(57)【要約】【課題】使い勝手に優れたシート型のリチウムイオン電池を提供する。【解決手段】本発明のシート型リチウムイオン電池１００は、正極層と、リチウムイオン伝導性を有する電解質層と、負極層と、がこの順に積層されることにより構成された発電素子を１つ以上含む電池本体１０と、電池本体１０が封入されている外装体２０と、電池本体１０と電気的に接続され、かつ、少なくとも一部が外装体２０の外面側に露出している電極端子５０と、を備えるシート状のリチウムイオン電池であって、電極端子５０は極性が異なる第１の電極端子５０ａおよび第２の電極端子５０ｂを含み、第１の電極端子５０ａおよび第２の電極端子５０ｂは、シート状の当該リチウムイオン電池が表裏反転しても電極端子５０の極性が電子機器２００の端子２０１、２０３の極性と整合するように構成されている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極層と、リチウムイオン伝導性を有する電解質層と、負極層と、がこの順に積層されることにより構成された発電素子を１つ以上含む電池本体と、
前記電池本体が封入されている外装体と、
前記電池本体と電気的に接続され、かつ、少なくとも一部が前記外装体の外面側に露出している電極端子と、
を備えるシート状のリチウムイオン電池であって、
前記電極端子は極性が異なる第１の電極端子および第２の電極端子を含み、
前記第１の電極端子および前記第２の電極端子は、シート状の当該リチウムイオン電池が表裏反転しても前記電極端子の極性が電子機器の端子の極性と整合するように構成されているシート型リチウムイオン電池。
【請求項２】
請求項１に記載のシート型リチウムイオン電池において、
当該リチウムイオン電池の第１面の一端部Ａには、前記第１の電極端子の一部分、前記第２の電極端子の一部分および前記第１の電極端子の一部分がこの順番に設けられており、
当該リチウムイオン電池の前記第１面の前記一端部Ａと対向する位置にある、当該リチウムイオン電池の第２面の一端部Ｂには、前記第１の電極端子の一部分、前記第２の電極端子の一部分および前記第１の電極端子の一部分がこの順番に設けられているシート型リチウムイオン電池。
【請求項３】
請求項２に記載のシート型リチウムイオン電池において、
当該リチウムイオン電池の前記第１面に設けられた前記第１の電極端子は平面視において凹形状であり、前記第２の電極端子の一部分が前記第１の電極端子の前記凹形状の凹部の内側に位置しているシート型リチウムイオン電池。
【請求項４】
請求項２または３に記載のシート型リチウムイオン電池において、
当該リチウムイオン電池の前記第２面に設けられた前記第２の電極端子は平面視において凸形状であり、前記第２の電極端子の前記凸形状の凸部が、２つの前記第１の電極端子の一部分の間に位置しているシート型リチウムイオン電池。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれか一項に記載のシート型リチウムイオン電池において、
前記電極端子の少なくとも一部分は、前記外装体に埋め込まれているシート型リチウムイオン電池。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれか一項に記載のシート型リチウムイオン電池において、
前記外装体は少なくとも金属層を有するラミネートフィルムを含むシート型リチウムイオン電池。
【請求項７】
請求項１乃至６いずれか一項に記載のシート型リチウムイオン電池において、
厚みが最大の部分の厚さが１．０ｍｍ以下であるシート型リチウムイオン電池。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載のシート型リチウムイオン電池において、
前記電解質層が固体電解質層であり、
前記電池本体が全固体型リチウムイオン電池であるシート型リチウムイオン電池。
【請求項９】
請求項１乃至８のいずれか一項に記載のシート型リチウムイオン電池において、
前記電池本体が前記発電素子を２つ以上含むバイポーラ型リチウムイオン電池であるシート型リチウムイオン電池。
【請求項１０】
正極層と、リチウムイオン伝導性を有する電解質層と、負極層と、がこの順に積層されることにより構成された発電素子を１つ以上含む電池本体と、
前記電池本体が封入されている外装体と、
前記電池本体と電気的に接続され、かつ、少なくとも一部が前記外装体の外面側に露出している電極端子と、
を備えるシート状のリチウムイオン電池に使用される前記電極端子であって、
極性が異なる第１の電極端子および第２の電極端子を備え、
前記第１の電極端子および前記第２の電極端子は、シート状の前記リチウムイオン電池が表裏反転しても前記電極端子の極性が電子機器の端子の極性と整合するように構成されているシート型リチウムイオン電池用電極端子。
【請求項１１】
請求項１０に記載のシート型リチウムイオン電池用電極端子において、
前記リチウムイオン電池の第１面の一端部Ａに、前記第１の電極端子の一部分、前記第２の電極端子の一部分および前記第１の電極端子の一部分がこの順番に設けられるように構成されており、
前記リチウムイオン電池の前記第１面の前記一端部Ａと対向する位置にある、前記リチウムイオン電池の第２面の一端部Ｂに、前記第１の電極端子の一部分、前記第２の電極端子の一部分および前記第１の電極端子の一部分がこの順番に設けられるように構成されているシート型リチウムイオン電池用電極端子。
【請求項１２】
請求項１１に記載のシート型リチウムイオン電池用電極端子において、
前記リチウムイオン電池の前記第１面に設けられる前記第１の電極端子は平面視において凹形状であり、前記第２の電極端子の一部分が前記第１の電極端子の前記凹形状の凹部の内側に位置しているシート型リチウムイオン電池用電極端子。
【請求項１３】
請求項１１または１２に記載のシート型リチウムイオン電池用電極端子において、
前記リチウムイオン電池の前記第２面に設けられる前記第２の電極端子は平面視において凸形状であり、前記第２の電極端子の前記凸形状の凸部が、２つの前記第１の電極端子の一部分の間に位置しているシート型リチウムイオン電池用電極端子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート型リチウムイオン電池およびシート型リチウムイオン電池用電極端子に関する。
【背景技術】
【０００２】
リチウムイオン電池は、一般的に、携帯電話やノートパソコン等の小型携帯機器の電源として使用されている。また、最近では小型携帯機器以外に、電気自動車や電力貯蔵等の電源としてもリチウムイオン電池は使用され始めている。
【０００３】
現在市販されているリチウムイオン電池には、可燃性の有機溶媒を含む電解液が使用されている。一方、電解液を固体電解質に変えて、電池を全固体化したリチウムイオン電池（以下、全固体型リチウムイオン電池とも呼ぶ。）は、電池内に可燃性の有機溶媒を用いないので、安全装置の簡素化が図れ、製造コストや生産性に優れると考えられている。
【０００４】
リチウムイオン電池は、正極層と、電解質層と、負極層と、をこの順に積層することにより構成された発電要素を有している。リチウムイオン電池としては、ラミネートフィルムからなる外装体に発電要素が封入された構造のものがある。
【０００５】
特許文献１には、表裏一対の外装体の間に発電要素を挟み込み、かつ、一対の外装体の周縁部どうしをシールしてシール部を形成することにより、発電要素を一対の外装体の間に封入したシート構造のリチウムイオン二次電池が記載されている。
特許文献１のリチウムイオン二次電池は、発電要素の正極層に対して電気的に接続された正極端子と、発電要素の負極層に対して電気的に接続された負極端子と、を有している。
これらの電極端子は、それぞれ、シール部における一対の外装体どうしの間隙を通して、リチウムイオン二次電池の内部から外部に亘って配置され、かつ、外方に向けて突出している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１５−１０３３７０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明者らの検討によれば、特許文献１に記載されたリチウムイオン二次電池のような、一対の電極端子が電池の一端に配置されているシート型リチウムイオン電池は、一対の電極端子が電子機器側の端子の極性に合うようにソケットに差し込むか、あるいは電子機器側の端子の極性と合うように注意して電子機器に挿入しなければならず、使い勝手が悪いことを知見した。
【０００８】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、使い勝手に優れたシート型のリチウムイオン電池を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明によれば、
正極層と、リチウムイオン伝導性を有する電解質層と、負極層と、がこの順に積層されることにより構成された発電素子を１つ以上含む電池本体と、
上記電池本体が封入されている外装体と、
上記電池本体と電気的に接続され、かつ、少なくとも一部が上記外装体の外面側に露出している電極端子と、
を備えるシート状のリチウムイオン電池であって、
上記電極端子は極性が異なる第１の電極端子および第２の電極端子を含み、
上記第１の電極端子および上記第２の電極端子は、シート状の当該リチウムイオン電池が表裏反転しても上記電極端子の極性が電子機器の端子の極性と整合するように構成されているシート型リチウムイオン電池が提供される。
【００１０】
さらに本発明によれば、
正極層と、リチウムイオン伝導性を有する電解質層と、負極層と、がこの順に積層されることにより構成された発電素子を１つ以上含む電池本体と、
上記電池本体が封入されている外装体と、
上記電池本体と電気的に接続され、かつ、少なくとも一部が上記外装体の外面側に露出している電極端子と、
を備えるシート状のリチウムイオン電池に使用される上記電極端子であって、
極性が異なる第１の電極端子および第２の電極端子を備え、
上記第１の電極端子および上記第２の電極端子は、シート状の上記リチウムイオン電池が表裏反転しても上記電極端子の極性が電子機器の端子の極性と整合するように構成されているシート型リチウムイオン電池用電極端子が提供される。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、使い勝手に優れたシート型のリチウムイオン電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明に係る実施形態のシート型リチウムイオン電池およびシート型リチウムイオン電池用の電極端子の構造の一例を模式的に示した平面図である。
【図２】本発明に係る実施形態の電極端子が形成された外装体の構造の一例を模式的に示した平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面を用いて説明する。なお、すべての図面において、同様の構成要素には同一の符号を付し、適宜に説明を省略する。図は概略図であり、実際の寸法比率とは一致していない。
【００１４】
図１は、本発明に係る実施形態のシート型リチウムイオン電池１００およびシート型リチウムイオン電池用の電極端子５０の構造の一例を模式的に示した平面図である。本実施形態に係るシート型リチウムイオン電池１００はリチウムイオン二次電池であるが、リチウムイオン一次電池であってもよい。
本実施形態に係るシート型リチウムイオン電池１００は、正極層と、リチウムイオン伝導性を有する電解質層と、負極層と、がこの順に積層されることにより構成された発電素子を１つ以上含む電池本体１０と、電池本体１０が封入されている外装体２０と、電池本体１０と電気的に接続され、かつ、少なくとも一部が外装体２０の外面側に露出している電極端子５０と、を備えている。
そして、図１に示すように、電極端子５０は極性が異なる第１の電極端子５０ａおよび第２の電極端子５０ｂを含み、第１の電極端子５０ａおよび第２の電極端子５０ｂは、シート型リチウムイオン電池１００が表裏反転しても電極端子５０の極性が電子機器２００の端子２０１、２０３の極性と整合するように構成されている。
【００１５】
こうした構成とすることで、シート型リチウムイオン電池の裏表を気にすることなく、電子機器の端子にシート型リチウムイオン電池を挿入する、あるいは接触させることができ、シート型リチウムイオン電池の使い勝手を向上させることができる。
【００１６】
電極端子５０は極性が異なる第１の電極端子５０ａおよび第２の電極端子５０ｂを備え、第１の電極端子５０ａおよび第２の電極端子５０ｂの一方が正極端子であり、他方が負極端子である。図１では、第１の電極端子５０ａが負極端子であり、第２の電極端子５０ｂが正極端子である例を示している。
正極端子は電池本体１０の一端側の正極層に対して電気的に接続し、負極端子は、電池本体１０の他端側の負極層に対して電気的に接続している。
【００１７】
本実施形態に係る電極端子５０において、第１の電極端子５０ａおよび第２の電極端子５０ｂの構成としては、例えば、図１に示すような以下のような構成が挙げられる。
シート型リチウムイオン電池１００の第１面１００ａの一端部Ａ（２０Ａ）には、第１の電極端子５０ａの一部分、第２の電極端子５０ｂの一部分および第１の電極端子５０ａの一部分がこの順番に設けられており、シート型リチウムイオン電池１００の第１面１００ａの一端部Ａ（２０Ａ）と対向する位置にある、シート型リチウムイオン電池１００の第２面１００ｂの一端部Ｂ（２０Ｂ）には、第１の電極端子５０ａの一部分、第２の電極端子５０ｂの一部分および第１の電極端子５０ａの一部分がこの順番に設けられている。
このような構成とすることで、図１に示すように、シート型リチウムイオン電池１００が表裏反転しても、負極端子である第１の電極端子５０ａが電子機器２００の負極端子である端子２０１に接続でき、正極端子である第２の電極端子５０ｂが電子機器２００の正極端子である端子２０３に接続できる。すなわち、シート型リチウムイオン電池１００が表裏反転しても、電極端子５０が電子機器２００の端子２０１、２０３の極性と整合することができる。
なお、図１では、端子２０１が負極端子であり、端子２０３が正極端子である例を示している。
【００１８】
また、図１に示すように、シート型リチウムイオン電池１００の第１面１００ａに設けられた第１の電極端子５０ａは平面視において凹形状であり、第２の電極端子５０ｂの一部分が第１の電極端子５０ａの上記凹形状の凹部の内側に位置している構成が好ましい。
こうすることで、一つの第１の電極端子５０ａにより、第１の電極端子５０ａの一部分、第２の電極端子５０ｂの一部分および第１の電極端子５０ａの一部分がこの順番に設けられた構造とすることができ、シート型リチウムイオン電池１００をより単純な構造とすることができる。
【００１９】
また、図１に示すように、シート型リチウムイオン電池１００の第２面１００ｂに設けられた第２の電極端子５０ｂは平面視において凸形状であり、第２の電極端子５０ｂの凸形状の凸部が、２つの第１の電極端子５０ａの一部分の間に位置していてもよい。
【００２０】
本実施形態に係る電池本体１０は、発電素子を２つ以上積層させることにより、バイポーラ型リチウムイオン電池とすることもできる。
【００２１】
発電素子は、例えば、正極層、電解質層および負極層をこの順に積層し、これらをプレス成形等によって互いに一体化することにより、薄板状に形成されている。
発電素子の平面形状は、任意の形状とすることができる。例えば、円形であってもよいし、その他の形状（例えば矩形状等）であってもよい。
【００２２】
本実施形態に係る外装体２０は、少なくとも金属層を有するラミネートフィルムにより構成されていることが好ましい。金属層は水蒸気バリア性に優れるため、金属層を有するラミネートフィルムにより外装体２０を構成することにより、シート型リチウムイオン電池１００の内部に水分が浸入することを防止することができる。
本実施形態に係る金属層を有するラミネートフィルムは、金属層の少なくとも一方の面に樹脂層をさらに有していてもよい。これにより、金属層を有するラミネートフィルムにヒートシール性を付与することができる。
【００２３】
上記金属層を構成する金属は、特に限定されないが、例えば、ステンレス（ＳＵＳ）、アルミニウム、銅等を用いることができる。
上記樹脂層を構成する樹脂材料は、特に限定されないが、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロン、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）等を用いることができる。
【００２４】
本実施形態の場合、外装体２０は、例えば、その内部に電池本体１０を真空パックしたものであり、外装体２０の内部は陰圧となっている。
すなわち、外装体２０の間に電池本体１０が配置された状態で、外装体２０の周縁部どうしがシール（ヒートシール等）されることにより、外装体２０の間に電池本体１０が封入されている。
【００２５】
本実施形態に係るシート型リチウムイオン電池１００において、電極端子５０の少なくとも一部分は、外装体２０に埋め込まれていることが好ましい。こうすることで、シート型リチウムイオン電池１００の全体の厚みをより薄くすることができる。
【００２６】
本実施形態に係るシート型リチウムイオン電池１００において、厚みが最大の部分の厚さは、１．０ｍｍ以下であることが好ましく、０．５ｍｍ以下であることがさらに好ましい。
【００２７】
ここで、本実施形態のような薄型のシート型リチウムイオン電池１００は、スマートホンやタブレット、家電リモコン等の各種の通信端末機器に容易に搭載できる他、スマートキーやＩＣカードのような極めて薄型の通信端末機器にも搭載可能となることが期待できる。
【００２８】
次に、電池本体１０の各構成要素の例を説明する。
【００２９】
（正極層）
正極層は特に限定されず、リチウムイオン電池に一般的に用いられている正極を使用することができる。正極層は、通常、正極活物質層と、正極集電体と、を含む。
正極層は特に限定されないが、一般的に公知の方法に準じて製造することができる。例えば、正極活物質を含む正極活物質層を正極集電体上に形成することにより得ることができる。
正極層の厚みや密度は、電池の使用用途等に応じて適宜決定されるため特に限定されず、一般的に公知の情報に準じて設定することができる。
【００３０】
正極集電体としては、特に限定されず、リチウムイオン電池に一般的に用いられているものを使用でき、例えば、銅箔、銅合金箔、ニッケル箔、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、ステンレス鋼箔、炭素シート等が挙げられる。価格や入手容易性、電気化学的安定性等の観点から、正極集電体としてはアルミニウム箔が好ましい。
【００３１】
正極活物質層は特に限定されないが、正極活物質以外の成分として、例えば、固体電解質材料、バインダー、導電助剤等から選択される一種または二種以上の材料を含んでもよい。
正極活物質層中の各種材料の配合割合は、電池の使用用途等に応じて、適宜決定されるため特に限定されず、一般的に公知の情報に準じて設定することができる。
【００３２】
本実施形態に係る正極活物質としては特に限定されず、リチウムイオン電池の正極に使用可能な一般的に公知の正極活物質を用いることができる。例えば、リチウムコバルト酸化物（ＬｉＣｏＯ２）、リチウムニッケル酸化物（ＬｉＮｉＯ２）、リチウムマンガン酸化物（ＬｉＭｎ２Ｏ４）、固溶体酸化物（Ｌｉ２ＭｎＯ３−ＬｉＭＯ２（Ｍ＝Ｃｏ、Ｎｉ等））、リチウム−マンガン−ニッケル酸化物（ＬｉＮｉ１／３Ｍｎ１／３Ｃｏ１／３Ｏ２）、オリビン型リチウムリン酸化物（ＬｉＦｅＰＯ４）等の複合酸化物；ポリアニリン、ポリピロール等の導電性高分子；Ｌｉ２Ｓ、ＣｕＳ、Ｌｉ−Ｃｕ−Ｓ化合物、ＴｉＳ２、ＦｅＳ、ＭｏＳ２、Ｌｉ−Ｍｏ−Ｓ化合物、Ｌｉ−Ｔｉ−Ｓ化合物、Ｌｉ−Ｖ−Ｓ化合物等の硫化物系正極活物質；硫黄を含浸したアセチレンブラック、硫黄を含浸した多孔質炭素、硫黄と炭素の混合粉等の硫黄を活物質とした材料；等を用いることができる。これらの正極活物質は１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
これらの中でも、より高い放電容量密度を有し、かつ、サイクル特性により優れる観点から、硫化物系正極活物質が好ましく、Ｌｉ−Ｍｏ−Ｓ化合物、Ｌｉ−Ｔｉ−Ｓ化合物、Ｌｉ−Ｖ−Ｓ化合物から選択される一種または二種以上がより好ましい。
【００３３】
ここで、Ｌｉ−Ｍｏ−Ｓ化合物は構成元素としてＬｉ、Ｍｏ、およびＳを含んでいるものであり、通常は原料であるモリブデン硫化物および硫化リチウムをメカノケミカル処理等の混合粉砕することにより得ることができる。
また、Ｌｉ−Ｔｉ−Ｓ化合物は構成元素としてＬｉ、Ｔｉ、およびＳを含んでいるものであり、通常は原料であるチタン硫化物と硫化リチウムをメカノケミカル処理等の混合粉砕することにより得ることができる。
Ｌｉ−Ｖ−Ｓ化合物は構成元素としてＬｉ、Ｖ、およびＳを含んでいるものであり、通常は原料であるバナジウム硫化物と硫化リチウムをメカノケミカル処理等の混合粉砕することにより得ることができる。
【００３４】
上記固体電解質材料としては特に限定されないが、一般的にリチウムイオン電池に用いられるものを用いることができる。例えば、硫化物系固体電解質材料、酸化物系固体電解質材料、その他のリチウム系無機固体電解質材料等の無機系固体電解質材料；ポリマー電解質等の有機系固体電解質材料を挙げることができる。これらの中でも、硫化物系固体電解質材料が好ましい。これにより、正極活物質との界面抵抗がより一層低下し、出力特性に優れたリチウムイオン電池にすることができる。
【００３５】
上記硫化物系固体電解質材料としては、例えば、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５材料、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２材料、Ｌｉ２Ｓ−ＧｅＳ２材料、Ｌｉ２Ｓ−Ａｌ２Ｓ３材料、Ｌｉ２Ｓ−ＳｉＳ２−Ｌｉ３ＰＯ４材料、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５−ＧｅＳ２材料、Ｌｉ２Ｓ−Ｌｉ２Ｏ−Ｐ２Ｓ５−ＳｉＳ２材料、Ｌｉ２Ｓ−ＧｅＳ２−Ｐ２Ｓ５−ＳｉＳ２材料、Ｌｉ２Ｓ−ＳｎＳ２−Ｐ２Ｓ５−ＳｉＳ２材料等が挙げられる。これらは、一種単独で使用してもよいし、二種以上を組み合わせて使用してもよい。これらの中でも、リチウムイオン伝導性に優れ、かつ広い電圧範囲で分解等を起こさない安定性を有する点から、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５材料が好ましい。ここで、例えば、Ｌｉ２Ｓ−Ｐ２Ｓ５材料とは、少なくともＬｉ２Ｓ（硫化リチウム）とＰ２Ｓ５とを含む混合物をメカノケミカル処理等の混合粉砕することにより得られる材料を意味する。
【００３６】
上記酸化物系固体電解質材料としては、例えば、ＬｉＴｉ２（ＰＯ４）３、ＬｉＺｒ２（ＰＯ４）３、ＬｉＧｅ２（ＰＯ４）３等のＮＡＳＩＣＯＮ型、（Ｌａ０．５＋ｘＬｉ０．５−３ｘ）ＴｉＯ３等のペロブスカイト型等が挙げられる。
その他のリチウム系無機固体電解質材料としては、例えば、ＬｉＰＯＮ、ＬｉＮｂＯ３、ＬｉＴａＯ３、Ｌｉ３ＰＯ４、ＬｉＰＯ４−ｘＮｘ（ｘは０＜ｘ≦１）、ＬｉＮ、ＬｉＩ、ＬＩＳＩＣＯＮ等が挙げられる。さらに、これらの無機固体電解質の結晶を析出させて得られるガラスセラミックスも固体電解質材料として用いることができる。
【００３７】
上記有機系固体電解質材料としては、例えば、ドライポリマー電解質、ゲル電解質等のポリマー電解質を用いることができる。
ポリマー電解質としては、一般的にリチウムイオン電池に用いられるものを用いることができる。
【００３８】
上記導電助剤としてはリチウムイオン電池に使用可能な通常の導電助剤であれば特に限定されないが、例えば、天然黒鉛、人造黒鉛等のグラファイト類；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、サーマルブラック等のカーボンブラック類；炭素繊維、金属繊維等の導電性繊維類；アルミニウム粉等の金属粉末類；酸化亜鉛ウィスカー、導電性チタン酸カリウムウィスカー等の導電性ウィスカー類；酸化チタン等の導電性金属酸化物；フェニレン誘導体等の有機導電性材料；等が挙げられる。これらの導電助剤は１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
これらの中でも、粒子径が小さく、価格が安いカーボンブラック類が好ましい。
【００３９】
上記バインダーとしては、ポリマー電解質およびそれ以外のバインダーを使用できる。ポリマー電解質の中でも、ドライポリマー電解質が好ましい。また、ポリマー電解質とそれ以外のバインダーとを組み合わせて使用してもよい。
ポリマー電解質以外のバインダーとしては、リチウムイオン電池で一般的に使用されるバインダーであれば特に限定されないが、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、ポリエチレン、ポリプロピレン、アラミド樹脂、ポリアミド、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリビニルアルコール、ポリアクリロニトリル、ポリアクリル酸、ポリアクリル酸メチル、ポリアクリル酸エチル、ポリアクリル酸ヘキシル、ポリメタクリル酸、ポリメタクリル酸メチル、ポリメタクリル酸エチル、ポリメタクリル酸ヘキシル、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルピロリドン、ポリエーテル、ポリエーテルサルフォン、ポリヘキサフルオロプロピレン、スチレンブタジエンゴム、カルボキシメチルセルロース等が挙げられる。これらのバインダーは１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４０】
（負極層）
負極層は特に限定されず、リチウムイオン電池に一般的に用いられている負極を使用することができる。負極層は、通常、負極活物質層と、負極集電体と、を含む。
負極層は特に限定されないが、一般的に公知の方法に準じて製造することができる。例えば、負極活物質を含む負極活物質層を負極集電体上に形成することにより得ることができる。
負極層の厚みや密度は、電池の使用用途等に応じて適宜決定されるため特に限定されず、一般的に公知の情報に準じて設定することができる。
【００４１】
負極集電体としては、特に限定されず、リチウムイオン電池に一般的に用いられているものを使用でき、例えば、銅箔、銅合金箔、ニッケル箔、アルミニウム箔、アルミニウム合金箔、ステンレス鋼箔、炭素シート等が挙げられる。価格や入手容易性、電気化学的安定性等の観点から、負極集電体としては銅箔が好ましい。
【００４２】
負極活物質層は特に限定されないが、負極活物質以外の成分として、例えば、固体電解質材料、バインダー、導電助剤等から選択される一種または二種以上の材料を含んでもよい。固体電解質材料、バインダーおよび導電助剤の具体例としては、前述した正極活物質層で挙げたものと同様のものを挙げることができる。
負極活物質層中の各種材料の配合割合は、電池の使用用途等に応じて、適宜決定されるため特に限定されず、一般的に公知の情報に準じて設定することができる。
【００４３】
上記負極活物質としては特に限定されず、リチウムイオン電池の負極に使用可能な一般的に公知の負極活物質を用いることができる。例えば、天然黒鉛、人造黒鉛、樹脂炭、炭素繊維、活性炭、ハードカーボン、ソフトカーボン等の炭素質材料；スズ、スズ合金、シリコン、シリコン合金、ガリウム、ガリウム合金、インジウム、インジウム合金、アルミニウム、アルミニウム合金等を主体とした金属系材料；ポリアセン、ポリアセチレン、ポリピロール等の導電性ポリマー；金属リチウム；リチウムチタン複合酸化物（例えばＬｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）；Ｌｉ−Ｓｉ合金、Ｌｉ−Ｓｎ合金、Ｌｉ−Ａｌ合金、Ｌｉ−Ｇａ合金、Ｌｉ−Ｍｇ合金、Ｌｉ−Ｉｎ合金等のリチウム合金；等が挙げられる。これらの負極活物質は、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４４】
負極活物質の形状としては、例えば微粒子状や箔状を挙げることができる。
【００４５】
（電解質層）
電解質層は、正極層と負極層との間に介在するように配置される層である。電解質層としては、多孔性セパレーターに非水電解液を含浸させたものや、固体電解質材料を含む固体電解質層が挙げられる。
【００４６】
本実施形態の多孔性セパレーターとしては正極層と負極層を電気的に絶縁させ、リチウムイオンを透過する機能を有するものであれば特に限定されないが、例えば、多孔性膜を用いることができる。
多孔性膜としては微多孔性高分子フィルムが好適に使用され、材質としてポリオレフィン、ポリイミド、ポリフッ化ビニリデン、ポリエステル等が挙げられる。特に、多孔性ポリオレフィンフィルムが好ましく、具体的には多孔性ポリエチレンフィルム、多孔性ポリプロピレンフィルム等が挙げられる。
【００４７】
本実施形態の非水電解液とは、電解質を溶媒に溶解させたものである。
上記電解質としては、公知のリチウム塩がいずれも使用でき、活物質の種類に応じて選択すればよい。例えば、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣＦ３ＣＯ２、ＬｉＡｓＦ６、ＬｉＳｂＦ６、ＬｉＢ１０Ｃｌ１０、ＬｉＡｌＣｌ４、ＬｉＣｌ、ＬｉＢｒ、ＬｉＢ（Ｃ２Ｈ５）４、ＣＦ３ＳＯ３Ｌｉ、ＣＨ３ＳＯ３Ｌｉ、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、Ｌｉ（ＣＦ３ＳＯ２）２Ｎ、低級脂肪酸カルボン酸リチウム等が挙げられる。
【００４８】
上記電解質を溶解する溶媒としては、電解質を溶解させる液体として通常用いられるものであれば特に限定されず、エチレンカーボネート（ＥＣ）、プロピレンカーボネート（ＰＣ）、ブチレンカーボネート（ＢＣ）、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート（ＤＥＣ）、メチルエチルカーボネート（ＭＥＣ）、ビニレンカーボネート（ＶＣ）等のカーボネート類；γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン等のラクトン類；トリメトキシメタン、１，２−ジメトキシエタン、ジエチルエーテル、２−エトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン等のエーテル類；ジメチルスルホキシド等のスルホキシド類；１，３−ジオキソラン、４−メチル−１，３−ジオキソラン等のオキソラン類；アセトニトリル、ニトロメタン、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド等の含窒素類；ギ酸メチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル等の有機酸エステル類；リン酸トリエステルやジグライム類；トリグライム類；スルホラン、メチルスルホラン等のスルホラン類；３−メチル−２−オキサゾリジノン等のオキサゾリジノン類；１，３−プロパンスルトン、１，４−ブタンスルトン、ナフタスルトン等のスルトン類；等が挙げられる。これらは、１種単独で使用してもよいし、２種以上を組み合わせて使用してもよい。
【００４９】
本実施形態に係る固体電解質層は固体電解質材料により構成された層である。固体電解質層は特に限定されず、全固体型リチウムイオン電池に一般的に用いられている固体電解質層を使用することができる。固体電解質層は特に限定されないが、一般的に公知の方法に準じて製造することができる。
【００５０】
固体電解質層を構成する固体電解質材料としては、リチウムイオン伝導性を有するものであれば特に限定されるものではないが、例えば、前述した正極活物質層で挙げたものと同様のものを挙げることができる。これらの中でも、硫化物系固体電解質材料が好ましい。これにより、固体電解質材料間の界面抵抗がより一層低下し、出力特性に優れたリチウムイオン電池にすることができる。
【００５１】
本実施形態に係る固体電解質層における固体電解質材料の含有量は、所望の絶縁性が得られる割合であれば特に限定されるものではないが、例えば、１０体積％以上１００体積％以下の範囲内、中でも、５０体積％以上１００体積％以下の範囲内であることが好ましい。
また、本実施形態の固体電解質層は、バインダーを含有していてもよい。バインダーを含有することにより、可撓性を有する固体電解質層を得ることができる。バインダーとしては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン等のフッ素含有結着材を挙げることができる。
【００５２】
固体電解質層の厚みや密度は、電池の使用用途等に応じて適宜決定されるため特に限定されず、一般的に公知の情報に準じて設定することができる。
【００５３】
電池本体１０は電解質層として、上述した固体電解質層を用いることによって全固体型リチウムイオン電池とすることができる。全固体型リチウムイオン電池は、電池内に可燃性の有機溶媒を用いないので、安全装置の簡素化が図れ、製造コストや生産性、安全性に優れる。
【００５４】
［シート型リチウムイオン電池の製造方法］
本実施形態に係るシート型リチウムイオン電池１００は、電極端子５０が形成されたシート状の外装体２０で電池本体１０を封入することにより作製することができる。例えば、図２に示すように、一方の面の中心部に凹形状の第１の電極端子５０ａと凸形状の第２の電極端子５０ｂが形成された外装体２０を準備する。ここで外装体２０の他方の面には開口部を設け、電池本体１０との接続部位を設ける。
次いで、電池本体１０をこの外装体２０で挟み込む。この際、図２に示す中心線Ｃ１で折り曲げることで、凹形状の第１の電極端子５０ａと凸形状の第２の電極端子５０ｂが図１に示すように外装体２０の両面に形成される。そして、外装体２０の端部をヒートシールして電池本体１０を封入することにより、図１に示すシート型リチウムイオン電池１００を得ることができる。
【００５５】
ここで、凹形状の第１の電極端子５０ａおよび凸形状の第２の電極端子５０ｂは、例えば、凹形状および凸形状に切り出した金属箔を、図２に示すように、外装体２０の表面に貼り付ける、あるいは外装体２０の内部に埋め込むことにより形成することができる。
【００５６】
以上、本発明の実施形態について述べたが、これらは本発明の例示であり、上記以外の様々な構成を採用することもできる。
なお、本発明は前述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲での変形、改良等は本発明に含まれるものである。
【符号の説明】
【００５７】
Ｃ１      中心線
１０      電池本体
２０      外装体
２０Ａ    第１面の一端部Ａ
２０Ｂ    第２面の一端部Ｂ
５０      電極端子
５０ａ    第１の電極端子
５０ｂ    第２の電極端子
１００    シート型リチウムイオン電池
１００ａ  第１面
１００ｂ  第２面
２００    電子機器
２０１    端子
２０３    端子
【図１】
2017168389.tif 000003
【図２】
2017168389.tif 000004