(57)【要約】【課題】屈曲状態で充放電を繰返した場合にも、電池性能に優れるフレキシブル電池を提供する。【解決手段】第一電極Ｄ１、第二電極Ｄ２および電解質層を備えるシート状の電極群と、第一電極リード端子と第二電極リード端子と外装体とを備えるフレキシブル電池であって、第一電極の１つが、電極群の一方の端部に配置されており、端部からｋ（１≦ｋ≦ｎ−１）番目の第一電極Ｄ１kの第一活物質層Ａ１kの面積Ｓ１kと、ｋ＋１番目の第一電極Ｄ１k+1の第一活物質層Ａ１k+1の面積Ｓ１k+1とが、Ｓ１k＞Ｓ１k+1を満たす第一領域を備え、端部である第一電極Ｄ１1に隣接する第二電極Ｄ２1からｋ番目の第二電極Ｄ２kの第二活物質層Ａ２kの面積Ｓ２kと、面積Ｓ１kと、面積Ｓ１k+1とが、Ｓ１k＞Ｓ１k+1＞Ｓ２kを満たし、第二電極Ｄ２の一方の主面における第二活物質層Ａ２kの全面が、第一活物質層Ａ１kに対向する、フレキシブル電池。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一電極Ｄ１、第二電極Ｄ２および前記第一電極Ｄ１と前記第二電極Ｄ２との間に介在する電解質層を備えるシート状の電極群と、
前記第一電極Ｄ１に接続する第一電極リード端子と、
前記第二電極Ｄ２に接続する第二電極リード端子と、
前記電極群を収容する外装体と、を備えるフレキシブル電池であって、
前記電極群は、ｎ個（ｎ≧２）の前記第一電極Ｄ１と、ｎまたはｎ−１個の前記第二電極Ｄ２とを備え、
前記第一電極Ｄ１の１つが、前記電極群の一方の端部に配置されており、
前記端部からｋ（１≦ｋ≦ｎ−１）番目の前記第一電極Ｄ１kの第一活物質層Ａ１kの面積Ｓ１kと、ｋ＋１番目の前記第一電極Ｄ１k+1の第一活物質層Ａ１k+1の面積Ｓ１k+1とが、Ｓ１k＞Ｓ１k+1を満たす第一領域を備え、
前記端部である前記第一電極Ｄ１1に隣接する前記第二電極Ｄ２1からｋ番目の前記第二電極Ｄ２kの第二活物質層Ａ２kの面積Ｓ２kと、前記面積Ｓ１kと、前記面積Ｓ１k+1とが、Ｓ１k＞Ｓ１k+1＞Ｓ２kを満たし、
前記第二電極Ｄ２kの一方の主面における前記第二活物質層Ａ２kの全面が、前記第一活物質層Ａ１kに対向する、または、前記第二電極Ｄ２kの両方の主面における前記第二活物質層Ａ２kの全面が、前記第一活物質層Ａ１kおよび前記第一活物質層Ａ１k+1にそれぞれ対向する、フレキシブル電池。
【請求項２】
前記面積Ｓ２kと、ｋ＋１番目の前記第二電極Ｄ２k+1の第二活物質層Ａ２k+1の面積Ｓ２k+1とが、Ｓ２k≧Ｓ２k+1を満たす、請求項１に記載のフレキシブル電池。
【請求項３】
前記第一電極Ｄ１および前記第二電極Ｄ２のすべてが矩形の形状であり、
前記第一電極Ｄ１の一辺に、前記第一電極リード端子の一端が接続し、当該一辺において、前記第一活物質層Ａ１kの端部と前記第一活物質層Ａ１k+1の端部とが対向しており、
前記第二電極Ｄ２の前記一辺に対応する一辺に、前記第二電極リード端子の一端が接続し、当該一辺において、前記第二活物質層Ａ２kの端部と前記第二活物質層Ａ２k+1の端部とが対向している、請求項１または２に記載のフレキシブル電池。
【請求項４】
前記ｎが、３以上の奇数であり、
前記電極群は、１≦ｋ≦（ｎ＋１）／２の場合に、前記第一領域を備え、
（ｎ＋１）／２≦ｋ≦ｎの場合に、
前記面積Ｓ１kと前記面積Ｓ１k+1とが、Ｓ１k＜Ｓ１k+1を満たす第二領域を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフレキシブル電池。
【請求項５】
前記ｎが、４以上の偶数であり、
前記電極群は、１≦ｋ≦ｎ／２の場合に、前記第一領域を備え、
ｎ／２＜ｋ≦ｎの場合に、
前記面積Ｓ１kと前記面積Ｓ１k+1とが、Ｓ１k＜Ｓ１k+1を満たす第二領域を備える、請求項１〜３のいずれか一項に記載のフレキシブル電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電極群とこれを収容する外装体とを備え、屈曲可能なフレキシブル電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話機、補聴器等のコンパクトなデザインの携帯電子機器が進展している。また、生体に接触した状態で作動するデバイスが増えている。例えば、体温、血圧、脈拍等の生体情報を測定し、監視して、病院等に自動的に情報を送る生体情報発信装置が開発されている。また、電位を与えることにより、生体外皮を通して、薬剤等を供給する生体貼付型装置も開発されている。
【０００３】
このような背景のもと、電力を供給する電池の薄型化やフレキシブル化が求められている。薄型電池としては、既に、ペーパ電池、扁平電池あるいはプレート状電池が開発されている。しかし、このような薄型電池は、強度には優れているものの、電池のフレキシブル化を図りにくいという問題があった。
【０００４】
そこで、電池の外装体として、薄く、かつ柔軟なラミネートシートを使用する技術が開発されている（特許文献１参照）。このようなフレキシブル電池は、平板状の正極と負極とを、セパレータを介して積層した電極群を具備し、正極と接続された正極リードおよび負極と接続された負極リードの一部を、それぞれ外装体から外部へ導出させた構造を有する。各リードの露出部は、正極端子および負極端子として用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−７１７３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このようなフレキシブル電池は、屈曲した状態での充放電、水平状態での充放電、あるいは、水平状態で充電させて屈曲状態で放電させるなど、様々な使用形態が想定される。フレキシブル電池には、どのような形態で使用されても、電池としての信頼性が損なわれないことが求められる。特許文献１のように、外装体や電極群が柔軟であっても、屈曲状態で繰り返し充電あるいは放電させた場合には、電池性能が大きく低下する場合がある。これは、屈曲状態において、正極と負極とが対向していない部分が形成されることに起因すると考えられる。
【０００７】
通常、二次電池においては、負極におけるデンドライトの析出を防止する目的で、正極よりも負極を大きくすることが行われている。しかし、このような電極群を使用しても、電池を屈曲すると、負極の端部と正極の端部とが対向できない部分が生じ得る。例えば、正極と、正極を介して、正極よりも大きい２つの負極が積層されている電極群（負極／正極／負極）を屈曲した場合、２つの負極と正極ではそれぞれ曲率が異なるため、負極の端部と正極の端部とにズレが生じる。
【０００８】
図８に、同じ大きさの負極２００および２０１を、それよりも小さな正極３００とセパレータ４００を介して積層した電極群１１を示す。電極群１１が水平状態にある場合には（図８（ａ））、正極３００の全面は負極２００および２０１にそれぞれ対向している。一方、屈曲状態では（図８（ｂ））、負極２０１に対しては正極３００の全面が対向するものの、負極２００に対しては対向しない非対向部３００Ｎが生じる。充電の際、リチウムイオンは正極から脱離し、負極に吸蔵される。しかし、屈曲状態では、非対向部３００Ｎが負極２００と対向していないため、非対向部３００Ｎに取り込まれていたリチウムイオンは、負極内部に吸蔵され難く、負極の表面に析出しやすくなる。そのため、負極の端部においてデンドライトが形成されやすくなり、電池性能が低下し易い。
【０００９】
充電の際、リチウムイオンは正極３００から脱離し、負極２０１にも吸蔵される。負極２０１は、水平状態の場合、正極３００と対向しない非対向部を有しているが、屈曲状態では、この非対向部２０１Ｎはより大きくなる（図８（ｂ）参照）。正極３００から脱離し、負極２０１に吸蔵されたリチウムイオンは、負極２０１内部で拡散し、非対向部２０１Ｎにも吸蔵される。屈曲状態で放電されると、非対向部２０１Ｎが大きいため、非対向部２０１Ｎから脱離したリチウムイオンは、正極３００に吸蔵され難く、充放電反応に寄与できない場合が生じる。そのため、やはり電池性能が低下し易くなる。電極群の一端を固定した場合には、この固定端とは反対の方向にある端部において、負極と正極とのズレはより大きくなる。
【００１０】
本発明は、屈曲状態において正極の活物質層と負極の活物質層とが対向し、かつ、負極における正極との非対向部が大きくならないように、各活物質層を構成することにより、屈曲状態で充放電を繰返した場合であっても、性能低下が起りにくいフレキシブル電池を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明の一局面は、第一電極Ｄ１、第二電極Ｄ２および前記第一電極Ｄ１と前記第二電極Ｄ２との間に介在する電解質層を備えるシート状の電極群と、前記第一電極Ｄ１に接続する第一電極リード端子と、前記第二電極Ｄ２に接続する第二電極リード端子と、前記電極群を収容する外装体と、を備えるフレキシブル電池であって、前記電極群は、ｎ個（ｎ≧２）の前記第一電極Ｄ１と、ｎまたはｎ−１個の前記第二電極Ｄ２とを備え、前記第一電極の１つが、前記電極群の一方の端部に配置されており、前記端部からｋ（１≦ｋ≦ｎ−１）番目の前記第一電極Ｄ１kの第一活物質層Ａ１kの面積Ｓ１kと、ｋ＋１番目の前記第一電極Ｄ１k+1の第一活物質層Ａ１k+1の面積Ｓ１k+1とが、Ｓ１k＞Ｓ１k+1を満たす第一領域を備え、前記端部である前記第一電極Ｄ１1に隣接する前記第二電極Ｄ２1からｋ番目の前記第二電極Ｄ２kの第二活物質層Ａ２kの面積Ｓ２kと、前記面積Ｓ１kと、前記面積Ｓ１k+1とが、Ｓ１k＞Ｓ１k+1＞Ｓ２kを満たし、前記第二電極Ｄ２の一方の主面における前記第二活物質層Ａ２kの全面が、前記第一活物質層Ａ１kに対向する、または、前記第二電極Ｄ２の両方の主面における前記第二活物質層Ａ２kの全面が、前記第一活物質層Ａ１kおよび前記第一活物質層Ａ１k+1にそれぞれ対向する、フレキシブル電池に関する。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、屈曲状態で充放電を繰返した場合であっても、性能低下が起りにくいフレキシブル電池を得ることができる。よって、柔軟性が要求されるデバイスにフレキシブル電池を搭載した場合でも、デバイスの長期間使用が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態に係るフレキシブル電池の上面図である。
【図２】第１実施形態に係る電極群のＸ−Ｘ線における水平状態の断面（ａ）および屈曲状態の断面（ｂ）を示す断面図である。
【図３】第３実施形態に係る電極群のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図４】第４実施形態に係る電極群のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図５】第５実施形態に係る電極群のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図６】第６実施形態に係る電極群のＸ−Ｘ線における断面図である。
【図７】屈曲試験方法を示す説明図である。
【図８】従来技術に係るフレキシブル電池の電極群の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
本発明のフレキシブル電池は、第一電極、第二電極および第一電極と第二電極との間に介在する電解質層を備えるシート状の電極群１０と、第一電極および第二電極にそれぞれ接続する一対の電極リード端子（第一電極リード端子３０および第二電極リード端子４０）と、電極群を収容する外装体２０と、を備える（図１参照）。第一電極および第二電極はそれぞれ、集電体と、集電体の一部に形成された第一活物質層または第二活物質層とを含んでいる。電解質層は、非水電解質と非水電解質を保持する多孔質シートとを含んでいても良い。この場合、多孔質シートは、非水電解質で膨潤している状態であっても良い。
【００１５】
図１において、電極群は矩形で示されているが、電極群の形状は、これに限定されない。例えば、矩形（正方形を含む）、楕円形、一部（例えば、電極リード端子が接続されている部分）に直線部分を有する略楕円形、少なくとも一つの丸角を有する略矩形、台形、平行四辺形等が挙げられる。生産性の観点からは、電極群およびこれを構成する第一電極および第二電極は、矩形あるいは略矩形であることが好ましい。なお、略矩形には、上記した丸角を有する場合のほかに、台形または平行四辺形であっても、内角が９０°に近い場合（例えば、８０〜１００°程度）が包含される。
【００１６】
電極群が矩形または略矩形である場合、その長辺と短辺との長さの比は、長辺：短辺＝１：１〜８：１であっても良い。本発明によれば、このように長辺と短辺との長さの比が大きい電極群を、長辺が屈曲する方向に屈曲させた場合であっても、電池性能の低下を抑制することができる。また、第一電極および第二電極は、活物質層が形成される矩形または略矩形の主要部と、主要部から延出し、リード線を接合するためのリードタブとを備えていても良い。
【００１７】
第一電極および／または第二電極の積層数が大きくなり過ぎると、電極群の厚みが大きくなって、フレキシブル性が減少する場合がある。そのため、第一電極および第二電極の各積層数（ｎ）は、８層以下であることが好ましく、５層以下であることがより好ましい。また、電池の厚みは、２ｍｍ以下であることが好ましく、０．３〜１．５ｍｍ程度であることがより好ましく、０．４〜１．５ｍｍ程度であることが特に好ましい。
【００１８】
（第１実施形態）
以下、電極群の第１実施形態について、図２を参照しながら説明する。
電極群１０は、ｎ個（ｎ≧２）の第一電極２（Ｄ１）と、ｎまたはｎ−１個の第二電極３（Ｄ２）とを備えている。第一領域Ｒ１において、電極群１０の一方の端部（最外層）には、第一電極Ｄ１が配置されており、他方の端部（内層側）にも第一電極Ｄ１が配置されている。
【００１９】
なお、図２〜６では、便宜上、第一電極２あるいは第二電極３の大きさと、各電極が備える各活物質層の大きさとが同じである場合を示している。また、電解質層４は、便宜上、第一電極と同じ大きさで示しているが、これに限定されない。各電極リード端子は省略している。
【００２０】
電極群１０の第一領域Ｒ１において、一方の最外層にある第一電極２（Ｄ１1）からｋ番目にある第一電極２（Ｄ１k）の第一活物質層Ａ１kの面積Ｓ１kと、ｋ＋１番目の第一電極２（Ｄ１k+1）の第一活物質層Ａ１k+1の面積Ｓ１k+1とが、Ｓ１k＞Ｓ１k+1の関係を満たしている。
【００２１】
すなわち、最外層である第一電極２（Ｄ１1）から電極群１０の内層側に向かうに従って、第一電極Ｄ１の第一活物質層Ａ１の面積Ｓ１は、小さくなる。そのため、水平状態の電極群１０を、その主面と垂直な方向に切断すると、電極群１０の両端部において、第一電極Ｄ１は階段状に積層される（図２（ａ）参照）。また、電解質層４を介して互いに隣接する第一電極２（Ｄ１k）、第二電極３（Ｄ２k）および第一電極２（Ｄ１k+1）について、これらの活物質層の面積はＳ１k＞Ｓ１k+1＞Ｓ２kを満たす。
【００２２】
面積Ｓ１kと面積Ｓ１k+1との比は、例えば、Ｓ１k／Ｓ１k+1＝１．０１〜１．２であってもよい。面積Ｓ１kと面積Ｓ１k+1との比（Ｓ１k／Ｓ１k+1）がこの範囲であれば、フレキシブル電池を大きくすることなく、電池性能の低下を抑制し易い。
【００２３】
また、第一電極Ｄ１kと第二電極Ｄ２kの活物質層の面積の比（Ｓ１k／Ｓ２k）は、例えば、１．０１〜２．０であり、第一電極Ｄ１k+1と第二電極Ｄ２kの活物質層の面積の比（Ｓ１k+1／Ｓ２k）は、例えば、１．０１〜１．９である。隣接する第一活物質層と第二活物質層との面積の比が、上記範囲であれば、電池性能の低下を抑制し易い。
【００２４】
このような関係を満たす第一電極Ｄ１と第二電極Ｄ２とは、第二電極Ｄ２kの両方の主面における第二活物質層Ａ２kの全面が、第一電極Ｄ１の第一活物質層Ａ１kおよび第一活物質層Ａ１k+1にそれぞれ対向するように、配置されている。つまり、図２（ａ）に示すように、第一電極２の両端部から、第二電極３がはみ出さないように配置されている。また、図２（ｂ）に示すように、電極群の端部Ｔ1とＴ2とを合わせるようにして、第一電極Ｄ１1の方向に突出するように屈曲した場合にも、第二電極Ｄ２の両方の主面における第二活物質層の全面は、これと隣接する２つの第一電極Ｄ１の第一活物質層（Ａ１kおよびＡ１k+1）のいずれにも対向する。なお、屈曲は、屈曲の最も内側に配置される第二活物質層Ａ２の平均の曲率半径ｒが、１５ｍｍ≦ｒ≦１００ｍｍを満たすような範囲であっても良い。
【００２５】
第一電極Ｄ１および第二電極Ｄ２が、以上のような構成および配置を備えることにより、屈曲状態（例えば、上記曲率半径ｒが、１５ｍｍ≦ｒ≦１００ｍｍの場合）においても、第一電極Ｄ１2における第二電極Ｄ２との非対向部分は、小さく保たれる。そのため、屈曲状態で繰り返し充放電を行った場合にも、電池性能の低下が抑制される。なお、端部Ｔ1側には、電極リード端子が接続されていても良い。
【００２６】
（第２実施形態）
本実施形態では、第１実施形態に、さらにｋ＋１番目の第二電極３（Ｄ２k+1）が積層される（図３参照）。なお、図３では、ｋ＋２番目の第一電極Ｄ１を配置し、第一領域Ｒ１において、電極群の両端部が第一電極Ｄ１である場合を示しているが、特に限定されない。以下の図面についても、同様である。
【００２７】
面積Ｓ２k+1は、これに隣接する第二電極Ｄ２kの第二活物質層の面積Ｓ２kと同じか、これよりも小さい（Ｓ２k≧Ｓ２k+1）。また、各活物質層の面積は、Ｓ１k+1＞Ｓ２k≧Ｓ２k+1を満たす。そのため、水平状態の電極群１０を、その主面と垂直な方向に切断すると、第二電極Ｄ２もまた、電極群１０の両端部において階段状に積層されている。
【００２８】
第二電極Ｄ２kの第二活物質層Ａ２kの面積Ｓ２kと、これに隣接する第二電極Ｄ２k+1の第二活物質層の面積Ｓ２k+1との比は、例えば、Ｓ２k／Ｓ２k+1＝１．０１〜１．２である。面積Ｓ２kと面積Ｓ２k+1との比（Ｓ２k／Ｓ２k+1）がこの範囲であれば、容量を低下させることなく、電池性能の低下を抑制し易い。
【００２９】
第一領域Ｒ１をこのような構成にすることにより、電極群の端部Ｔ1とＴ2とを合わせるようにして、第一電極Ｄ１1の方向に突出するように屈曲した場合に、第二電極Ｄ２の両方の主面の第二活物質層Ａ２の全面を、隣接する２つの第一電極Ｄ１にそれぞれ対向させることが容易となる。第二電極Ｄ２の一方の主面のみが第一電極Ｄ１に隣接する場合（第二電極Ｄ２が、電極群の一方の端部に配置されている場合）、その一方の主面の第二活物質層Ａ２の全面を、隣接する第一電極Ｄ１に対向させることが容易となる。
【００３０】
（第３実施形態）
第２実施形態では、第一電極Ｄ１および第二電極Ｄ２は、電極群１０の両端部においてそれぞれ階段状に積層されるが、本実施形態では、電極群１０の端部Ｔ2側において、第一電極Ｄ１および第二電極Ｄ２の端部はそれぞれ階段状に積層されており、端部Ｔ1側において、第一電極Ｄ１および第二電極Ｄ２の端部はそれぞれ直線状に揃うように積層されている（図４参照）。
【００３１】
例えば、第一電極Ｄ１および第二電極Ｄ２のすべてが矩形または略矩形の形状である場合、第一電極リード端子が接続する第一電極Ｄ１1の一辺において、第一活物質層Ａ１kの端部と第一活物質層Ａ１k+1の端部とが対向する。また、第二電極リード端子が接続する第二電極Ｄ２1の一辺において、第二活物質層Ａ２kの端部と第二活物質層Ａ２k+1の端部とが対向する。第一電極Ｄ１1の上記一辺と、第二電極Ｄ２1の上記一辺とは対応しており、矩形の電極群の同じ一辺（図４では、端部Ｔ1）から、それぞれの電極に接続された電極リード端子は、同じ方向に向かって引き出されている。
【００３２】
第一電極リード端子および第二電極リード端子は、例えば、第一電極Ｄ１1および第二電極Ｄ２1の活物質層が形成されていない部分（例えば、リードタブ）で、第一電極Ｄ１1および第二電極Ｄ２1とそれぞれ接続している。第一電極Ｄ１が複数積層されている場合、電極リード端子が接続されていない第一電極Ｄ１のリードタブは、電極リード端子が接続されている第一電極Ｄ１1のリードタブと溶接等され、電気的に接合される。同様に、第二電極Ｄ２が複数積層されている場合には、電極リード端子が接続されていない第二電極Ｄ２のリードタブは、電極リード端子が接続されている第二電極Ｄ２1のリードタブと溶接等され、電気的に接合される。
【００３３】
端部Ｔ1側を固定して、電極群１０を図２（ｂ）と同じ方向に屈曲させる場合、端部Ｔ1側では、第一活物質層Ａ１と第二活物質層Ａ２とのズレが生じ難い。そのため、このような構成にすることにより、端部Ｔ2側において、第一活物質層Ａ１と第二活物質層Ａ２との対向面積をより大きくすることができる。よって、容量の低下を抑制しながら、サイクル特性を向上させることができる。
【００３４】
（第５実施形態）
本実施形態は、面積Ｓ２k+1を面積Ｓ２kと同じにしたこと以外は、第４実施形態と同じである（図５参照）。そのため、第二電極は、電極群１０の両端部において直線状に揃うように積層される。このような構成の場合にも、容量の低下は抑制される。さらに、複数の第二電極３の大きさが同じであるので、製造が容易となる。
【００３５】
（第６実施形態）
本実施形態において、電極群１０は、３個以上（ｎ≧３）の第一電極が積層されており、上記第一領域Ｒ１および以下のような第二領域Ｒ２を有している（図６参照）。
第一電極の積層数が３以上（ｎ≧３）の奇数である場合、第一領域Ｒ１は、１≦ｋ≦（ｎ＋１）／２を満たす電極群１０の領域を占め、第二領域Ｒ２は、（ｎ＋１）／２≦ｋ≦ｎを満たす電極群１０の領域を占める。この場合、ｋ＝（ｎ＋１）／２に位置する第一電極Ｄ１は、第一領域Ｒ１と第二領域Ｒ２のいずれにも含まれる。
【００３６】
第一電極の積層数が４以上（ｎ≧４）の偶数である場合、第一領域Ｒ１は、１≦ｋ≦ｎ／２を満たす電極群１０の領域を占め、第二領域Ｒ２は、ｎ／２＜ｋ≦ｎを満たす電極群１０の領域を占める。
【００３７】
第二領域Ｒ２では、面積Ｓ１kと面積Ｓ１k+1とが、Ｓ１k＜Ｓ１k+1を満たし、かつ、面積Ｓ２kと面積Ｓ１k+1とが、Ｓ１k+1＞Ｓ２kを満たす。言い換えれば、第二領域Ｒ２では、電極群１０の内部層から、第１領域Ｒ１とは反対側の最外層（第一電極Ｄ１n）に向かうに従って、第一電極Ｄ１の第一活物質層Ａ１の面積Ｓ１は、大きくなる。また、隣接する第一電極Ｄ１の面積Ｓ１と第二電極Ｄ２の面積Ｓ２との関係において、常に第一電極Ｄ１の面積Ｓ１が大きい点で、第一領域Ｒ１と同じである。
【００３８】
第一領域Ｒ１および第二領域Ｒ２を組み合わせることにより、端部Ｔ1およびＴ2を合わせるようにして、第一電極Ｄ１1の方向に突出するように屈曲した場合だけでなく、第一電極Ｄ１nの方向に突出するように屈曲した場合にも、第二電極Ｄ２の両方の主面の第二活物質層Ａ２の全面を、第一電極Ｄ１の第一活物質層Ａ１に対向させることができる。
【００３９】
第二領域Ｒ２において、面積Ｓ１k+1と面積Ｓ１kとの比は、例えば、Ｓ１k+1／Ｓ１k＝１．０１〜１．２０である。面積Ｓ１k+1と面積Ｓ１kとの比（Ｓ１k+1／Ｓ１k）がこの範囲であれば、フレキシブル電池を大きくすることなく、電池性能の低下を抑制し易い。また、隣接する第一電極Ｄ１および第二電極Ｄ２の各活物質層の面積の比（Ｓ１／Ｓ２）は、第一領域Ｒ１と同様にしてもよい。
【００４０】
なお、図６では、端部Ｔ1側において、第一電極Ｄ１および第二電極Ｄ２の端部をそれぞれ直線状に揃うように積層しているが、これに限定されない。例えば、端部Ｔ2側のように、それぞれを階段状に積層しても良い。端部Ｔ1側を固定して、電極群１０を屈曲させる場合には、第一電極Ｄ１および第二電極Ｄ２の端部を、それぞれ直線状に揃うように積層することが好ましい。容量の低下がさらに抑制されるためである。
【００４１】
以下に、本実施形態に係るフレキシブル電池が、リチウムイオン二次電池である場合の詳細な構成を説明する。
（第一電極）
第一電極Ｄ１は、サイクル特性を向上させる観点から、負極であることが好ましい。
【００４２】
負極は、負極集電体と負極活物質層とを含み、負極活物質層は、負極集電体の一部に形成されている。負極集電体としては、金属フィルム、金属箔および金属繊維の不織布などの金属材料が挙げられる。金属箔としては、電解法により得られる電解金属箔でもよく、圧延法により得られる圧延金属箔でもよい。電解法は、量産性に優れ、比較的製造コストが低いという利点を有する。一方、圧延法は、薄型化が容易であり、軽量化の点で有利である。なかでも、圧延金属箔が、圧延方向に沿って結晶配向し、耐屈曲性に優れている点で好ましい。
【００４３】
負極集電体に使用される金属種としては、例えば、銅、ニッケル、マグネシウムおよびステンレス鋼などが挙げられる。これら金属種は単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせてもよい。負極集電体１０の厚みは、５〜３０μｍが好ましく、８〜１５μｍがより好ましい。
【００４４】
負極活物質層は、負極活物質を含み、必要に応じて結着剤や導電剤を含む合剤層であってもよい。負極活物質は、特に限定されず、公知の材料および組成のなかから、適宜選択することができる。例えば、金属リチウム、リチウム合金、炭素材料（天然および人造の各種黒鉛など）、シリサイド（ケイ素合金）、ケイ素酸化物、リチウム含有チタン化合物（例えば、チタン酸リチウム）などが挙げられる。
【００４５】
導電剤としては、天然黒鉛、人造黒鉛などのグラファイト類；アセチレンブラック、ケッチェンブラック、チャンネルブラック、ファーネスブラック、ランプブラック、サーマルブラックなどのカーボンブラック類などが挙げられる。導電剤の量は、負極活物質１００質量部あたり、例えば０〜２０質量部である。
【００４６】
結着剤としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）のようなフッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレンのようなフッ化ビニリデン単位を含まないフッ素樹脂、ポリアクリルニトリル、ポリアクリル酸などのアクリル樹脂、スチレンブタジエンゴムなどのゴム類などが挙げられる。結着剤の量は、負極活物質１００質量部あたり、例えば０．５〜１５質量部である。
【００４７】
負極活物質層の厚みは、例えば１〜３００μｍであることが好ましい。負極活物質層の厚みが１μｍ以上であれば、十分な容量を維持することができる。一方、負極活物質層の厚みが３００μｍ以下であれば、負極の柔軟性が高まり、集電体にかけられる曲げ負荷が小さくなりやすい。なお、負極活物質層は、電極群の端部（最外層）に配置される負極については、その負極集電体の片面にのみ形成されており、内層部分に配置される負極については、その負極集電体の両面に形成される。端部の負極は、負極活物質層が形成されている面を内部に向けて配置される。
【００４８】
（負極リード端子）
負極リード端子の材質は、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば、特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。なかでも、金属箔であることが好ましい。金属箔としては、例えば、銅箔、銅合金箔、ニッケル箔、ステンレス鋼箔などが挙げられる。負極リード端子の厚みは、２５〜２００μｍが好ましく、５０〜１００μｍがより好ましい。
【００４９】
（第二電極）
第二電極Ｄ２は、好ましくは正極である。正極は、正極集電体と正極活物質層とを含み、正極活物質層は、正極集電体の一部に形成されている。正極集電体としては、金属フィルム、金属箔および金属繊維の不織布などの金属材料が挙げられる。使用される金属種としては、例えば、銀、ニッケル、チタン、金、白金、アルミニウムおよびステンレス鋼などが挙げられる。これら金属種は単独で用いてもよく、２種類以上を組み合わせてもよい。正極集電体の厚みは、５〜３０μｍが好ましく、８〜１５μｍがより好ましい。
【００５０】
正極活物質層は、正極活物質を含み、必要に応じて結着剤や導電剤を含む合剤層であってもよい。正極活物質は、特に限定されない。例えば、リチウム含有複合酸化物、例えば、ＬｉxaＣｏＯ2、ＬｉxaＮｉＯ2、ＬｉxaＭｎＯ2、ＬｉxaＣｏyＮｉ1-yＯ2、ＬｉxaＣｏyＭ1-yＯz、ＬｉxaＮｉ1-yＭyＯz、ＬｉxbＭｎ2Ｏ4、ＬｉxbＭｎ2-yＭyＯ4などが挙げられる。ここで、Ｍは、Ｎａ、Ｍｇ、Ｓｃ、Ｙ、Ｍｎ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ａｌ、Ｃｒ、Ｐｂ、ＳｂおよびＢよりなる群から選ばれる少なくとも１つの元素であり、ｘａ＝０〜１．２、ｘｂ＝０〜２、ｙ＝０〜０．９、ｚ＝２〜２．３である。ｘａおよびｘｂは、充放電により増減する。
【００５１】
結着剤や導電剤としては、負極で例示した物質を、同じく例示することができる。また、これらの配合量も、負極と同様である。
【００５２】
正極活物質層の厚みは、例えば１〜３００μｍであることが好ましい。正極活物質層の厚みが１μｍ以上であれば、十分な容量を維持することができる。一方、正極活物質層の厚みが３００μｍ以下であれば、正極の柔軟性が高まり、集電体にかけられる曲げ負荷が小さくなりやすい。なお、正極活物質層は、正極が電極群の端部（最外層）に配置される場合、その端部の正極を構成する正極集電体の片面にのみ形成されており、内層部分に配置される正極については、その正極集電体の両面に形成される。端部の正極は、正極活物質層が形成されている面を内部に向けて配置される。
【００５３】
（正極リード端子）
正極リード端子の材質は、電気化学的および化学的に安定であり、導電性を有するものであれば、特に限定されず、金属であっても非金属であってもよい。なかでも、金属箔であることが好ましい。金属箔としては、例えば、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、ステンレス鋼箔などが挙げられる。正極リード端子の厚みは、２５〜２００μｍが好ましく、５０〜１００μｍがより好ましい。
【００５４】
（電解質層）
電解質層としては、特に限定されない。例えば、ポリマーマトリックスに電解質塩を含有させたドライポリマー電解質、ポリマーマトリックスに溶媒と電解質塩とを含浸させたゲルポリマー電解質、無機固体電解質、溶媒に電解質塩が溶解された液体電解質（電解液）などが挙げられる。
【００５５】
ポリマーマトリックスに用いられる材料（マトリックスポリマー）としては、特に限定されず、例えば、液体電解質を吸収してゲル化する材料を使用することができる。具体的には、フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂、（メタ）アクリル酸および／または（メタ）アクリル酸エステル単位を含むアクリル系樹脂、ポリアルキレンオキサイド単位を含むポリエーテル樹脂などが挙げられる。フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂としては、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）単位とヘキサフルオロプロピレン（ＨＦＰ）単位とを含む共重合体（ＶｄＦ−ＨＦＰ）、フッ化ビニリデン（ＶｄＦ）単位とトリフルオロエチレン（ＴＦＥ）単位とを含む共重合体などが挙げられる。フッ化ビニリデン単位を含むフッ素樹脂に含まれるフッ化ビニリデン単位の量は、フッ素樹脂が液体電解質で膨潤しやすいように、１モル％以上であることが好ましい。
【００５６】
電解質塩としては、ＬｉＰＦ6、ＬｉＣｌＯ4、ＬｉＢＦ4、ＬｉＣＦ3ＳＯ3、ＬｉＣＦ3ＣＯ2、イミド塩類などが挙げられる。溶媒としては、例えば、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、エチレンカーボネート（ＥＣ）、ブチレンカーボネートなどの環状炭酸エステル；ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、エチルメチルカーボネート、ジメチルカーボネートなどの鎖状炭酸エステル；γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトンなどの環状カルボン酸エステル；ジメトキシエタン；などの非水溶媒が挙げられる。無機固体電解質としては、特に限定されず、イオン伝導度を有する無機材料を使用することができる。
【００５７】
（セパレータ）
電解質層には、短絡防止のためにセパレータを含ませてもよい。セパレータの材料としては、特に限定されず、所定のイオン透過度、機械的強度および絶縁性を有する多孔質シートなどが挙げられる。例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン等のポリオレフィン、ポリアミド、ポリアミドイミド等のポリアミド、または、セルロースなどからなる多孔性フィルムや不織布などが好ましい。セパレータの厚さは、例えば８〜３０μｍである。
【００５８】
（外装体）
外装体は、特に限定されないが、ガス透過率が低く、柔軟性が高いフィルム材料で構成されることが好ましい。具体的には、バリア層の両面または片面に形成された樹脂層を含むラミネートフィルムなどが挙げられる。バリア層としては、強度、ガスバリア性能、曲げ剛性の観点から、アルミニウム、ニッケル、ステンレス鋼、チタン、鉄、白金、金、銀などの金属材料や、酸化ケイ素、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムなどの無機材料（セラミックス材料）を含むことが好ましい。同様の観点から、バリア層の厚みは、５〜５０μｍであることが好ましい。
【００５９】
樹脂層は、２層以上の積層体であってもよい。外装体の内面側に配置される樹脂層（シール層）の材料は、熱溶着の容易さ、耐電解質性および耐薬品性の観点から、ポリエチレン（ＰＥ）、ポリプロピレン（ＰＰ）のようなポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリウレタン、ポリエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）などであることが好ましい。内面側の樹脂層（シール層）の厚さは、１０〜１００μｍであることが好ましい。外装体の外面側に配置される樹脂層（保護層）は、強度、耐衝撃性および耐薬品性の観点から、６，６−ナイロンのようなポリアミド（ＰＡ）、ポリオレフィン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ），ポリブチレンテレフタレートのようなポリエステルなどが好ましい。外面側の樹脂層（保護層）の厚さは、５〜１００μｍであることが好ましい。
【００６０】
外装体は、具体的には、ＰＥ／Ａｌ層／ＰＥのラミネートフィルム、酸変性ＰＰ／ＰＥＴ／Ａｌ層／ＰＥＴのラミネートフィルム、酸変性ＰＥ／ＰＡ／Ａｌ層／ＰＥＴのラミネートフィルム、アイオノマー樹脂／Ｎｉ層／ＰＥ／ＰＥＴのラミネートフィルム、エチレンビニルアセテート／ＰＥ／Ａｌ層／ＰＥＴのラミネートフィルム、アイオノマー樹脂／ＰＥＴ／Ａｌ層／ＰＥＴのラミネートフィルムなどが挙げられる。ここで、Ａｌ層のかわりに、Ａｌ2Ｏ3層、ＳｉＯ2層など無機化合物層を用いてもよい。
【００６１】
本発明のフレキシブル電池は、例えば、以下のようにして作製することができる。ここでは、第一電極がリチウムイオン二次電池の負極、第二電極がリチウムイオン二次電池の正極である場合を示す。
【００６２】
［負極の作製］
負極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をＮ−メチル−２−ピロリドン（ＮＭＰ）などの溶剤に分散させて負極合剤スラリーを調製する。次に、この負極合剤スラリーを負極集電体の片面あるいは両面に塗布する。このとき、負極合剤スラリーは負極集電体の一部にのみ塗布し、負極合剤スラリーを塗布しない部分（例えば、リードタブ）を形成しても良い。次いで、溶剤を乾燥させた後、ロールプレス機などにより圧縮成形して、負極を作製する。負極活物質層が金属リチウムおよび／またはリチウム合金である場合は、その箔を負極集電体に圧着して、負極を作製してもよい。
【００６３】
作製された負極に、負極リード端子の一方の端部を接合する。負極リード端子は、例えば、負極に形成されたリードタブに、各種溶接方法により接合することができる。
【００６４】
負極に形成される負極活物質層の面積は、負極合剤スラリーを負極集電体に塗布する面積を適宜変化することにより、変化させることができる。負極活物質層が金属リチウムおよび／またはリチウム合金である場合は、その箔の大きさを変えることにより、負極活物質層の面積を変化させることができる。なお、負極集電体の大きさを、形成する負極活物質層の面積に応じて変化させても良い。このようにして、負極活物質層の面積の異なる複数の負極を準備する。
【００６５】
［正極の作製］
正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をＮＭＰなどの溶剤に分散させて正極合剤スラリーを調製する。次に、この正極合剤スラリーを正極集電体の片面あるいは両面に塗布する。このとき、正極合剤スラリーは正極集電体の一部にのみ塗布し、正極合剤スラリーを塗布しない部分（例えば、リードタブ）を形成しても良い。溶剤を乾燥させた後、ロールプレス機などにより圧縮成形して、正極を作製する。
作製された正極に、正極リード端子の一方の端部を接合する。正極リード端子は、第一電極の場合と同様、例えば、第二電極に形成されたリードタブに、各種溶接方法により接合することができる。
【００６６】
正極に形成される正極活物質層の面積は、正極合剤スラリーを正極集電体に塗布する面積を適宜変化することにより、変化させることができる。なお、正極集電体の大きさを、形成する正極活物質層の面積に応じて変化させても良い。このようにして、正極活物質層の面積の異なる複数の正極を準備しても良いし、同じ面積の正極活物質層を備える複数の正極を準備しても良い。
【００６７】
［電解質層の作製］
電解質層は、無機固体電解質の粉末をバインダーと混合して、フィルムに塗布した後、剥離する方法、無機固体電解質の堆積膜をフィルムに形成した後、剥離する方法、ポリマーマトリックスと溶媒と電解質塩とをセパレータに含浸させる方法、溶媒と電解質塩（電解液）とをセパレータに含浸させる方法などにより、作製することができる。溶媒と電解質塩とをセパレータに含浸させるのは、電極群を外装体に挿入した後でもよい。
【００６８】
［電極群の作製］
作製された正極と負極とを、電解質層を介して重ね合わせ、電極群を構成する。このとき、図２〜６に示すように、負極（第一電極Ｄ１）と正極（第二電極Ｄ２）とを積層する。
【００６９】
［封止］
電極群を、外装体の外部に正極リード端子および負極リード端子の他方の端部がそれぞれ引き出されるように、外装体に収容する。次いで、減圧下において熱板などで所定箇所を熱融着して、封止する。このとき、外装体の一辺を残して、熱板などで熱融着した後、袋状になった外装体の開口部から電解液（溶媒および／または電解質塩）を注液し、その後、残りの一辺を減圧下で封止してもよい。これにより、フレキシブル電池が作製される。
【００７０】
［実施例］
以下、本発明の実施例を具体的に説明するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【００７１】
［実施例１］
以下の手順で、＜負極／正極／負極＞の構造を有するフレキシブル電池を作製した。
（１）負極（第一電極Ｄ１）の作製
平均粒径２２μｍの黒鉛（負極活物質）１００質量部と、ＶｄＦ−ＨＦＰ共重合体（ＶｄＦ単位の含有量５モル％、結着剤）８質量部と、適量のＮＭＰとを混合して、ペースト状の負極合剤を得た。
【００７２】
銅箔（負極集電体、厚み８μｍ）を、矩形の主要部（長辺４７ｍｍ、短辺１８ｍｍ）と、主要部の一方の短辺から延出したリードタブとを有する形状に裁断した。得られた裁断片の片面の主要部に、ペースト状の負極合剤を塗布した後、８５℃で１０分乾燥し、次いで、ロールプレス機にて圧縮した。このようにして、主要部の片面に負極活物質層（厚み１００μｍ）を有する負極Ｄ１1（第一電極Ｄ１1）を作製した。
【００７３】
別途、銅箔（負極集電体）を、矩形の主要部（長辺４５ｍｍ、短辺１７ｍｍ）と、主要部の一方の短辺から延出したリードタブとを有する形状に裁断し、上記と同様にして、片面に負極Ｄ１1よりも小さい負極活物質層を有する負極Ｄ１2を作製した。
【００７４】
次いで、作製した負極Ｄ１1の負極活物質層が形成されていない面のリードタブに、銅製の負極リード端子（幅：１．５ｍｍ、厚み：５０μｍ）の一方の端部を超音波溶接した。
【００７５】
（２）正極（第二電極Ｄ２）の作製
平均粒径２０μｍのＬｉＣｏＯ2（正極活物質）と、アセチレンブラック（導電剤）と、ＰＶｄＦ（結着剤）とを、ＬｉＣｏＯ2：アセチレンブラック：ＰＶｄＦの質量比が１００：２：２となるようにＮＭＰ中で混合した後、ＮＭＰをさらに適量加えて粘度を調整し、ペースト状の正極合剤を得た。
【００７６】
アルミニウム箔（正極集電体、厚み１５μｍ）の両面に、ペースト状の正極合剤を塗布した。これを８５℃で１０分乾燥した後、ロールプレス機にて圧縮し、正極集電体（１５μｍ）の両面に正極活物質層（厚み５０μｍ）を形成した。主要部の両面に正極活物質層が形成された正極集電体を、矩形の主要部（長辺４３ｍｍ、短辺１６ｍｍ）と、主要部の一方の短辺から延出したリードタブとを有する形状に裁断した後、１２０℃で２時間減圧乾燥した。その後、リードタブ部分の両面に形成された正極活物質層を剥離して、両面に正極活物質層を有する正極Ｄ２1を作製した。次に、リードタブの一方の面に、アルミニウム製の正極リード端子（幅３ｍｍ、厚み５０μｍ）の一方の端部を超音波溶接した。
【００７７】
（３）電解質層の作製
ＥＣ：ＰＣ：ＤＥＣ＝４０：５：５５（体積比）の割合で混合して得られた非水溶媒に、ＬｉＰＦ6（電解質塩）を１ｍｏｌ／Ｌとなるように溶解させて、液体電解質を調製した。
【００７８】
マトリックスポリマーとしてＨＦＰとＶｄＦとの共重合体（ＨＦＰ含有量：７モル％）を用い、マトリックスポリマー：液体電解質＝１：１０（質量比）の割合で混合した。次いで、溶剤としてＤＭＣを用いて、ゲルポリマー電解質の溶液を調製した。
【００７９】
得られたゲルポリマー電解質溶液を、厚み９μｍの多孔質ポリエチレン製のセパレータの両面に均一に塗布し、溶剤を揮発させて、セパレータにゲルポリマー電解質を含浸させた電解質層（長辺５０ｍｍ、短辺２０ｍｍ）を作製した。
【００８０】
（４）電極群の作製
作製された負極Ｄ１1、負極Ｄ１2および正極Ｄ２1を、図５に示すように積層した。次いで、２枚の負極のリードタブ同士を、超音波溶接により電気的に接合した。その後、９０℃、１．０ＭＰａで３０秒間熱プレスして、電極群（厚み３５０μｍ）を作製した。
【００８１】
（５）封止
バリア層がアルミニウム箔（厚み２０μｍ）であり、バリア層の一方の面にシール層としてＰＥフィルム（厚み３０μｍ）、他方の面に保護層（厚み２０μｍ）としてナイロンフィルムを備えたフィルム材料（ナイロン保護層／Ａｌ層／ＰＥシール層）を準備した。このフィルム材料を、６０ｍｍ×２５ｍｍの袋状の外装体に成形した後、外装体の開口部から正極リード端子および負極リード端子の他方の端部が外部へ露出するように、電極群を挿入した。電極群が挿入された外装体を、圧力６６０ｍｍＨｇに調整された雰囲気中に置き、この雰囲気内において開口部を熱融着した。これにより、長辺６０ｍｍ×短辺２５ｍｍ×厚み０．４９ｍｍのフレキシブル電池を作製した。
【００８２】
［実施例２］
以下に示すようにして作製した負極Ｄ１1〜3および正極Ｄ２1〜2を使用したこと以外は、実施例１と同様にして、図５に示すような＜負極／正極／負極／正極／負極＞の構造を有するフレキシブル電池を作製した。
【００８３】
（負極Ｄ１1〜3の作製）
銅箔から、主要部の短辺が１８ｍｍであって、長辺の長さが異なる３種の負極集電体を切り出し、これ以降は実施例１と同様にして、片面に負極活物質層を有する負極Ｄ１1および負極Ｄ１3、両面に負極活物質層を有する負極Ｄ１2を作製した。各負極活物質層の長辺の長さは、負極Ｄ１1４７ｍｍ、負極Ｄ１2４５ｍｍ、負極Ｄ１3４３ｍｍとした。
【００８４】
（正極Ｄ２1〜2の作製）
正極集電体の主要部を長辺４０ｍｍ×短辺１６ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、両面に同じ大きさの正極活物質層を有する正極Ｄ２を２枚作製した。一方を正極Ｄ２1、他方を正極Ｄ２2として使用した。
【００８５】
［実施例３］
以下に示すようにして作製した負極Ｄ１4および正極Ｄ２1〜3を使用したこと以外は、実施例２と同様にして、図５に示すような＜負極／正極／負極／正極／負極／正極／負極＞の構造を有するフレキシブル電池を作製した。
【００８６】
（負極Ｄ１4の作製）
負極集電体の主要部を長辺４１ｍｍ×短辺１８ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、片面に負極Ｄ１3よりも小さい負極活物質層を有する負極Ｄ１4を作製した。
【００８７】
（正極Ｄ２1〜3の作製）
正極集電体の主要部を長辺３８ｍｍ×短辺１６ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、両面に同じ大きさの正極活物質層を有する正極Ｄ２を３枚作製した。それぞれを正極Ｄ２1、正極Ｄ２2、正極Ｄ２3として使用した。
【００８８】
［実施例４］
以下に示すようにして作製した正極Ｄ２1〜3を使用し、Ｔ１側の正極および負極の端部が直線状に揃い、Ｔ２側の正極および負極の端部が階段状になるように積層したこと以外は、実施例３と同様にして、図４に示すような＜負極／正極／負極／正極／負極／正極／負極＞の構造を有するフレキシブル電池を作製した。
【００８９】
（正極Ｄ２1〜3の作製）
アルミニウム箔から、主要部の短辺が１６ｍｍであって、長辺の長さが異なる３種の正極集電体を切り出し、これ以降は実施例１と同様にして、両面に正極活物質層を有する正極Ｄ２1〜3を作製した。各正極活物質層の長辺の長さは、正極Ｄ２1４３ｍｍ、正極Ｄ２2４１ｍｍ、正極Ｄ２3３９ｍｍとした。
【００９０】
［実施例５］
以下に示すようにして作製した負極Ｄ１1〜3、正極Ｄ２1〜2を使用し、負極の両端部が階段状になるように積層したこと以外は、実施例２と同様にして、図３に示すような＜負極／正極／負極／正極／負極＞の構造を有するフレキシブル電池を作製した。
【００９１】
（負極Ｄ１1〜3の作製）
銅箔から、主要部の短辺が１８ｍｍであって、長辺の長さが異なる３種の負極集電体を切り出し、これ以降は実施例１と同様にして、片面に負極活物質層を有する負極Ｄ１1および負極Ｄ１3、両面に負極活物質層を有する負極Ｄ１2を作製した。各負極活物質層の長辺の長さは、負極Ｄ１1４７ｍｍ、負極Ｄ１2４３ｍｍ、負極Ｄ１3３９ｍｍとした。
【００９２】
（正極Ｄ２1〜2の作製）
アルミニウム箔から、主要部の長辺３７ｍｍ、短辺が１６ｍｍである２枚の正極集電体を切り出し、これ以降は実施例１と同様にして、両面に正極活物質層を有する正極Ｄ２1〜2を作製した。
【００９３】
［実施例６］
電極端部がすべて階段状になるように積層したこと以外は、実施例４と同様にして、図３に示すような＜負極／正極／負極／正極／負極／正極／負極＞の構造を有するフレキシブル電池を作製した。
【００９４】
［実施例７］
以下に示すようにして作製した負極Ｄ１1〜3、正極Ｄ２1〜2を使用したこと以外は、実施例２と同様にして、図６に示すような＜負極／正極／負極／正極／負極＞の構造を有するフレキシブル電池を作製した。
【００９５】
（負極Ｄ１1〜3の作製）
銅箔から、主要部の長辺が４７ｍｍ、短辺が１８ｍｍである２枚の負極集電体と、長辺が４５ｍｍ、短辺が１７ｍｍである負極集電体を切り出し、これ以降は実施例１と同様にして、片面に負極活物質層を有する負極Ｄ１1および負極Ｄ１3、両面に負極活物質層を有する負極Ｄ１2を作製した。負極Ｄ１1および負極Ｄ１3には、長い方の負極集電体を使用した。
【００９６】
（正極Ｄ２1〜2の作製）
アルミニウム箔から、主要部の長辺が４３ｍｍ、短辺が１６ｍｍである２枚の正極集電体を切り出し、これ以降は実施例１と同様にして、両面に正極活物質層を有する正極Ｄ２1〜2を作製した。
【００９７】
［実施例８］
Ｔ１側およびＴ２側の両端部において、負極Ｄ１1〜3の端部が階段状になるように積層したこと以外は、実施例７と同様にして、＜負極／正極／負極／正極／負極＞の構造を有するフレキシブル電池を作製した。
【００９８】
［比較例１］
負極Ｄ１1と同じ負極を２枚作製し、一方を負極Ｄ１2として使用し、正極Ｄ２1を主要部の長辺が４５ｍｍである正極集電体を使用して作製したこと以外は、実施例１と同様にして、図８に示すような＜負極／正極／負極＞の構造を有するフレキシブル電池を作製した。
【００９９】
［比較例２］
負極集電体の主要部の長辺が５５ｍｍである負極を２枚作製し、負極Ｄ１1および負極Ｄ１2として使用したこと、電解質層の長辺を６０ｍｍ、外装体の長辺を７０ｍｍとしたこと以外は、実施例１と同様にして、図８に示すような＜負極／正極／負極＞の構造を有するフレキシブル電池を作製した。
【０１００】
［比較例３］
負極Ｄ１1と同じ負極集電体を３枚切り出し、片面に負極活物質層を有する負極Ｄ１1、3、両面に負極活物質層を有する負極Ｄ１2を作製した。また、主要部が長辺４５ｍｍ×短辺１６ｍｍである正極集電体を使用して、正極Ｄ２1、2を作製した。これら以外は、実施例２と同様にして、図８に示すような＜負極／正極／負極／正極／負極＞の構造を有するフレキシブル電池を作製した。
【０１０１】
［初期の放電容量］
作製したフレキシブル電池に対して、２５℃の環境下にて、以下の充放電を行い、水平状態での初期容量を求めた。ただし、フレキシブル電池の設計容量を１Ｃ（ｍＡｈ）とする。
（１）定電流充電：０．７ＣｍＡ（終止電圧４．２Ｖ）
（２）定電圧充電：４．２Ｖ（終止電流０．０５ＣｍＡ）
（３）定電流放電：０．２ＣｍＡ（終止電圧３Ｖ）
【０１０２】
［放電容量維持率］
作製したフレキシブル電池について、以下に示す屈曲状態で、上記充放電（１）〜（３）を１サイクルとする充放電を５００サイクル行った。５００サイクル後に上記と同じ条件で水平状態での放電容量を測定し、（５００サイクル後の放電容量／初期の放電容量）×１００（％）の計算式で、放電容量維持率を求めた。容量維持率は、それぞれ１０個のセルの平均値として算出した。結果を表１に示す。
【０１０３】
上記屈曲状態を、図７を参照しながら説明する。
フレキシブル電池１の電極リード端子が外部に引き出されている辺（Ｔ1）と、その辺に対向する辺（Ｔ2）とを、それぞれ一対の固定具にて固定した。次いで、先端面の曲率半径ｒが３０ｍｍである屈曲試験用の治具５０を、固定されたフレキシブル電池１に押し当てた。このとき、治具５０が押し当てられる面が負極Ｄ１n側となるように、フレキシブル電池１を固定した。引き続き、フレキシブル電池１の曲率半径が一様に治具５０の曲率半径ｒと同じ３０ｍｍになるまで、フレキシブル電池１を屈曲させた（屈曲状態）。この屈曲状態で、上記充放電サイクルを行った。最後に、治具５０をフレキシブル電池１から引き離し、フレキシブル電池１が、元の通り平坦になるまで、変形を回復させ（水平状態）、この状態で再び放電容量を測定した。
【０１０４】
また、実施例７および８で作製されたフレキシブル電池については、負極Ｄ１1側から治具５０を押し当てて、充放電を５００サイクル繰り返した場合の放電容量も測定した。表１には、負極Ｄ１n側から治具を押し当てた場合および負極Ｄ１1側から治具５０を押し当てた場合の放電容量維持率の平均値を示す。
【０１０５】
【表１】
2016072015.tif 000003
【０１０６】
屈曲の内側の負極活物質層を小さくした実施例１〜８は、容量維持率に優れていた。特に、固定する側の負極活物質層の端部を直線状に配置した実施例１〜４および７では、容量維持率が９０％を超えていた。これは、固定する側の負極活物質層の端部を直線状に配置することにより、負極活物質層の端部の固定がより容易となり、正極活物質層と負極活物質層とのズレがより生じ難くなった結果であると考えられる。
【０１０７】
比較例１は、電池を屈曲させると、正極活物質層の全面が負極活物質層に対向できなかったため、サイクル特性が大きく低下したものと考えられる。比較例２では、正極活物質層と比較して負極活物質層は十分に大きいため、電池を屈曲させても、正極活物質層の全面は負極活物質層に対向することができる。しかし、屈曲の内側の負極活物質層における正極活物質層との非対向部が大きくなりすぎたため、サイクル特性が低下したものと考えられる。
【産業上の利用可能性】
【０１０８】
本発明のフレキシブル電池は、電子ペーパ、ＩＣタグ、多機能カード、電子キーに限定されず、生体情報測定装置やイオントフォレシス経皮投薬装置種々の電子機器に搭載できる。特に、本発明のフレキシブル電池は、可撓性を有する電子機器、具体的には、内蔵する電池に対して高いサイクル特性を必要とする電子機器への搭載に有用である。
【符号の説明】
【０１０９】
１：フレキシブル電池、２、２００、２０１：第一電極（第一活物質層）、３、３００：第二電極（第二活物質層）、４、４００：電解質層、１０、１１：電極群、２０：外装体、３０、４０：電極リード端子、５０：治具
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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