントフォレシス経皮投薬装置などが挙げられる。
【００２６】
薄型電池の厚さは、特に限定されないが、柔軟性を考慮すると、３ｍｍ以下、さらには２ｍｍ以下であることが好ましい。シート状の電池搭載デバイスの厚さは、薄型電池より厚くてもよいが、同様の観点から、３ｍｍ以下であることが好ましい。ただし、薄型電池および電池搭載デバイスの厚さは、いずれも５ｍｍ程度以下であれば、比較的良好な柔軟性が得られる。これらの厚さを極端に小さくすることは技術的に困難であり、厚さの下限は、例えば５０μｍである。
【００２７】
以下、本発明の実施形態を更に詳細に説明する。ただし、以下の実施形態は、発明の範囲を限定するものではない。
【００２８】
図１は、電子機器として生体情報測定装置を具備する電池搭載デバイス４２の一例を斜視図で示す。図２は、同デバイスを変形させた場合の外観の一例を示している。
【００２９】
生体情報測定装置４０は、その構成素子および薄型電池を保持するシート状の保持部材４１を具備する。保持部材４１は、柔軟性を有する材料で構成されている。保持部材４１には、温度センサ４３、感圧素子４５、記憶部４６、情報送信部４７、ボタンスイッチＳＷ１、制御部４８などの素子が埋め込まれている。薄型電池２１は、保持部材４１の内部に設けられた平坦な空間に収容されている。つまり、薄型電池２１と生体情報測定装置４０は、一体となってシート化されており、電池搭載デバイス４２を構成している。保持部材４１には、例えば絶縁性の樹脂材料を用いることができる。電池搭載デバイス４２の一方の主面に、例えば粘着力を有する粘着剤４９を塗布することで、電池搭載デバイス４２をユーザの手首、足首、首等に巻き付けることが可能となる。
【００３０】
温度センサ４３は、例えばサーミスタや熱電対等の感熱素子を用いて構成されており、ユーザの体温を示す信号を制御部４８へ出力する。感圧素子４５は、ユーザの血圧や脈拍を示す信号を制御部４８へ出力する。出力された信号に応じた情報を記憶する記憶部４６には、例えば不揮発性メモリを用いることができる。情報送信部４７は、制御部４８からの信号に応じて必要な情報を電波に変換して放射する。スイッチＳＷ１は、生体情報測定装置４０のオンとオフとを切り替える際に使用される。温度センサ４３、感圧素子４５、記憶部４６、情報送信部４７、スイッチＳＷ１および制御部４８は、例えばフレキシブル基板などに取り付けられ、基板表面に形成された配線パターンにより電気的に接続されている。
【００３１】
制御部４８は、所定の演算処理を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）と、装置の制御プログラムが記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）と、データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）と、これらの周辺回路等とを備えており、ＲＯＭに記憶された制御プログラムを実行することにより、生体情報測定装置４０の各部の動作を制御する。
【００３２】
次に、本発明の第１実施形態に係る薄型電池について、図３、図４を参照しながら説明する。
図３は薄型電池の一例の平面図であり、図４は、薄型電池が具備する最もシンプルな構造の電極群の一例を概念的に示す縦断面図である。なお、図４は、図３に示す薄型電池のIV−IV線断面図に相当する。
【００３３】
薄型電池１００は、電極群１０３と、非水電解質（図示せず）と、これらを収納する外装体１０８とを備える。電極群１０３は、外側に位置する一対の第１電極１１０と、これらの間に配置されている第２電極１２０と、第１電極１１０と第２電極１２０との間に介在する第１セパレータ１０７を具備する。第１電極１１０は、第１集電体シート１１１およびその一方の表面に付着した第１活物質層１１２を含む。第２電極１２０は、第２集電体シート１２１およびその両方の表面に付着した第２活物質層１２２を含む。一対の第１電極１１０は、第１セパレータ１０７を介して第１活物質層１１２と第２活物質層１２２とが向かい合うように、第２電極１２０を挟んで配置される。第１集電体シート１１１には第１リード１１３が接続され、第２集電体シート１２１には第２リード１２３が接続されている。第１リード１１３および第２リード１２３の一端部は、外装体１０８から外部へ導出されており、その端部は正極または負極の外部端子として機能する。なお、外装体１０８と各リードとの間には、密閉性を高めるためにシール材料を介在させてもよい。シール材料には、熱可塑性樹脂を用いることができる。
【００３４】
第１セパレータ１０７は、第１活物質層１１２および第２活物質層１２２に接着されている。第１セパレータを各活物質層と接着する方法としては、第１セパレータおよび／または各活物質層の表面に、非水電解質により膨潤する樹脂を塗布することが好ましい。樹脂が非水電解質により膨潤すると、ゲル電解質が形成される。ゲル電解質は接着剤として機能する。
【００３５】
電極群１０３の場合、第１セパレータ１０７と第１活物質層１１２との間の滑り抵抗Ｒ１１と、第１セパレータ１０７と第２活物質層１２２との間の滑り抵抗Ｒ１２とが、式（１）：０．５Ｎ／ｃｍ2≦Ｒ１１＜Ｒ１２≦２．３Ｎ／ｃｍ2を満たす必要がある。これにより、薄型電池１００を円弧状に大きく屈曲させた場合でも、最も大きな引っ張り負荷が印加されている第１電極１１０が破断する前に、第１活物質層１１２と第１セパレータ１０７との間で滑りが生じる。これにより、引っ張り応力が緩和される。
【００３６】
Ｒ１１とＲ１２との比：Ｒ１１／Ｒ１２は、０．２２≦Ｒ１１／Ｒ１２≦０．９５を満たすことが好ましく、０．２２≦Ｒ１１／Ｒ１２≦０．９０を満たすことが更に好ましい。これにより、薄型電池１００を屈曲させた場合の第１活物質層１１２と第１セパレータ１０７との間で滑りを、よりスムーズに生じさせることが可能となる。また、Ｒ１１は０．５Ｎ／ｃｍ2以上であればよいが、電極群に剥離部分が生じるのを抑制する効果を高める観点からは、０．７Ｎ／ｃｍ2以上であることが好ましい。また、Ｒ１２は２．３Ｎ／ｃｍ2以下であればよいが、電極群にウェアラブル携帯端末に必要な柔軟性を十分に持たせる観点からは、２．０Ｎ／ｃｍ2以下であることが好ましい。
【００３７】
次に、本発明の第２実施形態に係る薄型電池２００について、図５を参照しながら説明する。
図５は、薄型電池が具備する２番目にシンプルな構造の電極群の一例を概念的に示す縦断面図である。
【００３８】
電極群２０３は、最外に位置する一対の第１電極２１０と、これらの間に配置されている一対の第２電極２２０と、一対の第２電極２２０の間（すなわち中心）に配置されている第３電極２３０と、第１電極２１０と第２電極２２０との間に介在する第１セパレータ２０７ａと、第２電極２２０と第３電極２３０との間に介在する第２セパレータ２０７ｂとを具備する。第１電極２１０と第３電極２３０は同極性である。
【００３９】
第１電極２１０および第２電極２２０の構成は、第１実施形態と同様である。すなわち、第１電極２１０は、第１集電体シート２１１およびその一方の表面に付着した第１活物質層２１２を含み、第２電極２２０は、第２集電体シート２２１およびその両方の表面に付着した第２活物質層２２２を含む。第３電極２３０は、両面に活物質層を有する点以外、第１電極２１０と同様の構成を有することができ、第３集電体シート２３１およびその両方の表面に付着した第３活物質層２３２を含む。
【００４０】
第１集電体シート２１１には第１リード２１３が接続され、第２集電体シート２２１には第２リード２２３が接続され、第３集電体シート２３１には第３リード（図示せず）が接続されている。第３リードは、第１リード２１３と同極性であるから、外装体２０８の内部で、第１リード２１３に接続されている。第１リード２１３および第２リード２２３の一端部は、外装体２０８から外部へ導出されており、その端部は正極または負極の外部端子として機能する。
【００４１】
電極群２０３の場合にも、第１セパレータ２０７ａと第１活物質層２１２との間の滑り抵抗Ｒ１１と、第１セパレータ２０７ａと第２活物質層２２２との間の滑り抵抗Ｒ１２との関係は、第１実施形態と同様であり、式（１）：０．５Ｎ／ｃｍ2≦Ｒ１１＜Ｒ１２≦２．３Ｎ／ｃｍ2を満たす必要がある。
【００４２】
上記式（１）の関係が満たされる限り、第１電極２１０の破断を抑制する効果は得られるが、更に、以下の式（２）および式（３）を満たすことで、第１電極２１０の破断を抑制する効果が向上する。すなわち、第２セパレータ２０７ｂと第２活物質層２２２との間の滑り抵抗Ｒ２２は、式（２）：Ｒ１１＜Ｒ２２≦２．３Ｎ／ｃｍ2を満たすことが好ましく、第２セパレータ２０７ｂと第３活物質層２３２との間の滑り抵抗Ｒ２３は、式（３）：Ｒ１１＜Ｒ２３≦２．３Ｎ／ｃｍ2を満たすことが好ましい。
【００４３】
上記式（２）および式（３）が満たされる場合、最外の第１電極２１０の第１活物質層２１２と第１セパレータ２０７ａとの滑り抵抗Ｒ１１は、常に最少となる。よって、薄型電池２０３が円弧状に大きく屈曲し場合、第１活物質層２１２と第１セパレータ２０７ａとの界面が常に優先的に滑り、引っ張り負荷が緩和される。また、Ｒ２２≦２．３Ｎ／ｃｍ2かつＲ２３≦２．３Ｎ／ｃｍ2であるため、第２電極または第３電極と第２セパレータとの界面においても、過度な応力が蓄積される前に滑りが生じる。
【００４４】
一方、仮に、Ｒ２２＜Ｒ１１またはＲ２３＜Ｒ１１の関係が満たされる場合、第１セパレータ２０７ａと第１活物質層２１２との間で滑りが生じる前に、より内部の界面で優先的に滑りが生じる可能性がある。これにより、電極群全体の歪みが緩和されるため、第１セパレータ２０７ａと第１活物質層２１２との間では滑りが発生しにくくなる。しかし、電極群全体の歪みが緩和された後でも、第１電極２１０には依然として最も大きな引っ張り負荷が印加されている。そのため、第１電極２１０の強度は次第に減少し、やがて破断する可能性がある。
【００４５】
Ｒ１１とＲ２２との比：Ｒ１１／Ｒ２２は、０．２２≦Ｒ１１／Ｒ２２≦０．９５を満たすことが好ましい。これにより、第１活物質層２１２と第１セパレータ１０７との間で滑りを、よりスムーズに生じさせることが可能となる。また、Ｒ２２は０．５Ｎ／ｃｍ2以上であればよいが、電極群に剥離部分が生じるのを抑制する効果を高める観点からは、０．７Ｎ／ｃｍ2以上であることが好ましい。また、Ｒ２２は２．３Ｎ／ｃｍ2以下であればよいが、電極群にウェアラブル携帯端末に必要な柔軟性を十分に持たせる観点からは、２．０Ｎ／ｃｍ2以下であることが好ましい。
【００４６】
同様に、Ｒ１１とＲ２３との比：Ｒ１１／Ｒ２３は、０．２２≦Ｒ１１／Ｒ２３≦０．９５を満たすことが好ましい。また、Ｒ２３は０．７Ｎ／ｃｍ2以上であることが好ましく、２．０Ｎ／ｃｍ2以下であることが好ましい。
【００４７】
なお、第２電極の数ｎ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、ｎ≦１５を満たすことが好ましく、ｎ≦１０を満たすことが更に好ましい。薄型電池の厚みが、例えば３ｍｍ以下である場合、第２電極の数ｎに関わらず、第１電極の破断を抑制する効果が得られる。ただし、ｎ≦１０を満たすことで、式（１）を満たすことによる効果、更には式（２）〜（３）を満たすことによる効果が大きくなる。
【００４８】
第１活物質層の空隙率Ａは、第２活物質層の空隙率Ｂより大きいことが好ましい。例えば、空隙率Ａは２０〜８０％であることが好ましく、空隙率Ｂがこれより小さい。これにより、第１活物質層と第１セパレータとの接触面積が、第２活物質層と第１セパレータとの接触面積より小さくなり、滑り抵抗Ｒ１１をＲ１２より小さくすることが容易となる。また、第１電極は、第１集電体シートの一方の表面だけに第１活物質層を有するため、反りを生じやすい。第１電極の反りの程度が小さい場合でも、厚みの小さな薄型電池においては反りが顕在化する。よって、電子機器への装着が困難になったり、使用者に不快感を与えたりする可能性がある。一方、第１活物質層の空隙率Ａを上記範囲に制御することで、第１電極の反りを低減できるという付随的な効果も得られる。
【００４９】
電極群に含浸された非水電解質の少なくとも一部は、ゲル電解質を形成していることが好ましい。ゲル電解質は、少なくとも、各活物質層と各セパレータとの界面領域に存在することが好ましい。活物質層とセパレータとの界面領域にゲル電解質が存在することで、電極とセパレータとの接着性が向上し、剥離が更に抑制される。ゲル電解質は、更に、各活物質層が有する空隙の内部および／または各セパレータの細孔内にも存在することが更に好ましい。
【００５０】
ゲル電解質は、例えば、非水電解質と、非水電解質で膨潤する樹脂とを含む。非水電解質で膨潤する樹脂としては、フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂が好ましい。フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂は、非水電解質を保持しやすく、ゲル化し易い。
【００５１】
活物質層とセパレータとの界面領域にゲル電解質を配置する場合、例えば、活物質層の表面および／またはセパレータの表面に非水電解質で膨潤する樹脂を、例えば薄膜状に塗布する。その後、活物質層とセパレータとを、樹脂の塗膜を介して積層し、得られた積層体もしくは電極群に、非水電解質を含浸させる。これにより、樹脂が非水電解質で膨湿し、界面領域にゲル電解質が形成される。ゲル電解質にフッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂を用いる場合、塗膜に含まれる樹脂の量は、活物質層とセパレータとの界面領域の単位表面積あたり（すなわち活物質層またはセパレータの単位表面積あたり）、１〜３０ｇ／ｍ2であることが好ましい。
【００５２】
非水電解質で膨潤する樹脂は、活物質層の表面および／またはセパレータの表面の全面に塗布する必要はない。例えば、樹脂を活物質層の表面に所定パターン（例えばストライプやマトリックスのパターン）やドット状で塗布してもよい。同様に、樹脂をセパレータの表面に所定パターンやドット状で塗布してもよい。このとき、活物質層および／またはセパレータの表面に付与される樹脂の量により、滑り抵抗Ｒ１１、Ｒ１２、Ｒ２２およびＲ２３を制御することも可能である。
【００５３】
活物質層とセパレータとの界面領域は、第１活物質層と第１セパレータとの間の第１領域、第２活物質層と第１セパレータとの間の第２領域、第２活物質層と第２セパレータとの間の第３領域および第３活物質層と第２セパレータとの間の第４領域に分類できる。ゲル電解質が、第１領域および第２領域に配置されている場合、ゲル電解質は、第１領域よりも第２領域に多く分布していることが好ましい。これにより、滑り抵抗Ｒ１１をＲ１２よりも小さくする制御することが容易となる。ゲル電解質は接着材として機能するため、ゲル電解質の分布量が少ないほど、滑り抵抗も小さくなるからである。なお、第１領域に含まれる非水電解質で膨潤する樹脂の単位表面積あたりの量Ｗ１と、第２領域に含まれる非水電解質で膨潤する樹脂の単位表面積あたりの量Ｗ２との比：Ｗ１／Ｗ２は、０≦Ｗ１／Ｗ２≦０．９５であることが、滑り抵抗Ｒ１１をＲ１２の関係を制御しやすい。
【００５４】
ゲル電解質が、第３領域および第４領域にも配置されている場合、ゲル電解質は、同様の理由で、第２〜４領域よりも第１領域に少なく分布していることが好ましい。これにより、Ｒ１１＜Ｒ１２、Ｒ１１＜Ｒ２２かつＲ１１＜Ｒ２３の関係を構築することが容易となる。
【００５５】
活物質層が有する空隙の内部にゲル電解質を存在させる方法としては、活物質層の原料に、非水電解質で膨潤する樹脂を含ませる方法が簡易で望ましい。例えば、第１活物質層が、第１活物質と第１結着剤とを含む合剤層であるときは、第１結着剤に非水電解質で膨潤する樹脂を含ませればよい。同様に、第２活物質層が、第２活物質と第２結着剤とを含む合剤層であるときは、第２結着剤に非水電解質で膨潤する樹脂を含ませればよい。このような合剤層は、第１または第２活物質と、第１または第２結着剤と、これらを分散させる液状分散媒とを含む合剤スラリーを、第１または第２集電体シートに塗布し、乾燥後、塗膜を圧延することにより形成することができる。
【００５６】
第１活物質層が第１活物質と第１結着剤とを含み、第２活物質層が第２活物質と第２結着剤とを含み、上記第１領域および第２領域にゲル電解質が配置されているとき、第１結着剤および第２結着剤は、いずれも非水電解質で膨潤する樹脂を含むことが好ましい。これにより、各活物質層とセパレータとの一体性が高まり、各電極とセパレータとの剥離が更に抑制される。このとき、第１結着剤、第２結着剤およびゲル電解質は、非水電解質で膨潤する同じ種類の樹脂を含むことが更に好ましい。例えば、ゲル電解質がポリフッ化ビニリデンを含む場合には、第１活物質層および第２活物質層さらには第３活物質層も、ポリフッ化ビニリデンを含むことが好ましい。
【００５７】
同様に、第１活物質層が第１活物質と第１結着剤とを含み、第２活物質層が第２活物質と第２結着剤とを含み、第３活物質層が第３活物質と第３結着剤とを含み、上記第１領域〜第４領域にゲル電解質が配置されているとき、第１結着剤、第２結着剤および第３結着剤は、いずれも非水電解質で膨潤する樹脂を含むことが好ましい。また、第１結着剤、第２結着剤、第３結着剤およびゲル電解質は、非水電解質で膨潤する同じ種類の樹脂を含むことが更に好ましい。なお、通常、同極性の第１活物質と第３活物質は同種類であり、第１結着剤と第３結着剤も同種類である。
【００５８】
いずれの実施形態においても、第１活物質層の空隙率Ａは２０〜８０％であることが好ましく、２５〜６０％であることが更に好ましい。ただし、第１活物質層が正極である場合には、空隙率Ａは２０〜３０％であることが好ましく、２０〜２７％であることが更に好ましい。また、第１活物質層が負極である場合には、空隙率Ａは２５〜８０％であることが好ましく、４０〜６０％であることが更に好ましい。このとき、第２活物質層の空隙率Ｂは、空隙率Ａより小さいことが好ましく、空隙率Ａと空隙率Ｂとの比：Ａ／Ｂは、例えば１．０３〜４．５であることが好ましい。また、第３活物質層の空隙率Ｃは、空隙率Ａ以下であることが好ましく、空隙率Ａと空隙率Ｃとの比：Ａ／Ｃは、例えば１〜４であればよい。
【００５９】
非水電解質を保持して膨潤する樹脂（マトリクスポリマー）としては、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。
【００６０】
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（ＰＶｄＦ−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、フッ素樹脂が非水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。
【００６１】
第１活物質層の面積Ｓ１と第２活物質層の面積Ｓ２との比：Ｓ１／Ｓ２は、容量バランスの観点から、０．７〜１．３であることが好ましい。また、第１電極が負極であり、第２電極が正極である場合には、金属リチウムの析出を防止する観点から、Ｓ１／Ｓ２は１より大きいことが好ましく、１．０１〜１．３であることが更に好ましい。
【００６２】
一方、第１活物質層と同極性の第３活物質層の面積Ｓ３は、容量バランスを確保する観点から、第１活物質層の面積Ｓ１と同程度であることが好ましい。例えば、第１活物質層の面積Ｓ１と第３活物質層の面積Ｓ３との比：Ｓ１／Ｓ３は、０．９５≦Ｓ１／Ｓ３≦１．０５であることが好ましい。
【００６３】
なお、活物質層の面積Ｓ１、Ｓ２およびＳ３とは、各々の活物質層をその法線方向（集電体シートの面方向に垂直な方向）から見た投影面積（Ｓ）と同義である。
【００６４】
外装体は、例えば、バリア層およびその両面にそれぞれ形成された樹脂層を具備するラミネートフィルムで形成されている。バリア層に用いられる無機材料は、特に限定されないが、バリア性能、強度、耐屈曲性などの点で、金属層、セラミックス層などを用いることが好適である。例えば、アルミニウム、チタン、ニッケル、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セラミックス材料が好ましい。バリア層の厚さは、例えば、０．０１〜５０μｍであることが好ましい。外装体の内面側に配置される樹脂層の材料は、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。外面側の樹脂層の厚さは、５〜１００μｍであることが好ましい。
【００６５】
第１電極が正極であれば、第２電極が負極である。このとき、第３電極は正極である。第１電極が負極であれば、第２電極は正極である。このとき、第３電極は負極である。以下、正極および負極の構成について、より詳細に説明する。
【００６６】
（負極）
負極は、第１または第２集電体シートとしての負極集電体シートと、第１または第２活物質層としての負極活物質層とを有する。第１電極が負極である場合、負極集電体シートの一方の表面に負極活物質層が設けられる。第２電極または第３電極が負極である場合、負極集電体シートの両方の表面に負極活物質層が設けられる。
【００６７】
負極集電体シートには、金属フィルム、金属箔などが用いられる。負極集電体シートは、負極活物質と合金を形成せず、電子伝導性に優れていることが好ましい。よって、負極集電体シートの材料は、銅、ニッケル、チタンおよびこれらの合金ならびにステンレス鋼からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。負極集電体シートの厚みは、例えば５〜３０μｍであることが好ましい。
【００６８】
負極活物質層は、負極活物質を含み、必要に応じて結着剤と導電剤を含む。負極活物質層は、気相法（例えば蒸着）で形成される多孔質な堆積膜でもよい。負極活物質としては、Ｌｉ金属、Ｌｉと電気化学的に反応する金属もしくは合金、炭素材料（例えば黒鉛）、ケイ素合金、ケイ素酸化物などが挙げられる。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を１μｍ以上とすることで、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を３００μｍ以下とすることで、負極が高い柔軟性を維持することができ、屈曲時に薄型電池にストレスが発生しにくくなる。
【００６９】
電極群の最外に配置される第１電極が負極である場合、負極活物質層の結着剤は、フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂を含むことが好ましい。非水電解質を用いる薄型電池の中でも、リチウムイオン二次電池の負極は、炭素材料を活物質として含むことが主流である。炭素材料を活物質として用いる場合、少量で結着強度が実現できる観点から、結着剤としてはゴム粒子（例えばスチレン−ブタジエンゴム）が用いられる。一方、ゴム粒子を用いると、電極群を大きく屈曲させたときに、負極とセパレータとの界面で剥離が生じる場合がある。一方、結着剤としてフッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂を用いることで、第１活物質層（負極活物質層）に含まれる非水電解質がゲル化するため、第１活物質層とセパレータとの接着力が増し、剥離が抑制される。
【００７０】
（正極）
正極は、第１または第２集電体シートとしての正極集電体シートと、第１または第２活物質層としての正極活物質層とを有する。第１電極が正極である場合、正極集電体シートの一方の表面に正極活物質層が設けられる。第２電極または第３電極が正極である場合、正極集電体シートの両方の表面に正極活物質層が設けられる。
【００７１】
正極集電体シートには、金属フィルム、金属箔などが用いられる。正極集電体シートの材料は、例えば、銀、ニッケル、パラジウム、金、白金、アルミニウムおよびこれらの合金ならびにステンレス鋼からなる群より選ばれる少なくとも１種であることが好ましい。正極集電体シートの厚さは、例えば１〜３０μｍであることが好ましい。
【００７２】
正極活物質層は、正極活物質および結着剤を含み、必要に応じて導電剤を含む。正極活物質は、特に限定されないが、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などが適している。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。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（フッ化黒鉛）、リチウム含有複合酸化物、金属硫化物および有機硫黄化合物からなる群より選ばれる少なくとも１種を用いることができる。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を１μｍ以上とすることで、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を３００μｍ以下とすることで、正極が高い柔軟性を維持することができ、屈曲時に薄型電池にストレスが発生しにくくなる。
【００７３】
電極群の最外に配置される第１電極が正極である場合、第１活物質層の結着剤は、フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂を含むことが好ましい。これにより、第１活物質層（正極活物質層）に含まれる非水電解質がゲル化するため、第１活物質層とセパレータとの接着力が増し、剥離が抑制される。
【００７４】
正極または負極の活物質層に含ませる導電剤には、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用いられる。導電剤の量は、活物質１００質量部あたり、例えば０〜２０質量部である。
【００７５】
正極または負極の活物質層に含ませる結着剤には、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を用いてもよい。結着剤の量は、活物質１００質量部あたり、例えば０．５〜１５質量部である。
【００７６】
各活物質層において、フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂を、他の結着剤と併用してもよい。その場合、結着剤全体のうち、フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂を１０質量％以上含ませることが好ましい。
【００７７】
非水電解質としては、リチウム塩と、リチウム塩を溶解させる非水溶媒との混合物が好ましい。リチウム塩としては、例えば、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、イミド塩類等が挙げられる。非水溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート等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等の鎖状炭酸エステル；γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等の環状カルボン酸エステル；等が挙げられる。
【００７８】
セパレータとしては、樹脂製の微多孔膜や不織布が好ましく用いられる。セパレータの材料（樹脂）としては、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が好ましい。セパレータの厚さは、例えば８〜３０μｍである。
【００７９】
負極リードおよび正極リードは、例えば、負極集電体シートまたは正極集電体シートにそれぞれ溶接により接続される。負極リードとしては、例えば、銅リード、銅合金リード、ニッケルリード等が好ましく用いられる。正極リードとしては、例えば、ニッケルリード、アルミニウムリード等が好ましく用いられる。
【００８０】
以下、本発明を実施例に基づいて更に詳細に説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。
【００８１】
《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。
【００８２】
（１）負極（第１電極）の作製
負極集電体シートとして、厚さ８μｍの電解銅箔を準備した。その電解銅箔の一方の表面に、負極合剤スラリーを塗布し、乾燥後、圧延して、負極活物質層（第１活物質層）を形成し、負極シートを得た。圧延の際は、負極活物質層の空隙率が４７％になるように線圧を制御した。得られた負極シートから５ｍｍ×５ｍｍのタブを有する２３ｍｍ×５５ｍｍサイズの負極を切り出し、タブに銅製の負極リードを超音波溶接した。負極合剤スラリーは、負極活物質である黒鉛（平均粒径２２μｍ）１００質量部と、結着剤であるポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）８質量部と、適量のＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）とを混合して調製した。負極活物質層の厚みは１４５μｍであった。
【００８３】
（２）正極の作製（第２電極）
正極集電体シートとして、厚さ１５μｍのアルミニウム箔を準備した。そのアルミニウム箔の両方の表面に、正極合剤スラリーを塗布し、乾燥後、圧延して、正極活物質層（第２活物質層）を形成し、正極シートを得た。圧延の際は、正極活物質層の空隙率が２２％になるように線圧を制御した。得られた正極シートから５ｍｍ×５ｍｍのタブを有する２１ｍｍ×５３ｍｍサイズの正極を切り出し、タブにアルミニウム製の正極リードを超音波溶接した。正極合剤スラリーは、正極活物質であるＬｉＮｉ0.8Ｃｏ0.16Ａｌ0.4Ｏ2（平均粒径２０μｍ）１００質量部と、導電剤であるアセチレンブラック０．７５質量部と、結着剤であるＰＶｄＦ０．７５質量部と、適量のＮＭＰとを混合して調製した。正極活物質層の厚み（片面あたり）は８０μｍであった。
【００８４】
負極容量Ｃｎと正極容量Ｃｐとの容量比：Ｃｎ／Ｃｐが１．０５となるように各活物質層の厚さを制御した。負極活物質層の面積Ｓｎと正極活物質層の面積Ｓｐとの比：Ｓｎ／Ｓｐは１．１とした。なお、Ｃｎ／ＣｐおよびＳｎ／Ｓｐは、後述の各実施例および各比較例についても同様である。
【００８５】
（３）非水電解質
非水電解質は、エチレンカーボネート（ＥＣ）、エチルメチルカーボネート（ＥＭＣ）、およびジエチルカーボネート（ＤＥＣ）の混合溶媒（体積比２０：３０：５０）に、ＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／Ｌの濃度で溶解させることにより調製した。
【００８６】
（４）薄型電池の組み立て
上記混合溶媒１００重量部に対し、ＰＶｄＦを５重量部溶解してポリマー溶液を調製した。得られたポリマー溶液を２３ｍｍ×５９ｍｍサイズの微多孔性ポリエチレンフィルム（厚さ９μｍ）からなるセパレータ（第１セパレータ）の両面に塗布した後、乾燥炉で溶媒を揮散させ、ＰＶｄＦ膜を形成した。塗布されたＰＶｄＦ量は１５ｇ／ｍ2であった。
このとき、セパレータの負極活物質層との対向予定部の９０％の領域にＰＶｄＦ膜を形成した。一方、セパレータの正極活物質層との対向予定部には、対向予定部が１００％覆われるようにＰＶｄＦ膜を形成した。その後、負極活物質層と正極活物質層とが互いに向かい合うように、また、負極と正極との間にセパレータを介在させて、一対の負極の間に正極を配置して電極群を得た。
【００８７】
次に、アルミニウム製のバリア層を有する筒状のラミネートフィルムからなる外装体に電極群を収納した。ここでは、ポリプロピレン（ＰＰ）層／アルミニウム箔／ナイロン（Ｎｙ）層の３層構造で総厚約８５μｍのラミネートフィルムを用いた。ＰＰ層を内側に、Ｎｙ層を外側に配置した。
【００８８】
外装体の一方の開口から正極リードおよび負極リードを導出させて、各リードを挟んでその開口を熱溶着により密閉した。次に、他方の開口より非水電解質を注液し、−６５０ｍｍＨｇの減圧環境下で他方の開口部を熱溶着した。さらに注液後の電池を４５℃環境下でエージングした。このとき、セパレータと電極との間のＰＶｄＦ膜に非水電解質が含浸され、ゲル電解質層が形成される。最後に、０．２５ＭＰａの圧力で３０秒間、２５℃でプレスすることで、厚さ０．７ｍｍの実施例１の電池Ａ１を作製した。
電池Ａ１の構成を以下の各実施例および比較例の電池の構成とともに表１に示す。
【００８９】
【表１】
2015136837.tif 000003
【００９０】
［評価］
（初期の電池容量）
２５℃の環境下で、電池Ａ１に対して以下の充放電を行い、初期容量（Ｃ0）を求めた。ただし、電池Ａ１の設計容量を１Ｃ（ｍＡｈ）とする。
（１）定電流充電：０．２ＣｍＡ（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：０．５ＣｍＡ（終止電圧２．５Ｖ）
【００９１】
（屈曲試験後の容量維持率）
図６に示すように、伸縮可能な一対の固定部材６００ａ、６００ｂを水平に対向配置し、各固定部材で、充電状態の電池Ａ１の両端の熱溶着で閉じられた部分を固定した。そして、２５℃の環境下で、曲率半径Ｒが２０ｍｍの曲面部を有する治具６１０を電池１００に押し当て、曲面部に沿って電池６２０を屈曲させた後、治具６１０を電池１００から引き離し、電池１００の形状を元に戻した。この操作を４０００回繰り返した。その後、薄型電池に対して、上記と同じ条件で充放電を行い、屈曲試験後の放電容量（Ｃｘ）を求めた。得られた放電容量Ｃｘと初期容量Ｃ0から、以下の式より容量維持率を求めた。結果を表２に示す。
屈曲試験後の容量維持率（％）＝（Ｃｘ／Ｃ0）×１００
【００９２】
（滑り抵抗の測定）
以下の手順で、セパレータと負極活物質層（第１活物質層）との間の滑り抵抗Ｒ１１と、セパレータと正極活物質層（第２活物質層）との間の滑り抵抗Ｒ１２とを測定した。
【００９３】
（抵抗Ｒ１１）
電池Ａ１（容量維持率の評価に供したものとは別の電池）から電極群を取り出し、正極活物質層とセパレータとの界面を剥がして、負極とセパレータとの積層体を分離した。次に、負極１１０とセパレータ１０７との積層体を、図７に示すような、１５ｍｍ×５０ｍｍの接合領域を有する短冊状の試験片に加工した。試験片の接合領域では、負極活物質層１１２とセパレータ１０７とがゲル電解質層１０９により接着されている。
【００９４】
次に、引っ張り試験機（株式会社エー・アンド・デイ製のテンシロン ＲＴＣ−１１５０Ａ）を用い、２５℃の環境下で、試験片に対して２０ｍｍ／分の引っ張り速度で、長手方向の引っ張り負荷を印加した。引っ張り負荷は次第に大きくなり、ある時点でピークに達し、その後、急激に減少する。ピーク時の負荷（Ｎ）を上記接着面積（１５ｍｍ×５０ｍｍ）で除することにより、滑り抵抗（Ｎ／ｃｍ2）を算出した。
【００９５】
（抵抗Ｒ１２）
電極群の一方では、負極活物質層とセパレータとの界面を剥がし、他方では、正極活物質層とセパレータとの界面を剥がして、正極とセパレータとの積層体を分離した。次に、正極とセパレータとの積層体を、上記と同様の短冊状の試験片に加工し、引っ張り試験を実施した。
【００９６】
なお、セパレータの負極との対向予定部には、正極との対向予定部の９０％の量のＰＶｄＦが存在する。すなわち、第１領域に配置されているゲル電解質量は、第２領域に配置されているゲル電解質量の９０％である。
【００９７】
（活物質層の空隙率）
各活物質層の細孔容積分布を、水銀ポロシメータにより測定した。ポロシメータには、（株）島津製作所製の「オートポアIII９４１０」を使用した。細孔容積分布から、細孔径１５μｍ以下の細孔の分布を抽出し（細孔径１５μｍを超える細孔の分布を除外し）、その積算細孔容積（Ｖｐ）を求めた。なお、細孔径１５μｍを超える細孔は、活物質層の表面の凹凸などに由来するため、積算細孔容積には含めなかった。得られた積算細孔容積Ｖｐを活物質層の見かけ体積（Ｖａ）で除し、以下の式より空隙率を求めた。結果を表１に示す。Ｖａは、活物質層の投影面積（Ｓ）と活物質層の厚み（Ｔ）から算出した（Ｖａ＝ＳＴ）。活物質層の厚み（Ｔ）は、接触式の厚み測定装置で測定した。
空隙率（％）＝（Ｖｐ／Ｖａ）×１００
電池Ａ１の評価結果を、以下の各実施例および各比較例の電池を同様に評価して得られた結果とともに表２に示す。
【００９８】
【表２】
2015136837.tif 000004
【００９９】
《実施例２》
以下の手順で、＜正極／負極／正極＞の構造を有する薄型電池を作製した。
（１）負極の作製（第２電極）
負極集電体シートの両方の表面に負極活物質層を形成したこと以外、実施例１と同様に、負極シートを作製した。圧延の際は、負極活物質層の空隙率が２２％になるように線圧を制御した。得られた負極シートから５ｍｍ×５ｍｍのタブを有する２３ｍｍ×５５ｍｍサイズの負極を切り出し、タブに負極リードを溶接して負極を得た。空隙率を４７％から２２％に変更したため、負極活物質層の厚み（片面あたり）は１００μｍであった。
【０１００】
（２）正極の作製（第１電極）
正極集電体シートの一方の表面だけに正極活物質層を形成したこと以外、実施例１と同様にして、正極シートを作製した。圧延の際は、正極活物質層の空隙率が４７％になるように線圧を制御した。得られた正極シートから５ｍｍ×５ｍｍのタブを有する２１ｍｍ×５３ｍｍサイズの正極を切り出し、タブに正極リードを溶接して正極を得た。空隙率を２２％から４７％に変更したため、正極活物質層の厚みは１１５μｍであった。
【０１０１】
（３）薄型電池の組み立て
負極活物質層と正極活物質層とが互いに向かい合うように一対の正極の間に負極を配置したこと以外、実施例１と同様に、電極群を作製し、薄型電池（電池Ａ２）を完成させた。
ここでは、セパレータの正極活物質層（第１活物質層）との対向予定部の９０％の領域にＰＶｄＦ膜を形成した。一方、セパレータの負極活物質層（第２活物質層）との対向予定部には、対向予定部が１００％覆われるようにＰＶｄＦ膜を形成した。その後、負極活物質層と正極活物質層とが互いに向かい合うように、また、負極と正極との間にセパレータを介在させて、一対の正極の間に負極を配置して電極群を得た。
【０１０２】
《実施例３》
負極活物質層の空隙率が２２％になるように線圧を制御し、負極活物質層の厚みを１００μｍとしたこと以外、実施例１と同様に、負極を作製した。この負極を用いたこと以外、実施例１と同様に電極群を作製し、薄型電池（電池Ａ３）を完成させた。
【０１０３】
《実施例４》
セパレータの負極活物質層との対向予定部の１００％の領域にＰＶｄＦ膜を形成したこと以外、実施例１と同様に、電極群を作製し、薄型電池（電池Ａ４）を完成させた。
【０１０４】
《実施例５》
負極活物質である黒鉛（平均粒径２０μｍ）１００質量部と、結着剤であるスチレン−ブタジエンゴム（ＳＢＲ）２．５質量部と、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）１質量部と、適量の水とを混合して負極合剤スラリーを調製した。この負極合剤スラリーを用いたこと以外、実施例２と同様に負極を作製した。負極活物質層の厚みは１４０μｍであった。この負極を用いたこと以外、実施例１と同様に、電極群を作製し、薄型電池（電池Ａ５）を完成させた。
【０１０５】
《実施例６》
薄型電池をプレスするときの温度を６０℃に変更したこと以外、実施例１と同様に、薄型電池（電池Ａ６）を完成させた。
【０１０６】
《実施例７》
薄型電池をプレスするときの温度を６０℃に変更したこと以外、実施例３と同様に、薄型電池（電池Ａ７）を完成させた。
【０１０７】
《実施例８》
薄型電池をプレスするときの温度を６０℃に変更したこと以外、実施例４と同様に、薄型電池（電池Ａ８）を完成させた。
【０１０８】
《実施例９》
薄型電池をプレスするときの温度を６０℃に変更したこと以外、実施例５と同様に、薄型電池（電池Ａ９）を完成させた。
【０１０９】
《実施例１０》
薄型電池をプレスするときの温度を８０℃に変更したこと以外、実施例４と同様に、薄型電池（電池Ａ１０）を完成させた。
【０１１０】
《比較例１》
薄型電池をプレスするときの温度を９０℃に変更したこと以外、実施例１と同様に、薄型電池（電池Ｂ１）を完成させた。
【０１１１】
《比較例２》
負極活物質層の空隙率が２２％になるように線圧を制御し、負極活物質層の厚みを１００μｍとした。また、セパレータの負極活物質層との対向予定部の１００％の領域にＰＶｄＦ層を塗布した。上記以外、比較例１と同様に、薄型電池（電池Ｂ２）を完成させた。
【０１１２】
《比較例３》
実施例２と同様の手順で、＜正極／負極／正極＞の構造を有する薄型電池を作製した。ただし、セパレータの負極活物質層との対向予定部の９０％の領域にＰＶｄＦ膜を形成し、正極活物質層との対向予定部の１００％の領域にＰＶｄＦ膜を形成した。また、薄型電池の組み立てにおいて、外装体の外側から電極群をプレスするときの電極群および非水電解質の温度を６０℃に変更した。こうして、第１電極を正極に、第２電極を負極にしたこと以外、実施例６と同様の構成を有する薄型電池（電池Ｂ３）を完成させた。
【０１１３】
《比較例４》
薄型電池の組み立てにおいて、ＰＶｄＦ膜をセパレータの両面に塗布しなかった。また、外装体に電極群を挿入し、一方の開口を熱溶着により密閉した後、外装体の他方の開口から非水電解質を注液し、−６５０ｍｍＨｇの減圧環境下で他方の開口部を熱融着した。その後、電池を４５℃環境下でエージングした。最後に、０．２５ＭＰａの圧力で３０秒間、９０℃でプレスした。上記以外、実施例１と同様に、薄型電池（電池Ｂ４）を完成させた。
【産業上の利用可能性】
【０１１４】
本発明の薄型電池は、例えば、生体貼付型装置もしくはウェアラブル携帯端末のような小型の電子機器への使用に適している。
【符号の説明】
【０１１５】
２１，１００，２００，６２０  薄型電池
４０  生体情報測定装置
４１  保持部材
４２  電池搭載デバイス
４３  温度センサ
４５  感圧素子
４６  記憶部
４７  情報送信部
ＳＷ１  ボタンスイッチ
４８  制御部
４９  粘着剤
１０３，２０３  電極群
１０７  第１セパレータ
１０８，２０８  外装体
１０９  ゲル電解質
１１０，２１０  第１電極
１１１，２１１  第１集電体シート
１１２，２１２  第１活物質層
１１３，２１３  第１リード
１２０，２２０  第２電極
１２１，２２１  第２集電体シート
１２２，２１２  第２活物質層
１２３，２２３  第２リード
２０７ａ，２０７ｂ  第２セパレータ
６００ａ，６００ｂ  固定部材
６１０  治具
【図１】
2015136837.tif 000005
【図２】
2015136837.tif 000006
【図３】
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【図４】
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【図５】
2015136837.tif 000009
【図６】
2015136837.tif 000010
【図７】
2015136837.tif 000011
【国際調査報告】
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