JP2002245999A - 電気化学デバイスおよびケース - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電気化学デバイスをケース内に収容した電池
パックとしての体積エネルギー密度を高めることの可能
な電気化学デバイス、およびケースを提供する。 【解決手段】 少なくとも樹脂と金属箔からなるラミネ
ートフィルムを外装体とした電気化学デバイスであっ
て、この電気化学デバイスは、電子機器の電源部となる
ケース内に収納され、このケースには電気化学デバイス
を収納する収納部と、それ以外の余剰領域とを有し、前
記ケースの余剰領域に外装体の接着部が収納される電気
化学デバイス、または、電子機器の電源部となるケース
であって、樹脂と金属箔からなるラミネートフィルムを
外装体とした電気化学デバイスが収納され、前記外装体
の電極取り出し部を収納する領域に断面Ｌ字状の切り欠
き部を有し、この断面Ｌ字状の切り欠き部には、電気化
学デバイスと電子機器を電気的に接続するためのコネク
タ、あるいは部品が収納される構成のケースとした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、柔軟性のあるフィ
ルムを外装袋に用いた電気化学デバイスに関し、特に容
器に電気化学デバイスを収容した時の体積エネルギー密
度の改良に関する。

【０００２】

【従来の技術】携帯用電子機器の普及に伴い、軽量、小
型でなおかつ長時間の連続駆動が可能な二次電池が求め
られている。従来の電池は金属の外装缶を使用していた
が、リチウムポリマー電池に代表されるように、外装袋
に薄くて軽いフィルムを用いることによって、電池重量
を減らすことが可能となった。

【０００３】外装袋に使用されているフィルムは、主に
数種の樹脂で金属箔をコーディングしたラミネートフィ
ルムである。このラミネートフィルムは軽量であり、今
までの金属の外装缶を用いた電池よりも軽くすることが
可能となり、重量エネルギー密度を高めることが可能と
なった。

【０００４】ここで、電池素体は、このラミネートフィ
ルムに収容される際に、フィルムの周縁部分を接着する
ことによって密封される。この接着、つまり熱融着部分
は、使用する樹脂の種類や熱融着条件によって異なる
が、電池の耐水性の面から少なくとも４mm以上の幅が望
ましい。

【０００５】ここで、ラミネートフィルムを外装材に用
いた場合、電池素体が入っている部分以外の熱融着部を
含めたものが電池の大きさとなる。そのため、金属缶を
用いた電池よりも体積エネルギー密度は低くなる場合が
多い。そこで、電池の平面方向からの投影面積を縮小す
るために、特開２０００−１３８０４０号公報や、特開
２０００−２００５８５号公報では、熱融着部を折り畳
むといったことが検討され、電池単体としての体積エネ
ルギー密度が高められている。

【０００６】しかしながら、通常はこれらの電池は交換
できるようにするため、樹脂、あるいは樹脂と金属の複
合によって作られた容器に入れられて機器と接続され
る。このため、このような構造の電池では、電池の入っ
た容器全体（以後電池パックと称する）で体積エネルギ
ー密度を高める必要がある。

【０００７】携帯用電子機器に使用される電池は、機器
のデザインによって直方体ではない容器に収容されるこ
とがある。例えば、周縁部が厚み方向に湾曲していた
り、角が取れていたりして薄い部分があり、容器として
の厚みは一様ではない。ラミネートフィルムを外装材と
した場合、電池素体が入っている部分の厚みの変化はほ
とんとなく、平らである。したがって、容器の平らな部
分にしか電池素体を収納している部分を入れることがで
きない。平坦部に蓄電とは関係のない熱融着部を入れる
ことは電池パックの体積エネルギー密度を下げることに
なる。

【０００８】すなわち、折り畳まれた熱融着部は、電気
化学デバイス自体の占める占有面積を極力少なくするた
め、電気化学素体収納部側に接するように折り畳まれて
いる。この接着部は、ほぼ平行な面のみで構成された直
方体状の電池ケースに収納する場合には、体積エネルギ
ー密度を向上させるために有効であるが、湾曲した部分
を有する形状の電池ケースに収納する場合には、湾曲部
分の余剰領域を生かすことができず、電気化学デバイス
収納部の有効体積を減少させてしまう。

【０００９】このような電池ケース内に電気化学デバイ
スが収納された状態を図９に示す。図から明らかなよう
に、側部接着部、および電極端接着部が電気化学デバイ
ス収納部内に配置されるため（斜線１４で示す領域）、
その分電気化学デバイス収納部１１が縮小されている。

【００１０】一方、電気化学デバイスが、電子機器に収
納されるとき、電子機器には前記電池パックと、電子機
器とを電気的に接続するコネクターが必要である。従来
コネクターは、電池パックの取り付け位置の近傍に配置
されているが、コネクターの占有する取り付けスペース
を必要とし、これが機器を大きくする要因となってい
た。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、電気
化学デバイスをケース内に収容した電池パックとしての
体積エネルギー密度を高めることの可能な電気化学デバ
イス、およびケースを提供することである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】すなわち上記目的は、以
下の本発明の構成により達成される。 （１） 少なくとも樹脂と金属箔からなるラミネートフ
ィルムを外装体とした電気化学デバイスであって、この
電気化学デバイスは、電子機器の電源部となるケース内
に収納され、このケースには電気化学デバイスを収納す
る収納部と、それ以外の余剰領域とを有し、前記ケース
の余剰領域に外装体の接着部の少なくとも一部が収納さ
れる電気化学デバイス。 （２） 前記外装体の接着部が、電気化学素体収納部の
平面に対してほぼ平行となるように配置されている上記
（１）の電気化学デバイス。 （３） 前記外装体の余剰領域は、電気化学デバイス収
納部の外縁にあって、湾曲した面を含むか、電気化学デ
バイス収納部より厚さが薄い領域である上記（１）また
は（２）の電気化学デバイス。 （４） 電子機器の電源部となるケースであって、樹脂
と金属箔からなるラミネートフィルムを外装体とした電
気化学デバイスが収納され、前記外装体の電極取り出し
部を収納する領域に断面Ｌ字状の切り欠き部を有し、こ
の断面Ｌ字状の切り欠き部には、電気化学デバイスと電
子機器を電気的に接続するためのコネクタ、あるいは部
品の少なくとも一部が収納されるケース。 （５） 前記ケースは、誤挿入を防止するインデックス
機構を有する上記（４）のケース。 （６） 上記（１）〜（３）のいずれかの電気化学デバ
イスが収納されている上記（４）または（５）のケー
ス。

【００１３】

【発明の実施の形態】〔第１の態様〕本発明の第１の態
様である電気化学デバイスは、少なくとも樹脂と金属箔
からなるラミネートフィルムを外装体とした電気化学デ
バイスであって、この電気化学デバイスは、電子機器の
電源部となるケース内に収納され、このケースには電気
化学デバイスを収納する収納部と、それ以外の余剰領域
とを有し、前記ケースの余剰領域に外装体の接着部の少
なくとも一部が収納されるものである。

【００１４】このように、電機化学デバイスが収納され
るケースの余剰領域に、外装体の接着部を収納させるよ
うに形成することにより、電気容量に直接関与する電気
化学デバイス本体の体積を極限にまで大きくすることが
でき、電池パックの体積エネルギー密度を向上させるこ
とができる。

【００１５】本発明の電気化学デバイスの構成例を図１
に示す。図示例の電気化学デバイス１は、少なくとも樹
脂と金属箔からなるラミネートフィルムを外装体として
有し、この外装体は、電気化学デバイス本体である電気
化学素体が収納される電気化学素体収納部２と、折り返
し部を有する側部接着部４と、導出端子３とを有する電
極端接着部５とを有する。

【００１６】接着部のうち、電極端接着部５は、導出端
子３を取り出す構造上、折り返すことができず、また封
止状態を保つための一定幅の接着部分を必要とする。一
方、側部接着部４は、封止状態を保つための一定幅の接
着部分を有するものの、折り畳むことができ、通常１〜
２回折り返されている。

【００１７】このため、側部接着部４は、電気化学素体
収納部２の最大厚さを超えないように折り返されている
ことが望ましい。また、側部接着部４は、電気化学素体
収納部２の平面（最も大きな面積を有する面）に対して
ほぼ平行であるか、この面に対し４５°以内、特に２０
°以内であることが好ましい。すなわち、電気化学素体
収納部２の側面２ａに対し、鋭角以下となることはな
い。

【００１８】このような位置に側部接着部４を配置する
ことにより、図２に示すような電池ケースの余剰領域内
の少なくとも一部に収納され、電気化学デバイス収納部
の有効体積を増加させ、電池ケースを含めた電気化学デ
バイスの体積エネルギー密度を増大させることができ
る。側部接着部４は、少なくとも一部が余剰領域内に収
納されていればよいが、好ましくは側部接着部４全体の
面積の８０％以上、さらには９０％以上、特に全領域が
収納されるとよい。

【００１９】ここで、図２に示す電池ケースについて説
明する。なお、図において、（Ａ）は平面図、（Ｂ）側
面図、（Ｃ）は正面図である。図示例の電池ケース１０
は、ほぼ平行な上下面から構成され、電気化学デバイス
１が収納される電気化学デバイス収納部１１と、この電
気化学デバイス収納部１１の外縁にあって、湾曲した面
を含むか、電気化学デバイス収納部１１より厚さが薄い
余剰領域１２とを有する。この湾曲した、つまり曲面を
有する余剰領域１２は、主に電池ケースと電子機器との
デザイン上の統一を図ったり、電子機器に配置されてい
るアンテナ、コネクター等の部品を避けるために形成さ
れる。この余剰領域１２は、通常電気化学デバイス収納
部１１の側部の一方、もしくは双方の側、および／また
は電極端接着部５側に形成される。

【００２０】余剰領域１２は、２つの平行な平面を有す
る電気化学デバイス収納部１１の、一方の面のみを湾曲
させて他方の面に接続させるような形状としてもよい
し、電子機器の部品の逃げのため、厚みが薄い部分とし
て形成されていてもよい。

【００２１】余剰領域１２は、図示例のように単純に一
方の面に丸みを持たせた形状の他、デザイン上の目的か
ら複雑な曲面を有していたり、電子機器の部品を避ける
ために必要な形状を有することもある。余剰領域１２
は、通常電池ケース全体の５〜２０体積％を占めてい
る。

【００２２】この余剰領域１２には、さらに接点１３が
配置されている。この接点１３は、導出端子３と電気的
に接続されており、外部のコネクターと接続されること
で電子機器と電気化学デバイスとを電気的に接続するも
のである。接点１３は、導出端子３と直接接続される場
合もあるが、通常は保護回路、保護素子等を介して導出
端子と接続される。また、主電源接続用の接点の他、温
度モニタ用の接点など、保護回路用の接点を有する場合
もある。

【００２３】このような電池ケース１０内に電気化学デ
バイスが収納された状態を図３に示す。図から明らかな
ように、側部接着部４、および電極端接着部５が余剰領
域１２内に収納され（斜線１４で示す領域）、その分電
気化学デバイス収納部１１が拡大されている。

【００２４】〔第２の態様〕本発明の第２の態様である
ケースは、電子機器の電源部となるケースであって、樹
脂と金属箔からなるラミネートフィルムを外装体とした
電気化学デバイスが収納され、前記外装体の電極取り出
し部を収納する領域に断面Ｌ字状の切り欠き部を有し、
この断面Ｌ字状の切り欠き部には、電気化学デバイスと
電子機器を電気的に接続するためのコネクタ、または部
品の少なくとも一部が収納されるものである。

【００２５】このように、ケースの電極取り出し部を収
納する領域に断面Ｌ字状の切り欠き部を設け、このＬ字
状切り欠き部に電子機器のコネクター等の部品の少なく
とも一部を収納することにより、ケースの余剰領域を有
効に活用することができ、ケースを含めた電気化学デバ
イスの体積エネルギー密度を高めることができ、電子機
器の有効スペースも増大する。コネクタ、部品は少なく
とも一部が切り欠き部内に収納されていればよいか、好
ましくはコネクタ、部品の電子部品から突出している部
分の全体積の７０％以上、より好ましくは８０％以上、
さらには全部が収納されているとよい。

【００２６】本発明の第２の態様のケースの構成例を図
４および図５に示す。図示例のケース１０は、ほぼ平行
な上下面から構成され、電気化学デバイス１が収納され
る電気化学デバイス収納部１１と、この電気化学デバイ
ス収納部１１の取り出し電極３側にあって、断面がＬ字
状となるように切り欠かれた形状を有する切り欠き部１
５とを有する。

【００２７】この切り欠き部１５には、対応する電子機
器のコネクタ等の部品が収納される。このため、断面Ｌ
字状となる切り欠き部構成面のいずれかには、コネクタ
と接続される端子電極１３が配置される。端子電極１３
が配置される面は、コネクタ等の部品の仕様に合わせて
決めればよく、図示例のように端面側に対応する面であ
ってもよいし、平面側に対応する面であってもよい。

【００２８】切り欠き部１５には、電気化学デバイスの
電極端接着部５や導出端子３の少なくとも一部、好まし
くは大部分が収納される。電極端接着部５は、通常封止
効果を保つため、導出端子３との接着性等の問題から折
り曲げることができず、不可避的に余剰領域として存在
する。このため、電極端接着部５や、導出端子３、必要
により配置される保護回路、保護素子等を収納するため
の領域以外を切り欠き部として解放し、この部分にコネ
クタ等の部品を収納することにより、余剰領域を有効に
活用し、ケースを含めた電気化学デバイスの体積エネル
ギー密度を高めることができる。また、切り欠き部１５
にコネクタ等の部品を収納することで、電子機器側の有
効スペースが増大する。

【００２９】この場合、図８に示すような電気化学デバ
イスを収納するときには、図４，５に示した例のよう
に、端部の中央付近を切り欠き、その両端部を切り欠か
ずに折り畳まれた側部接着部４を収納できるようにす
る。

【００３０】切り欠き部１５の両端付近に形成されてい
る凸部１６は、誤挿入を防止するためのインデックス機
構である。このインデックス機構１６は、図４に示すよ
うに、ケース本体の最大寸法を超えるように形成されて
いてもよいし、図５に示すように切り欠き部１５内に形
成してケース本体の最大寸法を超えないようにしてもよ
い。いずれの態様を選択するかは取り付ける電子機器
や、コネクタ等の部品の仕様、形状等により決定すれば
よい。

【００３１】図６に切り欠き部１５と、電子機器のコネ
クタとの関係を示す。図６は、Ｌ字状切り欠き部とコネ
クタとの接続状態を示す部分断面図である。図におい
て、電子機器側のケース２１内には、切り欠き部１５に
収納されるコネクタ２２と、このコネクタ２２が設置さ
れた基板２３が収納されている。また、その他接続に必
要な部品を収納するようにしてもよい。このコネクタ２
２に取り付けられている端子２２ａは、ケース１１に配
置されている接続端子１３と接触し、電気的に導通する
ようになっている。また、接続端子１３は、ケース１１
内にある保護回路素子１８を搭載した基板１７に取り付
けられている。一方、電気化学デバイスにも保護素子１
９が取り付けられていて、電気化学デバイスの導出端子
３と共に、基板１７に接続されるようになっている。従
って、電気化学デバイスは保護回路１７，１８、保護素
子１９等を介して電子機器と接続される。

【００３２】本発明の第２の態様のケースは、上記第１
の態様の電気化学デバイスを収納するものであってもよ
い。このように第１の態様の電気化学デバイスと、第２
の態様のケースとを組み合わせることにより、さらにケ
ースを含めた電気化学デバイスの体積エネルギー密度を
向上させることができる。

【００３３】図７はこのようなケースの外観を示した斜
視図である。図において、ケース１０は、切り欠き部１
５と余剰領域１２とを有する。この余剰領域１２の一部
には、電子機器のアンテナを避けるための凹部１２ａが
形成されている。このように、不可避的に必要とされる
切り欠き部１５、および余剰領域１２，１２ａに、図１
に示されるような電気化学デバイス１の折り返し部を有
する側部接着部４と、導出端子３を有する電極端接着部
５とが収納される。その他の構成は、図４，５と同様で
あり、同一構成要素には同一符号を付して説明を省略す
る。

【００３４】なお、薄くなっている余剰領域１２の幅が
側部接着部４よりも狭い場合、接着部分は収納できる幅
まで折り返しても良い。

【００３５】〔電気化学デバイス〕本発明の電気化学デ
バイスは、例えば、アルミニウム箔や銅箔等の金属箔等
で構成される正負両極の電極と、セパレータ、高分子固
体電解質等とが交互に積層された構造を有する。正負両
極の電極には、それぞれ引き出し電極（導出端子）が接
続されている。引き出し電極は、アルミニウム、銅、ニ
ッケル、ステンレス等の金属箔で構成される。

【００３６】外装体は、例えばアルミニウム等の金属層
の両面に、熱接着性樹脂層としてのポリプロピレン、ポ
リエチレン等のポリオレフィン樹脂層や耐熱性のポリエ
ステル樹脂層が積層されたラミネートフィルムから構成
されている。外装体は、予め２枚のラミネートフィルム
をそれらの３辺の端面の熱接着性樹脂層相互を熱接着し
てシール部を形成し、１辺が開口した袋状に形成され
る。あるいは、一枚のラミネートフィルムを折り返して
両辺の端面を熱接着してシール部を形成して袋状として
もよい。

【００３７】金属−樹脂間接着剤としては、例えばカル
ボン酸等の酸変性ポリエチレン、酸変性ポリプロピレ
ン、エポキシ樹脂、変性イソシアネート等を例示でき
る。金属−樹脂間接着剤は、金属とポリオレフィン樹脂
との間に介在してこれらの密着性を良好にするためのも
のであるから、引き出し電極のシール部を覆う程度の大
きさで十分である。

【００３８】本発明の電気化学デバイスに用いられる素
子は、積層構造の二次電池に限定されるものではなく、
巻回された二次電池、あるいはこれらと同様な構造を有
するキャパシタなどを用いることができるが、本発明は
特に積層タイプに有効である。

【００３９】本発明の電気化学デバイスは、次のような
リチウム二次電池、電気二重層キャパシタとして用いる
ことができる。

【００４０】＜リチウム二次電池＞本発明のリチウム二
次電池の構造は特に限定されないが、通常、正極、負極
及び高分子固体電解質から構成され、積層型電池や角型
電池等に適用される。

【００４１】また、高分子固体電解質と組み合わせる電
極は、リチウム二次電池の電極として公知のものの中か
ら適宜選択して使用すればよく、好ましくは電極活物質
とゲル電解質、必要により導電助剤との組成物を用い
る。

【００４２】負極には、炭素材料、リチウム金属、リチ
ウム合金あるいは酸化物材料のような負極活物質を用
い、正極には、リチウムイオンがインターカレート・デ
インターカレート可能な酸化物または炭素材料のような
正極活物質を用いることが好ましい。このような電極を
用いることにより、良好な特性のリチウム二次電池を得
ることができる。

【００４３】電極活物質として用いる炭素材料は、例え
ば、メソカーボンマイクロビーズ（ＭＣＭＢ）、天然あ
るいは人造の黒鉛、樹脂焼成炭素材料、カーボンブラッ
ク、炭素繊維などから適宜選択すればよい。これらは粉
末として用いられる。中でも黒鉛が好ましく、その平均
粒子径は１〜３０μm 、特に５〜２５μm であることが
好ましい。平均粒子径が小さすぎると、充放電サイクル
寿命が短くなり、また、容量のばらつき（個体差）が大
きくなる傾向にある。平均粒子径が大きすぎると、容量
のばらつきが著しく大きくなり、平均容量が小さくなっ
てしまう。平均粒子径が大きい場合に容量のばらつきが
生じるのは、黒鉛と集電体との接触や黒鉛同士の接触に
ばらつきが生じるためと考えられる。

【００４４】リチウムイオンがインターカレート・デイ
ンターカレート可能な酸化物としては、リチウムを含む
複合酸化物が好ましく、例えば、ＬｉＣｏＯ₂、ＬｉＭ
ｎ₂Ｏ ₄、ＬｉＮｉＯ₂、ＬｉＶ₂Ｏ₄などが挙げられる。
これらの酸化物の粉末の平均粒子径は１〜４０μm 程度
であることが好ましい。

【００４５】電極には、必要により導電助剤が添加され
る。導電助剤としては、好ましくは黒鉛、カーボンブラ
ック、炭素繊維、ニッケル、アルミニウム、銅、銀等の
金属が挙げられ、特に黒鉛、カーボンブラックが好まし
い。

【００４６】電極組成は、正極では、重量比で、活物
質：導電助剤：ゲル電解質＝３０〜９０：３〜１０：１
０〜７０の範囲が好ましく、負極では、重量比で、活物
質：導電助剤：ゲル電解質＝３０〜９０：０〜１０：１
０〜７０の範囲が好ましい。ゲル電解質は、特に限定さ
れず、通常用いられているものを用いればよい。また、
ゲル電解質を含まない電極も好適に用いられる。この場
合、バインダとしてはフッ素樹脂、フッ素ゴム等を用い
ることができ、バインダの量は３〜３０質量％程度とす
る。

【００４７】電極の製造は、まず、活物質と必要に応じ
て導電助剤を、ゲル電解質溶液またはバインダ溶液に分
散し、塗布液を調製する。

【００４８】そして、この電極塗布液を集電体に塗布す
る。塗布する手段は特に限定されず、集電体の材質や形
状などに応じて適宜決定すればよい。一般に、メタルマ
スク印刷法、静電塗装法、ディップコート法、スプレー
コート法、ロールコート法、ドクターブレード法、グラ
ビアコート法、スクリーン印刷法等が使用されている。
その後、必要に応じて、平板プレス、カレンダーロール
等により圧延処理を行う。

【００４９】集電体は、電池の使用するデバイスの形状
やケース内への集電体の配置方法などに応じて、適宜通
常の集電体から選択すればよい。一般に、正極にはアル
ミニウム等が、負極には銅、ニッケル等が使用される。
なお、集電体は金属箔、金属メッシュなどが、通常、使
用される。金属箔よりも金属メッシュの方が電極との接
触抵抗が小さくなるが、金属箔でも十分小さな接触抵抗
が得られる。

【００５０】そして、溶媒を蒸発させ、電極を作製す
る。塗布厚は、５０〜４００μm 程度とすることが好ま
しい。

【００５１】高分子膜は、例えば、ＰＥＯ（ポリエチレ
ンオキシド））系、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）
系、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）系等の高分子微
多孔膜を用いることができる。

【００５２】このような正極、高分子膜、負極をこの順
に積層し、圧着して電池素体とする。

【００５３】高分子膜に含浸させる電解液は一般に電解
質塩と溶媒よりなる。電解質塩としては、例えば、Ｌｉ
ＢＦ₄ 、ＬｉＰＦ₆ 、ＬｉＡｓＦ₆ 、ＬｉＳＯ₃ Ｃ
Ｆ₃ 、ＬｉＣｌＯ₄ 、ＬｉＮ（ＳＯ₂ ＣＦ₃ ）₂ 等のリ
チウム塩が適用できる。

【００５４】電解液の溶媒としては、前述の高分子固体
電解質、電解質塩との相溶性が良好なものであれば特に
制限はされないが、リチウム電池等では高い動作電圧で
も分解の起こらない極性有機溶媒、例えば、エチレンカ
ーボネート（略称ＥＣ）、プロピレンカーボネート（略
称ＰＣ）、ブチレンカーボネート、ジメチルカーボネー
ト（略称ＤＭＣ）、ジエチルカーボネート、エチルメチ
ルカーボネート等のカーボネート類、テトラヒドロフラ
ン（ＴＨＦ）、２−メチルテトラヒドロフラン等の環式
エーテル、１，３−ジオキソラン、４−メチルジオキソ
ラン等の環式エーテル、γ−ブチロラクトン等のラクト
ン、スルホラン等が好適に用いられる。３−メチルスル
ホラン、ジメトキシエタン、ジエトキシエタン、エトキ
シメトキシエタン、エチルジグライム等を用いてもよ
い。

【００５５】溶媒と電解質塩とで電解液を構成すると考
えた場合の電解質塩の濃度は、好ましくは０．３〜５mo
l/lである。通常、１mol/l辺りで最も高いイオン伝導性
を示す。

【００５６】このような電解液に微多孔性の高分子膜を
浸漬すると、高分子膜が電解液を吸収してゲル化し、高
分子固体電解質となる。

【００５７】高分子固体電解質の組成を共重合体／電解
液で示した場合、膜の強度、イオン伝導度の点から、電
解液の比率は４０〜９０質量％が好ましい。

【００５８】＜電気二重層キャパシタ＞本発明の電気二
重層キャパシタの構造は特に限定されないが、通常、一
対の分極性電極が高分子固体電解質を介して配置されて
おり、分極性電極および高分子固体電解質の周辺部には
絶縁性ガスケットが配置されている。このような電気二
重層キャパシタはペーパー型、積層型等と称されるいず
れのものであってもよい。

【００５９】分極性電極としては、活性炭、活性炭素繊
維等を導電性活物質とし、これにバインダとしてフッ素
樹脂、フッ素ゴム等を加える。そして、この混合物をシ
ート状電極に形成したものを用いることが好ましい。バ
インダの量は５〜１５質量％程度とする。また、バイン
ダとしてゲル電解質を用いてもよい。

【００６０】分極性電極に用いられる集電体は、白金、
導電性ブチルゴム等の導電性ゴムなどであってよく、ま
たアルミニウム、ニッケル等の金属の溶射によって形成
してもよく、上記電極層の片面に金属メッシュを付設し
てもよい。

【００６１】電気二重層キャパシタには、上記のような
分極性電極と高分子固体電解質とを組み合わせる。

【００６２】高分子膜は、例えば、ＰＥＯ（ポリエチレ
ンオキシド））系、ＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）
系、ＰＶＤＦ（ポリフッ化ビニリデン）系等の高分子微
多孔膜を用いることができる。

【００６３】電解質塩としては、（Ｃ₂Ｈ₅）₄ ＮＢ
Ｆ₄ 、（Ｃ₂Ｈ₅）₃ ＣＨ₃ ＮＢＦ₄ 、（Ｃ₂Ｈ₅）₄ ＰＢ
Ｆ₄ 等が挙げられる。

【００６４】電解液に用いる非水溶媒は、公知の種々の
ものであってよく、電気化学的に安定な非水溶媒である
プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、γ−
ブチロラクトン、アセトニトリル、ジメチルホルムアミ
ド、１，２−ジメトキシエタン、スルホラン単独または
混合溶媒が好ましい。

【００６５】このような非水溶媒系の電解質溶液におけ
る電解質の濃度は、０．１〜３mol/lとすればよい。

【００６６】このような電解液に微多孔性の高分子膜を
浸漬すると、高分子膜が電解液を吸収してゲル化し、高
分子固体電解質となる。

【００６７】高分子固体電解質の組成を共重合体／電解
液で示した場合、膜の強度、イオン伝導度の点から、電
解液の比率は４０〜９０質量％が好ましい。

【００６８】絶縁性ガスケットとしては、ポリプロピレ
ン、ブチルゴム等の絶縁体を用いればよい。

【００６９】

【実施例】＜実施例１＞図２に示す形状のケースに熱融
着部が余剰領域、つまり湾曲部のみに収まるように、リ
チウム二次電池を作成した。ケースの平らな部分の内部
寸法は縦５５．０mm、横３５．０mm、厚みは４．０mmと
した。この部分全体に電気化学デバイス、つまり電池素
体を入れるために、図１に示すような電池素体部の寸法
が、縦４９．０mm、横３４．０mm、厚み３．８mmのリチ
ウム二次電池を作成した。このリチウム二次電池を前記
ケースに収容して電池パックを作成した。

【００７０】また、比較サンプルとして発明サンプルと
同じケースの平らな部分に、熱融着部分もすべて収まる
ようにリチウム二次電池を作成した。電流導出用リード
のある辺以外の熱融着部分は、電池の最大厚みを超えな
いように折り畳んだ後、厚み方向に立てた。このときの
電池素体部の寸法は縦４３．０mm、横３２．０mm、厚み
３．８mmとなった。この電池を実施例と同様にケースに
収容して電池パックを作成した。

【００７１】その結果、実施例の電池では、水平方向へ
の投影面積は比較例の１．４倍であり、面積に対する割
合は０．８倍となった。しかし、同じ容器に収容して電
池パックとすると、実施例の方が比較例よりも１５％体
積エネルギー密度が増えることが解った。

【００７２】＜実施例２＞図５に示す形状のケースに収
まるように、リチウム二次電池を作成した。ケースの外
形寸法は縦５５．０mm、横３５．０mm、厚みは５．２mm
とした。また、切り欠き部は縦４．０mm、横３１．０m
m、厚みは３．０mmとした。リチウム二次電池を前記ケ
ースに収容して電池パックを作成した。この電池パック
の切り欠き部内には、電極端接着部の他、保護回路基板
および保護素子も問題なく収容できた。

【００７３】また、比較サンプルとして切り欠き部を有
しないケースに、リチウム二次電池を収納した電池パッ
クも作成した。

【００７４】その結果、発明サンプルの方が比較サンプ
ルよりも約４％実質的な体積エネルギー密度が増えるこ
とが解った。

【００７５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、電気化学
デバイスをケース内に収容した電池パックとしての体積
エネルギー密度を高めることの可能な電気化学デバイ
ス、およびケースを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の電気化学デバイスの外観構成を示す斜
視図である。

【図２】本発明の電気化学デバイスを収納するケースの
外観構成を示した図で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）側面
図、（Ｃ）は正面図である。

【図３】本発明の電気化学デバイスをケース内に収納し
た状態を模式的に示した図である。

【図４】本発明のケースの外観構成を示した斜視図であ
る。

【図５】本発明のケースの他の外観構成を示した斜視図
である。

【図６】ケースと電子機器のコネクタとの関係を示した
一部断面図である。

【図７】本発明のケースの他の外観構成を示した斜視図
である。

【図８】従来の電気化学デバイスの外観構成を示す斜視
図である。

【図９】従来の電気化学デバイスをケース内に収納した
状態を模式的に示した図である。

【符号の説明】

１ 電気化学デバイス ２ 電気化学素体収納部２ ３ 導出端子 ４ 側部接着部 １０ ケース １１ 電気化学素体収納部 １２ 余剰領域 １３ 接点 １５ 切り欠き部

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも樹脂と金属箔からなるラミネ
   ートフィルムを外装体とした電気化学デバイスであっ
   て、 この電気化学デバイスは、電子機器の電源部となるケー
   ス内に収納され、 このケースには電気化学デバイスを収納する収納部と、
   それ以外の余剰領域とを有し、 前記ケースの余剰領域に外装体の接着部が収納される電
   気化学デバイス。
2. 【請求項２】 前記外装体の接着部が、電気化学素体収
   納部の平面に対してほぼ平行となるように配置されてい
   る請求項１の電気化学デバイス。
3. 【請求項３】 前記外装体の余剰領域は、電気化学デバ
   イス収納部の外縁にあって、湾曲した面を含むか、電気
   化学デバイス収納部より厚さが薄い領域である請求項１
   または２の電気化学デバイス。
4. 【請求項４】 電子機器の電源部となるケースであっ
   て、 樹脂と金属箔からなるラミネートフィルムを外装体とし
   た電気化学デバイスが収納され、 前記外装体の電極取り出し部を収納する領域に断面Ｌ字
   状の切り欠き部を有し、 この断面Ｌ字状の切り欠き部には、電気化学デバイスと
   電子機器を電気的に接続するためのコネクタ、あるいは
   部品が収納されるケース。
5. 【請求項５】 前記ケースは、誤挿入を防止するインデ
   ックス機構を有する請求項４のケース。
6. 【請求項６】 請求項１〜３のいずれかの電気化学デバ
   イスが収納されている請求項４または５のケース。