JP2004022363A - 非電解質二次電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】容易には交流電源が得られない場所において、ノートブック・コンピュータ等の電子機器の携帯性、可搬性を考慮した電子機器のための携帯用電源や緊急用電源等として用いることができ、バッテリーの電池切れによるデータ喪失の回避、使用時間の延長等を図ることができる。
【解決手段】充電及び放電が可能であって充電及び放電のための端子リード１５，１６を有する巻回電極体５と、端子リード１５，１６を外部に導出させた状態で巻回電極体５を収納して密封する外装体６と、外装体６の外部において端子リード１５，１６に接続され、充電及び放電時の制御を行う制御回路部７と、制御回路部７に電気的に接続されると共に、外部の電子機器に設けられた記憶メディアのためのソケットに対して着脱自在に接続される所定数の接続端子を有し且つ記憶メディアの規格により定められた形状及び大きさを有するコネクタ８と、を備え、コネクタ８と制御回路部７を外装体６に固定して一体に設ける。
【選択図】 図１
【解決手段】充電及び放電が可能であって充電及び放電のための端子リード１５，１６を有する巻回電極体５と、端子リード１５，１６を外部に導出させた状態で巻回電極体５を収納して密封する外装体６と、外装体６の外部において端子リード１５，１６に接続され、充電及び放電時の制御を行う制御回路部７と、制御回路部７に電気的に接続されると共に、外部の電子機器に設けられた記憶メディアのためのソケットに対して着脱自在に接続される所定数の接続端子を有し且つ記憶メディアの規格により定められた形状及び大きさを有するコネクタ８と、を備え、コネクタ８と制御回路部７を外装体６に固定して一体に設ける。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＰＣカード、スモールカード、メモリースティック、マルチメディアカード等のように形状及び大きさが規格化された記憶メディアと交換して用いることができ、その記憶メディアに代えて電子機器のソケットに装着することにより当該電子機器のための電源装置として使用することができる非電解質二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ノートブック・コンピュータ等の携帯性、可搬性を考慮した情報処理装置では、交流（ＡＣ）電源が容易に得られない場所においても使用できるようにバッテリー電源を内蔵したり、バッテリーパックを着脱可能に装着できるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような情報処理装置において、長時間に渡ってノートブック・コンピュータ等を使用するためには、大容量で大型サイズのバッテリーパックを装着するか、別に予備のバッテリーパックを準備しておく必要がある。この場合には、バッテリーパック自体がある程度の大きさを有することから、その持ち運びに手間が掛かり、携帯性を損なうことになる。
【０００４】
また、大容量のバッテリーパックを準備したとしても、容易には交流電源が得られない場所においては、最終的には電池切れを生ずることになるため、電池切れによるデータ喪失の不安は解消されることがない。更に、携帯電話等の電子機器においては、比較的入手し易い一次電池を使用したコネクタや一次電池パックを用いた簡易充電器が市販されているが、ノートブック・コンピュータ等では比較的消費電力が大きいため、これら電子機器のための一次電池を使用したコネクタや簡易充電器は、未だ実用化されていない。
【０００５】
一方、近年では、ほとんどの携帯型パーソナルコンピュータにおいて、記憶メディアの変換や外部ドライブ装置とコンピュータ本体との接続等のために、ＰＣカードやメモリースティック等の記憶メディアが着脱自在に装着される記憶メディアスロットが内蔵されている。この記憶メディアスロットは、記憶メディアを使用していないときには空洞となっている。そのため、この記憶メディアスロットに記憶メディア以外のものを装着したとしても、パーソナルコンピュータの携帯性を損なうことはない。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、容易には交流電源が得られない場所において、ノートブック・コンピュータ等の電子機器の携帯性、可搬性を考慮した電子機器のための携帯用電源や緊急用電源等として用いることができ、バッテリーの電池切れによるデータ喪失の回避、使用時間の延長等を図ることができるようにして、上述したような課題を解決することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述したような課題等を解決し、上記目的を達成するために、本出願の請求項１記載の非電解質二次電池は、充電及び放電が可能であって充電及び放電のための端子リードを有する発電要素と、端子リードを外部に導出させた状態で発電要素を収納して密封する外装体と、外装体の外部において端子リードに接続され、充電及び放電時の制御を行う制御回路部と、制御回路部に電気的に接続されると共に、外部の電子機器に設けられた記憶メディアのためのソケットに対して着脱自在に接続される所定数の接続端子を有し且つ記憶メディアの規格により定められた形状及び大きさを有するコネクタと、を備え、コネクタと制御回路部を外装体に固定して一体に設けたことを特徴としている。
【０００８】
本出願の請求項２記載の非電解質二次電池は、コネクタには、ソケットに対向される前面にソケットに接続するための所定数の接続端子を露出させる所定数の接続孔を設け、前面の両側部にはソケットに対する誤装着を防止するための誤装着防止手段を設けたことを特徴としている。
【０００９】
本出願の請求項３記載の非電解質二次電池は、誤装着防止手段には、発電要素から放電される電流がソケットに流れて良いときにのみ電流を流す誤放電防止手段を設けたことを特徴としている。
【００１０】
本出願の請求項４記載の非電解質二次電池は、誤放電防止手段は、コネクタに設けられるスイッチ手段と、ソケットに設けられ且つコネクタがソケットに対して正常に嵌合されたときにスイッチ手段を動作させて電流を流す嵌合操作手段とからなることを特徴としている。
【００１１】
本出願の請求項５記載の非電解質二次電池は、コネクタには、ソケットに対向される前面から平面に連続して開口され且つソケットに接続するための所定数の接続端子を露出させる開口部を設け、前面の両側部にはソケットに対する誤装着を防止するための誤装着防止手段を設けたことを特徴としている。
【００１２】
本出願の請求項６記載の非電解質二次電池は、誤装着防止手段には、発電要素から放電される電流がソケットに流れて良いときにのみ電流を流す誤放電防止手段を設けたことを特徴としている。
【００１３】
本出願の請求項７記載の非電解質二次電池は、誤放電防止手段は、コネクタに設けられるスイッチ手段と、ソケットに設けられ且つコネクタがソケットに対して正常に嵌合されたときにスイッチ手段を動作させて電流を流す嵌合操作手段とからなることを特徴としている。
【００１４】
本出願の請求項８記載の非電解質二次電池は、制御回路部は、発電要素が所定量以上充電されたことを検出する充電検出手段及び発電要素が所定量以上放電されたことを検出する放電検出手段の少なくとも一方を備えていることを特徴としている。
【００１５】
本出願の請求項９記載の非電解質二次電池は、制御回路部を外装体に設けた凹部内に収納すると共に、凹部の開口側をコネクタで覆い、外装体及びコネクタの全体を、記憶メディアの規格により定められた形状及び大きさに形成したことを特徴としている。
【００１６】
上述のように構成したことにより、本出願の請求項１記載の非電解質二次電池では、発電要素を収納して密封した外装体に制御回路部とコネクタとを固定して一体に構成することにより、記憶メディアと交換して使用可能とし、記憶メディアと同様の態様で使用して携帯用或いは緊急用の電源装置として用いることができる。
【００１７】
本出願の請求項２記載の非電解質二次電池では、コネクタの前面に所定数の接続端子を露出させると共に前面の両側部に誤装着を防止する誤装着防止手段を設けることにより、例えば、記憶メディアであるＰＣカードと同様に用いて、ＰＣカードを使用する電子機器の携帯用或いは緊急用の電源装置として使用できると共に、電子機器の記憶メディアに対して誤った状態で装着されるのを確実に防止することができる。
【００１８】
本出願の請求項３記載の非電解質二次電池では、誤装着防止手段に誤放電防止手段を設けることにより、電子機器に対して電流を流して良いときにのみ発電要素から記憶メディアスロットのソケットに電流を流すことができ、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができる。
【００１９】
本出願の請求項４記載の非電解質二次電池では、誤放電防止手段をスイッチ手段と嵌合操作手段とで構成することにより、比較的簡単な構成によって誤放電を防止し、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができる。
【００２０】
本出願の請求項５記載の非電解質二次電池では、コネクタの前面から平面に連続して開口された開口部から所定数の接続端子が露出されると共に、前面の両側部に誤嵌合防止手段が設けられているため、例えば、記憶メディアであるメモリースティックと同様に用いて、メモリースティックを使用する電子機器の携帯用或いは緊急用の電源装置として使用できると共に、電子機器の記憶メディアに対して誤った状態で装着されるのを確実に防止することができる。
【００２１】
本出願の請求項６記載の非電解質二次電池では、誤装着防止手段に誤放電防止手段を設けることにより、電子機器に対して電流を流して良いときにのみ発電要素から記憶メディアスロットのソケットに電流を流すことができ、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができる。
【００２２】
本出願の請求項７記載の非電解質二次電池では、誤放電防止手段をスイッチ手段と嵌合操作手段とで構成することにより、比較的簡単な構成によって誤放電を防止し、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができる。
【００２３】
本出願の請求項８記載の非電解質二次電池では、制御回路部が充電検出手段と放電検出手段の少なくとも一方を備えていることにより、発電要素が所定量以上充電され、或いは発電要素から所定量以上放電されるおそれをなくすことができる。
【００２４】
本出願の請求項９記載の非電解質二次電池では、外装体の凹部内に制御回路部が収納され、その凹部の開口側がコネクタで覆われて一体とされているため、ＰＣカードやメモリースティック等の記憶メディアに代替させて使用することができ、電子機器の小型化、薄型化に対応した携帯性、緊急性に対処し得る非電解質二次電池を提供することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１乃至図１１は本発明の実施の例を示すものである。即ち、図１は本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示す分解斜視図、図２は同じく組立斜視図、図３は図１の平面図、図４は図２の正面図、図５は図１の要部を示す説明図、図６は本発明の非電解質二次電池の第１の実施例に係る電気回路の回路構成を示すブロック図、図７は本発明の外装体及び発電要素の一実施例を示す分解斜視図、図８は図７の組立斜視図、図９は本発明の発電要素の一実施例を説明する斜視図、図１０は記憶メディアの一例を示す斜視図、図１１は本発明の非電解質二次電池の第２の実施例を示す斜視図である。
【００２６】
本発明の非電解質二次電池は、ある規格によって外観形状及び大きさが定められた半導体記憶メディアの少なくとも端子接続部（コネクタ）の外観形状及び大きさを同一に構成し、その半導体記憶メディアと交換使用を可能として、その半導体記憶メディアに代えて電子機器のある規格に対応して設けられた記憶メディアスロット（ＰＣカードスロット、メモリスティックスロット等）に装着することにより、記憶メディアとしてではなく携帯用電源或いは予備の緊急用電源等として用いることができる電源装置である。
【００２７】
このような機能を有する本発明の非電解質二次電池の第１の実施例としては、例えば、図１〜図９に示すような構成のものを挙げることができる。この非電解質二次電池１は、ＪＥＩＴＡ（社団法人電子情報技術産業協会、旧ＪＥＩＤＡ：電子協）の規格であるＰＣカードスタンダード（ＰＣ Ｃａｒｄ Ｓｔａｎｄａｒｄ）に準拠したもので、記憶メディアであるＰＣカードに対応した外観形状及び大きさを有する電源装置として構成している。
【００２８】
まず、本発明に関連して適用する記憶メディアの一具体例を示すＰＣカードについて説明する。図１０は、ＪＥＩＴＡの規格であるＰＣカードスタンダードに基づいて形状・大きさが決められているＰＣカードの概略構成を示すものである。図１０に示すように、ＰＣカード２は、１枚の平たい板体として構成されている。即ち、ＰＣカード２の平面形状は、長手方向の長さＬに対して幅方向の幅Ｂを短くした長方形とされており、これら長さＬ及び幅Ｂと交差する方向の厚さＨは、その長さＬ及び幅Ｂに比べて十分に小さく設定されている。
【００２９】
このＰＣカード２の内部には、図示しないが、コントローラ、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、インターフェースその他の必要な部品が収納されている。このＰＣカード２の長手方向の一端である前面側には、外部の電子機器であるノートブック・コンピュータ等のＰＣカードスロットに設けられたソケットに接続するためのコネクタ２ａが設けられている。ＰＣカード２のコネクタ２ａの前面には、ソケットの端子ピンが挿入される６８個の接続孔４が高さ方向に２段とされ且つ幅方向に３４個ずつ並べられて設けられている。これら接続孔４の内部には、コントローラ等と電気的に接続された接続端子がそれぞれ配設されている。
【００３０】
更に、ＰＣカード２のコネクタ２ａの左右両側部には、このＰＣカード２が誤ってＰＣカードスロットに挿入されるのを防止するための誤装着防止手段が設けられている。この誤装着防止手段は、コネクタ２ａの一側部に設けられた切欠き部４ａと、他側部に設けられたキー溝部４ｂとから構成されている。この切欠き部４ａ及びキー溝部４ｂに対応する凸部又は突起が、図示しないＰＣカードスロットのソケットに設けられており、これら切欠き部４ａ及びキー溝部４ｂの形状の違いを利用して、ＰＣカード２が誤った状態でＰＣカードスロットに挿入されるのを防止している。
【００３１】
このような構成を有するＰＣカード２と同様の形状及び大きさを有する非電解質二次電池１は、図１及び図２に示すように、充電及び放電が可能であって充電及び放電のための端子リードを有する発電要素５と、端子リードを外部に導出させた状態で発電要素を密閉して収納する外装体６と、発電要素の充電及び放電を制御する制御回路部７と、外部の電子機器に設けられたＰＣカードスロットのソケットに対して着脱自在に接続されるコネクタ８とを備えて構成されている。
【００３２】
この非電解質二次電池１の発電要素としては、例えば、ポリマーリチウムイオン二次電池を適用することができる。発電要素５としてのポリマーリチウムイオン二次電池は、例えば、図９に示すように、巻回電極体として構成することができる。この巻回電極体５は、帯状に形成された正極１０及び負極１１と、同じく帯状に形成された２つのセパレータ１２及び１３とを備えて構成されている。
【００３３】
正極１０は、帯状に形成される正極集電体１０ａと、この正極集電体１０ａの両面に塗布される正極合剤層１０ｂ，１０ｃとから構成されている。正極集電体１０ａとしては、例えば、厚さ２０μｍのアルミニウム箔を適用することができる。この正極集電体１０ａの両面に、正極合剤スラリーを均一に塗布することによって正極合剤層１０ｂ，１０ｃが形成される。この際、正極集電体１０ａの長手方向の一端（巻き終り側）には、一定の範囲に渡って正極合剤スラリーが塗布されないようにしてブランク部１４を形成する。
【００３４】
正極合剤の正極活物質としては、次のようなものを用いることができる。例えば、アルカリ金属を含有する遷移金属とのカルコゲン化合物、特に、アルカリ金属と遷移金属との酸化物を用いることができる。また、化合物の結晶構造としては、層状化合物やスピネル型化合物がよく用いられる。層状化合物には、一般式としてＬｉｘＭＯ２ で表される化合物を用いることができる。ここで、Ｌｉはリチウムであり、Ｏ２ は酸素である。更に、Ｌｉｘのうちｘは、０．５≦ｘ≦１．１０である。
【００３５】
また、Ｍとしては、遷移金属元素から選ばれる１種以上の元素であって、具体的には、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）及びチタン（Ｔｉ）等を挙げることができる。そして、これらの群のうち、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎから選ばれる１種又は２種以上を含有することが好ましい。
【００３６】
このような正極活物質を用いて正極合剤スラリーを作製する。この正極合剤スラリーは、例えば、粉末ＬｉＣｏＯ２ を８５重量部と、人造黒鉛粉末を５重量部と、カーボンブラックを５重量部とを十分に混練して正極合剤を調整する。この正極合剤に、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶かしたポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を固形分として５重量部となるように加え、これによりインク状の正極スラリーとする。
【００３７】
この正極合剤スラリーを正極集電体１０ａの両面に、電極巻き終り部においてブランク部１４が形成されるようにして均一に塗布する。この際、正極集電体１０ａとして、例えば、幅４８０ｍｍ、厚さ２０μｍのアルミニウム箔（集電体）を用いる。この正極集電体１０ａの両面に、ピッチ約５５０ｍｍで間欠的に塗布し、各ピッチ間には約３０ｍｍの正極スラリーを塗布しない金属箔露出部分を設ける。その後、両面の正極合剤スラリーを乾燥させた後、ローラプレス機にかけて圧縮成形を行う。この圧延された正極原反を幅７５ｍｍに裁断することにより、帯状をなす正極１０が形成される。この正極１０を裁断して巻き取った後、真空乾燥処理した。
【００３８】
この正極リールを巻きほどき、金属箔露出部分にアルミニウムの端子リード１５を接続する。この端子リード１５の大きさは、例えば、幅５ｍｍ、長さ７０ｍｍ、厚さ１００μｍとして形成され、電極の端面から１７．５ｍｍ以上出るようにして超音波溶接によって接合する。その後、幅１９ｍｍの絶縁テープ（ポリイミドテープ：絶縁材）を端子リード１５が溶接された金属箔露出部分の表裏面に貼り付ける。この絶縁テープは、電極端面から突き出した端子リード１５に２ｍｍ以上かかるように貼り付けた。以上の工程は連続的に行われ、製造された帯状の正極１０は再び巻き取られる。
【００３９】
また、正極用のイオン伝導性ポリマーとして、この実施例では、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）に溶かしたポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を固形分として２０重量部となるように加え、これに８重量部となるようにリチウム塩を加え、これに７２重量部となるようにエチレンカーボネート（ＥＣ）と、プロピレンカーボネート（ＰＣ）を加え、保温しながら攪拌して混合溶液とした。この混合溶液を、ホットメルトアプリケータを用いて上記電極集電体の両面に連続的に塗工した。塗工されたイオン伝導性ポリマーの混合溶液は、乾燥することによって活物質内部の空隙に含浸されると共に、低沸点溶媒であるＤＭＣが蒸発してゴム状のゲルポリマー膜が形成される。このイオン伝導性ポリマーは連続的に塗工される。その後、帯状のリード端子付き正極１０が、再び巻き取られる。
【００４０】
負極１１は、同じく帯状に形成される負極集電体１１ａと、この負極集電体１１ａの両面に塗布される負極合剤層１１ｂ，１１ｃとから構成されている。負極集電体１１ａとしては、例えば、厚さ１０μｍの銅箔を適用することができる。この負極集電体１１ａの両面に、負極合剤スラリーを均一に塗布することによって負極合剤層１１ｂ，１１ｃが形成される。この際、負極集電体１１ａの長手方向の一端（巻き終り側）には、一定の範囲に渡って負極合剤スラリーが塗布されないようにしてブランク部を形成する。
【００４１】
負極合剤の負極活物質としては、例えば、リチウムをドープ（吸蔵）し且つ脱ドープ（離脱）し得る合金若しくは化合化可能な材料又は炭素質材料から選ばれる１種以上の負極材料を用いることができる。このリチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料としては、例えば、リチウムと合金或いは化合物を形成可能な金属或いは半導体、又はこれらの合金或いは化合物を挙げることができる。
【００４２】
これら金属、合金或いは化合物は、例えば、化学式ＤｓＥｔＬｉｕで表されるものである。この化学式において、Ｄはリチウムと合金或いは化合物を形成可能な金属元素及び半導体元素のうちの少なくとも１種を表す。また、ＥはリチウムＬｉ及びＤ以外の金属元素及び半導体元素のうちの少なくとも１種を表す。更に、Ｓ、ｔ及びｕの値は、それぞれｓ＞０、ｔ≧０、ｕ≧０である。
【００４３】
中でも、リチウムと合金或いは化合物を形成可能な金属元素或いは半導体元素としては、４Ｂ族の金属元素或いは半導体元素が好ましく、特に好ましいのはケイ素或いはスズであり、最も好ましいのはケイ素である。更に、これらの合金或いは化合物も好ましく、具体的には、ＳｉＢ４ 、ＳｉＢ６ 、Ｍｇ２ Ｓｉ、Ｍｇ２ Ｓｎ、Ｎｉ２ Ｓｉ、ＴｉＳｉ２ 、ＭｏＳｉ２ 、ＣｏＳｉ２ 、ＮｉＳｉ２ 、ＣａＳｉ２ 、ＣｒＳｉ２ 、Ｃｕ５ Ｓｉ、ＦｅＳｉ２ 、ＭｎＳｉ２ 、ＮｂＳｉ２ 、ＴａＳｉ２ 、ＶＳｉ２ 、ＷＳｉ２ 或いはＺｎＳｉ２ 等を挙げることができる。
【００４４】
また、リチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料の他の例としては、炭素材料、金属酸化物或いは高分子材料等を挙げることもできる。炭素材料としては、例えば、天然黒鉛、難黒鉛化性炭素、人造黒鉛、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭或いはカーボンブラック類等が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークス或いは石油コークス等がある。また、有機高分子化合物焼成体とは、フェノール類やフラン類等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。更に、金属酸化物としては、酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン或いは酸化スズ等が挙げられる。また、高分子材料としては、ポリアセチレン或いはポリピロール等を挙げることができる。
【００４５】
このような負極活物質を用いて負極合剤スラリーを作製する。この負極合剤スラリーは、例えば、粒子径５〜２５μｍの天然黒鉛９０重量部（層間距離３．３５Å）に、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶かしたポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を固形分として１０重量部となるように加え、これによりインク状の負極スラリーとした。
【００４６】
この負極合剤スラリーを負極集電体１１ａの両面に、電極巻き終り部においてブランク部が形成されるようにして均一に塗布する。この場合、負極集電体１１ａとして、例えば、幅５２０ｍｍ、厚さ１５μｍの銅箔（集電体）を用いる。この負極集電体１１ａの両面に、ピッチ約６００ｍｍで間欠的に塗布し、各ピッチ間には約３０ｍｍの負極スラリーを塗布しない金属箔露出部分を設ける。その後、両面の負極合剤スラリーを乾燥させた後、ローラプレス機にかけて圧縮成形を行う。この圧延された負極原反を幅７８ｍｍに裁断することにより、帯状をなす負極１１が形成される。この負極１１を裁断して巻き取った後、真空乾燥処理した。
【００４７】
この負極リールを巻きほどき、金属箔露出部分にニッケルの端子リード１６を接続する。この端子リード１６の大きさは、例えば、幅５ｍｍ、長さ７０ｍｍ、厚さ１００μｍとして形成され、電極の端面から１５ｍｍ以上出るようにして超音波溶接によって接合する。その後、幅１９ｍｍの絶縁テープ（ポリイミドテープ：絶縁材）を端子リード１６が溶接された金属箔露出部分の表裏面に貼り付ける。この絶縁テープは、電極端面から突き出した端子リード１６に２ｍｍ以上かかるように貼り付けた。以上の工程は連続的に行われ、帯状の負極１１は再び巻き取られる。
【００４８】
また、負極用のイオン伝導性ポリマーとして、この実施例では、上述した正極１０に用いたものと同じ混合溶液を適用した。この混合溶液を、ホットメルトアプリケータを用いて負極集電体１１ａの両面に塗工する。塗工されたイオン伝導性ポリマーの混合溶液は、乾燥することによって活物質内部の空隙に含浸されると共に、低沸点溶媒であるＤＭＣが蒸発してゴム状のゲルポリマー膜が形成される。このイオン伝導性ポリマーは連続的に塗工される。その後、帯状のリード端子付き負極１１が、再び巻き取られる。
【００４９】
なお、非水電解質としては、非水溶媒や固体電解質や高分子電解質や高分子化合物に電解質を混合又は溶解させた液体状、固体状又はゲル状電解質等を用いることができる。従って、本発明の非水電解質二次電池は、非水電解質の種類に応じて固体電解質二次電池、ゲル状電解質二次電池、液系電解質二次電池等として実現される。
【００５０】
ここで、非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、γ−バレロラクトン等の環状エステル化合物や、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキサン等のエーテル化合物や、酢酸メチル、プロピレン酸メチル等の鎖状エステル化合物や、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート、或いは、２，４−ジフルオロアニソール、２，６−ジフルオロアニソール、４−プロモベラトロール等を単独若しくは２種類以上の混合溶媒として使用することができる。
【００５１】
また、ゲル状電解質に用いられる高分子材料としては、例えば、ポリアクリロニトリル及びポリアクリロニトリルの共重合体を使用することができる。共重合モノマー（ビニル径モノマー）としては、例えば、酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、イタコン酸、水素化メチルアクリレート、水素化エチルアクリレート、アクリルアミド、塩化ビニル、フッ化ビニリデン、塩化ビニリデン等を挙げることができる。更に、アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリロニトリル塩化ポリエチレンプロピレンジエンスチレン樹脂、アクリロニトリル塩化ビニル樹脂、アクリロニトリルメタアクリレート樹脂、アクリロニトリルアクリレート樹脂等を使用することができる。
【００５２】
更に、ゲル状電解質に用いられる高分子材料としては、ポリフッ化ビニリデン及びポリフッ化ビニリデンの共重合体を使用することができる。そして、共重合モノマーとしては、例えば、ヘキサフルオロプロピレンやテトラフルオロエチレン等を挙げることができる。尚、ゲル状電解質に用いられる高分子材料としては、これらを単独又は２種以上混合して使用することができる。
【００５３】
ゲル状電解質層を形成するには、非水溶媒として、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル化合物や、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキサン等のエーテル化合物や、酢酸メチル、プロピレン酸メチル等の鎖状エステル化合物や、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート、或いは２，４−ジフルオロアニソール、２，６−ジフルオロアニソール、４−プロモベラトロールル等を単独若しくは２種類以上の混合溶媒として使用することができる。
【００５４】
更に、ゲル状電解質層においては、ゲル状電解質としてポリフッ化ビニリデンを使用する場合に、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリ四フッ化エチレン等が共重合された多元系高分子からなるゲル状電解質を用いて形成されていることが好ましい。これにより、より機械的強度の高いゲル状電解質を得ることができる。
【００５５】
また、電解質塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６ 、ＬｉＡｓＦ６ 、ＬｉＢＦ４ 、ＬｉＣｌＯ４ 、ＬｉＣＦ３ ＳＯ３ 、ＬｉＮ（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２ 、ＬｉＣ４ Ｆ９ ＳＯ３ 等のリチウム塩を単独若しくは２種類以上混合して使用することができる。なお、電解質塩の添加量は、良好なイオン伝導度が得られるようにゲル状電解質中の非水電解液におけるモル濃度が０．８〜２．０モル／リットルとなるように調整することが好ましい。
【００５６】
セパレータ１２，１３としては、例えば、微多孔性のポリプロピレンフィルムを用いることができる。このセパレータ１２，１３の厚さは２５μｍ程度であり、これらを正極合剤層１０ｂ，１０ｃと負極合剤層１１ｂ，１１ｃとの間に介在させる。即ち、内周側で互いに平行に並ぶように正極端子リード１５と負極端子リード１６を配置し、負極１１、セパレータ１２、正極１０及びセパレータ１３の順に積層して、これを一端から他端まで巻回させる。そして、側方から押圧して偏平させた後、粘着テープ等を使用して巻き終り部を固定する。これにより、偏平された渦巻き状の巻回電極体５が作製される。
【００５７】
このように作製された巻回電極体５を、図７及び図８に示すように、２本の端子リード１５，１６の各先端部を外部に導出させた状態で外装体６内に収納し、周囲の接触面を熱溶着して密封する。外装体６の材質としては、例えば、アルミラミネートフィルムを用いることができる。
【００５８】
フィルム状外装ケースとしては、以下のものを挙げることができる。
ラミネートフィルムの構成としては、たとえば下記に示される材料を使用することができる。ここで、使用するプラスチック材料として、次の略称を使う。
すなわち、ポリエチレンテレフタレート：ＰＥＴ、溶融ポリプロピレン：ＰＰ、無延伸ポリプロピレン：ＣＰＰ、ポリエチレン：ＰＥ、低密度ポリエチレン：ＬＤＰＥ、高密度ポリエチレン：ＨＤＰＥ、直鎖状低密度ポリエチレン：ＬＬＤＰＥ、ナイロン：Ｎｙである。また、耐透湿性のバリア膜として用いる金属材料のアルミニウムにＡＬの略称を用いる。
【００５９】
最も一般的な構成は、外装層／金属膜／シーラント層＝ＰＥＴ／ＡＬ／ＰＥである。また、この組み合わせばかりでなく、以下に示すような他の一般的なラミネートフィルムの構成を採用することができる。
すなわち、外装層／金属膜／シーラント層＝Ｎｙ／ＡＬ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／ＡＬ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／ＡＬ／ＰＥＴ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／Ｎｙ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／Ｎｙ／ＰＥ、Ｎｙ／ＰＥ／ＡＬ／ＬＬＤＰＥ、ＰＥＴ／ＰＥ／ＡＬ／ＰＥＴ／ＬＤＰＥ、またはＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／ＬＤＰＥ／ＣＰＰとすることができる。なお、金属膜としてはＡＬ以外の金属を採用することができることはもちろんである。
【００６０】
このフィルム材を幅広の長方形に形成し、長手方向の中央部で２つに折り曲げて本体片６ａと蓋体片６ｂを形成する。そして、本体片６ａの折曲辺を除く他の３辺に適当な幅の縁取り部を設け、その縁取り部の内側に一面側に膨出する膨出部１８を設ける。
【００６１】
この膨出部１８は、例えば、本体片６ａに対して巻回電極体５の外形に合うよう深絞り加工を施すことにより成形することができる。この膨出部１８の他面に設けられた凹陥部によって巻回電極体５を収納するための発電要素収納部１９が形成されている。この発電要素収納部１９に巻回電極体５を収納した後、本体片６ａに蓋体片６ｂを重ね合わせる。これにより、巻回電極体５が本体片６ａと蓋体片６ｂとによって包み込まれる。
【００６２】
次に、本体片６ａの折曲辺と対向する辺の縁取り部と、これに重ね合わされた蓋体片６ｂの１辺の周縁部を熱溶着等の固着手段によって固着する。これにより、正極及び負極の両端子リード１５，１６が発電要素収納部１９の側面によってクランク状に屈曲され、根元側の屈曲部１５ａ．１６ａと、先端側の引出し部１５ｂ，１６ｂが形成される。そして、各引出し部１５ｂ，１６ｂの根元側が、本体片６ａと蓋体片６ｂとに挟まれて密着される。
【００６３】
その後、本体片６ａ及び蓋体片６ｂの残った２辺、即ち、折曲辺と直交する側面に対向する２辺の縁取り部と、これに重ね合わされた蓋体片６ｂの２辺の周縁部を真空ヒートシール機を用いてシールして固着する。これにより、外装体６の膨出部１８の周囲が密着され、２本の引出し部１５ｂ，１６ｂの先端側を外部に導出させた巻回電極体５が外装体６に封止される。
【００６４】
このように、外装体６の３辺をシールして巻回電極体５を密封した後、外装体６の側面の２辺のシール部を、膨出部１８の根元部と、シール部の中途部との２箇所で膨出部１８側に略９０度ずつ２回折り曲げる。これにより、図８に示すように、２辺のシール部をぞれぞれ２つに折り曲げて重ね合わせた互いに平行をなす２つの囲い壁２０，２０を形成する。この囲い壁２０の高さは、膨出部１８の高さと同程度の高さに設定する。この２つの囲い壁２０，２０と膨出部１８の前面とで囲まれた凹部２１内に、制御回路部７とコネクタ８の一部が収納される
【００６５】
以上の工程により、発電要素が収納された外装体６を、例えば、端子リード１５，１６を除く長さＬ１を８４．５ｍｍ、長さＬ１と直交する方向の幅Ｂを５１．０ｍｍ、これらと直交する方向の厚さＨを３．０ｍｍとして作製した。このとき、外装体６の凹部２１の長さＬ０、即ち、端子リード１５，１６におけるクランク状の屈曲部１５ａ，１６ａから外装体６端縁までの長さは４．５ｍｍである。この外装体６は、ソケットに対するコネクタの着脱操作が実現できるように、ある程度の剛性を持たせるように構成する。この外装体６の剛性は、補強カバーで外装体６を覆うようにして強度を持たせる構成としても良い。
【００６６】
また、外装体６の凹部２１内に収納される制御回路部７は、巻回電極体５に対する充電時及び放電時の電流や電圧等を制御し、適正な充電及び放電が行われるようにすると共に、所定量以上の電圧が巻回電極体５に蓄えられたり、所定量以上の電流が巻回電極体５から放電される等の不具合の発生を防止するものである。そのため、制御回路部７には、図６に示すように、充電制御ＦＥＴ３０と放電制御ＦＥＴ３１と、これらの制御ＦＥＴ３０，３１を制御すると共にその他の不具合の発生を防止する保護回路３２等が設けられている。
【００６７】
制御回路部７の充電制御ＦＥＴ３０は充電検出手段の一具体例を示すもので、充電時の電圧値を測定し、その電圧値に基づき巻回電極体５の充電量が所定量（満充電）に達したこと、又は充電量が所定量以下であるか所定量以上であるかを検出する。また、放電制御ＦＥＴ３１は放電検出手段の一具体例を示すもので、放電時の電圧値を測定し、その電圧値に基づき巻回電極体５の放電量が所定量（放電終了）に達したこと、又は放電量が所定量以下であるか所定量以上であるかを検出する。これら充電制御ＦＥＴ３０及び放電制御ＦＥＴの検出結果に基づいて保護回路３２が充電電流を制御し、又は放電電流を制御する。更に、保護回路３２は、充電時及び放電時の電流値や電圧値等を検出し、巻回電極体５の充電又は放電に関するその他の不具合の発生を防止する。
【００６８】
この制御回路部７は、図１〜図３に示すように、所定の配線がプリントされた配線基板２３と、この配線基板２３に搭載されたマイクロコンピュータ、記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ）、コンデンサ、抵抗その他の電子部品２４とから構成されている。制御回路部７の配線基板２３には、巻回電極体５の２本の端子リード１５，１６がそれぞれ電気的に接続されている。この制御回路部７の大きさは、図３に示すように、例えば、長手方向の長さＣ（凹部２１に装着した状態では外装体６の幅方向）を４４．４ｍｍ、その長手方向と交差する方向の幅をＭ（凹部２１に装着した状態では外装体６の長手方向）を５．１ｍｍ、これらと直交する方向の厚さを３．３ｍｍに形成する。
【００６９】
この配線基板２３に２本の端子リード１５，１６を接続するため、２本の引出し部１５ｂ，１６ｂの各先端部には、それぞれ座タブ２５が溶接等の固着手段によって固着されている。各座タブ２５は、それぞれの一端が引出し部１５ｂ，１６ｂの各先端部に固着されていて、それぞれの他端は互いに離反するよう外側に延在されている。この２個の座タブ２５の上に両側部が重なり合うように配線基板２３が載置され、各座タブ２５を配線基板２３に溶接することによって２本の端子リード１５，１６が配線基板２３の電気回路に接続されている。２３ａは、配線基板２３に設けたスルーホールであり、このスルーホールの内側に塗布されたハンダによって配線基板２３の一面に形成された配線パターンが、配線基板２３の他面に接触された端子リード１５，１６と導通されている。
【００７０】
コネクタ８は、図１〜図５に示すような形状及び構成を有している。即ち、コネクタ８は、横長とされたブロック状の部材からなり、その長手方向と交差する幅方向の後部には、外装体６の凹部２１に嵌合される嵌合部８ａが設けられている。コネクタ８の嵌合部８ａは、その両側部を外装体６の囲い壁２０の厚み分を除去すると共に、底面側を外装体６の重合部の厚み分と制御回路部７の厚み分を除去することによって形成されている。この嵌合部８ａを、制御回路部７が収納された状態の凹部２１に嵌合させることにより、コネクタ８の上面が外装体６の上面と略同じ高さとなり、コネクタ８の下面が外装体６の下面と略同じ位置となるように形成されている。
【００７１】
このコネクタ８の前側の部分は、対応するＰＣカードのコネクタ側の部分と同様の形状及び大きさとなるように形成されている。即ち、コネクタ８の前面には、ＰＣカードのコネクタと同様にソケットの端子ピンが挿入される６８個の接続孔２６が、高さ方向に２段とされ且つ幅方向に３４個ずつ並べられてそれぞれ対応する位置において同じ形状及び大きさで設けられている。そして、各接続孔２６の内部には接続端子がそれぞれ配設されていて、これらの接続端子が多数のリード線２７によって配線基板２３の配線パターンに接続されている。
【００７２】
更に、コネクタ８の左右両側部には、このコネクタ８が誤った状態（姿勢の誤り）でＰＣカードスロットに挿入されてソケットに装着されるのを防止するための誤装着防止手段が設けられている。この誤装着防止手段は、コネクタ８の長手方向の一側部に設けられた切欠き部２８ａと、他側部に設けられたキー溝部２８ｂとから構成されている。この切欠き部２８ａ及びキー溝部２８ｂは、図１０に示すＰＣカード２の切欠き部４ａ及びキー溝部４ｂと対応されており、これらと同じ形状及び大きさによって形成されている。
【００７３】
即ち、切欠き部２８ａは、前面から上面にかけて開口する切欠きとして形成されている。一方、キー溝部２８ｂは、厚み方向の略中央部において、前面から側面にかけて開口する長溝として形成されている。これら切欠き部２８ａ及びキー溝部２８ｂには、所望の電子機器の図示しないＰＣカードスロットのソケットに設けられる凸部又は突起が摺動可能に係合され、切欠き部２８ａとキー溝部２８ｂの形状の違いを利用して、ＰＣカード２が上下方向（表裏面）を誤った状態でＰＣカードスロットに挿入されるのを防止している。
【００７４】
また、図示しないが、切欠き部２８ａ及びキー溝部２８ｂの一方又は両方には、巻回電極体５の誤放電を防止するための誤放電防止手段を設けるように構成すると良い。この誤放電防止手段は、非電解質二次電池１の定格出力によってソケット側に設けた電子機器の電子部品が破壊されるのを防止するためのものである。一般に、非電解質二次電池１の定格出力は一般的な二次電池や一次電池に比べて大きいため、非電解質二次電池１の定格出力であっても、ソケット側の電子部品がその定格出力に耐えうる構成になっていない場合には、その電子部品が通常の放電によって破壊されてしまうおそれがある。
【００７５】
そのため、非電解質二次電池１の通常の放電によってもソケット側の電子部品が破壊されないようにするのが誤放電防止手段である。この誤放電防止手段は、例えば、切欠き部２８ａ又はキー溝部２８ｂに設けられるスイッチ手段と、このスイッチ手段をオン・オフさせてコネクタ８の電気回路を開閉させる嵌合操作手段とから構成することができる。嵌合操作手段は、例えば、誤放電防止の対策が取られたソケットにおいて切欠き部２８ａ又はキー溝部２８ｂと対応する位置に設けられる凸部又は突起として形成することができる。
【００７６】
この嵌合操作手段である凸部又は突起により、非電解質二次電池１の挿入時にスイッチ手段をオン又はオフさせるようにする。これにより、ＰＣカードスロットのソケットが誤放電防止対策の取られたものである場合には、非電解質二次電池１をＰＣカードスロットに挿入することにより自動的に凸部又は突起がスイッチ手段を作動させ、その結果、巻回電極体５側からソケット側に電流が急激に流される。この場合には、非電解質二次電池１の定格出力がソケット側に急激に作用することになるが、ソケット側にはその対策が取られているため、ソケット側の電子部品が非電解質二次電池１の定格出力を受けることによって破壊されるおそれがない。
【００７７】
これに対して、ＰＣカードスロットのソケットが誤放電防止対策の取られていないものである場合には、非電解質二次電池１をＰＣカードスロットに挿入しても、嵌合操作手段がスイッチ手段を作動させることがなく、スイッチ手段は閉じた状態に保持される。そのため、巻回電極体５側からソケット側に電流が流れることがないから、ソケット側の電子部品が非電解質二次電池１の定格出力によって破壊されることがない。
【００７８】
このような構成を有するコネクタ８を、制御回路部７が収納された外装体６の凹部２１に嵌合させ、例えば接着剤等の固着手段を用いてこれらを一体的に固着する。これにより、全体の形状及び大きさがＰＣカードの規格寸法内に収められ、その接続部と同様の形状及び大きさを有するコネクタ８を備えた非電解質二次電池１が得られる。例えば、コネクタ８を加えた長さを８５．６ｍｍ、これと交差する方向である幅を５４．０ｍｍ、これらと直交する方向である厚さを５．０ｍｍとすることにより、ＪＥＩＴＡ規格によるＰＣカードのタイプＩＩを得ることができる。
【００７９】
なお、外装体６にコネクタ８を結合させた電池組立体は、これらの外側を硬質のカバーで覆い、全体に剛性を持たせる構成とすることもできる。この場合には、コネクタ８の部分を露出させるか、或いは、カバーで覆った状態で切欠き部２８ａ及びキー溝部２８ｂを設けるようにする。
【００８０】
このような構成を有する非電解質二次電池１によれば、記憶メディアであるＰＣカードに代替させ、同じＰＣカードスロットに挿入してソケットにコネクタ８を装着することにより、携帯用或いは予備用の電源装置として用いることできる。しかも、既存のＰＣカードスロットを電源装置の収納部として用いることができるため、容易にはＡＣ電源を得ることができない場所において、携帯性を損なうことなく電源装置として使用することができ、パーソナルコンピュータ等の情報機器において、電池切れによるデータ喪失の不安を解消することができる。また、パーソナルコンピュータ等の情報機器において緊急避難的に電源装置として使用して、使用時間を延長することができる。
【００８１】
上述した第１の実施例では、ＰＣカードの規格に対応した形状及び大きさを有する非電解質二次電池１に適用した例について説明したが、本発明は、その他の規格に対応した形状及び大きさを有する非電解質二次電池として実現できることは勿論である。例えば、次のように構成することにより、同じくＪＥＩＴＡ規格によるスモールＰＣカードとして実現することができる。
【００８２】
本発明の第２の実施例としては、例えば、スラリー間欠塗布ピッチ及び原反の裁断幅以外は上記実施例と同様にして、巻回電極体５の端子リードを除く長さを４３．０ｍｍ、幅を３９．０ｍｍ、厚さを３．０ｍｍとする。この巻回電極体５が密封された外装体６の凹部２１の深さは４．５ｍｍである。この凹部２１内に収納される制御回路部７は、例えば、長手方向の長さＣ（凹部２１に装着した状態では外装体６の幅方向）を３９．０ｍｍ、その幅をＭ（凹部２１に装着した状態では外装体６の長手方向）を５．０ｍｍ、これらと直交する方向の厚さを３．３ｍｍに形成する。この制御回路部７に２本の端子リード１５，１６及びコネクタ８を電気的に接続し、これらを一体化させる。
【００８３】
これにより構成された電池組立体を、適度な剛性を有するカバーで覆い、全体の形状及び大きさを、コネクタ８を加えた長さを４５．０ｍｍ、これと交差する方向である幅を４２．８ｍｍ、これらと直交する方向である厚さを５．０ｍｍとする。これにより、ＪＥＩＴＡ規格によるスモールＰＣカードのタイプＩＩに対応し、全体の形状及び大きさがスモールＰＣカードの規格寸法内に収められ、その接続部と同様の形状及び大きさを有するコネクタを備えた非電解質二次電池が得られる。
【００８４】
図１１は、本発明の第３の実施例を示すものである。この第３の実施例に示す非電解質二次電池４０は、一般にメモリーカードと呼ばれている半導体記憶メディアに対応するように構成したものである。この非電解質二次電池４０の構成は上述した非電解質二次電池１と同様であって、外装体６と図に現れない制御回路部とコネクタ４１とからなっているが、これが第１実施例と異なるところはコネクタ４１の形状及び構造である。そのため、以下には、コネクタ４１についてのみ説明し、外装体６及び制御回路部の説明は省略する。
【００８５】
図１１に示すように、非電解質二次電池４０のコネクタ４１は、略四角形をなす偏平なブロック状の部材からなり、その一辺には外装体６の凹部２１に嵌合される嵌合部４１ａが設けられている。コネクタ４１の嵌合部４１ａは、その両側部を外装体６の囲い壁２０の厚み分を除去すると共に、図に現れないラベル面（表面）側を外装体６の重合部の厚み分と制御回路部７の厚み分を除去することによって形成されている。この嵌合部４１ａを、制御回路部７が収納された状態の凹部２１に嵌合させることにより、コネクタ４１の裏面（図に現れている面）が外装体６の裏面と略同じ高さとなり、コネクタ４１の表面が外装体６の表面と略同じ平面となるように形成されている。
【００８６】
このコネクタ４１の前側の一方の角部には、前面から側面にかけて緩やかに湾曲された曲面を有するガイド部４２が形成されていて、このガイド部４２の裏面側に誤装着防止手段の一方をなす切欠き部４３ａが設けられている。そして、コネクタ４１の前側の他方の角部には、誤装着防止手段の他方をなすキー溝部４３ｂが設けられている。この切欠き部４３ａ及びキー溝部４３ｂにより、外部の電子機器に設けた記憶メディアスロットに非電解質二次電池４０を装着する際の、上下又は前後方向の誤りによる誤装着を防止することができる。
【００８７】
また、コネクタ４１の前部には、記憶メディアスロットのソケットに接続するための所定数の接続端子が露出された開口部４４が設けられている。開口部４４は、ソケットに対向される前面から一方の平面である裏面に連続するよう開口されている。この開口部４４は、前後方向に延びる複数の仕切り片４５によって仕切られており、これら仕切り片４５で仕切られた各区分内にそれぞれ接続端子が配設されている。これらの接続端子が、凹部２１内に収納されている制御回路部７にリード線を介して接続されている。
【００８８】
このような構成を有するコネクタ４１を備えた非電解質二次電池４０の他の構成は、上述した第１の実施例と同様である。更に、この非電解質二次電池４０の使用方法も、上述した第１の実施例と同様である。この場合、外部の電子機器の一具体例を示すパーソナルコンピュータ等においては、この実施例に対応した記憶メディアであるメモリースティックを着脱自在に装着可能な記憶メディアスロット及びソケットを備えている必要がある。これにより、第３の実施例として示す非電解質二次電池４０においても、上述した第１の実施例と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００８９】
以上説明したが、本発明は上記実施の例に限定されるものではなく、例えば、上記実施例においては、記憶メディアとしてＰＣカード、スモールＰＣカード及びメモリースティックの各規格に対応した形状及び大きさを有する非電解質二次電池１，４０について説明したが、これ以外の記憶メディア、例えば、ＳＤメモリカード、マルチメディアカード、スマートメディア、コンパクトフラッシュ（登録商標）等の各規格に対応した形状及び大きさを有する非電解質二次電池に適用できることは勿論である。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更できるものである。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願の請求項１記載の非電解質二次電池によれば、発電要素を収納して密封した外装体に制御回路部とコネクタとを固定して一体に構成したため、記憶メディアに代替して使用することができ、記憶メディアと同様の態様で用いることによって携帯用或いは緊急用の電源装置として使用することができる。そのため、容易には交流電源が得られない場所において、ノートブック・コンピュータ等の電子機器の携帯性、可搬性を考慮した電子機器のための携帯用電源や緊急用電源等として用いることができ、バッテリーの電池切れによるデータ喪失の回避、使用時間の延長等を図ることができるという効果を得ることができる。
【００９１】
本出願の請求項２記載の非電解質二次電池によれば、コネクタの前面に所定数の接続端子を露出させると共に前面の両側部に誤装着を防止する誤装着防止手段を設ける構成としたため、記憶メディアの一具体例を示すＰＣカードと同様に用いて、ＰＣカードを使用する電子機器の携帯用或いは緊急用の電源装置として使用することができると共に、電子機器の記憶メディアに対して誤った状態で装着されるのを確実に防止することができるという効果を得ることができる。
【００９２】
本出願の請求項３記載の非電解質二次電池によれば、誤装着防止手段に誤放電防止手段を設ける構成としたため、電子機器に対して電流を流して良いときにのみ発電要素から記憶メディアスロットのソケットに電流を流すことができ、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができるという効果を得ることができる。
【００９３】
本出願の請求項４記載の非電解質二次電池によれば、誤放電防止手段をスイッチ手段と嵌合操作手段とで構成したため、比較的簡単な構成によって誤放電を防止し、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができるという効果を得ることができる。
【００９４】
本出願の請求項５記載の非電解質二次電池によれば、コネクタの前面から平面に連続して開口された開口部から所定数の接続端子が露出されると共に、前面の両側部に誤嵌合防止手段を設ける構成としたため、記憶メディアの他の具体例を示すメモリースティックと同様に用いて、メモリースティックを使用する電子機器の携帯用或いは緊急用の電源装置として使用できると共に、電子機器の記憶メディアに対して誤った状態で装着されるのを確実に防止することができるという効果を得ることができる。
【００９５】
本出願の請求項６記載の非電解質二次電池によれば、誤装着防止手段に誤放電防止手段を設ける構成としたため、電子機器に対して電流を流して良いときにのみ発電要素から記憶メディアスロットのソケットに電流を流すことができ、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができるという効果を得ることができる。
【００９６】
本出願の請求項７記載の非電解質二次電池によれば、誤放電防止手段をスイッチ手段と嵌合操作手段とで構成したため、比較的簡単な構成によって誤放電を防止し、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができるという効果を得ることができる。
【００９７】
本出願の請求項８記載の非電解質二次電池によれば、制御回路部が充電検出手段と放電検出手段の少なくとも一方を備える構成としたため、発電要素が所定量以上充電され、或いは発電要素から所定量以上放電されるおそれをなくすことができるという効果を得ることができる。
【００９８】
本出願の請求項９記載の非電解質二次電池によれば、外装体の凹部内に制御回路部が収納され、その凹部の開口側がコネクタで覆われて一体に構成したため、ＰＣカードやメモリースティック等の記憶メディアに代替させて使用することができ、電子機器の小型化、薄型化に対応した携帯性、緊急性に対処し得る非電解質二次電池を提供することができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示すもので、外装体と制御回路部とコネクタを分解した斜視図である。
【図２】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示す組立状態の斜視図である。
【図３】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示すもので、外装体と制御回路部とコネクタを分解して平面側から見た説明図である。
【図４】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示す前面側からみた説明図である。
【図５】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示すもので、外装体と制御回路部とコネクタの関係を示す説明図である。
【図６】本発明の本発明の非電解質二次電池の第１の実施例に係る電気回路の回路構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示すもので、外装体に発電要素を収納する状態を示す説明図である。
【図８】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示すもので、外装体に発電要素を収納して密閉した状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例に係る発電要素を示す説明図である。
【図１０】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例に対応した記憶メディアの一例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の非電解質二次電池の第３の実施例を示す組立状態の斜視図である。
【符号の説明】
１，４０ ポリマーリチウムイオン二次電池（非電解質二次電池）、 ２ ＰＣカード、 ５ 発電要素、 ６ 外装体、 ７ 制御回路部、 ８ コネクタ、 ８ａ 嵌合部、 １５，１６ 端子リード、 １８ 膨出部、 １９ 発電要素収納部、 ２０ 囲い壁、 ２３ 配線基板、 ２６ 接続孔、 ２８ａ，４３ａ 切欠き部（誤装着防止手段）、 ２８ｂ，４３ｂ キー溝（誤装着防止手段）、 ３０ 充電制御ＦＥＴ（充電検出手段）、 ３１ 放電制御ＦＥＴ（放電検出手段）、 ３２ 保護回路、 ４４ 開口部、 ４５ 仕切り片
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、ＰＣカード、スモールカード、メモリースティック、マルチメディアカード等のように形状及び大きさが規格化された記憶メディアと交換して用いることができ、その記憶メディアに代えて電子機器のソケットに装着することにより当該電子機器のための電源装置として使用することができる非電解質二次電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、ノートブック・コンピュータ等の携帯性、可搬性を考慮した情報処理装置では、交流（ＡＣ）電源が容易に得られない場所においても使用できるようにバッテリー電源を内蔵したり、バッテリーパックを着脱可能に装着できるように構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような情報処理装置において、長時間に渡ってノートブック・コンピュータ等を使用するためには、大容量で大型サイズのバッテリーパックを装着するか、別に予備のバッテリーパックを準備しておく必要がある。この場合には、バッテリーパック自体がある程度の大きさを有することから、その持ち運びに手間が掛かり、携帯性を損なうことになる。
【０００４】
また、大容量のバッテリーパックを準備したとしても、容易には交流電源が得られない場所においては、最終的には電池切れを生ずることになるため、電池切れによるデータ喪失の不安は解消されることがない。更に、携帯電話等の電子機器においては、比較的入手し易い一次電池を使用したコネクタや一次電池パックを用いた簡易充電器が市販されているが、ノートブック・コンピュータ等では比較的消費電力が大きいため、これら電子機器のための一次電池を使用したコネクタや簡易充電器は、未だ実用化されていない。
【０００５】
一方、近年では、ほとんどの携帯型パーソナルコンピュータにおいて、記憶メディアの変換や外部ドライブ装置とコンピュータ本体との接続等のために、ＰＣカードやメモリースティック等の記憶メディアが着脱自在に装着される記憶メディアスロットが内蔵されている。この記憶メディアスロットは、記憶メディアを使用していないときには空洞となっている。そのため、この記憶メディアスロットに記憶メディア以外のものを装着したとしても、パーソナルコンピュータの携帯性を損なうことはない。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、容易には交流電源が得られない場所において、ノートブック・コンピュータ等の電子機器の携帯性、可搬性を考慮した電子機器のための携帯用電源や緊急用電源等として用いることができ、バッテリーの電池切れによるデータ喪失の回避、使用時間の延長等を図ることができるようにして、上述したような課題を解決することを目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上述したような課題等を解決し、上記目的を達成するために、本出願の請求項１記載の非電解質二次電池は、充電及び放電が可能であって充電及び放電のための端子リードを有する発電要素と、端子リードを外部に導出させた状態で発電要素を収納して密封する外装体と、外装体の外部において端子リードに接続され、充電及び放電時の制御を行う制御回路部と、制御回路部に電気的に接続されると共に、外部の電子機器に設けられた記憶メディアのためのソケットに対して着脱自在に接続される所定数の接続端子を有し且つ記憶メディアの規格により定められた形状及び大きさを有するコネクタと、を備え、コネクタと制御回路部を外装体に固定して一体に設けたことを特徴としている。
【０００８】
本出願の請求項２記載の非電解質二次電池は、コネクタには、ソケットに対向される前面にソケットに接続するための所定数の接続端子を露出させる所定数の接続孔を設け、前面の両側部にはソケットに対する誤装着を防止するための誤装着防止手段を設けたことを特徴としている。
【０００９】
本出願の請求項３記載の非電解質二次電池は、誤装着防止手段には、発電要素から放電される電流がソケットに流れて良いときにのみ電流を流す誤放電防止手段を設けたことを特徴としている。
【００１０】
本出願の請求項４記載の非電解質二次電池は、誤放電防止手段は、コネクタに設けられるスイッチ手段と、ソケットに設けられ且つコネクタがソケットに対して正常に嵌合されたときにスイッチ手段を動作させて電流を流す嵌合操作手段とからなることを特徴としている。
【００１１】
本出願の請求項５記載の非電解質二次電池は、コネクタには、ソケットに対向される前面から平面に連続して開口され且つソケットに接続するための所定数の接続端子を露出させる開口部を設け、前面の両側部にはソケットに対する誤装着を防止するための誤装着防止手段を設けたことを特徴としている。
【００１２】
本出願の請求項６記載の非電解質二次電池は、誤装着防止手段には、発電要素から放電される電流がソケットに流れて良いときにのみ電流を流す誤放電防止手段を設けたことを特徴としている。
【００１３】
本出願の請求項７記載の非電解質二次電池は、誤放電防止手段は、コネクタに設けられるスイッチ手段と、ソケットに設けられ且つコネクタがソケットに対して正常に嵌合されたときにスイッチ手段を動作させて電流を流す嵌合操作手段とからなることを特徴としている。
【００１４】
本出願の請求項８記載の非電解質二次電池は、制御回路部は、発電要素が所定量以上充電されたことを検出する充電検出手段及び発電要素が所定量以上放電されたことを検出する放電検出手段の少なくとも一方を備えていることを特徴としている。
【００１５】
本出願の請求項９記載の非電解質二次電池は、制御回路部を外装体に設けた凹部内に収納すると共に、凹部の開口側をコネクタで覆い、外装体及びコネクタの全体を、記憶メディアの規格により定められた形状及び大きさに形成したことを特徴としている。
【００１６】
上述のように構成したことにより、本出願の請求項１記載の非電解質二次電池では、発電要素を収納して密封した外装体に制御回路部とコネクタとを固定して一体に構成することにより、記憶メディアと交換して使用可能とし、記憶メディアと同様の態様で使用して携帯用或いは緊急用の電源装置として用いることができる。
【００１７】
本出願の請求項２記載の非電解質二次電池では、コネクタの前面に所定数の接続端子を露出させると共に前面の両側部に誤装着を防止する誤装着防止手段を設けることにより、例えば、記憶メディアであるＰＣカードと同様に用いて、ＰＣカードを使用する電子機器の携帯用或いは緊急用の電源装置として使用できると共に、電子機器の記憶メディアに対して誤った状態で装着されるのを確実に防止することができる。
【００１８】
本出願の請求項３記載の非電解質二次電池では、誤装着防止手段に誤放電防止手段を設けることにより、電子機器に対して電流を流して良いときにのみ発電要素から記憶メディアスロットのソケットに電流を流すことができ、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができる。
【００１９】
本出願の請求項４記載の非電解質二次電池では、誤放電防止手段をスイッチ手段と嵌合操作手段とで構成することにより、比較的簡単な構成によって誤放電を防止し、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができる。
【００２０】
本出願の請求項５記載の非電解質二次電池では、コネクタの前面から平面に連続して開口された開口部から所定数の接続端子が露出されると共に、前面の両側部に誤嵌合防止手段が設けられているため、例えば、記憶メディアであるメモリースティックと同様に用いて、メモリースティックを使用する電子機器の携帯用或いは緊急用の電源装置として使用できると共に、電子機器の記憶メディアに対して誤った状態で装着されるのを確実に防止することができる。
【００２１】
本出願の請求項６記載の非電解質二次電池では、誤装着防止手段に誤放電防止手段を設けることにより、電子機器に対して電流を流して良いときにのみ発電要素から記憶メディアスロットのソケットに電流を流すことができ、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができる。
【００２２】
本出願の請求項７記載の非電解質二次電池では、誤放電防止手段をスイッチ手段と嵌合操作手段とで構成することにより、比較的簡単な構成によって誤放電を防止し、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができる。
【００２３】
本出願の請求項８記載の非電解質二次電池では、制御回路部が充電検出手段と放電検出手段の少なくとも一方を備えていることにより、発電要素が所定量以上充電され、或いは発電要素から所定量以上放電されるおそれをなくすことができる。
【００２４】
本出願の請求項９記載の非電解質二次電池では、外装体の凹部内に制御回路部が収納され、その凹部の開口側がコネクタで覆われて一体とされているため、ＰＣカードやメモリースティック等の記憶メディアに代替させて使用することができ、電子機器の小型化、薄型化に対応した携帯性、緊急性に対処し得る非電解質二次電池を提供することができる。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図１乃至図１１は本発明の実施の例を示すものである。即ち、図１は本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示す分解斜視図、図２は同じく組立斜視図、図３は図１の平面図、図４は図２の正面図、図５は図１の要部を示す説明図、図６は本発明の非電解質二次電池の第１の実施例に係る電気回路の回路構成を示すブロック図、図７は本発明の外装体及び発電要素の一実施例を示す分解斜視図、図８は図７の組立斜視図、図９は本発明の発電要素の一実施例を説明する斜視図、図１０は記憶メディアの一例を示す斜視図、図１１は本発明の非電解質二次電池の第２の実施例を示す斜視図である。
【００２６】
本発明の非電解質二次電池は、ある規格によって外観形状及び大きさが定められた半導体記憶メディアの少なくとも端子接続部（コネクタ）の外観形状及び大きさを同一に構成し、その半導体記憶メディアと交換使用を可能として、その半導体記憶メディアに代えて電子機器のある規格に対応して設けられた記憶メディアスロット（ＰＣカードスロット、メモリスティックスロット等）に装着することにより、記憶メディアとしてではなく携帯用電源或いは予備の緊急用電源等として用いることができる電源装置である。
【００２７】
このような機能を有する本発明の非電解質二次電池の第１の実施例としては、例えば、図１〜図９に示すような構成のものを挙げることができる。この非電解質二次電池１は、ＪＥＩＴＡ（社団法人電子情報技術産業協会、旧ＪＥＩＤＡ：電子協）の規格であるＰＣカードスタンダード（ＰＣ Ｃａｒｄ Ｓｔａｎｄａｒｄ）に準拠したもので、記憶メディアであるＰＣカードに対応した外観形状及び大きさを有する電源装置として構成している。
【００２８】
まず、本発明に関連して適用する記憶メディアの一具体例を示すＰＣカードについて説明する。図１０は、ＪＥＩＴＡの規格であるＰＣカードスタンダードに基づいて形状・大きさが決められているＰＣカードの概略構成を示すものである。図１０に示すように、ＰＣカード２は、１枚の平たい板体として構成されている。即ち、ＰＣカード２の平面形状は、長手方向の長さＬに対して幅方向の幅Ｂを短くした長方形とされており、これら長さＬ及び幅Ｂと交差する方向の厚さＨは、その長さＬ及び幅Ｂに比べて十分に小さく設定されている。
【００２９】
このＰＣカード２の内部には、図示しないが、コントローラ、記憶装置（ＲＯＭ、ＲＡＭ）、インターフェースその他の必要な部品が収納されている。このＰＣカード２の長手方向の一端である前面側には、外部の電子機器であるノートブック・コンピュータ等のＰＣカードスロットに設けられたソケットに接続するためのコネクタ２ａが設けられている。ＰＣカード２のコネクタ２ａの前面には、ソケットの端子ピンが挿入される６８個の接続孔４が高さ方向に２段とされ且つ幅方向に３４個ずつ並べられて設けられている。これら接続孔４の内部には、コントローラ等と電気的に接続された接続端子がそれぞれ配設されている。
【００３０】
更に、ＰＣカード２のコネクタ２ａの左右両側部には、このＰＣカード２が誤ってＰＣカードスロットに挿入されるのを防止するための誤装着防止手段が設けられている。この誤装着防止手段は、コネクタ２ａの一側部に設けられた切欠き部４ａと、他側部に設けられたキー溝部４ｂとから構成されている。この切欠き部４ａ及びキー溝部４ｂに対応する凸部又は突起が、図示しないＰＣカードスロットのソケットに設けられており、これら切欠き部４ａ及びキー溝部４ｂの形状の違いを利用して、ＰＣカード２が誤った状態でＰＣカードスロットに挿入されるのを防止している。
【００３１】
このような構成を有するＰＣカード２と同様の形状及び大きさを有する非電解質二次電池１は、図１及び図２に示すように、充電及び放電が可能であって充電及び放電のための端子リードを有する発電要素５と、端子リードを外部に導出させた状態で発電要素を密閉して収納する外装体６と、発電要素の充電及び放電を制御する制御回路部７と、外部の電子機器に設けられたＰＣカードスロットのソケットに対して着脱自在に接続されるコネクタ８とを備えて構成されている。
【００３２】
この非電解質二次電池１の発電要素としては、例えば、ポリマーリチウムイオン二次電池を適用することができる。発電要素５としてのポリマーリチウムイオン二次電池は、例えば、図９に示すように、巻回電極体として構成することができる。この巻回電極体５は、帯状に形成された正極１０及び負極１１と、同じく帯状に形成された２つのセパレータ１２及び１３とを備えて構成されている。
【００３３】
正極１０は、帯状に形成される正極集電体１０ａと、この正極集電体１０ａの両面に塗布される正極合剤層１０ｂ，１０ｃとから構成されている。正極集電体１０ａとしては、例えば、厚さ２０μｍのアルミニウム箔を適用することができる。この正極集電体１０ａの両面に、正極合剤スラリーを均一に塗布することによって正極合剤層１０ｂ，１０ｃが形成される。この際、正極集電体１０ａの長手方向の一端（巻き終り側）には、一定の範囲に渡って正極合剤スラリーが塗布されないようにしてブランク部１４を形成する。
【００３４】
正極合剤の正極活物質としては、次のようなものを用いることができる。例えば、アルカリ金属を含有する遷移金属とのカルコゲン化合物、特に、アルカリ金属と遷移金属との酸化物を用いることができる。また、化合物の結晶構造としては、層状化合物やスピネル型化合物がよく用いられる。層状化合物には、一般式としてＬｉｘＭＯ２ で表される化合物を用いることができる。ここで、Ｌｉはリチウムであり、Ｏ２ は酸素である。更に、Ｌｉｘのうちｘは、０．５≦ｘ≦１．１０である。
【００３５】
また、Ｍとしては、遷移金属元素から選ばれる１種以上の元素であって、具体的には、鉄（Ｆｅ）、コバルト（Ｃｏ）、ニッケル（Ｎｉ）、マンガン（Ｍｎ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）、スズ（Ｓｎ）、クロム（Ｃｒ）、バナジウム（Ｖ）及びチタン（Ｔｉ）等を挙げることができる。そして、これらの群のうち、Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ｍｎから選ばれる１種又は２種以上を含有することが好ましい。
【００３６】
このような正極活物質を用いて正極合剤スラリーを作製する。この正極合剤スラリーは、例えば、粉末ＬｉＣｏＯ２ を８５重量部と、人造黒鉛粉末を５重量部と、カーボンブラックを５重量部とを十分に混練して正極合剤を調整する。この正極合剤に、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶かしたポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を固形分として５重量部となるように加え、これによりインク状の正極スラリーとする。
【００３７】
この正極合剤スラリーを正極集電体１０ａの両面に、電極巻き終り部においてブランク部１４が形成されるようにして均一に塗布する。この際、正極集電体１０ａとして、例えば、幅４８０ｍｍ、厚さ２０μｍのアルミニウム箔（集電体）を用いる。この正極集電体１０ａの両面に、ピッチ約５５０ｍｍで間欠的に塗布し、各ピッチ間には約３０ｍｍの正極スラリーを塗布しない金属箔露出部分を設ける。その後、両面の正極合剤スラリーを乾燥させた後、ローラプレス機にかけて圧縮成形を行う。この圧延された正極原反を幅７５ｍｍに裁断することにより、帯状をなす正極１０が形成される。この正極１０を裁断して巻き取った後、真空乾燥処理した。
【００３８】
この正極リールを巻きほどき、金属箔露出部分にアルミニウムの端子リード１５を接続する。この端子リード１５の大きさは、例えば、幅５ｍｍ、長さ７０ｍｍ、厚さ１００μｍとして形成され、電極の端面から１７．５ｍｍ以上出るようにして超音波溶接によって接合する。その後、幅１９ｍｍの絶縁テープ（ポリイミドテープ：絶縁材）を端子リード１５が溶接された金属箔露出部分の表裏面に貼り付ける。この絶縁テープは、電極端面から突き出した端子リード１５に２ｍｍ以上かかるように貼り付けた。以上の工程は連続的に行われ、製造された帯状の正極１０は再び巻き取られる。
【００３９】
また、正極用のイオン伝導性ポリマーとして、この実施例では、ジメチルカーボネート（ＤＭＣ）に溶かしたポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を固形分として２０重量部となるように加え、これに８重量部となるようにリチウム塩を加え、これに７２重量部となるようにエチレンカーボネート（ＥＣ）と、プロピレンカーボネート（ＰＣ）を加え、保温しながら攪拌して混合溶液とした。この混合溶液を、ホットメルトアプリケータを用いて上記電極集電体の両面に連続的に塗工した。塗工されたイオン伝導性ポリマーの混合溶液は、乾燥することによって活物質内部の空隙に含浸されると共に、低沸点溶媒であるＤＭＣが蒸発してゴム状のゲルポリマー膜が形成される。このイオン伝導性ポリマーは連続的に塗工される。その後、帯状のリード端子付き正極１０が、再び巻き取られる。
【００４０】
負極１１は、同じく帯状に形成される負極集電体１１ａと、この負極集電体１１ａの両面に塗布される負極合剤層１１ｂ，１１ｃとから構成されている。負極集電体１１ａとしては、例えば、厚さ１０μｍの銅箔を適用することができる。この負極集電体１１ａの両面に、負極合剤スラリーを均一に塗布することによって負極合剤層１１ｂ，１１ｃが形成される。この際、負極集電体１１ａの長手方向の一端（巻き終り側）には、一定の範囲に渡って負極合剤スラリーが塗布されないようにしてブランク部を形成する。
【００４１】
負極合剤の負極活物質としては、例えば、リチウムをドープ（吸蔵）し且つ脱ドープ（離脱）し得る合金若しくは化合化可能な材料又は炭素質材料から選ばれる１種以上の負極材料を用いることができる。このリチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料としては、例えば、リチウムと合金或いは化合物を形成可能な金属或いは半導体、又はこれらの合金或いは化合物を挙げることができる。
【００４２】
これら金属、合金或いは化合物は、例えば、化学式ＤｓＥｔＬｉｕで表されるものである。この化学式において、Ｄはリチウムと合金或いは化合物を形成可能な金属元素及び半導体元素のうちの少なくとも１種を表す。また、ＥはリチウムＬｉ及びＤ以外の金属元素及び半導体元素のうちの少なくとも１種を表す。更に、Ｓ、ｔ及びｕの値は、それぞれｓ＞０、ｔ≧０、ｕ≧０である。
【００４３】
中でも、リチウムと合金或いは化合物を形成可能な金属元素或いは半導体元素としては、４Ｂ族の金属元素或いは半導体元素が好ましく、特に好ましいのはケイ素或いはスズであり、最も好ましいのはケイ素である。更に、これらの合金或いは化合物も好ましく、具体的には、ＳｉＢ４ 、ＳｉＢ６ 、Ｍｇ２ Ｓｉ、Ｍｇ２ Ｓｎ、Ｎｉ２ Ｓｉ、ＴｉＳｉ２ 、ＭｏＳｉ２ 、ＣｏＳｉ２ 、ＮｉＳｉ２ 、ＣａＳｉ２ 、ＣｒＳｉ２ 、Ｃｕ５ Ｓｉ、ＦｅＳｉ２ 、ＭｎＳｉ２ 、ＮｂＳｉ２ 、ＴａＳｉ２ 、ＶＳｉ２ 、ＷＳｉ２ 或いはＺｎＳｉ２ 等を挙げることができる。
【００４４】
また、リチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料の他の例としては、炭素材料、金属酸化物或いは高分子材料等を挙げることもできる。炭素材料としては、例えば、天然黒鉛、難黒鉛化性炭素、人造黒鉛、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭或いはカーボンブラック類等が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークス或いは石油コークス等がある。また、有機高分子化合物焼成体とは、フェノール類やフラン類等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。更に、金属酸化物としては、酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン或いは酸化スズ等が挙げられる。また、高分子材料としては、ポリアセチレン或いはポリピロール等を挙げることができる。
【００４５】
このような負極活物質を用いて負極合剤スラリーを作製する。この負極合剤スラリーは、例えば、粒子径５〜２５μｍの天然黒鉛９０重量部（層間距離３．３５Å）に、Ｎ−メチル−２−ピロリドンに溶かしたポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）を固形分として１０重量部となるように加え、これによりインク状の負極スラリーとした。
【００４６】
この負極合剤スラリーを負極集電体１１ａの両面に、電極巻き終り部においてブランク部が形成されるようにして均一に塗布する。この場合、負極集電体１１ａとして、例えば、幅５２０ｍｍ、厚さ１５μｍの銅箔（集電体）を用いる。この負極集電体１１ａの両面に、ピッチ約６００ｍｍで間欠的に塗布し、各ピッチ間には約３０ｍｍの負極スラリーを塗布しない金属箔露出部分を設ける。その後、両面の負極合剤スラリーを乾燥させた後、ローラプレス機にかけて圧縮成形を行う。この圧延された負極原反を幅７８ｍｍに裁断することにより、帯状をなす負極１１が形成される。この負極１１を裁断して巻き取った後、真空乾燥処理した。
【００４７】
この負極リールを巻きほどき、金属箔露出部分にニッケルの端子リード１６を接続する。この端子リード１６の大きさは、例えば、幅５ｍｍ、長さ７０ｍｍ、厚さ１００μｍとして形成され、電極の端面から１５ｍｍ以上出るようにして超音波溶接によって接合する。その後、幅１９ｍｍの絶縁テープ（ポリイミドテープ：絶縁材）を端子リード１６が溶接された金属箔露出部分の表裏面に貼り付ける。この絶縁テープは、電極端面から突き出した端子リード１６に２ｍｍ以上かかるように貼り付けた。以上の工程は連続的に行われ、帯状の負極１１は再び巻き取られる。
【００４８】
また、負極用のイオン伝導性ポリマーとして、この実施例では、上述した正極１０に用いたものと同じ混合溶液を適用した。この混合溶液を、ホットメルトアプリケータを用いて負極集電体１１ａの両面に塗工する。塗工されたイオン伝導性ポリマーの混合溶液は、乾燥することによって活物質内部の空隙に含浸されると共に、低沸点溶媒であるＤＭＣが蒸発してゴム状のゲルポリマー膜が形成される。このイオン伝導性ポリマーは連続的に塗工される。その後、帯状のリード端子付き負極１１が、再び巻き取られる。
【００４９】
なお、非水電解質としては、非水溶媒や固体電解質や高分子電解質や高分子化合物に電解質を混合又は溶解させた液体状、固体状又はゲル状電解質等を用いることができる。従って、本発明の非水電解質二次電池は、非水電解質の種類に応じて固体電解質二次電池、ゲル状電解質二次電池、液系電解質二次電池等として実現される。
【００５０】
ここで、非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、γ−バレロラクトン等の環状エステル化合物や、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキサン等のエーテル化合物や、酢酸メチル、プロピレン酸メチル等の鎖状エステル化合物や、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート、或いは、２，４−ジフルオロアニソール、２，６−ジフルオロアニソール、４−プロモベラトロール等を単独若しくは２種類以上の混合溶媒として使用することができる。
【００５１】
また、ゲル状電解質に用いられる高分子材料としては、例えば、ポリアクリロニトリル及びポリアクリロニトリルの共重合体を使用することができる。共重合モノマー（ビニル径モノマー）としては、例えば、酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、イタコン酸、水素化メチルアクリレート、水素化エチルアクリレート、アクリルアミド、塩化ビニル、フッ化ビニリデン、塩化ビニリデン等を挙げることができる。更に、アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリロニトリル塩化ポリエチレンプロピレンジエンスチレン樹脂、アクリロニトリル塩化ビニル樹脂、アクリロニトリルメタアクリレート樹脂、アクリロニトリルアクリレート樹脂等を使用することができる。
【００５２】
更に、ゲル状電解質に用いられる高分子材料としては、ポリフッ化ビニリデン及びポリフッ化ビニリデンの共重合体を使用することができる。そして、共重合モノマーとしては、例えば、ヘキサフルオロプロピレンやテトラフルオロエチレン等を挙げることができる。尚、ゲル状電解質に用いられる高分子材料としては、これらを単独又は２種以上混合して使用することができる。
【００５３】
ゲル状電解質層を形成するには、非水溶媒として、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル化合物や、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、２−メチルテトラヒドロフラン、１，３−ジオキサン等のエーテル化合物や、酢酸メチル、プロピレン酸メチル等の鎖状エステル化合物や、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート、或いは２，４−ジフルオロアニソール、２，６−ジフルオロアニソール、４−プロモベラトロールル等を単独若しくは２種類以上の混合溶媒として使用することができる。
【００５４】
更に、ゲル状電解質層においては、ゲル状電解質としてポリフッ化ビニリデンを使用する場合に、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリ四フッ化エチレン等が共重合された多元系高分子からなるゲル状電解質を用いて形成されていることが好ましい。これにより、より機械的強度の高いゲル状電解質を得ることができる。
【００５５】
また、電解質塩としては、例えば、ＬｉＰＦ６ 、ＬｉＡｓＦ６ 、ＬｉＢＦ４ 、ＬｉＣｌＯ４ 、ＬｉＣＦ３ ＳＯ３ 、ＬｉＮ（ＣｎＦ２ｎ＋１ＳＯ２）２ 、ＬｉＣ４ Ｆ９ ＳＯ３ 等のリチウム塩を単独若しくは２種類以上混合して使用することができる。なお、電解質塩の添加量は、良好なイオン伝導度が得られるようにゲル状電解質中の非水電解液におけるモル濃度が０．８〜２．０モル／リットルとなるように調整することが好ましい。
【００５６】
セパレータ１２，１３としては、例えば、微多孔性のポリプロピレンフィルムを用いることができる。このセパレータ１２，１３の厚さは２５μｍ程度であり、これらを正極合剤層１０ｂ，１０ｃと負極合剤層１１ｂ，１１ｃとの間に介在させる。即ち、内周側で互いに平行に並ぶように正極端子リード１５と負極端子リード１６を配置し、負極１１、セパレータ１２、正極１０及びセパレータ１３の順に積層して、これを一端から他端まで巻回させる。そして、側方から押圧して偏平させた後、粘着テープ等を使用して巻き終り部を固定する。これにより、偏平された渦巻き状の巻回電極体５が作製される。
【００５７】
このように作製された巻回電極体５を、図７及び図８に示すように、２本の端子リード１５，１６の各先端部を外部に導出させた状態で外装体６内に収納し、周囲の接触面を熱溶着して密封する。外装体６の材質としては、例えば、アルミラミネートフィルムを用いることができる。
【００５８】
フィルム状外装ケースとしては、以下のものを挙げることができる。
ラミネートフィルムの構成としては、たとえば下記に示される材料を使用することができる。ここで、使用するプラスチック材料として、次の略称を使う。
すなわち、ポリエチレンテレフタレート：ＰＥＴ、溶融ポリプロピレン：ＰＰ、無延伸ポリプロピレン：ＣＰＰ、ポリエチレン：ＰＥ、低密度ポリエチレン：ＬＤＰＥ、高密度ポリエチレン：ＨＤＰＥ、直鎖状低密度ポリエチレン：ＬＬＤＰＥ、ナイロン：Ｎｙである。また、耐透湿性のバリア膜として用いる金属材料のアルミニウムにＡＬの略称を用いる。
【００５９】
最も一般的な構成は、外装層／金属膜／シーラント層＝ＰＥＴ／ＡＬ／ＰＥである。また、この組み合わせばかりでなく、以下に示すような他の一般的なラミネートフィルムの構成を採用することができる。
すなわち、外装層／金属膜／シーラント層＝Ｎｙ／ＡＬ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／ＡＬ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／ＡＬ／ＰＥＴ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／Ｎｙ／ＣＰＰ、ＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／Ｎｙ／ＰＥ、Ｎｙ／ＰＥ／ＡＬ／ＬＬＤＰＥ、ＰＥＴ／ＰＥ／ＡＬ／ＰＥＴ／ＬＤＰＥ、またはＰＥＴ／Ｎｙ／ＡＬ／ＬＤＰＥ／ＣＰＰとすることができる。なお、金属膜としてはＡＬ以外の金属を採用することができることはもちろんである。
【００６０】
このフィルム材を幅広の長方形に形成し、長手方向の中央部で２つに折り曲げて本体片６ａと蓋体片６ｂを形成する。そして、本体片６ａの折曲辺を除く他の３辺に適当な幅の縁取り部を設け、その縁取り部の内側に一面側に膨出する膨出部１８を設ける。
【００６１】
この膨出部１８は、例えば、本体片６ａに対して巻回電極体５の外形に合うよう深絞り加工を施すことにより成形することができる。この膨出部１８の他面に設けられた凹陥部によって巻回電極体５を収納するための発電要素収納部１９が形成されている。この発電要素収納部１９に巻回電極体５を収納した後、本体片６ａに蓋体片６ｂを重ね合わせる。これにより、巻回電極体５が本体片６ａと蓋体片６ｂとによって包み込まれる。
【００６２】
次に、本体片６ａの折曲辺と対向する辺の縁取り部と、これに重ね合わされた蓋体片６ｂの１辺の周縁部を熱溶着等の固着手段によって固着する。これにより、正極及び負極の両端子リード１５，１６が発電要素収納部１９の側面によってクランク状に屈曲され、根元側の屈曲部１５ａ．１６ａと、先端側の引出し部１５ｂ，１６ｂが形成される。そして、各引出し部１５ｂ，１６ｂの根元側が、本体片６ａと蓋体片６ｂとに挟まれて密着される。
【００６３】
その後、本体片６ａ及び蓋体片６ｂの残った２辺、即ち、折曲辺と直交する側面に対向する２辺の縁取り部と、これに重ね合わされた蓋体片６ｂの２辺の周縁部を真空ヒートシール機を用いてシールして固着する。これにより、外装体６の膨出部１８の周囲が密着され、２本の引出し部１５ｂ，１６ｂの先端側を外部に導出させた巻回電極体５が外装体６に封止される。
【００６４】
このように、外装体６の３辺をシールして巻回電極体５を密封した後、外装体６の側面の２辺のシール部を、膨出部１８の根元部と、シール部の中途部との２箇所で膨出部１８側に略９０度ずつ２回折り曲げる。これにより、図８に示すように、２辺のシール部をぞれぞれ２つに折り曲げて重ね合わせた互いに平行をなす２つの囲い壁２０，２０を形成する。この囲い壁２０の高さは、膨出部１８の高さと同程度の高さに設定する。この２つの囲い壁２０，２０と膨出部１８の前面とで囲まれた凹部２１内に、制御回路部７とコネクタ８の一部が収納される
【００６５】
以上の工程により、発電要素が収納された外装体６を、例えば、端子リード１５，１６を除く長さＬ１を８４．５ｍｍ、長さＬ１と直交する方向の幅Ｂを５１．０ｍｍ、これらと直交する方向の厚さＨを３．０ｍｍとして作製した。このとき、外装体６の凹部２１の長さＬ０、即ち、端子リード１５，１６におけるクランク状の屈曲部１５ａ，１６ａから外装体６端縁までの長さは４．５ｍｍである。この外装体６は、ソケットに対するコネクタの着脱操作が実現できるように、ある程度の剛性を持たせるように構成する。この外装体６の剛性は、補強カバーで外装体６を覆うようにして強度を持たせる構成としても良い。
【００６６】
また、外装体６の凹部２１内に収納される制御回路部７は、巻回電極体５に対する充電時及び放電時の電流や電圧等を制御し、適正な充電及び放電が行われるようにすると共に、所定量以上の電圧が巻回電極体５に蓄えられたり、所定量以上の電流が巻回電極体５から放電される等の不具合の発生を防止するものである。そのため、制御回路部７には、図６に示すように、充電制御ＦＥＴ３０と放電制御ＦＥＴ３１と、これらの制御ＦＥＴ３０，３１を制御すると共にその他の不具合の発生を防止する保護回路３２等が設けられている。
【００６７】
制御回路部７の充電制御ＦＥＴ３０は充電検出手段の一具体例を示すもので、充電時の電圧値を測定し、その電圧値に基づき巻回電極体５の充電量が所定量（満充電）に達したこと、又は充電量が所定量以下であるか所定量以上であるかを検出する。また、放電制御ＦＥＴ３１は放電検出手段の一具体例を示すもので、放電時の電圧値を測定し、その電圧値に基づき巻回電極体５の放電量が所定量（放電終了）に達したこと、又は放電量が所定量以下であるか所定量以上であるかを検出する。これら充電制御ＦＥＴ３０及び放電制御ＦＥＴの検出結果に基づいて保護回路３２が充電電流を制御し、又は放電電流を制御する。更に、保護回路３２は、充電時及び放電時の電流値や電圧値等を検出し、巻回電極体５の充電又は放電に関するその他の不具合の発生を防止する。
【００６８】
この制御回路部７は、図１〜図３に示すように、所定の配線がプリントされた配線基板２３と、この配線基板２３に搭載されたマイクロコンピュータ、記憶装置（ＲＯＭやＲＡＭ）、コンデンサ、抵抗その他の電子部品２４とから構成されている。制御回路部７の配線基板２３には、巻回電極体５の２本の端子リード１５，１６がそれぞれ電気的に接続されている。この制御回路部７の大きさは、図３に示すように、例えば、長手方向の長さＣ（凹部２１に装着した状態では外装体６の幅方向）を４４．４ｍｍ、その長手方向と交差する方向の幅をＭ（凹部２１に装着した状態では外装体６の長手方向）を５．１ｍｍ、これらと直交する方向の厚さを３．３ｍｍに形成する。
【００６９】
この配線基板２３に２本の端子リード１５，１６を接続するため、２本の引出し部１５ｂ，１６ｂの各先端部には、それぞれ座タブ２５が溶接等の固着手段によって固着されている。各座タブ２５は、それぞれの一端が引出し部１５ｂ，１６ｂの各先端部に固着されていて、それぞれの他端は互いに離反するよう外側に延在されている。この２個の座タブ２５の上に両側部が重なり合うように配線基板２３が載置され、各座タブ２５を配線基板２３に溶接することによって２本の端子リード１５，１６が配線基板２３の電気回路に接続されている。２３ａは、配線基板２３に設けたスルーホールであり、このスルーホールの内側に塗布されたハンダによって配線基板２３の一面に形成された配線パターンが、配線基板２３の他面に接触された端子リード１５，１６と導通されている。
【００７０】
コネクタ８は、図１〜図５に示すような形状及び構成を有している。即ち、コネクタ８は、横長とされたブロック状の部材からなり、その長手方向と交差する幅方向の後部には、外装体６の凹部２１に嵌合される嵌合部８ａが設けられている。コネクタ８の嵌合部８ａは、その両側部を外装体６の囲い壁２０の厚み分を除去すると共に、底面側を外装体６の重合部の厚み分と制御回路部７の厚み分を除去することによって形成されている。この嵌合部８ａを、制御回路部７が収納された状態の凹部２１に嵌合させることにより、コネクタ８の上面が外装体６の上面と略同じ高さとなり、コネクタ８の下面が外装体６の下面と略同じ位置となるように形成されている。
【００７１】
このコネクタ８の前側の部分は、対応するＰＣカードのコネクタ側の部分と同様の形状及び大きさとなるように形成されている。即ち、コネクタ８の前面には、ＰＣカードのコネクタと同様にソケットの端子ピンが挿入される６８個の接続孔２６が、高さ方向に２段とされ且つ幅方向に３４個ずつ並べられてそれぞれ対応する位置において同じ形状及び大きさで設けられている。そして、各接続孔２６の内部には接続端子がそれぞれ配設されていて、これらの接続端子が多数のリード線２７によって配線基板２３の配線パターンに接続されている。
【００７２】
更に、コネクタ８の左右両側部には、このコネクタ８が誤った状態（姿勢の誤り）でＰＣカードスロットに挿入されてソケットに装着されるのを防止するための誤装着防止手段が設けられている。この誤装着防止手段は、コネクタ８の長手方向の一側部に設けられた切欠き部２８ａと、他側部に設けられたキー溝部２８ｂとから構成されている。この切欠き部２８ａ及びキー溝部２８ｂは、図１０に示すＰＣカード２の切欠き部４ａ及びキー溝部４ｂと対応されており、これらと同じ形状及び大きさによって形成されている。
【００７３】
即ち、切欠き部２８ａは、前面から上面にかけて開口する切欠きとして形成されている。一方、キー溝部２８ｂは、厚み方向の略中央部において、前面から側面にかけて開口する長溝として形成されている。これら切欠き部２８ａ及びキー溝部２８ｂには、所望の電子機器の図示しないＰＣカードスロットのソケットに設けられる凸部又は突起が摺動可能に係合され、切欠き部２８ａとキー溝部２８ｂの形状の違いを利用して、ＰＣカード２が上下方向（表裏面）を誤った状態でＰＣカードスロットに挿入されるのを防止している。
【００７４】
また、図示しないが、切欠き部２８ａ及びキー溝部２８ｂの一方又は両方には、巻回電極体５の誤放電を防止するための誤放電防止手段を設けるように構成すると良い。この誤放電防止手段は、非電解質二次電池１の定格出力によってソケット側に設けた電子機器の電子部品が破壊されるのを防止するためのものである。一般に、非電解質二次電池１の定格出力は一般的な二次電池や一次電池に比べて大きいため、非電解質二次電池１の定格出力であっても、ソケット側の電子部品がその定格出力に耐えうる構成になっていない場合には、その電子部品が通常の放電によって破壊されてしまうおそれがある。
【００７５】
そのため、非電解質二次電池１の通常の放電によってもソケット側の電子部品が破壊されないようにするのが誤放電防止手段である。この誤放電防止手段は、例えば、切欠き部２８ａ又はキー溝部２８ｂに設けられるスイッチ手段と、このスイッチ手段をオン・オフさせてコネクタ８の電気回路を開閉させる嵌合操作手段とから構成することができる。嵌合操作手段は、例えば、誤放電防止の対策が取られたソケットにおいて切欠き部２８ａ又はキー溝部２８ｂと対応する位置に設けられる凸部又は突起として形成することができる。
【００７６】
この嵌合操作手段である凸部又は突起により、非電解質二次電池１の挿入時にスイッチ手段をオン又はオフさせるようにする。これにより、ＰＣカードスロットのソケットが誤放電防止対策の取られたものである場合には、非電解質二次電池１をＰＣカードスロットに挿入することにより自動的に凸部又は突起がスイッチ手段を作動させ、その結果、巻回電極体５側からソケット側に電流が急激に流される。この場合には、非電解質二次電池１の定格出力がソケット側に急激に作用することになるが、ソケット側にはその対策が取られているため、ソケット側の電子部品が非電解質二次電池１の定格出力を受けることによって破壊されるおそれがない。
【００７７】
これに対して、ＰＣカードスロットのソケットが誤放電防止対策の取られていないものである場合には、非電解質二次電池１をＰＣカードスロットに挿入しても、嵌合操作手段がスイッチ手段を作動させることがなく、スイッチ手段は閉じた状態に保持される。そのため、巻回電極体５側からソケット側に電流が流れることがないから、ソケット側の電子部品が非電解質二次電池１の定格出力によって破壊されることがない。
【００７８】
このような構成を有するコネクタ８を、制御回路部７が収納された外装体６の凹部２１に嵌合させ、例えば接着剤等の固着手段を用いてこれらを一体的に固着する。これにより、全体の形状及び大きさがＰＣカードの規格寸法内に収められ、その接続部と同様の形状及び大きさを有するコネクタ８を備えた非電解質二次電池１が得られる。例えば、コネクタ８を加えた長さを８５．６ｍｍ、これと交差する方向である幅を５４．０ｍｍ、これらと直交する方向である厚さを５．０ｍｍとすることにより、ＪＥＩＴＡ規格によるＰＣカードのタイプＩＩを得ることができる。
【００７９】
なお、外装体６にコネクタ８を結合させた電池組立体は、これらの外側を硬質のカバーで覆い、全体に剛性を持たせる構成とすることもできる。この場合には、コネクタ８の部分を露出させるか、或いは、カバーで覆った状態で切欠き部２８ａ及びキー溝部２８ｂを設けるようにする。
【００８０】
このような構成を有する非電解質二次電池１によれば、記憶メディアであるＰＣカードに代替させ、同じＰＣカードスロットに挿入してソケットにコネクタ８を装着することにより、携帯用或いは予備用の電源装置として用いることできる。しかも、既存のＰＣカードスロットを電源装置の収納部として用いることができるため、容易にはＡＣ電源を得ることができない場所において、携帯性を損なうことなく電源装置として使用することができ、パーソナルコンピュータ等の情報機器において、電池切れによるデータ喪失の不安を解消することができる。また、パーソナルコンピュータ等の情報機器において緊急避難的に電源装置として使用して、使用時間を延長することができる。
【００８１】
上述した第１の実施例では、ＰＣカードの規格に対応した形状及び大きさを有する非電解質二次電池１に適用した例について説明したが、本発明は、その他の規格に対応した形状及び大きさを有する非電解質二次電池として実現できることは勿論である。例えば、次のように構成することにより、同じくＪＥＩＴＡ規格によるスモールＰＣカードとして実現することができる。
【００８２】
本発明の第２の実施例としては、例えば、スラリー間欠塗布ピッチ及び原反の裁断幅以外は上記実施例と同様にして、巻回電極体５の端子リードを除く長さを４３．０ｍｍ、幅を３９．０ｍｍ、厚さを３．０ｍｍとする。この巻回電極体５が密封された外装体６の凹部２１の深さは４．５ｍｍである。この凹部２１内に収納される制御回路部７は、例えば、長手方向の長さＣ（凹部２１に装着した状態では外装体６の幅方向）を３９．０ｍｍ、その幅をＭ（凹部２１に装着した状態では外装体６の長手方向）を５．０ｍｍ、これらと直交する方向の厚さを３．３ｍｍに形成する。この制御回路部７に２本の端子リード１５，１６及びコネクタ８を電気的に接続し、これらを一体化させる。
【００８３】
これにより構成された電池組立体を、適度な剛性を有するカバーで覆い、全体の形状及び大きさを、コネクタ８を加えた長さを４５．０ｍｍ、これと交差する方向である幅を４２．８ｍｍ、これらと直交する方向である厚さを５．０ｍｍとする。これにより、ＪＥＩＴＡ規格によるスモールＰＣカードのタイプＩＩに対応し、全体の形状及び大きさがスモールＰＣカードの規格寸法内に収められ、その接続部と同様の形状及び大きさを有するコネクタを備えた非電解質二次電池が得られる。
【００８４】
図１１は、本発明の第３の実施例を示すものである。この第３の実施例に示す非電解質二次電池４０は、一般にメモリーカードと呼ばれている半導体記憶メディアに対応するように構成したものである。この非電解質二次電池４０の構成は上述した非電解質二次電池１と同様であって、外装体６と図に現れない制御回路部とコネクタ４１とからなっているが、これが第１実施例と異なるところはコネクタ４１の形状及び構造である。そのため、以下には、コネクタ４１についてのみ説明し、外装体６及び制御回路部の説明は省略する。
【００８５】
図１１に示すように、非電解質二次電池４０のコネクタ４１は、略四角形をなす偏平なブロック状の部材からなり、その一辺には外装体６の凹部２１に嵌合される嵌合部４１ａが設けられている。コネクタ４１の嵌合部４１ａは、その両側部を外装体６の囲い壁２０の厚み分を除去すると共に、図に現れないラベル面（表面）側を外装体６の重合部の厚み分と制御回路部７の厚み分を除去することによって形成されている。この嵌合部４１ａを、制御回路部７が収納された状態の凹部２１に嵌合させることにより、コネクタ４１の裏面（図に現れている面）が外装体６の裏面と略同じ高さとなり、コネクタ４１の表面が外装体６の表面と略同じ平面となるように形成されている。
【００８６】
このコネクタ４１の前側の一方の角部には、前面から側面にかけて緩やかに湾曲された曲面を有するガイド部４２が形成されていて、このガイド部４２の裏面側に誤装着防止手段の一方をなす切欠き部４３ａが設けられている。そして、コネクタ４１の前側の他方の角部には、誤装着防止手段の他方をなすキー溝部４３ｂが設けられている。この切欠き部４３ａ及びキー溝部４３ｂにより、外部の電子機器に設けた記憶メディアスロットに非電解質二次電池４０を装着する際の、上下又は前後方向の誤りによる誤装着を防止することができる。
【００８７】
また、コネクタ４１の前部には、記憶メディアスロットのソケットに接続するための所定数の接続端子が露出された開口部４４が設けられている。開口部４４は、ソケットに対向される前面から一方の平面である裏面に連続するよう開口されている。この開口部４４は、前後方向に延びる複数の仕切り片４５によって仕切られており、これら仕切り片４５で仕切られた各区分内にそれぞれ接続端子が配設されている。これらの接続端子が、凹部２１内に収納されている制御回路部７にリード線を介して接続されている。
【００８８】
このような構成を有するコネクタ４１を備えた非電解質二次電池４０の他の構成は、上述した第１の実施例と同様である。更に、この非電解質二次電池４０の使用方法も、上述した第１の実施例と同様である。この場合、外部の電子機器の一具体例を示すパーソナルコンピュータ等においては、この実施例に対応した記憶メディアであるメモリースティックを着脱自在に装着可能な記憶メディアスロット及びソケットを備えている必要がある。これにより、第３の実施例として示す非電解質二次電池４０においても、上述した第１の実施例と同様の作用及び効果を得ることができる。
【００８９】
以上説明したが、本発明は上記実施の例に限定されるものではなく、例えば、上記実施例においては、記憶メディアとしてＰＣカード、スモールＰＣカード及びメモリースティックの各規格に対応した形状及び大きさを有する非電解質二次電池１，４０について説明したが、これ以外の記憶メディア、例えば、ＳＤメモリカード、マルチメディアカード、スマートメディア、コンパクトフラッシュ（登録商標）等の各規格に対応した形状及び大きさを有する非電解質二次電池に適用できることは勿論である。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更できるものである。
【００９０】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願の請求項１記載の非電解質二次電池によれば、発電要素を収納して密封した外装体に制御回路部とコネクタとを固定して一体に構成したため、記憶メディアに代替して使用することができ、記憶メディアと同様の態様で用いることによって携帯用或いは緊急用の電源装置として使用することができる。そのため、容易には交流電源が得られない場所において、ノートブック・コンピュータ等の電子機器の携帯性、可搬性を考慮した電子機器のための携帯用電源や緊急用電源等として用いることができ、バッテリーの電池切れによるデータ喪失の回避、使用時間の延長等を図ることができるという効果を得ることができる。
【００９１】
本出願の請求項２記載の非電解質二次電池によれば、コネクタの前面に所定数の接続端子を露出させると共に前面の両側部に誤装着を防止する誤装着防止手段を設ける構成としたため、記憶メディアの一具体例を示すＰＣカードと同様に用いて、ＰＣカードを使用する電子機器の携帯用或いは緊急用の電源装置として使用することができると共に、電子機器の記憶メディアに対して誤った状態で装着されるのを確実に防止することができるという効果を得ることができる。
【００９２】
本出願の請求項３記載の非電解質二次電池によれば、誤装着防止手段に誤放電防止手段を設ける構成としたため、電子機器に対して電流を流して良いときにのみ発電要素から記憶メディアスロットのソケットに電流を流すことができ、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができるという効果を得ることができる。
【００９３】
本出願の請求項４記載の非電解質二次電池によれば、誤放電防止手段をスイッチ手段と嵌合操作手段とで構成したため、比較的簡単な構成によって誤放電を防止し、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができるという効果を得ることができる。
【００９４】
本出願の請求項５記載の非電解質二次電池によれば、コネクタの前面から平面に連続して開口された開口部から所定数の接続端子が露出されると共に、前面の両側部に誤嵌合防止手段を設ける構成としたため、記憶メディアの他の具体例を示すメモリースティックと同様に用いて、メモリースティックを使用する電子機器の携帯用或いは緊急用の電源装置として使用できると共に、電子機器の記憶メディアに対して誤った状態で装着されるのを確実に防止することができるという効果を得ることができる。
【００９５】
本出願の請求項６記載の非電解質二次電池によれば、誤装着防止手段に誤放電防止手段を設ける構成としたため、電子機器に対して電流を流して良いときにのみ発電要素から記憶メディアスロットのソケットに電流を流すことができ、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができるという効果を得ることができる。
【００９６】
本出願の請求項７記載の非電解質二次電池によれば、誤放電防止手段をスイッチ手段と嵌合操作手段とで構成したため、比較的簡単な構成によって誤放電を防止し、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができるという効果を得ることができる。
【００９７】
本出願の請求項８記載の非電解質二次電池によれば、制御回路部が充電検出手段と放電検出手段の少なくとも一方を備える構成としたため、発電要素が所定量以上充電され、或いは発電要素から所定量以上放電されるおそれをなくすことができるという効果を得ることができる。
【００９８】
本出願の請求項９記載の非電解質二次電池によれば、外装体の凹部内に制御回路部が収納され、その凹部の開口側がコネクタで覆われて一体に構成したため、ＰＣカードやメモリースティック等の記憶メディアに代替させて使用することができ、電子機器の小型化、薄型化に対応した携帯性、緊急性に対処し得る非電解質二次電池を提供することができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示すもので、外装体と制御回路部とコネクタを分解した斜視図である。
【図２】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示す組立状態の斜視図である。
【図３】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示すもので、外装体と制御回路部とコネクタを分解して平面側から見た説明図である。
【図４】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示す前面側からみた説明図である。
【図５】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示すもので、外装体と制御回路部とコネクタの関係を示す説明図である。
【図６】本発明の本発明の非電解質二次電池の第１の実施例に係る電気回路の回路構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示すもので、外装体に発電要素を収納する状態を示す説明図である。
【図８】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例を示すもので、外装体に発電要素を収納して密閉した状態を示す斜視図である。
【図９】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例に係る発電要素を示す説明図である。
【図１０】本発明の非電解質二次電池の第１の実施例に対応した記憶メディアの一例を示す斜視図である。
【図１１】本発明の非電解質二次電池の第３の実施例を示す組立状態の斜視図である。
【符号の説明】
１，４０ ポリマーリチウムイオン二次電池（非電解質二次電池）、 ２ ＰＣカード、 ５ 発電要素、 ６ 外装体、 ７ 制御回路部、 ８ コネクタ、 ８ａ 嵌合部、 １５，１６ 端子リード、 １８ 膨出部、 １９ 発電要素収納部、 ２０ 囲い壁、 ２３ 配線基板、 ２６ 接続孔、 ２８ａ，４３ａ 切欠き部（誤装着防止手段）、 ２８ｂ，４３ｂ キー溝（誤装着防止手段）、 ３０ 充電制御ＦＥＴ（充電検出手段）、 ３１ 放電制御ＦＥＴ（放電検出手段）、 ３２ 保護回路、 ４４ 開口部、 ４５ 仕切り片
Claims (9)
- 充電及び放電が可能であって充電及び放電のための端子リードを有する発電要素と、
上記端子リードを外部に導出させた状態で上記発電要素を収納して密封する外装体と、
上記外装体の外部において上記端子リードに接続され、上記充電及び放電時の制御を行う制御回路部と、
上記制御回路部に電気的に接続されると共に、外部の電子機器に設けられた記憶メディアのためのソケットに対して着脱自在に接続される所定数の接続端子を有し且つ当該記憶メディアの規格により定められた形状及び大きさを有するコネクタと、を備え、
上記コネクタと上記制御回路部を上記外装体に固定して一体に設けたことを特徴とする非電解質二次電池。 - 上記コネクタには、上記ソケットに対向される前面に当該ソケットに接続するための上記所定数の接続端子を露出させる所定数の接続孔を設け、当該前面の両側部には当該ソケットに対する誤装着を防止するための誤装着防止手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の非電解質二次電池。
- 上記誤装着防止手段には、上記発電要素から放電される電流が上記ソケットに流れて良いときにのみ電流を流す誤放電防止手段を設けたことを特徴とする請求項２記載の非電解質二次電池。
- 上記誤放電防止手段は、上記コネクタに設けられるスイッチ手段と、上記ソケットに設けられ且つ上記コネクタがソケットに対して正常に嵌合されたときに上記スイッチ手段を動作させて電流を流す嵌合操作手段とからなることを特徴とする請求項３記載の非電解質二次電池。
- 上記コネクタには、上記ソケットに対向される前面から平面に連続して開口され且つ当該ソケットに接続するための上記所定数の接続端子を露出させる開口部を設け、当該前面の両側部には当該ソケットに対する誤装着を防止するための誤装着防止手段を設けたことを特徴とする請求項１記載の非電解質二次電池。
- 上記誤装着防止手段には、上記発電要素から放電される電流が上記ソケットに流れて良いときにのみ電流を流す誤放電防止手段を設けたことを特徴とする請求項５記載の非電解質二次電池。
- 上記誤放電防止手段は、上記コネクタに設けられるスイッチ手段と、上記ソケットに設けられ且つ上記コネクタがソケットに対して正常に嵌合されたときに上記スイッチ手段を動作させて電流を流す嵌合操作手段とからなることを特徴とする請求項６記載の非電解質二次電池。
- 上記制御回路部は、上記発電要素が所定量以上充電されたことを検出する充電検出手段及び上記発電要素が所定量以上放電されたことを検出する放電検出手段の少なくとも一方を備えていることを特徴とする請求項１記載の非電解質二次電池。
- 上記制御回路部を上記外装体に設けた凹部内に収納すると共に、上記凹部の開口側を上記コネクタで覆い、当該外装体及びコネクタの全体を、上記記憶メディアの規格により定められた形状及び大きさに形成したことを特徴とする請求項１記載の非電解質二次電池。
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
| JP2002176159A Abandoned JP2004022363A (ja) | 2002-06-17 | 2002-06-17 | 非電解質二次電池 |
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| Country | Link |
|---|---|
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Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1562241A3 (en) * | 2004-02-09 | 2006-06-21 | Sony Corporation | Battery including rolled electrodes |
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-
2002
- 2002-06-17 JP JP2002176159A patent/JP2004022363A/ja not_active Abandoned
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1562241A3 (en) * | 2004-02-09 | 2006-06-21 | Sony Corporation | Battery including rolled electrodes |
| US7585591B2 (en) | 2004-02-09 | 2009-09-08 | Sony Corporation | Battery including rolled electrodes and straight lead terminals |
| KR100846074B1 (ko) | 2005-05-09 | 2008-07-14 | 주식회사 엘지화학 | 파우치형 전지의 입체형 전극단자 |
| KR100635732B1 (ko) | 2005-05-16 | 2006-10-17 | 삼성에스디아이 주식회사 | 배터리 팩 |
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| US9065083B2 (en) | 2008-06-03 | 2015-06-23 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Lithium polymer battery |
| US8703327B2 (en) | 2008-06-20 | 2014-04-22 | Samsung Sdi Co., Ltd. | Rechargeable battery and manufacturing method thereof |
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