(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
活物質を含む発電要素と、
前記発電要素を収納する外装部材と、
前記外装部材の内側から前記外装部材の外側にまで延在する電極端子部材とを備え、
前記発電要素の活物質は、前記発電要素の外周面の少なくとも一部に露出する活物質部分を含み、
前記外装部材は、前記活物質部分に接触する導電体膜を含み、
前記電極端子部材は、前記外装部材の内側において前記導電体膜と電気的に接続されている、電池。
【請求項２】
前記電極端子部材と前記導電体膜とは少なくとも２箇所において接続されている、請求項１に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は電池に関し、より特定的には、小型化・軽量化を図ることが可能な電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器、特に携帯電話機や個人情報端末あるいは通信機能を備えたノート型パソコンなどの携帯無線端末は、小型化および軽量化が急速に進んできている。このような電子機器の小型化・軽量化に伴って、これらの電子機器に用いられる電源としての電池に対しては、その小型化・軽量化が強く求められている。
【０００３】
上記のような要求に応えるべく、発電セルをラミネートフィルムなどの外装部材で密閉し、従来よりも小型化、軽量化を図った電池の開発が進められている。図１０は、従来の電池を示す斜視模式図である。また、図１１は、図１０の線分ＸＩ−ＸＩにおける断面模式図であり、図１２は、図１０の線分ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面模式図である。図１０〜１２を参照して、従来の電池を説明する。
【０００４】
図１０〜１２を参照して、電池１０１は、ラミネートフィルムなどからなる外装部材１０５の内部に保持された発電セル１１１と、この発電セル１１１から電池１０１の外部へと電流を供給するための負電極１１０および正電極１１７とを備える。外装部材１０５は、発電セル１１１を内部に保持するセル部とこの発電セル１１１をセル部に密封するための封止部１１５とを含む。
【０００５】
発電セル１１１は、負極集電体１０９、負極活物質１０８ａ、１０８ｂ、セパレータ１０７ａ、１０７ｂ、正極活物質１０６ａ、１０６ｂおよび正極集電体１２１ａ、１２１ｂを含む。発電セル１１１の中央部には、負極集電体１０９が配置されている。負極集電体１０９の表面上には負極活物質１０８ｂが配置されている。負極活物質１０８ｂ上にはセパレータ１０７ｂが配置されている。セパレータ１０７ｂ上には正極活物質１０６ｂが配置されている。正極活物質１０６ｂ上には正極集電体１２１ｂが配置されている。また、負極集電体１０９下には負極活物質１０８ａが配置されている。負極活物質１０８ａ下にはセパレータ１０７ａが配置されている。セパレータ１０７ａ下には正極活物質１０６ａが配置されている。正極活物質１０６ａ下には正極集電体１２１ａが配置されている。なお、発電セル１１１の厚みは約５００μｍであり、正極集電体１２１ａ、１２１ｂの厚みは１０〜２０μｍ程度である。
【０００６】
電池１０１では、負極集電体１０９に電気的に接続され、外装部材１０５の内部の発電セル１１１から外装部材１０５の外部にまで延在するように負電極１１０が配置されている。また、正極集電体１２１ａ、１２１ｂに電気的に接続され、外装部材１０５の内部の発電セル１１１から外装部材１０５の外部にまで延在するように正電極１１７が配置されている。また、外装部材１０５は、アルミニウム膜１０３の表面と裏面とをラミネートフィルム樹脂１０２、１０４でコーティングしたものである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
図１０〜１２に示した電池は、従来の箱型電池などより小型化・軽量化を図ることができる。しかし、近年の携帯無線端末などの電子機器のさらなる小型化、高機能化にともなって、電池についてはその出力容量を維持しつつ更なる小型化（占有体積の低減）・軽量化が求められている。
【０００８】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、この発明の目的は、出力容量を低下させること無く、小型化・軽量化を図ることが可能な電池を提供することである。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
この発明に従った電池は、活物質を含む発電要素と、発電要素を収納する外装部材と、電極端子部材とを備える。電極端子部材は、外装部材の内側から外装部材の外側にまで延在する。発電要素の活物質は、発電要素の外周面の少なくとも一部に露出する活物質部分を含む。外装部材は活物質部分に接触する導電体膜を含む。電極端子部材は、外装部材の内側において導電体膜と電気的に接続されている。
【００２１】
このようにすれば、外装部材の導電体膜を発電要素における集電体として利用できる。したがって、従来のように発電要素において外装部材とは別に集電体を配置する必要が無い。このため、集電体の体積分だけ発電要素の体積を削減できる。この結果、電池の出力容量を維持したままで電池の小型化・軽量化を図ることができる。
【００２２】
また、電極端子は電池が組込まれる機器と電池との接続部であり、ある程度の機械的強度が必要である。このため、電極端子となる電極端子部材として比較的強度の高い金属などを用いれば、電極端子の強度を確実に向上させることができる。
【００２３】
また、外装部材の内側に発電要素は収納されているので、発電要素を取り囲むように外装部材の導電体が位置することになる。この導電体は集電体として作用しているので、外装部材の導電体は一定に電位に保たれる。したがって、導電体は電池外部における磁気などから発電要素を保護する電気シールド（電磁シールドあるいは静電シールド）として作用する。この結果、電池の外部からの磁気などの影響によって、電池の特性が変動するなどの問題の発生を防止できる。
【００２４】
上記電池では、電極端子部材と導電体膜とは少なくとも２箇所において接続されていることが好ましい。
【００２５】
この場合、導電体膜と電極端子部材との２つの接続部のいずれか一方において断線などの不良が発生しても、他方の接続部が健全であれば導電体膜と電極端子部材との接続を保つことができる。したがって、導電体膜と電極端子部材との間が断線するという不良の発生確率を低減できる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を説明する。なお、以下の図面において同一または相当する部分には同一の参照番号を付しその説明は繰返さない。
【００３２】
（参考例）
図１は、本発明による電池の参考例を示す斜視模式図である。また、図２は図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける断面模式図であり、図３は図１の線分ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面模式図である。図１〜３を参照して、電池を説明する。
【００３３】
図１〜３を参照して、電池１は、アルミラミネートフィルムからなる外装部材５の内部に保持された発電要素としての発電セル１１と、この発電セル１１から電池１の外部へと電流を供給するための負電極１０および電極端子部としての正電極１３とを備える。外装部材５は、発電セル１１を内部に保持するセル部とこの発電セル１１をセル部に密封するための封止部１５とを含む。
【００３４】
発電セル１１は、負極集電体９、負極活物質８ａ、８ｂ、セパレータ７ａ、７ｂ、活物質部分としての正極活物質６ａ、６ｂを含む。発電セル１１の中央部には、負極集電体９が配置されている。負極集電体９の表面上には負極活物質８ｂが配置されている。負極活物質８ｂ上にはセパレータ７ｂが配置されている。セパレータ７ｂ上には活物質部分としての正極活物質６ｂが配置されている。また、負極集電体９下には負極活物質８ａが配置されている。負極活物質８ａ下にはセパレータ７ａが配置されている。セパレータ７ａ下には活物質部分としての正極活物質６ａが配置されている。正極活物質６ａ、６ｂは、発電セル１１の外周面に露出した状態となっている。
【００３５】
外装部材５は、導電体膜としてのアルミニウム箔３の表面と裏面とをラミネートフィルム樹脂２、４でコーティングしたものである。ラミネートフィルム樹脂２、４としては、たとえばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチレンテレフタレートなどの高分子樹脂を用いることができる。アルミニウム箔３の厚みは３０〜４０μｍであり、ラミネートフィルム樹脂２、４の厚みはそれぞれ５０〜６０μｍである。外装部材５は発電セル１１を内部に収納するように、包袋状の形態を有する。外装部材１１において、発電セル１１に対向する面ではラミネートフィルム樹脂４が除去され、アルミニウム箔３の表面が露出している。そして、この露出したアルミニウム箔３の表面と正極活物質６ａ、６ｂとは接触しているので、アルミニウム箔３は正極集電体として作用する。
【００３６】
このため、従来のように発電セル１１において外装部材５とは別に正極集電体を配置する必要が無い。したがって、省略された正極集電体の体積および質量分だけ従来の発電セルより発電セル１１の体積および質量を削減できる。この結果、電池１の出力容量を維持したままで電池１の小型化・軽量化を図ることができる。
【００３７】
また、外装部材５の発電セル１１に対向する面におけるラミネートフィルム樹脂４（外装部材５の発電セル１１を保持する内部に面するラミネートフィルム樹脂４）を除去しているので、この除去されたラミネートフィルム樹脂４の厚さ分だけ電池１の厚さを従来よりさらに薄くできる。この結果、電池１をより小型化・軽量化できる。
【００３８】
また、電池１では、発電セル１１を取り囲むように外装部材５のアルミニウム箔３が位置している。このアルミニウム箔３は正極集電体として作用している。そのため、アルミニウム箔３は一定の電位に保たれることになる。したがって、電池１の外部からの磁気などから発電セル１１を保護する電気シールド（電磁シールドあるいは静電シールド）としてアルミニウム箔３を作用させることができる。この結果、電池１の外部からの磁気などの影響により、電池１の特性が変動するといった問題の発生を防止できる。
【００３９】
また、アルミニウムは比較的電気抵抗が低いため、正極集電体の電気抵抗を低減できる。
【００４０】
また、図１〜３に示した電池１は、発電セル１１を包袋状の外装部材５で包むような構造のいわゆるエンベロープ型の電池であるが、このような電池１においては、外装部材５を発電セル１１の表面に容易に密着させることができる。そのため、外装部材５の内面においてアルミニウム箔３を露出させておき、正極活物質６ａ、６ｂとこのアルミニウム箔３とを簡単に密着させることができるので、外装部材のアルミニウム箔３を確実に正極集電体として利用できる。
【００４１】
外装部材１１の外周面となる部分では、封止部１５においてラミネートフィルム樹脂２の一部を除去することにより切欠部１２が形成されている。この切欠部１２ではアルミニウム箔３が露出することにより電極端子部としての正電極１３が形成されている。
【００４２】
このように、外装部材５において、電池１の外周面となる部分にてアルミニウム箔３を露出させることにより正電極１３を形成しているので、正電極としてアルミニウム箔３とは別の端子部材などを電池１に付加する必要が無い。このため、より確実に電池１の小型化・軽量化を図ることができる。
【００４３】
また、外装部材５からラミネートフィルム樹脂２の一部を除去するという比較的簡単な加工により正電極１３を形成できるので、正電極として電極端子などを別に準備する場合より、電池１の製造コストを低減できる。また、外装部材５からラミネートフィルム樹脂２の一部を除去するので、電池１のさらなる小型化・軽量化を図ることができる。また、切欠部１２の形状を変更することで、正電極１３の平面外形を任意の形状に変更できる。
【００４４】
また、封止部１５は外装部材５を重ね合せて熱圧着法などによって固定した領域であるので、外装部材５の他の領域より封止部１５は機械的強度が高い。そのため、この封止部１５に正電極１３を設ければ、正電極１３について十分な機械的強度を確保できる。
【００４５】
なお、負電極１０は、発電セル１１の負極集電体９に電気的に接続され、外装部材５の内部のから外装部材５の外部の延在部１６上にまで延在するように配置されている。
【００４６】
図１〜３に示した電池１では、正電極１３が封止部１５に形成されているが、図４に示すように、正電極１３を他の部分に設けてもよい。図４は、本発明による電池の参考例の変形例を示す斜視模式図である。また、図５は、図４の線分Ｖ−Ｖにおける断面模式図である。
【００４７】
図４および５を参照して、電池１は基本的には図１〜３に示した電池と同様の構造を備えるが、電極端子部としての正電極１３の位置が図１〜３に示した電池とは異なる。図４および５を参照して、正電極１３は、外装部材５の延在部１６に形成されている。つまり、延在部１６の表面において、ラミネートフィルム樹脂４の一部を除去した切欠部１４を形成し、アルミニウム箔３を露出させることにより正電極１３が形成されている。このような電池１によっても、図１〜３に示した電池と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
なお、正電極１３は、外装部材５のラミネートフィルム樹脂４の一部を除去してアルミニウム箔３を露出させることにより容易に形成できるので、図１〜５に示した電池における正電極１３の位置とは異なる位置に容易に形成できる。たとえば電池１の負電極１０とは逆側に位置する電池１の面や、図１において正電極１３が形成された封止部１５とは逆側に位置するもう一つの封止部１５などにおいて正電極１３を形成してもよい。
【００４９】
（実施の形態）
図６は、本発明による電池の実施の形態を示す斜視模式図である。また、図７は図６の線分ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面模式図であり、図８は図７の部分拡大断面模式図である。図６〜８を参照して、電池を説明する。
【００５０】
図６〜８を参照して、電池１は基本的に図１〜３に示した電池と同様の構造を備えるが、正電極１７の構造が異なる。すなわち、図１〜３に示した電池１では、正極集電体として作用するアルミニウム箔３を電池１の外周面において露出させる切欠部１２を形成することにより、正電極１３を形成していた。一方、図６〜８に示す電池１では、電極端子部材としての正極端子１７を、外装部材５の内部から外部にまで延在するように配置している。この正極端子１７は、外装部材５の内部においてその端部１８がアルミニウム箔３とスポット溶接部１９により接続されている。
【００５１】
このようにすれば、本発明の参考例による電池１と同様に、外装部材５の導電体膜としてのアルミニウム箔３を発電セル１１における正極集電体として利用できる。したがって、従来のように発電セル１１において外装部材５とは別に正極集電体を配置する必要が無い。この結果、電池１の出力容量を維持したままで電池を小型化・軽量化できる。
【００５２】
また、電池における電極は外部の機器との接続部であり、ある程度の機械的強度が必要である。このため、正電極となる正極端子１７として、比較的強度の高い金属などを用いれば、正極端子１７からなる電極の強度を確実に向上させることができる。
【００５３】
また、本発明の参考例による電池と同様に、発電セル１１を取り囲むように配置された外装部材５のアルミニウム箔３は正極集電体として作用しているので、一定の電位に保たれる。したがって、電池外部の磁気などから発電セル１１を保護するための電気シールド（電磁シールドあるいは静電シールド）としてこのアルミニウム箔３を利用できる。
【００５４】
図６〜８に示した電池では、アルミニウム箔３と正極端子１７とは１箇所のスポット溶接部１９で接続されているが、図９に示すように、正極端子１７とアルミニウム箔３とを複数箇所で接続してもよい。図９は本発明による電池の実施の形態の変形例を示す部分拡大断面模式図である。図９は図８に対応する。
【００５５】
図９を参照して、電池１では、正極端子１７が二股に分岐した端部２０ａ、２０ｂを備える。この端部２０ａ、２０ｂは、それぞれ外装部材５のアルミニウム箔３と２箇所のスポット溶接部１９ａ、１９ｂにおいて接続されている。
【００５６】
このようにすれば、アルミニウム箔３と正極端子１７との２つの接続部であるスポット溶接部１９ａ、１９ｂのいずれか一方において断線などの不良が発生しても、スポット溶接部１９ａ、１９ｂのいずれかが健全であればアルミニウム箔３と正極端子１７との接続を保つことができる。
【００５７】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した実施の形態ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【００５８】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、電池の外装部材における導電体膜を発電セルの集電体として利用することにより、出力容量を維持したまま電池の小型化・軽量化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明による電池の参考例を示す斜視模式図である。
【図２】  図１の線分ＩＩ−ＩＩにおける断面模式図である。
【図３】  図１の線分ＩＩＩ−ＩＩＩにおける断面模式図である。
【図４】  本発明による電池の参考例の変形例を示す斜視模式図である。
【図５】  図４の線分Ｖ−Ｖにおける断面模式図である。
【図６】  本発明による電池の実施の形態を示す斜視模式図である。
【図７】  図６の線分ＶＩＩ−ＶＩＩにおける断面模式図である。
【図８】  図７の部分拡大断面模式図である。
【図９】  本発明による電池の実施の形態の変形例を示す部分拡大断面模式図である。
【図１０】  従来の電池を示す斜視模式図である。
【図１１】  図１０の線分ＸＩ−ＸＩにおける断面模式図である。
【図１２】  図１０の線分ＸＩＩ−ＸＩＩにおける断面模式図である。
【符号の説明】
１  電池、２，４  ラミネートフィルム樹脂、３  アルミニウム箔、５  外装部材、６ａ，６ｂ  正極活物質、７ａ，７ｂ  セパレータ、８ａ，８ｂ  負極活物質、９  負極集電体、１０  負電極、１１  発電セル、１２，１４  切欠部、１３  正電極、１５  封止部、１６  延在部、１７  正極端子、１８，２０ａ，２０ｂ  端部、１９，１９ａ，１９ｂ  スポット溶接部。
【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】
0004087044.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0004087044.tif 000011
【図１１】
0004087044.tif 000012
【図１２】
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