JPS59189554A - 可撓性薄型電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は可撓性薄型電池に関するものである１、従来、
高分子フィルムで発電要素を被包した電池がベーパ電池
、ノートバッテリ等の名称で知られているが、曲けや衝
撃に弱く、その取扱いには充分な注意が必要であまた。

そこで司似性高分子フィルムを外装部材として用い、発
電俊素に可撓性や弾性を保持させソート状に成形加工し
、電池全体に可撓性を持たせることが検討されている。

ペーパ電池、シートバッテリ噌二の名称で知られている
従来の薄型電池では、一般に第１図に示されるように例
えは偏平形状の薄型電池Ａの平面上に陰陽極リード端子
Ｂ、Ｃを設けていた。かような薄型電池は可焼性を崩せ
ず、電卓、玩具等の電池収納部に該電池のリード端子面
をｕ′着させるようにして電池を収納、接続するにとど
捷るなど、機器とのマツチング形態には限界かあった。

しかし用焼付漕型電池は可撓性に富む性質を有すること
からマツチング形態の自由度が広がり、機器と電池との
間の電気的接続上の摺動性やＩＩｉ撃時に対する接触の
確実性等が要求されていた。例えば機器内ｑ−ｉ複雑な
空間に電池を変形させて収納するにも従来の電池ではリ
ード端子がズレないように外側から強固に押圧しなりれ
ばならず、セパレータが破れて陰陽極集電体間が接触し
内部短絡　　　□が生じたシ、発邦、俊素に過度の圧力
が加わって著しい変形がおこり出力部、圧、内部抵抗、
最大許容電流、放電等の電気的特性に異常が発生する等
、の問題が発生したり、あるいは電池同志を接続又は断
続するにしてもリード端子間の接続又は断続は容易でな
く、さらに複数個の電池を集合させである任意の形状の
′電池群、例えは束状に′電池を重ねてとじた槓層状電
源装順等を形成するに際してもそれを容易に組立てたシ
一度完成した電池群を分ｗｒシて個々の電池に分散させ
ることが困難である等の使用上の不具合があり、自在に
湾曲、折シ曲け、変形、摺動が可能で機器等への収納や
電池同志の集合分散が容易におこなえ、電気的接続も確
実で安定なエネルギ供給ができる可撓性薄型電池が希求
されていた。

本発明者はかかる実情に鑑み、霜′、池の性能を損わず
に前記の要求を満たすべく種々研究を沖、ねた結果、＝
Ｊ’　ＩＮ性高分子フィルムの外装部拐の一部に貫通穴
および／又は区部を設け、該貫通穴および／又は四部の
内壁に嗜電性高分子材別を成形したリード端子部を設け
、発電要素中の集電体と該リード端子部とが電気的に接
続されるよう構成すれば良いことを見い出口だ。

本発明は外装部材として例えは７ト１ノエステル、ポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポ１ノイミド、エポキン、
テフロン、ポリビニルへ７ゼン、ポ１ツノ７−ボネート
等の用抗性高分子材浩を月４い、亜鉛−二敵化マンガン
、亜鉛−酸化水銀、亜鉛−酸イヒ銀、亜鉛−過酸化銀、
リチウムｍ−［イしマンガン、１ノチウムー弗化炭素、
マグネンウムー均イヒ銀等の７８物質系に各種電ｊｌｌ
Ｉ＋液、集電体、添力Ｂ剤を含んだものあるいはセレン
系、ＣｄＳ系、シリコン系光発電け、その内壁に導電性
高分子材料で構成された１ノ一ト端１子部を設置首する
。４亀性高分子材相、とじてハ、例工ばスチレンブタジ
ェンコム、）゛クジエンゴム、イノプレンゴム、クロロ
プレンコム、ニトリルフリツエンゴム、弗素コゝム、ン
リコーンコゝム、エチレンプロピレンゴム、ウレタンコ
ゝム等のコ゛ム糸拐料、あるいはポリエステル樹脂、エ
ポキシ槓１脂、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、塩イヒ
ビニル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、７ド１
ツカ−ボネート樹脂、メラミン樹脂等の付加重合型樹脂
、重付加型樹脂、重縮合型樹脂材料、あるいは上記ゴム
系材料と樹脂材料との混合材料をバインダとし、導電体
としてアセチレンブラック、ＣＣブラック、ＣＦブラッ
ク等の高ストラクチヤーカーボンブラックあるいはアル
ミニウム、ニッケル銅、亜鉛、パラジウム、銀、インジ
ウム、白金、金、ステンレス、酸化スズ、酸化インジウ
ム等の金属・金属酸化物の微粉体をバインダに混入した
ものを用いることができる。発電侠素には陰陽極の集電
体が設けられており、銅、ステンレス、アルミニウム、
カーボン等を母材とじてンート状に成形加工したものを
ラミネートするか真空蒸着、スパッタリング等の方法に
より形成される。ＩＪ−ド端子部と集電体とは、両者の
どちらか一方又は両者共延出させるか別の導電性連結部
材を介在させる等して電気的に接続されている。

本発明の目的をより一層達成するにに特にリード端子部
における機器、装置、電池同志との電気的接触部分の構
成に対して次の具体的条件が要求される。■可読性、弾
性を有すること、■摺動可能で良導電性を維持すること
、■耐久性（摩滅しない、老化しない）を有すること、
０箱１池の通′帛使用温度範囲（−２０〜＋４０°Ｃ）
にて前記条件■■■を満たすことである。かような条件
を満たすには、バインダとし７てスチレンブタジェンコ
ム、ブタジェンゴム、クロロプレンコム、／リコーンゴ
ム等のゴム系材料、又は該コ゛ム系材料にポリウレタン
、ポリ　（メタ）アクリル酸エステル、ホ゛リアミド、
ポリニスナル等の樹脂材料を配合したものに、ポリエチ
レンテレフタレート、ポリ塩化ビニリチン、ポリ塩化ビ
ニル、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、ポリアク
リロニトリル、アクリロニトリル−塩化ビニリチン共乗
合体、ポリアミド、ポリビニルアルコール等の酸素透過
防止性の樹脂材料や酸化チタン、コロイダルンリ力、炭
酸カルシウム等の無機粉末σンマント化剤やコ゛ミの刺
着を防止する為に帯電防止剤を添加し、前記導電体を混
入したものを用いてリード端子間を形成することが好ま
しい。酸素透過防止性の樹脂材料を配合することにより
電池をとシまく空気中の酸素が５、リード端子部を透過
して発電要叱内に浸入することを防止し、漏液の促進を
極力抑′ＡｊＩＪすることかできる１、特にアルカ’）
　祁’ｒ　ｉ＋ｔノ、系の漏液は機器等を著しく腐食さ
せる竹の問題があるので、これに適用すると電気的接続
部の腐食や接点不良を防止できる等の点で有効である。

又、外装部拐と同様の弾性、可撓性、硬度を翁するよう
リード端子部を形成した場合、電池全体の変彫、湾曲性
の均一化が図れるので、す〜ド端子部を設けたことによ
る町槽、性の自由度を阻害されることがない６、これら
はいずれも用いる電池の目的とする用途に応じてバイン
ダの各構成材料の配合比や導電体との絹合せ及び混合濃
度を適時改良すれ（はよく、必らずしも上記の材料構Ｊ
戎に限定されるものではない。さらに前記具体的条件を
満たすにはリード端子部の形１ｊｌｙ、、位置や構造に
ついても工夫が必要であり、種々の目的に対応する実施
態様がある。

ｖ正本発明を実施例に基ついてさらに説明するが、本発
明（ｄを旨を越えない範囲において以下の実施例に限定
されるものではない。

実施例１ 第２図（イ、）は本発明の第１実施例を示す可撓性薄型
電池の断面図であり、（ロ）はその平面図である。

セパレータ１を間に挟んで厚さ０．５ｍｍの亜鉛箔から
なる陰極活物質層２及び二敵イヒマンガンを主体にカー
ボンブランク等の導電性フィラーや粘結剤を混合してな
る厚さ１．Ｑｍｍの陽極活物＊、層３を相互に対向させ
、セパレータエ及び陽極活物ｊｅ層３に増化アンモニウ
ムー塩化亜鉛系の電ＩＡ欣を含浸保持させたものに、厚
さ５００μｍηのアルミニウム製陰陽極集電体４．５を
内向面にラミイ・−トシだ幅２Ｃｎｌ、長さ１２ｃｍ　
、、厚さ１１７１１１１のポリエステルフィルムの外装
部材６．７を上下方向から僚い、周縁部８を熱接廟して
気密に封止する。周縁部８の長尺方向の両端に直径４ｍ
ｍの貫通穴９．９′を設り、筒型の陰陽極リード端子部
１０．１１を該貫通穴９．９′に挿入して接着固定する
。陰ｌ＠極り一ド端子部１０、］１は線状ジメチルポリ
ノロキサンを主ＩＪｙ分とし、架橋剤、鯉媒等を添加し
た／リコー／ゴムを奴体にカーボンを混入した導電性シ
リコーンゴム刀・らなり、陰陽極集電体４．５と各々電
気的接続されている。

以上のように構成した電池１２は第３図に示したように
例えば同一軸上になく互いに対向して設けられて設置さ
れている電［株］用端子１３．１３′の間の空間におい
ても電池全体を湾曲させ、リード端子部を簡単に接続す
ることが可能となり、衝撃や振動が電源用端子１３．１
３′に生じてもリード端子部の弾性力と電池全体の可撓
性とにより緩衝され、チャタリングや梠Ｉ動による摩滅
がなく常に確実な電源供給をすることができた。又、第
３図に示したような機器の電源用端子−一従来にない設
置構造の例であるが、従来のようなスペース、形状的に
制限の多い電池収納部を機器に設けなくとも、例えば第
４図に少ブーように機器１４内の狭く人シ翻んだ余白空
間を利用して電池１２を容易に取りｔｌけることが用能
となった。

実施例２ 第５図（イ）は本発明の第２実施例を・示す可撓性薄型
電池の部分断面図であり、（ロ）はその平面１図である
。

陰陽極リード端子部１５．１５’（＋顯極端子部は図示
されず）の電気的接触部分の形状を第５図に示すような
曲面形状にする他は第１実施例と同様にして電池１６を
形成する。第６図に示すように機器１７の連続した曲面
形状の％池収納部１７ａに本゛篭池１６を設置する際、
電池収納部１７ａに垂１θに突出している電源用端子１
８．１８′が陰陽極リード幼子部１５．１５′をその中
央部分で貫通するようにして電池１６が曲■に密着して
安定に固定できる。陰陽極リード端子部１５．１５′に
電池収納部１７ａと同様に湾曲するが、電気的短形１部
分が曲面状である接触部制が相互に対向するような構造
である為、リード端子部又はその周辺部に発生する偏っ
た応力を極力緩衝するのでリード端子部及びその周辺部
もなめらかに湾曲し、同時に電気的弥絃、も頷実にする
ことか可能どなった７、又、本実施例ｔＥ’、　ｈは球
面状のｍ池収納部ｔ／’（Ｌ−いても同４ふの効果があ
る。

実施例３ 第７図（りは本発明の第３実施例を示すＢＪ楠性薄型市
、池の部分断面図、（ロ）ｂ−その平面図である。

陰陽極リード端子部１９．２０の外周部に多条の溝部２
１を設け、陰陽極リード端子部１９．２０を電池の一方
の周縁部に段歯“する他は実施例２と同様にして電池２
２を形成する、電池２２を第８図に示すようにグラスチ
ック製の基板２３の端部に垂面に立てて設けたリン青銅
にニッケルメッキを施した平板状の電極端子２４．２５
の上からリード端子部１９．２ｏを貫通させて一複数個
１槓層し、止め只２６で締結する。

このようにして代られた電池群は笛、池２２を自在にイ
マ１け加えたり取りはずすことによって電池群の出力電
圧、出力電流、容量を簡単に調整することが可能で、衝
撃を受けてもチャタリングがなく手軽に携帯して用いる
ことができるので、屋外での緊急な電源大要時あるいは
常備携帯を要する機器への′電源装置として利用価値が
大きい。

又、電池２２は電極端子２４．２５と摺動しても電気的
接続が安定に保たれるので、複数個の電池をファイルに
収納してブック状の電源装置を形成することができ、さ
らに例えは可撓性を有する表示装置、集積回路を含む回
路基板、スイッチ類、素子等を１゛、極端子２４．２５
を介在して上記電池と積層状に配置することによシ、従
来にない手帳型の携帯用情報表示装置を得ることが石」
能、となった。さらに陰陽極リード端子部１９．２０の
外周部の多条の溝部２１は電池の自在な摺動、湾曲、変
形、引張りから発生した応力を吸収するので電池の自在
な運動を防けることがなく、かつ電気的接続を安定に保
持して安定な電力供給をすることかできた。

実施例４ 第９図（イ）は本発明の第４実ｌＡ例を示す町授性薄型
′肛池の断面図、（ロ）はその平面図でろる。

０６８層２７とＣｕ２Ｓ層２８とを積層し、その外向面
に金属箔の陰陽極集電体２９．３０を形成して全体を透
明な可４５’Ｊ性外装部材３１で気密に被覆する。透明
な可撓性外装部材としては、ポリカーボネート、ポリエ
チレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、
ポリエーテルスルフォン築のうちの１つ又は２つ以上を
用い、たものが好ましく、２枚のフィルムを上下方向か
ら重ねるか、あるいは一体成形で発電要素を被覆する。

　外周端面３２．３３の中央部に円柱形状の貫通穴３４
．３４’を設け、中央部に小さな貫通穴３５．３６を設
けた陰陽極リード端子部３７．３８が挿入され接着固定
されている。陰陽極リード端子部３７．３８は線状のメ
チルビニルポリシロキサンを主成分とし、架橋剤、補強
剤、触媒等を添加したシリコーンゴムを媒体にカーボン
を混入した導電性シリコーンゴムからなり、陰陽極東ｆ
ｆ？体２９．３０と各々電気的接続されている。

以上のように構成したＣｄＳ太陽電池３９は紙葉類の１
ように軽く薄くフレキシビリティに富み、変化する太陽
光等の外光の入射角に応じて光−電気エネルギ変換効率
を常に高く保つよう太陽電池の受光面の形状を変化させ
ることが容易であり、受光Ｍ１形状の変化に追従して電
池のリード端子部と他の接続端子との電気的接触部が相
互に摺動し、リード端子部及びその周辺部が変形するが
、リード端子部は安定した良好な電気的接続を保つこと
ができるので、屋外等へ手軽に携帯して機器等へ設置し
て使用することかでき、電池の自在な運動や外部からの
衝撃・振動が生じても安定にエネルギを機器等へ供給で
きるなど太陽′市、池としての利用価値の犬なるもので
ある。

実施例５ 第１０図（イ）は本発明の第５実施例を示す可撓性薄型
電池の断面図、（ロ）はその平面図であり、第１１図（
イ）け該可撓性薄型電池を支持具に取シ付けた状態を示
す部分平面図、（ロ）（ＩＪ、（イ〕の１〜１１線に泪
って切断しプヒ部分要断曲図である。

陰陽極リード端、子部４０，４１を凹部４０ａ、　　４
’ｌａを設けた形状とし、該リード端子部４０，４１を
電池の一方の周縁部の上下にリード端子部の城面が相互
に対向するよう設け、電池全体を串型の形状に成形する
他は実施例４と同様にしてＣｄＳ太陽電池４２を形成す
る。

上記太陽電池は、例えば第１１図に示すように、放射状
に突き出した上下２本の接続端子４３．４４を複数個設
けてなる支持具４５に陰陽極リード端子部４ｏ１、　　
　碌 ４１が上下方向から＝持されて一連の電池群を形成する
ことが可能であり、太陽電池４２は一方の端部が固定さ
れ他方の端部が下方に湾曲しており、陰陽極リード端子
部４０．４１と接続端子４３．４４との接触部を中心と
して矢印ａ方向に回動が自在である。

本実施例電池は、外光の局部的な入射や入射角度の変化
に対応して常に高いエネルギ変換が得られるよう変形、
回動が自在にでき、同時に支持具様 等へ挾持して接続しても発電要素が圧迫されないので性
能劣化がなく、電気的接続部が摺動しても摩滅せずに安
定したコンタクトを保持できる等、屋外等での使用に適
した利用価値の犬なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の薄型電池を示す全体斜視図であり、第２
図（イ）は本発明のｆＰＪ１実施例を示す可ｍ性薄型電
池の断面図、（ロ）はその平ＷＩ図であり、第３図は第
１実施例に示す可撓性薄型霜、池を相互に対向した電源
用端子に接続した状態を示す斜視図であり、ｍ１４図は
第１実施例に示す可抗性轡型電池を機器内の空間に収納
接続した状態を示す側面図であり、第５図（Ａ）は本発
明の第２実施例を示す可焼性薄型電池の部分断面図、（
ロ）はその平面図であり、第６図は第２実施例に示す”
３抗性薄型電池を曲面形状の電池収納部に収納接和「し
た状態を示す斜視図であり、第７図（イ）は本発明の第
３実施例を示す可撓性薄型電池の部分断面図、（ロ）は
その平面図であり、第８図は第３実施例に示すｎ」畳性
薄型電池を複数個積層してファイル式に接続した状態を
示す斜視図であシ、第９図（Ｉ）は本発明の第４火施例
を示す可４３′ｌ！、性薄型電池の断面図、（ロ）はそ
の平面図であシ、第１０図（イ）は本発明の第５実施例
を示す可撓性薄型電池の断面図、（ロ）はその平面図で
あり、第１１図（イ）は第５実施例に示す可撓性薄型電
池を支持具に取シ付けた状態を示す部分平面図、（ロ）
は（イ）のｌ　−Ｉ＋　商！　Ｋ沿って切断した部分断
面図である。 Ａ・・・薄型電池　　ＢＸＣ・・・リード端子１・・・
セパレータ　　２　・陰極活物質層３・・・陽極活物質
層　　４．２９・・・陰給集電体５．３０・・・陽極集
電体　　６．７．３１・・・外装部材８・　・周縁部　
　９．９′、３４．３４′、３５．３６・　貫通穴１０
、１１、１５、１５　　’１．１９、２０　３７、３８
、４０，４１　　・　・　・　リ　−ド媒子部　　１２
．１６．２２・・電池　１３．１３′、１４′１４″、
１８．１８′・・・電爵用端子　　１４．１７・・・機
器１．７　ａ・・・電池収納部　　２１・・多条の溝部
２３・・・基板　　２４．２５・・・電極Ａ１ル子　　
２６・・・４１ａ・・　凹部　　４３．４４・・・接続
端子４５・・・支持具 特許出願人　背木朋幸 芽１０ １旧 Ｃ句 １口） 第３図 箪Ｓ口 １６　　　　今 第６図 １７　　　　　　　１５’　　ｌｄ 葉７図 ２２　　　　ｄ！＋ 第８０ ２

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ｏＪ’　Ｗｂ性嵩高分子材料らなる外装部材で発電要素
   を気密に被包してなる可焼性薄型電池において、前記外
   装部拐の一部に貫通穴および／又は凹部を設け、該貫通
   穴および／又は四部の内壁に導電性高分子材料で成形加
   工されたリード端子部を接着固定し、前記発電要素中の
   集電体とリード端子部とは電気的に接続されてなること
   を特徴とする可４５’／性薄型電池。