JP2004303715A - Battery - Google Patents

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    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery, assuring a sufficient battery capacity, and reliable against twisting. <P>SOLUTION: On a flexible substrate, one or more battery assemblies each having four battery cells are arranged. The shape of outer circumference of the assembly is rectangular. The battery assembly is separated into four battery cells by a belt like blank part provided on the two diagonal lines of the rectangular shape. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、集合電池に関し、より詳細には、可撓性基板上に複数の単電池が配置されたフレキシブル電池に関する。   The present invention relates to an assembled battery, and more particularly, to a flexible battery having a plurality of cells arranged on a flexible substrate.

近年の携帯電話をはじめとする機器の小型化・高性能化に伴い、その電源となる電池の開発に対する要望が高まっている。例えば、エネルギー密度が高いリチウムイオン電池の研究開発・商品化が急速に進んでいる。従来、このような電池には、イオンが移動する媒体として、有機溶媒のような液体からなる電解液が用いられている。このため、電池から電解液が漏液する可能性がある。   2. Description of the Related Art In recent years, with the miniaturization and high performance of devices such as mobile phones, there has been an increasing demand for the development of batteries as power sources for such devices. For example, research and development and commercialization of lithium ion batteries with high energy density are rapidly progressing. Conventionally, in such a battery, an electrolyte made of a liquid such as an organic solvent is used as a medium in which ions move. Therefore, the electrolyte may leak from the battery.

このような電解液を含む電池の信頼性に関わる課題を解決するために、電池の全固体化の研究が進められている。例えば、電解液の代わりに、高分子固体電解質を用いた全固体電池（例えば、特許文献１を参照のこと）、無機固体電解質を用いた全固体電池（例えば、特許文献２および特許文献３を参照のこと）などが提案されている。   In order to solve the problems related to the reliability of a battery containing such an electrolytic solution, research on all-solidification of the battery is being advanced. For example, instead of the electrolyte, an all solid state battery using a polymer solid electrolyte (see, for example, Patent Document 1) and an all solid state battery using an inorganic solid electrolyte (for example, see Patent Documents 2 and 3) See, for example).

さらに、近年では、上記のような機器の小型化に対応して、全固体電池の薄型化も、検討されている。全固体電池の薄型化を達成するために、所定の基板上に、正極、固体電解質、負極等を、スパッタリング法、イオンプレーティング法、蒸着法などの真空薄膜形成プロセスによって形成することが提案されている（例えば、特許文献４および特許文献５を参照のこと）。   Furthermore, in recent years, in response to the miniaturization of the above-described devices, reduction in thickness of an all-solid-state battery has been studied. In order to reduce the thickness of an all-solid-state battery, it has been proposed that a positive electrode, a solid electrolyte, a negative electrode, and the like be formed on a predetermined substrate by a vacuum thin film forming process such as a sputtering method, an ion plating method, and a vapor deposition method. (See, for example, Patent Documents 4 and 5).

また、容量の増大あるいは高電圧化を図るために、マスクを用いたパターニングにより、同一基板内に複数の固体電池を形成し、これらを直列または並列に接続する提案（例えば、特許文献６を参照のこと）がなされている。さらに、外装体を兼ねる正極集電体と負極集電体とを相対させ、その間に正極活物質、固体電解質及び負極活物質を配した薄形電池を複数個積層することが提案されている。ここでは、正極集電体の周縁域および負極集電体の周縁域を樹脂枠体で互いに接着し、複数の薄形電池の集電体の周縁域から外側にはみ出させた樹脂部分同士を接着して一体化が行われている（例えば、特許文献７を参照のこと）。   Also, in order to increase the capacity or increase the voltage, a proposal is made to form a plurality of solid state batteries on the same substrate by patterning using a mask and connect them in series or in parallel (for example, see Patent Document 6). That has been done). Further, it has been proposed that a positive electrode current collector also serving as an outer package is opposed to a negative electrode current collector, and a plurality of thin batteries having a positive electrode active material, a solid electrolyte, and a negative electrode active material disposed therebetween are stacked. Here, the peripheral region of the positive electrode current collector and the peripheral region of the negative electrode current collector are bonded to each other with a resin frame, and the resin portions protruding outside from the peripheral regions of the current collectors of a plurality of thin batteries are bonded to each other. (See, for example, Patent Document 7).

通常、上記のような固体電池は、基板上に配置されている。従来、このような基板としては、例えば、石英、アルミナ、シリコンウェハー、サファイア等からなるものが用いられている。このような基板は、耐熱性に優れているが、通常、厚く、硬いものである。このため、薄型の機器（例えば、ＩＣカード、ＲＦＩＤタグ等）に搭載した場合、前記薄型の機器が、過度に曲げられたり、ねじられたりすると、基板に可撓性がないために、電池が割れたり、電池にクラックが入ったりする場合がある。そして、電池の特性が低下したり、あるいは、電池が機能しなくなったりする。   Usually, such a solid-state battery is disposed on a substrate. Conventionally, as such a substrate, for example, a substrate made of quartz, alumina, a silicon wafer, sapphire, or the like has been used. Such a substrate is excellent in heat resistance, but is usually thick and hard. For this reason, when mounted on a thin device (for example, an IC card, an RFID tag, etc.), if the thin device is excessively bent or twisted, the substrate is not flexible, and the battery is not used. The battery may crack or the battery may crack. Then, the characteristics of the battery deteriorate or the battery stops functioning.

寸法の小さな電池を作製して、曲げに対する強度を向上させることも考えられるが、その電気容量は、小さくなる。   Although it is conceivable to manufacture a battery having a small size to improve the strength against bending, the electric capacity is reduced.

そこで、基板として、可撓性を有するものを用いることが考えられる。このような可撓性を有する基板は、上記のような石英、アルミナ、シリコンウェハー、サファイア等からなる従来の基板と比較して、その厚さを薄くすることができる。このため、体積エネルギー密度を、前記従来の基板を用いる場合と比較して、高くすることができる。   Therefore, it is conceivable to use a flexible substrate as the substrate. Such a flexible substrate can be made thinner than a conventional substrate made of quartz, alumina, a silicon wafer, sapphire, or the like as described above. Therefore, the volume energy density can be increased as compared with the case where the conventional substrate is used.

しかしながら、可撓性基板上に１つの大きな固体電池を形成した場合には、固体電池にあまり可撓性がないために、曲げられた場合に、固体電池のみが損傷してしまう可能性がある。   However, when one large solid state battery is formed on a flexible substrate, only the solid state battery may be damaged when bent because the solid state battery is not very flexible. .

そこで、繰り返しの折り曲げや衝撃に対して、電池に高い信頼性を付与するために、正極活物質、固体電解質、および負極活物質を層状に重ねた発電要素からなる矩形の固体電池を、基板上に碁盤目様に複数個配置する提案がなされている（例えば、特許文献８や特許文献９を参照のこと）。
特開２０００−２５１９３９号公報 特開昭６０−２５７０７３号公報 特開平１０−２４７５１６号公報 米国特許第５３３８６２５号明細書 米国特許第５１４１６１４号明細書 特開昭６１−１６５９６５号公報 特開平８−０６４２１３号公報 特開２０００−１９５４８２号公報 特開２０００−１５１５３号公報 Therefore, in order to provide the battery with high reliability against repeated bending and impact, a rectangular solid battery consisting of a power generation element in which a positive electrode active material, a solid electrolyte, and a negative electrode active material are stacked in layers is mounted on a substrate. There is a proposal to arrange a plurality of cells in a grid pattern (for example, see Patent Documents 8 and 9).
JP-A-2000-251939 JP-A-60-257073 JP-A-10-247516 U.S. Pat. No. 5,338,625 U.S. Pat. No. 5,141,614 JP-A-61-165965 JP-A-8-064213 JP 2000-195482 A JP-A-2000-15153

上記のような、矩形の固体電池が基板上に碁盤目様に複数個配置された電池は、固体電池の特定の辺に平行な軸に対して折り曲げられても、固体電池の破損が低減される。しかしながら、固体電池の対角線に平行な軸に対して曲げられたり、ねじれが加えられたりすると、固体電池が破損する可能性は依然として大きい。   As described above, in a battery in which a plurality of rectangular solid batteries are arranged in a grid pattern on a substrate, even if the battery is bent with respect to an axis parallel to a specific side of the solid battery, damage to the solid battery is reduced. You. However, there is still a high possibility that the solid state battery will be damaged if it is bent or twisted with respect to an axis parallel to the diagonal line of the solid state cell.

そこで、本発明は、電池容量を十分に確保しながら、ねじれが加えられた場合でも、破損することなく機能し得る電池を提供することを目的とする。   Therefore, an object of the present invention is to provide a battery that can function without being damaged even when twisted while securing sufficient battery capacity.

本発明は、
（ａ）可撓性基板、および
（ｂ）前記可撓性基板上に配置された、４つの単電池からなる少なくとも１つの集合体を備える集合電池に関する。前記単電池は、正極、負極、および正極と負極との間に配置された固体電解質からなり、前記集合体の外周形状は矩形であり、前記矩形の集合体は、前記矩形の２つの対角線上に設けられた帯状の無地部によって、４つの単電池に分割されている。ここで、無地部とは、正極および負極の少なくとも一方が形成されていない部分をいう。 The present invention
The present invention relates to (a) a flexible substrate, and (b) an assembled battery including at least one aggregate of four unit cells arranged on the flexible substrate. The unit cell includes a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte disposed between the positive electrode and the negative electrode. The outer shape of the aggregate is rectangular, and the rectangular aggregate is formed on two diagonal lines of the rectangle. Are divided into four single cells by a band-shaped uncoated portion provided in the cell. Here, the uncoated portion refers to a portion where at least one of the positive electrode and the negative electrode is not formed.

上記集合電池において、前記帯状の無地部の幅は、前記単電池の厚さ（正極と負極と固体電解質の厚さの合計）の２倍より大きいことが好ましい。   In the above-mentioned assembled battery, the width of the band-shaped uncoated portion is preferably larger than twice the thickness of the unit cell (the total thickness of the positive electrode, the negative electrode, and the solid electrolyte).

上記集合電池において、前記可撓性基板の外周形状は、矩形であり、かつ前記可撓性基板の外周形状と前記集合体の外周形状とが相似であり、前記可撓性基板の外周形状と前記集合体の外周形状のそれぞれ対応する辺同士が、平行であることが好ましい。   In the above battery pack, the outer peripheral shape of the flexible substrate is rectangular, and the outer peripheral shape of the flexible substrate and the outer peripheral shape of the assembly are similar, and the outer peripheral shape of the flexible substrate is It is preferable that the corresponding sides of the outer peripheral shape of the assembly are parallel to each other.

本発明により、電池容量を十分に確保しながら、ねじれが加えられた場合でも、破損することなく機能し得る電池を提供することが可能となる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to provide a battery that can function without being damaged even when twisted, while ensuring sufficient battery capacity.

本発明の集合電池について、図面を参照しながら説明する。
図１に、本発明の一実施形態にかかる集合電池の上面図を示し、図２に、図１のＩＩ−ＩＩ線における部分断面図を示す。ただし、図１において、単電池の一番上に形成され、個々の単電池を並列に接続する負極集電体は、示していない。また、図１および２に示される集合電池においては、無機固体電解質を用いる全固体薄膜電池を単電池として用いている。 The assembled battery of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows a top view of an assembled battery according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a partial cross-sectional view taken along line II-II of FIG. However, in FIG. 1, the negative electrode current collector formed at the top of the unit cell and connecting the individual unit cells in parallel is not shown. In the assembled battery shown in FIGS. 1 and 2, an all-solid-state thin-film battery using an inorganic solid electrolyte is used as a unit cell.

集合電池１０は、可撓性基板１１、および可撓性基板１１上に配置される、４つの単電池１３からなる集合体１２を複数個有する。ここで、集合体１２の外周形状は矩形であり、前記矩形の集合体は、前記矩形の２つの対角線上に設けられた帯状の無地部１４ａ、１４ｂによって、４つの単電池に分割されている。なお、集合体１２の１つは、図１において、点線１５で囲まれている。   The assembled battery 10 has a plurality of flexible substrates 11 and a plurality of aggregates 12 each including four unit cells 13 arranged on the flexible substrate 11. Here, the outer peripheral shape of the aggregate 12 is rectangular, and the rectangular aggregate is divided into four unit cells by band-shaped uncoated portions 14a and 14b provided on two diagonal lines of the rectangle. . Note that one of the aggregates 12 is surrounded by a dotted line 15 in FIG.

また、集合電池１０において、個々の集合体１２は、縦方向の無地部１４ｃおよび横方向の無地部１４ｄによって区分されて、碁盤目状に配置されている。
単電池１３は、図２に示されるように、正極集電体２２、ならびにその上に順次形成された正極２３、固体電解質２４、負極２５、および負極集電体２６からなる。また、正と負の配置は、逆でもよい。 In the battery pack 10, the individual assemblies 12 are divided by a plain portion 14c in the vertical direction and a plain portion 14d in the horizontal direction, and are arranged in a grid pattern.
As shown in FIG. 2, the unit cell 13 includes a positive electrode current collector 22, and a positive electrode 23, a solid electrolyte 24, a negative electrode 25, and a negative electrode current collector 26 sequentially formed thereon. Also, the positive and negative arrangements may be reversed.

正極集電体２２および負極集電体２６は、無地部にも、途切れることなく設けられている。これにより、単電池１３の正極、固体電解質、および負極からなる発電要素をすべて並列に接続することが可能となる。   The positive electrode current collector 22 and the negative electrode current collector 26 are provided without interruption even in the uncoated portion. This makes it possible to connect all the power generating elements of the unit cell 13 including the positive electrode, the solid electrolyte, and the negative electrode in parallel.

また、図２に示されるように、隣接する単電池１３の間には、幅Ｌの帯状の無地部１４ｂが設けられている。なお、図１のII−II線は、帯状の無地部１４ｂに直交している。ここで、無地部とは、図２に示されるような、正極および負極の少なくとも一方が形成されていない部分をいう。   As shown in FIG. 2, a band-shaped uncoated portion 14 b having a width L is provided between adjacent unit cells 13. In addition, the II-II line of FIG. 1 is orthogonal to the strip-shaped uncoated part 14b. Here, the uncoated portion refers to a portion where at least one of the positive electrode and the negative electrode is not formed as shown in FIG.

また、負極集電体は、上記のようにつながっておらず、各発電要素上に別々に形成してもよい。この場合、単電池が並列接続されるように、すべての負極集電体がリードで接続される。   Further, the negative electrode current collector is not connected as described above, and may be formed separately on each power generating element. In this case, all the negative electrode current collectors are connected by leads so that the cells are connected in parallel.

本発明において、可撓性基板１１としては、樹脂からなるものを用いることができる。なかでも、ポリイミドおよびポリエチレンテレフタレートよりなる群から選択される少なくとも１種の樹脂からなるものを用いることが好ましい。前記基板は、フィルム状のものでも、シート状のものでもよい。また、ステンレス鋼箔、ニッケル箔等の金属箔等を、可撓性基板として用いることもできる。ただし、短絡に対する信頼性を高める観点からは、上記のような樹脂からなる基板の方が好ましい。可撓性基板１１として、上記のような金属箔を用いる場合には、二酸化ケイ素等からなる絶縁層を金属箔の表層に設けることが好ましい。   In the present invention, the flexible substrate 11 may be made of a resin. Among them, it is preferable to use one composed of at least one resin selected from the group consisting of polyimide and polyethylene terephthalate. The substrate may be a film or a sheet. Further, a metal foil such as a stainless steel foil and a nickel foil can be used as the flexible substrate. However, from the viewpoint of improving the reliability against a short circuit, a substrate made of a resin as described above is preferable. When the above-described metal foil is used as the flexible substrate 11, it is preferable to provide an insulating layer made of silicon dioxide or the like on the surface layer of the metal foil.

正極集電体２２としては、薄膜に形成可能な電子伝導性材料を用いることができる。正極集電体としては、例えば、金、白金、チタン、クロム、コバルト、アルミニウム、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウム−酸化スズ等よりなる群から選択される少なくとも１種からなるものを用いることが好ましい。   As the positive electrode current collector 22, an electron conductive material that can be formed into a thin film can be used. As the positive electrode current collector, for example, it is possible to use at least one selected from the group consisting of gold, platinum, titanium, chromium, cobalt, aluminum, indium oxide, tin oxide, indium oxide-tin oxide, and the like. preferable.

正極２３としては、薄膜に形成可能な正極材料を用いることができる。固体電池がリチウム二次電池である場合、例えば、コバルト酸リチウム、ニッケル酸リチウム、マンガン酸リチウム、リン酸鉄リチウム、リン酸コバルトリチウム、リン酸マンガンリチウム、リン酸ニッケルリチウム、酸化バナジウム、二硫化チタン、二硫化モリブデン等よりなる群から選択される少なくとも１種からなるものを、正極として用いることが好ましい。   As the positive electrode 23, a positive electrode material that can be formed into a thin film can be used. When the solid state battery is a lithium secondary battery, for example, lithium cobaltate, lithium nickelate, lithium manganate, lithium iron phosphate, lithium cobalt phosphate, lithium manganese phosphate, lithium nickel phosphate, vanadium oxide, disulfide It is preferable to use, as the positive electrode, at least one selected from the group consisting of titanium, molybdenum disulfide, and the like.

固体電解質２４としては、薄膜に形成可能な固体電解質材料を用いることができる。固体電池がリチウム二次電池である場合、例えば、窒化リン酸リチウム（ＬｉxＰＯyＮz）、リン酸チタンリチウム（ＬｉＴｉ2（ＰＯ4)3）、リン酸ゲルマニウムリチウム（ＬｉＧｅ2（ＰＯ4）3）、Ｌｉ2Ｏ−ＳｉＯ2、Ｌｉ3ＰＯ4−Ｌｉ4ＳｉＯ4、Ｌｉ2Ｏ−Ｖ2Ｏ5−ＳｉＯ2、Ｌｉ2Ｏ−Ｐ2Ｏ5−Ｂ2Ｏ3、Ｌｉ2Ｏ−ＧｅＯ2、Ｌｉ2Ｓ−ＳｉＳ2、Ｌｉ2Ｓ−ＧｅＳ2、Ｌｉ2Ｓ−ＧｅＳ2−Ｇａ2Ｓ3、Ｌｉ2Ｓ−Ｐ2Ｓ5、およびＬｉ2Ｓ−Ｂ2Ｓ3よりなる群から選択される少なくとも１種からなるものを、固体電解質として用いることができる。また、これらに、異種元素や、ＬｉＩなどのハロゲン化リチウム、Ｌｉ3ＰＯ4、ＬｉＰＯ3、Ｌｉ4ＳｉＯ4、Ｌｉ2ＳｉＯ3、ＬｉＢＯ2等をドープしたものを用いてもよい。また、これらの固体電解質は、結晶質、非晶質、またはガラス状のいずれであってもよい。 As the solid electrolyte 24, a solid electrolyte material that can be formed into a thin film can be used. If solid state battery is a lithium secondary battery, for example, lithium phosphate nitride acid (LixPOyNz), titanium phosphate lithium (LiTi 2 (PO 4) 3 ), phosphoric acid germanium lithium (LiGe 2 (PO 4) 3 ), Li 2 O—SiO 2 , Li 3 PO 4 —Li 4 SiO 4 , Li 2 O—V 2 O 5 —SiO 2 , Li 2 O—P 2 O 5 —B 2 O 3 , Li 2 O—GeO 2 , Li 2 S—SiS 2 , Li 2 S—GeS 2 , Li 2 S—GeS 2 —Ga 2 S 3 , Li 2 S—P 2 S 5 , and Li 2 S—B 2 S 3 At least one kind can be used as a solid electrolyte. Further, those doped with a different element, lithium halide such as LiI, Li 3 PO 4 , LiPO 3 , Li 4 SiO 4 , Li 2 SiO 3 , LiBO 2 and the like may be used. These solid electrolytes may be crystalline, amorphous, or glassy.

負極２５としては、薄膜に形成可能な負極材料を用いることができる。固体電池がリチウム二次電池である場合、例えば、金属リチウム、リチウム合金、アルミニウム、インジウム、スズ、アンチモン、鉛、ケイ素、窒化リチウム、Ｌｉ2.6Ｃｏ0.4Ｎ、Ｌｉ4.4Ｓｉ、チタン酸リチウム、黒鉛等よりなる群から選択される少なくとも１種からなるものを、負極として用いることが好ましい。 As the negative electrode 25, a negative electrode material that can be formed into a thin film can be used. When the solid state battery is a lithium secondary battery, for example, lithium metal, lithium alloy, aluminum, indium, tin, antimony, lead, silicon, lithium nitride, Li 2.6 Co 0.4 N, Li 4.4 Si, lithium titanate, graphite, etc. It is preferable to use at least one selected from the group consisting of the negative electrode.

負極集電体２６としては、薄膜に形成可能な電子伝導性材料を用いることができる。負極集電体としては、金、白金、チタン、クロム、コバルト、銅、鉄、酸化インジウム、酸化スズ、酸化インジウム−酸化スズ等よりなる群から選択される少なくとも１種からなるものを用いることが好ましい。   As the negative electrode current collector 26, an electron conductive material that can be formed into a thin film can be used. As the negative electrode current collector, it is possible to use at least one selected from the group consisting of gold, platinum, titanium, chromium, cobalt, copper, iron, indium oxide, tin oxide, indium oxide-tin oxide, and the like. preferable.

さらに、正極２３がリチウム含有化合物である場合には、負極を形成することなく、固体電解質２４上に負極集電体２６を直接形成してもよい。これは、初回の充電によって、負極集電体２６上に析出した金属リチウムが負極を形成し、電池として機能することができるからである。   Further, when the positive electrode 23 is a lithium-containing compound, the negative electrode current collector 26 may be formed directly on the solid electrolyte 24 without forming the negative electrode. This is because the metal lithium deposited on the negative electrode current collector 26 forms a negative electrode by the first charging, and can function as a battery.

上記のように、本発明においては、可撓性基板上に、４つの単電池からなる集合体が、少なくとも１つ配置される。上記集合体は、その外周形状が矩形であり、その矩形の２つの対角線上に設けられた帯状の無地部によって、４つの単電池に分割されている。このように、矩形の対角線上に設けられた帯状の無地部によって、単電池同士が間隔をあけて配置されるため、ねじれが加えられても、単電池同士が接触したり、破損したりすることを低減することができる。   As described above, in the present invention, at least one aggregate including four unit cells is arranged on the flexible substrate. The above-mentioned assembly has a rectangular outer peripheral shape, and is divided into four unit cells by band-shaped uncoated portions provided on two diagonal lines of the rectangle. As described above, since the cells are arranged at intervals by the band-shaped uncoated portions provided on the rectangular diagonal line, even if the cells are twisted, the cells may contact or break. Can be reduced.

また、本発明においては、１つの集合体１２を構成する単電池の容量を同じにすることができる。このため、例えば、単電池を並列に接続して集合電池を作製した場合、すべての単電池を、一度に過不足なく充電することが可能となる。
さらに、図１に示されるように、可撓性基板１１上に複数の集合体１２を碁盤目状に配置することにより、縦、横および斜めに無地部が通ることになる。このため、電池がねじられた場合だけでなく、縦や横に曲げられた場合でも、電池の破損を低減することが可能となる。 Further, in the present invention, the capacity of the cells constituting one assembly 12 can be the same. For this reason, for example, when a unit battery is manufactured by connecting the unit cells in parallel, it becomes possible to charge all the unit cells at once without excess or shortage.
Furthermore, as shown in FIG. 1, by arranging a plurality of aggregates 12 on a flexible substrate 11 in a grid pattern, a plain portion passes vertically, horizontally, and diagonally. For this reason, not only when the battery is twisted but also when it is bent vertically or horizontally, it is possible to reduce the damage to the battery.

ところで、集合電池には、種々の角度でねじれが加えられる可能性がある。このため、単電池の厚さｈと、無地部の幅Ｌと、隣り合う単電池が接触する場合の曲げの角度θとの関係を制御することが有効である。例えば、まず、本発明の集合電池が設置される薄型機器が、破損しない程度に、ねじられたり、曲げられたりした場合を想定する。そして、機器が破損しない最大のねじれの角度または曲げの角度に応じて、単電池の厚さと、無地部の幅とを決定する。このような設計によって、機器が、予測される最大の角度で曲げられたり、ねじられたりした場合でも、単電池の破損を確実に防止できると考えられる。   By the way, there is a possibility that the battery pack is twisted at various angles. Therefore, it is effective to control the relationship between the thickness h of the unit cell, the width L of the uncoated portion, and the bending angle θ when adjacent unit cells come into contact with each other. For example, first, it is assumed that the thin device on which the collective battery of the present invention is installed is twisted or bent to the extent that it is not damaged. Then, the thickness of the cell and the width of the uncoated portion are determined according to the maximum angle of twist or the angle of bending that does not damage the device. It is considered that such a design can reliably prevent the cell from being damaged even when the device is bent or twisted at the maximum expected angle.

次に、一例として、図３を参照しながら、単電池の厚さｈと、無地部の幅Ｌと、隣り合う単電池が接触する場合の曲げの角度θとの関係について説明する。
例えば、厚さｈの単電池からなる集合電池を、単電池の対角線と平行な軸に対して曲げた場合、隣り合う単電池が接触するときの曲げの角度をθ、曲げ軸に対して垂直な断面における無地部の幅をＬとすると、ｈとＬとθとの関係は、以下の式：
２ｈ／Ｌ＝ｔａｎ（（１８０−θ）／２） （０°＜θ≦９０°）
で表される。 Next, as an example, the relationship between the thickness h of the unit cell, the width L of the uncoated portion, and the bending angle θ when adjacent unit cells come into contact will be described with reference to FIG.
For example, when an assembled battery composed of a unit cell having a thickness h is bent with respect to an axis parallel to a diagonal line of the unit cell, the angle of bending when adjacent unit cells make contact is θ, which is perpendicular to the bending axis. Assuming that the width of the solid portion in the simple cross section is L, the relationship between h, L, and θ is represented by the following equation:
2h / L = tan ((180−θ) / 2) (0 ° <θ ≦ 90 °)
Is represented by

上記の式により、曲げられたり、またはねじられたりする最大の角度に対して、単電池が破損しない単電池の厚さｈおよび無地部の幅Ｌを求めることができる。例えば、曲げの角度が約５０°の場合には、単電池の厚さｈを１０μｍとし、無地部の幅Ｌを１０μｍとすれば、単電池同士が接触することがないので、単電池の破損を防止することができる。   From the above expression, the thickness h and the width L of the uncoated portion of the cell can be obtained at the maximum angle at which the cell is bent or twisted so that the cell is not damaged. For example, when the bending angle is about 50 °, if the thickness h of the unit cell is 10 μm and the width L of the uncoated portion is 10 μm, the unit cells do not come into contact with each other. Can be prevented.

特に、本発明においては、９０°の角度で、集合電池が曲げられたり、ねじられたりした場合でも、集合電池として機能するように、単電池と単電池とを分離する無地部の幅Ｌは、単電池の厚さｈの２倍より大きいことが好ましい。   In particular, in the present invention, the width L of the uncoated portion separating the unit cells from the unit cells is set so that the unit cells can function as the collective cells even when the unit cells are bent or twisted at an angle of 90 °. It is preferable that the thickness is larger than twice the thickness h of the unit cell.

また、本発明においては、可撓性基板の外周形状と単電池の集合体の外周形状とが相似であり、可撓性基板の外周形状と単電池の集合体の外周形状のそれぞれ対応する辺が、平行となるようにすることが好ましい。また、このとき、可撓性基板の重心を通り、矩形の可撓性基板の対角線に平行な帯状の無地帯を設けることが好ましい。これにより、基板がねじられた場合、基板への力のかかり具合と集合電池への力のかかり具合が同様になり、集合体の対角線方向に力が分散しやすくなるからである。   Further, in the present invention, the outer peripheral shape of the flexible substrate and the outer peripheral shape of the unit cell assembly are similar, and the corresponding sides of the outer peripheral shape of the flexible substrate and the outer peripheral shape of the unit cell assembly respectively. Are preferably parallel to each other. Further, at this time, it is preferable to provide a band-shaped solid zone which passes through the center of gravity of the flexible substrate and is parallel to the diagonal line of the rectangular flexible substrate. Thereby, when the substrate is twisted, the degree of application of the force to the substrate and the degree of application of the force to the assembled battery become similar, and the force is easily dispersed in the diagonal direction of the assembly.

さらに、上記の場合において、可撓性基板上に、複数の集合体が配置される場合には、図１に示されるように、個々の集合体の一方の対角線上に設けられた帯状の無地部が直線的に連なり、その連なった無地部が、矩形の可撓性基板の対角線に平行であることが好ましい。これは、上記と同様の理由による。   Further, in the above case, when a plurality of aggregates are arranged on the flexible substrate, as shown in FIG. 1, a strip-shaped plain fabric provided on one diagonal line of each of the aggregates. Preferably, the portions are linearly connected, and the continuous solid portion is parallel to a diagonal line of the rectangular flexible substrate. This is for the same reason as described above.

次に、本実施形態にかかる集合電池の作製方法について、再度図１および２を参照しながら説明する。
図１に示される集合電池は、基本的には、可撓性基板上に、正極集電体、正極、固体電解質、負極および負極集電体を、図２のように順に積層することによって、作製される。なお、このとき、所定のパターンを有するマスクを用いることにより、個々の単電池の形状および無地部の幅を規定することができる。 Next, a method of manufacturing the collective battery according to the present embodiment will be described with reference to FIGS. 1 and 2 again.
The assembled battery shown in FIG. 1 is basically formed by sequentially laminating a positive electrode current collector, a positive electrode, a solid electrolyte, a negative electrode, and a negative electrode current collector on a flexible substrate as shown in FIG. It is made. At this time, by using a mask having a predetermined pattern, the shape of each unit cell and the width of the uncoated portion can be defined.

以下に、その作製方法を、具体的に示す。
まず、可撓性基板上に、上記のような正極集電体の材料を用い、１つの大きな正極集電体層を形成する。正極集電体層の形状および大きさは、形成される集合体の形状および集合体の数に応じて、適宜決定される。 Hereinafter, the manufacturing method will be specifically described.
First, one large positive electrode current collector layer is formed on a flexible substrate using the above-described positive electrode current collector material. The shape and size of the positive electrode current collector layer are appropriately determined according to the shape of the formed aggregate and the number of the aggregates.

集電体層の形成は、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、印刷法、ゾル−ゲル法等によって行うことができる。なお、以下の正極層、固体電解質層、負極層および負極集電体層も、真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法、印刷法、ゾル−ゲル法等の薄膜形成プロセスにより行うことができる。   The current collector layer can be formed by a vacuum evaporation method, a sputtering method, a CVD method, a printing method, a sol-gel method, or the like. The following positive electrode layer, solid electrolyte layer, negative electrode layer, and negative electrode current collector layer can also be formed by a thin film forming process such as a vacuum evaporation method, a sputtering method, a CVD method, a printing method, and a sol-gel method.

次いで、正極集電体層上に、上記のような正極材料を用い、図１に示されるような単電池の配置に対応した開口部を有するマスクを用いてパターニングして、複数の正極層を形成する。なお、正極がコバルト酸リチウム等からなる場合には、形成後の正極を熱処理することが好ましい。   Next, on the positive electrode current collector layer, using the above positive electrode material, patterning is performed using a mask having openings corresponding to the arrangement of the unit cells as shown in FIG. Form. When the positive electrode is made of lithium cobalt oxide or the like, it is preferable to heat-treat the formed positive electrode.

次に、正極層上に、上記のような固体電解質の材料を用い、上記と同様のマスクを用いてパターニングして、固体電解質層を形成する。また、上記のような薄膜形成プロセスの他に、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイドなどに、リチウム塩を溶解させた高分子固体電解質などを、正極上に塗布したのち、乾燥して、固体電解質層とすることもできる。   Next, a solid electrolyte layer is formed on the positive electrode layer by using the solid electrolyte material as described above and patterning using the same mask as above. Further, in addition to the above-described thin film forming process, polyethylene oxide, polypropylene oxide, and the like, a polymer solid electrolyte or the like in which a lithium salt is dissolved is applied on the positive electrode, and then dried to form a solid electrolyte layer. You can also.

次に、固体電解質層上に、上記のような負極材料を用い、上記と同様のマスクを用いてパターニングして、複数の負極層を形成する。   Next, a plurality of negative electrode layers are formed on the solid electrolyte layer by using the above negative electrode material and patterning using the same mask as above.

最後に、上記のような負極集電体の材料を用い、すべての負極層と接する１つの大きな負極集電体層を形成する。この負極集電体層の形状および大きさは、正極集電体層の場合と同様に、形成される集合体の形状および集合体の数に応じて、適宜決定される。このようにして、図１に示されるような集合電池を得ることができる。   Finally, one large negative electrode current collector layer in contact with all the negative electrode layers is formed using the above-described negative electrode current collector material. The shape and size of the negative electrode current collector layer are appropriately determined according to the shape of the formed aggregate and the number of the aggregates, similarly to the case of the positive electrode current collector layer. In this way, an assembled battery as shown in FIG. 1 can be obtained.

なお、本発明の集合電池をＩＣカード、ＲＦＩＤタグなどに用いる場合には、可撓性基板に形成された電池の一部を欠落させ、その場所に、半導体チップ等の他の部品を配置してもよい。また、予めチップの搭載位置に無地部を設けておいてもよい。   In the case where the assembled battery of the present invention is used for an IC card, an RFID tag, or the like, a part of the battery formed on the flexible substrate is omitted, and another component such as a semiconductor chip is arranged at that position. You may. Further, a solid portion may be provided in advance at the chip mounting position.

次に、本発明を、実施例に基づいて説明するが、本発明は、これらに限定されるものではない。   Next, the present invention will be described based on examples, but the present invention is not limited to these examples.

（集合電池の作製）
まず、厚さ５０μｍ、幅５ｃｍ、長さ８ｃｍのポリイミドフィルム（可撓性基板）４１上に、所定の形状および大きさの厚さ１μｍの白金層を、ＲＦマグネトロンスパッタ法により形成し、正極集電体層とした。 (Preparation of assembled battery)
First, a platinum layer having a predetermined shape and a thickness of 1 μm is formed on a polyimide film (flexible substrate) 41 having a thickness of 50 μm, a width of 5 cm and a length of 8 cm by an RF magnetron sputtering method. The conductor layer was used.

次いで、アルゴン―酸素混合ガス中において、コバルト酸リチウムをターゲットに用いるＲＦマグネトロンスパッタ法により、正極集電体層上に厚さ３μｍの正極層を形成した。ここで、正極層が、図４に示されるような、８１個の集合体が碁盤目状に配置された構成となるようなマスクを用いた。このマスクにより、すべての無地部の幅は２０μｍとなり、１つの集合体の外周寸法は幅５ｍｍ、長さ８ｍｍとなった。なお、このマスクは、負極層を形成するときにも用いた。   Next, a 3 μm-thick positive electrode layer was formed on the positive electrode current collector layer by an RF magnetron sputtering method using lithium cobalt oxide as a target in an argon-oxygen mixed gas. Here, a mask was used in which the positive electrode layer had a configuration in which 81 aggregates were arranged in a grid pattern as shown in FIG. With this mask, the width of all the uncoated portions was 20 μm, and the outer dimensions of one assembly were 5 mm in width and 8 mm in length. Note that this mask was also used when forming the negative electrode layer.

次に、形成された正極層を３５０℃で４８時間熱処理した。   Next, the formed positive electrode layer was heat-treated at 350 ° C. for 48 hours.

次いで、窒素ガス中において、窒化リン酸リチウムをターゲットに用いるＲＦマグネトロンスパッタ法により、正極層上に厚さ１．５μｍの固体電解質層を形成した。   Next, a solid electrolyte layer having a thickness of 1.5 μm was formed on the positive electrode layer by an RF magnetron sputtering method using lithium nitride phosphate as a target in a nitrogen gas.

次いで、抵抗加熱蒸着法により、固体電解質層上に金属リチウムを蒸着させて、厚さ２μｍの負極層を形成した。   Next, lithium metal was deposited on the solid electrolyte layer by a resistance heating deposition method to form a negative electrode layer having a thickness of 2 μm.

次に、すべての負極層と接する、所定の形状および大きさの厚さ１μｍの白金層を、ＲＦマグネトロンスパッタ法により形成し、負極集電体とした。このようにして、図４（負極集電体は示さず）に示されるような、４つの単電池４３からなる集合体４２を、ポリイミドフィルム４１上に碁盤目状に８１個配置した。最後に、正極端子４４および負極端子４５（点線で示す）を形成して、集合電池を得た。   Next, a 1 μm-thick platinum layer having a predetermined shape and size and in contact with all the negative electrode layers was formed by an RF magnetron sputtering method to obtain a negative electrode current collector. In this way, as shown in FIG. 4 (a negative electrode current collector is not shown), 81 aggregates 42 each composed of four unit cells 43 are arranged on the polyimide film 41 in a grid pattern. Finally, a positive electrode terminal 44 and a negative electrode terminal 45 (shown by dotted lines) were formed to obtain an assembled battery.

上記集合電池において、単電池１個あたりの容量は８２μＡｈであり、電池全体としては、容量６．６ｍＡｈ、開回路電圧３．７Ｖであった。また、単電池１つの厚さは、８．５μｍであった。得られた集合電池を１ｍＡで放電させた際の放電曲線を図５に示す。   In the above-mentioned assembled battery, the capacity per single cell was 82 μAh, and the capacity of the entire battery was 6.6 mAh and the open circuit voltage was 3.7 V. The thickness of one unit cell was 8.5 μm. FIG. 5 shows a discharge curve when the obtained assembled battery was discharged at 1 mA.

（屈曲試験）
得られた集合電池に対して、
（i）その短辺と平行な中心軸に対して９０°まで２００回曲げる屈曲試験
（ii）その長辺と平行な中心軸に対して９０°まで２００回曲げる屈曲試験、
（iii）その対角線に対して９０°まで２００回曲げる屈曲試験（ねじれ試験）
を行った。そして、各屈曲試験後に放電曲線を測定した。これらの結果を、それぞれ、図６、図７および図８に示す。 (Bending test)
For the obtained assembled battery,
(I) a bending test in which the central axis parallel to the short side is bent 200 times up to 90 °; and (ii) a bending test in which the central axis parallel to the long side is bent 200 times up to 90 °.
(Iii) A bending test in which the diagonal is bent 200 times to 90 ° (twist test)
Was done. Then, a discharge curve was measured after each bending test. These results are shown in FIGS. 6, 7 and 8, respectively.

図５と図６〜８との比較から明らかなように、本発明にかかる集合電池は、屈曲の前後で放電特性が劣化することがない。従って、本発明により、曲げられたり、ねじられたりしても、電池の破損が生じにくい、優れた可撓性集合電池が得られることがわかる。   As is clear from the comparison between FIG. 5 and FIGS. 6 to 8, in the battery pack according to the present invention, the discharge characteristics do not deteriorate before and after bending. Therefore, according to the present invention, it is understood that an excellent flexible assembled battery in which the battery is hardly damaged even when bent or twisted can be obtained.

無地部の幅を１０μｍにしたこと以外、実施例１と同様にして、集合電池を作製した。得られた集合電池は、開回路電圧が３．７Ｖであり、放電容量が６．６ｍＡｈであった。   An assembled battery was produced in the same manner as in Example 1, except that the width of the uncoated portion was 10 μm. The obtained assembled battery had an open circuit voltage of 3.7 V and a discharge capacity of 6.6 mAh.

得られた集合電池を用いて、実施例１と同様の屈曲試験を実施したところ、開回路電圧が１．８Ｖにまで低下し、単電池が部分的に破損していることがわかった。   Using the obtained assembled battery, a bending test similar to that of Example 1 was performed. As a result, it was found that the open circuit voltage was reduced to 1.8 V, and the unit cell was partially damaged.

次に、曲げの角度を４５°に変更して、実施例１と同様に屈曲試験を行ったところ、屈曲の前後で、その放電特性は、劣化していなかった。この集合電池の場合、曲げの角度が約６０°までであれば、単電池の破損を回避することができた。   Next, when the bending angle was changed to 45 ° and a bending test was performed in the same manner as in Example 1, the discharge characteristics before and after bending were not deteriorated. In the case of this assembled battery, if the bending angle was up to about 60 °, breakage of the unit cell could be avoided.

比較例１Comparative Example 1

長さ７．２ｃｍ、幅４．５ｃｍの１つの単電池９３をポリイミドフィルム（可撓性基板）９１上に、図９に示されるように配置し、正極端子９４および負極端子９５を形成したこと以外、実施例１と同様にして、電池を得た。得られた電池は、開回路電圧が３．７Ｖであり、放電容量が６．６ｍＡｈであった。得られた電池を１ｍＡで放電させたときの放電曲線を図１０に示す。   A single cell 93 having a length of 7.2 cm and a width of 4.5 cm was arranged on a polyimide film (flexible substrate) 91 as shown in FIG. 9 to form a positive terminal 94 and a negative terminal 95. A battery was obtained in the same manner as in Example 1 except for the above. The obtained battery had an open circuit voltage of 3.7 V and a discharge capacity of 6.6 mAh. FIG. 10 shows a discharge curve when the obtained battery was discharged at 1 mA.

得られた電池を用いて、実施例１と同様にして屈曲試験を行った。１つの大きな単電池を構成した場合には、いずれの方向に対しても、２００回の屈曲試験に耐えられず、電池が損傷を受け、充放電動作に供することができなかった。開回路電圧を測定すると１．２Ｖにまで低下しており、単電池が損傷したものと考えられる。   A bending test was performed in the same manner as in Example 1 using the obtained battery. When one large unit cell was formed, it could not withstand the bending test 200 times in any direction, the battery was damaged, and it could not be used for charge / discharge operation. When the open circuit voltage was measured, the voltage dropped to 1.2 V, and it is considered that the cell was damaged.

比較例２Comparative Example 2

４つの単電池からなる集合体の代わりに、長さ８ｍｍ、幅５ｍｍの矩形の単電池１１３を、ポリイミドフィルム（可撓性基板）１１１上に、図１１に示されるような碁盤目状に配置し（負極集電体は示さず）、正極端子１１４および負極端子１１５（点線で示す）を形成したこと以外、実施例１と同様にして、集合電池を作製した。ここで、無地部の幅は、実施例１と同様に、２０μｍとした。得られた集合電池は、開回路電圧が３．７Ｖであり、放電容量が６．６ｍＡｈであった。得られた電池を１ｍＡで放電させたときの放電曲線を図１２に示す。   Instead of an aggregate composed of four unit cells, rectangular unit cells 113 having a length of 8 mm and a width of 5 mm are arranged on a polyimide film (flexible substrate) 111 in a grid pattern as shown in FIG. Then, an assembled battery was manufactured in the same manner as in Example 1 except that a positive electrode terminal 114 and a negative electrode terminal 115 (indicated by a dotted line) were formed (a negative electrode current collector was not shown). Here, the width of the uncoated portion was set to 20 μm as in Example 1. The obtained assembled battery had an open circuit voltage of 3.7 V and a discharge capacity of 6.6 mAh. FIG. 12 shows a discharge curve when the obtained battery was discharged at 1 mA.

得られた集合電池を用いて、実施例１と同様にして屈曲試験を行った。集合電池の短辺と平行な中心軸に対して９０°まで２００回曲げた後の放電曲線を図１３に、長辺と平行な中心軸に対して９０°まで２００回曲げた後の放電曲線を図１４に、対角線に対して９０°まで２００回曲げた後の放電曲線を図１５に示す。   A bending test was performed in the same manner as in Example 1 using the obtained assembled battery. FIG. 13 shows the discharge curve after bending 200 times to 90 ° with respect to the central axis parallel to the short side of the assembled battery, and the discharge curve after bending 200 times to 90 ° with respect to the central axis parallel to the long side. FIG. 14 shows a discharge curve after bending 200 times to 90 ° with respect to the diagonal line.

長辺または短辺と平行な中心軸に対して曲げた場合（図１３、図１４）には、屈曲試験後も、図１２に示されるのと同様の放電曲線を示した。一方、対角線に対して屈曲試験を行った場合（図１５）には、集合電池が損傷を受け、放電動作を行えなかった。このときの開回路電圧を測定すると１．２Ｖにまで低下しており、単電池が破損したものと考えられる。   When bent with respect to the central axis parallel to the long side or the short side (FIGS. 13 and 14), the same discharge curve as shown in FIG. 12 was shown after the bending test. On the other hand, when the bending test was performed on the diagonal line (FIG. 15), the assembled battery was damaged and the discharging operation could not be performed. When the open circuit voltage at this time was measured, it was reduced to 1.2 V, and it is considered that the cell was damaged.

以上のように、本発明によれば、屈曲前後で放電特性が劣化することはなく、ねじれに対する高い信頼性を有する集合電池を得ることができる。   As described above, according to the present invention, it is possible to obtain an assembled battery having high reliability against torsion without deterioration of discharge characteristics before and after bending.

上記実施例では、正極にコバルト酸リチウム、負極に金属リチウム、固体電解質として窒化リン酸リチウムを用いた全固体薄膜リチウム二次電池を例に挙げたが、本発明は、これに限定されず、他の材料を用いた固体電池、例えば、固体電解質として高分子固体電解質を用いる固体電池の場合にも有効である。さらに、本発明は、金属ケースまたはプラスティックケースに挿入される電池にも適用することが可能である。   In the above embodiment, an all solid thin film lithium secondary battery using lithium cobalt oxide for the positive electrode, metal lithium for the negative electrode, and lithium nitride phosphate as the solid electrolyte has been described as an example, but the present invention is not limited thereto. It is also effective for a solid battery using another material, for example, a solid battery using a polymer solid electrolyte as the solid electrolyte. Further, the present invention can be applied to a battery inserted in a metal case or a plastic case.

製膜方法についても、実施例ではＲＦマグネトロンスパッタ法を採用したが、他のスパッタ法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、熱蒸着法、印刷法、ゾル−ゲル法、めっき法等、皮膜を形成することができる方法であれば、いずれの方法を用いてもよい。   As for the film forming method, the RF magnetron sputtering method was employed in the examples, but other sputtering methods, ion plating methods, CVD methods, thermal evaporation methods, printing methods, sol-gel methods, plating methods, and the like are used to form films. Any method can be used as long as the method can be performed.

本発明により、電池容量を十分に確保しつつ、ねじれが加えられた場合でも、破損することなく機能し得る集合電池を得ることが可能となる。   Advantageous Effects of Invention According to the present invention, it is possible to obtain an assembled battery that can function without being damaged even when twisted while securing sufficient battery capacity.

図１は、本発明の一実施形態にかかる集合電池における単電池の配置を示す上面図である。FIG. 1 is a top view showing an arrangement of cells in a battery pack according to an embodiment of the present invention. 図２は、図１のII−II線における断面図を示す。FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II of FIG. 図３は、単電池の厚みｈと、無地部の幅Ｌと、曲げの角度θとの関係の一例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating an example of a relationship between the thickness h of the unit cell, the width L of the uncoated portion, and the bending angle θ. 図４は、本発明の一実施形態にかかる集合電池の上面図を示す。FIG. 4 shows a top view of the battery pack according to one embodiment of the present invention. 図５は、本発明の一実施形態にかかる集合電池を１ｍＡで放電したときの放電曲線を示す。FIG. 5 shows a discharge curve when the battery pack according to one embodiment of the present invention is discharged at 1 mA. 図６は、本発明の一実施形態にかかる集合電池の短辺と平行な中心軸に対して９０°まで２００回曲げる屈曲試験を行った後の放電曲線を示す。FIG. 6 shows a discharge curve after performing a bending test in which the battery pack according to one embodiment of the present invention is bent 200 times to 90 ° with respect to a central axis parallel to a short side of the battery pack. 図７は、本発明の一実施形態にかかる集合電池の長辺と平行な中心軸に対して９０°まで２００回曲げる屈曲試験を行った後の放電曲線を示す。FIG. 7 shows a discharge curve after performing a bending test in which the battery is bent 200 times up to 90 ° with respect to a central axis parallel to the long side of the assembled battery according to one embodiment of the present invention. 図８は、本発明の一実施形態にかかる集合電池の対角線と平行な中心軸に対して９０°まで２００回曲げる屈曲試験（ねじれ試験）を行った後の放電曲線を示す。FIG. 8 shows a discharge curve after performing a bending test (twist test) in which the assembled battery according to one embodiment of the present invention is bent 200 times to 90 ° with respect to a central axis parallel to a diagonal line. 図９は、比較例１で用いた電池の上面図を示す。FIG. 9 shows a top view of the battery used in Comparative Example 1. 図１０は、比較例１の電池を１ｍＡで放電したときの放電曲線を示す。FIG. 10 shows a discharge curve when the battery of Comparative Example 1 was discharged at 1 mA. 図１１は、比較例２の集合電池における、単電池の配置を示す上面図である。FIG. 11 is a top view showing the arrangement of cells in the assembled battery of Comparative Example 2. 図１２は、比較例２で用いた集合電池を１ｍＡで放電させたときの放電曲線を示す。FIG. 12 shows a discharge curve when the collective battery used in Comparative Example 2 was discharged at 1 mA. 図１３は、比較例２の集合電池の短辺と平行な中心軸に対して９０°まで２００回曲げる屈曲試験を行った後の放電曲線を示す。FIG. 13 shows a discharge curve after performing a bending test in which the battery pack of Comparative Example 2 is bent 200 times to 90 ° with respect to a central axis parallel to the short side thereof. 図１４は、比較例２の集合電池の長辺と平行な中心軸に対して９０°まで２００回曲げる屈曲試験を行った後の放電曲線を示す。FIG. 14 shows a discharge curve after conducting a bending test in which the battery is bent 200 times up to 90 ° with respect to a central axis parallel to the long side of the assembled battery of Comparative Example 2. 図１５は、比較例２の集合電池の対角線と平行な中心軸に対して９０°まで２００回まげる屈曲試験を行った後の放電曲線を示す。FIG. 15 shows a discharge curve of the assembled battery of Comparative Example 2 after being subjected to a bending test in which it is rolled 200 times up to 90 ° with respect to a central axis parallel to a diagonal line.

符号の説明Explanation of reference numerals

１０ 集合電池
１１、４１、９１、１１１ 可撓性基板
１２、４２ 集合体
１３、４３、９３、１１３ 単電池
１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄ 帯状の無地部
２２ 正極集電体
２３ 正極
２４ 固体電解質
２５ 負極
２６ 負極集電体
４４、９４、１１４ 正極端子
４５、９５、１１５ 負極端子 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Collective battery 11, 41, 91, 111 Flexible board 12, 42 Assembly 13, 43, 93, 113 Unit cell 14a, 14b, 14c, 14d Strip-shaped uncoated part 22 Positive electrode collector 23 Positive electrode 24 Solid electrolyte 25 Negative electrode 26 Negative electrode current collector 44, 94, 114 Positive terminal 45, 95, 115 Negative terminal

Claims (3)

（ａ）可撓性基板、および
（ｂ）前記可撓性基板上に配置された、４つの単電池からなる少なくとも１つの集合体
を備える集合電池であって、
前記単電池は、正極、負極、および前記正極と前記負極との間に配置された固体電解質からなり、
前記集合体の外周形状は、矩形であり、
前記矩形の集合体が、前記矩形の２つの対角線上に設けられた帯状の無地部によって、４つの単電池に分割されている、集合電池。 (A) a flexible substrate, and (b) an assembled battery including at least one aggregate of four unit cells arranged on the flexible substrate,
The unit cell includes a positive electrode, a negative electrode, and a solid electrolyte disposed between the positive electrode and the negative electrode,
The outer peripheral shape of the assembly is rectangular,
An assembled battery, wherein the rectangular assembly is divided into four unit cells by band-shaped uncoated portions provided on two diagonal lines of the rectangle. 前記帯状の無地部の幅が、前記単電池の厚さの２倍より大きい、請求項１記載の集合電池。   2. The assembled battery according to claim 1, wherein the width of the band-shaped uncoated portion is larger than twice the thickness of the unit cell. 前記可撓性基板の外周形状が矩形であり、かつ前記可撓性基板の外周形状と前記集合体の外周形状とが相似であり、
前記可撓性基板の外周形状と前記集合体の外周形状のそれぞれ対応する辺同士が平行となるように、前記可撓性基板上に前記集合体が配置されている、請求項１または２に記載の集合電池。
The outer peripheral shape of the flexible substrate is rectangular, and the outer peripheral shape of the flexible substrate and the outer peripheral shape of the assembly are similar,
3. The assembly according to claim 1, wherein the assembly is arranged on the flexible substrate such that sides corresponding to the outer shape of the flexible substrate and the outer shape of the assembly are parallel to each other. 4. The battery assembly as described.
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