(57)【要約】  使用後に確実に電池からの電力供給を停止させてそのまま廃棄することが可能なウェアラブルパッチを提供する。また、使用後に確実に電力の供給を停止させて安全に廃棄することができるシート状電池を得る。本願で開示するウェアラブルパッチは、身体に装着されるウェアラブルパッチ１００であって、機能素子５０と、前記機能素子を動作させる駆動回路部２０と、電源としての電池１０とを備え、前記ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、前記電池から前記駆動回路部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段７０が形成されている。また、本願で開示するシート状電池は、シート状外装体５６０の内部に、いずれもシート状の正極５２０と負極５３０とを含む発電要素が封入されたシート状電池５００であって、前記シート状電池の所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、当該電池から外部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段５７０が形成されている。
2018128191.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
身体に装着されるウェアラブルパッチであって、
機能素子と、
前記機能素子を動作させる駆動回路部と、
電源としての電池とを備え、
前記ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、前記電池から前記駆動回路部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されていることを特徴とする、ウェアラブルパッチ。
【請求項２】
前記電池と前記駆動回路部と接続する導電経路を有し、前記切断容易化手段によって前記導電経路が切断可能である、請求項１に記載のウェアラブルパッチ。
【請求項３】
前記電池は、シート状の外装体の内部に配置された正極と負極とを含む発電要素と、前記発電要素による電力を外部に導出する前記正極に接続された正極端子と、前記負極に接続された負極端子とを備え、
前記切断容易化手段によって前記正極端子、および、前記負極端子の少なくとも一方が切断可能である、請求項１に記載のウェアラブルパッチ。
【請求項４】
前記電池は、シート状の外装体の内部に、いずれもシート状に形成された正極と負極とを含む発電要素が配置されたシート状電池であり、
前記切断容易化手段によって前記発電要素が切断可能である、請求項１に記載のウェアラブルパッチ。
【請求項５】
前記切断容易化手段として、切断の起点となる切断開始部を有する、請求項１〜４のいずれかに記載のウェアラブルパッチ。
【請求項６】
前記切断開始部として、周囲部分に形成された切り込みを有する、請求項５に記載のウェアラブルパッチ。
【請求項７】
前記切断容易化手段として、周囲部分に位置する一端部を引き上げることで前記所定部分が切断されるように配置されたカットテープを有する、請求項１〜４のいずれかに記載のウェアラブルパッチ。
【請求項８】
前記切断容易化手段として、他の部分と比較して容易に切断可能な切断部を有する、請求項１〜３のいずれかに記載のウェアラブルパッチ。
【請求項９】
前記切断部としてミシン目の形成部分を有する、請求項８に記載のウェアラブルパッチ。
【請求項１０】
シート状外装体の内部に、いずれもシート状の正極と負極とを含む発電要素が封入されたシート状電池であって、
前記シート状電池の所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、当該電池から外部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されていることを特徴とする、シート状電池。
【請求項１１】
前記シート状電池は、前記発電要素による電力を外部に導出する前記正極に接続された正極端子と、前記負極に接続された負極端子とを備え、
前記切断容易化手段によって前記正極端子、および、前記負極端子の少なくとも一方が切断可能である、請求項１０に記載のシート状電池。
【請求項１２】
前記切断容易化手段によって前記発電要素が切断可能である、請求項１０に記載のシート状電池。
【請求項１３】
前記切断容易化手段として、切断の起点となる切断開始部を有する、請求項１０〜１２のいずれかに記載のシート状電池。
【請求項１４】
前記切断開始部として、周囲部分に形成された切り込みを有する、請求項１３に記載のシート状電池。
【請求項１５】
前記切断容易化手段として、周囲部分に位置する一端部を引き上げることで前記所定部分が切断されるように配置されたカットテープを有する、請求項１０〜１２のいずれかに記載のシート状電池。
【請求項１６】
前記切断容易化手段として、他の部分と比較して容易に切断可能な切断部を有する、請求項１０または１１に記載のシート状電池。
【請求項１７】
前記切断部としてミシン目の形成部分を有する、請求項１６に記載のシート状電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、医療用などを目的として、人間の皮膚に直接装着されることで被装着者の生体情報を取得するなどの各種の機能を果たすウェアラブルパッチと、薄型であることからウェアブルパッチの動作電源としても使用可能なシート状電池に関し、特に、使用後の廃棄を容易に行うことができるウェアラブルパッチ、および、シート状電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、皮膚の表面に直接貼り付けることで体温や心拍数などの生体情報を取得できる、パッチタイプの医療用生体情報取得デバイスが普及し始めている。【０００３】
このようなウェアラブルなデバイスは、樹脂製の基材の表面に、皮膚に触れることで生体情報を取得可能な機能素子であるセンサ電極と、センサ電極からの情報を取得するとともに、例えばスマートフォンなどの別の機器に取得した情報を伝送する送信装置を含む駆動回路部と、駆動回路部の動作電源となる電池とが配置され、センサ電極部分以外の皮膚に面した部分に接着層が形成されることで、皮膚に貼り付けることができるパッチとして構成され、身体に直接貼り付けて使用されるウェアラブルの医療機器となっている。【０００４】
例えば、特許文献１には、アノードとカソードとが印刷により形成された電源としての電気化学セルと、可撓性を有するセンサを含む電気回路とが、表面に接着剤層が形成された２つの樹脂製の基板層の間に配置されて構成され、スマートフォンとの間でデータ通信が可能な体温測定用パッチが開示されている。【０００５】
また、特許文献２には、ユーザの心拍数や呼吸、身体の移動状況などを各種センサで測定可能な生体計測パッチとして、センサ、プロセッサ、アプリケーション、送信機などを有する再利用可能なセンサデバイスと亜鉛空気電池として例示される電池とを、気泡層や接着層を含む複数の層が積層された廃棄可能なパッチデバイスに収容するものが開示されている。【０００６】
特許文献３には、樹脂製基板に、センサや半導体装置を含む電子部品と、この電子部品の動作電源としてのコイン型の空気電池とが実装された医療用の絆創膏型の計測モジュールについて、基板を人体に接着させるための接着層を覆う保護シートが空気電池収容部の正極側を覆うシール部材を兼ねることで、保護シートを剥がして計測モジュールを人体に装着する際に、空気電池の正極に空気が接触して電力を供給し始めるものが開示されている。【０００７】
さらに、最近では、体温パッチなどのようなウェアラブルの各種センサや、ゴルフヘッド用の速度センサなどの電源に、シート状電池を適用することも試みられている。それに付随して、シート状電池の各種特性の改良も数多く行われ、正極、負極、セパレータ、電解質といった内部部材の他に、シート状外装体についての検討も行われている。例えば、特許文献４には、シート状外装体の周方向に伸びている接着部の一部に、優先的に剥離する優先剥離部と優先剥離部の周方向に隣接する位置の接着部に設けられた接着部の周方向に作用する張力に対する伸び率が接着部の部分よりも大きい張力緩衝部とを設けることで、内圧が上昇した場合に内部のガスを優先剥離部から安全に排出できるようにしたシート状電池（ラミネート型電池）が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２０１６−５０５８０８号公報
【特許文献２】特表２０１６−５１５０２２号公報
【特許文献３】特開２０１７−      ３７０号公報
【特許文献４】特開２００６−３５１４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような医療用のパッチは、人体に直接貼り付けて使用するものであるため、衛生面を考慮して１回の使用毎に廃棄される。また、ウェアブルパッチの機能自体が、一度限りの使用を目的としているものがあり、このようなウェアラブルパッチは使用が終了すると廃棄される。【００１０】
使用後のウェアラブルパッチを廃棄する際に、パッチに搭載されている電池に電池容量が残っているにもかかわらずそのまま廃棄してしまうと、廃棄された後も駆動回路部が動作し続けて、不所望な化学反応が引き起こされたり、発熱、発火などの不測の事態を生じたりする恐れがある。また、欧州などでは、電力を供給できる状態の電池を他の廃棄物と一緒に捨てることができないなどの規制があり、使用後のウェアラブルパッチをどのようにして安全に廃棄するかが問題となる。【００１１】
例えば、上記特許文献２では、パッチデバイスであるシート部材と、電池を含む回路部分であるセンサデバイスとを分離可能として、シート部分は廃棄する一方で回路部分を再利用する形態となっている。しかし、再利用時には新たな電池を搭載し直す必要があるとともに、医療現場などの実際の使用環境の中で、シート部材から回路部分を分離した後にこれを回収して再利用に回すことには、手間やコストがかかってしまう。【００１２】
また、パッチの電源として用いられたシート状電池も、一次電池の場合には放電し切って使用を終えた際にユーザが廃棄することが想定される。また、シート状電池が二次電池であっても、ユーザが交換可能なタイプの機器に適用されているようなものについては、充放電を多数繰り返すことで容量が低下してしまった場合に、新たな電池と交換するために機器から取り出したユーザが廃棄することが想定される。【００１３】
このように、シート状電池がユーザによって廃棄されることを想定した場合にも、シート状電池の接続端子が金属製の部材に接触するなどにより電流が流れてしまう恐れがあり、やはりウェアラブルパッチの場合と同様に不測の事態を生じることも考えられる。このため、容易に電力の供給を停止させた安全な状態でシート状電池を廃棄できるようにすることが望ましい。【００１４】
本開示は、上記従来の課題を解決し、使用後に確実に電池からの電力供給を停止させてそのまま廃棄することが可能なウェアラブルパッチを提供することを第１の課題とする。また、本開示は、ウェアラブルパッチの電源などとして用いられるシート状電池について、使用後に確実に電力の供給を停止させて安全に廃棄することができるシート状電池を得ることを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記第１の課題を解決するために本願で開示するウェアラブルパッチは、身体に装着されるウェアラブルパッチであって、機能素子と、前記機能素子を動作させる駆動回路部と、電源としての電池とを備え、前記ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、前記電池から前記駆動回路部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されていることを特徴とする。【００１６】
また、上記第２の課題を解決するために本願で開示するシート状電池は、シート状外装体の内部に、いずれもシート状の正極と負極とを含む発電要素が封入されたシート状電池であって、前記シート状電池の所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、当該電池から外部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本願で開示するウェアラブルパッチは、当該ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、電源としての電池から駆動回路部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されている。このため、使用後のウェアラブルパッチを、容易に動作しない状態にして安全に廃棄することができる。【００１８】
また、本願で開示するシート状電池は、当該シート状電池の所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、電池から外部への電源としての電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されている。このため、使用後のシート状電池を、外部に電力が供給されない状態にして安全に廃棄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態にかかるウェアラブルパッチの概略構成を説明するための平面図である。
【図２】第１の実施形態にかかるウェアラブルパッチの概略構成を説明するための断面構成図である。
【図３】電源としての空気電池の構成を説明するための断面構成図である。
【図４】電源としての空気電池の構成を説明するための平面図である。
【図５】第１の実施形態にかかるウェアラブルパッチの第２の構成例を説明するための平面図である。
【図６】第１の実施形態にかかるウェアラブルパッチの第３の構成例を説明するための平面図である。
【図７】第２の実施形態にかかるウェアラブルパッチの構成を説明するための要部拡大平面図である。
【図８】第２の実施形態にかかるウェアラブルパッチの構成を説明するための要部拡大断面図である。
【図９】第３の実施形態にかかるウェアラブルパッチの構成を説明するための平面図である。
【図１０】第４の実施形態にかかるシート状電池の概略構成を説明するための平面図である。
【図１１】第４の実施形態にかかるシート状電池の概略構成を説明するための断面構成図である。
【図１２】第４の実施形態にかかるシート状電池の第２の構成例を説明するための平面図である。
【図１３】第４の実施形態にかかるシート状電池の第３の構成例を説明するための平面図である。
【図１４】第５の実施形態にかかるシート状電池の構成を説明するための要部拡大平面図である。
【図１５】第５の実施形態にかかるシート状電池の構成を説明するための要部拡大断面図である。
【図１６】第６の実施形態にかかるシート状電池の構成を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本開示にかかるウェアラブルパッチは、身体に装着されるウェアラブルパッチであって、機能素子と、前記機能素子を動作させる駆動回路部と、電源としての電池とを備え、前記ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、前記電池から前記駆動回路部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されている。
【００２１】
本開示にかかるウェアラブルパッチは、上記の構成を備えることで、機能素子を動作させて、医療用の計測デバイスや投薬デバイスとして、また、被装着者の各種の身体情報を取得するウェアラブルデバイスとして使用できるとともに、廃棄時には、切断容易化手段によって所定部分を２００Ｎ以下の比較的弱い力で、例えば、はさみなどを用いずに両手で切断することができるので、電池から駆動回路部への電力の供給を容易に停止させることができる。このため、医療現場や、家庭内での実際の使用状態において、使用後のウェアラブルパッチを安全に廃棄することができる。
【００２２】
本開示のウェアラブルパッチにおいて、前記電池と前記駆動回路部と接続する導電経路を有し、前記切断容易化手段によって前記導電経路が切断可能である。切断容易化手段によって２００Ｎ以下の力で導電経路を切断でき、容易に、かつ、確実に電池から駆動回路部への電力供給を停止することができる。
【００２３】
また、前記電池は、シート状の外装体の内部に配置された正極と負極とを含む発電要素と、前記発電要素による電力を外部に導出する前記正極に接続された正極端子と、前記負極に接続された負極端子とを備え、前記切断容易化手段によって前記正極端子、および、前記負極端子の少なくとも一方が切断可能である。切断容易化手段によって、２００Ｎ以下の力で電池の端子を切断することができ、電池からの電源供給を容易に停止させることができる。
【００２４】
さらに、前記電池は、シート状の外装体の内部に、いずれもシート状に形成された正極と負極とを含む発電要素が配置されたシート状電池であり、前記切断容易化手段によって、前記発電要素が切断可能であるようにすることもできる。シート状電池の場合は、発電要素自体を切断することも可能であるため、切断容易化手段によって２００Ｎ以下の力で発電要素を切断して、電池の動作を停止させて電池からの電力の供給を停止させることもできる。
【００２５】
また、前記切断容易化手段として、切断の起点となる切断開始部を有する構成を採用することができ、さらにこの場合には、前記切断開始部として、周囲部分に形成された切り込みを有する形態を選択することができる。
【００２６】
さらに、前記切断容易化手段として、周囲部分に位置する一端部を引き上げることで前記所定部分が切断されるように配置されたカットテープを有する構成を採用することができる。
【００２７】
さらにまた、前記切断容易化手段として、他の部分と比較して容易に切断可能な切断部を有する構成を採用することができ、この場合において、前記切断部としてミシン目の形成部分を有する形態を選択することができる。
【００２８】
また、本願で開示するシート状電池は、シート状外装体の内部に、いずれもシート状の正極と負極とを含む発電要素が封入されたシート状電池であって、前記シート状電池の所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、当該電池から外部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されている。
【００２９】
本開示にかかるシート状電池は、上記の構成を備えることで、廃棄時に、切断容易化手段によって所定部分を２００Ｎ以下の比較的弱い力で、例えば、はさみなどを用いずに両手で切断することができる。このため、電池から外部への電力の供給を容易に停止させることができ、医療現場や、家庭内での実際の使用状態において、使用後のシート状電池を安全に廃棄することができる。
【００３０】
本開示のシート状電池は、前記発電要素による電力を外部に導出する前記正極に接続された正極端子と、前記負極に接続された負極端子とを備え、前記切断容易化手段によって前記正極端子、および、前記負極端子の少なくとも一方が切断可能である。このようにすることで、切断容易化手段によって２００Ｎ以下の力で正極端子、および／または、負極端子を切断でき、容易に、かつ、確実に電池から外部への電力供給を停止することができる。
【００３１】
また、前記切断容易化手段によって前記発電要素が切断可能である構成とすることができる。このように、発電要素自体を切断することで、２００Ｎ以下の力で電池の動作を停止させて電池からの電力の供給を停止させることができる。
【００３２】
また、前記切断容易化手段として、切断の起点となる切断開始部を有する構成を採用することができ、さらにこの場合には、前記切断開始部として、周囲部分に形成された切り込みを有する形態を選択することができる。
【００３３】
さらに、前記切断容易化手段として、周囲部分に位置する一端部を引き上げることで前記所定部分が切断されるように配置されたカットテープを有する構成を採用することができる。
【００３４】
さらにまた、前記切断容易化手段として、他の部分と比較して容易に切断可能な切断部を有する構成を採用することができ、この場合において、前記切断部としてミシン目の形成部分を有する形態を選択することができる。
【００３５】
以下、本開示にかかるウェアラブルパッチ、および、シート状電池について、図面を参照して説明する。
【００３６】
なお、本実施形態の説明で用いるウェアラブルパッチ、および、シート状電池の構造を説明するための各図面は、ウェアラブルパッチ、または、シート状電池を構成する各部材の形状とその配置位置の相互関係とをわかりやすく説明するものであり、各図に示した部材の大きさは、必ずしも実際の大きさを反映するものではない。
【００３７】
また、以下の説明はあくまで例示であって、本願で開示されるウェアラブルパッチ、および、シート状電池の構成は、下記実施形態として示されたものに限定されない。
【００３８】
＜本願で開示するウェアブルパッチの実施形態について＞
まず、本願で開示するウェアラブルパッチの実施形態を説明する。
【００３９】
（第１の実施の形態）
本願で開示するウェアラブルパッチは、ウェアラブルパッチを２００Ｎ以下の力で切断可能とする切断容易化手段を備えている。第１の実施形態では、切断容易化手段として、切断開始部を備えた構成について説明する。
【００４０】
切断開始部は、ウェアラブルパッチの周囲部分に形成された、他の部分よりも弱い力で切断を開始することができる箇所であり、切断開始部より切断を開始することで、２００Ｎ以下の比較的弱い力で、切断開始部を起点としてウェアラブルパッチを略直線状に切断することができる。すなわち、ウェアラブルパッチの切断において、はさみなどの器具を用いずに両手の力で切断する場合、通常は、切断開始時に必要とされる力が最も大きくなるが、前記切断開始部を設けてその値を低くすることによって、比較的弱い力での切断が可能となる。
【００４１】
［ウェアラブルパッチの構成］
図１は、本実施形態にかかるウェアラブルパッチの概略構成を説明するための平面図である。また、図２は、本実施形態にかかるウェアラブルパッチの概略構成を説明するための断面構成図である。
【００４２】
図２は、図１にＡ−Ａ’で示す部分の断面を示している。また、図１、および、図２は、ウェアラブルパッチ１００全体の概略構成を説明するものであって、ウェアラブルパッチ１００を構成する各部材をブロック状に簡略化して表している。なお、以下の説明では、便宜上図２の上下方向を、本実施形態で示すウェアラブルパッチ１００の上下方向として説明する。すなわち、ウェアラブルパッチ１００を身体に貼着した状態において、被装着者の皮膚に面する側がウェアラブルパッチ１００の下側の表面であり、外側に向かう面がウェアラブルパッチ１００の上側の表面となる。
【００４３】
本実施形態で説明するウェアラブルパッチ１００は、例えば被装着者の体温を検出する医療用パッチであり、直接皮膚に貼り付けて使用するものである。
【００４４】
図１に示すように、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００は、動作電源である電池１０と、ウェアラブルパッチ１００を動作させる駆動回路部２０とが、基材３０の上面側に配置されている。電池１０の下側面に形成された電極端子９と、駆動回路部２０の下側面に形成された接続端子２１とが、ウェアラブルパッチ１００全体の基板としての役割を果たす基材３０の上面に形成された導電経路としての電源配線３１で接続されることで、電池１０から駆動回路部２０へと電力が供給される。
【００４５】
基材３０の上面は、電池１０と駆動回路部２０の配置領域を除いてカバー部材４０で覆われている。
【００４６】
基材３０の下側面には、被装着者の皮膚に接触あるいは近接する機能素子５０と、ウェアラブルパッチ１００を被測定者に貼着するための粘着層６０が形成されている。なお、駆動回路部２０と機能素子５０とは、図示しない接続配線等で接続されており、駆動回路部２０での動作制御にしたがって、機能素子５０は、体温や心拍数などの生体情報の検出や薬液の供給などの所定の機能を果たす。
【００４７】
また、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００には、２００Ｎ以下の力でウェアラブルパッチ１００を切断可能とする切断開始部７０としての切り込み７１が、基材３０とカバー部材４０との積層部分であって、ウェアラブルパッチの周囲部分に形成されている。このため、ウェアラブルパッチ１００を廃棄する際に、切断開始部７０の切り込み７１を起点としてウェアラブルパッチ１００を切断することで、ウェアラブルパッチ１００の所定部分である電池１０から駆動回路部２０へと電力を供給する導電経路（電源配線３１）を切断して、電力の供給を確実に停止させることができる。
【００４８】
以下、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００を構成する各部材の構成例について説明する。
【００４９】
［電池］
皮膚の表面に貼り付けられるウェアラブルパッチ１００に動作電源として搭載される電池１０は、特に限定されるものではなく、水を溶媒とする電解液を有する電池（アルカリ電池、マンガン電池などの乾電池や、空気電池など）や、非水溶媒を用いた非水電解液を有する電池（リチウム電池など）の態様を取ることができる。ただし、被装着者に違和感を与えないように、薄型で、かつ、軽量であること、また、駆動回路部２０が長時間動作可能であるように電池容量が大きいこと、という特性を備えることが好ましい。このため、本実施形態のウェアラブルパッチ１００では、動作電源となる電池に、正極、負極を含む発電要素や外装体がシート状の部材で形成されたシート状空気電池１０を用いている。
【００５０】
図３は、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００に用いられているシート状空気電池１０の構成を説明するための断面構成図である。
【００５１】
また、図４は、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００に用いられているシート状空気電池１０の構成を説明するための平面図である。なお、図３は、図４に示すＢ−Ｂ’線での断面を示している。
【００５２】
シート状の空気電池１０は、正極１と負極２とを含む発電要素をはじめとする各部材をシート状に形成することで全体として可撓性を有するシート状に構成されている。
【００５３】
図３にその断面を示すように、本実施形態で説明するシート状の空気電池１０は、それぞれがシート状に形成された、正極１と負極２、正極１と負極２との間に配置されたセパレータ３と、図示を省略する電解液とが、その周囲部分がシールされたいずれもシート状に形成された正極１側の外装体６と、負極２側の外装体５との間に密閉されて構成されている。また、正極１と、正極１側の外装体６との間には、空気を透過するが水分（電解液）は透過しない撥水膜４が配置されていて、正極１側の外装体６に形成された空気孔７から撥水膜４を介して、正極１に正極活物質である空気（酸素）が供給される。
【００５４】
なお、図１、図２に示したように、本実施形態で説明するウェアラブルパッチ１００では、空気電池１０は、基材３０の上側表面に配置されていて、カバー部材４０は、空気電池１０の正極１側の外装体６に形成された空気孔７を覆わないように、空気電池１０の表面を露出させる開口が形成されている。
【００５５】
以下、シート状空気電池１０の各部材について詳述する。
【００５６】
（正極）
正極１は、触媒層を有するもの、例えば、触媒層と集電体とを積層した構造のものを使用することができる。
【００５７】
触媒層には、触媒やバインダなどを含有させることができる。
【００５８】
触媒層に係る触媒としては、例えば、銀、白金族金属またはその合金、遷移金属、Ｐｔ／ＩｒＯ2などの白金／金属酸化物、Ｌａ1-xＣａxＣｏＯ3などのベロブスカイト酸化物、ＷＣなどの炭化物、Ｍｎ4Ｎなどの窒化物、二酸化マンガンなどのマンガン酸化物、カーボン［黒鉛、カーボンブラック（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）、木炭、活性炭など］などが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が使用される。
【００５９】
なお、触媒層は、電解液の成分を除く重金属の含有量が、１質量％以下であることが好ましい。重金属の含有量が前記のように少ない触媒層を有する正極の場合、特別な処理などを経ずに廃棄しても環境負荷が小さい電池とすることができる。この点からも、触媒としては前述のカーボンを使用することがより好ましい。触媒層中の重金属の含有量は、蛍光Ｘ線分析などにより測定することができ、例えば、株式会社リガク製の蛍光Ｘ線分析装置「ＺＳＸ１００ｅ（製品名）」を用いて、励起源：Ｒｈ５０ｋＶ、分析面積：φ１０ｍｍの条件で測定することができる。
【００６０】
また、正極の反応性をより高める観点からは、触媒として使用するカーボンの比表面積は、２００ｍ2／ｇ以上であることが好ましく、３００ｍ2／ｇ以上であることがより好ましく、５００ｍ2／ｇ以上であることが更に好ましい。なお、カーボンの比表面積は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２１７に準じたＢＥＴ法によって求められる値であり、例えば、窒素吸着法による比表面積測定装置を用いて測定することができる。なお、カーボンの比表面積の上限値は、通常、２０００ｍ2／ｇ程度である。
【００６１】
触媒層における触媒の含有量は、２０〜７０質量％であることが好ましい。
【００６２】
触媒層に係るパインダとしては、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ、フッ化ビニリデンの共重合体やテトラフルオロエチレンの共重合体［フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＥＰ）、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＴＦＥ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＥＰ−ＴＦＥ）など］などのフッ素樹脂バインダなどが挙げられる。これらの中でもテトラフルオロエチレンの重合体（ＰＴＦＥ）または共重合体が好ましく、ＰＴＦＥがより好ましい。触媒層におけるパインダの含有量は、３〜５０質量％であることが好ましい。
【００６３】
触媒層を有する正極の場合、例えば、前記触媒、バインダなどを水と混合してロールで圧延し、集電体と密着させることにより製造することができる。また前記の触媒や必要に応じて使用するバインダなどを、水や有機溶媒に分散させて調製した触媒層形成用組成物（スラリー、ペーストなど）を、集電体の表面に塗布し乾燥した後に、必要に応じてカレンダ処理などのプレス処理を施す工程を経て製造することもできる。
【００６４】
正極合剤層を有する正極や触媒層を有する正極に係る集電体には、例えば、チタン、ニッケル、ステンレス鋼、銅などの金属の網、箔、エキスパンドメタル、パンチングメタル;カーボンの網、多孔質シート;などを用いることができる。正極に係る集電体の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【００６５】
また、正極の集電体には、シート状外装体を構成する樹脂製フィルムや、樹脂製フィルムと金属フィルムとの積層体の一部を利用することもできる。この場合、例えば、樹脂製フィルムや前記積層体の、シート状外装体の内面となることが予定される面にカーボンペーストを塗布して集電体としたり、前記積層体の金属層を集電体としたりし、この表面に前記と同様の方法で正極合剤層や触媒層を形成することで、正極とすることができる。前記のカーボンペースト層の厚みは、３０〜３００μｍであることが好ましい。
【００６６】
（負極）
負極２には、亜鉛系材料（亜鉛材料と亜鉛合金材料とを纏めてこのように称する）やマグネシウム系材料（マグネシウム材料とマグネシウム合金材料とを纏めてこのように称する）、アルミニウム系材料（アルミニウム材料とアルミニウム合金材料とを纏めてこのように称する）などの金属材料で構成された金属粒子や金属箔などが使用される。このような負極では、亜鉛やマグネシウムやアルミニウムといった金属が、活物質として作用する。
【００６７】
亜鉛合金材料の合金成分としては、例えば、インジウム（例えば含有量が質量基準で０．００５〜０．０５％）、ビスマス（例えば含有量が質量基準で０．００５〜０．０５％）、 アルミニウム（例えば含有量が質量基準で０．００１〜０．１５％）などが挙げられる。
【００６８】
また、マグネシウム合金材料の合金成分としては、例えば、カルシウム（例えば含有量が質量基準で１〜３％）、マンガン（例えば含有量が質量基準で０．１〜０．５％）、亜鉛（例えば含有量が質量基準で０．４〜１％）、アルミニウム（例えば含有量が質量基準で８〜１０％）などが挙げられる。
【００６９】
さらに、アルミニウム合金材料の合金成分としては、例えば、亜鉛（例えば含有量が質量基準で０．５〜１０％）、スズ（例えば含有量が質量基準で０．０４〜１．０％）、ガリウム（例えば含有量が質量基準で０．００３〜１．０％）、ケイ素（例えば含有量が質量基準で０．０５％以下）、鉄（例えば含有量が質量基準で０．１％以下）、マグネシウム（例えば含有量が質量基準で０．１〜２．０５％）、マンガン（例えば含有量が質量基準で０．０１〜０．５％）などが挙げられる。
【００７０】
金属粒子を含有する負極の場合、その金属粒子は、１種単独でもよく、２種以上であってもよい。
【００７１】
なお、電池の廃棄時の環境負荷の低減を考慮すると、負極に使用する金属材料は、水銀、カドミウム、鉛およびクロムの含有量が少ないことが好ましく、具体的な含有量が、質量基準で、水銀:０．１％以下、カドミウム:０．０１％以下、鉛:０．１％以下、およびクロム:０．１％以下であることがより好ましい。
【００７２】
亜鉛系材料の粒子の粒度としては、例えば、全粒子中、粒径が７５μｍ以下の粒子の割合が５０質量％以下のものが好ましく、３０質量％以下のものがより好ましく、また、粒径が１００〜２００μｍの粒子の割合が、５０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上であるものが挙げられる。
【００７３】
また、マグネシウム系材料およびアルミニウム系材料の粒子の粒度としては、例えば、全粒子中、粒径が３０μｍ以下の粒子の割合が５０質量％以下のものが好ましく、３０質量％以下のものがより好ましく、また、粒径が５０〜２００μｍの粒子の割合が、５０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上であるものが挙げられる。
【００７４】
なお、上記説明における金属粒子の粒度は、レーザー散乱粒度分布計を用い、粒子を溶解しない媒体に、これらの粒子を分散させて測定した、体積基準での累積頻度５０％における粒径（Ｄ50）である。
【００７５】
金属粒子を含有する負極の場合には、必要に応じて添加されるゲル化剤（ポリアクリル酸ソーダ、カルボキシメチルセルロースなど）やバインダを含んでもよく、これに電解液を加えることで構成される負極剤（ゲル状負極など）を使用することができる。負極中のゲル化剤の量は、例えば、０．５〜１．５質量％とすることが好ましく、バインダの量は、０．５〜３質量％とすることが好ましい。
【００７６】
金属粒子を含有する負極に係る電解液には、電池に注入するものと同じものを使用することができる。
【００７７】
負極における金属粒子の含有量は、例えば、６０質量％以上であることが好ましく、６５質量％以上であることがより好ましく、また、９５質量％以下であることが好ましく、９０質量％以下であることがより好ましい。
【００７８】
金属粒子を含有する負極は、酸化インジウム、水酸化インジウムなどのインジウム化合物を含有していることが好ましい。負極がインジウム化合物を含有することによって、金属粒子と電解液との腐食反応による水素ガス発生をより効果的に防ぐことができる。
【００７９】
負極に使用するインジウム化合物の量は、質量比で、金属粒子:１００に対し、０．０３〜１であることが好ましい。
【００８０】
また、負極には、前記亜鉛系材料や、前記マグネシウム系材料などで構成された金属シート（金属箔など）を用いることもできる。このような負極の場合、その厚みは、１０〜５００μｍであることが好ましい。
【００８１】
また、負極には、集電性を高めるために、必要に応じて集電体を用いてもよい。負極の集電体としては、ニッケル、銅、ステンレス鋼などの金属の網、箔、エキスパンドメタル、パンチングメタル；カーボンのシート、網；などが挙げられる。負極の集電体の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【００８２】
負極の集電体には、前記正極の場合と同様に、シート状外装体の内面となることが予定される面にカーボンペーストを塗布して用いたり、シート状外装体を構成する金属層を用いたりすることができる。カーボンペースト層の厚みは、５０〜２００μｍであることが好ましい。
【００８３】
（セパレータ）
セパレータ３としては、樹脂製の多孔質膜（微多孔膜、不織布など）や、セロファンフィルムに代表される半透膜などの、各種電池で一般的に採用されているセパレータが挙げられる。なお、シート状電池の短絡防止および負荷特性を向上させる観点からは、半透膜をセバレータに使用することが好ましい。
【００８４】
樹脂製の多孔質膜からなるセパレータを構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−プロピレン共重合体などのポリオレフィンなどが挙げられる。
【００８５】
樹脂製のセバレータの場合、空孔率は３０〜８０％であることが好ましく、また、厚みは１０〜１００μｍであることが好ましい。
【００８６】
また、セロファンフィルムなどの半透膜をセパレータに使用する場合、半透膜のみでセパレータを構成してもよい。しかしながら、半透膜は強度が小さいため、電池組み立て時の破損などの問題が発生しやすい。よって、特定の重合体で構成されるグラフトフィルムと、半透膜とを積層した積層体でセパレータを構成することも推奨される。
【００８７】
グラフトフィルムを構成するグラフト重合体は、例えば、幹ポリマーであるポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）に、（メタ）アクリル酸またはその誘導体が、グラフト重合した形態を有するものである。ただし、グラフト重合体は前記の形態を有していればよく、ポリオレフィンに、（メタ）アクリル酸やその誘導体をグラフト重合させる方法により製造されたものでなくともよい。
【００８８】
セロファンフィルムのみで構成されるセパレータの場合、その厚みは、例えば、１５μｍ以上であることが好ましく、また、４０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましい。
【００８９】
さらに、グラフトフィルムとセロファンフィルムとの積層体で構成されるセパレータの場合、グラフトフィルムとセロファンフィルムとの合計厚みで、例えば、３０μｍ以上であることが好ましく、４０μｍ以上であることがより好ましく、また、７０μｍ以下であることが好ましく、６０μｍ以下であることがより好ましい。
【００９０】
さらに、グラフトフィルムとセロファンフィルムの積層体で構成されるセバレータの場合、グラフトフィルムの厚みは、例えば、１５μｍ以上であることが好ましく、２５μｍ以上であることがより好ましく、また、３０μｍ以下であることが好ましい。
【００９１】
セパレータを構成するためのグラフトフィルムとセロファンフィルムとの積層体としては、例えば、株式会社ユアサメンブレンシステムから「ＹＧ９１３２」や「ＹＧ９１２２」、「ＹＧ２１５２」の名称で市販されているものが挙げられる。
【００９２】
また、セロファンフィルムや、セロファンフィルムおよびグラフトフィルムと、ビニロン−レーヨン混抄紙のような吸液層（電解液保持層）とを組み合わせてセパレータを構成してもよい。このような吸液層の厚みは２０〜５００μｍであることが好ましい。
【００９３】
（外装体）
シート状の外装体５、６を構成する樹脂フィルムとしては、ナイロンフィルム（ナイロン６６フィルムなど）、ポリエステルフィルム［ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなど］などが挙げられる。樹脂フィルムの厚みは、２０〜１００μｍであることが好ましい。
【００９４】
シート状外装体５、６の封止は、正極１側のシート状外装体６の端部と負極２側の外装体５の端部との熱融着によって行うことが一般的であるが、この熱融着をより容易にする目的で、樹脂フィルムに熱融着樹脂層を積層してシート状外装体５、６として用いてもよい。熱融着樹脂層を構成する熱融着樹脂としては、変性ポリオレフィンフィルム（変性ポリオレフィンアイオノマーフィルムなど）、ポリプロピレンおよびその共重合体などが挙げられる。熱融着樹脂層の厚みが２０〜１００μｍであることが好ましい。
【００９５】
また、樹脂フィルムには金属層を積層してもよい。金属層は、アルミニウムフィルム（アルミニウム箔。アルミニウム合金箔を含む。）、ステンレス鋼フィルム（ステンレス鋼箔。）などにより構成することができる。金属層の厚みが１０〜１５０μｍであることが好ましい。
【００９６】
また、シート状外装体５、６を構成する樹脂フィルムは、前記の熱融着樹脂層と前記の金属層とが積層された構成のフィルムであってもよい。
【００９７】
シート状外装体の形状は、空気電池として求められる形状として、平面視で四角形としたものを示している。しかし、空気電池１０に用いられるシート状外装体５、６の平面視形状は四角形には限られず、使用される機器の形状や、空気電池が収容される部分の形状に合わせて、三角形、五角形、六角形、七角形、八角形などの多角形や、円形や楕円形であってもよい。
【００９８】
図３、図４に示したように、本実施形態で説明する空気電池１０では、正極１側の外装体６の正極１と重なる部分に、空気孔７が形成されている。
【００９９】
空気孔７を介して、外部の空気が取り込まれて空気中の酸素が正極活物質として機能し、電力が供給される。なお、空気孔７は、一例として直径が５０μｍから１ｍｍ程度の円形の開口で、正極１側の外装体６にレーザー照射法や機械的なパンチング法などによって形成される。
【０１００】
図４では、空気孔７として、縦方向と横方向とにそれぞれ３個ずつ、合わせて９個の空気孔７がマトリクス状に形成されている例を示したが、空気孔７の個数や配置形状には制約はなく、正極１で必要とされる量の酸素が供給できる範囲で、平面視したときになるべく均等に分散させた形で配置することが好ましい。また、空気孔７の形状も、例示した略円形のものに限らず、矩形や、楕円形状などでもよい。
【０１０１】
また本実施形態で説明する空気電池１０では、正極１側の外装体６の一つの辺の近傍には、負極２側の外装体５と熱溶着されずに両面が露出した箇所が設けられており、その負極２側の表面に、２つの電極端子９が形成されている。
【０１０２】
電極端子９は、蒸着や印刷法などによって形成された金属薄膜やカーボンペーストなどの導電体で構成され、図４では上側に位置する一方が正極１とリード線８などによって接続されている。また、図示は省略するが、他方の電極端子９は、負極２と電気的に接続されている。図３、図４に示すように、負極２側の外装体５の端部を電極端子９の略中間部分に位置するようにシールすることによって、電極端子９を空気電池１０の下側面に露出させる構成とすることができ、基材３０の上側面に形成された電源配線３１（図１、図２参照）を介して駆動回路部２０へと電源電力が供給される。
【０１０３】
また、前記方法以外に、負極２側の外装体５と正極１側の外装体６が熱融着される箇所において、あらかじめ負極２側の外装体５に開口部を設け、前記開口部と正極１側の外装体６との間に電極端子９が配置されるよう２つの外装体５、６の封止を行うことによっても、同様に、電極端子９を空気電池１０の下側面に露出させる構成とすることができる。
【０１０４】
なお、空気電池１０の電極端子は、図示したように正極１側の外装体６の内側面に形成する方法の他に、負極２側の外装体５を貫通するようにビア構造で形成することによっても、空気電池１０の下側に配置される電源配線３１と接触させることができる。
【０１０５】
（撥水膜）
シート状空気電池１０の正極１と正極１側の外装体６との間には、撥水膜４が配置されている。撥水膜には、撥水性がある一方で空気を透過できる膜が使用される。このような撥水膜の具体例としては、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂；ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン；などの樹脂で構成された膜などが挙げられる。撥水膜の厚みは、５０〜２５０μｍとすることができる。
【０１０６】
なお、正極１側の外装体６と撥水膜４との聞に、外装体６内に取り込んだ空気を正極に供給するための空気拡散膜を配置してもよい。空気拡散膜には、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ナイロンなどの樹脂で構成された不織布を用いることができる。空気拡散膜の厚みは、１００〜２５０μｍとすることができる。
【０１０７】
（電解液）
２つのシート状外装体５、６内に収容される電解液の電解質塩としては、特に限定はされないが、塩化ナトリウムなどアルカリ金属の塩や、塩酸、硫酸および硝酸などより選択される強酸と、アンモニアや、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなど金属元素の水酸化物に代表される弱塩基との塩が例示される。この中でも、強酸と弱塩基との塩が好ましく用いられ、そのうち、アンモニウム塩または特定の金属元素の塩がより好ましく用いられる。
【０１０８】
より具体的には、Ｃｌ-、ＳＯ42-、ＨＳＯ4-、および、ＮＯ3-より選択される少なくとも１種のイオンと、Ａｌイオン、Ｍｇイオン、Ｆｅイオンおよびアンモニウムイオンより選択される少なくとも１種のイオンとの塩であり、硫酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウム［（ＮＨ4）ＨＳＯ4］、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウムなどのアンモニウム塩;硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウムなどのアルミニウム塩；硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化水酸化マグネシウム［ＭｇＣｌ（ＯＨ）］、硝酸マグネシウムなどのマグネシウム塩；硫酸鉄（ＩＩ）、硫酸アンモニウム鉄（ＩＩ）［（ＮＨ4）2Ｆｅ（ＳＯ4）2］、硫酸鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）、硝酸鉄（ＩＩ）などの鉄塩；が例示される。
【０１０９】
このように、強酸と弱塩基との塩を含有する水溶液は、負極活物質である金属材料を腐食させる作用が比較的小さく、また、比較的高い導電率を有している。よって、良好な放電特性を実現することができる。
【０１１０】
電解液のｐＨとしては、３以上１２未満とすることで、安全性を向上させた、環境負荷が小さく、かつ、放電特性が良好な空気電池を実現することができる。なお、電解液のｐＨは、３以上、好ましくは５以上であって、１２未満、好ましくは１０以下、より好ましくは７未満である。前記の電解質塩を用いることにより、電解液のｐＨを前記範囲に調整しやすくなるだけでなく、皮膚への刺激性が比較的低い電解液を構成することができるので、例えば、電池の外装体が傷ついて電解液が漏出しウェアラブルパッチ１００の被装着者の皮膚などに付着した場合でも、トラブルを生じる可能性が低いため、身体に直接装着されるウェアラブルパッチ１００の電源として好適な電池とすることができる。
【０１１１】
電解液として使用する水溶液は、電解質として、Ｃｌ-、ＳＯ42-、ＨＳＯ4-、および、ＮＯ3-より選択される少なくとも１種のイオンと、Ａｌイオン、Ｍｇイオン、Ｆｅイオンおよびアンモニウムイオンより選択される少なくとも１種のイオンとの塩のうちの１種のみを含有していればよいが、２種以上を含有していてもよい。
【０１１２】
ただし、Ｃｌ-イオンとＦｅ3+イオンとの塩［塩化鉄（ＩＩＩ）］については、その他のイオンの組み合わせによる塩に比べて負極活物質である金属材料を腐食させる作用が強いため、塩化鉄（ＩＩＩ）以外の塩を用いることが好ましく、負極活物質である金属材料を腐食させる作用がより低いことから、アンモニウム塩を用いることがより好ましい。
【０１１３】
なお、前記した強酸と弱塩基との塩であっても、過塩素酸塩は、加熱や衝撃により燃焼や爆発の危険を生じることから、環境負荷や廃棄時の安全性の観点から、電解液として使用する前記水溶液に含有させないか、あるいは含有しても過塩素酸イオンの量がわずかであること（具体的には１００ｐｐｍ未満、より好ましくは１０ｐｐｍ未満）が好ましい。
【０１１４】
また、前記強酸と弱塩基との塩のうち、塩化亜鉛や硫酸銅などに代表される重金属塩（鉄の塩を除く）は、有害であるものが多いため、環境負荷や廃棄時の安全性の観点から、電解液として使用する前記水溶液に含有させないか、あるいは含有しても鉄イオンを除く重金属イオンの量がわずか（具体的には１００ｐｐｍ未満、より好ましくは１０ｐｐｍ未満）であることが好ましい。
【０１１５】
電解液の導電率は、８０ｍＳ／ｃｍ以上であることが好ましい。よって、電解液として使用する前記水溶液における前記電解質の濃度（１種のみを用いる場合は、その濃度であり、２種以上を用いる場合は、それらの合計濃度）は、このような導電率を確保できるような濃度とすればよく、通常は、５〜５０質量％である。なお、電解液の導電率の上限値は、通常７００ｍＳ／ｃｍ程度である。
【０１１６】
電解液には、インジウム化合物が溶解していることが好ましい。電解液中にインジウム化合物が溶解している場合には、電池内での水素ガスの発生をより良好に抑制することができる。
【０１１７】
電解液に溶解させるインジウム化合物としては、水酸化インジウム、酸化インジウム、硫酸インジウム、硫化インジウム、硝酸インジウム、臭化インジウム、塩化インジウムなどが挙げられる。
【０１１８】
インジウム化合物の電解液中の濃度は、質量基準で０．００５％以上であることが好ましく、０．０１％以上であることがより好ましく、０．０５％以上であることが特に好ましい。また、１％以下であることが好ましく、０．５％以下であることがより好ましく、０．１％以下であることが特に好ましい。
【０１１９】
また、電解液には前記の各成分の他に、必要に応じて公知の各種添加剤を添加してもよい。例えば、負極に用いる金属材料の腐食（酸化）を防止するために、酸化亜鉛を添加するなどしてもよい。なお、酸化亜鉛は、負極に添加することもできる。
【０１２０】
（空気電池の諸元）
上述した各部材で構成されるシート状空気電池１０の全体形状は、一例として、長辺が３０〜５０ｍｍ、短辺が２０〜３５ｍｍとすることができる。なお、空気電池１０の厚みは、ウェアラブルパッチ１００への実装を容易にし、またウェアラブルパッチ１００が身体に装着される際の変形を容易にするために、より薄く構成することが好ましく、一例として１ｍｍ以下とすることができる。なお、空気電池１０の取り扱い上必要となる剛性や電池の容量を考慮すると、厚みの最小値は一例として０．２ｍｍとすることができる。
【０１２１】
次に、４種類の電解液を用いて、実施例としての４つのシート状空気電池を実際に作成して放電容量を確認した。
【０１２２】
それぞれのシート状空気電池において、正極、負極、電解液、セパレータ、撥水膜、外装体は以下の材料を用いた。
【０１２３】
＜正極＞
ＤＢＰ吸油量４９５ｃｍ3／１００ｇ、比表面積１２７０ｍ2／ｇのカーボン（ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ（商品名：ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製））：３０質量部と、アクリル系分散剤：１５質量部と、ＳＢＲ：６０質量部と、水：５００質量部とを混合して触媒層形成用組成物を作製した。
【０１２４】
集電体として多孔性のカーボンシート〔厚み：０．２５ｍｍ、空孔率：７５％、透気度（ガーレー）：７０秒／１００ｍｌ〕を用い、前記触媒層形成用組成物を、乾燥後の塗布量が１０ｍｇ／ｃｍ2となるよう前記基材の表面にストライプ塗布し、乾燥することにより、触媒層が形成された部分と形成されていない部分とを有する集電体を得た。この集電体を、触媒層の大きさが１５ｍｍ×１５ｍｍで、その一端に、触媒層が形成されていない５ｍｍ×１５ｍｍの大きさのリードとなる部分を有する形状に打ち抜いて、全体の厚みが０．２７ｍｍの正極（空気極）を作製した。
【０１２５】
＜負極＞
添加元素としてＩｎ：０．０５％、Ｂｉ：０．０４％およびＡｌ：０．００１％含有する亜鉛合金箔（厚み：０．０５ｍｍ）を、活物質として機能する１５ｍｍ×１５ｍｍの大きさの部分と、その一端にリードとなる５ｍｍ×１５ｍｍの部分とを有する形状に打ち抜いて負極を作製した。
【０１２６】
＜電解液＞
電池１  ２０質量％の硫酸アンモニウム水溶液（ｐＨ＝５．３）
電池２  ２０質量％の塩化アンモニウム水溶液（ｐＨ＝４．３）
電池３  ２０質量％の塩化ナトリウム水溶液（ｐＨ＝７）
電池４  ３０質量％の水酸化カリウム水溶液（ｐＨ＝１４）。
【０１２７】
＜セパレータ＞
ポリエチレン主鎖にアクリル酸をグラフト共重合させた構造を有するグラフト共重合体で構成された２枚のグラフトフィルム（１枚当たりの厚み：１５μｍ）を、セロハンフィルム（厚み：２０μｍ）の両側に配置したものを用いた。
【０１２８】
＜撥水膜＞
厚みが２００μｍのＰＴＦＥ製シートを用いた。
【０１２９】
＜外装体＞
アルミニウム箔の外面にＰＥＴフィルムを有し、内面に熱融着樹脂層としてポリプロピレンフィルムを有する２．５ｃｍ×２．５ｃｍの大きさのアルミラミネートフィルム２枚を用いた。
【０１３０】
＜電池の組み立て＞
上記した２枚の外装体であるラミネートフィルムにおいて、正極側に配置される一方のラミネートフィルムには、正極の触媒層の配置位置に対応して、直径０．５ｍｍの空気孔９個を、縦４．５ｍｍ×横４．５ｍｍの等間隔（空気孔同士の中心間距離は５ｍｍ）でマトリクス状に形成し、その内面側に、ホットメルト樹脂を用いて撥水膜を熱溶着させた。また、負極側に配置されるもう一方のラミネートフィルムには、正極および負極のリードが配置される部分に、リードと外装体との熱溶着部の封止性を高めるため、外装体の辺と平行に、変性ポリオレフィンアイオノマーフィルムを取り付けた。
【０１３１】
撥水膜を有するラミネートフィルムを下にして、その撥水膜の上に、前記正極、前記セパレータおよび前記負極を順に積層し、さらに、もう１枚のラミネートフィルムを、前記正極および前記負極のリードの上に前記変性ポリオレフィンアイオノマーフィルムが位置するようにして重ねた。次に、２枚のラミネートフィルムの周囲３辺を互いに熱溶着して袋状にし、その開口部から電解液を注液した後、開口部を熱溶着して封止してシート状空気電池とした。作製した電池の厚みは、ほぼ１ｍｍであった。
【０１３２】
このようにして作製した空気電池を大気中で１０分間放置した後、電池の設計容量に対して１００時間率相当の電流で０．５Ｖまで放電した時の放電容量を測定した。その結果を表１に示す。
【０１３３】
【表１】
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【０１３４】
市販のコイン型空気電池の電解液として用いられている高濃度のアルカリ電解液を用いた空気電池（電池４）に対し、より安全性の高い電解液を用いた空気電池（電池１〜３）においても、十分な放電容量を得ることができた。特に、強酸と弱塩基との塩を電解質塩とした電池１および電池２では、市販のボタン型空気電池の電解液と同様の構成とした電池４と同程度の優れた特性が得られた。
【０１３５】
以上の結果より、本実施形態で説明した空気電池は、薄型で取り扱いの容易性や安全性が高く、しかも、比較的大容量の空気電池となり、身体に直接装着されるデバイスの電源として好適であることがわかる。また、電源として用いられる空気電池が環境負荷の小さな材料で構成されていることは、簡単な構成で電池からの電力供給を停止させて容易に廃棄できるようにすることを目的とする本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００にとって、特に好ましい。
【０１３６】
なお、上記説明では、液体状の電解液を外装体５、６の間に封入した例を説明したが、電解液としては、他にゲル状の電解液を用いることができる。ゲル状の電解液を用いることにより、シート状の空気電池１０を印刷工程で製造することが可能となり、空気電池１０のコスト低減を図ることができる。また、電解液をゲル状とすることによって、空気電池１０からの液漏れがなくなるとともに、図６を用いて後述するシート状空気電池の発電要素を切断することで電池からの電源供給を停止させる構成を容易に採用することができる、などの利点がある。
【０１３７】
さらに、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００に用いられる電池としては、電池容量がウェアラブルパッチ１００を所望の時間動作させることが可能である場合には、空気電池以外のマンガン電池などの既知のシート状電池を採用することができる。空気電池以外のシート状電池を用いる場合も、電池の外装体内部に液体としての電解液を有さない構成のものを採用することで、電池からの液漏れ防止の効果や、発電要素を切断する構成が採用できるなどの利点を有する。
【０１３８】
さらにまた、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００の電池としては、シート状電池以外の、コイン型電池（ボタン型電池）と称される電池を用いることができる。コイン型電池を用いる場合でも、補聴器などの電源として採用されている空気電池は、他のコイン型電池と比較してより薄型に構成することができ、電池容量が大きい点で好ましい。
【０１３９】
［駆動回路部］
駆動回路部２０は、例えばフィルム基板上に銅などの金属薄膜で形成された配線と、メモリ、プロセッサ、送受信回路などとして機能する薄膜チップ化された、１つ、または複数の電子回路、さらに、外部との通信のために用いられる金属薄膜で形成されたアンテナ素子など、既知の薄膜電子回路部品として実現できる。なお、図面が煩雑となることを回避するため、駆動回路部２０の各構成要素部材の図示は省略する。
【０１４０】
駆動回路部２０の機能は、当然ながらウェアラブルパッチ１００の目的に沿うように設計されていて、例えば、被装着者の体温を測定する場合には、後述する機能素子５０であるセンサプレートの温度を、例えばセンサプレートを流れる電流値の変化などで検出するとともに、測定された体温の数値を、連携するスマートフォンなどの外部の機器からの制御信号によって、または、駆動回路部２０自体が備えるロジック回路による制御にしたがって、アンテナ素子から外部機器へと送信する。
【０１４１】
また、機能素子５０が薬液を被装着者に注射するユニットである場合には、駆動回路部２０自体が備えるタイマー機能によって、または、外部機器からの操作信号にしたがって、所定の時間に、被験者の皮膚から所定量の薬液が注射されるように制御する。
【０１４２】
なお、前述のように、駆動回路部２０の下側表面には、接続端子２１が形成されていて、基材３０の上側面に形成され、シート状空気電池１０の２つの電極端子９にそれぞれ接続された電源配線３１を介して、空気電池１０からの電力が駆動回路部２０の電子回路部品に供給される。
【０１４３】
［基材、カバー部材］
本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００では、パッチの全体形状を規定する基材３０を有し、基材３０の上面に電池１０と駆動回路部２０とが、基材３０の下面に機能素子５０と粘着層６０とが形成されている。
【０１４４】
基材３０は、一例として、ナイロンフィルム（ナイロン６６フィルムなど）、ポリエステルフィルム［ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなど］などの、厚さが２０〜５００μｍ程度のシート状の樹脂フィルムを用いることができる。本実施形態のウェアラブルパッチ１００では、廃棄時になるべく弱い力でウェアラブルパッチ１００の所定部分を切断できるようにする観点から、基材３０の厚みが厚すぎないことが好ましい。具体的には、樹脂製シートの厚さは、１００μｍ以下とすることがより好ましく、５０μｍ以下とすることがさらに好ましい。
【０１４５】
なお、基材３０は、ウェアラブルパッチ１００の全体を支持する基板としての役割を果たすものであるため、その厚さは搭載される電池１０がシート状電池かコイン型電池か、また、機能素子５０がセンサプレートかそれとも薬剤注射ユニットかなど、基材の両面に形成される部材の大きさや重さなどによって適宜定められる。
【０１４６】
図１、図２に示すように、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００では、基材３０の上面を覆うカバー部材４０が配置されている。カバー部材は、主として基材３０表面に形成された電源配線３１部分を覆って保護する部材であり、特に、電池１０が空気電池の場合には、空気電池の空気孔形成部分を覆わないように開口部が設けられている。
【０１４７】
なお、図１、図２では、カバー部材が駆動回路部２０を覆わない構成例を示しているが、駆動回路部２０を表面に電子回路部品が露出する形態としてカバー部材４０で駆動回路部２０を覆う構成とすることができる。
【０１４８】
カバー部材は、基材３０と同様に、ナイロンフィルム（ナイロン６６フィルムなど）、ポリエステルフィルム［ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなど］などの、シート状の樹脂フィルムで構成することができる。カバー部材４０の厚さは、基材と同様に２０μｍ〜５００μｍとすることができるが、基材３０のようにウェアラブルパッチ１００全体の基板となるものではないので、厚さを２０〜１００μｍ程度と薄く構成することが、ウェアラブルパッチ１００全体の軽量化のために、また、後述するウェアラブルパッチ１００を廃棄する際に切断する上で、好ましい。
【０１４９】
また、電池１０、駆動回路部２０、電池１０と駆動回路部２０とを接続して電力を供給する導電経路が、例えば、それぞれの部材が隙間無く隣接配置されているなどの各種構成や配置状態によって外部に露出しない場合には、カバー部材４０は不要であり、この点において、カバー部材４０は本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００における必須の構成要素ではない。
【０１５０】
［機能素子］
図１、図２に示す、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００における機能素子５０は、薄膜、または、薄板状のセンサプレートであり、例えば、被装着者の皮膚に直接触れたり、皮膚に近接したりすることで、体温や脈拍、呼吸数などの生体情報を検知可能な部材である。なお、機能素子５０は、図示したように必ずしもウェアラブルパッチ１００の装着者の皮膚に直接触れる形態である必要は無く、薄いシートなどを介して被装着者の皮膚に近接することで、生体情報を取得することができるものもある。
【０１５１】
機能素子５０は、ウェアラブルパッチ１００の目的とする機能を果たす限りにおいて、例えば金属箔、樹脂膜の表面に金属やカーボン等の導電性部材等を形成したもの、または、基材３０の下側表面側に形成された薄膜など、各種の形態で実現できる。
【０１５２】
機能素子５０と駆動回路部２０との間は、図示しない接続配線等によって接続されている。
【０１５３】
なお、機能素子５０としては、上記例示したセンサプレートなどの被装着者の身体情報などを取得するものには限られず、例えば、所定の時間間隔で被装着者に薬液を注射する薬剤注射ユニットや、経皮性の薬剤を皮膚の表面に適宜のタイミングで供給する投薬ユニットなど、各種の機能を果たす部材を採用することができる。
【０１５４】
薬剤注射ユニットや投薬ユニットなどの能動的な機能素子５０の場合には、薬剤を収納するタンクや薬剤を送出するマイクロポンプなどが必要となるため、センサプレートなどの場合と比較して機能素子５０の厚みが厚くなる。このような場合には、ウェアラブルパッチ１００の基板である基材３０に開口部を設けて、被装着者の皮膚との接触部分を有したまま機能素子５０の一部を基材３０の上側に配置することで、ウェアラブルパッチ１００の厚さが厚くならないように構成することができる。
【０１５５】
［粘着層］
本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００では、基材３０の下側表面に、機能素子５０を囲むようにして粘着層６０が設けられている。
【０１５６】
粘着層６０は、直接皮膚に接触するものであるため、一定以上の時間貼着していてもかぶれなどが生じないことが確認された医療用として認証された粘着剤で形成されている。
【０１５７】
なお、粘着層６０は、大きさや厚さ、重量などのウェアラブルパッチ１００の諸元と、ウェアラブルパッチ１００が装着されることが想定される人体の部分の可動性との両面から、その接着力が検討されて、材料の選択と、形成場所とその面積が決定される。
【０１５８】
［切断開始部］
図１に示すように、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００は、基材３０とカバー部材４０との積層部分の周囲部、一例として、一方の長辺において基材３０の下側面に粘着層６０が形成されていない部分に、切断開始部７０としての略三角形状の切り込み７１が形成されている。
【０１５９】
切り込み７１の先端部分は、基板３０とカバー部材４０とにおいて、電池１０と駆動回路部２０とを接続して電池電力を供給する電源配線３１の配置位置に向かって形成されているため、ウェアラブルパッチ１００の廃棄時にユーザが切り込み７１部分の両側を持って基材３０をねじるように力を加えることで、切り込み７１から基材３０とカバー部材４０に破断が生じて、切り込み３１の延長部分でウェアラブルパッチ１００が２つに分割されて接続配線３１を容易に切断することができる。この結果、電池１０から駆動回路部２０への電力供給が停止して、駆動回路部２０の動作を確実に停止させることができる。
【０１６０】
なお、切断開始部７０における切り込み７１の形状、より具体的には、三角形の切り込み７１の２辺の傾斜角度や頂点の位置は、ウェアラブルパッチ１００を切断するために必要な力が２００Ｎ以下であるように設定されている。ここで、２００Ｎの力とは、引き裂き強度としての荷重強さであって、例えば株式会社イマダ製のデジタルフォースゲージ「ＺＰ−５００Ｎ（商品名）」を用いて測定可能なものである。
【０１６１】
また、引き裂き強度を２００Ｎ以下としているのは、引き裂き強度が２００Ｎを超えるとなかなか引き裂くことが困難となるため、女性の場合も含めて成人が容易に引き裂くことができる範囲の値として２００Ｎ以下を設定したものである。なお、切り込み７１は、ユーザがウェアラブルパッチ１００を切断したい場合に２００Ｎ以下の力で引き裂くことができる一方で、ウェアラブルパッチ１００を皮膚に貼着する場合などの使用状況下で不所望に切断してしまっては意味が無い。そのため、ウェアラブルパッチ１００を切断するために必要な力が５Ｎ以上となるように、ウェアラブルパッチ１００の強度を設定することが望ましい。
【０１６２】
なお、上記説明では、切り込み７１を起点として生じる破断によって、電池１０の正極と負極とにそれぞれ接続された２本の電源配線３１を２本とも切断する構成を示したが、電池１０から駆動回路部２０への電力供給が確実に停止されるのであれば、２本の電源配線３１の内のいずれか１本のみが切断される構成でもかまわない。基材３０上に形成されている電源配線３１の配置位置を考慮して、確実に電池１０からの電力の供給が停止されるように切り込み７１の位置と、切り込み７１を起点として生じる破断線の方向を設計すれば良い。
【０１６３】
また同様に、切り込み７１を起点とする破断線によって、ウェアラブルパッチ１００が２つに分割されることは必須ではない。例えば、ウェアラブルパッチ１００の幅方向の半分程度まで破断線が生じる状態であっても、電池１０から駆動回路部２０への導電経路を切断して電力の供給が停止され、仮に破断線を介して破断された部分同士が近接して、ウェアラブルパッチ１００の形状がほぼ元の形に戻るような場合でも、電力供給の停止状態が維持されるのであれば、破断線が途中まで生じる構成も採用することができる。
【０１６４】
（切断開始部によりウェアラブルパッチの他の部分を切断する構成例）
図５は、本実施形態にかかるウェアラブルパッチの第２の構成例を説明する平面図である。
【０１６５】
上記、図１を用いて説明した本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００では、電池１０と駆動回路部２０とを接続する導電経路３１の配置位置の側方の周囲部に切断開始部７０を設けて、切断開始部７０を起点として生じる破断線で導電経路である電源配線３１を２００Ｎ以下の力で切断できるようにした構成を説明した。
【０１６６】
図５に示す第２の構成例であるウェアラブルパッチ２００では、図１に示したウェアラブルパッチ１００と比較して、基材１３０上に配置されたシート状電池１１０が、電極端子（正極端子１１１、負極端子１１２）がシート電池１１０の主面方向（図中右方向）へと延在して形成されている点が、下側面に電源端子９が形成されていたシート状電池１０と異なっている。
【０１６７】
ウェアラブルパッチ２００では、シート状電池１１０から延在した正極端子１１１と負極端子１１２とが直接駆動回路部２０の接続端子２１に接続されて、電池１１０からの電力供給が行われる。なお、図示は省略するが、機能素子５０、粘着層６０などは図１に示したウェアラブルパッチ１００と同じ構成となっている。このため、これら図１に示したウェアラブルパッチ１００と同じ構成の部材には、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１６８】
このように構成されたウェアラブルパッチ２００において、切断開始部７０である切り込み７１は、電池１１０と駆動回路部２０との配置領域の間の基材１３０とカバー部材１４０とが積層されている周囲部分に形成されていて、切り込み７１を起点としてその延長方向に生じる破断線がシート状電池１１０の電極端子（１１１、１１２）を切断するようになっている。
【０１６９】
このように、切断開始部７０から生じる破断線によって、電池１１０の電極端子（１１１、１１２）が切断される構成とすることによっても、電池１１０から駆動回路部２０への電力供給を停止することができ、ユーザがウェアラブルパッチ２００を廃棄する際に切断開始部７０を用いてウェアラブルパッチ２００を２００Ｎ以下の力で切断することで、安全に廃棄することができる。
【０１７０】
なお、電池１１０からの電力供給が確実に停止される限りにおいて、電池１１０の正極端子１１１と負極端子１１２との２つの電極端子の内のいずれか一方のみが切断されるような構成を採用することができる。例えば、図５に示した例とは異なり、電池１１０からの電極端子が並んで配置されていない場合などでは、２つの接続端子の内のいずれか一方が配置されている基材１３０の側方部分に、切断開始部７０を設ければよい。また、切断開始部７０を起点として生じる破断線でウェアラブルパッチ２００を切断する切断力が２００Ｎ以下であること、さらに、ウェアラブルパッチ２００が完全に２つに分断される必要が無いことは、上述のウェアラブルパッチ１００の場合と同様である。
【０１７１】
図６は、本実施形態にかかるウェアラブルパッチの第３の構成例を説明する平面図である。
【０１７２】
図６に示す、第３の構成のウェアラブルパッチ３００では、切断開始部７０としての切り込み７１が、シート状空気電池２１０の略中央部分、すなわち、電池２１０の正極や負極といった発電要素が配置されている部分の側方に当たる位置の、基材２３０の周囲部分に形成されている。
【０１７３】
このように、切断開始部７０である切り込み７１をシート状電池２１０の発電要素の側方に配置することで、切り込み７１を起点として生じる破断線によって空気電池２１０の発電要素部分を切断することが可能となり、電池としての電力供給機能を停止させて、駆動回路部２０の動作を確実に停止することができ、ウェアラブルパッチ３００を安全に廃棄することができる。
【０１７４】
なお、図６に示した、切断開始部７０を起点とする破断線によって、電池２１０の発電要素を切断する構成は、コイン型電池を動作電源とするウェアラブルパッチには適用できないことは言うまでも無い。また、シート状電池が採用されている場合でも、正極や負極が金属製の薄板で構成されている場合など容易に切断できない場合や、電池が破壊されることで電解液などが漏出するなどの問題が生じる場合には適用できない。これらの点で、切断開始部を起点として生じる破断線によって電池の発電要素を切断する構成は、ウェアラブルパッチに搭載される電池の構成によって必ずしも採用できない構成である。
【０１７５】
また、図６で示した構成とは異なるが、例えば、図６において、基材２３０上に配置されたシート状電池２１０が左に９０度回転している状態のように、切断開始部を起点として生じる破断線によってシート状電池の発電要素を切断したときに、電池の正極と負極とがそれぞれ異なる断片に分かれるように切断できれば、より確実にシート状電池の機能を停止できる。
【０１７６】
なお、図６では、シート状電池の構成として、電極端子が側方へと延在する図５で示した構成の電池を図示したが、切断開始部７０を起点として生じる破断線によってシート状電池の発電要素を切断する構成は、シート状電池の電極端子が電池の下側表面に形成されて電源配線によって駆動回路部の接続端子に接続される図１に示した電池の構成であっても適用可能であることは言うまでも無い。また、シート状電池の発電要素を切断して電力の供給を停止させる第３の構成においても、ウェアラブルパッチを切断するために必要な切断力を２００Ｎ以下の力とすることも、上述した第１の構成、第２の構成と同様である。
【０１７７】
以上、第１の実施形態として示したウェアラブルパッチは、周囲部分に切断開始部を形成して、切断開始部を起点として生じる破断線によって、ウェアブルパッチにおける電池から駆動回路部への電力を供給する構成要素を切断するものである。
【０１７８】
切断開始部を設けることで、ウェアラブルパッチの樹脂製の基材を容易に切断することができるようになり、ユーザは、２００Ｎ以下の力で電池から駆動回路部への電力の供給を確実に停止させて安全にウェアラブルパッチを廃棄することができる。これに対して、切断開始部が設けられていない場合には、ウェアラブルパッチの基材の厚さ等が薄くウェアラブルパッチ自体の切断強度が小さい場合でも、はさみなどの道具を用いない場合は、容易にはウェアラブルパッチを切断することができなくなる。
【０１７９】
なお、図１〜図６では、切断開始部として、三角形の切り込みが設けられたウェアラブルパッチを例示して説明した。しかし、本実施形態にかかるウェアラブルパッチにおける切断開始部の構成としては、三角形の切り込み以外にも、例えばウェアラブルパッチに破断線を生じさせる内側部分が丸く形成された略半円形状、または、トラック形状を半分に切断した形状、矩形状、直線状の切り込み形状を採用することができる。
【０１８０】
さらに、切断開始部としては、切り込みを設ける以外にも、ウェアラブルパッチを構成する基材の周囲部分の一部において、厚みを薄くする、強度の弱い材料で構成する、厚み方向に押圧して変形させる、など、他の部分と比較して強度が弱い構成部分を設けて切断開始部とすることができる。なお、切断開始部を異なる色で着色する、矢印等のマークを形成するなどして、ユーザが切断開始部の位置を明確に判別できるようにすることが好ましい。
【０１８１】
また、図示は省略するが、切断開始部としての切り込みの延長上に、基材やカバー部材の厚さを他の部分よりも薄くするなどした低強度部を設けて、ウェアラブルパッチの切断をより容易に行うことができるようにしても良い。
【０１８２】
（第２の実施の形態）
次に、本願で開示するウェアラブルパッチの第２の実施形態として、ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とする切断容易化手段として、カットテープを設けた構成について説明する。
【０１８３】
図７は、第２の実施形態にかかるウェアラブルパッチの構成を説明する要部拡大平面図である。
【０１８４】
また、図８は、第２の実施形態にかかるウェアラブルパッチの構成を説明する要部拡大断面構成図である。
【０１８５】
図７、図８に示したウェアラブルパッチは、切断容易化手段であるカットテープを除いて、ウェアラブルパッチ自体の構成、すなわち、電池、駆動回路部、基材、カバー部材、機能素子、粘着層は、いずれも、図１、図２を用いて説明したウェアラブルパッチ１００と同じである。このため、ウェアラブルパッチを構成する各部材については、図１で示したものと同じ符号を付して説明は省略する。図７、図８は、ウェアラブルパッチにおける電池１０と駆動回路部２０とを電気的に接続する導電経路としての電極配線３１の配置部分を拡大して示している。
【０１８６】
図７、図８に示すように、第２の実施形態にかかるウェアラブルパッチでは、切断容易化手段８０として、カットテープ８１を有している。より具体的には、ウェアラブルパッチの基材３０とカバー部材４０との間で、電池１０の電極端子９と駆動回路部２０の接続端子２１とを接続する電源配線３１の下方の位置に、カットテープ８１が配置されている。
【０１８７】
カットテープ８１の一端部は、ウェアラブルパッチの周囲部分である側方部分に露出していて、ユーザがこの露出部分を持ってカットテープ８１を上方側であるカバー部材４０側へ引き上げることにより、カットテープ８１上に配置されている電源配線３１とカバー部材４０とを容易に切断することができる。このようにして、導電経路である電源配線３１が切断されることで、電池１０から駆動回路部２０への電力供給を停止することができる。
【０１８８】
なお、図７に示すように、カットテープ８１の端部の配置位置の両側部分に小さな切り込み８２を形成することにより、カットテープ８１を引き上げた際により容易にカバー部材４０を切断できるため、確実に電源配線３１を切断することができる。
【０１８９】
また、図７では、カットテープ８１の端部がウェアラブルパッチの側方に突出している構成を例示したが、カットテープ８１の端部をウェアラブルパッチの長辺上に位置させて、ウェアラブルパッチの側方にカットテープ８１を突出させないような構成とすることができる。この場合には、カットテープ８１の配置位置で、少なくともカバー部材４０の幅を小さく形成して、ユーザがカットテープ８１の端部を容易につかめるようにすることが望ましい。
【０１９０】
カットテープは、樹脂材料、または、紙材料を用いて構成することができ、図７、図８に示したようなリボン状以外にもワイヤー状に形成することもできる。なお、カットテープを金属製材料で形成することもできるが、その場合には、切断する電極配線３１との間の絶縁を確保することや、形状や配置位置がウェアラブルパッチの機能を害しないようにすること、さらに、端部がウェアラブルパッチの側方に突出する場合には、ウェアラブルパッチをユーザの皮膚に貼着した際に、ユーザを傷つけないようするなどの配慮が必要となる。なお、いずれの材料を用いる場合でも、カットテープの破断強度がウェアラブルパッチのカバー部材４０と電極配線３１よりも強く、カットテープ８１を引き上げた際に、カットテープ８１が切断されてしまって電極配線３１を切断できない事態が生じないように設計する必要がある。
【０１９１】
なお、第２の実施形態にかかるウェアブルパッチにおいても、切断容易化手段であるカットテープ８１を用いることで、２００Ｎ以下の力で導電経路である電極配線３１を切断可能としている。
【０１９２】
また、図７、図８では、切断容易化手段であるカットテープ８１でウェアラブルパッチの電池１０と駆動回路部２０とを接続する電源配線３１を切断する構成を示した。しかし、本実施形態にかかる切断容易化手段としてカットテープ８１を用いた構成は導電経路である電極配線を切断する構成には限られず、第１の実施形態の説明時に図５を用いて説明したような、電池の電極端子を切断する構成にカットテープ８１を用いることができる。さらに、カットテープを用いて、上記第１の実施形態において図６を用いて説明したような、シート状の電池１０の電極要素を切断する構成とすることも可能である。
【０１９３】
また、図７では、電池１０の電極端子９と駆動回路部２０の接続端子２１を接続する２つの電極配線３１のうち、図中上側に位置する一方の電極配線３１のみを切断する構成を示したが、カットテープ８１によって２本の電極配線３１をともに切断する構成とすることも可能である。
【０１９４】
（第３の実施の形態）
次に、本願で開示するウェアラブルパッチの第３の実施形態として、ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とする切断容易化手段として、切断部を設けた構成について説明する。
【０１９５】
図９は、第３の実施形態にかかるウェアラブルパッチの構成を説明する平面図である。
【０１９６】
第３の実施形態にかかるウェアラブルパッチ４００では、それ自体が容易に切断可能な切断部９０が形成されていて、ユーザがウェアラブルパッチ４００を廃棄する際に、切断部９０を切断して電池３１０から駆動回路部３２０への電力の供給を停止させることができる。
【０１９７】
図９に示すように、第３の実施形態にかかるウェアラブルパッチ４００では、切断部９０として、基材３３０とカバー部材３４０とにミシン目９１が形成されている。
【０１９８】
ウェアラブルパッチ４００の全体を構成する基材３３０とカバー部材３４０とにミシン目９１を形成することで、より容易にウェアラブルパッチ４００を切断することができ、基材３３０とカバー部材３４０が切断されると同時にその間に形成されている電池３１０の電極端子（３１１、３１２）を切断して、電池３１０から駆動回路部３２０への電力供給を停止させることができる。
【０１９９】
なお、図９では、第１の実施形態の説明において、図５、図６で示したような、電池の電極が側方に延在する構成で説明したが、電池の下側面に電極が形成され、導電経路である電源配線によって電極と駆動回路部の接続端子とを接続する構成において、電源配線の配置部分に切断部９０としてのミシン目９１を形成しても良い。
【０２００】
一方で、ミシン目の形成部分では、ウェアラブルパッチをその厚み方向に貫通する貫通孔が形成されるために、一般には、ウェアラブルパッチに搭載されている電池の発電要素を切断して電池の発電機能を停止させる構成として、切断部としてのミシン目を採用することは困難である。
【０２０１】
ただし、ウェアラブルパッチに搭載されている電池が空気電池の場合には、通常、正極側の外装体に空気孔が形成されるため、前記空気孔を利用し、その形状および配置を調整することにより、発電要素を２００Ｎ以下の力で切断することが可能な電池を構成することも考えられる。
【０２０２】
なお、図９を用いて説明した第３の実施形態に係るウェアラブルパッチにおいて、切断容易化手段として切断部９０であるミシン目９１を形成する構成においても、ウェアラブルパッチ４００を２００Ｎ以下の力で切断可能であるように設定されている。
【０２０３】
なお、第３の実施形態のウェアラブルパッチにおいて、切断容易化部としてその部分自体が容易に切断可能となる切断部の具体的な構成としては、図９を用いて例示したミシン目以外にも、例えば、他の部分よりも弱い力で切断できるように、基材やカバー部材を薄く形成する構成、他の部分よりも弱い材料で形成する構成などを採用することができる。
【０２０４】
このように、ミシン目以外による切断部を設ける場合には、ユーザか切断部を容易に認識して正確に切断部を切断するように力を加えることができるように、切断部を着色したり、ミシン目に相当する点線を印字したりすることが好ましい。
【０２０５】
以上説明したように、本願で開示するウェアラブルパッチでは、２００Ｎ以下の力で切断可能な切断容易化手段が形成されていて、切断容易化手段によってウェアラブルパッチにおける、電池から駆動回路部への電力を供給する部材を容易に切断することができる。
【０２０６】
このため、ユーザが簡単にウェアラブルパッチを切断して、電池から駆動回路部への電力の供給を停止させることができ、駆動回路部が動作しない状態にして安全にウェアラブルパッチを廃棄することができる。
【０２０７】
なお、上記各実施形態では、ウェアラブルパッチとして、基材上に電池と駆動回路部とを並べて搭載する例を用いて説明した。しかし、本願で開示するウェアラブルパッチの構成は、このような構成には限られない。
【０２０８】
例えば、電池と駆動回路部とを厚さ方向に積層することで、または、電池と駆動回路部と機能素子とを厚さ方向に積層することで、表面積の小さなコンパクトなウェアラブルパッチを形成することができる。このような、コンパクトな構成のウェアラブルパッチにおいても、電池と駆動回路部とを接続する導電経路、電池の電極端子、電池の発電要素のいずれかを２００Ｎ以下の力で切断可能とする切断容易化手段を設けることで、安全にウェアラブルパッチを廃棄することができる。
【０２０９】
なお、ウェアラブルパッチとして、コンパクトな積層構造とした場合には、切断容易化手段によって、ウェアラブルパッチを構成する複数の部材が一度に切断されることとなって、より確実に駆動回路を停止させることが可能となる。一方で、ウェアラブルパッチがより厚みを増した構成となるために、２００Ｎ以下の力で切断可能とすることが困難な場合が想定される。この場合には、例えば、切り込みとカットテープとの両方を用いるなど、上記各実施形態で説明した切断容易化手段を複数併用することや、切断容易化手段を設けるとともに実際に切断される部分のウェアラブルパッチの厚みを薄くするなどの強度を低下させる手段を併用するなどして、２００Ｎ以下の力で切断可能とすることが重要である。
【０２１０】
また、上記実施形態の説明では省略したが、電池として空気電池を用いた場合には、ウェアラブルパッチを動作させる前の状態で空気電池の空気孔を覆うシール部材が必要となる。また、被測定者の皮膚に貼り付ける前に粘着層を保護するために、粘着層の表面を覆う剥離シートが必要となる。これら保護シートや剥離シートとしては、既知の部材を好適に用いることができる。
【０２１１】
なお、上記の各実施形態では、ウェアラブルパッチを身体に装着する方法としてウェアラブルパッチに形成された粘着層の粘着力を利用するものを説明した。しかし、ウェアラブルパッチを、被測定者に装着する方法としては、ウェアラブルパッチに粘着層を設ける方法に限られず、ウェアラブルパッチ全体を覆うカバーフィルムやベルトなどを用いて身体に固定する方法も採用できる。
【０２１２】
＜本願で開示するシート状電池の実施形態について＞
次に、本願で開示するシート状電池の実施形態について説明する。
【０２１３】
本願で開示するシート状電池は、上述したウェアラブルパッチに動作電源として搭載することができる。また、薄型である特長を活かして、各種ポータブル機器の電源など幅広い用途に利用することができる。
【０２１４】
本願で開示するシート状電池は、上述したウェアラブルパッチと同様に切断容易化手段を備えているため、２００Ｎ以下の力で切断することができ、医療現場や家庭内での実際の使用状態において、電池からの電力供給を確実に停止させて安全に廃棄することができる。
【０２１５】
（第４の実施形態）
第４の実施形態として、シート状電池が、切断容易化手段である切断開始部を備えた構成を説明する。
【０２１６】
図１０および図１１に本願で開示するシート状電池の構成例を示す。図１０は、本願で開示するシート状電池の片面を表す平面図であり、図１１は、図１０におけるＣ−Ｃ’線の断面図である。
【０２１７】
なお、図１０および図１１では、本実施形態にかかるシート状電池としてのシート状空気電池を例示している。
【０２１８】
図１１に示すように、シート状電池５００は、正極５２０、セパレータ５４０および負極５３０と、電解質（図示しない）とが、シート状外装体５６０内に収容されている。正極５２０は、電池５００内でリード体５２２を介して、正極端子５２１に電気的に接続されている。また、図１０では図示していないが、負極５３０も、電池５００内でリード体を介して負極端子５３１に電気的に接続されている。そして、図１０、図１１に示すように、正極端子５２１および負極端子５３１は、シート状外装体５６０外周の周囲部（シール部の端部に該当する）から外部に引き出されるように設けられている。なお、図１０に示した点線は、シート状外装体５６０内に収容された正極５２０に係る触媒層の大きさを表している。
【０２１９】
シート状外装体５６０は、正極５２０が配置された側の片面に、正極に空気を取り込むための空気孔５６１が複数設けられており、図１１に示すように、正極５２０のシート状外装体５６０側には、空気孔５６１からの電解質の漏出を防止するための撥水膜５５０が配置されている。
【０２２０】
正極５２０は、触媒層を有しており、例えば触媒層が集電体と積層された構造を有しているが、図１１では、図面が煩雑になることを避けるために、正極５２０の有する各層を区別して示していない。
【０２２１】
そして、シート状電池５００は、シート状外装体５６０の周囲部分であるシール部のうち、正極端子５２１および負極端子５３１が設けられている側のシール部の側端に切断開始部５７０としての切り込み５７１を有しており、この切り込み５７１を起点として対向する辺までの間の部分（図中二点鎖線として示す箇所）が、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部５７２となっている。
【０２２２】
このように、第４の実施形態として示すシート状空気電池５００は、切断容易化手段として、切断開始部５７０である切り込み５７１と切り込み５７１の延長線上に設けられた低強度部５７２とを備えている。
【０２２３】
上述した切り込み５７１のように、切断の起点となる箇所がない場合は、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部５７２を有していても、切り裂き始めの強度が２００Ｎを超えてしまい、その結果、切り裂くことができない場合が生じたり、意図した箇所とは異なる箇所が切断されたりしやすくなる。このため、切り裂きを容易にするためには、前記切り込み５７１のように、切断の起点となる箇所を設けることが好ましい。
【０２２４】
図１０に示すように、シート状電池においては、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部５７２は、正極端子５２１および負極端子５３１の少なくとも一方が設けられているシール部に存在していることが好ましい。この場合、電池を引き裂いて破壊した際に、正極端子５２１および負極端子５３１の少なくとも一方を、その電極の本体部から切り離すことができるため、発電要素が残る引き裂き片は、外部に電力を取り出すための端子（正極端子および負極端子の少なくとも一方）が失われることになる。よって、このような電池であれば、破壊する際に電池容量が残存していたとしても、破壊（引き裂き）によって電池の機能を失わせることができるため、より安全な状態で廃棄することができる。
【０２２５】
なお、図１０では、シート状外装体の同一辺のシール部から正極端子および負極端子が引き出されている例を示しているが、電池の用途によっては、正極端子と負極端子とが、それぞれシート状外装体の別の辺から引き出されている場合もある。このような電池においては、正極端子および負極端子のいずれか一方が設けられているシール部に、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部が設けられていればよく、これにより、電池を引き裂いた際に、発電要素が残る引き裂き片においては、正極および負極のいずれか一方が外部へと電力を供給する端子を失うため、電力が取り出せなくなる。
【０２２６】
なお、電池の発電要素から電力を取り出せなくするためには、必ずしも、電池を引き裂いて２つの断片に分ける必要はなく、元の電池形状をほぼ維持した状態で、正極端子と正極とを接続するリード体または負極端子と負極とを接続するリード体のうちの少なくとも一方を切断することにより、電池の機能を失わせることも可能である。
【０２２７】
図１２に、本願で開示するシート状電池の第２の構成例を模式的に表す平面図を示す。
【０２２８】
図１２で示すシート状電池６００も、空気電池の例である。例えば、この図１２に示しているように、切断開始部６７０である切り込み６７１の延長上に形成された低強度部６７２を、正極端子６２１と負極端子６１の間となる位置までしか設けなかったとしても、低強度部６７２により、正極端子６２１と正極とを接続するリード体を切断することができる。この場合、正極端子６２１は、独立した断片にはならず、外装体５６０により保持されたままとなるが、廃棄時に電池から外部への電力供給を停止させるという本発明の目的を達成することができる。
【０２２９】
図１３に、本願で開示するシート状電池の第３の構成例を模式的に表す平面図を示す。
【０２３０】
図１３で示すシート状電池７００も、空気電池の例である。図１３に示すシート状空気電池７００は、シート状外装体７６０のシール部のうち、正極端子７２１が設けられている箇所（引き出されている箇所）と、負極端子７３１が設けられている箇所（引き出されている箇所）との間に、切断開始部７７０としての切り込み７７１が形成されており、この切り込み７７１を起点として外装体７６０の対辺まで、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部７７２（二点鎖線で示す）が存在している。この図１３に示すシート状空気電池７００では、電池７００を前記切断容易化部である切り込み７７１と低強度部７７２十が形成されている箇所で引き裂くことで、電池の発電要素を２つに分離することができ、正極端子７２１を有する引き裂き片と負極端子７３１を有する引き裂き片とに分割することができる。
【０２３１】
この図１３に示すように、シート状電池においては、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部が、正極端子を含む引き裂き片と、負極端子を含む引き裂き片とに分割することができる箇所に存在していることも好ましい。この場合、引き裂き後のいずれの引き裂き片も、一方の電極の外部への接続端子しか持たないために、仮に電池容量が残存していたとしても、外部に電力を取り出すことができない。よって、このような電池の場合にも、破壊（引き裂き）によって電池の機能を失わせることができるため、より安全な状態で廃棄することができる。
【０２３２】
以上説明したように、第４の実施形態として示すシート状電池では、切断容易化手段として、シール部に切断開始部としての切り欠きとこの切り欠きの延長線上に形成された低強度部とを備えることで、廃棄時にユーザが２００Ｎ以下の力でシート状電池を切断することができる。この結果、シート状電池の正極端子、および、負極端子の少なくともいずれか一方から外部への電力の供給を停止することができ、発電要素がまだ電力を供給できる状態であったとしても、安全に電池を廃棄することができる。
【０２３３】
なお、本実施形態において説明したシート状電池において、切断開始部である切り込みとして三角形状のものを例示したが、切り込みの形状は、三角形状には限られず、略半円形状、または、トラック形状を半分に切断した形状、矩形状、直線状などの各種の切り込み形状を採用することができる。また、切断開始部としては、切り込みを設ける以外にも、シート状電池のシール部において、厚みを薄くする、強度の弱い材料で構成する、厚み方向に押圧して変形させる、など、他の部分と比較して強度が弱い構成部分を設けて切断開始部とすることができる。この場合には、切断開始部を異なる色で着色する、矢印等のマークを形成するなどして、ユーザが切断開始部の位置を明確に判別できるようにすることが好ましい。
【０２３４】
さらに、ユーザがシート状電池を２００Ｎ以下の力で切断できる場合には、切断開始部のみを設け、切断開始部の延長線上に低強度部を設けない構成を採用することができる。
【０２３５】
（第５の実施形態）
第５の実施形態として、シート状電池が、切断容易化手段であるカットテープを備えた構成を説明する。
【０２３６】
図１１は、第５の実施形態としてのシート状電池の構成を説明するための要部拡大平面図である。
【０２３７】
また、図１４は、第５の実施形態としてのシート状電池の構成を説明するための要部拡大断面図である。図１４は、図１３のＤ−Ｄ’線部分の断面を示している。
【０２３８】
図１４、図１５では、第５の実施形態にかかるシート状電池８００のシート状の外装体８６０において、発電要素である正極（図示省略）と正極と接続された正極端子８２１とを接続するリード体８２２が配置されている部分を拡大して示している。また、図１４では、正極端子８２１の部分、および正極端子８２１と正極（図示しない）とを接続するリード体８２２とを点線で示し、シート状外装体８６０の内部に存在するカットテープ８７１の部分を二点鎖線で示している。
【０２３９】
図１４および図１５に示すシート状電池８００では、シート状外装体８６０の正極端子８２１が配置されているシール部に、切断容易化手段としてのカットテープ８７１を挟み込んでいる。そして、図１５に示すように、このカットテープ８７１を、正極と正極端子８２１とを接続するリード体８２２の図中下側に配置している。このため、図１４および図１５に示すシート状電池８００では、カットテープ８７１を引き上げるように引っ張ることによって、シール部で貼り合わせた２つの外装体８６０のうちの上側の外装体を、正極のリード体８２２と共に引き破って、正極と正極端子８２１との導電接続を切断することができる。
【０２４０】
なお、図１４、および、図１５では、カットテープによって正極と正極端子とを導電接続するリード体を切断する例を示したが、本実施形態にかかるシート状電池はこれに限られない。カットテープによって、負極と負極端子とを接続するリード体を切断する構成、または、正極端子と負極端都市に接続された２つのリード体を両方とも切断する構成を採用することができる。さらに、正極や負極とそれぞれの接続端子とを接続するリード体を切断する構成ではなく、正極端子、および／または、負極端子自体を切断する構成を採用することも可能である。
【０２４１】
なお、図１４に示すように、カットテープ８７１の端部の配置位置の両側部分に小さな切り込みを形成することにより、カットテープ８７１を引き上げた際により容易に外装体８６０を切断できるため、確実にリード体８２２を切断することができる。
【０２４２】
また、図１４では、カットテープ８７１の端部がシート状電池８００の側方に突出している構成を例示したが、カットテープ８７１の端部をシート状電池８００の長辺から突出させないような構成とすることができる。この場合には、カットテープ８７１の配置位置で、少なくとも外装体８６０の幅を小さく形成して、ユーザがカットテープ８７１の端部を容易につかめるようにすることが望ましい。
【０２４３】
（第６の実施形態）
第６の実施形態として、シート状電池が、切断容易化手段として、容易に切断可能な切断部を備えた構成を説明する。
【０２４４】
図１６に、第６の実施形態にかかるシート状電池の平面図を示す。
【０２４５】
第６の実施形態にかかるシート状電池９００は、それ自体が容易に切断可能な切断部９７０が形成されていて、ユーザがシート状電池９００を廃棄する際に、切断部９７０を切断して外部への電力の供給を停止させることができる。
【０２４６】
図１６に示すように、第６の実施形態にかかるシート状電池９００では、切断部９７０として、シート状の外装体９６０にミシン目９７１が形成されている。シート状電池９００において、外装体９６０のシール部分にミシン目９７１を形成することで、ユーザは、２００Ｎ以下の力で外装体９６０を切断することができ、外装体９６０が切断されるとその間に形成されている正極と負極とから電極端子（９２１、９３１）に接続されたリード体を切断して、外部への電力供給を停止させることができる。
【０２４７】
なお、図１６では、第４の実施形態の説明において図１０等で示したような、電池の電極端子がシール部の同じ辺に並んで配置された例を示したが、２つの電極端子が外装体の異なる辺に配置されている場合には、いずれか一方の電極と電極端子との接続体が配置されている部分にのみミシン目を形成することができる。
【０２４８】
なお、第６の実施形態のシート状電池において、切断容易化部としてその部分自体が容易に切断可能となる切断部の具体的な構成としては、図１６を用いて例示したミシン目以外にも、例えば、他の部分よりも弱い力で切断できるように、基材やカバー部材を薄く形成する構成、他の部分よりも弱い材料で形成する構成などを採用することができる。特に、上述の第４の実施形態に示したシート状電池が備える低強度部は、本実施形態で説明する切断容易化部としての切断部に該当する。
【０２４９】
このように、ミシン目以外による切断部を設ける場合には、ユーザか切断部を容易に認識して正確に切断部を切断するように力を加えることができるように、切断部を着色したり、ミシン目に相当する点線を印字したりすることが好ましい。
【０２５０】
以上説明したように、本願で開示するシート状電池は、２００Ｎ以下の力でシート状電池の所定部分を切断できる切断容易化手段を備えることで、電池から外部への電力の供給ができない状態として安全に廃棄することができる。
【０２５１】
（シート状電池の構成）
以下、上記第４の実施形態から第６の実施形態に示したシート状電池の基本的な構成内容について説明する。なお、本願で開示するシート状電池としては、本願で開示するウェアラブルパッチに動作電源として搭載される上述したシート状空気電池をそのまま採用することができる。以下では、上述したシート状空気電池の構成の説明にさらに補足すべき内容を説明する。
【０２５２】
シート状電池の外装体は、樹脂製フィルムで構成されたシート状外装体である。
【０２５３】
樹脂製フィルムには、一軸延伸フィルムを用いてもよく、二軸延伸フィルムを用いてもよいが、一軸延伸フィルムは特定方向に裂けやすいといった特徴を有しているため、一軸延伸フィルムを用いた場合には、この特性を利用して、シート状電池に引き裂き強度が２００Ｎ以下となる低強度部を形成することができる。
【０２５４】
シート状電池が、空気電池以外の場合、すなわち、アルカリ電池やマンガン電池、非水電解質電池などの場合、その正極には、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダを含有する正極合剤層を集電体の片面または両面に有する構造のものが使用できる。
【０２５５】
シート状電池がアルカリ電池の場合に使用可能な正極活物質としては、酸化銀（酸化第一銀、酸化第二銀など）；二酸化マンガンなどのマンガン酸化物；オキシ水酸化ニッケル；銀とコバルト、ニッケルまたはビスマスとの複合酸化物；などが挙げられる。また、シート状電池がマンガン電池の場合の正極活物質には、二酸化マンガンなどのマンガン酸化物が使用される。
【０２５６】
更に、シート状電池が非水電解質電池の場合に使用可能な正極活物質としては、二酸化マンガン；バナジウム酸化物、ニオブ酸化物、チタン酸化物、二硫化鉄などの硫化物；フッ化黒鉛；ＬｉxＭｎ3Ｏ6（０＜ｘ＜２）、ＬｉxＭｎＯ2（０＜ｘ＜１）などのリチウム含有マンガン酸化物、ＬｉxＴｉ5/3Ｏ4（４／３≦ｘ＜７／３）、ＬｉＭｎ2Ｏ4やその元素の一部を他元素で置換したスピネル構造の複合酸化物、Ｌｉ1+xＭ1Ｏ2（−０．１＜ｘ＜０．１、Ｍ1：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｍｇなど）で表される層状構造のリチウム含有複合酸化物、ＬｉＭ2ＰＯ4（Ｍ2：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅなど）で表されるオリビン型化合物などの各種リチウム含有複合酸化物；などが挙げられる。
【０２５７】
前記層状構造のリチウム含有複合酸化物としては、ＬｉＣｏＯ2などのコバルト酸リチウムやＬｉＮｉ1-aＣｏa-bＡｌbＯ2（０．１≦ａ≦０．３、０．０１≦ｂ≦０．２）などの他、少なくともＣｏ、ＮｉおよびＭｎを含む酸化物（ＬｉＭｎ1/3Ｎｉ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2、ＬｉＭｎ５／１２Ｎｉ5/12Ｃｏ1/6Ｏ2、ＬｉＮｉ3/5Ｍｎ1/5Ｃｏ1/5Ｏ2など）などを例示することができる。
【０２５８】
正極合剤層に係る導電助剤には、例えば、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；炭素繊維；などの炭素材料の他、金属繊維などの導電性繊維類；フッ化カーボン；銅、ニッケルなどの金属粉末類；ポリフェニレン誘導体などの有機導電性材料；などを用いることができる。
【０２５９】
正極合剤層に係るバインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）などが挙げられる。
【０２６０】
正極合剤層中の組成としては、正極活物質の量が８０〜９８質量％であることが好ましく、導電助剤の含有量が１．５〜１０質量％であることが好ましく、バインダの含有量が０．５〜１０質量％であることが好ましい。また、正極合剤層の厚み（集電体の片面あたりの厚み）は、３０〜３００μｍであることが好ましい。
【０２６１】
正極合剤層を有する正極は、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダなどを水またはＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの有機溶媒に分散させて正極合剤含有組成物（スラリー、ペーストなど）を調製し（バインダは溶媒に溶解していてもよい）、これを集電体上に塗布し乾燥し、必要に応じてカレンダ処理などのプレス処理を施す工程を経て製造することができる。
【０２６２】
また、正極の集電体には、シート状外装体を構成する樹脂製フィルムや、樹脂製フィルムと金属フィルムとの積層体の一部を利用することもできる。この場合、例えば、樹脂製フィルムや前記積層体の、シート状外装体の内面となることが予定される面にカーボンペーストを塗布して集電体としたり、前記積層体の金属層を集電体としたりし、この表面に前記と同様の方法で正極合剤層や触媒層を形成することで、正極とすることができる。前記のカーボンペースト層の厚みは、３０〜３００μｍであることが好ましい。
【０２６３】
なお、図１３に示す態様の電池のように、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部、すなわち電池を破壊する際に引き裂かれる箇所となる部分に、正極集電体が存在している場合には、電池の引き裂き強度を２００Ｎ以下に調整することを容易にする観点から、前記のように、シート状外装体を構成する樹脂製フィルムや、樹脂製フィルムと金属フィルムとの積層体の一部を正極集電体として利用するか、または、正極集電体の厚みを２００μｍ以下とすることが好ましい。
【０２６４】
正極は正極端子に接続されている。正極端子は、アルミニウム箔（板）や線、ニッケル箔（板）や線などを、正極の集電体とリード体を介して接続したり、正極の集電体に直接接続したりするなどして形成することができる。正極端子が箔（板）である場合の厚みは、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。また、正極端子が線である場合の直径は、１００μｍ以上１５００μｍ以下であることが好ましい。
【０２６５】
また、前記集電体の一部を外部に露出させることにより、正極端子としてもよい。
【０２６６】
なお、図１０に示す態様の電池のように、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部、すなわち電池を破壊する際に引き裂かれる箇所となる部分に、正極端子の一部またはリード体が存在している場合には、電池の引き裂き強度を２００Ｎ以下に調整することを容易にする観点から、正極端子（正極集電体の露出部をそのまま正極端子とする場合を含む）の切断される箇所の厚みを５００μｍ以下としたり直径を１５００μｍ以下としたりすることが好ましい。
【０２６７】
低強度部の引き裂き強度をより低くするためには、引き裂かれる箇所に配置する正極外部端子またはリード体を、カーボンペースト層、金属箔で構成された集電体、または外装体を構成する金属フィルムのいずれかにより構成することが好ましい。
【０２６８】
シート状電池がアルカリ電池（一次電池または二次電池）やマンガン電池の場合の負極には、前述した亜鉛系材料（亜鉛材料と亜鉛合金材料とを纏めてこのように称する）が使用される。
【０２６９】
シート状電池が非水電解質電池（一次電池または二次電池）の場合の負極には、負極活物質およびバインダなどを含有する負極合剤層を集電体の片面または両面に形成した構造のものや、負極活物質となる金属箔などをそのまま用いたもの、更には、負極活物質となる金属箔と集電体とを積層した構造のものなどを使用することができる。
【０２７０】
シート状電池が非水電解質一次電池の場合の負極活物質としては、金属リチウム、リチウム合金（リチウム−アルミニウム合金）などが挙げられる。
【０２７１】
シート状電池が非水電解質二次電池の場合の負極活物質としては、金属リチウム、リチウム合金（リチウム−アルミニウム合金）などのほか、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素、有機高分子化合物の焼成体、メソフェーズカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭などの炭素材料；Ｓｉ、Ｓｎなどのリチウムとの合金化が可能な元素を含む合金；ＳｉやＳｎの酸化物：などが挙げられる。
【０２７２】
負極合剤層を有する負極の場合のバインダには、正極合剤層に係るバインダとして先に例示した各種バインダと同じものを用いることができる。また、負極合剤層には導電助剤を含有させてもよく、その場合の導電助剤としては、正極合剤層に係る導電助剤として先に例示した各種導電助剤と同じものを用いることができる。
【０２７３】
負極合剤層と集電体とを有する形態の負極の場合、例えば、負極活物質およびバインダ、更には必要に応じて導電助剤などを水またはＮＭＰなどの有機溶媒に分散させて負極合剤含有組成物（スラリー、ペーストなど）を調製し（バインダは溶媒に溶解していてもよい）、これを集電体上に塗布し乾燥し、必要に応じてカレンダ処理などのプレス処理を施す工程を経て製造することができる。
【０２７４】
負極合剤層の組成としては、例えば、負極活物質の含有量が７０〜９９質量％であることが好ましく、バインダの含有量が１〜３０質量％であることが好ましい。また、導電助剤を使用する場合には、負極合剤層における導電助剤の含有量は、１〜２０質量％であることが好ましい。更に、負極合剤層の厚みは、集電体の片面あたり、１〜１００μｍであることが好ましい。
【０２７５】
負極合剤層を有する負極の集電体には、例えば、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタンまたはそれらの合金などからなる箔、パンチドメタル、エキスパンドメタル、網；カーボンのシート、網；などを用い得るが、通常、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下の銅箔が好適に用いられる。
【０２７６】
なお、図６に示す態様の電池のように、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部、すなわち電池を破壊する際に引き裂かれる箇所となる部分に、負極集電体が存在している場合も、前記正極の場合と同様の構成とすればよい。
【０２７７】
シート状電池がアルカリ電池やマンガン電池の場合のセパレータには、前述した空気電池のセパレータと同様のものを用いることができる。
【０２７８】
また、シート状電池が非水電解質電池の場合のセパレータには、ポリオレフィン製の微多孔膜（微孔性ポリオレフィンフィルム）や不織布を好適に用いることができる。特に、二次電池の場合は、８０℃以上（より好ましくは１００℃以上）１７０℃以下（より好ましくは１５０℃以下）において、空孔が閉塞する性質（すなわちシャットダウン機能）を有していることが好ましく、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）の微多孔膜が好ましく用いられる。
【０２７９】
前記以外のセパレータとしては、ポリイミド、ポリアミド、アラミド、ポリフェニレンサルファイドなど耐熱性を有する樹脂の微多孔膜や不織布を例示することもできる。
【０２８０】
セパレータが微多孔膜である場合の厚みは、１０〜３０μｍであることが好ましく、不織布である場合の厚みは、２０〜５００μｍであることが好ましい。
【０２８１】
シート状電池がアルカリ電池である場合の電解質には、アルカリ電解液が使用される。アルカリ電解液としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属の水酸化物の水溶液からなるアルカリ水溶液や、それに酸化亜鉛を添加したものなどを用いることができる。アルカリ電解液中のアルカリ金属の水酸化物の濃度としては、例えば水酸化カリウムの場合、２８〜３８質量％であることが好ましく、また、酸化亜鉛を使用する場合、その濃度は、１．０〜４．０質量％であることが好ましい。
【０２８２】
シート状電池がマンガン電池である場合、電解液としては、前述した空気電池の電解質として用いたものと同様のものを用いることができるが、塩化亜鉛の水溶液を用いることが好ましく、塩化亜鉛の濃度は、１０〜４０質量％であることが好ましい。
【０２８３】
また、水溶液からなる電解液や非水電解液は、公知のポリマーなどのゲル化剤を用いてゲル状（ゲル状電解質）としてもよい。
【０２８４】
なお、シート状電池は、その破壊時に、電解質が外部へ漏出する場合があることを考慮すると、より安全性が高いことから、電解質として水を溶媒とする電解質液（すなわち、電解質が水溶液であるもの）を使用するアルカリ電池やマンガン電池、空気電池であることがより好ましい。
【０２８５】
また、シート状電池の破壊時の電解液の外部への漏出を抑制する観点からは、電池の種類に関わらず、電解液がゲル状のもの（ゲル状電解質）を使用したり、図１０や図１２、図１６に示すように、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部がシート状外装体のシール部のみである形態（シール状外装体のシール部で引き裂いて、正極または負極と外部への接続端子との導電接続を切断することができる形態）としたりすることがより好ましい。
【０２８６】
シート状電池は、特に図１３に示すように、正極端子を含む引き裂き片と、負極端子を含む引き裂き片とに発電要素を分割する態様の場合、電池の厚みが厚すぎると、正極、負極、セパレータおよび外装体のそれぞれの引き裂き強度を調整しても、全体の引き裂き強度を２００Ｎ以下に調整し難くなり、手で引き裂き難くなることから、その厚み（図１１中、ｔの長さ）が１ｍｍ以下であることが好ましい。
【０２８７】
一方、図１０や図１２、図１６に示すように、正極端子および負極端子の少なくとも一方が設けられているシール部に、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部が存在する態様のシート状電池の場合には、電池の厚みに特に制限はなく、その用途などに応じて必要な厚みとすることも可能であるが、ごみとして廃棄された時に焼却されやすくするために、通常は１ｍｍ以下とするのが好ましい。
【０２８８】
また、シート状電池の厚みの下限値は、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部が設けられた位置に寄らず、特に制限はないが、一定の容量を確保するために、通常は、０．２ｍｍ以上とするのが好ましい。
【０２８９】
本願で開示するシート状電池は、使用を終えた段階で容易に破壊して廃棄できるため、特にユーザが廃棄することが求められる用途に好ましく使用できるほか、各種の電池が使用されている各種用途に適用することができる。
【実施例】
【０２９０】
以下、実施例に基づいて本願で開示するシート状電池を詳細に述べる。ただし、下記実施例は、本願で開示するシート状電池を制限するものではない。【０２９１】
（実施例１）
＜正極＞
ケッチェンブラック：７５質量部と、ＰＴＦＥ：２５質量部と、水とを混合し、ロール圧延して触媒層用のシートを形成し、このシートを厚みが１００μｍのカーボンシート（集電体）に圧着させてから乾燥し、触媒層の大きさが３０ｍｍ×３０ｍｍとなり、一端に集電体の露出部を有する形状に打ち抜いた。前記集電体の露出部をリードおよび正極端子として使用し、全体の厚みが２００μｍの正極（空気極）を作製した。【０２９２】
＜負極＞
添加元素としてＩｎ：０．０５％、Ｂｉ：０．０４％およびＡｌ：０．００１％含有する亜鉛合金粒子：９５質量部と、ＣＭＣ：５質量部とを、水に分散させて負極用のペーストを作製した。厚みが１００μｍのカーボンシート上に、前記負極用のペーストを、乾燥後の厚みが１００μｍとなるように塗布し、乾燥してから、亜鉛合金粒子およびＣＭＣを含む層の大きさが３０ｍｍ×３０ｍｍとなり、一端に集電体の露出部を有する形状に打ち抜いた。集電体の露出部をリードおよび負極端子として使用し、全体の厚みが２００μｍの負極を作製した。【０２９３】
＜電解液＞
電解液には、１質量％濃度のアクリル樹脂系増粘剤を含む、２０質量％濃度の塩化ナトリウム水溶液（ｐＨ＝６）を用いた。【０２９４】
＜セパレータ＞
セパレータには、ポリエチレン主鎖にアクリル酸をグラフト共重合させた構造を有するグラフト共重合体で構成された２枚のグラフトフィルム（厚み：３０μｍ）を、セロハンフィルム（厚み：２０μｍ）の両側に配置し、更にビニロン−レーヨン混抄紙（厚み：１００μｍ）を積層したものを用いた。【０２９５】
＜撥水膜＞
撥水膜には、厚みが２００μｍのポリエチレン製シートを用いた。【０２９６】
＜電池の組み立て＞
アルミニウム箔の外面にＰＥＴフィルムを有し、内面に熱融着樹脂層としてポリプロピレンフィルムを有する５ｃｍ×５ｃｍの大きさのアルミニウムラミネートフィルム２枚をシート状外装体として用いた。【０２９７】
アルミニウムラミネートフィルムの一方に、図１に示すように、直径１ｍｍの空気孔９個を縦９ｍｍ×横９ｍｍの等間隔（空気孔同士の中心間距離は１０ｍｍ）で規則的に形成し、その内面側に、ホットメルト樹脂を用いて前記撥水膜を熱溶着させた。【０２９８】
更に、アルミニウムラミネートフィルム（撥水膜を持たないもの）、負極、セパレータ、正極および前記撥水膜を備えたアルミニウムラミネートフィルムを、この順序で積層し、２枚のアルミニウムラミネートフィルムの周囲３辺（正極および負極の集電体の露出部を取り出す辺以外）を互いに熱溶着して袋状にし、その開口部から前記電解液を注液した後、前記開口部を熱溶着して封止し、シート状空気電池とした。【０２９９】
なお、正極および負極の集電体の露出部（リード）と外装体とのシール部（熱溶着部）には、封止性を高めるため、あらかじめ前記リードにテープ状のポリプロピレンを取り付けた後に熱溶着を行った。【０３００】
そして、得られたシート状空気電池における正極および負極の集電体の露出部（外部端子）が引き出されているシール部の図１に示す箇所に、ナイフで長さ２ｍｍの切り込みを入れ、引き裂き強度が２００Ｎ以下となる低強度部の起点を形成した。【０３０１】
（実施例２）
図１３に示すように、シート状空気電池における正極の集電体の露出部（正極端子）および負極の集電体の露出部（負極端子）を引き出しているシール部の、両端子の中間に当たる箇所に、ナイフで長さ２ｍｍの切り込みを入れることで、引き裂き強度が２００Ｎ以下となる低強度部の起点を形成した以外は、実施例１と同様にしてシート状空気電池を作製した。【０３０２】
（実施例３）
正極および負極の集電体を、厚みが１００μｍのニッケル箔に変更した以外は、実施例１と同様にしてシート状空気電池を作製した。【０３０３】
（比較例１）
シート状外装体のシール部に切り込みを入れなかった以外は、実施例１と同様にしてシート状空気電池を作製した。【０３０４】
（比較例２）
正極および負極の集電体に、厚みが１０００μｍのニッケル板を接続してリードおよび外部端子とした以外は、実施例１と同様にしてシート状空気電池を作製した。【０３０５】
実施例１〜３および比較例１、２のシート状空気電池について、前記の方法で引き裂き強度を測定すると共に、手で引き裂く引き裂き試験を行って、手による引き裂き性（引き裂き可能か否か）を調べた。なお、引き裂き強度測定および手での引き裂き試験では、実施例１〜３および比較例２の電池は、切り込みを入れたシール部から対向するシール部へ向けて、切り込みを入れた箇所から真っ直ぐに引き裂くようにした。また、シール部に切り込みを形成していない比較例１の電池は、実施例１の電池などと同じ箇所での引き裂き強度測定および手での引き裂き試験と、実施例２の電池と同じ箇所での引き裂き強度測定および手での引き裂き試験とを実施した。【０３０６】
これらの評価結果を表２に示す。なお、表２に示す比較例１の評価結果のうち、「Ａ」は実施例１の電池などと同じ箇所での引き裂き強度測定および手での引き裂き試験の結果を意味し、「Ｂ」は実施例２の電池と同じ箇所での引き裂き強度測定および手での引き裂き試験の結果を意味している。【０３０７】
【表２】
2018128191.tif 000004
【０３０８】
表２に示す通り、実施例１〜３のシート状空気電池は、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部を有しており、当該箇所で手による引き裂きが可能であった。【０３０９】
これに対し、シート状外装体のシール部に切り込みを形成しなかった比較例１の電池、および正極および負極の外部端子を厚いニッケル板とした比較例２の電池は、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部を有しておらず、手で引き裂くことができなかった。【０３１０】
以上説明した、本願で開示するシート状電池は、（１）正極および負極の少なくとも一方において、外部に電力を供給する正極端子または負極端子との導電接続を切断することが可能となるように、あるいは、（２）発電要素が２つに分離可能となるように、引き裂き強度が２００Ｎ以下となる切断容易化手段としての低強度部を有している。また、低強度部以外にも、２００Ｎ以下の力で切断することができる切断容易化手段としての切断開始部、カットテープ、切断部を備えることで、例えば大人の手であれば切断容易化手段が形成された箇所で引き裂いて、２つの引き裂き片に分割したり、当該箇所で外装体の一部を切断して、互いに電気的な導通が遮断された２つの部分に分離したりすることができる。【０３１１】
このため、本願で開示するシート状電池は、例えば使用の必要がなくなった時点で容易に破壊でき、実質的に電池としての機能を喪失させ得ることから、簡単かつ安全に廃棄することができる。
【産業上の利用可能性】
【０３１２】
本開示のウェアラブルパッチは、ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とする切断容易化手段を有しているため、使用後のウェアラブルパッチの動作を簡易に、かつ、確実に停止することができる。【０３１３】
また、本開示のシート状電池は、シート状電池の所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とする切断容易化手段を有しているため、使用後のシート状電池からの外部への電力供給を簡易に、かつ、確実に停止することができる。【０３１４】
このため、医療現場や個人的な使用の場においても、使用したウェアラブルパッチ、または、シート状電池を安全に廃棄することができる点で、特に医療分野を中心に有用である。
【符号の説明】
【０３１５】
１０  シート状空気電池（電池）
２０  駆動回路部
３０  基材
５０  機能素子
６０  粘着層
７０  切断開始部（切断容易化手段）
７１  切り込み（切断開始部）
１００  ウェアラブルパッチ
５２０  正極
５２１  正極端子
５３０  負極
５３１  負極端子
５４０  セパレータ
５６０  （シート状）外装体
５７０  切断開始部（切断容易化手段）
５７１  切り込み（切断開始部）
５７２  低強度部
【図１】
2018128191.tif 000005
【図２】
2018128191.tif 000006
【図３】
2018128191.tif 000007
【図４】
2018128191.tif 000008
【図５】
2018128191.tif 000009
【図６】
2018128191.tif 000010
【図７】
2018128191.tif 000011
【図８】
2018128191.tif 000012
【図９】
2018128191.tif 000013
【図１０】
2018128191.tif 000014
【図１１】
2018128191.tif 000015
【図１２】
2018128191.tif 000016
【図１３】
2018128191.tif 000017
【図１４】
2018128191.tif 000018
【図１５】
2018128191.tif 000019
【図１６】
2018128191.tif 000020
【手続補正書】
【提出日】平成30年8月13日(2018.8.13)
【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】
身体に装着されるウェアラブルパッチであって、
機能素子と、
前記機能素子を動作させる駆動回路部と、
電源としての電池とを備え、
前記ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、前記電池から前記駆動回路部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されていることを特徴とする、ウェアラブルパッチ。
【請求項２】
前記電池と前記駆動回路部と接続する導電経路を有し、前記切断容易化手段によって前記導電経路が切断可能である、請求項１に記載のウェアラブルパッチ。
【請求項３】
前記電池は、シート状の外装体の内部に配置された正極と負極とを含む発電要素と、前記発電要素による電力を外部に導出する前記正極に接続された正極端子と、前記負極に接続された負極端子とを備え、
前記切断容易化手段によって前記正極端子、および、前記負極端子の少なくとも一方が切断可能である、請求項１に記載のウェアラブルパッチ。
【請求項４】
前記電池は、シート状の外装体の内部に、いずれもシート状に形成された正極と負極とを含む発電要素が配置されたシート状電池であり、
前記切断容易化手段によって前記発電要素が切断可能である、請求項１に記載のウェアラブルパッチ。
【請求項５】
前記切断容易化手段として、切断の起点となる切断開始部を有する、請求項１〜４のいずれかに記載のウェアラブルパッチ。
【請求項６】
前記切断開始部として、周囲部分に形成された切り込みを有する、請求項５に記載のウェアラブルパッチ。
【請求項７】
前記切断容易化手段として、周囲部分に位置する一端部を引き上げることで前記所定部分が切断されるように配置されたカットテープを有する、請求項１〜４のいずれかに記載のウェアラブルパッチ。
【請求項８】
前記切断容易化手段として、他の部分と比較して容易に切断可能な切断部を有する、請求項１〜３のいずれかに記載のウェアラブルパッチ。
【請求項９】
前記切断部としてミシン目の形成部分を有する、請求項８に記載のウェアラブルパッチ。
【請求項１０】
シート状外装体の内部に、いずれもシート状の正極と負極とを含む発電要素が封入されたシート状電池であって、
前記シート状電池の所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、当該電池から外部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されていることを特徴とする、シート状電池。
【請求項１１】
前記シート状電池は、前記発電要素による電力を外部に導出する前記正極に接続された正極端子と、前記負極に接続された負極端子とを備え、
前記切断容易化手段によって前記正極端子、および、前記負極端子の少なくとも一方が切断可能である、請求項１０に記載のシート状電池。
【請求項１２】
前記切断容易化手段によって前記発電要素が切断可能である、請求項１０に記載のシート状電池。
【請求項１３】
前記切断容易化手段として、切断の起点となる切断開始部を有する、請求項１０〜１２のいずれかに記載のシート状電池。
【請求項１４】
前記切断開始部として、周囲部分に形成された切り込みを有する、請求項１３に記載のシート状電池。
【請求項１５】
前記切断容易化手段として、周囲部分に位置する一端部を引き上げることで前記所定部分が切断されるように配置されたカットテープを有する、請求項１０〜１２のいずれかに記載のシート状電池。
【請求項１６】
前記切断容易化手段として、他の部分と比較して容易に切断可能な切断部を有する、請求項１０または１１に記載のシート状電池。
【請求項１７】
前記切断部としてミシン目の形成部分を有する、請求項１６に記載のシート状電池。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、医療用などを目的として、人間の皮膚に直接装着されることで被装着者の生体情報を取得するなどの各種の機能を果たすウェアラブルパッチと、薄型であることからウェアブルパッチの動作電源としても使用可能なシート状電池に関し、特に、使用後の廃棄を容易に行うことができるウェアラブルパッチ、および、シート状電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、皮膚の表面に直接貼り付けることで体温や心拍数などの生体情報を取得できる、パッチタイプの医療用生体情報取得デバイスが普及し始めている。
【０００３】
このようなウェアラブルなデバイスは、樹脂製の基材の表面に、皮膚に触れることで生体情報を取得可能な機能素子であるセンサ電極と、センサ電極からの情報を取得するとともに、例えばスマートフォンなどの別の機器に取得した情報を伝送する送信装置を含む駆動回路部と、駆動回路部の動作電源となる電池とが配置され、センサ電極部分以外の皮膚に面した部分に接着層が形成されることで、皮膚に貼り付けることができるパッチとして構成され、身体に直接貼り付けて使用されるウェアラブルの医療機器となっている。
【０００４】
例えば、特許文献１には、アノードとカソードとが印刷により形成された電源としての電気化学セルと、可撓性を有するセンサを含む電気回路とが、表面に接着剤層が形成された２つの樹脂製の基板層の間に配置されて構成され、スマートフォンとの間でデータ通信が可能な体温測定用パッチが開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、ユーザの心拍数や呼吸、身体の移動状況などを各種センサで測定可能な生体計測パッチとして、センサ、プロセッサ、アプリケーション、送信機などを有する再利用可能なセンサデバイスと亜鉛空気電池として例示される電池とを、気泡層や接着層を含む複数の層が積層された廃棄可能なパッチデバイスに収容するものが開示されている。
【０００６】
特許文献３には、樹脂製基板に、センサや半導体装置を含む電子部品と、この電子部品の動作電源としてのコイン型の空気電池とが実装された医療用の絆創膏型の計測モジュールについて、基板を人体に接着させるための接着層を覆う保護シートが空気電池収容部の正極側を覆うシール部材を兼ねることで、保護シートを剥がして計測モジュールを人体に装着する際に、空気電池の正極に空気が接触して電力を供給し始めるものが開示されている。
【０００７】
さらに、最近では、体温パッチなどのようなウェアラブルの各種センサや、ゴルフヘッド用の速度センサなどの電源に、シート状電池を適用することも試みられている。それに付随して、シート状電池の各種特性の改良も数多く行われ、正極、負極、セパレータ、電解質といった内部部材の他に、シート状外装体についての検討も行われている。例えば、特許文献４には、シート状外装体の周方向に伸びている接着部の一部に、優先的に剥離する優先剥離部と優先剥離部の周方向に隣接する位置の接着部に設けられた接着部の周方向に作用する張力に対する伸び率が接着部の部分よりも大きい張力緩衝部とを設けることで、内圧が上昇した場合に内部のガスを優先剥離部から安全に排出できるようにしたシート状電池（ラミネート型電池）が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特表２０１６−５０５８０８号公報
【特許文献２】特表２０１６−５１５０２２号公報
【特許文献３】特開２０１７−      ３７０号公報
【特許文献４】特開２００６−３５１４３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
このような医療用のパッチは、人体に直接貼り付けて使用するものであるため、衛生面を考慮して１回の使用毎に廃棄される。また、ウェアブルパッチの機能自体が、一度限りの使用を目的としているものがあり、このようなウェアラブルパッチは使用が終了すると廃棄される。
【００１０】
使用後のウェアラブルパッチを廃棄する際に、パッチに搭載されている電池に電池容量が残っているにもかかわらずそのまま廃棄してしまうと、廃棄された後も駆動回路部が動作し続けて、不所望な化学反応が引き起こされたり、発熱、発火などの不測の事態を生じたりする恐れがある。また、欧州などでは、電力を供給できる状態の電池を他の廃棄物と一緒に捨てることができないなどの規制があり、使用後のウェアラブルパッチをどのようにして安全に廃棄するかが問題となる。
【００１１】
例えば、上記特許文献２では、パッチデバイスであるシート部材と、電池を含む回路部分であるセンサデバイスとを分離可能として、シート部分は廃棄する一方で回路部分を再利用する形態となっている。しかし、再利用時には新たな電池を搭載し直す必要があるとともに、医療現場などの実際の使用環境の中で、シート部材から回路部分を分離した後にこれを回収して再利用に回すことには、手間やコストがかかってしまう。
【００１２】
また、パッチの電源として用いられたシート状電池も、一次電池の場合には放電し切って使用を終えた際にユーザが廃棄することが想定される。また、シート状電池が二次電池であっても、ユーザが交換可能なタイプの機器に適用されているようなものについては、充放電を多数繰り返すことで容量が低下してしまった場合に、新たな電池と交換するために機器から取り出したユーザが廃棄することが想定される。
【００１３】
このように、シート状電池がユーザによって廃棄されることを想定した場合にも、シート状電池の接続端子が金属製の部材に接触するなどにより電流が流れてしまう恐れがあり、やはりウェアラブルパッチの場合と同様に不測の事態を生じることも考えられる。このため、容易に電力の供給を停止させた安全な状態でシート状電池を廃棄できるようにすることが望ましい。
【００１４】
本開示は、上記従来の課題を解決し、使用後に確実に電池からの電力供給を停止させてそのまま廃棄することが可能なウェアラブルパッチを提供することを第１の課題とする。また、本開示は、ウェアラブルパッチの電源などとして用いられるシート状電池について、使用後に確実に電力の供給を停止させて安全に廃棄することができるシート状電池を得ることを第２の課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記第１の課題を解決するために本願で開示するウェアラブルパッチは、身体に装着されるウェアラブルパッチであって、機能素子と、前記機能素子を動作させる駆動回路部と、電源としての電池とを備え、前記ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、前記電池から前記駆動回路部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されていることを特徴とする。
【００１６】
また、上記第２の課題を解決するために本願で開示するシート状電池は、シート状外装体の内部に、いずれもシート状の正極と負極とを含む発電要素が封入されたシート状電池であって、前記シート状電池の所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、当該電池から外部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本願で開示するウェアラブルパッチは、当該ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、電源としての電池から駆動回路部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されている。このため、使用後のウェアラブルパッチを、容易に動作しない状態にして安全に廃棄することができる。
【００１８】
また、本願で開示するシート状電池は、当該シート状電池の所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、電池から外部への電源としての電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されている。このため、使用後のシート状電池を、外部に電力が供給されない状態にして安全に廃棄することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】第１の実施形態にかかるウェアラブルパッチの概略構成を説明するための平面図である。
【図２】第１の実施形態にかかるウェアラブルパッチの概略構成を説明するための断面構成図である。
【図３】電源としての空気電池の構成を説明するための断面構成図である。
【図４】電源としての空気電池の構成を説明するための平面図である。
【図５】第１の実施形態にかかるウェアラブルパッチの第２の構成例を説明するための平面図である。
【図６】第１の実施形態にかかるウェアラブルパッチの第３の構成例を説明するための平面図である。
【図７】第２の実施形態にかかるウェアラブルパッチの構成を説明するための要部拡大平面図である。
【図８】第２の実施形態にかかるウェアラブルパッチの構成を説明するための要部拡大断面図である。
【図９】第３の実施形態にかかるウェアラブルパッチの構成を説明するための平面図である。
【図１０】第４の実施形態にかかるシート状電池の概略構成を説明するための平面図である。
【図１１】第４の実施形態にかかるシート状電池の概略構成を説明するための断面構成図である。
【図１２】第４の実施形態にかかるシート状電池の第２の構成例を説明するための平面図である。
【図１３】第４の実施形態にかかるシート状電池の第３の構成例を説明するための平面図である。
【図１４】第５の実施形態にかかるシート状電池の構成を説明するための要部拡大平面図である。
【図１５】第５の実施形態にかかるシート状電池の構成を説明するための要部拡大断面図である。
【図１６】第６の実施形態にかかるシート状電池の構成を説明するための平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
本開示にかかるウェアラブルパッチは、身体に装着されるウェアラブルパッチであって、機能素子と、前記機能素子を動作させる駆動回路部と、電源としての電池とを備え、前記ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、前記電池から前記駆動回路部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されている。
【００２１】
本開示にかかるウェアラブルパッチは、上記の構成を備えることで、機能素子を動作させて、医療用の計測デバイスや投薬デバイスとして、また、被装着者の各種の身体情報を取得するウェアラブルデバイスとして使用できるとともに、廃棄時には、切断容易化手段によって所定部分を２００Ｎ以下の比較的弱い力で、例えば、はさみなどを用いずに両手で切断することができるので、電池から駆動回路部への電力の供給を容易に停止させることができる。このため、医療現場や、家庭内での実際の使用状態において、使用後のウェアラブルパッチを安全に廃棄することができる。
【００２２】
本開示のウェアラブルパッチにおいて、前記電池と前記駆動回路部と接続する導電経路を有し、前記切断容易化手段によって前記導電経路が切断可能である。切断容易化手段によって２００Ｎ以下の力で導電経路を切断でき、容易に、かつ、確実に電池から駆動回路部への電力供給を停止することができる。
【００２３】
また、前記電池は、シート状の外装体の内部に配置された正極と負極とを含む発電要素と、前記発電要素による電力を外部に導出する前記正極に接続された正極端子と、前記負極に接続された負極端子とを備え、前記切断容易化手段によって前記正極端子、および、前記負極端子の少なくとも一方が切断可能である。切断容易化手段によって、２００Ｎ以下の力で電池の端子を切断することができ、電池からの電源供給を容易に停止させることができる。
【００２４】
さらに、前記電池は、シート状の外装体の内部に、いずれもシート状に形成された正極と負極とを含む発電要素が配置されたシート状電池であり、前記切断容易化手段によって、前記発電要素が切断可能であるようにすることもできる。シート状電池の場合は、発電要素自体を切断することも可能であるため、切断容易化手段によって２００Ｎ以下の力で発電要素を切断して、電池の動作を停止させて電池からの電力の供給を停止させることもできる。
【００２５】
また、前記切断容易化手段として、切断の起点となる切断開始部を有する構成を採用することができ、さらにこの場合には、前記切断開始部として、周囲部分に形成された切り込みを有する形態を選択することができる。
【００２６】
さらに、前記切断容易化手段として、周囲部分に位置する一端部を引き上げることで前記所定部分が切断されるように配置されたカットテープを有する構成を採用することができる。
【００２７】
さらにまた、前記切断容易化手段として、他の部分と比較して容易に切断可能な切断部を有する構成を採用することができ、この場合において、前記切断部としてミシン目の形成部分を有する形態を選択することができる。
【００２８】
また、本願で開示するシート状電池は、シート状外装体の内部に、いずれもシート状の正極と負極とを含む発電要素が封入されたシート状電池であって、前記シート状電池の所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とし、当該電池から外部への電力の供給を停止させるための切断容易化手段が形成されている。
【００２９】
本開示にかかるシート状電池は、上記の構成を備えることで、廃棄時に、切断容易化手段によって所定部分を２００Ｎ以下の比較的弱い力で、例えば、はさみなどを用いずに両手で切断することができる。このため、電池から外部への電力の供給を容易に停止させることができ、医療現場や、家庭内での実際の使用状態において、使用後のシート状電池を安全に廃棄することができる。
【００３０】
本開示のシート状電池は、前記発電要素による電力を外部に導出する前記正極に接続された正極端子と、前記負極に接続された負極端子とを備え、前記切断容易化手段によって前記正極端子、および、前記負極端子の少なくとも一方が切断可能である。このようにすることで、切断容易化手段によって２００Ｎ以下の力で正極端子、および／または、負極端子を切断でき、容易に、かつ、確実に電池から外部への電力供給を停止することができる。
【００３１】
また、前記切断容易化手段によって前記発電要素が切断可能である構成とすることができる。このように、発電要素自体を切断することで、２００Ｎ以下の力で電池の動作を停止させて電池からの電力の供給を停止させることができる。
【００３２】
また、前記切断容易化手段として、切断の起点となる切断開始部を有する構成を採用することができ、さらにこの場合には、前記切断開始部として、周囲部分に形成された切り込みを有する形態を選択することができる。
【００３３】
さらに、前記切断容易化手段として、周囲部分に位置する一端部を引き上げることで前記所定部分が切断されるように配置されたカットテープを有する構成を採用することができる。
【００３４】
さらにまた、前記切断容易化手段として、他の部分と比較して容易に切断可能な切断部を有する構成を採用することができ、この場合において、前記切断部としてミシン目の形成部分を有する形態を選択することができる。
【００３５】
以下、本開示にかかるウェアラブルパッチ、および、シート状電池について、図面を参照して説明する。
【００３６】
なお、本実施形態の説明で用いるウェアラブルパッチ、および、シート状電池の構造を説明するための各図面は、ウェアラブルパッチ、または、シート状電池を構成する各部材の形状とその配置位置の相互関係とをわかりやすく説明するものであり、各図に示した部材の大きさは、必ずしも実際の大きさを反映するものではない。
【００３７】
また、以下の説明はあくまで例示であって、本願で開示されるウェアラブルパッチ、および、シート状電池の構成は、下記実施形態として示されたものに限定されない。
【００３８】
＜本願で開示するウェアブルパッチの実施形態について＞
まず、本願で開示するウェアラブルパッチの実施形態を説明する。
【００３９】
（第１の実施の形態）
本願で開示するウェアラブルパッチは、ウェアラブルパッチを２００Ｎ以下の力で切断可能とする切断容易化手段を備えている。第１の実施形態では、切断容易化手段として、切断開始部を備えた構成について説明する。
【００４０】
切断開始部は、ウェアラブルパッチの周囲部分に形成された、他の部分よりも弱い力で切断を開始することができる箇所であり、切断開始部より切断を開始することで、２００Ｎ以下の比較的弱い力で、切断開始部を起点としてウェアラブルパッチを略直線状に切断することができる。すなわち、ウェアラブルパッチの切断において、はさみなどの器具を用いずに両手の力で切断する場合、通常は、切断開始時に必要とされる力が最も大きくなるが、前記切断開始部を設けてその値を低くすることによって、比較的弱い力での切断が可能となる。
【００４１】
［ウェアラブルパッチの構成］
図１は、本実施形態にかかるウェアラブルパッチの概略構成を説明するための平面図である。また、図２は、本実施形態にかかるウェアラブルパッチの概略構成を説明するための断面構成図である。
【００４２】
図２は、図１にＡ−Ａ’で示す部分の断面を示している。また、図１、および、図２は、ウェアラブルパッチ１００全体の概略構成を説明するものであって、ウェアラブルパッチ１００を構成する各部材をブロック状に簡略化して表している。なお、以下の説明では、便宜上図２の上下方向を、本実施形態で示すウェアラブルパッチ１００の上下方向として説明する。すなわち、ウェアラブルパッチ１００を身体に貼着した状態において、被装着者の皮膚に面する側がウェアラブルパッチ１００の下側の表面であり、外側に向かう面がウェアラブルパッチ１００の上側の表面となる。
【００４３】
本実施形態で説明するウェアラブルパッチ１００は、例えば被装着者の体温を検出する医療用パッチであり、直接皮膚に貼り付けて使用するものである。
【００４４】
図１に示すように、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００は、動作電源である電池１０と、ウェアラブルパッチ１００を動作させる駆動回路部２０とが、基材３０の上面側に配置されている。電池１０の下側面に形成された電極端子９と、駆動回路部２０の下側面に形成された接続端子２１とが、ウェアラブルパッチ１００全体の基板としての役割を果たす基材３０の上面に形成された導電経路としての電源配線３１で接続されることで、電池１０から駆動回路部２０へと電力が供給される。
【００４５】
基材３０の上面は、電池１０と駆動回路部２０の配置領域を除いてカバー部材４０で覆われている。
【００４６】
基材３０の下側面には、被装着者の皮膚に接触あるいは近接する機能素子５０と、ウェアラブルパッチ１００を被測定者に貼着するための粘着層６０が形成されている。なお、駆動回路部２０と機能素子５０とは、図示しない接続配線等で接続されており、駆動回路部２０での動作制御にしたがって、機能素子５０は、体温や心拍数などの生体情報の検出や薬液の供給などの所定の機能を果たす。
【００４７】
また、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００には、２００Ｎ以下の力でウェアラブルパッチ１００を切断可能とする切断開始部７０としての切り込み７１が、基材３０とカバー部材４０との積層部分であって、ウェアラブルパッチの周囲部分に形成されている。このため、ウェアラブルパッチ１００を廃棄する際に、切断開始部７０の切り込み７１を起点としてウェアラブルパッチ１００を切断することで、ウェアラブルパッチ１００の所定部分である電池１０から駆動回路部２０へと電力を供給する導電経路（電源配線３１）を切断して、電力の供給を確実に停止させることができる。
【００４８】
以下、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００を構成する各部材の構成例について説明する。
【００４９】
［電池］
皮膚の表面に貼り付けられるウェアラブルパッチ１００に動作電源として搭載される電池１０は、特に限定されるものではなく、水を溶媒とする電解液を有する電池（アルカリ電池、マンガン電池などの乾電池や、空気電池など）や、非水溶媒を用いた非水電解液を有する電池（リチウム電池など）の態様を取ることができる。ただし、被装着者に違和感を与えないように、薄型で、かつ、軽量であること、また、駆動回路部２０が長時間動作可能であるように電池容量が大きいこと、という特性を備えることが好ましい。このため、本実施形態のウェアラブルパッチ１００では、動作電源となる電池に、正極、負極を含む発電要素や外装体がシート状の部材で形成されたシート状空気電池１０を用いている。
【００５０】
図３は、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００に用いられているシート状空気電池１０の構成を説明するための断面構成図である。
【００５１】
また、図４は、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００に用いられているシート状空気電池１０の構成を説明するための平面図である。なお、図３は、図４に示すＢ−Ｂ’線での断面を示している。
【００５２】
シート状の空気電池１０は、正極１と負極２とを含む発電要素をはじめとする各部材をシート状に形成することで全体として可撓性を有するシート状に構成されている。
【００５３】
図３にその断面を示すように、本実施形態で説明するシート状の空気電池１０は、それぞれがシート状に形成された、正極１と負極２、正極１と負極２との間に配置されたセパレータ３と、図示を省略する電解液とが、その周囲部分がシールされたいずれもシート状に形成された正極１側の外装体６と、負極２側の外装体５との間に密閉されて構成されている。また、正極１と、正極１側の外装体６との間には、空気を透過するが水分（電解液）は透過しない撥水膜４が配置されていて、正極１側の外装体６に形成された空気孔７から撥水膜４を介して、正極１に正極活物質である空気（酸素）が供給される。
【００５４】
なお、図１、図２に示したように、本実施形態で説明するウェアラブルパッチ１００では、空気電池１０は、基材３０の上側表面に配置されていて、カバー部材４０は、空気電池１０の正極１側の外装体６に形成された空気孔７を覆わないように、空気電池１０の表面を露出させる開口が形成されている。
【００５５】
以下、シート状空気電池１０の各部材について詳述する。
【００５６】
（正極）
正極１は、触媒層を有するもの、例えば、触媒層と集電体とを積層した構造のものを使用することができる。
【００５７】
触媒層には、触媒やバインダなどを含有させることができる。
【００５８】
触媒層に係る触媒としては、例えば、銀、白金族金属またはその合金、遷移金属、Ｐｔ／ＩｒＯ2などの白金／金属酸化物、Ｌａ1-xＣａxＣｏＯ3などのベロブスカイト酸化物、ＷＣなどの炭化物、Ｍｎ4Ｎなどの窒化物、二酸化マンガンなどのマンガン酸化物、カーボン［黒鉛、カーボンブラック（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）、木炭、活性炭など］などが挙げられ、これらのうちの１種または２種以上が使用される。
【００５９】
なお、触媒層は、電解液の成分を除く重金属の含有量が、１質量％以下であることが好ましい。重金属の含有量が前記のように少ない触媒層を有する正極の場合、特別な処理などを経ずに廃棄しても環境負荷が小さい電池とすることができる。この点からも、触媒としては前述のカーボンを使用することがより好ましい。触媒層中の重金属の含有量は、蛍光Ｘ線分析などにより測定することができ、例えば、株式会社リガク製の蛍光Ｘ線分析装置「ＺＳＸ１００ｅ（製品名）」を用いて、励起源：Ｒｈ５０ｋＶ、分析面積：φ１０ｍｍの条件で測定することができる。
【００６０】
また、正極の反応性をより高める観点からは、触媒として使用するカーボンの比表面積は、２００ｍ2／ｇ以上であることが好ましく、３００ｍ2／ｇ以上であることがより好ましく、５００ｍ2／ｇ以上であることが更に好ましい。なお、カーボンの比表面積は、ＪＩＳ  Ｋ  ６２１７に準じたＢＥＴ法によって求められる値であり、例えば、窒素吸着法による比表面積測定装置を用いて測定することができる。なお、カーボンの比表面積の上限値は、通常、２０００ｍ2／ｇ程度である。
【００６１】
触媒層における触媒の含有量は、２０〜７０質量％であることが好ましい。
【００６２】
触媒層に係るパインダとしては、ＰＶＤＦ、ＰＴＦＥ、フッ化ビニリデンの共重合体やテトラフルオロエチレンの共重合体［フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＥＰ）、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＣＴＦＥ）、フッ化ビニリデン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＴＦＥ）、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＰＶＤＦ−ＨＥＰ−ＴＦＥ）など］などのフッ素樹脂バインダなどが挙げられる。これらの中でもテトラフルオロエチレンの重合体（ＰＴＦＥ）または共重合体が好ましく、ＰＴＦＥがより好ましい。触媒層におけるパインダの含有量は、３〜５０質量％であることが好ましい。
【００６３】
触媒層を有する正極の場合、例えば、前記触媒、バインダなどを水と混合してロールで圧延し、集電体と密着させることにより製造することができる。また前記の触媒や必要に応じて使用するバインダなどを、水や有機溶媒に分散させて調製した触媒層形成用組成物（スラリー、ペーストなど）を、集電体の表面に塗布し乾燥した後に、必要に応じてカレンダ処理などのプレス処理を施す工程を経て製造することもできる。
【００６４】
正極合剤層を有する正極や触媒層を有する正極に係る集電体には、例えば、チタン、ニッケル、ステンレス鋼、銅などの金属の網、箔、エキスパンドメタル、パンチングメタル;カーボンの網、多孔質シート;などを用いることができる。正極に係る集電体の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【００６５】
また、正極の集電体には、シート状外装体を構成する樹脂製フィルムや、樹脂製フィルムと金属フィルムとの積層体の一部を利用することもできる。この場合、例えば、樹脂製フィルムや前記積層体の、シート状外装体の内面となることが予定される面にカーボンペーストを塗布して集電体としたり、前記積層体の金属層を集電体としたりし、この表面に前記と同様の方法で正極合剤層や触媒層を形成することで、正極とすることができる。前記のカーボンペースト層の厚みは、３０〜３００μｍであることが好ましい。
【００６６】
（負極）
負極２には、亜鉛系材料（亜鉛材料と亜鉛合金材料とを纏めてこのように称する）やマグネシウム系材料（マグネシウム材料とマグネシウム合金材料とを纏めてこのように称する）、アルミニウム系材料（アルミニウム材料とアルミニウム合金材料とを纏めてこのように称する）などの金属材料で構成された金属粒子や金属箔などが使用される。このような負極では、亜鉛やマグネシウムやアルミニウムといった金属が、活物質として作用する。
【００６７】
亜鉛合金材料の合金成分としては、例えば、インジウム（例えば含有量が質量基準で０．００５〜０．０５％）、ビスマス（例えば含有量が質量基準で０．００５〜０．０５％）、 アルミニウム（例えば含有量が質量基準で０．００１〜０．１５％）などが挙げられる。
【００６８】
また、マグネシウム合金材料の合金成分としては、例えば、カルシウム（例えば含有量が質量基準で１〜３％）、マンガン（例えば含有量が質量基準で０．１〜０．５％）、亜鉛（例えば含有量が質量基準で０．４〜１％）、アルミニウム（例えば含有量が質量基準で８〜１０％）などが挙げられる。
【００６９】
さらに、アルミニウム合金材料の合金成分としては、例えば、亜鉛（例えば含有量が質量基準で０．５〜１０％）、スズ（例えば含有量が質量基準で０．０４〜１．０％）、ガリウム（例えば含有量が質量基準で０．００３〜１．０％）、ケイ素（例えば含有量が質量基準で０．０５％以下）、鉄（例えば含有量が質量基準で０．１％以下）、マグネシウム（例えば含有量が質量基準で０．１〜２．０５％）、マンガン（例えば含有量が質量基準で０．０１〜０．５％）などが挙げられる。
【００７０】
金属粒子を含有する負極の場合、その金属粒子は、１種単独でもよく、２種以上であってもよい。
【００７１】
なお、電池の廃棄時の環境負荷の低減を考慮すると、負極に使用する金属材料は、水銀、カドミウム、鉛およびクロムの含有量が少ないことが好ましく、具体的な含有量が、質量基準で、水銀:０．１％以下、カドミウム:０．０１％以下、鉛:０．１％以下、およびクロム:０．１％以下であることがより好ましい。
【００７２】
亜鉛系材料の粒子の粒度としては、例えば、全粒子中、粒径が７５μｍ以下の粒子の割合が５０質量％以下のものが好ましく、３０質量％以下のものがより好ましく、また、粒径が１００〜２００μｍの粒子の割合が、５０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上であるものが挙げられる。
【００７３】
また、マグネシウム系材料およびアルミニウム系材料の粒子の粒度としては、例えば、全粒子中、粒径が３０μｍ以下の粒子の割合が５０質量％以下のものが好ましく、３０質量％以下のものがより好ましく、また、粒径が５０〜２００μｍの粒子の割合が、５０質量％以上、より好ましくは９０質量％以上であるものが挙げられる。
【００７４】
なお、上記説明における金属粒子の粒度は、レーザー散乱粒度分布計を用い、粒子を溶解しない媒体に、これらの粒子を分散させて測定した、体積基準での累積頻度５０％における粒径（Ｄ50）である。
【００７５】
金属粒子を含有する負極の場合には、必要に応じて添加されるゲル化剤（ポリアクリル酸ソーダ、カルボキシメチルセルロースなど）やバインダを含んでもよく、これに電解液を加えることで構成される負極剤（ゲル状負極など）を使用することができる。負極中のゲル化剤の量は、例えば、０．５〜１．５質量％とすることが好ましく、バインダの量は、０．５〜３質量％とすることが好ましい。
【００７６】
金属粒子を含有する負極に係る電解液には、電池に注入するものと同じものを使用することができる。
【００７７】
負極における金属粒子の含有量は、例えば、６０質量％以上であることが好ましく、６５質量％以上であることがより好ましく、また、９５質量％以下であることが好ましく、９０質量％以下であることがより好ましい。
【００７８】
金属粒子を含有する負極は、酸化インジウム、水酸化インジウムなどのインジウム化合物を含有していることが好ましい。負極がインジウム化合物を含有することによって、金属粒子と電解液との腐食反応による水素ガス発生をより効果的に防ぐことができる。
【００７９】
負極に使用するインジウム化合物の量は、質量比で、金属粒子:１００に対し、０．０３〜１であることが好ましい。
【００８０】
また、負極には、前記亜鉛系材料や、前記マグネシウム系材料などで構成された金属シート（金属箔など）を用いることもできる。このような負極の場合、その厚みは、１０〜５００μｍであることが好ましい。
【００８１】
また、負極には、集電性を高めるために、必要に応じて集電体を用いてもよい。負極の集電体としては、ニッケル、銅、ステンレス鋼などの金属の網、箔、エキスパンドメタル、パンチングメタル；カーボンのシート、網；などが挙げられる。負極の集電体の厚みは、１０μｍ以上３００μｍ以下であることが好ましい。
【００８２】
負極の集電体には、前記正極の場合と同様に、シート状外装体の内面となることが予定される面にカーボンペーストを塗布して用いたり、シート状外装体を構成する金属層を用いたりすることができる。カーボンペースト層の厚みは、５０〜２００μｍであることが好ましい。
【００８３】
（セパレータ）
セパレータ３としては、樹脂製の多孔質膜（微多孔膜、不織布など）や、セロファンフィルムに代表される半透膜などの、各種電池で一般的に採用されているセパレータが挙げられる。なお、シート状電池の短絡防止および負荷特性を向上させる観点からは、半透膜をセバレータに使用することが好ましい。
【００８４】
樹脂製の多孔質膜からなるセパレータを構成する樹脂としては、例えば、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）、エチレン−プロピレン共重合体などのポリオレフィンなどが挙げられる。
【００８５】
樹脂製のセバレータの場合、空孔率は３０〜８０％であることが好ましく、また、厚みは１０〜１００μｍであることが好ましい。
【００８６】
また、セロファンフィルムなどの半透膜をセパレータに使用する場合、半透膜のみでセパレータを構成してもよい。しかしながら、半透膜は強度が小さいため、電池組み立て時の破損などの問題が発生しやすい。よって、特定の重合体で構成されるグラフトフィルムと、半透膜とを積層した積層体でセパレータを構成することも推奨される。
【００８７】
グラフトフィルムを構成するグラフト重合体は、例えば、幹ポリマーであるポリオレフィン（ポリエチレン、ポリプロピレンなど）に、（メタ）アクリル酸またはその誘導体が、グラフト重合した形態を有するものである。ただし、グラフト重合体は前記の形態を有していればよく、ポリオレフィンに、（メタ）アクリル酸やその誘導体をグラフト重合させる方法により製造されたものでなくともよい。
【００８８】
セロファンフィルムのみで構成されるセパレータの場合、その厚みは、例えば、１５μｍ以上であることが好ましく、また、４０μｍ以下であることが好ましく、３０μｍ以下であることがより好ましい。
【００８９】
さらに、グラフトフィルムとセロファンフィルムとの積層体で構成されるセパレータの場合、グラフトフィルムとセロファンフィルムとの合計厚みで、例えば、３０μｍ以上であることが好ましく、４０μｍ以上であることがより好ましく、また、７０μｍ以下であることが好ましく、６０μｍ以下であることがより好ましい。
【００９０】
さらに、グラフトフィルムとセロファンフィルムの積層体で構成されるセバレータの場合、グラフトフィルムの厚みは、例えば、１５μｍ以上であることが好ましく、２５μｍ以上であることがより好ましく、また、３０μｍ以下であることが好ましい。
【００９１】
セパレータを構成するためのグラフトフィルムとセロファンフィルムとの積層体としては、例えば、株式会社ユアサメンブレンシステムから「ＹＧ９１３２」や「ＹＧ９１２２」、「ＹＧ２１５２」の名称で市販されているものが挙げられる。
【００９２】
また、セロファンフィルムや、セロファンフィルムおよびグラフトフィルムと、ビニロン−レーヨン混抄紙のような吸液層（電解液保持層）とを組み合わせてセパレータを構成してもよい。このような吸液層の厚みは２０〜５００μｍであることが好ましい。
【００９３】
（外装体）
シート状の外装体５、６を構成する樹脂フィルムとしては、ナイロンフィルム（ナイロン６６フィルムなど）、ポリエステルフィルム［ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなど］などが挙げられる。樹脂フィルムの厚みは、２０〜１００μｍであることが好ましい。
【００９４】
シート状外装体５、６の封止は、正極１側のシート状外装体６の端部と負極２側の外装体５の端部との熱融着によって行うことが一般的であるが、この熱融着をより容易にする目的で、樹脂フィルムに熱融着樹脂層を積層してシート状外装体５、６として用いてもよい。熱融着樹脂層を構成する熱融着樹脂としては、変性ポリオレフィンフィルム（変性ポリオレフィンアイオノマーフィルムなど）、ポリプロピレンおよびその共重合体などが挙げられる。熱融着樹脂層の厚みが２０〜１００μｍであることが好ましい。
【００９５】
また、樹脂フィルムには金属層を積層してもよい。金属層は、アルミニウムフィルム（アルミニウム箔。アルミニウム合金箔を含む。）、ステンレス鋼フィルム（ステンレス鋼箔。）などにより構成することができる。金属層の厚みが１０〜１５０μｍであることが好ましい。
【００９６】
また、シート状外装体５、６を構成する樹脂フィルムは、前記の熱融着樹脂層と前記の金属層とが積層された構成のフィルムであってもよい。
【００９７】
シート状外装体の形状は、空気電池として求められる形状として、平面視で四角形としたものを示している。しかし、空気電池１０に用いられるシート状外装体５、６の平面視形状は四角形には限られず、使用される機器の形状や、空気電池が収容される部分の形状に合わせて、三角形、五角形、六角形、七角形、八角形などの多角形や、円形や楕円形であってもよい。
【００９８】
図３、図４に示したように、本実施形態で説明する空気電池１０では、正極１側の外装体６の正極１と重なる部分に、空気孔７が形成されている。
【００９９】
空気孔７を介して、外部の空気が取り込まれて空気中の酸素が正極活物質として機能し、電力が供給される。なお、空気孔７は、一例として直径が５０μｍから１ｍｍ程度の円形の開口で、正極１側の外装体６にレーザー照射法や機械的なパンチング法などによって形成される。
【０１００】
図４では、空気孔７として、縦方向と横方向とにそれぞれ３個ずつ、合わせて９個の空気孔７がマトリクス状に形成されている例を示したが、空気孔７の個数や配置形状には制約はなく、正極１で必要とされる量の酸素が供給できる範囲で、平面視したときになるべく均等に分散させた形で配置することが好ましい。また、空気孔７の形状も、例示した略円形のものに限らず、矩形や、楕円形状などでもよい。
【０１０１】
また本実施形態で説明する空気電池１０では、正極１側の外装体６の一つの辺の近傍には、負極２側の外装体５と熱溶着されずに両面が露出した箇所が設けられており、その負極２側の表面に、２つの電極端子９が形成されている。
【０１０２】
電極端子９は、蒸着や印刷法などによって形成された金属薄膜やカーボンペーストなどの導電体で構成され、図４では上側に位置する一方が正極１とリード線８などによって接続されている。また、図示は省略するが、他方の電極端子９は、負極２と電気的に接続されている。図３、図４に示すように、負極２側の外装体５の端部を電極端子９の略中間部分に位置するようにシールすることによって、電極端子９を空気電池１０の下側面に露出させる構成とすることができ、基材３０の上側面に形成された電源配線３１（図１、図２参照）を介して駆動回路部２０へと電源電力が供給される。
【０１０３】
また、前記方法以外に、負極２側の外装体５と正極１側の外装体６が熱融着される箇所において、あらかじめ負極２側の外装体５に開口部を設け、前記開口部と正極１側の外装体６との間に電極端子９が配置されるよう２つの外装体５、６の封止を行うことによっても、同様に、電極端子９を空気電池１０の下側面に露出させる構成とすることができる。
【０１０４】
なお、空気電池１０の電極端子は、図示したように正極１側の外装体６の内側面に形成する方法の他に、負極２側の外装体５を貫通するようにビア構造で形成することによっても、空気電池１０の下側に配置される電源配線３１と接触させることができる。
【０１０５】
（撥水膜）
シート状空気電池１０の正極１と正極１側の外装体６との間には、撥水膜４が配置されている。撥水膜には、撥水性がある一方で空気を透過できる膜が使用される。このような撥水膜の具体例としては、ＰＴＦＥなどのフッ素樹脂；ポリプロピレン、ポリエチレンなどのポリオレフィン；などの樹脂で構成された膜などが挙げられる。撥水膜の厚みは、５０〜２５０μｍとすることができる。
【０１０６】
なお、正極１側の外装体６と撥水膜４との聞に、外装体６内に取り込んだ空気を正極に供給するための空気拡散膜を配置してもよい。空気拡散膜には、セルロース、ポリビニルアルコール、ポリプロピレン、ナイロンなどの樹脂で構成された不織布を用いることができる。空気拡散膜の厚みは、１００〜２５０μｍとすることができる。
【０１０７】
（電解液）
２つのシート状外装体５、６内に収容される電解液の電解質塩としては、特に限定はされないが、塩化ナトリウムなどアルカリ金属の塩や、塩酸、硫酸および硝酸などより選択される強酸と、アンモニアや、水酸化アルミニウム、水酸化マグネシウムなど金属元素の水酸化物に代表される弱塩基との塩が例示される。この中でも、強酸と弱塩基との塩が好ましく用いられ、そのうち、アンモニウム塩または特定の金属元素の塩がより好ましく用いられる。
【０１０８】
より具体的には、Ｃｌ-、ＳＯ42-、ＨＳＯ4-、および、ＮＯ3-より選択される少なくとも１種のイオンと、Ａｌイオン、Ｍｇイオン、Ｆｅイオンおよびアンモニウムイオンより選択される少なくとも１種のイオンとの塩であり、硫酸アンモニウム、硫酸水素アンモニウム［（ＮＨ4）ＨＳＯ4］、塩化アンモニウム、硝酸アンモニウムなどのアンモニウム塩;硫酸アルミニウム、塩化アルミニウム、硝酸アルミニウムなどのアルミニウム塩；硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、塩化水酸化マグネシウム［ＭｇＣｌ（ＯＨ）］、硝酸マグネシウムなどのマグネシウム塩；硫酸鉄（ＩＩ）、硫酸アンモニウム鉄（ＩＩ）［（ＮＨ4）2Ｆｅ（ＳＯ4）2］、硫酸鉄（ＩＩＩ）、塩化鉄（ＩＩ）、硝酸鉄（ＩＩ）などの鉄塩；が例示される。
【０１０９】
このように、強酸と弱塩基との塩を含有する水溶液は、負極活物質である金属材料を腐食させる作用が比較的小さく、また、比較的高い導電率を有している。よって、良好な放電特性を実現することができる。
【０１１０】
電解液のｐＨとしては、３以上１２未満とすることで、安全性を向上させた、環境負荷が小さく、かつ、放電特性が良好な空気電池を実現することができる。なお、電解液のｐＨは、３以上、好ましくは５以上であって、１２未満、好ましくは１０以下、より好ましくは７未満である。前記の電解質塩を用いることにより、電解液のｐＨを前記範囲に調整しやすくなるだけでなく、皮膚への刺激性が比較的低い電解液を構成することができるので、例えば、電池の外装体が傷ついて電解液が漏出しウェアラブルパッチ１００の被装着者の皮膚などに付着した場合でも、トラブルを生じる可能性が低いため、身体に直接装着されるウェアラブルパッチ１００の電源として好適な電池とすることができる。
【０１１１】
電解液として使用する水溶液は、電解質として、Ｃｌ-、ＳＯ42-、ＨＳＯ4-、および、ＮＯ3-より選択される少なくとも１種のイオンと、Ａｌイオン、Ｍｇイオン、Ｆｅイオンおよびアンモニウムイオンより選択される少なくとも１種のイオンとの塩のうちの１種のみを含有していればよいが、２種以上を含有していてもよい。
【０１１２】
ただし、Ｃｌ-イオンとＦｅ3+イオンとの塩［塩化鉄（ＩＩＩ）］については、その他のイオンの組み合わせによる塩に比べて負極活物質である金属材料を腐食させる作用が強いため、塩化鉄（ＩＩＩ）以外の塩を用いることが好ましく、負極活物質である金属材料を腐食させる作用がより低いことから、アンモニウム塩を用いることがより好ましい。
【０１１３】
なお、前記した強酸と弱塩基との塩であっても、過塩素酸塩は、加熱や衝撃により燃焼や爆発の危険を生じることから、環境負荷や廃棄時の安全性の観点から、電解液として使用する前記水溶液に含有させないか、あるいは含有しても過塩素酸イオンの量がわずかであること（具体的には１００ｐｐｍ未満、より好ましくは１０ｐｐｍ未満）が好ましい。
【０１１４】
また、前記強酸と弱塩基との塩のうち、塩化亜鉛や硫酸銅などに代表される重金属塩（鉄の塩を除く）は、有害であるものが多いため、環境負荷や廃棄時の安全性の観点から、電解液として使用する前記水溶液に含有させないか、あるいは含有しても鉄イオンを除く重金属イオンの量がわずか（具体的には１００ｐｐｍ未満、より好ましくは１０ｐｐｍ未満）であることが好ましい。
【０１１５】
電解液の導電率は、８０ｍＳ／ｃｍ以上であることが好ましい。よって、電解液として使用する前記水溶液における前記電解質の濃度（１種のみを用いる場合は、その濃度であり、２種以上を用いる場合は、それらの合計濃度）は、このような導電率を確保できるような濃度とすればよく、通常は、５〜５０質量％である。なお、電解液の導電率の上限値は、通常７００ｍＳ／ｃｍ程度である。
【０１１６】
電解液には、インジウム化合物が溶解していることが好ましい。電解液中にインジウム化合物が溶解している場合には、電池内での水素ガスの発生をより良好に抑制することができる。
【０１１７】
電解液に溶解させるインジウム化合物としては、水酸化インジウム、酸化インジウム、硫酸インジウム、硫化インジウム、硝酸インジウム、臭化インジウム、塩化インジウムなどが挙げられる。
【０１１８】
インジウム化合物の電解液中の濃度は、質量基準で０．００５％以上であることが好ましく、０．０１％以上であることがより好ましく、０．０５％以上であることが特に好ましい。また、１％以下であることが好ましく、０．５％以下であることがより好ましく、０．１％以下であることが特に好ましい。
【０１１９】
また、電解液には前記の各成分の他に、必要に応じて公知の各種添加剤を添加してもよい。例えば、負極に用いる金属材料の腐食（酸化）を防止するために、酸化亜鉛を添加するなどしてもよい。なお、酸化亜鉛は、負極に添加することもできる。
【０１２０】
（空気電池の諸元）
上述した各部材で構成されるシート状空気電池１０の全体形状は、一例として、長辺が３０〜５０ｍｍ、短辺が２０〜３５ｍｍとすることができる。なお、空気電池１０の厚みは、ウェアラブルパッチ１００への実装を容易にし、またウェアラブルパッチ１００が身体に装着される際の変形を容易にするために、より薄く構成することが好ましく、一例として１ｍｍ以下とすることができる。なお、空気電池１０の取り扱い上必要となる剛性や電池の容量を考慮すると、厚みの最小値は一例として０．２ｍｍとすることができる。
【０１２１】
次に、４種類の電解液を用いて、実施例としての４つのシート状空気電池を実際に作成して放電容量を確認した。
【０１２２】
それぞれのシート状空気電池において、正極、負極、電解液、セパレータ、撥水膜、外装体は以下の材料を用いた。
【０１２３】
＜正極＞
ＤＢＰ吸油量４９５ｃｍ3／１００ｇ、比表面積１２７０ｍ2／ｇのカーボン（ケッチェンブラックＥＣ６００ＪＤ（商品名：ライオン・スペシャリティ・ケミカルズ社製））：３０質量部と、アクリル系分散剤：１５質量部と、ＳＢＲ：６０質量部と、水：５００質量部とを混合して触媒層形成用組成物を作製した。
【０１２４】
集電体として多孔性のカーボンシート〔厚み：０．２５ｍｍ、空孔率：７５％、透気度（ガーレー）：７０秒／１００ｍｌ〕を用い、前記触媒層形成用組成物を、乾燥後の塗布量が１０ｍｇ／ｃｍ2となるよう前記基材の表面にストライプ塗布し、乾燥することにより、触媒層が形成された部分と形成されていない部分とを有する集電体を得た。この集電体を、触媒層の大きさが１５ｍｍ×１５ｍｍで、その一端に、触媒層が形成されていない５ｍｍ×１５ｍｍの大きさのリードとなる部分を有する形状に打ち抜いて、全体の厚みが０．２７ｍｍの正極（空気極）を作製した。
【０１２５】
＜負極＞
添加元素としてＩｎ：０．０５％、Ｂｉ：０．０４％およびＡｌ：０．００１％含有する亜鉛合金箔（厚み：０．０５ｍｍ）を、活物質として機能する１５ｍｍ×１５ｍｍの大きさの部分と、その一端にリードとなる５ｍｍ×１５ｍｍの部分とを有する形状に打ち抜いて負極を作製した。
【０１２６】
＜電解液＞
電池１  ２０質量％の硫酸アンモニウム水溶液（ｐＨ＝５．３）
電池２  ２０質量％の塩化アンモニウム水溶液（ｐＨ＝４．３）
電池３  ２０質量％の塩化ナトリウム水溶液（ｐＨ＝７）
電池４  ３０質量％の水酸化カリウム水溶液（ｐＨ＝１４）。
【０１２７】
＜セパレータ＞
ポリエチレン主鎖にアクリル酸をグラフト共重合させた構造を有するグラフト共重合体で構成された２枚のグラフトフィルム（１枚当たりの厚み：１５μｍ）を、セロハンフィルム（厚み：２０μｍ）の両側に配置したものを用いた。
【０１２８】
＜撥水膜＞
厚みが２００μｍのＰＴＦＥ製シートを用いた。
【０１２９】
＜外装体＞
アルミニウム箔の外面にＰＥＴフィルムを有し、内面に熱融着樹脂層としてポリプロピレンフィルムを有する２．５ｃｍ×２．５ｃｍの大きさのアルミラミネートフィルム２枚を用いた。
【０１３０】
＜電池の組み立て＞
上記した２枚の外装体であるラミネートフィルムにおいて、正極側に配置される一方のラミネートフィルムには、正極の触媒層の配置位置に対応して、直径０．５ｍｍの空気孔９個を、縦４．５ｍｍ×横４．５ｍｍの等間隔（空気孔同士の中心間距離は５ｍｍ）でマトリクス状に形成し、その内面側に、ホットメルト樹脂を用いて撥水膜を熱溶着させた。また、負極側に配置されるもう一方のラミネートフィルムには、正極および負極のリードが配置される部分に、リードと外装体との熱溶着部の封止性を高めるため、外装体の辺と平行に、変性ポリオレフィンアイオノマーフィルムを取り付けた。
【０１３１】
撥水膜を有するラミネートフィルムを下にして、その撥水膜の上に、前記正極、前記セパレータおよび前記負極を順に積層し、さらに、もう１枚のラミネートフィルムを、前記正極および前記負極のリードの上に前記変性ポリオレフィンアイオノマーフィルムが位置するようにして重ねた。次に、２枚のラミネートフィルムの周囲３辺を互いに熱溶着して袋状にし、その開口部から電解液を注液した後、開口部を熱溶着して封止してシート状空気電池とした。作製した電池の厚みは、ほぼ１ｍｍであった。
【０１３２】
このようにして作製した空気電池を大気中で１０分間放置した後、電池の設計容量に対して１００時間率相当の電流で０．５Ｖまで放電した時の放電容量を測定した。その結果を表１に示す。
【０１３３】
【表１】
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【０１３４】
市販のコイン型空気電池の電解液として用いられている高濃度のアルカリ電解液を用いた空気電池（電池４）に対し、より安全性の高い電解液を用いた空気電池（電池１〜３）においても、十分な放電容量を得ることができた。特に、強酸と弱塩基との塩を電解質塩とした電池１および電池２では、市販のボタン型空気電池の電解液と同様の構成とした電池４と同程度の優れた特性が得られた。
【０１３５】
以上の結果より、本実施形態で説明した空気電池は、薄型で取り扱いの容易性や安全性が高く、しかも、比較的大容量の空気電池となり、身体に直接装着されるデバイスの電源として好適であることがわかる。また、電源として用いられる空気電池が環境負荷の小さな材料で構成されていることは、簡単な構成で電池からの電力供給を停止させて容易に廃棄できるようにすることを目的とする本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００にとって、特に好ましい。
【０１３６】
なお、上記説明では、液体状の電解液を外装体５、６の間に封入した例を説明したが、電解液としては、他にゲル状の電解液を用いることができる。ゲル状の電解液を用いることにより、シート状の空気電池１０を印刷工程で製造することが可能となり、空気電池１０のコスト低減を図ることができる。また、電解液をゲル状とすることによって、空気電池１０からの液漏れがなくなるとともに、図６を用いて後述するシート状空気電池の発電要素を切断することで電池からの電源供給を停止させる構成を容易に採用することができる、などの利点がある。
【０１３７】
さらに、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００に用いられる電池としては、電池容量がウェアラブルパッチ１００を所望の時間動作させることが可能である場合には、空気電池以外のマンガン電池などの既知のシート状電池を採用することができる。空気電池以外のシート状電池を用いる場合も、電池の外装体内部に液体としての電解液を有さない構成のものを採用することで、電池からの液漏れ防止の効果や、発電要素を切断する構成が採用できるなどの利点を有する。
【０１３８】
さらにまた、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００の電池としては、シート状電池以外の、コイン型電池（ボタン型電池）と称される電池を用いることができる。コイン型電池を用いる場合でも、補聴器などの電源として採用されている空気電池は、他のコイン型電池と比較してより薄型に構成することができ、電池容量が大きい点で好ましい。
【０１３９】
［駆動回路部］
駆動回路部２０は、例えばフィルム基板上に銅などの金属薄膜で形成された配線と、メモリ、プロセッサ、送受信回路などとして機能する薄膜チップ化された、１つ、または複数の電子回路、さらに、外部との通信のために用いられる金属薄膜で形成されたアンテナ素子など、既知の薄膜電子回路部品として実現できる。なお、図面が煩雑となることを回避するため、駆動回路部２０の各構成要素部材の図示は省略する。
【０１４０】
駆動回路部２０の機能は、当然ながらウェアラブルパッチ１００の目的に沿うように設計されていて、例えば、被装着者の体温を測定する場合には、後述する機能素子５０であるセンサプレートの温度を、例えばセンサプレートを流れる電流値の変化などで検出するとともに、測定された体温の数値を、連携するスマートフォンなどの外部の機器からの制御信号によって、または、駆動回路部２０自体が備えるロジック回路による制御にしたがって、アンテナ素子から外部機器へと送信する。
【０１４１】
また、機能素子５０が薬液を被装着者に注射するユニットである場合には、駆動回路部２０自体が備えるタイマー機能によって、または、外部機器からの操作信号にしたがって、所定の時間に、被験者の皮膚から所定量の薬液が注射されるように制御する。
【０１４２】
なお、前述のように、駆動回路部２０の下側表面には、接続端子２１が形成されていて、基材３０の上側面に形成され、シート状空気電池１０の２つの電極端子９にそれぞれ接続された電源配線３１を介して、空気電池１０からの電力が駆動回路部２０の電子回路部品に供給される。
【０１４３】
［基材、カバー部材］
本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００では、パッチの全体形状を規定する基材３０を有し、基材３０の上面に電池１０と駆動回路部２０とが、基材３０の下面に機能素子５０と粘着層６０とが形成されている。
【０１４４】
基材３０は、一例として、ナイロンフィルム（ナイロン６６フィルムなど）、ポリエステルフィルム［ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなど］などの、厚さが２０〜５００μｍ程度のシート状の樹脂フィルムを用いることができる。本実施形態のウェアラブルパッチ１００では、廃棄時になるべく弱い力でウェアラブルパッチ１００の所定部分を切断できるようにする観点から、基材３０の厚みが厚すぎないことが好ましい。具体的には、樹脂製シートの厚さは、１００μｍ以下とすることがより好ましく、５０μｍ以下とすることがさらに好ましい。
【０１４５】
なお、基材３０は、ウェアラブルパッチ１００の全体を支持する基板としての役割を果たすものであるため、その厚さは搭載される電池１０がシート状電池かコイン型電池か、また、機能素子５０がセンサプレートかそれとも薬剤注射ユニットかなど、基材の両面に形成される部材の大きさや重さなどによって適宜定められる。
【０１４６】
図１、図２に示すように、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００では、基材３０の上面を覆うカバー部材４０が配置されている。カバー部材は、主として基材３０表面に形成された電源配線３１部分を覆って保護する部材であり、特に、電池１０が空気電池の場合には、空気電池の空気孔形成部分を覆わないように開口部が設けられている。
【０１４７】
なお、図１、図２では、カバー部材が駆動回路部２０を覆わない構成例を示しているが、駆動回路部２０を表面に電子回路部品が露出する形態としてカバー部材４０で駆動回路部２０を覆う構成とすることができる。
【０１４８】
カバー部材は、基材３０と同様に、ナイロンフィルム（ナイロン６６フィルムなど）、ポリエステルフィルム［ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムなど］などの、シート状の樹脂フィルムで構成することができる。カバー部材４０の厚さは、基材と同様に２０μｍ〜５００μｍとすることができるが、基材３０のようにウェアラブルパッチ１００全体の基板となるものではないので、厚さを２０〜１００μｍ程度と薄く構成することが、ウェアラブルパッチ１００全体の軽量化のために、また、後述するウェアラブルパッチ１００を廃棄する際に切断する上で、好ましい。
【０１４９】
また、電池１０、駆動回路部２０、電池１０と駆動回路部２０とを接続して電力を供給する導電経路が、例えば、それぞれの部材が隙間無く隣接配置されているなどの各種構成や配置状態によって外部に露出しない場合には、カバー部材４０は不要であり、この点において、カバー部材４０は本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００における必須の構成要素ではない。
【０１５０】
［機能素子］
図１、図２に示す、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００における機能素子５０は、薄膜、または、薄板状のセンサプレートであり、例えば、被装着者の皮膚に直接触れたり、皮膚に近接したりすることで、体温や脈拍、呼吸数などの生体情報を検知可能な部材である。なお、機能素子５０は、図示したように必ずしもウェアラブルパッチ１００の装着者の皮膚に直接触れる形態である必要は無く、薄いシートなどを介して被装着者の皮膚に近接することで、生体情報を取得することができるものもある。
【０１５１】
機能素子５０は、ウェアラブルパッチ１００の目的とする機能を果たす限りにおいて、例えば金属箔、樹脂膜の表面に金属やカーボン等の導電性部材等を形成したもの、または、基材３０の下側表面側に形成された薄膜など、各種の形態で実現できる。
【０１５２】
機能素子５０と駆動回路部２０との間は、図示しない接続配線等によって接続されている。
【０１５３】
なお、機能素子５０としては、上記例示したセンサプレートなどの被装着者の身体情報などを取得するものには限られず、例えば、所定の時間間隔で被装着者に薬液を注射する薬剤注射ユニットや、経皮性の薬剤を皮膚の表面に適宜のタイミングで供給する投薬ユニットなど、各種の機能を果たす部材を採用することができる。
【０１５４】
薬剤注射ユニットや投薬ユニットなどの能動的な機能素子５０の場合には、薬剤を収納するタンクや薬剤を送出するマイクロポンプなどが必要となるため、センサプレートなどの場合と比較して機能素子５０の厚みが厚くなる。このような場合には、ウェアラブルパッチ１００の基板である基材３０に開口部を設けて、被装着者の皮膚との接触部分を有したまま機能素子５０の一部を基材３０の上側に配置することで、ウェアラブルパッチ１００の厚さが厚くならないように構成することができる。
【０１５５】
［粘着層］
本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００では、基材３０の下側表面に、機能素子５０を囲むようにして粘着層６０が設けられている。
【０１５６】
粘着層６０は、直接皮膚に接触するものであるため、一定以上の時間貼着していてもかぶれなどが生じないことが確認された医療用として認証された粘着剤で形成されている。
【０１５７】
なお、粘着層６０は、大きさや厚さ、重量などのウェアラブルパッチ１００の諸元と、ウェアラブルパッチ１００が装着されることが想定される人体の部分の可動性との両面から、その接着力が検討されて、材料の選択と、形成場所とその面積が決定される。
【０１５８】
［切断開始部］
図１に示すように、本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００は、基材３０とカバー部材４０との積層部分の周囲部、一例として、一方の長辺において基材３０の下側面に粘着層６０が形成されていない部分に、切断開始部７０としての略三角形状の切り込み７１が形成されている。
【０１５９】
切り込み７１の先端部分は、基板３０とカバー部材４０とにおいて、電池１０と駆動回路部２０とを接続して電池電力を供給する電源配線３１の配置位置に向かって形成されているため、ウェアラブルパッチ１００の廃棄時にユーザが切り込み７１部分の両側を持って基材３０をねじるように力を加えることで、切り込み７１から基材３０とカバー部材４０に破断が生じて、切り込み３１の延長部分でウェアラブルパッチ１００が２つに分割されて接続配線３１を容易に切断することができる。この結果、電池１０から駆動回路部２０への電力供給が停止して、駆動回路部２０の動作を確実に停止させることができる。
【０１６０】
なお、切断開始部７０における切り込み７１の形状、より具体的には、三角形の切り込み７１の２辺の傾斜角度や頂点の位置は、ウェアラブルパッチ１００を切断するために必要な力が２００Ｎ以下であるように設定されている。ここで、２００Ｎの力とは、引き裂き強度としての荷重強さであって、例えば株式会社イマダ製のデジタルフォースゲージ「ＺＰ−５００Ｎ（商品名）」を用いて測定可能なものである。
【０１６１】
また、引き裂き強度を２００Ｎ以下としているのは、引き裂き強度が２００Ｎを超えるとなかなか引き裂くことが困難となるため、女性の場合も含めて成人が容易に引き裂くことができる範囲の値として２００Ｎ以下を設定したものである。なお、切り込み７１は、ユーザがウェアラブルパッチ１００を切断したい場合に２００Ｎ以下の力で引き裂くことができる一方で、ウェアラブルパッチ１００を皮膚に貼着する場合などの使用状況下で不所望に切断してしまっては意味が無い。そのため、ウェアラブルパッチ１００を切断するために必要な力が５Ｎ以上となるように、ウェアラブルパッチ１００の強度を設定することが望ましい。
【０１６２】
なお、上記説明では、切り込み７１を起点として生じる破断によって、電池１０の正極と負極とにそれぞれ接続された２本の電源配線３１を２本とも切断する構成を示したが、電池１０から駆動回路部２０への電力供給が確実に停止されるのであれば、２本の電源配線３１の内のいずれか１本のみが切断される構成でもかまわない。基材３０上に形成されている電源配線３１の配置位置を考慮して、確実に電池１０からの電力の供給が停止されるように切り込み７１の位置と、切り込み７１を起点として生じる破断線の方向を設計すれば良い。
【０１６３】
また同様に、切り込み７１を起点とする破断線によって、ウェアラブルパッチ１００が２つに分割されることは必須ではない。例えば、ウェアラブルパッチ１００の幅方向の半分程度まで破断線が生じる状態であっても、電池１０から駆動回路部２０への導電経路を切断して電力の供給が停止され、仮に破断線を介して破断された部分同士が近接して、ウェアラブルパッチ１００の形状がほぼ元の形に戻るような場合でも、電力供給の停止状態が維持されるのであれば、破断線が途中まで生じる構成も採用することができる。
【０１６４】
（切断開始部によりウェアラブルパッチの他の部分を切断する構成例）
図５は、本実施形態にかかるウェアラブルパッチの第２の構成例を説明する平面図である。
【０１６５】
上記、図１を用いて説明した本実施形態にかかるウェアラブルパッチ１００では、電池１０と駆動回路部２０とを接続する導電経路３１の配置位置の側方の周囲部に切断開始部７０を設けて、切断開始部７０を起点として生じる破断線で導電経路である電源配線３１を２００Ｎ以下の力で切断できるようにした構成を説明した。
【０１６６】
図５に示す第２の構成例であるウェアラブルパッチ２００では、図１に示したウェアラブルパッチ１００と比較して、基材１３０上に配置されたシート状電池１１０が、電極端子（正極端子１１１、負極端子１１２）がシート電池１１０の主面方向（図中右方向）へと延在して形成されている点が、下側面に電源端子９が形成されていたシート状電池１０と異なっている。
【０１６７】
ウェアラブルパッチ２００では、シート状電池１１０から延在した正極端子１１１と負極端子１１２とが直接駆動回路部２０の接続端子２１に接続されて、電池１１０からの電力供給が行われる。なお、図示は省略するが、機能素子５０、粘着層６０などは図１に示したウェアラブルパッチ１００と同じ構成となっている。このため、これら図１に示したウェアラブルパッチ１００と同じ構成の部材には、同じ符号を付して詳細な説明は省略する。
【０１６８】
このように構成されたウェアラブルパッチ２００において、切断開始部７０である切り込み７１は、電池１１０と駆動回路部２０との配置領域の間の基材１３０とカバー部材１４０とが積層されている周囲部分に形成されていて、切り込み７１を起点としてその延長方向に生じる破断線がシート状電池１１０の電極端子（１１１、１１２）を切断するようになっている。
【０１６９】
このように、切断開始部７０から生じる破断線によって、電池１１０の電極端子（１１１、１１２）が切断される構成とすることによっても、電池１１０から駆動回路部２０への電力供給を停止することができ、ユーザがウェアラブルパッチ２００を廃棄する際に切断開始部７０を用いてウェアラブルパッチ２００を２００Ｎ以下の力で切断することで、安全に廃棄することができる。
【０１７０】
なお、電池１１０からの電力供給が確実に停止される限りにおいて、電池１１０の正極端子１１１と負極端子１１２との２つの電極端子の内のいずれか一方のみが切断されるような構成を採用することができる。例えば、図５に示した例とは異なり、電池１１０からの電極端子が並んで配置されていない場合などでは、２つの接続端子の内のいずれか一方が配置されている基材１３０の側方部分に、切断開始部７０を設ければよい。また、切断開始部７０を起点として生じる破断線でウェアラブルパッチ２００を切断する切断力が２００Ｎ以下であること、さらに、ウェアラブルパッチ２００が完全に２つに分断される必要が無いことは、上述のウェアラブルパッチ１００の場合と同様である。
【０１７１】
図６は、本実施形態にかかるウェアラブルパッチの第３の構成例を説明する平面図である。
【０１７２】
図６に示す、第３の構成のウェアラブルパッチ３００では、切断開始部７０としての切り込み７１が、シート状空気電池２１０の略中央部分、すなわち、電池２１０の正極や負極といった発電要素が配置されている部分の側方に当たる位置の、基材２３０の周囲部分に形成されている。
【０１７３】
このように、切断開始部７０である切り込み７１をシート状電池２１０の発電要素の側方に配置することで、切り込み７１を起点として生じる破断線によって空気電池２１０の発電要素部分を切断することが可能となり、電池としての電力供給機能を停止させて、駆動回路部２０の動作を確実に停止することができ、ウェアラブルパッチ３００を安全に廃棄することができる。
【０１７４】
なお、図６に示した、切断開始部７０を起点とする破断線によって、電池２１０の発電要素を切断する構成は、コイン型電池を動作電源とするウェアラブルパッチには適用できないことは言うまでも無い。また、シート状電池が採用されている場合でも、正極や負極が金属製の薄板で構成されている場合など容易に切断できない場合や、電池が破壊されることで電解液などが漏出するなどの問題が生じる場合には適用できない。これらの点で、切断開始部を起点として生じる破断線によって電池の発電要素を切断する構成は、ウェアラブルパッチに搭載される電池の構成によって必ずしも採用できない構成である。
【０１７５】
また、図６で示した構成とは異なるが、例えば、図６において、基材２３０上に配置されたシート状電池２１０が左に９０度回転している状態のように、切断開始部を起点として生じる破断線によってシート状電池の発電要素を切断したときに、電池の正極と負極とがそれぞれ異なる断片に分かれるように切断できれば、より確実にシート状電池の機能を停止できる。
【０１７６】
なお、図６では、シート状電池の構成として、電極端子が側方へと延在する図５で示した構成の電池を図示したが、切断開始部７０を起点として生じる破断線によってシート状電池の発電要素を切断する構成は、シート状電池の電極端子が電池の下側表面に形成されて電源配線によって駆動回路部の接続端子に接続される図１に示した電池の構成であっても適用可能であることは言うまでも無い。また、シート状電池の発電要素を切断して電力の供給を停止させる第３の構成においても、ウェアラブルパッチを切断するために必要な切断力を２００Ｎ以下の力とすることも、上述した第１の構成、第２の構成と同様である。
【０１７７】
以上、第１の実施形態として示したウェアラブルパッチは、周囲部分に切断開始部を形成して、切断開始部を起点として生じる破断線によって、ウェアブルパッチにおける電池から駆動回路部への電力を供給する構成要素を切断するものである。
【０１７８】
切断開始部を設けることで、ウェアラブルパッチの樹脂製の基材を容易に切断することができるようになり、ユーザは、２００Ｎ以下の力で電池から駆動回路部への電力の供給を確実に停止させて安全にウェアラブルパッチを廃棄することができる。これに対して、切断開始部が設けられていない場合には、ウェアラブルパッチの基材の厚さ等が薄くウェアラブルパッチ自体の切断強度が小さい場合でも、はさみなどの道具を用いない場合は、容易にはウェアラブルパッチを切断することができなくなる。
【０１７９】
なお、図１〜図６では、切断開始部として、三角形の切り込みが設けられたウェアラブルパッチを例示して説明した。しかし、本実施形態にかかるウェアラブルパッチにおける切断開始部の構成としては、三角形の切り込み以外にも、例えばウェアラブルパッチに破断線を生じさせる内側部分が丸く形成された略半円形状、または、トラック形状を半分に切断した形状、矩形状、直線状の切り込み形状を採用することができる。
【０１８０】
さらに、切断開始部としては、切り込みを設ける以外にも、ウェアラブルパッチを構成する基材の周囲部分の一部において、厚みを薄くする、強度の弱い材料で構成する、厚み方向に押圧して変形させる、など、他の部分と比較して強度が弱い構成部分を設けて切断開始部とすることができる。なお、切断開始部を異なる色で着色する、矢印等のマークを形成するなどして、ユーザが切断開始部の位置を明確に判別できるようにすることが好ましい。
【０１８１】
また、図示は省略するが、切断開始部としての切り込みの延長上に、基材やカバー部材の厚さを他の部分よりも薄くするなどした低強度部を設けて、ウェアラブルパッチの切断をより容易に行うことができるようにしても良い。
【０１８２】
（第２の実施の形態）
次に、本願で開示するウェアラブルパッチの第２の実施形態として、ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とする切断容易化手段として、カットテープを設けた構成について説明する。
【０１８３】
図７は、第２の実施形態にかかるウェアラブルパッチの構成を説明する要部拡大平面図である。
【０１８４】
また、図８は、第２の実施形態にかかるウェアラブルパッチの構成を説明する要部拡大断面構成図である。
【０１８５】
図７、図８に示したウェアラブルパッチは、切断容易化手段であるカットテープを除いて、ウェアラブルパッチ自体の構成、すなわち、電池、駆動回路部、基材、カバー部材、機能素子、粘着層は、いずれも、図１、図２を用いて説明したウェアラブルパッチ１００と同じである。このため、ウェアラブルパッチを構成する各部材については、図１で示したものと同じ符号を付して説明は省略する。図７、図８は、ウェアラブルパッチにおける電池１０と駆動回路部２０とを電気的に接続する導電経路としての電極配線３１の配置部分を拡大して示している。
【０１８６】
図７、図８に示すように、第２の実施形態にかかるウェアラブルパッチでは、切断容易化手段８０として、カットテープ８１を有している。より具体的には、ウェアラブルパッチの基材３０とカバー部材４０との間で、電池１０の電極端子９と駆動回路部２０の接続端子２１とを接続する電源配線３１の下方の位置に、カットテープ８１が配置されている。
【０１８７】
カットテープ８１の一端部は、ウェアラブルパッチの周囲部分である側方部分に露出していて、ユーザがこの露出部分を持ってカットテープ８１を上方側であるカバー部材４０側へ引き上げることにより、カットテープ８１上に配置されている電源配線３１とカバー部材４０とを容易に切断することができる。このようにして、導電経路である電源配線３１が切断されることで、電池１０から駆動回路部２０への電力供給を停止することができる。
【０１８８】
なお、図７に示すように、カットテープ８１の端部の配置位置の両側部分に小さな切り込み８２を形成することにより、カットテープ８１を引き上げた際により容易にカバー部材４０を切断できるため、確実に電源配線３１を切断することができる。
【０１８９】
また、図７では、カットテープ８１の端部がウェアラブルパッチの側方に突出している構成を例示したが、カットテープ８１の端部をウェアラブルパッチの長辺上に位置させて、ウェアラブルパッチの側方にカットテープ８１を突出させないような構成とすることができる。この場合には、カットテープ８１の配置位置で、少なくともカバー部材４０の幅を小さく形成して、ユーザがカットテープ８１の端部を容易につかめるようにすることが望ましい。
【０１９０】
カットテープは、樹脂材料、または、紙材料を用いて構成することができ、図７、図８に示したようなリボン状以外にもワイヤー状に形成することもできる。なお、カットテープを金属製材料で形成することもできるが、その場合には、切断する電極配線３１との間の絶縁を確保することや、形状や配置位置がウェアラブルパッチの機能を害しないようにすること、さらに、端部がウェアラブルパッチの側方に突出する場合には、ウェアラブルパッチをユーザの皮膚に貼着した際に、ユーザを傷つけないようするなどの配慮が必要となる。なお、いずれの材料を用いる場合でも、カットテープの破断強度がウェアラブルパッチのカバー部材４０と電極配線３１よりも強く、カットテープ８１を引き上げた際に、カットテープ８１が切断されてしまって電極配線３１を切断できない事態が生じないように設計する必要がある。
【０１９１】
なお、第２の実施形態にかかるウェアブルパッチにおいても、切断容易化手段であるカットテープ８１を用いることで、２００Ｎ以下の力で導電経路である電極配線３１を切断可能としている。
【０１９２】
また、図７、図８では、切断容易化手段であるカットテープ８１でウェアラブルパッチの電池１０と駆動回路部２０とを接続する電源配線３１を切断する構成を示した。しかし、本実施形態にかかる切断容易化手段としてカットテープ８１を用いた構成は導電経路である電極配線を切断する構成には限られず、第１の実施形態の説明時に図５を用いて説明したような、電池の電極端子を切断する構成にカットテープ８１を用いることができる。さらに、カットテープを用いて、上記第１の実施形態において図６を用いて説明したような、シート状の電池１０の電極要素を切断する構成とすることも可能である。
【０１９３】
また、図７では、電池１０の電極端子９と駆動回路部２０の接続端子２１を接続する２つの電極配線３１のうち、図中上側に位置する一方の電極配線３１のみを切断する構成を示したが、カットテープ８１によって２本の電極配線３１をともに切断する構成とすることも可能である。
【０１９４】
（第３の実施の形態）
次に、本願で開示するウェアラブルパッチの第３の実施形態として、ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とする切断容易化手段として、切断部を設けた構成について説明する。
【０１９５】
図９は、第３の実施形態にかかるウェアラブルパッチの構成を説明する平面図である。
【０１９６】
第３の実施形態にかかるウェアラブルパッチ４００では、それ自体が容易に切断可能な切断部９０が形成されていて、ユーザがウェアラブルパッチ４００を廃棄する際に、切断部９０を切断して電池３１０から駆動回路部３２０への電力の供給を停止させることができる。
【０１９７】
図９に示すように、第３の実施形態にかかるウェアラブルパッチ４００では、切断部９０として、基材３３０とカバー部材３４０とにミシン目９１が形成されている。
【０１９８】
ウェアラブルパッチ４００の全体を構成する基材３３０とカバー部材３４０とにミシン目９１を形成することで、より容易にウェアラブルパッチ４００を切断することができ、基材３３０とカバー部材３４０が切断されると同時にその間に形成されている電池３１０の電極端子（３１１、３１２）を切断して、電池３１０から駆動回路部３２０への電力供給を停止させることができる。
【０１９９】
なお、図９では、第１の実施形態の説明において、図５、図６で示したような、電池の電極が側方に延在する構成で説明したが、電池の下側面に電極が形成され、導電経路である電源配線によって電極と駆動回路部の接続端子とを接続する構成において、電源配線の配置部分に切断部９０としてのミシン目９１を形成しても良い。
【０２００】
一方で、ミシン目の形成部分では、ウェアラブルパッチをその厚み方向に貫通する貫通孔が形成されるために、一般には、ウェアラブルパッチに搭載されている電池の発電要素を切断して電池の発電機能を停止させる構成として、切断部としてのミシン目を採用することは困難である。
【０２０１】
ただし、ウェアラブルパッチに搭載されている電池が空気電池の場合には、通常、正極側の外装体に空気孔が形成されるため、前記空気孔を利用し、その形状および配置を調整することにより、発電要素を２００Ｎ以下の力で切断することが可能な電池を構成することも考えられる。
【０２０２】
なお、図９を用いて説明した第３の実施形態に係るウェアラブルパッチにおいて、切断容易化手段として切断部９０であるミシン目９１を形成する構成においても、ウェアラブルパッチ４００を２００Ｎ以下の力で切断可能であるように設定されている。
【０２０３】
なお、第３の実施形態のウェアラブルパッチにおいて、切断容易化部としてその部分自体が容易に切断可能となる切断部の具体的な構成としては、図９を用いて例示したミシン目以外にも、例えば、他の部分よりも弱い力で切断できるように、基材やカバー部材を薄く形成する構成、他の部分よりも弱い材料で形成する構成などを採用することができる。
【０２０４】
このように、ミシン目以外による切断部を設ける場合には、ユーザか切断部を容易に認識して正確に切断部を切断するように力を加えることができるように、切断部を着色したり、ミシン目に相当する点線を印字したりすることが好ましい。
【０２０５】
以上説明したように、本願で開示するウェアラブルパッチでは、２００Ｎ以下の力で切断可能な切断容易化手段が形成されていて、切断容易化手段によってウェアラブルパッチにおける、電池から駆動回路部への電力を供給する部材を容易に切断することができる。
【０２０６】
このため、ユーザが簡単にウェアラブルパッチを切断して、電池から駆動回路部への電力の供給を停止させることができ、駆動回路部が動作しない状態にして安全にウェアラブルパッチを廃棄することができる。
【０２０７】
なお、上記各実施形態では、ウェアラブルパッチとして、基材上に電池と駆動回路部とを並べて搭載する例を用いて説明した。しかし、本願で開示するウェアラブルパッチの構成は、このような構成には限られない。
【０２０８】
例えば、電池と駆動回路部とを厚さ方向に積層することで、または、電池と駆動回路部と機能素子とを厚さ方向に積層することで、表面積の小さなコンパクトなウェアラブルパッチを形成することができる。このような、コンパクトな構成のウェアラブルパッチにおいても、電池と駆動回路部とを接続する導電経路、電池の電極端子、電池の発電要素のいずれかを２００Ｎ以下の力で切断可能とする切断容易化手段を設けることで、安全にウェアラブルパッチを廃棄することができる。
【０２０９】
なお、ウェアラブルパッチとして、コンパクトな積層構造とした場合には、切断容易化手段によって、ウェアラブルパッチを構成する複数の部材が一度に切断されることとなって、より確実に駆動回路を停止させることが可能となる。一方で、ウェアラブルパッチがより厚みを増した構成となるために、２００Ｎ以下の力で切断可能とすることが困難な場合が想定される。この場合には、例えば、切り込みとカットテープとの両方を用いるなど、上記各実施形態で説明した切断容易化手段を複数併用することや、切断容易化手段を設けるとともに実際に切断される部分のウェアラブルパッチの厚みを薄くするなどの強度を低下させる手段を併用するなどして、２００Ｎ以下の力で切断可能とすることが重要である。
【０２１０】
また、上記実施形態の説明では省略したが、電池として空気電池を用いた場合には、ウェアラブルパッチを動作させる前の状態で空気電池の空気孔を覆うシール部材が必要となる。また、被測定者の皮膚に貼り付ける前に粘着層を保護するために、粘着層の表面を覆う剥離シートが必要となる。これら保護シートや剥離シートとしては、既知の部材を好適に用いることができる。
【０２１１】
なお、上記の各実施形態では、ウェアラブルパッチを身体に装着する方法としてウェアラブルパッチに形成された粘着層の粘着力を利用するものを説明した。しかし、ウェアラブルパッチを、被測定者に装着する方法としては、ウェアラブルパッチに粘着層を設ける方法に限られず、ウェアラブルパッチ全体を覆うカバーフィルムやベルトなどを用いて身体に固定する方法も採用できる。
【０２１２】
＜本願で開示するシート状電池の実施形態について＞
次に、本願で開示するシート状電池の実施形態について説明する。
【０２１３】
本願で開示するシート状電池は、上述したウェアラブルパッチに動作電源として搭載することができる。また、薄型である特長を活かして、各種ポータブル機器の電源など幅広い用途に利用することができる。
【０２１４】
本願で開示するシート状電池は、上述したウェアラブルパッチと同様に切断容易化手段を備えているため、２００Ｎ以下の力で切断することができ、医療現場や家庭内での実際の使用状態において、電池からの電力供給を確実に停止させて安全に廃棄することができる。
【０２１５】
（第４の実施形態）
第４の実施形態として、シート状電池が、切断容易化手段である切断開始部を備えた構成を説明する。
【０２１６】
図１０および図１１に本願で開示するシート状電池の構成例を示す。図１０は、本願で開示するシート状電池の片面を表す平面図であり、図１１は、図１０におけるＣ−Ｃ’線の断面図である。
【０２１７】
なお、図１０および図１１では、本実施形態にかかるシート状電池としてのシート状空気電池を例示している。
【０２１８】
図１１に示すように、シート状電池５００は、正極５２０、セパレータ５４０および負極５３０と、電解質（図示しない）とが、シート状外装体５６０内に収容されている。正極５２０は、電池５００内でリード体５２２を介して、正極端子５２１に電気的に接続されている。また、図１０では図示していないが、負極５３０も、電池５００内でリード体を介して負極端子５３１に電気的に接続されている。そして、図１０、図１１に示すように、正極端子５２１および負極端子５３１は、シート状外装体５６０外周の周囲部（シール部の端部に該当する）から外部に引き出されるように設けられている。なお、図１０に示した点線は、シート状外装体５６０内に収容された正極５２０に係る触媒層の大きさを表している。
【０２１９】
シート状外装体５６０は、正極５２０が配置された側の片面に、正極に空気を取り込むための空気孔５６１が複数設けられており、図１１に示すように、正極５２０のシート状外装体５６０側には、空気孔５６１からの電解質の漏出を防止するための撥水膜５５０が配置されている。
【０２２０】
正極５２０は、触媒層を有しており、例えば触媒層が集電体と積層された構造を有しているが、図１１では、図面が煩雑になることを避けるために、正極５２０の有する各層を区別して示していない。
【０２２１】
そして、シート状電池５００は、シート状外装体５６０の周囲部分であるシール部のうち、正極端子５２１および負極端子５３１が設けられている側のシール部の側端に切断開始部５７０としての切り込み５７１を有しており、この切り込み５７１を起点として対向する辺までの間の部分（図中二点鎖線として示す箇所）が、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部５７２となっている。
【０２２２】
このように、第４の実施形態として示すシート状空気電池５００は、切断容易化手段として、切断開始部５７０である切り込み５７１と切り込み５７１の延長線上に設けられた低強度部５７２とを備えている。
【０２２３】
上述した切り込み５７１のように、切断の起点となる箇所がない場合は、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部５７２を有していても、切り裂き始めの強度が２００Ｎを超えてしまい、その結果、切り裂くことができない場合が生じたり、意図した箇所とは異なる箇所が切断されたりしやすくなる。このため、切り裂きを容易にするためには、前記切り込み５７１のように、切断の起点となる箇所を設けることが好ましい。
【０２２４】
図１０に示すように、シート状電池においては、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部５７２は、正極端子５２１および負極端子５３１の少なくとも一方が設けられているシール部に存在していることが好ましい。この場合、電池を引き裂いて破壊した際に、正極端子５２１および負極端子５３１の少なくとも一方を、その電極の本体部から切り離すことができるため、発電要素が残る引き裂き片は、外部に電力を取り出すための端子（正極端子および負極端子の少なくとも一方）が失われることになる。よって、このような電池であれば、破壊する際に電池容量が残存していたとしても、破壊（引き裂き）によって電池の機能を失わせることができるため、より安全な状態で廃棄することができる。
【０２２５】
なお、図１０では、シート状外装体の同一辺のシール部から正極端子および負極端子が引き出されている例を示しているが、電池の用途によっては、正極端子と負極端子とが、それぞれシート状外装体の別の辺から引き出されている場合もある。このような電池においては、正極端子および負極端子のいずれか一方が設けられているシール部に、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部が設けられていればよく、これにより、電池を引き裂いた際に、発電要素が残る引き裂き片においては、正極および負極のいずれか一方が外部へと電力を供給する端子を失うため、電力が取り出せなくなる。
【０２２６】
なお、電池の発電要素から電力を取り出せなくするためには、必ずしも、電池を引き裂いて２つの断片に分ける必要はなく、元の電池形状をほぼ維持した状態で、正極端子と正極とを接続するリード体または負極端子と負極とを接続するリード体のうちの少なくとも一方を切断することにより、電池の機能を失わせることも可能である。
【０２２７】
図１２に、本願で開示するシート状電池の第２の構成例を模式的に表す平面図を示す。
【０２２８】
図１２で示すシート状電池６００も、空気電池の例である。例えば、この図１２に示しているように、切断開始部６７０である切り込み６７１の延長上に形成された低強度部６７２を、正極端子６２１と負極端子６１の間となる位置までしか設けなかったとしても、低強度部６７２により、正極端子６２１と正極とを接続するリード体を切断することができる。この場合、正極端子６２１は、独立した断片にはならず、外装体５６０により保持されたままとなるが、廃棄時に電池から外部への電力供給を停止させるという本発明の目的を達成することができる。
【０２２９】
図１３に、本願で開示するシート状電池の第３の構成例を模式的に表す平面図を示す。
【０２３０】
図１３で示すシート状電池７００も、空気電池の例である。図１３に示すシート状空気電池７００は、シート状外装体７６０のシール部のうち、正極端子７２１が設けられている箇所（引き出されている箇所）と、負極端子７３１が設けられている箇所（引き出されている箇所）との間に、切断開始部７７０としての切り込み７７１が形成されており、この切り込み７７１を起点として外装体７６０の対辺まで、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部７７２（二点鎖線で示す）が存在している。この図１３に示すシート状空気電池７００では、電池７００を前記切断容易化部である切り込み７７１と低強度部７７２十が形成されている箇所で引き裂くことで、電池の発電要素を２つに分離することができ、正極端子７２１を有する引き裂き片と負極端子７３１を有する引き裂き片とに分割することができる。
【０２３１】
この図１３に示すように、シート状電池においては、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部が、正極端子を含む引き裂き片と、負極端子を含む引き裂き片とに分割することができる箇所に存在していることも好ましい。この場合、引き裂き後のいずれの引き裂き片も、一方の電極の外部への接続端子しか持たないために、仮に電池容量が残存していたとしても、外部に電力を取り出すことができない。よって、このような電池の場合にも、破壊（引き裂き）によって電池の機能を失わせることができるため、より安全な状態で廃棄することができる。
【０２３２】
以上説明したように、第４の実施形態として示すシート状電池では、切断容易化手段として、シール部に切断開始部としての切り欠きとこの切り欠きの延長線上に形成された低強度部とを備えることで、廃棄時にユーザが２００Ｎ以下の力でシート状電池を切断することができる。この結果、シート状電池の正極端子、および、負極端子の少なくともいずれか一方から外部への電力の供給を停止することができ、発電要素がまだ電力を供給できる状態であったとしても、安全に電池を廃棄することができる。
【０２３３】
なお、本実施形態において説明したシート状電池において、切断開始部である切り込みとして三角形状のものを例示したが、切り込みの形状は、三角形状には限られず、略半円形状、または、トラック形状を半分に切断した形状、矩形状、直線状などの各種の切り込み形状を採用することができる。また、切断開始部としては、切り込みを設ける以外にも、シート状電池のシール部において、厚みを薄くする、強度の弱い材料で構成する、厚み方向に押圧して変形させる、など、他の部分と比較して強度が弱い構成部分を設けて切断開始部とすることができる。この場合には、切断開始部を異なる色で着色する、矢印等のマークを形成するなどして、ユーザが切断開始部の位置を明確に判別できるようにすることが好ましい。
【０２３４】
さらに、ユーザがシート状電池を２００Ｎ以下の力で切断できる場合には、切断開始部のみを設け、切断開始部の延長線上に低強度部を設けない構成を採用することができる。
【０２３５】
（第５の実施形態）
第５の実施形態として、シート状電池が、切断容易化手段であるカットテープを備えた構成を説明する。
【０２３６】
図１１は、第５の実施形態としてのシート状電池の構成を説明するための要部拡大平面図である。
【０２３７】
また、図１４は、第５の実施形態としてのシート状電池の構成を説明するための要部拡大断面図である。図１４は、図１３のＤ−Ｄ’線部分の断面を示している。
【０２３８】
図１４、図１５では、第５の実施形態にかかるシート状電池８００のシート状の外装体８６０において、発電要素である正極（図示省略）と正極と接続された正極端子８２１とを接続するリード体８２２が配置されている部分を拡大して示している。また、図１４では、正極端子８２１の部分、および正極端子８２１と正極（図示しない）とを接続するリード体８２２とを点線で示し、シート状外装体８６０の内部に存在するカットテープ８７１の部分を二点鎖線で示している。
【０２３９】
図１４および図１５に示すシート状電池８００では、シート状外装体８６０の正極端子８２１が配置されているシール部に、切断容易化手段としてのカットテープ８７１を挟み込んでいる。そして、図１５に示すように、このカットテープ８７１を、正極と正極端子８２１とを接続するリード体８２２の図中下側に配置している。このため、図１４および図１５に示すシート状電池８００では、カットテープ８７１を引き上げるように引っ張ることによって、シール部で貼り合わせた２つの外装体８６０のうちの上側の外装体を、正極のリード体８２２と共に引き破って、正極と正極端子８２１との導電接続を切断することができる。
【０２４０】
なお、図１４、および、図１５では、カットテープによって正極と正極端子とを導電接続するリード体を切断する例を示したが、本実施形態にかかるシート状電池はこれに限られない。カットテープによって、負極と負極端子とを接続するリード体を切断する構成、または、正極端子と負極端都市に接続された２つのリード体を両方とも切断する構成を採用することができる。さらに、正極や負極とそれぞれの接続端子とを接続するリード体を切断する構成ではなく、正極端子、および／または、負極端子自体を切断する構成を採用することも可能である。
【０２４１】
なお、図１４に示すように、カットテープ８７１の端部の配置位置の両側部分に小さな切り込みを形成することにより、カットテープ８７１を引き上げた際により容易に外装体８６０を切断できるため、確実にリード体８２２を切断することができる。
【０２４２】
また、図１４では、カットテープ８７１の端部がシート状電池８００の側方に突出している構成を例示したが、カットテープ８７１の端部をシート状電池８００の長辺から突出させないような構成とすることができる。この場合には、カットテープ８７１の配置位置で、少なくとも外装体８６０の幅を小さく形成して、ユーザがカットテープ８７１の端部を容易につかめるようにすることが望ましい。
【０２４３】
（第６の実施形態）
第６の実施形態として、シート状電池が、切断容易化手段として、容易に切断可能な切断部を備えた構成を説明する。
【０２４４】
図１６に、第６の実施形態にかかるシート状電池の平面図を示す。
【０２４５】
第６の実施形態にかかるシート状電池９００は、それ自体が容易に切断可能な切断部９７０が形成されていて、ユーザがシート状電池９００を廃棄する際に、切断部９７０を切断して外部への電力の供給を停止させることができる。
【０２４６】
図１６に示すように、第６の実施形態にかかるシート状電池９００では、切断部９７０として、シート状の外装体９６０にミシン目９７１が形成されている。シート状電池９００において、外装体９６０のシール部分にミシン目９７１を形成することで、ユーザは、２００Ｎ以下の力で外装体９６０を切断することができ、外装体９６０が切断されるとその間に形成されている正極と負極とから電極端子（９２１、９３１）に接続されたリード体を切断して、外部への電力供給を停止させることができる。
【０２４７】
なお、図１６では、第４の実施形態の説明において図１０等で示したような、電池の電極端子がシール部の同じ辺に並んで配置された例を示したが、２つの電極端子が外装体の異なる辺に配置されている場合には、いずれか一方の電極と電極端子との接続体が配置されている部分にのみミシン目を形成することができる。
【０２４８】
なお、第６の実施形態のシート状電池において、切断容易化部としてその部分自体が容易に切断可能となる切断部の具体的な構成としては、図１６を用いて例示したミシン目以外にも、例えば、他の部分よりも弱い力で切断できるように、基材やカバー部材を薄く形成する構成、他の部分よりも弱い材料で形成する構成などを採用することができる。特に、上述の第４の実施形態に示したシート状電池が備える低強度部は、本実施形態で説明する切断容易化部としての切断部に該当する。
【０２４９】
このように、ミシン目以外による切断部を設ける場合には、ユーザか切断部を容易に認識して正確に切断部を切断するように力を加えることができるように、切断部を着色したり、ミシン目に相当する点線を印字したりすることが好ましい。
【０２５０】
以上説明したように、本願で開示するシート状電池は、２００Ｎ以下の力でシート状電池の所定部分を切断できる切断容易化手段を備えることで、電池から外部への電力の供給ができない状態として安全に廃棄することができる。
【０２５１】
（シート状電池の構成）
以下、上記第４の実施形態から第６の実施形態に示したシート状電池の基本的な構成内容について説明する。なお、本願で開示するシート状電池としては、本願で開示するウェアラブルパッチに動作電源として搭載される上述したシート状空気電池をそのまま採用することができる。以下では、上述したシート状空気電池の構成の説明にさらに補足すべき内容を説明する。
【０２５２】
シート状電池の外装体は、樹脂製フィルムで構成されたシート状外装体である。
【０２５３】
樹脂製フィルムには、一軸延伸フィルムを用いてもよく、二軸延伸フィルムを用いてもよいが、一軸延伸フィルムは特定方向に裂けやすいといった特徴を有しているため、一軸延伸フィルムを用いた場合には、この特性を利用して、シート状電池に引き裂き強度が２００Ｎ以下となる低強度部を形成することができる。
【０２５４】
シート状電池が、空気電池以外の場合、すなわち、アルカリ電池やマンガン電池、非水電解質電池などの場合、その正極には、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダを含有する正極合剤層を集電体の片面または両面に有する構造のものが使用できる。
【０２５５】
シート状電池がアルカリ電池の場合に使用可能な正極活物質としては、酸化銀（酸化第一銀、酸化第二銀など）；二酸化マンガンなどのマンガン酸化物；オキシ水酸化ニッケル；銀とコバルト、ニッケルまたはビスマスとの複合酸化物；などが挙げられる。また、シート状電池がマンガン電池の場合の正極活物質には、二酸化マンガンなどのマンガン酸化物が使用される。
【０２５６】
更に、シート状電池が非水電解質電池の場合に使用可能な正極活物質としては、二酸化マンガン；バナジウム酸化物、ニオブ酸化物、チタン酸化物、二硫化鉄などの硫化物；フッ化黒鉛；ＬｉxＭｎ3Ｏ6（０＜ｘ＜２）、ＬｉxＭｎＯ2（０＜ｘ＜１）などのリチウム含有マンガン酸化物、ＬｉxＴｉ5/3Ｏ4（４／３≦ｘ＜７／３）、ＬｉＭｎ2Ｏ4やその元素の一部を他元素で置換したスピネル構造の複合酸化物、Ｌｉ1+xＭ1Ｏ2（−０．１＜ｘ＜０．１、Ｍ1：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ａｌ、Ｍｇなど）で表される層状構造のリチウム含有複合酸化物、ＬｉＭ2ＰＯ4（Ｍ2：Ｃｏ、Ｎｉ、Ｍｎ、Ｆｅなど）で表されるオリビン型化合物などの各種リチウム含有複合酸化物；などが挙げられる。
【０２５７】
前記層状構造のリチウム含有複合酸化物としては、ＬｉＣｏＯ2などのコバルト酸リチウムやＬｉＮｉ1-aＣｏa-bＡｌbＯ2（０．１≦ａ≦０．３、０．０１≦ｂ≦０．２）などの他、少なくともＣｏ、ＮｉおよびＭｎを含む酸化物（ＬｉＭｎ1/3Ｎｉ1/3Ｃｏ1/3Ｏ2、ＬｉＭｎ５／１２Ｎｉ5/12Ｃｏ1/6Ｏ2、ＬｉＮｉ3/5Ｍｎ1/5Ｃｏ1/5Ｏ2など）などを例示することができる。
【０２５８】
正極合剤層に係る導電助剤には、例えば、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；炭素繊維；などの炭素材料の他、金属繊維などの導電性繊維類；フッ化カーボン；銅、ニッケルなどの金属粉末類；ポリフェニレン誘導体などの有機導電性材料；などを用いることができる。
【０２５９】
正極合剤層に係るバインダとしては、例えば、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）などが挙げられる。
【０２６０】
正極合剤層中の組成としては、正極活物質の量が８０〜９８質量％であることが好ましく、導電助剤の含有量が１．５〜１０質量％であることが好ましく、バインダの含有量が０．５〜１０質量％であることが好ましい。また、正極合剤層の厚み（集電体の片面あたりの厚み）は、３０〜３００μｍであることが好ましい。
【０２６１】
正極合剤層を有する正極は、例えば、正極活物質、導電助剤およびバインダなどを水またはＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの有機溶媒に分散させて正極合剤含有組成物（スラリー、ペーストなど）を調製し（バインダは溶媒に溶解していてもよい）、これを集電体上に塗布し乾燥し、必要に応じてカレンダ処理などのプレス処理を施す工程を経て製造することができる。
【０２６２】
また、正極の集電体には、シート状外装体を構成する樹脂製フィルムや、樹脂製フィルムと金属フィルムとの積層体の一部を利用することもできる。この場合、例えば、樹脂製フィルムや前記積層体の、シート状外装体の内面となることが予定される面にカーボンペーストを塗布して集電体としたり、前記積層体の金属層を集電体としたりし、この表面に前記と同様の方法で正極合剤層や触媒層を形成することで、正極とすることができる。前記のカーボンペースト層の厚みは、３０〜３００μｍであることが好ましい。
【０２６３】
なお、図１３に示す態様の電池のように、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部、すなわち電池を破壊する際に引き裂かれる箇所となる部分に、正極集電体が存在している場合には、電池の引き裂き強度を２００Ｎ以下に調整することを容易にする観点から、前記のように、シート状外装体を構成する樹脂製フィルムや、樹脂製フィルムと金属フィルムとの積層体の一部を正極集電体として利用するか、または、正極集電体の厚みを２００μｍ以下とすることが好ましい。
【０２６４】
正極は正極端子に接続されている。正極端子は、アルミニウム箔（板）や線、ニッケル箔（板）や線などを、正極の集電体とリード体を介して接続したり、正極の集電体に直接接続したりするなどして形成することができる。正極端子が箔（板）である場合の厚みは、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。また、正極端子が線である場合の直径は、１００μｍ以上１５００μｍ以下であることが好ましい。
【０２６５】
また、前記集電体の一部を外部に露出させることにより、正極端子としてもよい。
【０２６６】
なお、図１０に示す態様の電池のように、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部、すなわち電池を破壊する際に引き裂かれる箇所となる部分に、正極端子の一部またはリード体が存在している場合には、電池の引き裂き強度を２００Ｎ以下に調整することを容易にする観点から、正極端子（正極集電体の露出部をそのまま正極端子とする場合を含む）の切断される箇所の厚みを５００μｍ以下としたり直径を１５００μｍ以下としたりすることが好ましい。
【０２６７】
低強度部の引き裂き強度をより低くするためには、引き裂かれる箇所に配置する正極外部端子またはリード体を、カーボンペースト層、金属箔で構成された集電体、または外装体を構成する金属フィルムのいずれかにより構成することが好ましい。
【０２６８】
シート状電池がアルカリ電池（一次電池または二次電池）やマンガン電池の場合の負極には、前述した亜鉛系材料（亜鉛材料と亜鉛合金材料とを纏めてこのように称する）が使用される。
【０２６９】
シート状電池が非水電解質電池（一次電池または二次電池）の場合の負極には、負極活物質およびバインダなどを含有する負極合剤層を集電体の片面または両面に形成した構造のものや、負極活物質となる金属箔などをそのまま用いたもの、更には、負極活物質となる金属箔と集電体とを積層した構造のものなどを使用することができる。
【０２７０】
シート状電池が非水電解質一次電池の場合の負極活物質としては、金属リチウム、リチウム合金（リチウム−アルミニウム合金）などが挙げられる。
【０２７１】
シート状電池が非水電解質二次電池の場合の負極活物質としては、金属リチウム、リチウム合金（リチウム−アルミニウム合金）などのほか、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素、有機高分子化合物の焼成体、メソフェーズカーボンマイクロビーズ、炭素繊維、活性炭などの炭素材料；Ｓｉ、Ｓｎなどのリチウムとの合金化が可能な元素を含む合金；ＳｉやＳｎの酸化物：などが挙げられる。
【０２７２】
負極合剤層を有する負極の場合のバインダには、正極合剤層に係るバインダとして先に例示した各種バインダと同じものを用いることができる。また、負極合剤層には導電助剤を含有させてもよく、その場合の導電助剤としては、正極合剤層に係る導電助剤として先に例示した各種導電助剤と同じものを用いることができる。
【０２７３】
負極合剤層と集電体とを有する形態の負極の場合、例えば、負極活物質およびバインダ、更には必要に応じて導電助剤などを水またはＮＭＰなどの有機溶媒に分散させて負極合剤含有組成物（スラリー、ペーストなど）を調製し（バインダは溶媒に溶解していてもよい）、これを集電体上に塗布し乾燥し、必要に応じてカレンダ処理などのプレス処理を施す工程を経て製造することができる。
【０２７４】
負極合剤層の組成としては、例えば、負極活物質の含有量が７０〜９９質量％であることが好ましく、バインダの含有量が１〜３０質量％であることが好ましい。また、導電助剤を使用する場合には、負極合剤層における導電助剤の含有量は、１〜２０質量％であることが好ましい。更に、負極合剤層の厚みは、集電体の片面あたり、１〜１００μｍであることが好ましい。
【０２７５】
負極合剤層を有する負極の集電体には、例えば、銅、ステンレス鋼、ニッケル、チタンまたはそれらの合金などからなる箔、パンチドメタル、エキスパンドメタル、網；カーボンのシート、網；などを用い得るが、通常、厚みが５μｍ以上３０μｍ以下の銅箔が好適に用いられる。
【０２７６】
なお、図６に示す態様の電池のように、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部、すなわち電池を破壊する際に引き裂かれる箇所となる部分に、負極集電体が存在している場合も、前記正極の場合と同様の構成とすればよい。
【０２７７】
シート状電池がアルカリ電池やマンガン電池の場合のセパレータには、前述した空気電池のセパレータと同様のものを用いることができる。
【０２７８】
また、シート状電池が非水電解質電池の場合のセパレータには、ポリオレフィン製の微多孔膜（微孔性ポリオレフィンフィルム）や不織布を好適に用いることができる。特に、二次電池の場合は、８０℃以上（より好ましくは１００℃以上）１７０℃以下（より好ましくは１５０℃以下）において、空孔が閉塞する性質（すなわちシャットダウン機能）を有していることが好ましく、ポリエチレン（ＰＥ）やポリプロピレン（ＰＰ）の微多孔膜が好ましく用いられる。
【０２７９】
前記以外のセパレータとしては、ポリイミド、ポリアミド、アラミド、ポリフェニレンサルファイドなど耐熱性を有する樹脂の微多孔膜や不織布を例示することもできる。
【０２８０】
セパレータが微多孔膜である場合の厚みは、１０〜３０μｍであることが好ましく、不織布である場合の厚みは、２０〜５００μｍであることが好ましい。
【０２８１】
シート状電池がアルカリ電池である場合の電解質には、アルカリ電解液が使用される。アルカリ電解液としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウム、水酸化リチウムなどのアルカリ金属の水酸化物の水溶液からなるアルカリ水溶液や、それに酸化亜鉛を添加したものなどを用いることができる。アルカリ電解液中のアルカリ金属の水酸化物の濃度としては、例えば水酸化カリウムの場合、２８〜３８質量％であることが好ましく、また、酸化亜鉛を使用する場合、その濃度は、１．０〜４．０質量％であることが好ましい。
【０２８２】
シート状電池がマンガン電池である場合、電解液としては、前述した空気電池の電解質として用いたものと同様のものを用いることができるが、塩化亜鉛の水溶液を用いることが好ましく、塩化亜鉛の濃度は、１０〜４０質量％であることが好ましい。
【０２８３】
また、水溶液からなる電解液や非水電解液は、公知のポリマーなどのゲル化剤を用いてゲル状（ゲル状電解質）としてもよい。
【０２８４】
なお、シート状電池は、その破壊時に、電解質が外部へ漏出する場合があることを考慮すると、より安全性が高いことから、電解質として水を溶媒とする電解質液（すなわち、電解質が水溶液であるもの）を使用するアルカリ電池やマンガン電池、空気電池であることがより好ましい。
【０２８５】
また、シート状電池の破壊時の電解液の外部への漏出を抑制する観点からは、電池の種類に関わらず、電解液がゲル状のもの（ゲル状電解質）を使用したり、図１０や図１２、図１６に示すように、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部がシート状外装体のシール部のみである形態（シール状外装体のシール部で引き裂いて、正極または負極と外部への接続端子との導電接続を切断することができる形態）としたりすることがより好ましい。
【０２８６】
シート状電池は、特に図１３に示すように、正極端子を含む引き裂き片と、負極端子を含む引き裂き片とに発電要素を分割する態様の場合、電池の厚みが厚すぎると、正極、負極、セパレータおよび外装体のそれぞれの引き裂き強度を調整しても、全体の引き裂き強度を２００Ｎ以下に調整し難くなり、手で引き裂き難くなることから、その厚み（図１１中、ｔの長さ）が１ｍｍ以下であることが好ましい。
【０２８７】
一方、図１０や図１２、図１６に示すように、正極端子および負極端子の少なくとも一方が設けられているシール部に、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部が存在する態様のシート状電池の場合には、電池の厚みに特に制限はなく、その用途などに応じて必要な厚みとすることも可能であるが、ごみとして廃棄された時に焼却されやすくするために、通常は１ｍｍ以下とするのが好ましい。
【０２８８】
また、シート状電池の厚みの下限値は、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部が設けられた位置に寄らず、特に制限はないが、一定の容量を確保するために、通常は、０．２ｍｍ以上とするのが好ましい。
【０２８９】
本願で開示するシート状電池は、使用を終えた段階で容易に破壊して廃棄できるため、特にユーザが廃棄することが求められる用途に好ましく使用できるほか、各種の電池が使用されている各種用途に適用することができる。
【実施例】
【０２９０】
以下、実施例に基づいて本願で開示するシート状電池を詳細に述べる。ただし、下記実施例は、本願で開示するシート状電池を制限するものではない。
【０２９１】
（実施例１）
＜正極＞
ケッチェンブラック：７５質量部と、ＰＴＦＥ：２５質量部と、水とを混合し、ロール圧延して触媒層用のシートを形成し、このシートを厚みが１００μｍのカーボンシート（集電体）に圧着させてから乾燥し、触媒層の大きさが３０ｍｍ×３０ｍｍとなり、一端に集電体の露出部を有する形状に打ち抜いた。前記集電体の露出部をリードおよび正極端子として使用し、全体の厚みが２００μｍの正極（空気極）を作製した。
【０２９２】
＜負極＞
添加元素としてＩｎ：０．０５％、Ｂｉ：０．０４％およびＡｌ：０．００１％含有する亜鉛合金粒子：９５質量部と、ＣＭＣ：５質量部とを、水に分散させて負極用のペーストを作製した。厚みが１００μｍのカーボンシート上に、前記負極用のペーストを、乾燥後の厚みが１００μｍとなるように塗布し、乾燥してから、亜鉛合金粒子およびＣＭＣを含む層の大きさが３０ｍｍ×３０ｍｍとなり、一端に集電体の露出部を有する形状に打ち抜いた。集電体の露出部をリードおよび負極端子として使用し、全体の厚みが２００μｍの負極を作製した。
【０２９３】
＜電解液＞
電解液には、１質量％濃度のアクリル樹脂系増粘剤を含む、２０質量％濃度の塩化ナトリウム水溶液（ｐＨ＝６）を用いた。
【０２９４】
＜セパレータ＞
セパレータには、ポリエチレン主鎖にアクリル酸をグラフト共重合させた構造を有するグラフト共重合体で構成された２枚のグラフトフィルム（厚み：３０μｍ）を、セロハンフィルム（厚み：２０μｍ）の両側に配置し、更にビニロン−レーヨン混抄紙（厚み：１００μｍ）を積層したものを用いた。
【０２９５】
＜撥水膜＞
撥水膜には、厚みが２００μｍのポリエチレン製シートを用いた。
【０２９６】
＜電池の組み立て＞
アルミニウム箔の外面にＰＥＴフィルムを有し、内面に熱融着樹脂層としてポリプロピレンフィルムを有する５ｃｍ×５ｃｍの大きさのアルミニウムラミネートフィルム２枚をシート状外装体として用いた。
【０２９７】
アルミニウムラミネートフィルムの一方に、図１に示すように、直径１ｍｍの空気孔９個を縦９ｍｍ×横９ｍｍの等間隔（空気孔同士の中心間距離は１０ｍｍ）で規則的に形成し、その内面側に、ホットメルト樹脂を用いて前記撥水膜を熱溶着させた。
【０２９８】
更に、アルミニウムラミネートフィルム（撥水膜を持たないもの）、負極、セパレータ、正極および前記撥水膜を備えたアルミニウムラミネートフィルムを、この順序で積層し、２枚のアルミニウムラミネートフィルムの周囲３辺（正極および負極の集電体の露出部を取り出す辺以外）を互いに熱溶着して袋状にし、その開口部から前記電解液を注液した後、前記開口部を熱溶着して封止し、シート状空気電池とした。
【０２９９】
なお、正極および負極の集電体の露出部（リード）と外装体とのシール部（熱溶着部）には、封止性を高めるため、あらかじめ前記リードにテープ状のポリプロピレンを取り付けた後に熱溶着を行った。
【０３００】
そして、得られたシート状空気電池における正極および負極の集電体の露出部（外部端子）が引き出されているシール部の図１に示す箇所に、ナイフで長さ２ｍｍの切り込みを入れ、引き裂き強度が２００Ｎ以下となる低強度部の起点を形成した。
【０３０１】
（実施例２）
図１３に示すように、シート状空気電池における正極の集電体の露出部（正極端子）および負極の集電体の露出部（負極端子）を引き出しているシール部の、両端子の中間に当たる箇所に、ナイフで長さ２ｍｍの切り込みを入れることで、引き裂き強度が２００Ｎ以下となる低強度部の起点を形成した以外は、実施例１と同様にしてシート状空気電池を作製した。
【０３０２】
（実施例３）
正極および負極の集電体を、厚みが１００μｍのニッケル箔に変更した以外は、実施例１と同様にしてシート状空気電池を作製した。
【０３０３】
（比較例１）
シート状外装体のシール部に切り込みを入れなかった以外は、実施例１と同様にしてシート状空気電池を作製した。
【０３０４】
（比較例２）
正極および負極の集電体に、厚みが１０００μｍのニッケル板を接続してリードおよび外部端子とした以外は、実施例１と同様にしてシート状空気電池を作製した。
【０３０５】
実施例１〜３および比較例１、２のシート状空気電池について、前記の方法で引き裂き強度を測定すると共に、手で引き裂く引き裂き試験を行って、手による引き裂き性（引き裂き可能か否か）を調べた。なお、引き裂き強度測定および手での引き裂き試験では、実施例１〜３および比較例２の電池は、切り込みを入れたシール部から対向するシール部へ向けて、切り込みを入れた箇所から真っ直ぐに引き裂くようにした。また、シール部に切り込みを形成していない比較例１の電池は、実施例１の電池などと同じ箇所での引き裂き強度測定および手での引き裂き試験と、実施例２の電池と同じ箇所での引き裂き強度測定および手での引き裂き試験とを実施した。
【０３０６】
これらの評価結果を表２に示す。なお、表２に示す比較例１の評価結果のうち、「Ａ」は実施例１の電池などと同じ箇所での引き裂き強度測定および手での引き裂き試験の結果を意味し、「Ｂ」は実施例２の電池と同じ箇所での引き裂き強度測定および手での引き裂き試験の結果を意味している。
【０３０７】
【表２】
2018128191.tif 000022
【０３０８】
表２に示す通り、実施例１〜３のシート状空気電池は、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部を有しており、当該箇所で手による引き裂きが可能であった。
【０３０９】
これに対し、シート状外装体のシール部に切り込みを形成しなかった比較例１の電池、および正極および負極の外部端子を厚いニッケル板とした比較例２の電池は、引き裂き強度が２００Ｎ以下の低強度部を有しておらず、手で引き裂くことができなかった。
【０３１０】
以上説明した、本願で開示するシート状電池は、（１）正極および負極の少なくとも一方において、外部に電力を供給する正極端子または負極端子との導電接続を切断することが可能となるように、あるいは、（２）発電要素が２つに分離可能となるように、引き裂き強度が２００Ｎ以下となる切断容易化手段としての低強度部を有している。また、低強度部以外にも、２００Ｎ以下の力で切断することができる切断容易化手段としての切断開始部、カットテープ、切断部を備えることで、例えば大人の手であれば切断容易化手段が形成された箇所で引き裂いて、２つの引き裂き片に分割したり、当該箇所で外装体の一部を切断して、互いに電気的な導通が遮断された２つの部分に分離したりすることができる。
【０３１１】
このため、本願で開示するシート状電池は、例えば使用の必要がなくなった時点で容易に破壊でき、実質的に電池としての機能を喪失させ得ることから、簡単かつ安全に廃棄することができる。
【産業上の利用可能性】
【０３１２】
本開示のウェアラブルパッチは、ウェアラブルパッチの所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とする切断容易化手段を有しているため、使用後のウェアラブルパッチの動作を簡易に、かつ、確実に停止することができる。
【０３１３】
また、本開示のシート状電池は、シート状電池の所定部分を２００Ｎ以下の力で切断可能とする切断容易化手段を有しているため、使用後のシート状電池からの外部への電力供給を簡易に、かつ、確実に停止することができる。
【０３１４】
このため、医療現場や個人的な使用の場においても、使用したウェアラブルパッチ、または、シート状電池を安全に廃棄することができる点で、特に医療分野を中心に有用である。
【符号の説明】
【０３１５】
１０  シート状空気電池（電池）
２０  駆動回路部
３０  基材
５０  機能素子
６０  粘着層
７０  切断開始部（切断容易化手段）
７１  切り込み（切断開始部）
１００  ウェアラブルパッチ
５２０  正極
５２１  正極端子
５３０  負極
５３１  負極端子
５４０  セパレータ
５６０  （シート状）外装体
５７０  切断開始部（切断容易化手段）
５７１  切り込み（切断開始部）
５７２  低強度部
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】全図
【補正方法】変更
【補正の内容】
【図１】
2018128191.tif 000023
【図２】
2018128191.tif 000024
【図３】
2018128191.tif 000025
【図４】
2018128191.tif 000026
【図５】
2018128191.tif 000027
【図６】
2018128191.tif 000028
【図７】
2018128191.tif 000029
【図８】
2018128191.tif 000030
【図９】
2018128191.tif 000031
【図１０】
2018128191.tif 000032
【図１１】
2018128191.tif 000033
【図１２】
2018128191.tif 000034
【図１３】
2018128191.tif 000035
【図１４】
2018128191.tif 000036
【図１５】
2018128191.tif 000037
【図１６】
2018128191.tif 000038
【国際調査報告】
2018128191.tif 000039
2018128191.tif 000040
2018128191.tif 000041
2018128191.tif 000042