JP2015220004A - Battery and electronic apparatus - Google Patents

Battery and electronic apparatus Download PDF

Info

Publication number
JP2015220004A
JP2015220004A JP2014101169A JP2014101169A JP2015220004A JP 2015220004 A JP2015220004 A JP 2015220004A JP 2014101169 A JP2014101169 A JP 2014101169A JP 2014101169 A JP2014101169 A JP 2014101169A JP 2015220004 A JP2015220004 A JP 2015220004A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
battery
lubricant
negative electrode
positive electrode
battery element
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2014101169A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP6269310B2 (en
Inventor
夕香里 角田
Yukari Tsunoda
夕香里 角田
窪田 忠彦
Tadahiko Kubota
忠彦 窪田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP2014101169A priority Critical patent/JP6269310B2/en
Priority to PCT/JP2015/002228 priority patent/WO2015174027A1/en
Publication of JP2015220004A publication Critical patent/JP2015220004A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6269310B2 publication Critical patent/JP6269310B2/en
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/121Organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/102Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by their shape or physical structure
    • H01M50/105Pouches or flexible bags
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/117Inorganic material
    • H01M50/119Metals
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/116Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material
    • H01M50/124Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure
    • H01M50/126Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers
    • H01M50/129Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by the material having a layered structure comprising three or more layers with two or more layers of only organic material
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
    • H01M50/131Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery characterised by physical properties, e.g. gas-permeability or size
    • H01M50/136Flexibility or foldability
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery having flexibility.SOLUTION: A battery includes a battery element, an outer packaging material having flexibility, and a lubricant provided between the battery element and the outer packaging material.

Description

本技術は、電池、および電子機器に関する。詳しくは、電池素子と柔軟性を有する外装材とを備える電池、およびそれを備える電子機器に関する。   The present technology relates to a battery and an electronic device. Specifically, the present invention relates to a battery including a battery element and a flexible exterior material, and an electronic device including the battery.

現代の情報社会における情報デバイス機器、特に薄型ディスプレイの技術開発が目覚ましく、これに伴い、情報デバイス機器の軽量化やモバイル化が急速に高まっている。このため、スマートウオッチやスマートグラスなどの身に着けることが可能な機器、すなわちウェアラブルデバイスが、次世代スマートフォンとして今後新たな市場を形成していくことが予想される。   The development of technology for information device devices in the modern information society, particularly thin displays, has been remarkable, and along with this, the weight and mobility of information device devices are rapidly increasing. For this reason, devices that can be worn such as smart watches and smart glasses, that is, wearable devices, are expected to form a new market in the future as next-generation smartphones.

これまでのバッテリー技術においては、安全性という観点からもバッテリーの形状安定性は重要であり、バッテリーは硬いものとされてきた。これに対して、上述したウェアラブルデバイスに用いられるバッテリーは、柔軟で変形可能なものでなければならない。   In the conventional battery technology, the shape stability of the battery is important from the viewpoint of safety, and the battery has been considered to be hard. On the other hand, the battery used in the wearable device described above must be flexible and deformable.

スマートフォンなどの情報デバイス機器の電池としては、成型自由度の高いフィルム状外装材に扁平状の電池素子を収容したものが広く用いられている(例えば、特許文献1参照)。このような構成を有する電池をフレキシブル化して、ウェアラブルデバイスに適用可能なものとすることが望まれる。   As a battery of information device equipment such as a smartphone, a battery in which a flat battery element is housed in a film-like exterior material having a high degree of freedom in molding is widely used (for example, see Patent Document 1). It is desired to make a battery having such a configuration flexible and be applicable to a wearable device.

特開2000−133215号公報JP 2000-133215 A

したがって、本技術の目的は、柔軟性を有する電池、およびそれを備える電子機器を提供することにある。   Therefore, an object of the present technology is to provide a battery having flexibility and an electronic device including the battery.

上述の課題を解決するために、第1の技術は、
電池素子と、
柔軟性を有する外装材と、
電池素子と外装材の間に設けられた潤滑剤と
を備える電池である。
In order to solve the above-mentioned problem, the first technique is:
A battery element;
A flexible exterior material;
And a lubricant provided between the battery element and the exterior material.

第2の技術は、
電池素子と、
柔軟性を有する外装材と、
電池素子と外装材の間に設けられた潤滑剤と
を備える電池を備え、
電池から電力の供給を受ける電子機器である。
The second technology is
A battery element;
A flexible exterior material;
A battery provided with a lubricant provided between the battery element and the exterior material,
An electronic device that is supplied with power from a battery.

本技術では、電池素子と外装材の間に潤滑剤が設けられているので、電池素子と外装材の間が滑りやすくなる。これにより、電池を折り曲げなどにより変形しやすくなる。   In the present technology, since the lubricant is provided between the battery element and the exterior material, the battery element and the exterior material are easily slipped. Thereby, the battery is easily deformed by bending or the like.

以上説明したように、本技術によれば、柔軟性を有する電池を実現できる。   As described above, according to the present technology, a flexible battery can be realized.

図1Aは、本技術の第1の実施形態に係る電池の外観の一例を示す斜視図である。図1Bは、図1AのA−A線に沿った断面の一例を示す概略断面図である。FIG. 1A is a perspective view illustrating an example of an appearance of a battery according to the first embodiment of the present technology. FIG. 1B is a schematic cross-sectional view showing an example of a cross section taken along the line AA of FIG. 1A. 図2は、本技術の第1の実施形態に係る電池の構成の一例を示す分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing an example of the configuration of the battery according to the first embodiment of the present technology. 図3は、電池素子の構成の一例を示す概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view showing an example of the configuration of the battery element. 図4Aは、正極集電体の構成の一例を示す平面図である。図4Bは、負極集電体の構成の一例を示す平面図である。FIG. 4A is a plan view illustrating an example of a configuration of a positive electrode current collector. FIG. 4B is a plan view showing an example of the configuration of the negative electrode current collector. 図5は、本技術の第2の実施形態に係るウェアラブル端末の外観の一例を示す斜視図である。FIG. 5 is a perspective view illustrating an example of an appearance of a wearable terminal according to the second embodiment of the present technology. 図6は、本技術の第2の実施形態に係るウェアラブル端末の構成の一例を示すブロック図である。FIG. 6 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a wearable terminal according to the second embodiment of the present technology.

上記電池を備える電子機器は、携帯情報端末の機能を有するウェアラブル機器、いわゆるウェアラブル端末であることが好ましい。ウェアラブル端末としては、例えば腕時計型端末、メガネ型端末などが挙げられるが、これに限定されるものではない。   The electronic device including the battery is preferably a wearable device having a function of a portable information terminal, that is, a so-called wearable terminal. Examples of the wearable terminal include a wristwatch type terminal and a glasses type terminal, but are not limited thereto.

電池素子としては、例えば、電解質として電解液を備える電池素子、電解質としてゲル状電解質を備える電池素子、電解質として固体電池質を備える電池素子を用いることができるが、電池を繰り返し折り曲げなどにより変形させたときに、電極にずれが発生することを抑制する観点からすると、電解質としてゲル状電解質を備える電池素子を用いることが好ましい。   As the battery element, for example, a battery element having an electrolytic solution as an electrolyte, a battery element having a gel electrolyte as an electrolyte, and a battery element having a solid battery as an electrolyte can be used. From the viewpoint of suppressing the occurrence of displacement in the electrode, it is preferable to use a battery element including a gel electrolyte as the electrolyte.

潤滑剤は、有機溶媒、電解液およびイオン液体からなる群より選ばれる1種以上の液体を含んでいることが好ましい。この場合、電池素子が有機溶媒、電解液およびイオン液体からなる群より選ばれる1種以上の液体を含む電解質を備えるときには、潤滑剤と電解質に含まれる液体の種類が異なるようにしてもよい。例えば、潤滑剤と電解質が、異なる種類の有機溶媒、電解液、またはイオン液体を含むようにしてもよい。   The lubricant preferably contains one or more liquids selected from the group consisting of organic solvents, electrolytic solutions, and ionic liquids. In this case, when the battery element includes an electrolyte containing one or more liquids selected from the group consisting of an organic solvent, an electrolytic solution, and an ionic liquid, the types of liquids contained in the lubricant and the electrolyte may be different. For example, the lubricant and the electrolyte may contain different types of organic solvents, electrolytic solutions, or ionic liquids.

本技術の実施形態について図面を参照しながら以下の順序で説明する。なお、以下の実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。
1 第1の実施形態(電池の例)
1.1 電池の構成
1.2 電池の製造方法
1.3 効果
1.4 変形例
2 第2の実施形態(ウェアラブル端末の例)
2.1 ウェアラブル端末の構成
2.2 効果
2.3 変形例
Embodiments of the present technology will be described in the following order with reference to the drawings. In all the drawings of the following embodiments, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals.
1 First Embodiment (Example of Battery)
1.1 Configuration of Battery 1.2 Battery Manufacturing Method 1.3 Effect 1.4 Modification 2 Second Embodiment (Example of Wearable Terminal)
2.1 Wearable terminal configuration 2.2 Effects 2.3 Modifications

<1 第1の実施形態>
[1.1 電池の構成]
図1Aに示すように、本技術の第1の実施形態に係る電池10は、繰り返し折り曲げなどの変形が可能なフレキシブルな扁平状の電池である。正極リード14Aおよび負極リード14Bが、電池10の一端から同一方向に導出されている。電池10は、フレキシブルデバイスに適用して好適なものである。
<1 First Embodiment>
[1.1 Battery configuration]
As illustrated in FIG. 1A, the battery 10 according to the first embodiment of the present technology is a flexible flat battery that can be repeatedly bent or the like. The positive electrode lead 14 </ b> A and the negative electrode lead 14 </ b> B are led out from one end of the battery 10 in the same direction. The battery 10 is suitable for application to a flexible device.

図1Bに示すように、電池10は、電池素子11と、電池素子11を外装する外装材12と、電池素子11と外装材12との間に設けられた潤滑剤13とを備える。以下では、正極リード14Aおよび負極リード14Bが導出された電池素子11の端部側をトップ側、それとは反対側の端部側をボトム側と称する。また、トップ側とボトム側の間に位置する両端部の側をサイド側と称する。   As illustrated in FIG. 1B, the battery 10 includes a battery element 11, an exterior material 12 that sheathes the battery element 11, and a lubricant 13 that is provided between the battery element 11 and the exterior material 12. Hereinafter, the end side of the battery element 11 from which the positive electrode lead 14A and the negative electrode lead 14B are led out is referred to as a top side, and the opposite end side is referred to as a bottom side. Moreover, the side of the both ends located between the top side and the bottom side is called a side side.

図2に示すように、外装例12は、矩形状を有し、その中央部から各辺が重なるようにして折り返されている。折返しの境界には、切り込みなどが予め設けられていてもよい。折り返された外装材12の間には、電池素子11が挟み込まれ、電池素子11の周囲のうちトップ側およびサイド側にて外装材12が封止されている。封止の形態としては、例えば、熱融着などの接着が挙げられる。外装材12は、重ね合わされる一方の面に、電池素子11を収容するための収容部16を有している。この収容部16は、例えば、深絞り加工により形成される。   As shown in FIG. 2, the exterior example 12 has a rectangular shape and is folded back so that each side overlaps from the center. An incision or the like may be provided in advance at the folding boundary. The battery element 11 is sandwiched between the folded exterior materials 12, and the exterior material 12 is sealed on the top side and the side side around the battery element 11. Examples of the sealing form include adhesion such as heat fusion. The exterior material 12 has an accommodating portion 16 for accommodating the battery element 11 on one surface to be overlaid. This accommodating part 16 is formed by deep drawing, for example.

正極リード14Aおよび負極リード14Bは、外装材12の一辺から同一方向に導出されている。正極リード14Aおよび負極リード14Bは、例えば、薄板状または網目状を有している。正極リード14Aおよび負極リード14Bは、例えば、アルミニウム、銅、ニッケルまたはステンレスなどの金属材料により構成されている。   The positive electrode lead 14 </ b> A and the negative electrode lead 14 </ b> B are led out from one side of the exterior material 12 in the same direction. The positive electrode lead 14A and the negative electrode lead 14B have, for example, a thin plate shape or a mesh shape. The positive electrode lead 14A and the negative electrode lead 14B are made of a metal material such as aluminum, copper, nickel, or stainless steel, for example.

以下、電池10を構成する外装材12、潤滑剤13、および電池素子11について説明する。   Hereinafter, the exterior material 12, the lubricant 13, and the battery element 11 constituting the battery 10 will be described.

(外装材)
外装材12は、例えば、柔軟性を有するラミネートフィルムなどのフィルム状外装材である。外装材12は、例えば、熱融着樹脂層、金属層、表面保護層を順次積層した構成を有する。なお、熱融着樹脂層側の面が、電池素子11を収容する側の面となる。熱融着樹脂層の材料としては、例えばポリプロピレン(PP)、ポリエチレン(PE)などの高分子材料が挙げられる。金属層の材料としては、例えばアルミニウム(Al)またはその合金などの金属材料が挙げられる。表面保護層の材料としては、例えばナイロン(Ny)などの高分子材料が挙げられる。具体的には例えば、外装材12は、例えば、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムにより構成されている。外装材12は、例えば、ポリエチレンフィルム側と電池素子11とが対向するように配設され、トップ側およびサイド側の辺部が融着または接着剤により互いに密着されている。外装材12と正極リード14Aの間、外装材12と負極リード14Bの間にはそれぞれ、封止性を向上するための密着フィルム15A、15Bが挿入されている。密着フィルム15A、15Bは、正極リード14Aおよび負極リード14Bに対して密着性を有する材料、例えば、ポリエチレン、ポリプロピレン、変性ポリエチレンまたは変性ポリプロピレンなどのポリオレフィン樹脂により構成されている。
(Exterior material)
The packaging material 12 is, for example, a film-shaped packaging material such as a laminate film having flexibility. The packaging material 12 has a configuration in which, for example, a heat sealing resin layer, a metal layer, and a surface protective layer are sequentially laminated. Note that the surface on the heat-sealing resin layer side is the surface on the side where the battery element 11 is accommodated. Examples of the material for the heat-sealing resin layer include polymer materials such as polypropylene (PP) and polyethylene (PE). Examples of the material for the metal layer include metal materials such as aluminum (Al) or an alloy thereof. Examples of the material for the surface protective layer include polymer materials such as nylon (Ny). Specifically, for example, the exterior material 12 is made of, for example, a rectangular aluminum laminated film in which a nylon film, an aluminum foil, and a polyethylene film are bonded together in this order. For example, the exterior material 12 is disposed so that the polyethylene film side and the battery element 11 face each other, and the side portions on the top side and the side side are in close contact with each other by fusion or an adhesive. Adhesive films 15A and 15B for improving sealing performance are inserted between the exterior material 12 and the positive electrode lead 14A and between the exterior material 12 and the negative electrode lead 14B, respectively. The adhesion films 15A and 15B are made of a material having adhesion to the positive electrode lead 14A and the negative electrode lead 14B, for example, a polyolefin resin such as polyethylene, polypropylene, modified polyethylene, or modified polypropylene.

なお、外装材12としては、上述した構造を有するラミネートフィルムに代えて、他の構造を有するラミネートフィルム、ポリプロピレンなどの高分子フィルムまたは金属フィルムなどを用いてもよい。   In addition, as the exterior material 12, instead of the laminate film having the above-described structure, a laminate film having another structure, a polymer film such as polypropylene, or a metal film may be used.

(潤滑剤)
潤滑剤13は、電池素子11と外装材12の収容面との間に設けられている。より具体的には、潤滑剤13は、扁平形状を有する電池素子11の両主面と、この両主面にそれぞれ対向する外装材12の内側面の間に設けられていることが好ましく、扁平形状を有する電池素子11の周面全体と、この周面全体に対向する外装材12の内側面の間に設けられていることがより好ましい。
(lubricant)
The lubricant 13 is provided between the battery element 11 and the housing surface of the exterior material 12. More specifically, the lubricant 13 is preferably provided between both main surfaces of the battery element 11 having a flat shape and the inner surface of the exterior member 12 facing the both main surfaces. More preferably, it is provided between the entire peripheral surface of the battery element 11 having a shape and the inner surface of the exterior member 12 facing the entire peripheral surface.

潤滑剤13としては、例えば、無機材料、有機材料、またはそれらの混合物を用いることができる。無機材料を2種以上組み合わせて用いてもよいし、同様に有機材料を2種以上組み合わせて用いてもよい。   As the lubricant 13, for example, an inorganic material, an organic material, or a mixture thereof can be used. Two or more inorganic materials may be used in combination, and two or more organic materials may be used in combination as well.

潤滑剤13は、例えば、室温(25℃)において固体状、液体状または半固体状を有している。固体状の潤滑剤13としては、例えば、微粒子などを用いることができる。液体状の潤滑剤13としては、例えば、有機溶媒、電解液、イオン液体およびシリコーンオイルなどからなる群より選ばれる1種以上を用いることができる。半固体状の潤滑剤13としては、例えば、グリースなどを用いることができる。半固体状または固体状の潤滑剤13としては、例えばゲルなどを用いることができる。ゲルとしては、例えば、有機溶媒、電解液、イオン液体およびシリコーンオイルなどからなる群より選ばれる1種以上の液体とこの液体に分散された微粒子とを含むもの、有機溶媒、電解液、イオン液体およびシリコーンオイルなどからなる群より選ばれる1種以上の液体とこの液体を保持する化合物とを含むものを用いることができる。   The lubricant 13 has, for example, a solid state, a liquid state, or a semi-solid state at room temperature (25 ° C.). As the solid lubricant 13, for example, fine particles can be used. As the liquid lubricant 13, for example, one or more selected from the group consisting of organic solvents, electrolytic solutions, ionic liquids, silicone oils, and the like can be used. As the semi-solid lubricant 13, for example, grease or the like can be used. As the semi-solid or solid lubricant 13, for example, a gel or the like can be used. Examples of the gel include those containing one or more liquids selected from the group consisting of organic solvents, electrolytic solutions, ionic liquids, silicone oils, and the like, and fine particles dispersed in the liquids, organic solvents, electrolytic solutions, ionic liquids. In addition, one containing at least one liquid selected from the group consisting of silicone oil and the like and a compound that holds the liquid can be used.

以下に、潤滑剤13に用いられる微粒子、有機溶媒、電解液、イオン液体、シリコーンオイルおよび化合物について順次説明する。   Hereinafter, the fine particles, the organic solvent, the electrolytic solution, the ionic liquid, the silicone oil and the compound used for the lubricant 13 will be sequentially described.

(微粒子)
微粒子としては、電気的絶縁性を有する無機微粒子を用いることが好ましい。このような特性を有する無機微粒子としては、例えば、セラミック材料を主成分とするセラミック粒子を用いることができる。セラミック材料としては、例えば、金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物または金属硫化物などを用いることができる。金属酸化物としては、例えば、酸化アルミニウム(アルミナ、Al23)、水和酸化アルミニウム(ベーマイト)、水酸化アルミニウム、酸化マグネシウム(マグネシア、MgO)、酸化チタン(チタニア、TiO2)、酸化ジルコニウム(ジルコニア、ZrO2)、酸化ケイ素(シリカ、SiO2)または酸化イットリウム(イットリア、Y23)などを用いることができる。金属窒化物としては、例えば、窒化ケイ素(Si34)、窒化アルミニウム(AlN)、窒化硼素(BN)または窒化チタン(TiN)などを用いることができる。金属炭化物としては、例えば、炭化ケイ素(SiC)または炭化ホウ素(B4C)などを用いることができる。金属硫化物としては、例えば、硫酸バリウム(BaSO4)などを用いることができる。また、ゼオライト(M2/nO・Al23・xSiO2・yH2O、Mは金属元素、x≧2、y≧0)などの多孔質アルミノケイ酸塩、層状ケイ酸塩、チタン酸バリウム(BaTiO3)またはチタン酸ストロンチウム(SrTiO3)などの鉱物を用いてもよい。
(Fine particles)
As the fine particles, inorganic fine particles having electrical insulating properties are preferably used. As the inorganic fine particles having such characteristics, for example, ceramic particles mainly composed of a ceramic material can be used. As the ceramic material, for example, a metal oxide, a metal nitride, a metal carbide, or a metal sulfide can be used. Examples of the metal oxide include aluminum oxide (alumina, Al 2 O 3 ), hydrated aluminum oxide (boehmite), aluminum hydroxide, magnesium oxide (magnesia, MgO), titanium oxide (titania, TiO 2 ), and zirconium oxide. (Zirconia, ZrO 2 ), silicon oxide (silica, SiO 2 ), yttrium oxide (yttria, Y 2 O 3 ), or the like can be used. As the metal nitride, for example, silicon nitride (Si 3 N 4 ), aluminum nitride (AlN), boron nitride (BN), titanium nitride (TiN), or the like can be used. As the metal carbide, for example, silicon carbide (SiC) or boron carbide (B 4 C) can be used. As the metal sulfide, for example, barium sulfate (BaSO 4 ) can be used. Further, zeolite (M 2 / n O · Al 2 O 3 · xSiO 2 · yH 2 O, M represents a metal element, x ≧ 2, y ≧ 0 ) porous aluminosilicates such as layered silicates, titanates Minerals such as barium (BaTiO 3 ) or strontium titanate (SrTiO 3 ) may be used.

これらのセラミック材料は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。また、無機微粒子としては、単一種類の無機微粒子を用いてもよいし、2種以上の無機微粒子を混合して用いてもよい。   These ceramic materials may be used alone or in combination of two or more. Further, as the inorganic fine particles, a single kind of inorganic fine particles may be used, or a mixture of two or more kinds of inorganic fine particles may be used.

微粒子の形状としては、例えば、球状、楕円体状、針状、板状、鱗片状、チューブ状、ワイヤー状、棒状(ロッド状)、不定形状などが挙げられるが、特にこれらに限定されるものではない。なお、上記形状の粒子を2種以上組み合わせて用いてもよい。ここで、球状には、真球状のみならず、真球状がやや扁平または歪んだ形状、真球状の表面に凹凸が形成された形状、またはこれらの形状が組み合わされた形状なども含まれる。楕円体状には、数学的に厳密な楕円体状のみならず、厳密な楕円体状がやや扁平または歪んだ形状、厳密な楕円体状の表面に凹凸が形成された形状、またはこれらの形状が組み合わされた形状なども含まれる。微粒子の平均粒径は、例えば1μm以上である。   Examples of the shape of the fine particles include a spherical shape, an ellipsoidal shape, a needle shape, a plate shape, a scale shape, a tube shape, a wire shape, a rod shape (rod shape), and an indefinite shape. is not. Two or more kinds of particles having the above shapes may be used in combination. Here, the spherical shape includes not only a true spherical shape but also a shape in which the true spherical shape is slightly flattened or distorted, a shape in which irregularities are formed on the true spherical surface, or a shape in which these shapes are combined. The ellipsoidal shape is not only a mathematically exact ellipsoidal shape but also a shape in which the exact ellipsoidal shape is slightly flattened or distorted, a shape in which irregularities are formed on the surface of the exact ellipsoidal shape, or these shapes Also includes shapes that are combined. The average particle diameter of the fine particles is, for example, 1 μm or more.

(有機溶媒)
有機溶媒としては、例えば、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピロニトリル、N,N−ジメチルフォルムアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルオキサゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシド、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、エチレンスルフィトなどが挙げられる。これらの有機溶媒は、単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。
(Organic solvent)
Examples of the organic solvent include 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valero. Lactone, 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, methyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile , Methoxyacetonitrile, 3-methoxypropylonitrile, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, dimethyl sulfoxide, trimethyl phosphate , Triethyl phosphate, ethylene sulfite and the like. These organic solvents may be used alone or in combination of two or more.

(電解液)
非水電解液は、有機溶媒と電解質塩とを含んでいる。有機溶媒としては、上述のものを用いることができる。電解質塩としては、例えばリチウム塩が挙げられ、1種を単独で用いてもよく、2種以上を混合して用いてもよい。リチウム塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドリチウム(Li(C25SO2)2N)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiSO3CF3)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(Li(CF3SO22N)、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチルリチウム(LiC(SO2CF33)、塩化リチウム(LiCl)および臭化リチウム(LiBr)などが挙げられる。
(Electrolyte)
The nonaqueous electrolytic solution includes an organic solvent and an electrolyte salt. As the organic solvent, those described above can be used. As electrolyte salt, lithium salt is mentioned, for example, 1 type may be used independently, and 2 or more types may be mixed and used for it. Examples of the lithium salt include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide (Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2N), lithium perchlorate (LiClO 4 ), six Lithium fluoroarsenate (LiAsF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium trifluoromethanesulfonate (LiSO 3 CF 3 ), lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (Li (CF 3 SO 2 ) 2 N), tris (trifluoromethanesulfonyl) methyllithium (LiC (SO 2 CF 3 ) 3 ), lithium chloride (LiCl) and lithium bromide (LiBr).

(イオン液体)
イオン性液体は、例えば、室温(25℃)で液状を呈する溶融塩(イオン性化合物)である。イオン液体としては、具体的には例えば、イミダゾリウム、アンモニウム、ピリジニウム、ピペリジニウムなどのカチオンと、ビス(トリフルオロメタンスルフォニル)イミド(TFSI)、ビス(ペンタフルオロエチルスルフォニル)イミド(BETI)、テトラフルオロボレート、パークロレート、ハロゲンアニオンなどのアニオンとの塩を挙げることができる。
(Ionic liquid)
The ionic liquid is, for example, a molten salt (ionic compound) that exhibits a liquid state at room temperature (25 ° C.). Specific examples of the ionic liquid include cations such as imidazolium, ammonium, pyridinium, piperidinium, bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (TFSI), bis (pentafluoroethylsulfonyl) imide (BETI), and tetrafluoroborate. And salts with anions such as perchlorate and halogen anions.

(シリコーンオイル)
シリコーンオイルとしては、例えば、ジメチルシリコーンオイル、メチルフェニルシリコーンオイル、メチルハイドロジェンシリコーンオイルなどのストレートシリコーンオイル、またはそれらのストレートシリコーンオイルの側鎖および末端の少なくとも一方に有機基を導入した変性シリコーンオイルを用いることができる。シリコーンオイルの動粘度は、100万mm2/s以下であることが好ましい。
(Silicone oil)
Examples of the silicone oil include straight silicone oils such as dimethyl silicone oil, methylphenyl silicone oil, and methylhydrogen silicone oil, or modified silicone oil in which an organic group is introduced into at least one of the side chain and terminal of these straight silicone oils. Can be used. The kinematic viscosity of the silicone oil is preferably 1,000,000 mm 2 / s or less.

(化合物)
化合物としては、高分子化合物が用いられる。高分子化合物は、有機溶媒、電解液、イオン液体およびシリコーンオイルなどからなる群より選ばれる1種以上の液体により膨潤され、ゲル状を有していてもよい。高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレンまたはポリカーボネートが挙げられる。特に電気化学的な安定性の点からはポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンあるいはポリエチレンオキサイドが好ましい。
(Compound)
A polymer compound is used as the compound. The polymer compound may be swollen by one or more liquids selected from the group consisting of organic solvents, electrolytic solutions, ionic liquids, silicone oils, and the like, and may have a gel shape. Examples of the polymer compound include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, and polysiloxane. , Polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene or polycarbonate. In particular, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene or polyethylene oxide is preferable from the viewpoint of electrochemical stability.

(電池素子)
図2に示すように、電池素子11は、扁平形状を有するスタック型電極構造の電池素子である。正極リード14Aおよび負極リード14Bは、例えば電池素子11の一端から同一方向に導出されている。電池素子11は、いわゆるリチウムイオンポリマー二次電池である。
(Battery element)
As shown in FIG. 2, the battery element 11 is a battery element having a stack-type electrode structure having a flat shape. The positive electrode lead 14A and the negative electrode lead 14B are led out from one end of the battery element 11 in the same direction, for example. The battery element 11 is a so-called lithium ion polymer secondary battery.

図3に示すように、電池素子11は、正極21と、負極22と、セパレータ23と、電解質層24とを備え、正極21、負極22およびセパレータ23は、例えば矩形状を有している。電池素子11は、例えば、正極21と負極22とをセパレータ23を介して積層した構造を有している。正極21とセパレータ23との間、および負極22とセパレータ23との間にはそれぞれ、電解質層24が設けられている。   As shown in FIG. 3, the battery element 11 includes a positive electrode 21, a negative electrode 22, a separator 23, and an electrolyte layer 24. The positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23 have, for example, a rectangular shape. The battery element 11 has, for example, a structure in which a positive electrode 21 and a negative electrode 22 are stacked with a separator 23 interposed therebetween. An electrolyte layer 24 is provided between the positive electrode 21 and the separator 23 and between the negative electrode 22 and the separator 23, respectively.

(正極)
正極21は、例えば、正極集電体21Aと、正極集電体21Aの両面に設けられた正極活物質層21Bとを備える。なお、図示はしないが、正極集電体21Aの片面のみに正極活物質層21Bを設けるようにしてもよい。正極リード14Aは、正極集電体21Aに溶接などにより取り付けられている。
(Positive electrode)
The positive electrode 21 includes, for example, a positive electrode current collector 21A and a positive electrode active material layer 21B provided on both surfaces of the positive electrode current collector 21A. Although not shown, the positive electrode active material layer 21B may be provided only on one surface of the positive electrode current collector 21A. The positive electrode lead 14A is attached to the positive electrode current collector 21A by welding or the like.

図4Aに示すように、正極集電体21Aは、正極活物質層形成部21Mと正極集電体露出部21Nとを備える。正極活物質層形成部21Mは、正極集電体21Aの主面に垂直な方向から見ると、例えば矩形状を有している。正極活物質層形成部21Mの両面または片面には、正極活物質層21Bが設けられる。正極集電体露出部21Nは、正極活物質層形成部21Mの周縁に延設されて設けられる。正極21と負極22とセパレータ23とが積層された状態において、複数の正極集電体露出部21N同士が接合され、この接合された正極集電体露出部21Nが正極リード14Aに電気的に接続されている。正極集電体21Aは、例えば、アルミニウム箔、ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。   As shown in FIG. 4A, the positive electrode current collector 21A includes a positive electrode active material layer forming part 21M and a positive electrode current collector exposed part 21N. The positive electrode active material layer forming portion 21M has, for example, a rectangular shape when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the positive electrode current collector 21A. The positive electrode active material layer 21B is provided on both surfaces or one surface of the positive electrode active material layer forming portion 21M. The cathode current collector exposed portion 21N is provided to extend around the periphery of the cathode active material layer forming portion 21M. In a state where the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23 are stacked, the plurality of positive electrode current collector exposed portions 21N are joined together, and the joined positive electrode current collector exposed portions 21N are electrically connected to the positive electrode lead 14A. Has been. The positive electrode current collector 21A is made of, for example, a metal foil such as an aluminum foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.

正極活物質層21Bは、例えば、正極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料の1種または2種以上を含んでおり、必要に応じて導電剤および結着剤を含んでいる。   The positive electrode active material layer 21B includes, for example, one or more positive electrode materials capable of inserting and extracting lithium as a positive electrode active material, and includes a conductive agent and a binder as necessary. It is out.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、例えば、リチウム酸化物、リチウムリン酸化物、リチウム硫化物あるいはリチウムを含む層間化合物などのリチウム含有化合物が適当であり、これらの2種以上を混合して用いてもよい。エネルギー密度を高くするには、リチウムと遷移金属元素と酸素(O)とを含むリチウム含有化合物が好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式(A)に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式(B)に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などが挙げられる。リチウム含有化合物としては、遷移金属元素として、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)および鉄(Fe)からなる群のうちの少なくとも1種を含むものであればより好ましい。このようなリチウム含有化合物としては、例えば、式(C)、式(D)もしくは式(E)に示した層状岩塩型の構造を有するリチウム複合酸化物、式(F)に示したスピネル型の構造を有するリチウム複合酸化物、または式(G)に示したオリビン型の構造を有するリチウム複合リン酸塩などが挙げられ、具体的には、LiNi0.50Co0.20Mn0.302、LiaCoO2(a≒1)、LibNiO2(b≒1)、Lic1Nic2Co1-c22(c1≒1,0<c2<1)、LidMn24(d≒1)あるいはLieFePO4(e≒1)などがある。 As the positive electrode material capable of inserting and extracting lithium, for example, lithium-containing compounds such as lithium oxide, lithium phosphorous oxide, lithium sulfide, or an intercalation compound containing lithium are suitable. May be used in combination. In order to increase the energy density, a lithium-containing compound containing lithium, a transition metal element, and oxygen (O) is preferable. Examples of such a lithium-containing compound include a lithium composite oxide having a layered rock salt structure shown in Formula (A) and a lithium composite phosphate having an olivine structure shown in Formula (B). Can be mentioned. It is more preferable that the lithium-containing compound includes at least one member selected from the group consisting of cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), and iron (Fe) as a transition metal element. Examples of such a lithium-containing compound include a lithium composite oxide having a layered rock salt type structure represented by the formula (C), formula (D), or formula (E), and a spinel type compound represented by the formula (F). Examples thereof include a lithium composite oxide having a structure, or a lithium composite phosphate having an olivine structure shown in the formula (G). Specifically, LiNi 0.50 Co 0.20 Mn 0.30 O 2 , Li a CoO 2 (A≈1), Li b NiO 2 (b≈1), Li c1 Ni c2 Co 1-c2 O 2 (c1≈1, 0 <c2 <1), Li d Mn 2 O 4 (d≈1) or Li e FePO 4 (e≈1).

LipNi(1-q-r)MnqM1r(2-y)z ・・・(A)
(但し、式(A)中、M1は、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)を除く2族〜15族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。Xは、酸素(O)以外の16族元素および17族元素のうち少なくとも1種を示す。p、q、y、zは、0≦p≦1.5、0≦q≦1.0、0≦r≦1.0、−0.10≦y≦0.20、0≦z≦0.2の範囲内の値である。)
Li p Ni (1-qr) Mn q M1 r O (2-y) X z ··· (A)
(In the formula (A), M1 represents at least one element selected from Groups 2 to 15 excluding nickel (Ni) and manganese (Mn). X represents Group 16 other than oxygen (O)) It represents at least one of elements and group 17. Elements p, q, y, and z are 0 ≦ p ≦ 1.5, 0 ≦ q ≦ 1.0, 0 ≦ r ≦ 1.0, −0.10. ≦ y ≦ 0.20 and 0 ≦ z ≦ 0.2.

LiaM2bPO4 ・・・(B)
(但し、式(B)中、M2は、2族〜15族から選ばれる元素のうち少なくとも一種を示す。a、bは、0≦a≦2.0、0.5≦b≦2.0の範囲内の値である。)
Li a M2 b PO 4 (B)
(In the formula (B), M2 represents at least one element selected from Groups 2 to 15. a and b are 0 ≦ a ≦ 2.0 and 0.5 ≦ b ≦ 2.0. It is a value within the range.)

LifMn(1-g-h)NigM3h(2-j)k ・・・(C)
(但し、式(C)中、M3は、コバルト(Co)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、ジルコニウム(Zr)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。f、g、h、jおよびkは、0.8≦f≦1.2、0<g<0.5、0≦h≦0.5、g+h<1、−0.1≦j≦0.2、0≦k≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、fの値は完全放電状態における値を表している。)
Li f Mn (1-gh) Ni g M3 h O (2-j) F k (C)
(However, in formula (C), M3 is cobalt (Co), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr), iron (Fe ), Copper (Cu), zinc (Zn), zirconium (Zr), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr) and tungsten (W) F, g, h, j and k are 0.8 ≦ f ≦ 1.2, 0 <g <0.5, 0 ≦ h ≦ 0.5, g + h <1, −0.1 ≦ j. ≦ 0.2, 0 ≦ k ≦ 0.1 (The composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of f represents the value in the complete discharge state.)

LimNi(1-n)M4n(2-p)q ・・・(D)
(但し、式(D)中、M4は、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。m、n、pおよびqは、0.8≦m≦1.2、0.005≦n≦0.5、−0.1≦p≦0.2、0≦q≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、mの値は完全放電状態における値を表している。)
Li m Ni (1-n) M4 n O (2-p) F q (D)
(However, in formula (D), M4 is cobalt (Co), manganese (Mn), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr ), Iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W). M, n, p and q are 0.8 ≦ m ≦ 1.2, 0.005 ≦ n ≦ 0.5, −0.1 ≦ p ≦ 0.2, 0 ≦ q ≦ 0.1. (Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of m represents a value in a fully discharged state.)

LirCo(1-s)M5s(2-t)u ・・・(E)
(但し、式(E)中、M5は、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。r、s、tおよびuは、0.8≦r≦1.2、0≦s<0.5、−0.1≦t≦0.2、0≦u≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、rの値は完全放電状態における値を表している。)
Li r Co (1-s) M5 s O (2-t) Fu (E)
(However, in formula (E), M5 is nickel (Ni), manganese (Mn), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr ), Iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W). R, s, t, and u are ranges of 0.8 ≦ r ≦ 1.2, 0 ≦ s <0.5, −0.1 ≦ t ≦ 0.2, and 0 ≦ u ≦ 0.1. (Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of r represents a value in a fully discharged state.)

LivMn2-wM6wxy ・・・(F)
(但し、式(F)中、M6は、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、クロム(Cr)、鉄(Fe)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、スズ(Sn)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)およびタングステン(W)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。v、w、xおよびyは、0.9≦v≦1.1、0≦w≦0.6、3.7≦x≦4.1、0≦y≦0.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、vの値は完全放電状態における値を表している。)
Li v Mn 2-w M6 w O x F y (F)
(However, in formula (F), M6 is cobalt (Co), nickel (Ni), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti), vanadium (V), chromium (Cr ), Iron (Fe), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), tin (Sn), calcium (Ca), strontium (Sr), and tungsten (W). V, w, x, and y are in the range of 0.9 ≦ v ≦ 1.1, 0 ≦ w ≦ 0.6, 3.7 ≦ x ≦ 4.1, and 0 ≦ y ≦ 0.1. (Note that the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of v represents the value in a fully discharged state.)

LizM7PO4 ・・・(G)
(但し、式(G)中、M7は、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、鉄(Fe)、ニッケル(Ni)、マグネシウム(Mg)、アルミニウム(Al)、ホウ素(B)、チタン(Ti)、バナジウム(V)、ニオブ(Nb)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、モリブデン(Mo)、カルシウム(Ca)、ストロンチウム(Sr)、タングステン(W)およびジルコニウム(Zr)からなる群のうちの少なくとも1種を表す。zは、0.9≦z≦1.1の範囲内の値である。なお、リチウムの組成は充放電の状態によって異なり、zの値は完全放電状態における値を表している。)
Li z M7PO 4 (G)
(However, in formula (G), M7 is cobalt (Co), manganese (Mn), iron (Fe), nickel (Ni), magnesium (Mg), aluminum (Al), boron (B), titanium (Ti ), Vanadium (V), niobium (Nb), copper (Cu), zinc (Zn), molybdenum (Mo), calcium (Ca), strontium (Sr), tungsten (W) and zirconium (Zr) Z represents a value in a range of 0.9 ≦ z ≦ 1.1, wherein the composition of lithium varies depending on the state of charge and discharge, and the value of z is a value in a fully discharged state. Represents.)

リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料としては、これらの他にも、リチウムを含まない金属硫化物または金属酸化物などの無機化合物を用いてもよい。例えば、TiS2、TiS3、NiS、MoS3、FeS2、MnO2、MoO3、Fe23、Fe34、V25、V613、NbSe2などを用いてもよい。これらの正極材料を単独で用いてもよいし、2種以上を混合して用いてもよい。 In addition to these, as the positive electrode material capable of inserting and extracting lithium, an inorganic compound such as metal sulfide or metal oxide not containing lithium may be used. For example, TiS 2 , TiS 3 , NiS, MoS 3 , FeS 2 , MnO 2 , MoO 3 , Fe 2 O 3 , Fe 3 O 4 , V 2 O 5 , V 6 O 13 , NbSe 2, etc. may be used. . These positive electrode materials may be used alone or in combination of two or more.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な正極材料は、上記以外のものであってもよい。また、上記で例示した正極材料は、任意の組み合わせで2種以上混合されてもよい。   The positive electrode material capable of inserting and extracting lithium may be other than the above. Moreover, the positive electrode material illustrated above may be mixed 2 or more types by arbitrary combinations.

導電剤としては、例えば、カーボンブラックまたはグラファイトなどの炭素材料などが挙げられる。結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)またはポリテトラフルオロエチレン(PTFE)などが挙げられる。   Examples of the conductive agent include carbon materials such as carbon black or graphite. Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVdF) and polytetrafluoroethylene (PTFE).

(負極)
負極22は、例えば、負極集電体22Aと、負極集電体22Aの両面に設けられた負極活物質層22Bとを備える。なお、図示はしないが、負極集電体22Aの片面のみに負極活物質層22Bを設けるようにしてもよい。負極リード14Bは、負極集電体22Aに溶接などにより取り付けられている。
(Negative electrode)
The negative electrode 22 includes, for example, a negative electrode current collector 22A and a negative electrode active material layer 22B provided on both surfaces of the negative electrode current collector 22A. Although not shown, the negative electrode active material layer 22B may be provided only on one surface of the negative electrode current collector 22A. The negative electrode lead 14B is attached to the negative electrode current collector 22A by welding or the like.

図4Bに示すように、負極集電体22Aは、負極活物質層形成部22Mと負極集電体露出部22Nとを備える。負極活物質層形成部22Mは、負極集電体22Aの主面に垂直な方向から見ると、例えば矩形状を有している。負極活物質層形成部22Mの両面または片面には、負極活物質層22Bが設けられる。負極集電体露出部22Nは、負極活物質層形成部22Mの周縁に延設されて設けられる。正極21と負極22とセパレータ23とが積層された状態において、複数の負極集電体露出部22N同士が接合され、この接合された負極集電体露出部22Nが負極リード14Bに電気的に接続されている。負極集電体22Aは、例えば、銅箔、ニッケル箔あるいはステンレス箔などの金属箔により構成されている。   As shown in FIG. 4B, the negative electrode current collector 22A includes a negative electrode active material layer forming part 22M and a negative electrode current collector exposed part 22N. The negative electrode active material layer forming part 22M has, for example, a rectangular shape when viewed from a direction perpendicular to the main surface of the negative electrode current collector 22A. A negative electrode active material layer 22B is provided on both surfaces or one surface of the negative electrode active material layer forming portion 22M. The negative electrode current collector exposed portion 22N is provided to extend to the periphery of the negative electrode active material layer forming portion 22M. In a state where the positive electrode 21, the negative electrode 22, and the separator 23 are laminated, the plurality of negative electrode current collector exposed portions 22N are joined together, and the joined negative electrode current collector exposed portions 22N are electrically connected to the negative electrode lead 14B. Has been. The negative electrode current collector 22A is made of, for example, a metal foil such as a copper foil, a nickel foil, or a stainless steel foil.

負極活物質層22Bは、負極活物質として、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料のいずれか1種または2種以上を含み、必要に応じて結着剤を含んでいる。   The negative electrode active material layer 22B includes one or more negative electrode materials capable of inserting and extracting lithium as a negative electrode active material, and includes a binder as necessary.

なお、この電池では、リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料の電気化学当量が、正極21の電気化学当量よりも大きくなっており、充電の途中において負極22にリチウム金属が析出しないようになっている。   In this battery, the electrochemical equivalent of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium is larger than the electrochemical equivalent of the positive electrode 21 so that lithium metal does not deposit on the negative electrode 22 during charging. It has become.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、例えば、難黒鉛化性炭素、易黒鉛化性炭素、黒鉛、熱分解炭素類、コークス類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維あるいは活性炭などの炭素材料が挙げられる。黒鉛としては、球形化処理などを施した天然黒鉛、略球状の人造黒鉛を用いることが好ましい。人造黒鉛としては、メソカーボンマイクロビーズ(MCMB)を黒鉛化した人造黒鉛、またはコークス原料を黒鉛化、粉砕した人造黒鉛が好ましい。コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークスあるいは石油コークスなどがある。有機高分子化合物焼成体というのは、フェノール樹脂やフラン樹脂など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い、一部には難黒鉛化性炭素または易黒鉛化性炭素に分類されるものもある。また、高分子材料としてはポリアセチレンあるいはポリピロールなどがある。これら炭素材料は、充放電時に生じる結晶構造の変化が非常に少なく、高い充放電容量を得ることができると共に、良好なサイクル特性を得ることができるので好ましい。特に黒鉛は、電気化学当量が大きく、高いエネルギー密度を得ることができ好ましい。また、難黒鉛化性炭素は、優れた特性が得られるので好ましい。更にまた、充放電電位が低いもの、具体的には充放電電位がリチウム金属に近いものが、電池の高エネルギー密度化を容易に実現することができるので好ましい。   Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include non-graphitizable carbon, graphitizable carbon, graphite, pyrolytic carbons, cokes, glassy carbons, and fired organic polymer compounds And carbon materials such as carbon fiber and activated carbon. As graphite, it is preferable to use spheroidized natural graphite or substantially spherical artificial graphite. As the artificial graphite, artificial graphite obtained by graphitizing mesocarbon microbeads (MCMB) or artificial graphite obtained by graphitizing and pulverizing a coke raw material is preferable. Examples of the coke include pitch coke, needle coke, and petroleum coke. An organic polymer compound fired body refers to a carbonized material obtained by firing a polymer material such as phenol resin or furan resin at an appropriate temperature, and part of it is non-graphitizable carbon or graphitizable carbon. Some are classified as: Examples of the polymer material include polyacetylene and polypyrrole. These carbon materials are preferable because the change in crystal structure that occurs during charge and discharge is very small, a high charge and discharge capacity can be obtained, and good cycle characteristics can be obtained. In particular, graphite is preferable because it has a high electrochemical equivalent and can provide a high energy density. Further, non-graphitizable carbon is preferable because excellent characteristics can be obtained. Furthermore, those having a low charge / discharge potential, specifically, those having a charge / discharge potential close to that of lithium metal are preferable because a high energy density of the battery can be easily realized.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、リチウムを吸蔵および放出することが可能であり、金属元素および半金属元素のうちの少なくとも1種を構成元素として含む材料も挙げられる。ここでは、このような負極材料を含む負極22を合金系負極と称する。このような材料を用いれば、高いエネルギー密度を得ることができるからである。特に、炭素材料と共に用いるようにすれば、高エネルギー密度を得ることができると共に、優れたサイクル特性を得ることができるのでより好ましい。この負極材料は金属元素あるいは半金属元素の単体でも合金でも化合物でもよく、またこれらの1種または2種以上の相を少なくとも一部に有するようなものでもよい。なお、本技術において、合金には2種以上の金属元素からなるものに加えて、1種以上の金属元素と1種以上の半金属元素とを含むものも含める。また、非金属元素を含んでいてもよい。その組織には固溶体、共晶(共融混合物)、金属間化合物あるいはそれらのうちの2種以上が共存するものがある。   Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include materials capable of inserting and extracting lithium and containing at least one of a metal element and a metalloid element as a constituent element. Here, the negative electrode 22 containing such a negative electrode material is referred to as an alloy-based negative electrode. This is because a high energy density can be obtained by using such a material. In particular, the use with a carbon material is more preferable because a high energy density can be obtained and excellent cycle characteristics can be obtained. The negative electrode material may be a single element, alloy or compound of a metal element or metalloid element, or may have at least a part of one or more of these phases. In the present technology, the alloy includes an alloy including one or more metal elements and one or more metalloid elements in addition to an alloy composed of two or more metal elements. Moreover, the nonmetallic element may be included. Some of the structures include a solid solution, a eutectic (eutectic mixture), an intermetallic compound, or two or more of them.

この負極材料を構成する金属元素あるいは半金属元素としては、例えば、マグネシウム(Mg)、ホウ素(B)、アルミニウム(Al)、ガリウム(Ga)、インジウム(In)、ケイ素(Si)、ゲルマニウム(Ge)、スズ(Sn)、鉛(Pb)、ビスマス(Bi)、カドミウム(Cd)、銀(Ag)、亜鉛(Zn)、ハフニウム(Hf)、ジルコニウム(Zr)、イットリウム(Y)、パラジウム(Pd)あるいは白金(Pt)が挙げられる。これらは結晶質のものでもアモルファスのものでもよい。   Examples of metal elements or metalloid elements constituting the negative electrode material include magnesium (Mg), boron (B), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), silicon (Si), and germanium (Ge). ), Tin (Sn), lead (Pb), bismuth (Bi), cadmium (Cd), silver (Ag), zinc (Zn), hafnium (Hf), zirconium (Zr), yttrium (Y), palladium (Pd) ) Or platinum (Pt). These may be crystalline or amorphous.

中でも、この負極材料としては、短周期型周期表における4B族の金属元素あるいは半金属元素を構成元素として含むものが好ましく、特に好ましいのはケイ素(Si)およびスズ(Sn)の少なくとも一方を構成元素として含むものである。ケイ素(Si)およびスズ(Sn)は、リチウム(Li)を吸蔵および放出する能力が大きく、高いエネルギー密度を得ることができるからである。   Among these, as the negative electrode material, a material containing a 4B group metal element or a semimetal element in the short-period type periodic table as a constituent element is preferable, and at least one of silicon (Si) and tin (Sn) is particularly preferable. It is included as an element. This is because silicon (Si) and tin (Sn) have a large ability to occlude and release lithium (Li), and a high energy density can be obtained.

スズ(Sn)の合金としては、例えば、スズ(Sn)以外の第2の構成元素として、ケイ素(Si)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、銀(Ag)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)、およびクロム(Cr)からなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。ケイ素(Si)の合金としては、例えば、ケイ素(Si)以外の第2の構成元素として、スズ(Sn)、ニッケル(Ni)、銅(Cu)、鉄(Fe)、コバルト(Co)、マンガン(Mn)、亜鉛(Zn)、インジウム(In)、銀(Ag)、チタン(Ti)、ゲルマニウム(Ge)、ビスマス(Bi)、アンチモン(Sb)およびクロム(Cr)からなる群のうちの少なくとも1種を含むものが挙げられる。   As an alloy of tin (Sn), for example, as a second constituent element other than tin (Sn), silicon (Si), nickel (Ni), copper (Cu), iron (Fe), cobalt (Co), manganese (Mn), zinc (Zn), indium (In), silver (Ag), titanium (Ti), germanium (Ge), bismuth (Bi), antimony (Sb), and chromium (Cr) The thing containing at least 1 sort is mentioned. As an alloy of silicon (Si), for example, as a second constituent element other than silicon (Si), tin (Sn), nickel (Ni), copper (Cu), iron (Fe), cobalt (Co), manganese (Mn), zinc (Zn), indium (In), silver (Ag), titanium (Ti), germanium (Ge), bismuth (Bi), antimony (Sb), and chromium (Cr). The thing containing 1 type is mentioned.

スズ(Sn)の化合物あるいはケイ素(Si)の化合物としては、例えば、酸素(O)あるいは炭素(C)を含むものが挙げられ、スズ(Sn)またはケイ素(Si)に加えて、上述した第2の構成元素を含んでいてもよい。   Examples of the tin (Sn) compound or silicon (Si) compound include those containing oxygen (O) or carbon (C). In addition to tin (Sn) or silicon (Si), the above-described compounds are used. Two constituent elements may be included.

リチウムを吸蔵および放出することが可能な負極材料としては、更に、他の金属化合物あるいは高分子材料が挙げられる。他の金属化合物としては、MnO2、V25、V613などの酸化物、NiS、MoSなどの硫化物、あるいはLiN3などのリチウム窒化物が挙げられ、高分子材料としてはポリアセチレン、ポリアニリンあるいはポリピロールなどが挙げられる。 Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium further include other metal compounds or polymer materials. Examples of other metal compounds include oxides such as MnO 2 , V 2 O 5 , and V 6 O 13 , sulfides such as NiS and MoS, and lithium nitrides such as LiN 3 , and polymer materials include polyacetylene. , Polyaniline or polypyrrole.

結着剤としては、例えば、ポリフッ化ビニリデン(PVdF)、スチレンブタジエンゴム(SBR)などが挙げられる。   Examples of the binder include polyvinylidene fluoride (PVdF) and styrene butadiene rubber (SBR).

(セパレータ)
セパレータ23は、正極21と負極22とを隔離し、両極の接触による電流の短絡を防止しつつ、リチウムイオンを通過させるものである。セパレータ23は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリプロピレンあるいはポリエチレンなどよりなる合成樹脂製の多孔質膜、またはセラミック製の多孔質膜により構成されており、これらの2種以上の多孔質膜を積層した構造とされていてもよい。中でも、ポリオレフィン製の多孔質膜は短絡防止効果に優れ、かつシャットダウン効果による電池の安全性向上を図ることができるので好ましい。特にポリエチレンは、100℃以上160℃以下の範囲内においてシャットダウン効果を得ることができ、かつ電気化学的安定性にも優れているので、セパレータ23を構成する材料として好ましい。また、ポリプロピレンも好ましく、他にも、化学的安定性を備えた樹脂であればポリエチレンあるいはポリプロピレンと共重合させたり、またはブレンド化することで用いることができる。電池素子11が最表面にセパレータ23を有する場合には、セパレータ23に潤滑剤13が含まれていてもよい。
(Separator)
The separator 23 separates the positive electrode 21 and the negative electrode 22 and allows lithium ions to pass through while preventing a short circuit of current due to contact between the two electrodes. The separator 23 is made of, for example, a porous film made of synthetic resin made of polytetrafluoroethylene, polypropylene, polyethylene, or the like, or a porous film made of ceramic, and these two or more kinds of porous films are laminated. It may be a structure. Among these, a porous film made of polyolefin is preferable because it is excellent in the effect of preventing short circuit and can improve the safety of the battery due to the shutdown effect. In particular, polyethylene is preferable as a material constituting the separator 23 because a shutdown effect can be obtained in a range of 100 ° C. or higher and 160 ° C. or lower and the electrochemical stability is excellent. Polypropylene is also preferable. In addition, any resin having chemical stability can be used by copolymerizing or blending with polyethylene or polypropylene. In the case where the battery element 11 has the separator 23 on the outermost surface, the lubricant 13 may be included in the separator 23.

(電解質層)
電解質層24は、非水電解液と、この非水電解液を保持する保持体となる高分子化合物とを含み、高分子化合物は非水電解液により膨潤されている。高分子化合物の含有比率は適宜調整可能である。このような構成を有する電解質層24としては、ゲル状の電解質層が好ましい。高いイオン伝導率を得ることができると共に、電池の漏液を防止することができるからである。
(Electrolyte layer)
The electrolyte layer 24 includes a non-aqueous electrolyte and a polymer compound serving as a holding body that holds the non-aqueous electrolyte, and the polymer compound is swollen by the non-aqueous electrolyte. The content ratio of the polymer compound can be adjusted as appropriate. As the electrolyte layer 24 having such a configuration, a gel electrolyte layer is preferable. This is because high ion conductivity can be obtained and battery leakage can be prevented.

非水電解液は、例えば、溶媒と電解質塩とを含んでいる。溶媒としては、例えば、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ブチレン、炭酸ビニレン、炭酸ジメチル、炭酸ジエチル、炭酸エチルメチル、γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、1,2−ジメトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキソラン、4−メチル−1,3−ジオキソラン、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、アセトニトリル、グルタロニトリル、アジポニトリル、メトキシアセトニトリル、3−メトキシプロピロニトリル、N,N−ジメチルフォルムアミド、N−メチルピロリジノン、N−メチルオキサゾリジノン、ニトロメタン、ニトロエタン、スルホラン、ジメチルスルフォキシド、リン酸トリメチル、リン酸トリエチル、エチレンスルフィト、およびビストリフルオロメチルスルホニルイミドトリメチルヘキシルアンモニウムなどの常温溶融塩が挙げられる。中でも、4−フルオロ−1,3−ジオキソラン−2−オン、炭酸エチレン、炭酸プロピレン、炭酸ビニレン、炭酸ジメチル、炭酸エチルメチルおよびエチレンスルフィトからなる群のうちの少なくとも1種を混合して用いるようにすれば、優れた充放電容量特性および充放電サイクル特性を得ることができるので好ましい。電解質層24が、電池特性を向上するために、公知の添加剤を含んでいてもよい。   The non-aqueous electrolyte contains, for example, a solvent and an electrolyte salt. Examples of the solvent include 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, γ-butyrolactone, and γ-valerolactone. 1,2-dimethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, 1,3-dioxolane, 4-methyl-1,3-dioxolane, methyl acetate, methyl propionate, ethyl propionate, acetonitrile, glutaronitrile, adiponitrile, Methoxyacetonitrile, 3-methoxypropyronitrile, N, N-dimethylformamide, N-methylpyrrolidinone, N-methyloxazolidinone, nitromethane, nitroethane, sulfolane, dimethyl sulfoxide, trimethyl phosphate, lithium Room temperature molten salts such as triethyl phosphate, ethylene sulfite, and bistrifluoromethylsulfonylimide trimethylhexylammonium. Among them, at least one of the group consisting of 4-fluoro-1,3-dioxolan-2-one, ethylene carbonate, propylene carbonate, vinylene carbonate, dimethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and ethylene sulfite is used as a mixture. It is preferable because excellent charge / discharge capacity characteristics and charge / discharge cycle characteristics can be obtained. The electrolyte layer 24 may contain a known additive in order to improve battery characteristics.

電解質塩は、1種または2種以上の材料を混合して含んでいてもよい。電解質塩としては、例えば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)、ビス(ペンタフルオロエタンスルホニル)イミドリチウム(Li(C25SO2)2N)、過塩素酸リチウム(LiClO4)、六フッ化ヒ酸リチウム(LiAsF6)、四フッ化ホウ酸リチウム(LiBF4)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiSO3CF3)、ビス(トリフルオロメタンスルホニル)イミドリチウム(Li(CF3SO22N)、トリス(トリフルオロメタンスルホニル)メチルリチウム(LiC(SO2CF33)、塩化リチウム(LiCl)および臭化リチウム(LiBr)が挙げられる。 The electrolyte salt may contain one kind or a mixture of two or more kinds of materials. Examples of the electrolyte salt include lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium bis (pentafluoroethanesulfonyl) imide (Li (C 2 F 5 SO 2 ) 2N), lithium perchlorate (LiClO 4 ), six Lithium fluoroarsenate (LiAsF 6 ), lithium tetrafluoroborate (LiBF 4 ), lithium trifluoromethanesulfonate (LiSO 3 CF 3 ), lithium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (Li (CF 3 SO 2 ) 2 N), tris (trifluoromethanesulfonyl) methyllithium (LiC (SO 2 CF 3 ) 3 ), lithium chloride (LiCl) and lithium bromide (LiBr).

高分子化合物としては、例えば、ポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、フッ化ビニリデンとヘキサフルオロプロピレンとの共重合体、ポリテトラフルオロエチレン、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリエチレンオキサイド、ポリプロピレンオキサイド、ポリフォスファゼン、ポリシロキサン、ポリ酢酸ビニル、ポリビニルアルコール、ポリメタクリル酸メチル、ポリアクリル酸、ポリメタクリル酸、スチレン−ブタジエンゴム、ニトリル−ブタジエンゴム、ポリスチレンまたはポリカーボネートが挙げられる。特に電気化学的な安定性の点からはポリアクリロニトリル、ポリフッ化ビニリデン、ポリヘキサフルオロプロピレンあるいはポリエチレンオキサイドが好ましい。   Examples of the polymer compound include polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, a copolymer of vinylidene fluoride and hexafluoropropylene, polytetrafluoroethylene, polyhexafluoropropylene, polyethylene oxide, polypropylene oxide, polyphosphazene, and polysiloxane. , Polyvinyl acetate, polyvinyl alcohol, polymethyl methacrylate, polyacrylic acid, polymethacrylic acid, styrene-butadiene rubber, nitrile-butadiene rubber, polystyrene or polycarbonate. In particular, polyacrylonitrile, polyvinylidene fluoride, polyhexafluoropropylene or polyethylene oxide is preferable from the viewpoint of electrochemical stability.

[1.2 電池の製造方法]
次に、本技術の第1の実施形態に係る電池の製造方法の一例について説明する。
[1.2 Battery Manufacturing Method]
Next, an example of a method for manufacturing a battery according to the first embodiment of the present technology will be described.

(正極の作製工程)
正極21を以下のようにして作製する。まず、例えば、正極活物質と、導電剤と、結着剤とを混合して正極合剤を調製し、この正極合剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)などの溶剤に分散させてペースト状の正極合剤スラリーを作製する。次に、この正極合剤スラリーを帯状の正極集電体21Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより正極活物質層21Bを形成し、帯状の正極21を作製する。次に、正極21に、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層24を形成する。次に、この正極21を電池素子11に応じた形状に裁断する。なお、正極21を裁断後に電解質層24を形成するようにしてもよい。
(Production process of positive electrode)
The positive electrode 21 is produced as follows. First, for example, a positive electrode active material, a conductive agent, and a binder are mixed to prepare a positive electrode mixture, and this positive electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP). A paste-like positive electrode mixture slurry is prepared. Next, the positive electrode mixture slurry is applied to the belt-like positive electrode current collector 21A, the solvent is dried, and compression-molding is performed by a roll press or the like to form the positive electrode active material layer 21B, thereby producing the belt-like positive electrode 21. . Next, a precursor solution containing a solvent, an electrolyte salt, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to the positive electrode 21, and the mixed solvent is volatilized to form the electrolyte layer 24. Next, the positive electrode 21 is cut into a shape corresponding to the battery element 11. The electrolyte layer 24 may be formed after the positive electrode 21 is cut.

(負極の作製工程)
負極22を以下のようにして作製する。まず、例えば、負極活物質と、結着剤とを混合して負極合剤を調製し、この負極合剤をN−メチル−2−ピロリドン(NMP)またはメチルエチルケトン(MEK)などの溶剤に分散させてペースト状の負極合剤スラリーを作製する。次に、この負極合剤スラリーを帯状の負極集電体22Aに塗布し溶剤を乾燥させ、ロールプレス機などにより圧縮成型することにより負極活物質層22Bを形成し、帯状の負極22を作製する。次に、負極22に、溶媒と、電解質塩と、高分子化合物と、混合溶剤とを含む前駆溶液を塗布し、混合溶剤を揮発させて電解質層24を形成する。次に、この負極22を電池素子11に応じた形状に裁断する。なお、負極22を裁断後に電解質層24を形成するようにしてもよい。
(Negative electrode fabrication process)
The negative electrode 22 is produced as follows. First, for example, a negative electrode active material and a binder are mixed to prepare a negative electrode mixture, and this negative electrode mixture is dispersed in a solvent such as N-methyl-2-pyrrolidone (NMP) or methyl ethyl ketone (MEK). Thus, a paste-like negative electrode mixture slurry is prepared. Next, the negative electrode mixture slurry is applied to the strip-shaped negative electrode current collector 22A, the solvent is dried, and the negative electrode active material layer 22B is formed by compression molding using a roll press or the like, and the strip-shaped negative electrode 22 is manufactured. . Next, a precursor solution containing a solvent, an electrolyte salt, a polymer compound, and a mixed solvent is applied to the negative electrode 22, and the mixed solvent is volatilized to form the electrolyte layer 24. Next, the negative electrode 22 is cut into a shape corresponding to the battery element 11. The electrolyte layer 24 may be formed after the negative electrode 22 is cut.

(電池素子の作製工程)
電池素子11を以下のようにして作製する。まず、ポリプロピレン製微多孔フィルムなどを矩形状に切断し、セパレータ23を作製する。次に、上述のようにして得られた複数枚の正極21、負極22およびセパレータ23を、例えば図3に示すように、セパレータ23、正極21、セパレータ23、負極22、セパレータ23、・・・、セパレータ23、負極22、セパレータ、正極21、セパレータ23の順で積層して、扁平形状を有する電池素子11を作製する。次に、積層した複数の正極21の正極集電体露出部21N同士を接合するとともに、この接合した正極集電体露出部21Nに対して正極リード14Aを電気的に接続する。また、積層した複数の負極22の負極集電体露出部22N同士を接合するとともに、この接合した負極集電体露出部22Nに対して負極リード14Bを電気的に接続する。接続の方法としては、例えば、超音波溶接、抵抗溶接、半田付けなどが挙げられるが、熱による接続部のダメージを考慮すると、超音波溶、抵抗溶接などの熱影響の少ない方法を用いることが好ましい。
(Battery element manufacturing process)
The battery element 11 is produced as follows. First, a polypropylene microporous film or the like is cut into a rectangular shape to produce a separator 23. Next, the plurality of positive electrodes 21, negative electrodes 22, and separators 23 obtained as described above are separated into separators 23, positive electrodes 21, separators 23, negative electrodes 22, separators 23,..., For example, as shown in FIG. Then, the separator 23, the negative electrode 22, the separator, the positive electrode 21, and the separator 23 are stacked in this order to produce the flat battery element 11. Next, the positive electrode current collector exposed portions 21N of the plurality of stacked positive electrodes 21 are bonded together, and the positive electrode lead 14A is electrically connected to the bonded positive electrode current collector exposed portions 21N. Further, the negative electrode current collector exposed portions 22N of the plurality of stacked negative electrodes 22 are bonded together, and the negative electrode lead 14B is electrically connected to the bonded negative electrode current collector exposed portions 22N. Examples of the connection method include ultrasonic welding, resistance welding, and soldering. However, in consideration of damage to the connection portion due to heat, it is possible to use a method with less thermal influence such as ultrasonic welding and resistance welding. preferable.

(潤滑剤の塗布工程)
扁平状を有する電池素子11の表面、および外装材12の内側面の少なくとも一方に、潤滑剤13を塗布する。この際、潤滑剤13を塗布する電池素子11の表面としては、電池素子11の両主面が好ましい。電池素子11の一主面または両主面にセパレータ23が最外層として露出している場合には、セパレータ23に潤滑剤13を含浸などにより含ませるようにしてもよい。ここで、塗布には、滴下や印刷なども概念的に含まれるものとする。
(Lubricant application process)
The lubricant 13 is applied to at least one of the surface of the battery element 11 having a flat shape and the inner surface of the exterior material 12. At this time, both main surfaces of the battery element 11 are preferable as the surface of the battery element 11 to which the lubricant 13 is applied. When the separator 23 is exposed as the outermost layer on one main surface or both main surfaces of the battery element 11, the lubricant 23 may be included in the separator 23 by impregnation or the like. Here, the application includes conceptually dropping and printing.

(電池素子の封止工程)
次に、外装材12の収容部16に電池素子11を収容した後、外装材12を中央から折り返して、外装材12の間に電池素子11を挟み込みつつ、外装材12を重ね合わせる。その際、正極リード14Aおよび負極リード14Bと外装材12との間には密着フィルム15A、15Bを挿入する。次に、電池素子11の周囲のうちトップ側およびサイド側にて、重ね合わせた外装材12の熱融着樹脂層同士を熱融着により貼り合わせる。これにより、電池素子11が外装材12により封止され、電池10が得られる。次に、必要に応じて、この電池10が収容される電子機器の形状に応じて、電池10を円弧状などに変形させるようにしてもよい。
(Battery element sealing process)
Next, after the battery element 11 is accommodated in the accommodating portion 16 of the exterior material 12, the exterior material 12 is folded back from the center, and the exterior material 12 is overlapped while sandwiching the battery element 11 between the exterior materials 12. At that time, the adhesion films 15A and 15B are inserted between the positive electrode lead 14A and the negative electrode lead 14B and the exterior material 12. Next, on the top side and the side side of the periphery of the battery element 11, the heat sealing resin layers of the overlapped outer packaging material 12 are bonded together by heat sealing. Thereby, the battery element 11 is sealed with the exterior material 12, and the battery 10 is obtained. Next, if necessary, the battery 10 may be deformed into an arc shape or the like according to the shape of the electronic device in which the battery 10 is accommodated.

[1.3 効果]
第1の実施形態に係る電池10では、電池素子11と外装材12の間に潤滑剤13が存在しているので、電池素子11と外装材12との間が滑りやすくなる。これにより、電池10の全体を折り曲げなどにより変形しやすくなり、柔軟性に優れた電池10を実現できる。したがって、繰り返し屈曲などしても正極21および負極22にクラックが生じにくく、電池特性の低下を抑制することができる。具体的には、繰り返し屈曲などしても充放電特性、負荷特性、サイクル特性、およびインピーダンス特性などの低下を抑制することができる。また、屈曲により折れた正極集電体21Aまたは負極集電体22Aが電池素子11内で隣接する正極21または負極22に刺さり、ショートなどが発生することを抑制することもできる。すなわち、安全性を向上することができる。
[1.3 Effect]
In the battery 10 according to the first embodiment, since the lubricant 13 is present between the battery element 11 and the exterior material 12, the battery element 11 and the exterior material 12 are easily slipped. Thereby, the whole battery 10 becomes easy to deform | transform by bending etc., and the battery 10 excellent in the softness | flexibility is realizable. Therefore, cracks are unlikely to occur in the positive electrode 21 and the negative electrode 22 even if it is repeatedly bent, and a decrease in battery characteristics can be suppressed. Specifically, it is possible to suppress a decrease in charge / discharge characteristics, load characteristics, cycle characteristics, impedance characteristics, and the like even by repeated bending. In addition, it is possible to prevent the positive electrode current collector 21 </ b> A or the negative electrode current collector 22 </ b> A broken by bending from being stuck in the adjacent positive electrode 21 or negative electrode 22 in the battery element 11 and causing a short circuit or the like. That is, safety can be improved.

一般的に高容量の電池では電極の積層数または巻回数を増加させているため、電池が硬く、大きな荷重をかけて電池を無理やり曲げると、電極にクラックが入り、電池特性が低下する虞がある。これに対して、第1の実施形態に係る電池10では、電極の積層数または巻回数を増加させて高容量化した場合であっても、電池素子11と外装材12の間に潤滑剤13を設けているので、電池10の柔軟性が向上し、電池特性の低下が抑制される。したがって、フレキシブルデバイスに搭載可能な高容量の電池10を提供できる。   In general, in a high capacity battery, the number of stacked electrodes or the number of windings are increased. Therefore, if the battery is hard and the battery is forcibly bent under a large load, the electrode may crack and the battery characteristics may deteriorate. is there. On the other hand, in the battery 10 according to the first embodiment, even when the capacity is increased by increasing the number of stacked electrodes or the number of turns, the lubricant 13 is interposed between the battery element 11 and the exterior material 12. Therefore, the flexibility of the battery 10 is improved, and the deterioration of the battery characteristics is suppressed. Therefore, a high capacity battery 10 that can be mounted on a flexible device can be provided.

一般的な電池では、電池素子の最表面がセパレータであると、セパレータと外装材とが接触する構成となるため、セパレータと外装材との間の摩擦力の増加が特に大きくなる。したがって、このような構成の電池では、電池の折り曲げが特に困難である。これに対して、第1の実施形態では、電池素子11の最表面にセパレータ23を有する構成である場合、セパレータ23と外装材12の間に潤滑剤13を設けることで、セパレータ23と外装材12の間の摩擦力を低減できる。したがって、電池10の折り曲げなどが容易となる。なお、電池10がこのような構成を有する場合、セパレータ23に液体状などの潤滑剤13を含ませておくようにしてもよい。   In a general battery, when the outermost surface of the battery element is a separator, the separator and the exterior material come into contact with each other, so that the increase in the frictional force between the separator and the exterior material becomes particularly large. Therefore, it is particularly difficult to bend the battery in such a configuration. On the other hand, in the first embodiment, when the separator 23 is provided on the outermost surface of the battery element 11, the lubricant 23 is provided between the separator 23 and the exterior material 12, whereby the separator 23 and the exterior material are provided. The frictional force between 12 can be reduced. Therefore, the battery 10 can be easily bent. When the battery 10 has such a configuration, the separator 23 may contain the liquid lubricant 13 or the like.

[1.4 変形例]
第1の実施形態では、1つの外装材により電池素子を封止する構成を例として説明したが、外装材の構成はこれに限定されるものではない。例えば、2つの矩形状の外装材の間に電池素子を挟み込みつつ、辺部同士を重ね合わせて、熱融着などにより電池素子の周囲を封止するようにしてもよい。
[1.4 Modification]
In 1st Embodiment, although the structure which seals a battery element with one exterior material was demonstrated as an example, the structure of an exterior material is not limited to this. For example, the sides of the battery element may be overlapped with each other while the battery element is sandwiched between two rectangular exterior members, and the periphery of the battery element may be sealed by thermal fusion or the like.

上述の実施形態では、電池素子がスタック電極構造を有する構成を例として説明したが、電池素子の構成はこれに限定されるものではない。例えば、巻回電極構造を有する電池素子、または正極および負極を折り畳んだ電極構造を有する電池素子などに対しても本技術は適用可能である。   In the above-described embodiment, the configuration in which the battery element has a stack electrode structure has been described as an example, but the configuration of the battery element is not limited to this. For example, the present technology can be applied to a battery element having a wound electrode structure or a battery element having an electrode structure in which a positive electrode and a negative electrode are folded.

第1の実施形態では、正極リードおよび負極リードが、外装材の同一の辺から同一方向に導出されている構成を例として説明したが、正極リードおよび負極リードの構成はこれに限定されるものではない。例えば、正極リードおよび負極リードが、外装材の異なる辺から異なる方向に導出されていてもよい。   In the first embodiment, the configuration in which the positive electrode lead and the negative electrode lead are led out in the same direction from the same side of the exterior material has been described as an example, but the configuration of the positive electrode lead and the negative electrode lead is limited to this. is not. For example, the positive electrode lead and the negative electrode lead may be led out in different directions from different sides of the exterior material.

第1の実施形態では、リチウムイオン電池に対して本技術を適用した例を示したが、本技術はこの種の電池に限定されるものではなく、電池素子を柔軟性を有する外装材により外装する構成を有する電池であれば、本技術を適用可能である。また、本技術は、二次電池に限定されるものではなく、一次電池に適用することも可能である。   In the first embodiment, an example in which the present technology is applied to a lithium ion battery has been described. However, the present technology is not limited to this type of battery, and the battery element is packaged with a flexible packaging material. The present technology can be applied to any battery having such a configuration. Moreover, this technique is not limited to a secondary battery, It is also possible to apply to a primary battery.

<2 第2の実施形態>
[2.1 ウェアラブル端末の構成]
図5に示すように、本技術の第2の実施形態に係るウェアラブル端末30は、変形が可能なフレキシブルな腕時計型端末であり、その内部に電池10を有している。
<2 Second Embodiment>
[2.1 Wearable terminal configuration]
As shown in FIG. 5, the wearable terminal 30 according to the second embodiment of the present technology is a flexible wristwatch-type terminal that can be deformed, and includes a battery 10 therein.

図6に示すように、本技術の第2の実施形態に係るウェアラブル端末30は、電子機器本体の電子回路31と、電池パック32とを備える。電池パック32は、電子回路31に対して電気的に接続されている。ウェアラブル端末30は、例えば、ユーザにより電池パック32を着脱自在な構成を有している。なお、ウェアラブル端末30の構成はこれに限定されるものではなく、ユーザにより電池パック32をウェアラブル端末30から取り外しできないように、電池パック32がウェアラブル端末30内に内蔵されている構成を有していてもよい。   As shown in FIG. 6, the wearable terminal 30 according to the second embodiment of the present technology includes an electronic circuit 31 of an electronic device body and a battery pack 32. The battery pack 32 is electrically connected to the electronic circuit 31. The wearable terminal 30 has a configuration in which the battery pack 32 is detachable by the user, for example. The configuration of the wearable terminal 30 is not limited to this, and the battery pack 32 is built in the wearable terminal 30 so that the user cannot remove the battery pack 32 from the wearable terminal 30. May be.

電池パック32の充電時には、電池パック32の正極端子34A、負極端子34Bがそれぞれ、充電器(図示せず)の正極端子、負極端子に接続される。一方、電池パック32の放電時(ウェアラブル端末30の使用時)には、電池パック32の正極端子34A、負極端子34Bがそれぞれ、電子回路31の正極端子、負極端子に接続される。   When charging the battery pack 32, the positive terminal 34A and the negative terminal 34B of the battery pack 32 are connected to the positive terminal and the negative terminal of a charger (not shown), respectively. On the other hand, when the battery pack 32 is discharged (when the wearable terminal 30 is used), the positive terminal 34A and the negative terminal 34B of the battery pack 32 are connected to the positive terminal and the negative terminal of the electronic circuit 31, respectively.

(電子回路)
電子回路31は、例えば、CPU、周辺ロジック部、インターフェース部および記憶部などを備え、ウェアラブル端末30の全体を制御する。
(Electronic circuit)
The electronic circuit 31 includes, for example, a CPU, a peripheral logic unit, an interface unit, a storage unit, and the like, and controls the entire wearable terminal 30.

(電池パック)
電池パック32は、電池10と、充放電回路33とを備える。電池10としては、上述の第1の実施形態およびその変形例のいずれかの電池10を用いることができる。
(Battery pack)
The battery pack 32 includes the battery 10 and a charge / discharge circuit 33. As the battery 10, any of the batteries 10 of the above-described first embodiment and its modifications can be used.

充電時には、充放電回路33は、電池10に対する充電を制御する。一方、放電時(すなわちウェアラブル端末30の使用時)には、充放電回路33は、ウェアラブル端末30に対する放電を制御する。   At the time of charging, the charging / discharging circuit 33 controls charging of the battery 10. On the other hand, at the time of discharging (that is, when the wearable terminal 30 is used), the charge / discharge circuit 33 controls the discharge of the wearable terminal 30.

[2.2 効果]
第2の実施形態に係るウェアラブル端末30は、第1の実施形態またはその変形例に係る電池10を備えているので、ウェアラブル端末30の変形が容易である。また、ウェアラブル端末30を繰り返し装着後における電池特性の低下を抑制できる。
[2.2 Effects]
Since the wearable terminal 30 according to the second embodiment includes the battery 10 according to the first embodiment or the modification thereof, the wearable terminal 30 can be easily modified. In addition, it is possible to suppress a decrease in battery characteristics after the wearable terminal 30 is repeatedly mounted.

[2.3 変形例]
第2の実施形態において、一つの電池10に代えて、組電池を用いるようにしてもよい。組電池は、複数の電池を並列および直列の少なくとも一方で電気的に接続して構成されている。複数の電池は、例えばn並列m直列(n、mは正の整数)に接続される。
[2.3 Modification]
In the second embodiment, an assembled battery may be used instead of the single battery 10. The assembled battery is configured by electrically connecting a plurality of batteries in parallel and / or in series. The plurality of batteries are connected in, for example, n parallel m series (n and m are positive integers).

以下、実施例により本技術を具体的に説明するが、本技術はこれらの実施例のみに限定されるものではない。   Hereinafter, the present technology will be specifically described by way of examples. However, the present technology is not limited only to these examples.

(実施例1)
まず、6枚の正極と、6枚の負極と、13枚のセパレータとを、セパレータ、正極、セパレータ、負極、セパレータ、・・・の順序で積層することにより、扁平形状を有する電池素子を得た。次に、電池素子の両主面にそれぞれ、潤滑剤としてジメチルシリコーンオイル(信越化学工業株式会社製、信越シリコーン(登録商標):KF−965)を塗布した。
Example 1
First, a flat battery element is obtained by laminating six positive electrodes, six negative electrodes, and 13 separators in the order of separator, positive electrode, separator, negative electrode, separator,. It was. Next, dimethyl silicone oil (manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd., Shin-Etsu Silicone (registered trademark): KF-965) was applied as a lubricant to both main surfaces of the battery element.

次に、ナイロンフィルム、アルミニウム箔およびポリエチレンフィルムをこの順に貼り合わせた矩形状のアルミラミネートフィルムを準備し、このラミネートフィルムを中央から折り返して、ラミネートフィルムの間に電池素子を挟み込みつつ、ラミネートフィルムを重ね合わせた。その際、正極リードおよび負極リードとラミネートフィルムとの間には密着フィルムを挿入した。次に、電池素子の周囲のうちトップ側およびサイド側にて、重ね合わせたラミネートフィルムのポリエチレンフィルム同士を熱融着により貼り合わせ、電池素子をラミネートフィルムにより封止した。これにより、電池が得られた。   Next, a rectangular aluminum laminate film in which a nylon film, an aluminum foil, and a polyethylene film are bonded together in this order is prepared. The laminate film is folded from the center, and the battery element is sandwiched between the laminate films. Superimposed. At that time, an adhesive film was inserted between the positive electrode lead and the negative electrode lead and the laminate film. Next, on the top side and the side side of the periphery of the battery element, the polyethylene films of the laminated laminate films were bonded together by heat fusion, and the battery element was sealed with the laminate film. Thereby, a battery was obtained.

(実施例2)
有機溶媒として炭酸エチレン(EC)と炭酸プロピレン(PC)と炭酸ジメチル(DMC)との混合溶媒を準備した。この有機溶媒を潤滑剤として用いる以外のことは実施例1と同様にして電池を得た。
(Example 2)
A mixed solvent of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), and dimethyl carbonate (DMC) was prepared as an organic solvent. A battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that this organic solvent was used as a lubricant.

(実施例3)
イオン液体として環状四級アンモニウムカチオンとイミドアニオンからなるN-methyl-N-propylpiperidinium bis (trifluoromethanesulfonyl)imide(PP13−TFSI)(関東化学株式会社製)を準備した。このイオン液体を潤滑剤として用いる以外のことは実施例1と同様にして電池を得た。
(Example 3)
As an ionic liquid, N-methyl-N-propylpiperidinium bis (trifluoromethanesulfonyl) imide (PP13-TFSI) (manufactured by Kanto Chemical Co., Inc.) consisting of a cyclic quaternary ammonium cation and an imide anion was prepared. A battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that this ionic liquid was used as a lubricant.

(実施例4)
まず、炭酸エチレン(EC)と炭酸プロピレン(PC)と炭酸ジメチル(DMC)と炭酸ビニレン(VC)との混合溶媒に対して、六フッ化リン酸リチウム(LiPF6)を添加して電解液を調製した。次に、この電解液にアルミナ(Al23)粒子の粉末を分散させることにより、ゲルを得た。このゲルを潤滑剤として用いる以外のことは実施例1と同様にして電池を得た。
Example 4
First, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ) is added to a mixed solvent of ethylene carbonate (EC), propylene carbonate (PC), dimethyl carbonate (DMC), and vinylene carbonate (VC), and an electrolyte solution is obtained. Prepared. Next, a gel was obtained by dispersing powder of alumina (Al 2 O 3 ) particles in the electrolytic solution. A battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that this gel was used as a lubricant.

(実施例5)
シリコーンオイルにシリカ(SiO2)粒子の粉末を分散させた高真空グリースを準備した。この高真空グリースを潤滑剤として用いる以外のことは実施例1と同様にして電池を得た。
(Example 5)
A high vacuum grease in which silica (SiO 2 ) particle powder was dispersed in silicone oil was prepared. A battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that this high vacuum grease was used as a lubricant.

(比較例1)
電池素子の両主面に潤滑剤を塗布せずに、電池素子をラミネートフィルムにより封止する以外のことは実施例1と同様にして電池を得た。
(Comparative Example 1)
A battery was obtained in the same manner as in Example 1 except that the battery element was sealed with a laminate film without applying a lubricant to both main surfaces of the battery element.

上述のようにして得られた実施例1〜5、比較例1の電池に対して、以下の評価を行った。   The following evaluation was performed on the batteries of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1 obtained as described above.

(折り曲げ荷重)
U字型の試料台に橋かけするように電池を設置し、圧縮試験機(インストロン社製)に設置した試料棒(φ20mm)を電池の上部から押し込み、曲げ荷重に対する曲げ歪みを測定した。その結果を表1に示す。
(Bending load)
The battery was installed so as to bridge the U-shaped sample stage, and a sample rod (φ20 mm) installed in a compression tester (manufactured by Instron) was pushed in from the upper part of the battery, and the bending strain with respect to the bending load was measured. The results are shown in Table 1.

(放電容量維持率)
電池を1Cで4.2Vを上限として充電した後、1Cで2.5Vまで放電して、折り曲げ試験前の放電容量を求めた。次に、電池を100回折り曲げる折り曲げ試験を実施した後、上記と同様の充放電条件にて、折り曲げ試験後の放電容量を求めた。なお、「1C」とは、電池の定格容量を1時間で定電流放電させる電流値のことである。次に、以下の式から、折り曲げ試験後の放電容量維持率を求めた。その結果を表1に示す。
(折り曲げ試験後の放電容量維持率)[%]=(折り曲げ試験後の放電容量/折り曲げ試験前の放電容量)×100
(Discharge capacity maintenance rate)
The battery was charged at 1 C with 4.2 V as the upper limit, then discharged at 1 C to 2.5 V, and the discharge capacity before the bending test was determined. Next, after performing a bending test in which the battery was bent 100 times, the discharge capacity after the bending test was obtained under the same charge / discharge conditions as described above. Note that “1C” is a current value at which the rated capacity of the battery is discharged at a constant current in one hour. Next, the discharge capacity retention rate after the bending test was determined from the following formula. The results are shown in Table 1.
(Discharge capacity maintenance ratio after bending test) [%] = (Discharge capacity after bending test / Discharge capacity before bending test) × 100

表1は、実施例1〜5、比較例1の電池の評価結果を示す。

Figure 2015220004
Table 1 shows the evaluation results of the batteries of Examples 1 to 5 and Comparative Example 1.
Figure 2015220004

表1から以下のことがわかる。
電池素子とラミネートフィルムとの間に、潤滑剤としてシリコーンオイル、有機溶媒、イオン液体、ゲルまたは高真空グリースを設けることで、折り曲げ加重を低減し、かつ、折り曲げ試験後の放電容量維持率の低下を抑制することができる。特に、潤滑剤として、シリコーンオイル、有機溶媒、イオン液体またはゲルを用いた場合に、折り曲げ加重を低減し、かつ、折り曲げ試験後の放電容量維持率の低下を抑制する効果の発現が顕著である。
Table 1 shows the following.
By providing silicone oil, organic solvent, ionic liquid, gel or high vacuum grease as a lubricant between the battery element and the laminate film, the bending load is reduced and the discharge capacity retention rate after the bending test is reduced. Can be suppressed. In particular, when silicone oil, organic solvent, ionic liquid or gel is used as the lubricant, the effect of reducing the bending load and suppressing the decrease in the discharge capacity retention rate after the bending test is remarkable. .

以上、本技術の実施形態およびその変形例、ならびに実施例について具体的に説明したが、本技術は、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例に限定されるものではなく、本技術の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。   As mentioned above, although embodiment of this art, its modification, and an example were explained concretely, this art is not limited to the above-mentioned embodiment, its modification, and an example. Various modifications based on technical ideas are possible.

例えば、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例において挙げた構成、方法、工程、形状、材料および数値などはあくまでも例に過ぎず、必要に応じてこれと異なる構成、方法、工程、形状、材料および数値などを用いてもよい。   For example, the configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, and the like given in the above-described embodiment and its modified examples and examples are merely examples, and different configurations, methods, processes, and shapes are necessary as necessary. , Materials and numerical values may be used.

また、上述の実施形態およびその変形例、ならびに実施例の構成、方法、工程、形状、材料および数値などは、本技術の主旨を逸脱しない限り、互いに組み合わせることが可能である。   In addition, the above-described embodiment and its modified examples, and the configurations, methods, processes, shapes, materials, numerical values, and the like of the examples can be combined with each other without departing from the gist of the present technology.

また、本技術は以下の構成を採用することもできる。
(1)
電池素子と、
柔軟性を有する外装材と、
上記電池素子と上記外装材の間に設けられた潤滑剤と
を備える電池。
(2)
上記潤滑剤は、有機溶媒、電解液、イオン液体およびシリコーンオイルからなる群より選ばれる1種以上を含んでいる(1)に記載の電池。
(3)
上記潤滑剤は、ゲルである(1)に記載の電池。
(4)
上記潤滑剤は、有機溶媒、電解液、イオン液体およびシリコーンオイルからなる群より選ばれる1種以上の液体と該液体に分散された微粒子とを含むもの、または有機溶媒、電解液、イオン液体およびシリコーンオイルからなる群より選ばれる1種以上の液体と該液体を保持する化合物とを含むものを含んでいる(1)または(3)に記載の電池。
(5)
上記潤滑剤は、微粒子である(1)に記載の電池。
(6)
上記潤滑剤は、グリースである(1)に記載の電池。
(7)
上記電池素子は、電解液と、該電解液を保持する化合物とを含む電解質層を備える(1)から(6)のいずれかに記載の電池。
(8)
上記外装材は、ラミネートフィルムである(1)から(7)のいずれかに記載の電池。
(9)
上記電池素子は、上記潤滑剤を含んでいるセパレータを表面に有する(1)から(8)のいずれかに記載の電池。
(10)
(1)から(9)のいずれかに記載の電池を備え、
上記電池から電力の供給を受ける電子機器。
The present technology can also employ the following configurations.
(1)
A battery element;
A flexible exterior material;
A battery comprising: a lubricant provided between the battery element and the exterior material.
(2)
The battery according to (1), wherein the lubricant includes at least one selected from the group consisting of an organic solvent, an electrolytic solution, an ionic liquid, and silicone oil.
(3)
The battery according to (1), wherein the lubricant is a gel.
(4)
The lubricant includes one or more liquids selected from the group consisting of organic solvents, electrolytic solutions, ionic liquids and silicone oils and fine particles dispersed in the liquids, or organic solvents, electrolytic solutions, ionic liquids and The battery according to (1) or (3), comprising one or more liquids selected from the group consisting of silicone oils and a compound that holds the liquids.
(5)
The battery according to (1), wherein the lubricant is fine particles.
(6)
The battery according to (1), wherein the lubricant is grease.
(7)
The said battery element is a battery in any one of (1) to (6) provided with the electrolyte layer containing electrolyte solution and the compound which hold | maintains this electrolyte solution.
(8)
The battery according to any one of (1) to (7), wherein the exterior material is a laminate film.
(9)
The battery according to any one of (1) to (8), wherein the battery element has a separator containing the lubricant on a surface thereof.
(10)
(1) to the battery according to any one of (9),
An electronic device that receives power from the battery.

10 電池
11 電池素子
12 外装材
13 潤滑剤
14A 正極リード
14B 負極リード
15A、15B 密着フィルム
21 正極
21A 正極集電体
21B 正極活物質層
22 負極
22A 負極集電体
22B 負極活物質層
30 ウェアラブル端末
31 ウェアラブル端末本体の電子回路
32 電池パック
33 充放電回路
34A 正極端子
34B 負極端子
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Battery 11 Battery element 12 Exterior material 13 Lubricant 14A Positive electrode lead 14B Negative electrode lead 15A, 15B Adhesive film 21 Positive electrode 21A Positive electrode collector 21B Positive electrode active material layer 22 Negative electrode 22A Negative electrode collector 22B Negative electrode active material layer 30 Wearable terminal 31 Electronic circuit of wearable terminal body 32 Battery pack 33 Charge / discharge circuit 34A Positive terminal 34B Negative terminal

Claims (10)

電池素子と、
柔軟性を有する外装材と、
上記電池素子と上記外装材の間に設けられた潤滑剤と
を備える電池。
A battery element;
A flexible exterior material;
A battery comprising: a lubricant provided between the battery element and the exterior material.
上記潤滑剤は、有機溶媒、電解液、イオン液体およびシリコーンオイルからなる群より選ばれる1種以上を含んでいる請求項1に記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the lubricant includes one or more selected from the group consisting of an organic solvent, an electrolytic solution, an ionic liquid, and silicone oil. 上記潤滑剤は、ゲルである請求項1に記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the lubricant is a gel. 上記潤滑剤は、有機溶媒、電解液、イオン液体およびシリコーンオイルからなる群より選ばれる1種以上の液体と該液体に分散された微粒子とを含むもの、または有機溶媒、電解液、イオン液体およびシリコーンオイルからなる群より選ばれる1種以上の液体と該液体を保持する化合物とを含むものを含んでいる請求項1に記載の電池。   The lubricant includes one or more liquids selected from the group consisting of organic solvents, electrolytic solutions, ionic liquids and silicone oils and fine particles dispersed in the liquids, or organic solvents, electrolytic solutions, ionic liquids and The battery according to claim 1, comprising one or more liquids selected from the group consisting of silicone oils and a compound that holds the liquids. 上記潤滑剤は、微粒子である請求項1に記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the lubricant is fine particles. 上記潤滑剤は、グリースである請求項1に記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the lubricant is grease. 上記電池素子は、電解液と、該電解液を保持する化合物とを含む電解質層を備える請求項1に記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the battery element includes an electrolyte layer including an electrolytic solution and a compound that holds the electrolytic solution. 上記外装材は、ラミネートフィルムである請求項1に記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the exterior material is a laminate film. 上記電池素子は、上記潤滑剤を含んでいるセパレータを表面に有する請求項1に記載の電池。   The battery according to claim 1, wherein the battery element has a separator containing the lubricant on a surface thereof. 電池素子と、
柔軟性を有する外装材と、
上記電池素子と上記外装材の間に設けられた潤滑剤と
を備える電池を備え、
上記電池から電力の供給を受ける電子機器。
A battery element;
A flexible exterior material;
A battery provided with a lubricant provided between the battery element and the exterior material,
An electronic device that receives power from the battery.
JP2014101169A 2014-05-15 2014-05-15 Batteries and electronic devices Active JP6269310B2 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014101169A JP6269310B2 (en) 2014-05-15 2014-05-15 Batteries and electronic devices
PCT/JP2015/002228 WO2015174027A1 (en) 2014-05-15 2015-04-24 Battery and electronic device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014101169A JP6269310B2 (en) 2014-05-15 2014-05-15 Batteries and electronic devices

Related Child Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2017222152A Division JP6642555B2 (en) 2017-11-17 2017-11-17 Batteries and electronics

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015220004A true JP2015220004A (en) 2015-12-07
JP6269310B2 JP6269310B2 (en) 2018-01-31

Family

ID=53180773

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014101169A Active JP6269310B2 (en) 2014-05-15 2014-05-15 Batteries and electronic devices

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6269310B2 (en)
WO (1) WO2015174027A1 (en)

Cited By (14)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016136518A (en) * 2015-01-16 2016-07-28 株式会社半導体エネルギー研究所 Secondary battery and electronic apparatus
JP2020123569A (en) * 2019-01-30 2020-08-13 本田技研工業株式会社 Flexible battery as integrated platform for wearable sensor and processing/transmission device
JP2020194797A (en) * 2015-02-04 2020-12-03 株式会社半導体エネルギー研究所 Secondary battery
US11081684B2 (en) 2017-05-24 2021-08-03 Honda Motor Co., Ltd. Production of carbon nanotube modified battery electrode powders via single step dispersion
US11121358B2 (en) 2017-09-15 2021-09-14 Honda Motor Co., Ltd. Method for embedding a battery tab attachment in a self-standing electrode without current collector or binder
US11171324B2 (en) 2016-03-15 2021-11-09 Honda Motor Co., Ltd. System and method of producing a composite product
US11201318B2 (en) 2017-09-15 2021-12-14 Honda Motor Co., Ltd. Method for battery tab attachment to a self-standing electrode
US11325833B2 (en) 2019-03-04 2022-05-10 Honda Motor Co., Ltd. Composite yarn and method of making a carbon nanotube composite yarn
US11352258B2 (en) 2019-03-04 2022-06-07 Honda Motor Co., Ltd. Multifunctional conductive wire and method of making
US11374214B2 (en) 2017-07-31 2022-06-28 Honda Motor Co., Ltd. Self standing electrodes and methods for making thereof
US11383213B2 (en) 2016-03-15 2022-07-12 Honda Motor Co., Ltd. System and method of producing a composite product
US11535517B2 (en) 2019-01-24 2022-12-27 Honda Motor Co., Ltd. Method of making self-standing electrodes supported by carbon nanostructured filaments
US11539042B2 (en) 2019-07-19 2022-12-27 Honda Motor Co., Ltd. Flexible packaging with embedded electrode and method of making
US11569490B2 (en) 2017-07-31 2023-01-31 Honda Motor Co., Ltd. Continuous production of binder and collector-less self-standing electrodes for Li-ion batteries by using carbon nanotubes as an additive

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109643767B (en) * 2016-08-26 2022-09-20 株式会社村田制作所 Battery and electronic equipment

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012140707A1 (en) * 2011-04-11 2012-10-18 パナソニック株式会社 Thin battery and battery device
US20140106193A1 (en) * 2011-09-20 2014-04-17 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly with porous structure and secondary battery including the same

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4126711B2 (en) 1998-10-23 2008-07-30 ソニー株式会社 Non-aqueous electrolyte battery
WO2000038256A1 (en) * 1998-12-18 2000-06-29 Honeywell Inc. Flexible strap for providing power to a portable electrical device
KR101217562B1 (en) * 2010-11-16 2013-01-02 삼성전자주식회사 Flexible battery and flexible electronic device including the same
US8929085B2 (en) * 2011-09-30 2015-01-06 Apple Inc. Flexible electronic devices

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2012140707A1 (en) * 2011-04-11 2012-10-18 パナソニック株式会社 Thin battery and battery device
US20140106193A1 (en) * 2011-09-20 2014-04-17 Lg Chem, Ltd. Electrode assembly with porous structure and secondary battery including the same

Cited By (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2016136518A (en) * 2015-01-16 2016-07-28 株式会社半導体エネルギー研究所 Secondary battery and electronic apparatus
JP2020194797A (en) * 2015-02-04 2020-12-03 株式会社半導体エネルギー研究所 Secondary battery
US11888152B2 (en) 2016-03-15 2024-01-30 Honda Motor Co., Ltd. System and method of producing a composite product
US11171324B2 (en) 2016-03-15 2021-11-09 Honda Motor Co., Ltd. System and method of producing a composite product
US11383213B2 (en) 2016-03-15 2022-07-12 Honda Motor Co., Ltd. System and method of producing a composite product
US11081684B2 (en) 2017-05-24 2021-08-03 Honda Motor Co., Ltd. Production of carbon nanotube modified battery electrode powders via single step dispersion
US11735705B2 (en) 2017-05-24 2023-08-22 Honda Motor Co., Ltd. Production of carbon nanotube modified battery electrode powders via single step dispersion
US11374214B2 (en) 2017-07-31 2022-06-28 Honda Motor Co., Ltd. Self standing electrodes and methods for making thereof
US11569490B2 (en) 2017-07-31 2023-01-31 Honda Motor Co., Ltd. Continuous production of binder and collector-less self-standing electrodes for Li-ion batteries by using carbon nanotubes as an additive
US11489147B2 (en) 2017-09-15 2022-11-01 Honda Motor Co., Ltd. Method for embedding a battery tab attachment in a self-standing electrode without current collector or binder
US11201318B2 (en) 2017-09-15 2021-12-14 Honda Motor Co., Ltd. Method for battery tab attachment to a self-standing electrode
US11616221B2 (en) 2017-09-15 2023-03-28 Honda Motor Co., Ltd. Method for battery tab attachment to a self-standing electrode
US11121358B2 (en) 2017-09-15 2021-09-14 Honda Motor Co., Ltd. Method for embedding a battery tab attachment in a self-standing electrode without current collector or binder
US11535517B2 (en) 2019-01-24 2022-12-27 Honda Motor Co., Ltd. Method of making self-standing electrodes supported by carbon nanostructured filaments
JP7018974B2 (en) 2019-01-30 2022-02-14 本田技研工業株式会社 Flexible battery as an integrated platform for wearable sensors and processing / transmitting devices
JP2020123569A (en) * 2019-01-30 2020-08-13 本田技研工業株式会社 Flexible battery as integrated platform for wearable sensor and processing/transmission device
US11352258B2 (en) 2019-03-04 2022-06-07 Honda Motor Co., Ltd. Multifunctional conductive wire and method of making
US11325833B2 (en) 2019-03-04 2022-05-10 Honda Motor Co., Ltd. Composite yarn and method of making a carbon nanotube composite yarn
US11539042B2 (en) 2019-07-19 2022-12-27 Honda Motor Co., Ltd. Flexible packaging with embedded electrode and method of making

Also Published As

Publication number Publication date
JP6269310B2 (en) 2018-01-31
WO2015174027A1 (en) 2015-11-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6269310B2 (en) Batteries and electronic devices
TWI794331B (en) Electrode assembly and secondary battery
JP6332483B2 (en) Separator and battery
JP4986009B2 (en) Secondary battery
JP4735579B2 (en) Non-aqueous electrolyte battery
JP4905267B2 (en) Positive electrode mixture and non-aqueous electrolyte battery
US20080254355A1 (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP4293205B2 (en) battery
US11430994B2 (en) Protective coatings for lithium metal electrodes
WO2019208792A1 (en) Battery
JP6642555B2 (en) Batteries and electronics
JP2009064630A (en) Nonaqueous electrolyte secondary battery
JP2015018799A (en) Secondary battery, and method for manufacturing the same
JP6656370B2 (en) Lithium ion secondary battery and battery pack
JP2013016328A (en) Cell
JP6597021B2 (en) Battery manufacturing method
WO2020059805A1 (en) Secondary battery
WO2019208806A1 (en) Battery
JP2012074403A (en) Secondary battery
JP7136347B2 (en) secondary battery
JP2007141495A (en) Battery
JP7143943B2 (en) Negative electrode active material, negative electrode and secondary battery
US20240072237A1 (en) High temperature lithium-ion battery and method of making same
JP2006318759A (en) Battery
JP2014160684A (en) Secondary battery separator and secondary battery

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20161229

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20170906

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20170926

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712

Effective date: 20171011

A711 Notification of change in applicant

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A711

Effective date: 20171012

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20171117

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20171205

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20171218

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6269310

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150