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JP7728087B2 - Film-encased battery - Google Patents
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JP7728087B2 - Film-encased battery - Google Patents

Film-encased battery

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JP7728087B2 JP2021022745A JP2021022745A JP7728087B2 JP 7728087 B2 JP7728087 B2 JP 7728087B2 JP 2021022745 A JP2021022745 A JP 2021022745A JP 2021022745 A JP2021022745 A JP 2021022745A JP 7728087 B2 JP7728087 B2 JP 7728087B2
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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)

Description

本発明は、フィルム外装電池に関する。 The present invention relates to a film-cased battery.

ワンタイムパスワード機能やディスプレイを搭載したICカード、あるいはタグやトークン(ワンタイムパスワード生成機)など、電源を内蔵しながら極めて薄型の電子機器(以下、薄型電子機器)が実用化している。これらの薄型電子機器の実現には電源となる蓄電素子(一次電池、二次電池、電気二重層キャパシタなど)の小型化や薄型化が欠かせない。 Extremely thin electronic devices (hereafter referred to as "thin electronic devices") that have built-in power sources are now in practical use, such as IC cards with one-time password functions and displays, or tags and tokens (one-time password generators). To realize these thin electronic devices, it is essential to make the energy storage elements (primary batteries, secondary batteries, electric double-layer capacitors, etc.) that serve as their power sources smaller and thinner.

小型化や薄型化に適した蓄電素子としてフィルム外装電池がある(たとえば、非特許文献1参照)。フィルム外装電池は、アルミラミネートフィルムなどを用いたフィルム外装体内に電極体が収納された構成を有する。電極体は、セパレータを介して対向配置された正極及び負極を有する。フィルム外装体からは、正極に電気的に接続された接続端子と負極に電気的に接続された接続端子とが突出している。これらの接続端子はタブリードなどとも呼ばれている。 Film-cased batteries are an energy storage element suitable for miniaturization and thinning (see, for example, Non-Patent Document 1). Film-cased batteries have an electrode assembly housed within a film casing made of aluminum laminate film or the like. The electrode assembly has a positive electrode and a negative electrode arranged opposite each other with a separator interposed between them. Protruding from the film casing are a connection terminal electrically connected to the positive electrode and a connection terminal electrically connected to the negative electrode. These connection terminals are also called tab leads.

ところで、電池を機器に組み込んで使用する場合、電池の接続端子を機器側の回路に電気的に接続することになる。接続方法として、半田を用いて接続する手法や、超音波溶接や抵抗溶接などの手法があるが、これらの手法を用いた場合、電池の取り外しができない。電池の取り外しを可能とする手法として、機器のコネクタの差込口(ソケット)に電池の接続端子を差し込む方式がある。 When a battery is incorporated into a device, the battery's connection terminals must be electrically connected to the device's circuitry. Connection methods include soldering, ultrasonic welding, and resistance welding, but these methods make it impossible to remove the battery. One method that makes it possible to remove the battery is to insert the battery's connection terminals into the device's connector socket.

なお、従来、2次電池の接続端子とフィルム外装体との間に設けられる封止材(シーラント)との密着性を上げるため、接続端子の表面に樹脂材などを形成する技術があった(たとえば、特許文献1,2参照)。 In the past, there was a technique for forming a resin material or the like on the surface of a connection terminal to improve adhesion between the connection terminal of a secondary battery and the sealing material (sealant) provided between the connection terminal and the film exterior (see, for example, Patent Documents 1 and 2).

また、接続端子の変形を防ぐために、フィルム外装体を接続端子の片面を覆うように形成する技術があった(たとえば、特許文献3参照)。ただこの技術は、接続端子をコネクタの差込口に差し込むことを想定したものではないため、電池をコネクタに接続する場合にはこのフィルム外装体が邪魔になる。 In addition, to prevent deformation of the connection terminal, there is a technology in which a film exterior is formed to cover one side of the connection terminal (see, for example, Patent Document 3). However, this technology is not designed to insert the connection terminal into a connector socket, so the film exterior gets in the way when connecting the battery to the connector.

また、フィルム外装体から突き出した接続端子の折れ曲がりを防ぐために、フィルム外装体の一部を外側に延長したサポートシートを設け、その上に接続端子を配置する技術があった(たとえば、特許文献4参照)。 In addition, to prevent the connection terminals protruding from the film exterior from bending, there is a technology in which a support sheet is provided by extending part of the film exterior outward, and the connection terminals are placed on top of this (see, for example, Patent Document 4).

また、複数の電池セルを積層した構造において、隣接する電池セル間において、各電池セルから突き出した接続端子間が接触しないように、接続端子の両面に絶縁フィルムを設ける技術があった(たとえば、特許文献5参照)。 In addition, in a structure in which multiple battery cells are stacked, there is a technology in which an insulating film is provided on both sides of the connection terminals between adjacent battery cells to prevent contact between the connection terminals protruding from each battery cell (see, for example, Patent Document 5).

特開2011-159569号公報JP 2011-159569 A 特開2016-157516号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2016-157516 特開2001-102014号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-102014 特開2019-057521号公報Japanese Patent Application Laid-Open No. 2019-057521 特表2018-526802号公報Special table 2018-526802 publication

FDK株式会社、“薄型二酸化マンガンリチウム一次電池”、[online]、[令和2年12月10日検索]、インターネット<URL:https://www.fdk.co.jp/battery/lithium/thin/>FDK Corporation, "Thin Manganese Dioxide Lithium Primary Battery," [online], [Retrieved December 10, 2020], Internet <URL: https://www.fdk.co.jp/battery/lithium/thin/>

電池を機器のコネクタから取り外し可能とする場合、コネクタの正極端子に対し、電池の接続端子のうち負極に接続されたものが接触し、コネクタの負極端子に対して、電池の接続端子のうち正極に接続されたものが接触する正負極の逆接続が生じる可能性がある。このような正負極の逆接続が生じると、コネクタを含む機器の回路内に逆電流が流れ、機器が破壊される可能性があった。 When a battery is removable from a device's connector, there is a possibility of a reverse connection of the positive and negative terminals, where the battery's negative terminal comes into contact with the connector's positive terminal, and the battery's positive terminal comes into contact with the connector's negative terminal. When this reverse connection occurs, a reverse current flows within the device's circuitry, including the connector, potentially destroying the device.

電池の接続端子とコネクタとの間で、正負極の逆接続を抑制する方法として、接続端子の形状及びコネクタの差込口を台形などの非対称形状として、正しい向きでしか差し込めないようにする方法が考えられる。しかしながら、上記のようなフィルム外装電池においては、接続端子の厚みが薄く、形状を工夫することは難しい。 One way to prevent reverse connection of positive and negative electrodes between the battery connection terminals and connector is to make the shape of the connection terminals and the connector socket asymmetrical, such as trapezoidal, so that they can only be inserted in the correct orientation. However, with film-cased batteries like the one described above, the connection terminals are thin, making it difficult to devise a unique shape.

1つの側面では、本発明は、フィルム外装電池の接続端子とコネクタとの間で、正負極の逆接続が生じても、コネクタを含む機器を保護可能なフィルム外装電池を提供することを目的とする。 In one aspect, the present invention aims to provide a film-cased battery that can protect equipment including a connector even if the positive and negative poles are reversed between the connection terminals of the film-cased battery and the connector.

1つの実施態様では、セパレータを介して対向配置された正極及び負極を有する電極体と、前記電極体を収納するフィルム外装体と、前記正極に電気的に接続するとともに一部が前記フィルム外装体から突出する扁平形状の第1の金属部材を含み、前記フィルム外装体から突出した部分の第1の面の全面において前記第1の金属部材が露出しており、前記第1の面に対向する第2の面の少なくとも一部に第1の絶縁物が形成された第1の接続端子と、前記負極に電気的に接続するとともに一部が前記フィルム外装体から突出する扁平形状の第2の金属部材を含み、前記フィルム外装体から突出した部分の、前記第1の面と同じ向きの第3の面の全面において前記第2の金属部材が露出しており、前記第3の面に対向する第4の面の少なくとも一部に第2の絶縁物が形成された第2の接続端子と、を有するフィルム外装電池が提供される。 In one embodiment, a film-sheathed battery is provided, comprising: an electrode assembly having a positive electrode and a negative electrode arranged opposite each other with a separator interposed therebetween; a film exterior housing that houses the electrode assembly; a first connection terminal that includes a flat-shaped first metal member electrically connected to the positive electrode and a portion thereof protruding from the film exterior housing, the first metal member being exposed over the entire surface of a first surface of the portion protruding from the film exterior housing, and a first insulator being formed on at least a portion of a second surface opposite the first surface; and a second connection terminal that includes a flat-shaped second metal member electrically connected to the negative electrode and a portion thereof protruding from the film exterior housing, the second metal member being exposed over the entire surface of a third surface of the portion protruding from the film exterior housing that faces the same direction as the first surface, and a second insulator being formed on at least a portion of a fourth surface opposite the third surface.

1つの側面では、本発明は、フィルム外装電池の接続端子とコネクタとの間で、正負極の逆接続が生じても、コネクタを含む機器を保護できる。 In one aspect, the present invention can protect equipment including a connector even if the positive and negative poles are reversed between the connection terminals of a film-covered battery and the connector.

本実施の形態のフィルム外装電池の一例を示す斜視図である。1 is a perspective view showing an example of a film-covered battery according to the present embodiment. 本実施の形態のフィルム外装電池の一部における側面図である。FIG. 2 is a side view of a portion of the film-covered battery of the present embodiment. 本実施の形態のフィルム外装電池に含まれる層を模式的に示した斜視図である。FIG. 2 is a perspective view schematically showing layers included in the film-covered battery of the present embodiment. フィルム外装電池の1つ目の適用例を示す図である。FIG. 1 is a diagram showing a first application example of a film-covered battery. フィルム外装電池の接続端子がコネクタの差込口に対して、正負逆の向きで差し込まれた例を示す図である。10 is a diagram showing an example in which the connection terminals of a film-covered battery are inserted into the connector socket with the positive and negative terminals facing inversely. FIG. フィルム外装電池の2つ目の適用例を示す図である。FIG. 10 is a diagram showing a second application example of a film-covered battery.

以下、発明を実施するための形態を、図面を参照しつつ説明する。
図1は、本実施の形態のフィルム外装電池の一例を示す斜視図である。また、図2は、本実施の形態のフィルム外装電池の一部における側面図、図3は本実施の形態のフィルム外装電池に含まれる層を模式的に示した斜視図である。
Hereinafter, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
Fig. 1 is a perspective view showing an example of a film-covered battery of the present embodiment, Fig. 2 is a side view of a portion of the film-covered battery of the present embodiment, and Fig. 3 is a perspective view schematically showing layers included in the film-covered battery of the present embodiment.

本実施の形態のフィルム外装電池10は、図1~図3に示すように、セパレータ12cを介して対向配置された正極12a及び負極12bを有する電極体12と、電極体12を収納する、ラミネートフィルム11a,11bによるフィルム外装体11とを有する。また、フィルム外装電池10は、正極12aに電気的に接続する接続端子13aと負極12bに電気的に接続する接続端子13bを有する。 As shown in Figures 1 to 3, the film-covered battery 10 of this embodiment has an electrode assembly 12 having a positive electrode 12a and a negative electrode 12b arranged opposite each other with a separator 12c interposed therebetween, and a film covering 11 made of laminate films 11a and 11b that houses the electrode assembly 12. The film-covered battery 10 also has a connection terminal 13a that electrically connects to the positive electrode 12a and a connection terminal 13b that electrically connects to the negative electrode 12b.

ラミネートフィルム11a,11bは、熱ラミネート加工されたものであり、たとえば、押し出しラミネート法で作製されている。ラミネートフィルム11a,11bは、たとえば、箔状のアルミニウムまたはステンレスなどにより形成された金属層を、樹脂層と熱融着層とで挟んで形成されている。 Laminate films 11a and 11b are thermally laminated, for example, by extrusion lamination. Laminate films 11a and 11b are formed by sandwiching a metal layer, such as aluminum or stainless steel foil, between a resin layer and a heat-sealing layer.

なお、図3のように、ラミネートフィルム11a,11bにおいて、接続端子13a,13bに接する一辺には、タブフィルム14a,14bが貼り付けられている。
このようなラミネートフィルム11a,11bによるフィルム外装体11は、周辺領域において互いの熱融着層が熱溶着されており、電極体12と非水系有機電解液を封入するように、袋状に加工されている。
As shown in FIG. 3, tab films 14a and 14b are attached to the sides of the laminate films 11a and 11b that contact the connection terminals 13a and 13b.
The film exterior body 11 made of such laminate films 11a and 11b has its heat-sealed layers heat-sealed to each other in the peripheral region, and is processed into a bag shape so as to enclose the electrode body 12 and the non-aqueous organic electrolyte solution.

正極12aは、たとえば、ステンレスなどによる金属板や金属箔である集電体の一主面に、正極活物質を含む正極材が配置されたものである。
セパレータ12cには、たとえば、セルロース製品などが用いられる。
The positive electrode 12a is formed by disposing a positive electrode material containing a positive electrode active material on one main surface of a current collector which is, for example, a metal plate or metal foil made of stainless steel or the like.
The separator 12c may be made of, for example, a cellulose product.

負極12bは、たとえば、ステンレスなどによる金属板や金属箔である集電体の一主面に、負極活物質を含む負極材が配置されたものである。
フィルム外装電池10がリチウム1次電池である場合、正極12aは、MnO(二酸化マンガン)などの正極活物質を含んだスラリー状の正極材が集電体の一主面に塗布されたものである。また、負極12bは、集電体がなく、箔状または平板状の金属リチウムあるいはリチウム合金である。
The negative electrode 12b is formed by disposing a negative electrode material containing a negative electrode active material on one main surface of a current collector which is, for example, a metal plate or metal foil made of stainless steel or the like.
When the film-covered battery 10 is a lithium primary battery, the positive electrode 12a is a current collector coated with a slurry-like positive electrode material containing a positive electrode active material such as MnO2 (manganese dioxide), and the negative electrode 12b is a foil or flat plate of metallic lithium or a lithium alloy without a current collector.

なお、電極体12は、位置ずれを防止するため、ラミネートフィルム11a,11bに熱溶着されていてもよい。
正極12aに電気的に接続する接続端子13aは、一部がフィルム外装体11から突出する扁平形状の金属部材13a1を含む。負極12bに電気的に接続する接続端子13bも、一部がフィルム外装体11から突出する扁平形状の金属部材13b1を含む。
The electrode body 12 may be heat-welded to the laminate films 11a and 11b to prevent misalignment.
Connection terminal 13a electrically connected to positive electrode 12a includes a flat metal member 13a1, a portion of which protrudes from film exterior body 11. Connection terminal 13b electrically connected to negative electrode 12b also includes a flat metal member 13b1, a portion of which protrudes from film exterior body 11.

金属部材13a1は、たとえば、ステンレスなどの金属板であり、金属部材13b1は、たとえば、Cu(銅)とNi(ニッケル)の合金による金属板である。
さらに、接続端子13aにおいて、フィルム外装体11から突出した部分の第1の面の全面において金属部材13a1が露出しており、第1の面に対向する第2の面の少なくとも一部に絶縁物13a2が形成されている。
The metal member 13a1 is, for example, a metal plate made of stainless steel, and the metal member 13b1 is, for example, a metal plate made of an alloy of Cu (copper) and Ni (nickel).
Furthermore, in the connection terminal 13a, a metal member 13a1 is exposed over the entire first surface of the portion protruding from the film exterior body 11, and an insulator 13a2 is formed on at least a portion of the second surface opposite the first surface.

接続端子13bについても同様に、フィルム外装体11から突出した部分の、上記第1の面と同じ向きの第3の面の全面において金属部材13b1が露出しており、第3の面に対向する第4の面の少なくとも一部に絶縁物13b2が形成されている。 Similarly, for the connection terminal 13b, a metal member 13b1 is exposed on the entire third surface of the portion protruding from the film exterior body 11, which faces the same direction as the first surface, and an insulator 13b2 is formed on at least a portion of the fourth surface opposite the third surface.

上記の第1~第4の面は、法線ベクトルの方向がフィルム外装電池10の厚さ方向(図2、図3のz軸方向)となる面である。
なお、図1~図3の例では、絶縁物13a2,13b2は、接続端子13a,13bのフィルム外装体11から突出した部分において、上記第2の面及び第4の面の先端側に形成しているが、これに限定されない。絶縁物13a2,13b2は、接続端子13a,13bのフィルム外装体11から突出した部分において、根元と先端の中間部分にだけ形成されるようにしてもよいし、根元側にだけ形成されるようにしてもよい。
The first to fourth surfaces are surfaces whose normal vectors are in the thickness direction of the film-covered battery 10 (the z-axis direction in FIGS. 2 and 3).
1 to 3, the insulators 13a2 and 13b2 are formed on the tip sides of the second and fourth surfaces of the connection terminals 13a and 13b in the portions thereof that protrude from the film exterior body 11, but this is not limiting. The insulators 13a2 and 13b2 may be formed only in the intermediate portions between the base and the tip of the connection terminals 13a and 13b in the portions thereof that protrude from the film exterior body 11, or may be formed only on the base side.

また、絶縁物13a2,13b2は、第2の面及び第4の面に形成されるとともに、接続端子13a,13bのフィルム外装体11から突出した部分の先端の面(第1~第4の面に垂直な面)にも形成されていてもよい。 Insulators 13a2 and 13b2 may be formed on the second and fourth surfaces, as well as on the surfaces of the tips of the connection terminals 13a and 13b that protrude from the film exterior body 11 (surfaces perpendicular to the first to fourth surfaces).

絶縁物13a2,13b2は、フィルム外装電池10の組み立て後に、上記第2の面及び第4の面の面積以下の樹脂フィルムなどを金属部材13a1,13b1に貼り付けることで形成することが好ましい。形成が容易であるためである。 The insulators 13a2 and 13b2 are preferably formed by attaching a resin film or the like having an area equal to or smaller than the second and fourth surfaces to the metal members 13a1 and 13b1 after the film-covered battery 10 is assembled. This is because it is easy to form.

ただ、絶縁物13a2,13b2の形成方法は、上記の例に限定するものではない。たとえば、上記の第2の面及び第4の面に絶縁物13a2,13b2を塗布してもよいし、アルマイトなどの絶縁加工により絶縁物13a2,13b2が形成されるようにしてもよい。 However, the method for forming the insulators 13a2 and 13b2 is not limited to the above example. For example, the insulators 13a2 and 13b2 may be applied to the second and fourth surfaces, or the insulators 13a2 and 13b2 may be formed by insulating processes such as anodizing.

また、絶縁物13a2,13b2は、樹脂に限定されるものでもない。たとえば、絶縁物13a2,13b2は、セラミックであってもよい。また、絶縁物13a2,13b2は、それぞれ異なる材質の絶縁物であってもよい。 Furthermore, the insulators 13a2 and 13b2 are not limited to resin. For example, the insulators 13a2 and 13b2 may be ceramic. Furthermore, the insulators 13a2 and 13b2 may each be made of a different material.

(製造例)
以下、フィルム外装電池10の製造例を説明する。
正極12aは、ステンレス集電体の一主面に、接続端子13aの金属部材13a1を形成する部分以外に、水系スラリーである正極材を塗布することで得られる。正極材は、たとえば、MnOを90.2重量部、AB(アセチレンブラック)を5重量部、SBR(スチレン・ブタジエンゴム)を3.7重量部、HEC(ヒドロキシエチルセルロース)を0.8重量部の組成に調整されたものである。
(Manufacturing example)
An example of manufacturing the film-covered battery 10 will be described below.
The positive electrode 12a is obtained by applying a water-based slurry of a positive electrode material to one main surface of a stainless steel current collector, except for the area where the metal member 13a1 of the connection terminal 13a is formed. The positive electrode material is, for example, adjusted to a composition of 90.2 parts by weight of MnO2 , 5 parts by weight of acetylene black (AB), 3.7 parts by weight of styrene-butadiene rubber (SBR), and 0.8 parts by weight of hydroxyethyl cellulose (HEC).

MnOは正極活物質、ABは導電助剤、SBRはバインダ、HECは増粘剤である。正極材の塗布量は31mg/cmとし、塗布後に乾燥及びプレス加工が行われ、その後、20×13mm(接続端子13aの金属部材13a1の形成領域以外の部分の大きさ)で切り出されることで、正極12aが得られる。 MnO2 is a positive electrode active material, AB is a conductive additive, SBR is a binder, and HEC is a thickener. The amount of the positive electrode material applied was 31 mg/ cm2 . After application, the substrate was dried and pressed, and then cut into a size of 20 × 13 mm (the size of the portion of the connection terminal 13a other than the area where the metal member 13a1 is formed), to obtain the positive electrode 12a.

また、この切り出しの際に、ステンレスによる接続端子13aの金属部材13a1も同時に切り出される。つまり、金属部材13a1は正極12aのステンレス集電体と一体となって製造される。 In addition, during this cutting process, the metal member 13a1 of the stainless steel connection terminal 13a is also cut out at the same time. In other words, the metal member 13a1 is manufactured integrally with the stainless steel current collector of the positive electrode 12a.

負極12bは、金属リチウムを、たとえば、19×12mmのサイズで切り出すことで得られる。
セパレータ12cは、厚み20μmのセルロース製品が用いられる。
The negative electrode 12b is obtained by cutting metallic lithium into a size of, for example, 19×12 mm.
The separator 12c is made of a cellulose product having a thickness of 20 μm.

電極体12は、正極12a、セパレータ12c、負極12bの順に積層したものである。
このような電極体12は、正極12aをラミネートフィルム11aの熱融着層に熱溶着したものと、負極12bをラミネートフィルム11bの熱融着層に熱溶着したものとを、セパレータ12cを挟んで貼り合わせることで得られる。
The electrode assembly 12 is formed by laminating a positive electrode 12a, a separator 12c, and a negative electrode 12b in this order.
Such an electrode body 12 is obtained by bonding together a positive electrode 12a heat-sealed to the heat-sealing layer of a laminate film 11a and a negative electrode 12b heat-sealed to the heat-sealing layer of a laminate film 11b with a separator 12c sandwiched therebetween.

なお、ラミネートフィルム11a,11bには、タブフィルム14a,14bが予め貼り付けられている。
また、上記のように正極12aには正極12aと同時に形成された接続端子13aの金属部材13a1が接続されている。また、接続端子13bの金属部材13b1は、ラミネートフィルム11bの熱融着層と、負極12bとの間に配置されることで、負極12bと電気的に接続される。
Tab films 14a and 14b are attached to the laminate films 11a and 11b in advance.
As described above, the metal member 13a1 of the connection terminal 13a, which is formed simultaneously with the positive electrode 12a, is connected to the positive electrode 12a. The metal member 13b1 of the connection terminal 13b is disposed between the thermal fusion layer of the laminate film 11b and the negative electrode 12b, and is thereby electrically connected to the negative electrode 12b.

ラミネートフィルム11a,11bは、電極体12を挿入した状態で、周囲の4辺のうち3辺が互いに貼り合わされ封止され、一辺が開口された袋状のフィルム外装体11が作製される。そして、フィルム外装体11の開口部から非水系有機電解液が注入され、減圧含浸後、真空封止される(残りの一辺が封止される)。 With the electrode assembly 12 inserted, the laminate films 11a and 11b are bonded and sealed at three of their four sides to create a bag-shaped film exterior 11 with one side open. A non-aqueous organic electrolyte solution is then injected through the opening of the film exterior 11, impregnated under reduced pressure, and the film exterior 11 is then vacuum-sealed (the remaining side is sealed).

封止後、金属部材13a1,13b1においてフィルム外装体11から突き出している部分の同じ方向を向いている面(前述の第2の面と第4の面)に、接着剤を付けた厚み180μmのPET(PolyEthylene Terephthalate)フィルムが貼り付けられる。これにより、フィルム外装電池10が完成する。 After sealing, a 180 μm thick PET (Polyethylene Terephthalate) film with adhesive is attached to the surfaces of the metal members 13a1 and 13b1 that face in the same direction (the second and fourth surfaces mentioned above) of the parts that protrude from the film exterior body 11. This completes the film-exterior battery 10.

なお、上記の製造方法は一例にすぎず、適宜製造条件などを変更可能である。
(適用例及び効果)
以下、本実施の形態のフィルム外装電池の適用例及び効果を説明する。
The above manufacturing method is merely an example, and the manufacturing conditions can be changed as appropriate.
(Application examples and effects)
Hereinafter, application examples and effects of the film-covered battery of this embodiment will be described.

図4は、フィルム外装電池の1つ目の適用例を示す図である。
フィルム外装電池10の接続端子13a,13bは、コネクタ20aの差込口21a,21bに差し込まれる。
FIG. 4 is a diagram showing a first application example of a film-covered battery.
The connection terminals 13a and 13b of the film-covered battery 10 are inserted into the sockets 21a and 21b of the connector 20a.

差込口21aは正極用(“+”と表記されている)であり、差込口21bは負極用(“-”と表記されている)である。コネクタ20aの内部には、差込口21a,21bに差し込まれた接続端子13a,13bの下面だけが接触するように正極端子と負極端子が設けられている。 Socket 21a is for the positive electrode (marked "+"), and socket 21b is for the negative electrode (marked "-"). Inside connector 20a, a positive terminal and a negative terminal are provided so that only the undersides of connection terminals 13a and 13b inserted into sockets 21a and 21b make contact.

このため、図4のように、フィルム外装電池10の接続端子13a,13bが、差込口21a,21bに正負の向きが正しい向きで差し込まれた場合、コネクタ20aには正常にフィルム外装電池10からの電源が供給される。 For this reason, as shown in Figure 4, when the connection terminals 13a and 13b of the film-covered battery 10 are inserted into the sockets 21a and 21b with the positive and negative terminals facing the correct direction, power is normally supplied from the film-covered battery 10 to the connector 20a.

一方、フィルム外装電池10の接続端子13a,13bが、差込口21a,21bに対して、正負逆の向きで差し込まれた場合、コネクタ20aの正極端子及び負極端子には、接続端子13a,13bの絶縁物13a2,13b2が接触することになる。 On the other hand, if the connection terminals 13a and 13b of the film-covered battery 10 are inserted into the sockets 21a and 21b in the opposite positive and negative directions, the insulators 13a2 and 13b2 of the connection terminals 13a and 13b will come into contact with the positive and negative terminals of the connector 20a.

図5は、フィルム外装電池の接続端子がコネクタの差込口に対して、正負逆の向きで差し込まれた例を示す図である。
図5の例では、正極用の差込口21aに、負極12bに電気的に接続された接続端子13bが差し込まれている。この場合、接続端子13bの絶縁物13b2がコネクタ20aの正極端子22aに接触し、接続端子13bの金属部材13b1は正極端子22aに接触していない。
FIG. 5 shows an example in which the connection terminals of a film-covered battery are inserted into the connector socket with the positive and negative terminals facing inversely.
5, the connection terminal 13b electrically connected to the negative electrode 12b is inserted into the positive electrode socket 21a. In this case, the insulator 13b2 of the connection terminal 13b contacts the positive electrode terminal 22a of the connector 20a, and the metal member 13b1 of the connection terminal 13b does not contact the positive electrode terminal 22a.

これにより、フィルム外装電池10とコネクタ20a間の電気的導通が生じず、逆電流の発生が抑制されるため、コネクタ20aを含む機器を保護することができる。つまり、機器の安全性が担保される。 This prevents electrical conduction between the film-covered battery 10 and the connector 20a, suppressing the occurrence of reverse current and protecting the device including the connector 20a. In other words, the safety of the device is ensured.

なお、接続端子13a,13bと差込口21a,21bの形状を台形などの非対称形状として、正しい向きでしか差し込めないようにする方法が考えられる。しかしながら、上記のようなフィルム外装電池10においては、接続端子13a,13bの厚みが薄く、形状を工夫することは難しい。本実施の形態のフィルム外装電池10によれば、上記のような絶縁物13a2,13b2を接続端子13a,13bに設けることで、薄い接続端子13a,13bを用いても、上記のように正負極の逆接続が生じた場合にコネクタ20aを含む機器を保護できる。フィルム外装電池10の厚みは、接続端子13a,13bを厚くすることが困難な1mm以下である場合に、より有効である。 One possible method is to make the connection terminals 13a, 13b and the sockets 21a, 21b asymmetrical, such as trapezoidal, so that they can only be inserted in the correct orientation. However, in the film-covered battery 10 described above, the connection terminals 13a, 13b are thin, making it difficult to devise a unique shape. According to the film-covered battery 10 of this embodiment, by providing the above-described insulators 13a2, 13b2 on the connection terminals 13a, 13b, even when thin connection terminals 13a, 13b are used, the device, including the connector 20a, can be protected in the event of reverse connection of the positive and negative poles, as described above. This is more effective when the thickness of the film-covered battery 10 is 1 mm or less, making it difficult to thicken the connection terminals 13a, 13b.

また、フィルム外装電池10は、コネクタ20aに対して抜き差しが可能である。このため、フィルム外装電池10の電池寿命がきた場合に電池交換が可能である。特に、充電ができない1次電池を使用した機器において、電池を取り外し可能とすることで、電子容量がなくなった後も電池のみの変更で繰り返し使えるようになるため、フィルム外装電池10は、1次電池である場合により有効である。 Furthermore, the film-cased battery 10 can be inserted and removed from the connector 20a. This allows the film-cased battery 10 to be replaced when it reaches the end of its battery life. In particular, for devices that use non-rechargeable primary batteries, making the battery removable allows for repeated use by simply replacing the battery even after the electronic capacity has run out, making the film-cased battery 10 particularly effective for primary batteries.

たとえば、フィルム外装電池10がリチウム1次電池である場合、上記のように、正極12aとして、たとえば、MnOなどの正極活物質を含んだスラリー状の正極材が集電体の一主面に塗布されたものを用い、負極12bとして、たとえば、箔状または平板状の金属リチウムあるいはリチウム合金を用いればよい。 For example, if the film-covered battery 10 is a lithium primary battery, as described above, the positive electrode 12a may be formed by applying a slurry-like positive electrode material containing a positive electrode active material such as MnO2 to one main surface of a current collector, and the negative electrode 12b may be formed by using, for example, foil-shaped or flat-plate-shaped metallic lithium or a lithium alloy.

図6は、フィルム外装電池の2つ目の適用例を示す図である。
図6の例では、コネクタ20bは開閉式であり、複数の正極端子(たとえば、正極端子23a)と、複数の負極端子(たとえば、負極端子23b)が土台部分に形成されている。このようなコネクタ20bでは、閉じられた状態のときに接続端子13a,13bの下面が複数の正極端子の何れかと複数の負極端子の何れかに接触する。
FIG. 6 is a diagram showing a second application example of a film-covered battery.
6, connector 20b is an open/close type, and has a plurality of positive terminals (e.g., positive terminal 23a) and a plurality of negative terminals (e.g., negative terminal 23b) formed on the base portion. In such connector 20b, when closed, the lower surfaces of connection terminals 13a and 13b come into contact with one of the plurality of positive terminals and one of the plurality of negative terminals.

図6のように、フィルム外装電池10の接続端子13aが、コネクタ20bの複数の正極端子の何れかと接触し、接続端子13bがコネクタ20bの複数の負極端子の何れかと接触する場合、コネクタ20bには正常にフィルム外装電池10からの電源が供給される。 As shown in Figure 6, when the connection terminal 13a of the film-covered battery 10 contacts one of the multiple positive terminals of the connector 20b, and the connection terminal 13b contacts one of the multiple negative terminals of the connector 20b, power is normally supplied to the connector 20b from the film-covered battery 10.

一方、フィルム外装電池10の接続端子13aが、コネクタ20bの複数の負極端子の何れかと接触し、接続端子13bがコネクタ20bの複数の負極端子の何れかと接触する場合、コネクタ20bの複数の正極端子の何れかと複数の負極端子の何れかには、接続端子13a,13bの絶縁物13a2,13b2が接触することになる。 On the other hand, when connection terminal 13a of film-covered battery 10 contacts one of the multiple negative terminals of connector 20b and connection terminal 13b contacts one of the multiple negative terminals of connector 20b, insulators 13a2 and 13b2 of connection terminals 13a and 13b will come into contact with one of the multiple positive terminals and one of the multiple negative terminals of connector 20b.

したがって、このようなコネクタ20bが用いられる場合でも、正負極の逆接続が生じたときに、フィルム外装電池10とコネクタ20b間の電気的導通が生じず、逆電流の発生が抑制されるため、コネクタ20aを含む機器を保護することができる。つまり、機器の安全性が担保される。 Therefore, even when such a connector 20b is used, if the positive and negative electrodes are connected in reverse, electrical conduction does not occur between the film-covered battery 10 and the connector 20b, suppressing the occurrence of reverse current and protecting the equipment including the connector 20a. In other words, the safety of the equipment is ensured.

以上、実施の形態に基づき、本発明のフィルム外装電池の一観点について説明してきたが、これらは一例にすぎず、上記の記載に限定されるものではない。 The above describes one aspect of the film-covered battery of the present invention based on an embodiment, but these are merely examples and are not limited to the above description.

10 フィルム外装電池
11 フィルム外装体
11a,11b ラミネートフィルム
12 電極体
12a 正極
12b 負極
12c セパレータ
13a,13b 接続端子
13a1,13b1 金属部材
13a2,13b2 絶縁物
14a,14b タブフィルム
REFERENCE SIGNS LIST 10 Film-cased battery 11 Film casing 11a, 11b Laminate film 12 Electrode body 12a Positive electrode 12b Negative electrode 12c Separator 13a, 13b Connection terminals 13a1, 13b1 Metal member 13a2, 13b2 Insulator 14a, 14b Tab film

Claims (5)

セパレータを介して対向配置された正極及び負極を有する電極体と、
前記電極体を収納するフィルム外装体と、
前記正極に電気的に接続するとともに一部が前記フィルム外装体から突出する扁平形状の第1の金属部材を含み、前記フィルム外装体から突出した部分の第1の面の全面において前記第1の金属部材が露出しており、前記第1の面に対向する第2の面であって前記フィルム外装体から突出した部分の一部に、前記フィルム外装体に対して分離した第1の絶縁物が形成された第1の接続端子と、
前記負極に電気的に接続するとともに一部が前記フィルム外装体から突出する扁平形状の第2の金属部材を含み、前記フィルム外装体から突出した部分の、前記第1の面と同じ向きの第3の面の全面において前記第2の金属部材が露出しており、前記第3の面に対向する第4の面であって前記フィルム外装体から突出した部分の一部に、前記フィルム外装体及び前記第1の絶縁物に対して分離した第2の絶縁物が形成された第2の接続端子と、
を有することを特徴とするフィルム外装電池。
an electrode assembly having a positive electrode and a negative electrode arranged opposite each other with a separator interposed therebetween;
a film exterior body that houses the electrode body;
a first connection terminal including a flat-shaped first metal member electrically connected to the positive electrode and a portion of which protrudes from the film exterior housing, the first metal member being exposed over the entire first surface of the portion protruding from the film exterior housing, and a first insulator separated from the film exterior housing being formed on a second surface opposite the first surface and on a portion of the portion protruding from the film exterior housing ;
a second connection terminal including a flat second metal member electrically connected to the negative electrode and having a portion protruding from the film exterior housing, the second metal member being exposed over the entire surface of a third surface of the portion protruding from the film exterior housing, the third surface facing the first surface, and a second insulator separated from the film exterior housing and the first insulator being formed on a portion of the portion protruding from the film exterior housing on a fourth surface opposite the third surface;
A film-covered battery comprising:
前記第1の絶縁物及び前記第2の絶縁物は樹脂であることを特徴とする請求項1に記載のフィルム外装電池。 The film-cased battery described in claim 1, characterized in that the first insulator and the second insulator are resin. 厚みが1mm以下であることを特徴とする請求項1または2に記載のフィルム外装電池。 The film-cased battery described in claim 1 or 2, characterized in that it has a thickness of 1 mm or less. 1次電池であることを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載のフィルム外装電池。 The film-covered battery described in any one of claims 1 to 3 is a primary battery. 前記正極は、正極活物質である二酸化マンガンを含み、前記負極は、金属リチウムまたはリチウム合金であることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載のフィルム外装電池。 A film-cased battery as described in any one of claims 1 to 4, characterized in that the positive electrode contains manganese dioxide as a positive electrode active material, and the negative electrode is metallic lithium or a lithium alloy.
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