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JP2004022363A - Non-electrolyte secondary battery - Google Patents

Non-electrolyte secondary battery Download PDF

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JP2004022363A
JP2004022363A JP2002176159A JP2002176159A JP2004022363A JP 2004022363 A JP2004022363 A JP 2004022363A JP 2002176159 A JP2002176159 A JP 2002176159A JP 2002176159 A JP2002176159 A JP 2002176159A JP 2004022363 A JP2004022363 A JP 2004022363A
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JP
Japan
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connector
electrolyte secondary
secondary battery
socket
control circuit
Prior art date
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Abandoned
Application number
JP2002176159A
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Japanese (ja)
Inventor
Masayuki Endo
遠藤 正幸
Yoshito Inoue
井上 嘉人
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
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Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
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  • Connection Of Batteries Or Terminals (AREA)
  • Charge And Discharge Circuits For Batteries Or The Like (AREA)

Abstract

【課題】容易には交流電源が得られない場所において、ノートブック・コンピュータ等の電子機器の携帯性、可搬性を考慮した電子機器のための携帯用電源や緊急用電源等として用いることができ、バッテリーの電池切れによるデータ喪失の回避、使用時間の延長等を図ることができる。
【解決手段】充電及び放電が可能であって充電及び放電のための端子リード15,16を有する巻回電極体5と、端子リード15,16を外部に導出させた状態で巻回電極体5を収納して密封する外装体6と、外装体6の外部において端子リード15,16に接続され、充電及び放電時の制御を行う制御回路部7と、制御回路部7に電気的に接続されると共に、外部の電子機器に設けられた記憶メディアのためのソケットに対して着脱自在に接続される所定数の接続端子を有し且つ記憶メディアの規格により定められた形状及び大きさを有するコネクタ8と、を備え、コネクタ8と制御回路部7を外装体6に固定して一体に設ける。
【選択図】    図1
The present invention can be used as a portable power supply or an emergency power supply for an electronic device in consideration of portability and portability of an electronic device such as a notebook computer in a place where AC power is not easily obtained. In addition, it is possible to avoid data loss due to running out of the battery and extend the use time.
Kind Code: A1 A wound electrode body capable of charging and discharging and having terminal leads for charge and discharge, and a wound electrode body in a state where the terminal leads are led out. And a control circuit section 7 connected to terminal leads 15 and 16 outside the package 6 for controlling charging and discharging, and electrically connected to the control circuit section 7. And a connector having a predetermined number of connection terminals detachably connected to a socket for a storage medium provided in an external electronic device, and having a shape and a size determined by the standard of the storage medium. The connector 8 and the control circuit unit 7 are fixed to the exterior body 6 and provided integrally.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、PCカード、スモールカード、メモリースティック、マルチメディアカード等のように形状及び大きさが規格化された記憶メディアと交換して用いることができ、その記憶メディアに代えて電子機器のソケットに装着することにより当該電子機器のための電源装置として使用することができる非電解質二次電池に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、ノートブック・コンピュータ等の携帯性、可搬性を考慮した情報処理装置では、交流(AC)電源が容易に得られない場所においても使用できるようにバッテリー電源を内蔵したり、バッテリーパックを着脱可能に装着できるように構成されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
このような情報処理装置において、長時間に渡ってノートブック・コンピュータ等を使用するためには、大容量で大型サイズのバッテリーパックを装着するか、別に予備のバッテリーパックを準備しておく必要がある。この場合には、バッテリーパック自体がある程度の大きさを有することから、その持ち運びに手間が掛かり、携帯性を損なうことになる。
【0004】
また、大容量のバッテリーパックを準備したとしても、容易には交流電源が得られない場所においては、最終的には電池切れを生ずることになるため、電池切れによるデータ喪失の不安は解消されることがない。更に、携帯電話等の電子機器においては、比較的入手し易い一次電池を使用したコネクタや一次電池パックを用いた簡易充電器が市販されているが、ノートブック・コンピュータ等では比較的消費電力が大きいため、これら電子機器のための一次電池を使用したコネクタや簡易充電器は、未だ実用化されていない。
【0005】
一方、近年では、ほとんどの携帯型パーソナルコンピュータにおいて、記憶メディアの変換や外部ドライブ装置とコンピュータ本体との接続等のために、PCカードやメモリースティック等の記憶メディアが着脱自在に装着される記憶メディアスロットが内蔵されている。この記憶メディアスロットは、記憶メディアを使用していないときには空洞となっている。そのため、この記憶メディアスロットに記憶メディア以外のものを装着したとしても、パーソナルコンピュータの携帯性を損なうことはない。
【0006】
本発明は、このような従来の課題に鑑みてなされたものであり、容易には交流電源が得られない場所において、ノートブック・コンピュータ等の電子機器の携帯性、可搬性を考慮した電子機器のための携帯用電源や緊急用電源等として用いることができ、バッテリーの電池切れによるデータ喪失の回避、使用時間の延長等を図ることができるようにして、上述したような課題を解決することを目的としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】
上述したような課題等を解決し、上記目的を達成するために、本出願の請求項1記載の非電解質二次電池は、充電及び放電が可能であって充電及び放電のための端子リードを有する発電要素と、端子リードを外部に導出させた状態で発電要素を収納して密封する外装体と、外装体の外部において端子リードに接続され、充電及び放電時の制御を行う制御回路部と、制御回路部に電気的に接続されると共に、外部の電子機器に設けられた記憶メディアのためのソケットに対して着脱自在に接続される所定数の接続端子を有し且つ記憶メディアの規格により定められた形状及び大きさを有するコネクタと、を備え、コネクタと制御回路部を外装体に固定して一体に設けたことを特徴としている。
【0008】
本出願の請求項2記載の非電解質二次電池は、コネクタには、ソケットに対向される前面にソケットに接続するための所定数の接続端子を露出させる所定数の接続孔を設け、前面の両側部にはソケットに対する誤装着を防止するための誤装着防止手段を設けたことを特徴としている。
【0009】
本出願の請求項3記載の非電解質二次電池は、誤装着防止手段には、発電要素から放電される電流がソケットに流れて良いときにのみ電流を流す誤放電防止手段を設けたことを特徴としている。
【0010】
本出願の請求項4記載の非電解質二次電池は、誤放電防止手段は、コネクタに設けられるスイッチ手段と、ソケットに設けられ且つコネクタがソケットに対して正常に嵌合されたときにスイッチ手段を動作させて電流を流す嵌合操作手段とからなることを特徴としている。
【0011】
本出願の請求項5記載の非電解質二次電池は、コネクタには、ソケットに対向される前面から平面に連続して開口され且つソケットに接続するための所定数の接続端子を露出させる開口部を設け、前面の両側部にはソケットに対する誤装着を防止するための誤装着防止手段を設けたことを特徴としている。
【0012】
本出願の請求項6記載の非電解質二次電池は、誤装着防止手段には、発電要素から放電される電流がソケットに流れて良いときにのみ電流を流す誤放電防止手段を設けたことを特徴としている。
【0013】
本出願の請求項7記載の非電解質二次電池は、誤放電防止手段は、コネクタに設けられるスイッチ手段と、ソケットに設けられ且つコネクタがソケットに対して正常に嵌合されたときにスイッチ手段を動作させて電流を流す嵌合操作手段とからなることを特徴としている。
【0014】
本出願の請求項8記載の非電解質二次電池は、制御回路部は、発電要素が所定量以上充電されたことを検出する充電検出手段及び発電要素が所定量以上放電されたことを検出する放電検出手段の少なくとも一方を備えていることを特徴としている。
【0015】
本出願の請求項9記載の非電解質二次電池は、制御回路部を外装体に設けた凹部内に収納すると共に、凹部の開口側をコネクタで覆い、外装体及びコネクタの全体を、記憶メディアの規格により定められた形状及び大きさに形成したことを特徴としている。
【0016】
上述のように構成したことにより、本出願の請求項1記載の非電解質二次電池では、発電要素を収納して密封した外装体に制御回路部とコネクタとを固定して一体に構成することにより、記憶メディアと交換して使用可能とし、記憶メディアと同様の態様で使用して携帯用或いは緊急用の電源装置として用いることができる。
【0017】
本出願の請求項2記載の非電解質二次電池では、コネクタの前面に所定数の接続端子を露出させると共に前面の両側部に誤装着を防止する誤装着防止手段を設けることにより、例えば、記憶メディアであるPCカードと同様に用いて、PCカードを使用する電子機器の携帯用或いは緊急用の電源装置として使用できると共に、電子機器の記憶メディアに対して誤った状態で装着されるのを確実に防止することができる。
【0018】
本出願の請求項3記載の非電解質二次電池では、誤装着防止手段に誤放電防止手段を設けることにより、電子機器に対して電流を流して良いときにのみ発電要素から記憶メディアスロットのソケットに電流を流すことができ、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができる。
【0019】
本出願の請求項4記載の非電解質二次電池では、誤放電防止手段をスイッチ手段と嵌合操作手段とで構成することにより、比較的簡単な構成によって誤放電を防止し、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができる。
【0020】
本出願の請求項5記載の非電解質二次電池では、コネクタの前面から平面に連続して開口された開口部から所定数の接続端子が露出されると共に、前面の両側部に誤嵌合防止手段が設けられているため、例えば、記憶メディアであるメモリースティックと同様に用いて、メモリースティックを使用する電子機器の携帯用或いは緊急用の電源装置として使用できると共に、電子機器の記憶メディアに対して誤った状態で装着されるのを確実に防止することができる。
【0021】
本出願の請求項6記載の非電解質二次電池では、誤装着防止手段に誤放電防止手段を設けることにより、電子機器に対して電流を流して良いときにのみ発電要素から記憶メディアスロットのソケットに電流を流すことができ、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができる。
【0022】
本出願の請求項7記載の非電解質二次電池では、誤放電防止手段をスイッチ手段と嵌合操作手段とで構成することにより、比較的簡単な構成によって誤放電を防止し、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができる。
【0023】
本出願の請求項8記載の非電解質二次電池では、制御回路部が充電検出手段と放電検出手段の少なくとも一方を備えていることにより、発電要素が所定量以上充電され、或いは発電要素から所定量以上放電されるおそれをなくすことができる。
【0024】
本出願の請求項9記載の非電解質二次電池では、外装体の凹部内に制御回路部が収納され、その凹部の開口側がコネクタで覆われて一体とされているため、PCカードやメモリースティック等の記憶メディアに代替させて使用することができ、電子機器の小型化、薄型化に対応した携帯性、緊急性に対処し得る非電解質二次電池を提供することができる。
【0025】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を添付図面を参照して説明する。図1乃至図11は本発明の実施の例を示すものである。即ち、図1は本発明の非電解質二次電池の第1の実施例を示す分解斜視図、図2は同じく組立斜視図、図3は図1の平面図、図4は図2の正面図、図5は図1の要部を示す説明図、図6は本発明の非電解質二次電池の第1の実施例に係る電気回路の回路構成を示すブロック図、図7は本発明の外装体及び発電要素の一実施例を示す分解斜視図、図8は図7の組立斜視図、図9は本発明の発電要素の一実施例を説明する斜視図、図10は記憶メディアの一例を示す斜視図、図11は本発明の非電解質二次電池の第2の実施例を示す斜視図である。
【0026】
本発明の非電解質二次電池は、ある規格によって外観形状及び大きさが定められた半導体記憶メディアの少なくとも端子接続部(コネクタ)の外観形状及び大きさを同一に構成し、その半導体記憶メディアと交換使用を可能として、その半導体記憶メディアに代えて電子機器のある規格に対応して設けられた記憶メディアスロット(PCカードスロット、メモリスティックスロット等)に装着することにより、記憶メディアとしてではなく携帯用電源或いは予備の緊急用電源等として用いることができる電源装置である。
【0027】
このような機能を有する本発明の非電解質二次電池の第1の実施例としては、例えば、図1〜図9に示すような構成のものを挙げることができる。この非電解質二次電池1は、JEITA(社団法人電子情報技術産業協会、旧JEIDA:電子協)の規格であるPCカードスタンダード(PC Card Standard)に準拠したもので、記憶メディアであるPCカードに対応した外観形状及び大きさを有する電源装置として構成している。
【0028】
まず、本発明に関連して適用する記憶メディアの一具体例を示すPCカードについて説明する。図10は、JEITAの規格であるPCカードスタンダードに基づいて形状・大きさが決められているPCカードの概略構成を示すものである。図10に示すように、PCカード2は、1枚の平たい板体として構成されている。即ち、PCカード2の平面形状は、長手方向の長さLに対して幅方向の幅Bを短くした長方形とされており、これら長さL及び幅Bと交差する方向の厚さHは、その長さL及び幅Bに比べて十分に小さく設定されている。
【0029】
このPCカード2の内部には、図示しないが、コントローラ、記憶装置(ROM、RAM)、インターフェースその他の必要な部品が収納されている。このPCカード2の長手方向の一端である前面側には、外部の電子機器であるノートブック・コンピュータ等のPCカードスロットに設けられたソケットに接続するためのコネクタ2aが設けられている。PCカード2のコネクタ2aの前面には、ソケットの端子ピンが挿入される68個の接続孔4が高さ方向に2段とされ且つ幅方向に34個ずつ並べられて設けられている。これら接続孔4の内部には、コントローラ等と電気的に接続された接続端子がそれぞれ配設されている。
【0030】
更に、PCカード2のコネクタ2aの左右両側部には、このPCカード2が誤ってPCカードスロットに挿入されるのを防止するための誤装着防止手段が設けられている。この誤装着防止手段は、コネクタ2aの一側部に設けられた切欠き部4aと、他側部に設けられたキー溝部4bとから構成されている。この切欠き部4a及びキー溝部4bに対応する凸部又は突起が、図示しないPCカードスロットのソケットに設けられており、これら切欠き部4a及びキー溝部4bの形状の違いを利用して、PCカード2が誤った状態でPCカードスロットに挿入されるのを防止している。
【0031】
このような構成を有するPCカード2と同様の形状及び大きさを有する非電解質二次電池1は、図1及び図2に示すように、充電及び放電が可能であって充電及び放電のための端子リードを有する発電要素5と、端子リードを外部に導出させた状態で発電要素を密閉して収納する外装体6と、発電要素の充電及び放電を制御する制御回路部7と、外部の電子機器に設けられたPCカードスロットのソケットに対して着脱自在に接続されるコネクタ8とを備えて構成されている。
【0032】
この非電解質二次電池1の発電要素としては、例えば、ポリマーリチウムイオン二次電池を適用することができる。発電要素5としてのポリマーリチウムイオン二次電池は、例えば、図9に示すように、巻回電極体として構成することができる。この巻回電極体5は、帯状に形成された正極10及び負極11と、同じく帯状に形成された2つのセパレータ12及び13とを備えて構成されている。
【0033】
正極10は、帯状に形成される正極集電体10aと、この正極集電体10aの両面に塗布される正極合剤層10b,10cとから構成されている。正極集電体10aとしては、例えば、厚さ20μmのアルミニウム箔を適用することができる。この正極集電体10aの両面に、正極合剤スラリーを均一に塗布することによって正極合剤層10b,10cが形成される。この際、正極集電体10aの長手方向の一端(巻き終り側)には、一定の範囲に渡って正極合剤スラリーが塗布されないようにしてブランク部14を形成する。
【0034】
正極合剤の正極活物質としては、次のようなものを用いることができる。例えば、アルカリ金属を含有する遷移金属とのカルコゲン化合物、特に、アルカリ金属と遷移金属との酸化物を用いることができる。また、化合物の結晶構造としては、層状化合物やスピネル型化合物がよく用いられる。層状化合物には、一般式としてLixMO2 で表される化合物を用いることができる。ここで、Liはリチウムであり、O2 は酸素である。更に、Lixのうちxは、0.5≦x≦1.10である。
【0035】
また、Mとしては、遷移金属元素から選ばれる1種以上の元素であって、具体的には、鉄(Fe)、コバルト(Co)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、スズ(Sn)、クロム(Cr)、バナジウム(V)及びチタン(Ti)等を挙げることができる。そして、これらの群のうち、Fe,Co,Ni,Mnから選ばれる1種又は2種以上を含有することが好ましい。
【0036】
このような正極活物質を用いて正極合剤スラリーを作製する。この正極合剤スラリーは、例えば、粉末LiCoO2 を85重量部と、人造黒鉛粉末を5重量部と、カーボンブラックを5重量部とを十分に混練して正極合剤を調整する。この正極合剤に、N−メチル−2−ピロリドンに溶かしたポリフッ化ビニリデン(PVdF)を固形分として5重量部となるように加え、これによりインク状の正極スラリーとする。
【0037】
この正極合剤スラリーを正極集電体10aの両面に、電極巻き終り部においてブランク部14が形成されるようにして均一に塗布する。この際、正極集電体10aとして、例えば、幅480mm、厚さ20μmのアルミニウム箔(集電体)を用いる。この正極集電体10aの両面に、ピッチ約550mmで間欠的に塗布し、各ピッチ間には約30mmの正極スラリーを塗布しない金属箔露出部分を設ける。その後、両面の正極合剤スラリーを乾燥させた後、ローラプレス機にかけて圧縮成形を行う。この圧延された正極原反を幅75mmに裁断することにより、帯状をなす正極10が形成される。この正極10を裁断して巻き取った後、真空乾燥処理した。
【0038】
この正極リールを巻きほどき、金属箔露出部分にアルミニウムの端子リード15を接続する。この端子リード15の大きさは、例えば、幅5mm、長さ70mm、厚さ100μmとして形成され、電極の端面から17.5mm以上出るようにして超音波溶接によって接合する。その後、幅19mmの絶縁テープ(ポリイミドテープ:絶縁材)を端子リード15が溶接された金属箔露出部分の表裏面に貼り付ける。この絶縁テープは、電極端面から突き出した端子リード15に2mm以上かかるように貼り付けた。以上の工程は連続的に行われ、製造された帯状の正極10は再び巻き取られる。
【0039】
また、正極用のイオン伝導性ポリマーとして、この実施例では、ジメチルカーボネート(DMC)に溶かしたポリフッ化ビニリデン(PVdF)を固形分として20重量部となるように加え、これに8重量部となるようにリチウム塩を加え、これに72重量部となるようにエチレンカーボネート(EC)と、プロピレンカーボネート(PC)を加え、保温しながら攪拌して混合溶液とした。この混合溶液を、ホットメルトアプリケータを用いて上記電極集電体の両面に連続的に塗工した。塗工されたイオン伝導性ポリマーの混合溶液は、乾燥することによって活物質内部の空隙に含浸されると共に、低沸点溶媒であるDMCが蒸発してゴム状のゲルポリマー膜が形成される。このイオン伝導性ポリマーは連続的に塗工される。その後、帯状のリード端子付き正極10が、再び巻き取られる。
【0040】
負極11は、同じく帯状に形成される負極集電体11aと、この負極集電体11aの両面に塗布される負極合剤層11b,11cとから構成されている。負極集電体11aとしては、例えば、厚さ10μmの銅箔を適用することができる。この負極集電体11aの両面に、負極合剤スラリーを均一に塗布することによって負極合剤層11b,11cが形成される。この際、負極集電体11aの長手方向の一端(巻き終り側)には、一定の範囲に渡って負極合剤スラリーが塗布されないようにしてブランク部を形成する。
【0041】
負極合剤の負極活物質としては、例えば、リチウムをドープ(吸蔵)し且つ脱ドープ(離脱)し得る合金若しくは化合化可能な材料又は炭素質材料から選ばれる1種以上の負極材料を用いることができる。このリチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料としては、例えば、リチウムと合金或いは化合物を形成可能な金属或いは半導体、又はこれらの合金或いは化合物を挙げることができる。
【0042】
これら金属、合金或いは化合物は、例えば、化学式DsEtLiuで表されるものである。この化学式において、Dはリチウムと合金或いは化合物を形成可能な金属元素及び半導体元素のうちの少なくとも1種を表す。また、EはリチウムLi及びD以外の金属元素及び半導体元素のうちの少なくとも1種を表す。更に、S、t及びuの値は、それぞれs>0、t≧0、u≧0である。
【0043】
中でも、リチウムと合金或いは化合物を形成可能な金属元素或いは半導体元素としては、4B族の金属元素或いは半導体元素が好ましく、特に好ましいのはケイ素或いはスズであり、最も好ましいのはケイ素である。更に、これらの合金或いは化合物も好ましく、具体的には、SiB4 、SiB6 、Mg2 Si、Mg2 Sn、Ni2 Si、TiSi2 、MoSi2 、CoSi2 、NiSi2 、CaSi2 、CrSi2 、Cu5 Si、FeSi2 、MnSi2 、NbSi2 、TaSi2 、VSi2 、WSi2 或いはZnSi2 等を挙げることができる。
【0044】
また、リチウムを吸蔵・離脱可能な負極材料の他の例としては、炭素材料、金属酸化物或いは高分子材料等を挙げることもできる。炭素材料としては、例えば、天然黒鉛、難黒鉛化性炭素、人造黒鉛、コークス類、グラファイト類、ガラス状炭素類、有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭或いはカーボンブラック類等が挙げられる。このうち、コークス類には、ピッチコークス、ニードルコークス或いは石油コークス等がある。また、有機高分子化合物焼成体とは、フェノール類やフラン類等の高分子材料を適当な温度で焼成して炭素化したものをいう。更に、金属酸化物としては、酸化鉄、酸化ルテニウム、酸化モリブデン或いは酸化スズ等が挙げられる。また、高分子材料としては、ポリアセチレン或いはポリピロール等を挙げることができる。
【0045】
このような負極活物質を用いて負極合剤スラリーを作製する。この負極合剤スラリーは、例えば、粒子径5〜25μmの天然黒鉛90重量部(層間距離3.35Å)に、N−メチル−2−ピロリドンに溶かしたポリフッ化ビニリデン(PVdF)を固形分として10重量部となるように加え、これによりインク状の負極スラリーとした。
【0046】
この負極合剤スラリーを負極集電体11aの両面に、電極巻き終り部においてブランク部が形成されるようにして均一に塗布する。この場合、負極集電体11aとして、例えば、幅520mm、厚さ15μmの銅箔(集電体)を用いる。この負極集電体11aの両面に、ピッチ約600mmで間欠的に塗布し、各ピッチ間には約30mmの負極スラリーを塗布しない金属箔露出部分を設ける。その後、両面の負極合剤スラリーを乾燥させた後、ローラプレス機にかけて圧縮成形を行う。この圧延された負極原反を幅78mmに裁断することにより、帯状をなす負極11が形成される。この負極11を裁断して巻き取った後、真空乾燥処理した。
【0047】
この負極リールを巻きほどき、金属箔露出部分にニッケルの端子リード16を接続する。この端子リード16の大きさは、例えば、幅5mm、長さ70mm、厚さ100μmとして形成され、電極の端面から15mm以上出るようにして超音波溶接によって接合する。その後、幅19mmの絶縁テープ(ポリイミドテープ:絶縁材)を端子リード16が溶接された金属箔露出部分の表裏面に貼り付ける。この絶縁テープは、電極端面から突き出した端子リード16に2mm以上かかるように貼り付けた。以上の工程は連続的に行われ、帯状の負極11は再び巻き取られる。
【0048】
また、負極用のイオン伝導性ポリマーとして、この実施例では、上述した正極10に用いたものと同じ混合溶液を適用した。この混合溶液を、ホットメルトアプリケータを用いて負極集電体11aの両面に塗工する。塗工されたイオン伝導性ポリマーの混合溶液は、乾燥することによって活物質内部の空隙に含浸されると共に、低沸点溶媒であるDMCが蒸発してゴム状のゲルポリマー膜が形成される。このイオン伝導性ポリマーは連続的に塗工される。その後、帯状のリード端子付き負極11が、再び巻き取られる。
【0049】
なお、非水電解質としては、非水溶媒や固体電解質や高分子電解質や高分子化合物に電解質を混合又は溶解させた液体状、固体状又はゲル状電解質等を用いることができる。従って、本発明の非水電解質二次電池は、非水電解質の種類に応じて固体電解質二次電池、ゲル状電解質二次電池、液系電解質二次電池等として実現される。
【0050】
ここで、非水溶媒としては、例えば、エチレンカーボネート、γ−バレロラクトン等の環状エステル化合物や、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキサン等のエーテル化合物や、酢酸メチル、プロピレン酸メチル等の鎖状エステル化合物や、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート、或いは、2,4−ジフルオロアニソール、2,6−ジフルオロアニソール、4−プロモベラトロール等を単独若しくは2種類以上の混合溶媒として使用することができる。
【0051】
また、ゲル状電解質に用いられる高分子材料としては、例えば、ポリアクリロニトリル及びポリアクリロニトリルの共重合体を使用することができる。共重合モノマー(ビニル径モノマー)としては、例えば、酢酸ビニル、メタクリル酸メチル、メタクリル酸ブチル、アクリル酸メチル、アクリル酸ブチル、イタコン酸、水素化メチルアクリレート、水素化エチルアクリレート、アクリルアミド、塩化ビニル、フッ化ビニリデン、塩化ビニリデン等を挙げることができる。更に、アクリロニトリルブタジエンゴム、アクリロニトリルブタジエンスチレン樹脂、アクリロニトリル塩化ポリエチレンプロピレンジエンスチレン樹脂、アクリロニトリル塩化ビニル樹脂、アクリロニトリルメタアクリレート樹脂、アクリロニトリルアクリレート樹脂等を使用することができる。
【0052】
更に、ゲル状電解質に用いられる高分子材料としては、ポリフッ化ビニリデン及びポリフッ化ビニリデンの共重合体を使用することができる。そして、共重合モノマーとしては、例えば、ヘキサフルオロプロピレンやテトラフルオロエチレン等を挙げることができる。尚、ゲル状電解質に用いられる高分子材料としては、これらを単独又は2種以上混合して使用することができる。
【0053】
ゲル状電解質層を形成するには、非水溶媒として、例えば、エチレンカーボネート、プロピレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、γ−ブチルラクトン、γ−バレロラクトン等の環状エステル化合物や、ジエトキシエタン、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、1,3−ジオキサン等のエーテル化合物や、酢酸メチル、プロピレン酸メチル等の鎖状エステル化合物や、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、エチルメチルカーボネート等の鎖状カーボネート、或いは2,4−ジフルオロアニソール、2,6−ジフルオロアニソール、4−プロモベラトロールル等を単独若しくは2種類以上の混合溶媒として使用することができる。
【0054】
更に、ゲル状電解質層においては、ゲル状電解質としてポリフッ化ビニリデンを使用する場合に、ポリヘキサフルオロプロピレン、ポリ四フッ化エチレン等が共重合された多元系高分子からなるゲル状電解質を用いて形成されていることが好ましい。これにより、より機械的強度の高いゲル状電解質を得ることができる。
【0055】
また、電解質塩としては、例えば、LiPF6 、LiAsF6 、LiBF4 、LiClO4 、LiCF3 SO3 、LiN(CnF2n+1SO2 、LiC4 9 SO3 等のリチウム塩を単独若しくは2種類以上混合して使用することができる。なお、電解質塩の添加量は、良好なイオン伝導度が得られるようにゲル状電解質中の非水電解液におけるモル濃度が0.8〜2.0モル/リットルとなるように調整することが好ましい。
【0056】
セパレータ12,13としては、例えば、微多孔性のポリプロピレンフィルムを用いることができる。このセパレータ12,13の厚さは25μm程度であり、これらを正極合剤層10b,10cと負極合剤層11b,11cとの間に介在させる。即ち、内周側で互いに平行に並ぶように正極端子リード15と負極端子リード16を配置し、負極11、セパレータ12、正極10及びセパレータ13の順に積層して、これを一端から他端まで巻回させる。そして、側方から押圧して偏平させた後、粘着テープ等を使用して巻き終り部を固定する。これにより、偏平された渦巻き状の巻回電極体5が作製される。
【0057】
このように作製された巻回電極体5を、図7及び図8に示すように、2本の端子リード15,16の各先端部を外部に導出させた状態で外装体6内に収納し、周囲の接触面を熱溶着して密封する。外装体6の材質としては、例えば、アルミラミネートフィルムを用いることができる。
【0058】
フィルム状外装ケースとしては、以下のものを挙げることができる。
ラミネートフィルムの構成としては、たとえば下記に示される材料を使用することができる。ここで、使用するプラスチック材料として、次の略称を使う。
すなわち、ポリエチレンテレフタレート:PET、溶融ポリプロピレン:PP、無延伸ポリプロピレン:CPP、ポリエチレン:PE、低密度ポリエチレン:LDPE、高密度ポリエチレン:HDPE、直鎖状低密度ポリエチレン:LLDPE、ナイロン:Nyである。また、耐透湿性のバリア膜として用いる金属材料のアルミニウムにALの略称を用いる。
【0059】
最も一般的な構成は、外装層/金属膜/シーラント層=PET/AL/PEである。また、この組み合わせばかりでなく、以下に示すような他の一般的なラミネートフィルムの構成を採用することができる。
すなわち、外装層/金属膜/シーラント層=Ny/AL/CPP、PET/AL/CPP、PET/AL/PET/CPP、PET/Ny/AL/CPP、PET/Ny/AL/Ny/CPP、PET/Ny/AL/Ny/PE、Ny/PE/AL/LLDPE、PET/PE/AL/PET/LDPE、またはPET/Ny/AL/LDPE/CPPとすることができる。なお、金属膜としてはAL以外の金属を採用することができることはもちろんである。
【0060】
このフィルム材を幅広の長方形に形成し、長手方向の中央部で2つに折り曲げて本体片6aと蓋体片6bを形成する。そして、本体片6aの折曲辺を除く他の3辺に適当な幅の縁取り部を設け、その縁取り部の内側に一面側に膨出する膨出部18を設ける。
【0061】
この膨出部18は、例えば、本体片6aに対して巻回電極体5の外形に合うよう深絞り加工を施すことにより成形することができる。この膨出部18の他面に設けられた凹陥部によって巻回電極体5を収納するための発電要素収納部19が形成されている。この発電要素収納部19に巻回電極体5を収納した後、本体片6aに蓋体片6bを重ね合わせる。これにより、巻回電極体5が本体片6aと蓋体片6bとによって包み込まれる。
【0062】
次に、本体片6aの折曲辺と対向する辺の縁取り部と、これに重ね合わされた蓋体片6bの1辺の周縁部を熱溶着等の固着手段によって固着する。これにより、正極及び負極の両端子リード15,16が発電要素収納部19の側面によってクランク状に屈曲され、根元側の屈曲部15a.16aと、先端側の引出し部15b,16bが形成される。そして、各引出し部15b,16bの根元側が、本体片6aと蓋体片6bとに挟まれて密着される。
【0063】
その後、本体片6a及び蓋体片6bの残った2辺、即ち、折曲辺と直交する側面に対向する2辺の縁取り部と、これに重ね合わされた蓋体片6bの2辺の周縁部を真空ヒートシール機を用いてシールして固着する。これにより、外装体6の膨出部18の周囲が密着され、2本の引出し部15b,16bの先端側を外部に導出させた巻回電極体5が外装体6に封止される。
【0064】
このように、外装体6の3辺をシールして巻回電極体5を密封した後、外装体6の側面の2辺のシール部を、膨出部18の根元部と、シール部の中途部との2箇所で膨出部18側に略90度ずつ2回折り曲げる。これにより、図8に示すように、2辺のシール部をぞれぞれ2つに折り曲げて重ね合わせた互いに平行をなす2つの囲い壁20,20を形成する。この囲い壁20の高さは、膨出部18の高さと同程度の高さに設定する。この2つの囲い壁20,20と膨出部18の前面とで囲まれた凹部21内に、制御回路部7とコネクタ8の一部が収納される
【0065】
以上の工程により、発電要素が収納された外装体6を、例えば、端子リード15,16を除く長さL1を84.5mm、長さL1と直交する方向の幅Bを51.0mm、これらと直交する方向の厚さHを3.0mmとして作製した。このとき、外装体6の凹部21の長さL0、即ち、端子リード15,16におけるクランク状の屈曲部15a,16aから外装体6端縁までの長さは4.5mmである。この外装体6は、ソケットに対するコネクタの着脱操作が実現できるように、ある程度の剛性を持たせるように構成する。この外装体6の剛性は、補強カバーで外装体6を覆うようにして強度を持たせる構成としても良い。
【0066】
また、外装体6の凹部21内に収納される制御回路部7は、巻回電極体5に対する充電時及び放電時の電流や電圧等を制御し、適正な充電及び放電が行われるようにすると共に、所定量以上の電圧が巻回電極体5に蓄えられたり、所定量以上の電流が巻回電極体5から放電される等の不具合の発生を防止するものである。そのため、制御回路部7には、図6に示すように、充電制御FET30と放電制御FET31と、これらの制御FET30,31を制御すると共にその他の不具合の発生を防止する保護回路32等が設けられている。
【0067】
制御回路部7の充電制御FET30は充電検出手段の一具体例を示すもので、充電時の電圧値を測定し、その電圧値に基づき巻回電極体5の充電量が所定量(満充電)に達したこと、又は充電量が所定量以下であるか所定量以上であるかを検出する。また、放電制御FET31は放電検出手段の一具体例を示すもので、放電時の電圧値を測定し、その電圧値に基づき巻回電極体5の放電量が所定量(放電終了)に達したこと、又は放電量が所定量以下であるか所定量以上であるかを検出する。これら充電制御FET30及び放電制御FETの検出結果に基づいて保護回路32が充電電流を制御し、又は放電電流を制御する。更に、保護回路32は、充電時及び放電時の電流値や電圧値等を検出し、巻回電極体5の充電又は放電に関するその他の不具合の発生を防止する。
【0068】
この制御回路部7は、図1〜図3に示すように、所定の配線がプリントされた配線基板23と、この配線基板23に搭載されたマイクロコンピュータ、記憶装置(ROMやRAM)、コンデンサ、抵抗その他の電子部品24とから構成されている。制御回路部7の配線基板23には、巻回電極体5の2本の端子リード15,16がそれぞれ電気的に接続されている。この制御回路部7の大きさは、図3に示すように、例えば、長手方向の長さC(凹部21に装着した状態では外装体6の幅方向)を44.4mm、その長手方向と交差する方向の幅をM(凹部21に装着した状態では外装体6の長手方向)を5.1mm、これらと直交する方向の厚さを3.3mmに形成する。
【0069】
この配線基板23に2本の端子リード15,16を接続するため、2本の引出し部15b,16bの各先端部には、それぞれ座タブ25が溶接等の固着手段によって固着されている。各座タブ25は、それぞれの一端が引出し部15b,16bの各先端部に固着されていて、それぞれの他端は互いに離反するよう外側に延在されている。この2個の座タブ25の上に両側部が重なり合うように配線基板23が載置され、各座タブ25を配線基板23に溶接することによって2本の端子リード15,16が配線基板23の電気回路に接続されている。23aは、配線基板23に設けたスルーホールであり、このスルーホールの内側に塗布されたハンダによって配線基板23の一面に形成された配線パターンが、配線基板23の他面に接触された端子リード15,16と導通されている。
【0070】
コネクタ8は、図1〜図5に示すような形状及び構成を有している。即ち、コネクタ8は、横長とされたブロック状の部材からなり、その長手方向と交差する幅方向の後部には、外装体6の凹部21に嵌合される嵌合部8aが設けられている。コネクタ8の嵌合部8aは、その両側部を外装体6の囲い壁20の厚み分を除去すると共に、底面側を外装体6の重合部の厚み分と制御回路部7の厚み分を除去することによって形成されている。この嵌合部8aを、制御回路部7が収納された状態の凹部21に嵌合させることにより、コネクタ8の上面が外装体6の上面と略同じ高さとなり、コネクタ8の下面が外装体6の下面と略同じ位置となるように形成されている。
【0071】
このコネクタ8の前側の部分は、対応するPCカードのコネクタ側の部分と同様の形状及び大きさとなるように形成されている。即ち、コネクタ8の前面には、PCカードのコネクタと同様にソケットの端子ピンが挿入される68個の接続孔26が、高さ方向に2段とされ且つ幅方向に34個ずつ並べられてそれぞれ対応する位置において同じ形状及び大きさで設けられている。そして、各接続孔26の内部には接続端子がそれぞれ配設されていて、これらの接続端子が多数のリード線27によって配線基板23の配線パターンに接続されている。
【0072】
更に、コネクタ8の左右両側部には、このコネクタ8が誤った状態(姿勢の誤り)でPCカードスロットに挿入されてソケットに装着されるのを防止するための誤装着防止手段が設けられている。この誤装着防止手段は、コネクタ8の長手方向の一側部に設けられた切欠き部28aと、他側部に設けられたキー溝部28bとから構成されている。この切欠き部28a及びキー溝部28bは、図10に示すPCカード2の切欠き部4a及びキー溝部4bと対応されており、これらと同じ形状及び大きさによって形成されている。
【0073】
即ち、切欠き部28aは、前面から上面にかけて開口する切欠きとして形成されている。一方、キー溝部28bは、厚み方向の略中央部において、前面から側面にかけて開口する長溝として形成されている。これら切欠き部28a及びキー溝部28bには、所望の電子機器の図示しないPCカードスロットのソケットに設けられる凸部又は突起が摺動可能に係合され、切欠き部28aとキー溝部28bの形状の違いを利用して、PCカード2が上下方向(表裏面)を誤った状態でPCカードスロットに挿入されるのを防止している。
【0074】
また、図示しないが、切欠き部28a及びキー溝部28bの一方又は両方には、巻回電極体5の誤放電を防止するための誤放電防止手段を設けるように構成すると良い。この誤放電防止手段は、非電解質二次電池1の定格出力によってソケット側に設けた電子機器の電子部品が破壊されるのを防止するためのものである。一般に、非電解質二次電池1の定格出力は一般的な二次電池や一次電池に比べて大きいため、非電解質二次電池1の定格出力であっても、ソケット側の電子部品がその定格出力に耐えうる構成になっていない場合には、その電子部品が通常の放電によって破壊されてしまうおそれがある。
【0075】
そのため、非電解質二次電池1の通常の放電によってもソケット側の電子部品が破壊されないようにするのが誤放電防止手段である。この誤放電防止手段は、例えば、切欠き部28a又はキー溝部28bに設けられるスイッチ手段と、このスイッチ手段をオン・オフさせてコネクタ8の電気回路を開閉させる嵌合操作手段とから構成することができる。嵌合操作手段は、例えば、誤放電防止の対策が取られたソケットにおいて切欠き部28a又はキー溝部28bと対応する位置に設けられる凸部又は突起として形成することができる。
【0076】
この嵌合操作手段である凸部又は突起により、非電解質二次電池1の挿入時にスイッチ手段をオン又はオフさせるようにする。これにより、PCカードスロットのソケットが誤放電防止対策の取られたものである場合には、非電解質二次電池1をPCカードスロットに挿入することにより自動的に凸部又は突起がスイッチ手段を作動させ、その結果、巻回電極体5側からソケット側に電流が急激に流される。この場合には、非電解質二次電池1の定格出力がソケット側に急激に作用することになるが、ソケット側にはその対策が取られているため、ソケット側の電子部品が非電解質二次電池1の定格出力を受けることによって破壊されるおそれがない。
【0077】
これに対して、PCカードスロットのソケットが誤放電防止対策の取られていないものである場合には、非電解質二次電池1をPCカードスロットに挿入しても、嵌合操作手段がスイッチ手段を作動させることがなく、スイッチ手段は閉じた状態に保持される。そのため、巻回電極体5側からソケット側に電流が流れることがないから、ソケット側の電子部品が非電解質二次電池1の定格出力によって破壊されることがない。
【0078】
このような構成を有するコネクタ8を、制御回路部7が収納された外装体6の凹部21に嵌合させ、例えば接着剤等の固着手段を用いてこれらを一体的に固着する。これにより、全体の形状及び大きさがPCカードの規格寸法内に収められ、その接続部と同様の形状及び大きさを有するコネクタ8を備えた非電解質二次電池1が得られる。例えば、コネクタ8を加えた長さを85.6mm、これと交差する方向である幅を54.0mm、これらと直交する方向である厚さを5.0mmとすることにより、JEITA規格によるPCカードのタイプIIを得ることができる。
【0079】
なお、外装体6にコネクタ8を結合させた電池組立体は、これらの外側を硬質のカバーで覆い、全体に剛性を持たせる構成とすることもできる。この場合には、コネクタ8の部分を露出させるか、或いは、カバーで覆った状態で切欠き部28a及びキー溝部28bを設けるようにする。
【0080】
このような構成を有する非電解質二次電池1によれば、記憶メディアであるPCカードに代替させ、同じPCカードスロットに挿入してソケットにコネクタ8を装着することにより、携帯用或いは予備用の電源装置として用いることできる。しかも、既存のPCカードスロットを電源装置の収納部として用いることができるため、容易にはAC電源を得ることができない場所において、携帯性を損なうことなく電源装置として使用することができ、パーソナルコンピュータ等の情報機器において、電池切れによるデータ喪失の不安を解消することができる。また、パーソナルコンピュータ等の情報機器において緊急避難的に電源装置として使用して、使用時間を延長することができる。
【0081】
上述した第1の実施例では、PCカードの規格に対応した形状及び大きさを有する非電解質二次電池1に適用した例について説明したが、本発明は、その他の規格に対応した形状及び大きさを有する非電解質二次電池として実現できることは勿論である。例えば、次のように構成することにより、同じくJEITA規格によるスモールPCカードとして実現することができる。
【0082】
本発明の第2の実施例としては、例えば、スラリー間欠塗布ピッチ及び原反の裁断幅以外は上記実施例と同様にして、巻回電極体5の端子リードを除く長さを43.0mm、幅を39.0mm、厚さを3.0mmとする。この巻回電極体5が密封された外装体6の凹部21の深さは4.5mmである。この凹部21内に収納される制御回路部7は、例えば、長手方向の長さC(凹部21に装着した状態では外装体6の幅方向)を39.0mm、その幅をM(凹部21に装着した状態では外装体6の長手方向)を5.0mm、これらと直交する方向の厚さを3.3mmに形成する。この制御回路部7に2本の端子リード15,16及びコネクタ8を電気的に接続し、これらを一体化させる。
【0083】
これにより構成された電池組立体を、適度な剛性を有するカバーで覆い、全体の形状及び大きさを、コネクタ8を加えた長さを45.0mm、これと交差する方向である幅を42.8mm、これらと直交する方向である厚さを5.0mmとする。これにより、JEITA規格によるスモールPCカードのタイプIIに対応し、全体の形状及び大きさがスモールPCカードの規格寸法内に収められ、その接続部と同様の形状及び大きさを有するコネクタを備えた非電解質二次電池が得られる。
【0084】
図11は、本発明の第3の実施例を示すものである。この第3の実施例に示す非電解質二次電池40は、一般にメモリーカードと呼ばれている半導体記憶メディアに対応するように構成したものである。この非電解質二次電池40の構成は上述した非電解質二次電池1と同様であって、外装体6と図に現れない制御回路部とコネクタ41とからなっているが、これが第1実施例と異なるところはコネクタ41の形状及び構造である。そのため、以下には、コネクタ41についてのみ説明し、外装体6及び制御回路部の説明は省略する。
【0085】
図11に示すように、非電解質二次電池40のコネクタ41は、略四角形をなす偏平なブロック状の部材からなり、その一辺には外装体6の凹部21に嵌合される嵌合部41aが設けられている。コネクタ41の嵌合部41aは、その両側部を外装体6の囲い壁20の厚み分を除去すると共に、図に現れないラベル面(表面)側を外装体6の重合部の厚み分と制御回路部7の厚み分を除去することによって形成されている。この嵌合部41aを、制御回路部7が収納された状態の凹部21に嵌合させることにより、コネクタ41の裏面(図に現れている面)が外装体6の裏面と略同じ高さとなり、コネクタ41の表面が外装体6の表面と略同じ平面となるように形成されている。
【0086】
このコネクタ41の前側の一方の角部には、前面から側面にかけて緩やかに湾曲された曲面を有するガイド部42が形成されていて、このガイド部42の裏面側に誤装着防止手段の一方をなす切欠き部43aが設けられている。そして、コネクタ41の前側の他方の角部には、誤装着防止手段の他方をなすキー溝部43bが設けられている。この切欠き部43a及びキー溝部43bにより、外部の電子機器に設けた記憶メディアスロットに非電解質二次電池40を装着する際の、上下又は前後方向の誤りによる誤装着を防止することができる。
【0087】
また、コネクタ41の前部には、記憶メディアスロットのソケットに接続するための所定数の接続端子が露出された開口部44が設けられている。開口部44は、ソケットに対向される前面から一方の平面である裏面に連続するよう開口されている。この開口部44は、前後方向に延びる複数の仕切り片45によって仕切られており、これら仕切り片45で仕切られた各区分内にそれぞれ接続端子が配設されている。これらの接続端子が、凹部21内に収納されている制御回路部7にリード線を介して接続されている。
【0088】
このような構成を有するコネクタ41を備えた非電解質二次電池40の他の構成は、上述した第1の実施例と同様である。更に、この非電解質二次電池40の使用方法も、上述した第1の実施例と同様である。この場合、外部の電子機器の一具体例を示すパーソナルコンピュータ等においては、この実施例に対応した記憶メディアであるメモリースティックを着脱自在に装着可能な記憶メディアスロット及びソケットを備えている必要がある。これにより、第3の実施例として示す非電解質二次電池40においても、上述した第1の実施例と同様の作用及び効果を得ることができる。
【0089】
以上説明したが、本発明は上記実施の例に限定されるものではなく、例えば、上記実施例においては、記憶メディアとしてPCカード、スモールPCカード及びメモリースティックの各規格に対応した形状及び大きさを有する非電解質二次電池1,40について説明したが、これ以外の記憶メディア、例えば、SDメモリカード、マルチメディアカード、スマートメディア、コンパクトフラッシュ(登録商標)等の各規格に対応した形状及び大きさを有する非電解質二次電池に適用できることは勿論である。このように、本発明は、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変更できるものである。
【0090】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願の請求項1記載の非電解質二次電池によれば、発電要素を収納して密封した外装体に制御回路部とコネクタとを固定して一体に構成したため、記憶メディアに代替して使用することができ、記憶メディアと同様の態様で用いることによって携帯用或いは緊急用の電源装置として使用することができる。そのため、容易には交流電源が得られない場所において、ノートブック・コンピュータ等の電子機器の携帯性、可搬性を考慮した電子機器のための携帯用電源や緊急用電源等として用いることができ、バッテリーの電池切れによるデータ喪失の回避、使用時間の延長等を図ることができるという効果を得ることができる。
【0091】
本出願の請求項2記載の非電解質二次電池によれば、コネクタの前面に所定数の接続端子を露出させると共に前面の両側部に誤装着を防止する誤装着防止手段を設ける構成としたため、記憶メディアの一具体例を示すPCカードと同様に用いて、PCカードを使用する電子機器の携帯用或いは緊急用の電源装置として使用することができると共に、電子機器の記憶メディアに対して誤った状態で装着されるのを確実に防止することができるという効果を得ることができる。
【0092】
本出願の請求項3記載の非電解質二次電池によれば、誤装着防止手段に誤放電防止手段を設ける構成としたため、電子機器に対して電流を流して良いときにのみ発電要素から記憶メディアスロットのソケットに電流を流すことができ、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができるという効果を得ることができる。
【0093】
本出願の請求項4記載の非電解質二次電池によれば、誤放電防止手段をスイッチ手段と嵌合操作手段とで構成したため、比較的簡単な構成によって誤放電を防止し、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができるという効果を得ることができる。
【0094】
本出願の請求項5記載の非電解質二次電池によれば、コネクタの前面から平面に連続して開口された開口部から所定数の接続端子が露出されると共に、前面の両側部に誤嵌合防止手段を設ける構成としたため、記憶メディアの他の具体例を示すメモリースティックと同様に用いて、メモリースティックを使用する電子機器の携帯用或いは緊急用の電源装置として使用できると共に、電子機器の記憶メディアに対して誤った状態で装着されるのを確実に防止することができるという効果を得ることができる。
【0095】
本出願の請求項6記載の非電解質二次電池によれば、誤装着防止手段に誤放電防止手段を設ける構成としたため、電子機器に対して電流を流して良いときにのみ発電要素から記憶メディアスロットのソケットに電流を流すことができ、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができるという効果を得ることができる。
【0096】
本出願の請求項7記載の非電解質二次電池によれば、誤放電防止手段をスイッチ手段と嵌合操作手段とで構成したため、比較的簡単な構成によって誤放電を防止し、電子機器側の電子部品が発電要素から供給される過大な電流によって破壊されるのを防止することができるという効果を得ることができる。
【0097】
本出願の請求項8記載の非電解質二次電池によれば、制御回路部が充電検出手段と放電検出手段の少なくとも一方を備える構成としたため、発電要素が所定量以上充電され、或いは発電要素から所定量以上放電されるおそれをなくすことができるという効果を得ることができる。
【0098】
本出願の請求項9記載の非電解質二次電池によれば、外装体の凹部内に制御回路部が収納され、その凹部の開口側がコネクタで覆われて一体に構成したため、PCカードやメモリースティック等の記憶メディアに代替させて使用することができ、電子機器の小型化、薄型化に対応した携帯性、緊急性に対処し得る非電解質二次電池を提供することができるという効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の非電解質二次電池の第1の実施例を示すもので、外装体と制御回路部とコネクタを分解した斜視図である。
【図2】本発明の非電解質二次電池の第1の実施例を示す組立状態の斜視図である。
【図3】本発明の非電解質二次電池の第1の実施例を示すもので、外装体と制御回路部とコネクタを分解して平面側から見た説明図である。
【図4】本発明の非電解質二次電池の第1の実施例を示す前面側からみた説明図である。
【図5】本発明の非電解質二次電池の第1の実施例を示すもので、外装体と制御回路部とコネクタの関係を示す説明図である。
【図6】本発明の本発明の非電解質二次電池の第1の実施例に係る電気回路の回路構成を示すブロック図である。
【図7】本発明の非電解質二次電池の第1の実施例を示すもので、外装体に発電要素を収納する状態を示す説明図である。
【図8】本発明の非電解質二次電池の第1の実施例を示すもので、外装体に発電要素を収納して密閉した状態を示す斜視図である。
【図9】本発明の非電解質二次電池の第1の実施例に係る発電要素を示す説明図である。
【図10】本発明の非電解質二次電池の第1の実施例に対応した記憶メディアの一例を示す斜視図である。
【図11】本発明の非電解質二次電池の第3の実施例を示す組立状態の斜視図である。
【符号の説明】
1,40 ポリマーリチウムイオン二次電池(非電解質二次電池)、 2 PCカード、 5 発電要素、 6 外装体、 7 制御回路部、 8 コネクタ、 8a 嵌合部、 15,16 端子リード、 18 膨出部、 19 発電要素収納部、 20 囲い壁、 23 配線基板、 26 接続孔、 28a,43a 切欠き部(誤装着防止手段)、 28b,43b キー溝(誤装着防止手段)、 30 充電制御FET(充電検出手段)、 31 放電制御FET(放電検出手段)、 32 保護回路、 44 開口部、 45 仕切り片
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention can be used in exchange for a storage medium having a standardized shape and size, such as a PC card, a small card, a memory stick, a multimedia card, and the like. The present invention relates to a non-electrolyte secondary battery that can be used as a power supply device for an electronic device by being mounted on a socket.
[0002]
[Prior art]
Generally, an information processing device such as a notebook computer, which is designed to be portable and portable, has a built-in battery power supply and a detachable battery pack so that it can be used in places where alternating current (AC) power is not easily obtained. It is configured so that it can be mounted as possible.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
In order to use a notebook computer or the like for a long time in such an information processing apparatus, it is necessary to mount a large-capacity large-sized battery pack or prepare a separate spare battery pack. is there. In this case, since the battery pack itself has a certain size, it takes time to carry the battery pack, which impairs portability.
[0004]
Also, even if a large-capacity battery pack is prepared, in places where AC power is not easily obtained, the battery will eventually run out, so that the fear of data loss due to running out of the battery is eliminated. Nothing. Furthermore, in electronic devices such as mobile phones, connectors that use relatively easily available primary batteries and simple chargers that use primary battery packs are commercially available, but notebook computers and the like have relatively low power consumption. Due to their large size, connectors and simple chargers using primary batteries for these electronic devices have not yet been put to practical use.
[0005]
On the other hand, in recent years, in most portable personal computers, a storage medium slot in which a storage medium such as a PC card or a memory stick is detachably mounted for conversion of a storage medium or connection between an external drive device and a computer main body. Is built-in. The storage medium slot is hollow when the storage medium is not used. Therefore, even if something other than the storage medium is inserted into the storage medium slot, the portability of the personal computer is not impaired.
[0006]
The present invention has been made in view of such conventional problems, and has been made in consideration of the portability and portability of an electronic device such as a notebook computer in a place where AC power is not easily obtained. To solve the above-mentioned problems by enabling the use as a portable power supply or emergency power supply, etc. for avoiding data loss due to running out of battery, extending the use time, etc. It is an object.
[0007]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above-described problems and the like and achieve the above object, a non-electrolyte secondary battery according to claim 1 of the present application is capable of charging and discharging, and has a terminal lead for charging and discharging. A power generation element having, an exterior body for housing and sealing the power generation element in a state where the terminal lead is led out, and a control circuit unit connected to the terminal lead outside the exterior body and performing control during charging and discharging. A predetermined number of connection terminals electrically connected to the control circuit unit and detachably connected to a socket for a storage medium provided in an external electronic device, and according to the standard of the storage medium. A connector having a predetermined shape and size, wherein the connector and the control circuit are fixed to an exterior body and provided integrally.
[0008]
In the non-electrolyte secondary battery according to claim 2 of the present application, the connector is provided with a predetermined number of connection holes for exposing a predetermined number of connection terminals for connecting to the socket on the front surface facing the socket. It is characterized in that erroneous mounting preventing means for preventing erroneous mounting to the socket is provided on both sides.
[0009]
The non-electrolyte secondary battery according to claim 3 of the present application is characterized in that the erroneous mounting prevention means is provided with an erroneous discharge prevention means for flowing a current only when a current discharged from the power generating element can flow to the socket. Features.
[0010]
In the non-electrolyte secondary battery according to claim 4 of the present application, the erroneous discharge preventing means is provided with a switch provided on the connector, and a switch provided on the socket and provided when the connector is normally fitted to the socket. And a fitting operation means for causing a current to flow by operating the device.
[0011]
The non-electrolyte secondary battery according to claim 5 of the present application, wherein the connector has an opening that is continuously opened from the front surface facing the socket to a flat surface and exposes a predetermined number of connection terminals for connecting to the socket. Erroneous attachment preventing means for preventing erroneous attachment to the socket is provided on both sides of the front surface.
[0012]
The non-electrolyte secondary battery according to claim 6 of the present application is characterized in that the erroneous mounting prevention means is provided with an erroneous discharge prevention means for supplying a current only when a current discharged from the power generating element can flow to the socket. Features.
[0013]
The non-electrolyte secondary battery according to claim 7, wherein the erroneous discharge preventing means is provided with a switch provided on the connector and a switch provided on the socket, and the switch is provided when the connector is normally fitted into the socket. And a fitting operation means for causing a current to flow by operating the device.
[0014]
In the non-electrolyte secondary battery according to claim 8 of the present application, the control circuit unit detects that the power generating element has been charged by a predetermined amount or more, and detects that the power generating element has been discharged by a predetermined amount or more. It is characterized by having at least one of the discharge detecting means.
[0015]
In the non-electrolyte secondary battery according to the ninth aspect of the present invention, the control circuit portion is housed in a recess provided in the exterior body, and the opening side of the recess is covered with a connector. Is formed in a shape and a size determined by the standard.
[0016]
With the above-described configuration, in the non-electrolyte secondary battery according to claim 1 of the present application, the control circuit unit and the connector are fixed to an exterior body that houses and seals the power generation element and is integrally configured. Accordingly, the storage medium can be used in exchange for the storage medium, and can be used in the same manner as the storage medium and used as a portable or emergency power supply device.
[0017]
In the non-electrolyte secondary battery according to claim 2 of the present application, a predetermined number of connection terminals are exposed on the front surface of the connector, and erroneous mounting prevention means for preventing erroneous mounting on both sides of the front surface are provided, for example, for storage. It can be used as a portable or emergency power supply for an electronic device that uses the PC card by using the PC card as a medium, and ensures that it is incorrectly mounted on the storage medium of the electronic device. Can be prevented.
[0018]
In the non-electrolyte secondary battery according to claim 3 of the present application, by providing the erroneous mounting prevention means in the erroneous mounting prevention means, the socket of the storage medium slot from the power generation element only when current can flow to the electronic device. Current can flow, and the electronic components on the side of the electronic device can be prevented from being destroyed by excessive current supplied from the power generating element.
[0019]
In the non-electrolyte secondary battery according to claim 4 of the present application, the erroneous discharge prevention means is constituted by the switch means and the fitting operation means, thereby preventing the erroneous discharge with a relatively simple configuration, and the electronic device side The electronic component can be prevented from being destroyed by an excessive current supplied from the power generation element.
[0020]
In the non-electrolyte secondary battery according to claim 5 of the present application, a predetermined number of connection terminals are exposed from an opening continuously opened from the front surface of the connector to a flat surface, and erroneous fitting is prevented on both sides of the front surface. Since the means is provided, for example, it can be used as a portable or emergency power supply for an electronic device using the memory stick in the same manner as a memory stick which is a storage medium, and can be used for the storage medium of the electronic device. It can be reliably prevented from being mounted in a state where it is placed.
[0021]
In the non-electrolyte secondary battery according to claim 6 of the present application, by providing the erroneous mounting prevention means in the erroneous mounting prevention means, the socket of the storage media slot from the power generation element only when current can flow to the electronic device. Current can flow, and the electronic components on the side of the electronic device can be prevented from being destroyed by excessive current supplied from the power generating element.
[0022]
In the non-electrolyte secondary battery according to claim 7 of the present application, the erroneous discharge prevention means is constituted by the switch means and the fitting operation means. The electronic component can be prevented from being destroyed by an excessive current supplied from the power generation element.
[0023]
In the non-electrolyte secondary battery according to claim 8 of the present application, the control circuit unit includes at least one of the charge detection unit and the discharge detection unit, so that the power generation element is charged to a predetermined amount or more, or the power generation element is charged from the power generation element. It is possible to eliminate the possibility that the battery is discharged more than a certain amount.
[0024]
In the non-electrolyte secondary battery according to claim 9 of the present application, the control circuit portion is housed in the concave portion of the outer package, and the opening side of the concave portion is covered with the connector to be integrated, so that the PC card, the memory stick, etc. It is possible to provide a non-electrolyte secondary battery that can be used in place of the storage medium described above, and that can be used for electronic devices that can be reduced in size and thickness and that is portable and that can cope with emergencies.
[0025]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 to 11 show an embodiment of the present invention. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of the non-electrolyte secondary battery of the present invention, FIG. 2 is an assembled perspective view, FIG. 3 is a plan view of FIG. 1, and FIG. 4 is a front view of FIG. FIG. 5 is an explanatory view showing a main part of FIG. 1, FIG. 6 is a block diagram showing a circuit configuration of an electric circuit according to a first embodiment of the non-electrolyte secondary battery of the present invention, and FIG. FIG. 8 is an exploded perspective view showing an embodiment of a body and a power generating element, FIG. 8 is an assembled perspective view of FIG. 7, FIG. 9 is a perspective view illustrating an embodiment of the power generating element of the present invention, and FIG. FIG. 11 is a perspective view showing a second embodiment of the non-electrolyte secondary battery of the present invention.
[0026]
The non-electrolyte secondary battery of the present invention has the same external shape and size of at least terminal connection portions (connectors) of a semiconductor storage medium whose external shape and size are determined according to a certain standard. It can be exchanged and used instead of the semiconductor storage medium, by mounting it in a storage medium slot (PC card slot, memory stick slot, etc.) provided in accordance with a certain standard of electronic equipment, so It is a power supply device that can be used as a power supply for emergency use or a standby emergency power supply.
[0027]
As a first embodiment of the non-electrolyte secondary battery of the present invention having such a function, for example, those having configurations as shown in FIGS. 1 to 9 can be mentioned. The non-electrolyte secondary battery 1 conforms to the PC Card Standard (PC Card Standard), which is a standard of JEITA (Japan Electronics and Information Technology Industries Association, formerly JEIDA: JEITA). The power supply device has a corresponding external shape and size.
[0028]
First, a PC card showing a specific example of a storage medium applied in connection with the present invention will be described. FIG. 10 shows a schematic configuration of a PC card whose shape and size are determined based on the PC card standard which is a JEITA standard. As shown in FIG. 10, the PC card 2 is configured as one flat plate. That is, the planar shape of the PC card 2 is a rectangle in which the width B in the width direction is shorter than the length L in the longitudinal direction, and the thickness H in the direction intersecting these length L and width B is: The length is set to be sufficiently smaller than the length L and the width B.
[0029]
Although not shown, a controller, a storage device (ROM, RAM), an interface, and other necessary components are stored inside the PC card 2. On the front side, which is one end in the longitudinal direction of the PC card 2, a connector 2a for connecting to a socket provided in a PC card slot of a notebook computer or the like as an external electronic device is provided. On the front surface of the connector 2a of the PC card 2, 68 connection holes 4 into which the terminal pins of the socket are inserted are provided in two levels in the height direction and are arranged 34 in the width direction. Inside these connection holes 4, connection terminals electrically connected to a controller or the like are provided.
[0030]
Further, erroneous mounting prevention means for preventing the PC card 2 from being erroneously inserted into the PC card slot is provided on both left and right sides of the connector 2a of the PC card 2. The erroneous mounting prevention means includes a notch 4a provided on one side of the connector 2a and a key groove 4b provided on the other side. Protrusions or projections corresponding to the notch portion 4a and the key groove portion 4b are provided on a socket of a PC card slot (not shown), and the difference between the shapes of the notch portion 4a and the key groove portion 4b is used for PC. This prevents the card 2 from being incorrectly inserted into the PC card slot.
[0031]
As shown in FIGS. 1 and 2, the non-electrolyte secondary battery 1 having the same shape and size as the PC card 2 having such a configuration can be charged and discharged. A power generating element 5 having a terminal lead, an exterior body 6 for hermetically sealing and housing the power generating element with the terminal lead being led out, a control circuit section 7 for controlling charging and discharging of the power generating element, and an external electronic device. A connector 8 detachably connected to a socket of a PC card slot provided in the device.
[0032]
As a power generation element of the non-electrolyte secondary battery 1, for example, a polymer lithium ion secondary battery can be applied. The polymer lithium ion secondary battery as the power generation element 5 can be configured as a wound electrode body, for example, as shown in FIG. The spirally wound electrode body 5 includes a positive electrode 10 and a negative electrode 11 formed in a band shape, and two separators 12 and 13 also formed in a band shape.
[0033]
The positive electrode 10 includes a positive electrode current collector 10a formed in a belt shape, and positive electrode mixture layers 10b and 10c applied to both surfaces of the positive electrode current collector 10a. As the positive electrode current collector 10a, for example, an aluminum foil having a thickness of 20 μm can be used. Positive electrode mixture layers 10b and 10c are formed by uniformly applying the positive electrode mixture slurry on both surfaces of the positive electrode current collector 10a. At this time, the blank portion 14 is formed at one end (end of winding) in the longitudinal direction of the positive electrode current collector 10a such that the positive electrode mixture slurry is not applied over a certain range.
[0034]
The following can be used as the positive electrode active material of the positive electrode mixture. For example, a chalcogen compound with a transition metal containing an alkali metal, in particular, an oxide of an alkali metal and a transition metal can be used. As the crystal structure of the compound, a layered compound or a spinel-type compound is often used. The layered compound has the general formula LixMO 2 Can be used. Where Li is lithium and O 2 Is oxygen. Further, x in Lix is 0.5 ≦ x ≦ 1.10.
[0035]
M is one or more elements selected from transition metal elements, and specifically, iron (Fe), cobalt (Co), nickel (Ni), manganese (Mn), copper (Cu) , Zinc (Zn), tin (Sn), chromium (Cr), vanadium (V), and titanium (Ti). It is preferable that one or two or more selected from Fe, Co, Ni, and Mn are contained in these groups.
[0036]
A positive electrode material mixture slurry is prepared using such a positive electrode active material. This positive electrode mixture slurry is, for example, powdered LiCoO 2 , 85 parts by weight of artificial graphite powder, 5 parts by weight of carbon black and 5 parts by weight of carbon black are sufficiently kneaded to prepare a positive electrode mixture. To this positive electrode mixture, polyvinylidene fluoride (PVdF) dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone is added so as to have a solid content of 5 parts by weight, whereby an ink-like positive electrode slurry is obtained.
[0037]
The slurry of the positive electrode mixture is uniformly applied to both surfaces of the positive electrode current collector 10a such that a blank portion 14 is formed at the end of winding the electrode. At this time, as the positive electrode current collector 10a, for example, an aluminum foil (current collector) having a width of 480 mm and a thickness of 20 μm is used. On both surfaces of the positive electrode current collector 10a, the metal foil is intermittently applied at a pitch of about 550 mm, and between each pitch, an exposed metal foil portion of about 30 mm to which the positive electrode slurry is not applied is provided. Then, after drying the positive electrode mixture slurry on both surfaces, compression molding is performed using a roller press. The rolled positive electrode raw material is cut into a width of 75 mm to form a positive electrode 10 having a band shape. After cutting and winding this positive electrode 10, it was subjected to vacuum drying treatment.
[0038]
The positive electrode reel is unwound, and an aluminum terminal lead 15 is connected to the exposed portion of the metal foil. The size of the terminal lead 15 is, for example, 5 mm in width, 70 mm in length, and 100 μm in thickness, and is joined by ultrasonic welding so as to protrude 17.5 mm or more from the end face of the electrode. Thereafter, an insulating tape (polyimide tape: insulating material) having a width of 19 mm is attached to the front and back surfaces of the exposed metal foil to which the terminal leads 15 are welded. This insulating tape was attached to the terminal lead 15 protruding from the electrode end face so as to cover 2 mm or more. The above steps are continuously performed, and the manufactured belt-shaped positive electrode 10 is wound again.
[0039]
In this example, polyvinylidene fluoride (PVdF) dissolved in dimethyl carbonate (DMC) is added as a solid content of 20 parts by weight as an ion-conductive polymer for a positive electrode, and becomes 8 parts by weight. Thus, a lithium salt was added thereto, and ethylene carbonate (EC) and propylene carbonate (PC) were added thereto so as to be 72 parts by weight, and stirred while keeping the temperature to obtain a mixed solution. This mixed solution was continuously applied to both surfaces of the electrode current collector using a hot melt applicator. The applied mixed solution of the ion conductive polymer is impregnated into the voids inside the active material by drying, and at the same time, DMC, which is a low boiling point solvent, evaporates to form a rubbery gel polymer film. The ion conductive polymer is applied continuously. Thereafter, the positive electrode 10 with a strip-shaped lead terminal is wound again.
[0040]
The negative electrode 11 includes a negative electrode current collector 11a also formed in a band shape, and negative electrode mixture layers 11b and 11c applied to both surfaces of the negative electrode current collector 11a. As the negative electrode current collector 11a, for example, a copper foil having a thickness of 10 μm can be used. The negative electrode mixture layers 11b and 11c are formed by uniformly applying the negative electrode mixture slurry on both surfaces of the negative electrode current collector 11a. At this time, a blank portion is formed on one end in the longitudinal direction (end of winding) of the negative electrode current collector 11a so that the negative electrode mixture slurry is not applied over a certain range.
[0041]
As the negative electrode active material of the negative electrode mixture, for example, one or more types of negative electrode materials selected from alloys or compoundable materials or carbonaceous materials capable of doping (occluding) and undoping (desorbing) lithium are used. Can be. Examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include a metal or semiconductor capable of forming an alloy or compound with lithium, or an alloy or compound thereof.
[0042]
These metals, alloys or compounds are represented, for example, by the chemical formula DsEtLiu. In this chemical formula, D represents at least one of a metal element and a semiconductor element capable of forming an alloy or a compound with lithium. E represents at least one of metal elements and semiconductor elements other than lithium Li and D. Further, the values of S, t, and u are s> 0, t ≧ 0, and u ≧ 0, respectively.
[0043]
Among them, a metal element or a semiconductor element which can form an alloy or a compound with lithium is preferably a Group 4B metal element or a semiconductor element, particularly preferably silicon or tin, and most preferably silicon. Further, these alloys or compounds are also preferable, and specifically, SiB 4 , SiB 6 , Mg 2 Si, Mg 2 Sn, Ni 2 Si, TiSi 2 , MoSi 2 , CoSi 2 , NiSi 2 , CaSi 2 , CrSi 2 , Cu 5 Si, FeSi 2 , MnSi 2 , NbSi 2 , TaSi 2 , VSi 2 , WSi 2 Or ZnSi 2 And the like.
[0044]
Other examples of the negative electrode material capable of inserting and extracting lithium include a carbon material, a metal oxide, and a polymer material. Examples of the carbon material include natural graphite, non-graphitizable carbon, artificial graphite, cokes, graphites, glassy carbons, organic polymer compound fired bodies, carbon fibers, activated carbon, and carbon blacks. Among them, the cokes include pitch coke, needle coke, petroleum coke and the like. The organic polymer compound fired body is obtained by firing a polymer material such as phenols and furans at an appropriate temperature and carbonizing the material. Further, examples of the metal oxide include iron oxide, ruthenium oxide, molybdenum oxide, and tin oxide. Examples of the polymer material include polyacetylene and polypyrrole.
[0045]
A negative electrode mixture slurry is prepared using such a negative electrode active material. This negative electrode mixture slurry is obtained, for example, by adding 10 parts by weight of polyvinylidene fluoride (PVdF) dissolved in N-methyl-2-pyrrolidone to 90 parts by weight of natural graphite having a particle diameter of 5 to 25 μm (interlayer distance: 3.35 °). It was added so as to be in parts by weight, whereby an ink-like negative electrode slurry was obtained.
[0046]
The negative electrode mixture slurry is uniformly applied to both surfaces of the negative electrode current collector 11a such that a blank portion is formed at the end of the electrode winding. In this case, for example, a copper foil (current collector) having a width of 520 mm and a thickness of 15 μm is used as the negative electrode current collector 11a. The negative electrode current collector 11a is intermittently coated on both surfaces at a pitch of about 600 mm, and a metal foil exposed portion of about 30 mm to which no negative electrode slurry is applied is provided between each pitch. Then, after drying the negative electrode mixture slurry on both surfaces, compression molding is performed using a roller press. By cutting the rolled negative electrode material into a width of 78 mm, the negative electrode 11 having a band shape is formed. The negative electrode 11 was cut and wound, and then vacuum dried.
[0047]
The negative electrode reel is unwound, and a nickel terminal lead 16 is connected to the exposed portion of the metal foil. The size of the terminal lead 16 is, for example, 5 mm in width, 70 mm in length, and 100 μm in thickness, and is joined by ultrasonic welding so as to protrude 15 mm or more from the end face of the electrode. Thereafter, an insulating tape (polyimide tape: insulating material) having a width of 19 mm is attached to the front and back surfaces of the exposed metal foil to which the terminal leads 16 are welded. This insulating tape was attached to the terminal lead 16 protruding from the electrode end surface so as to cover 2 mm or more. The above steps are performed continuously, and the strip-shaped negative electrode 11 is wound again.
[0048]
In this example, the same mixed solution as that used for the above-described positive electrode 10 was used as the ion-conductive polymer for the negative electrode. This mixed solution is applied to both surfaces of the negative electrode current collector 11a using a hot melt applicator. The applied mixed solution of the ion conductive polymer is impregnated into the voids inside the active material by drying, and at the same time, DMC, which is a low boiling point solvent, evaporates to form a rubbery gel polymer film. The ion conductive polymer is applied continuously. Thereafter, the strip-shaped negative electrode 11 with a lead terminal is wound again.
[0049]
As the non-aqueous electrolyte, a liquid, solid, or gel electrolyte obtained by mixing or dissolving an electrolyte in a non-aqueous solvent, a solid electrolyte, a polymer electrolyte, or a polymer compound can be used. Therefore, the nonaqueous electrolyte secondary battery of the present invention is realized as a solid electrolyte secondary battery, a gel electrolyte secondary battery, a liquid electrolyte secondary battery, or the like, depending on the type of the nonaqueous electrolyte.
[0050]
Here, as the non-aqueous solvent, for example, ethylene carbonate, cyclic ester compounds such as γ-valerolactone, diethoxyethane, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, ether compounds such as 1,3-dioxane, methyl acetate, methyl acetate, A chain ester compound such as methyl propylene, a chain carbonate such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, or 2,4-difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, 4-promoveratrol alone Alternatively, it can be used as a mixed solvent of two or more types.
[0051]
Further, as the polymer material used for the gel electrolyte, for example, polyacrylonitrile and a copolymer of polyacrylonitrile can be used. Examples of the copolymerizable monomer (vinyl monomer) include vinyl acetate, methyl methacrylate, butyl methacrylate, methyl acrylate, butyl acrylate, itaconic acid, hydrogenated methyl acrylate, hydrogenated ethyl acrylate, acrylamide, vinyl chloride, Examples include vinylidene fluoride and vinylidene chloride. Further, acrylonitrile butadiene rubber, acrylonitrile butadiene styrene resin, acrylonitrile chloride polyethylene propylene diene styrene resin, acrylonitrile vinyl chloride resin, acrylonitrile methacrylate resin, acrylonitrile acrylate resin and the like can be used.
[0052]
Further, as the polymer material used for the gel electrolyte, polyvinylidene fluoride and a copolymer of polyvinylidene fluoride can be used. And as a copolymerization monomer, hexafluoropropylene, tetrafluoroethylene, etc. can be mentioned, for example. In addition, as the polymer material used for the gel electrolyte, these can be used alone or in combination of two or more.
[0053]
To form the gel electrolyte layer, as a non-aqueous solvent, for example, ethylene carbonate, propylene carbonate, butylene carbonate, vinylene carbonate, γ-butyl lactone, cyclic ester compounds such as γ-valerolactone, diethoxyethane, tetrahydrofuran , 2-methyltetrahydrofuran, ether compounds such as 1,3-dioxane, chain ester compounds such as methyl acetate and methyl propylene acid, chain carbonates such as dimethyl carbonate, diethyl carbonate, ethyl methyl carbonate, and 2,4. -Difluoroanisole, 2,6-difluoroanisole, 4-promoveratrol and the like can be used alone or as a mixed solvent of two or more kinds.
[0054]
Further, in the gel electrolyte layer, when polyvinylidene fluoride is used as the gel electrolyte, polyhexafluoropropylene, polytetrafluoroethylene or the like is used by using a gel electrolyte made of a multi-component polymer copolymerized. Preferably, it is formed. Thereby, a gel electrolyte having higher mechanical strength can be obtained.
[0055]
As the electrolyte salt, for example, LiPF 6 , LiAsF 6 , LiBF 4 , LiClO 4 , LiCF 3 SO 3 , LiN (CnF 2n + 1 SO 2 ) 2 , LiC 4 F 9 SO 3 Can be used alone or in combination of two or more. The addition amount of the electrolyte salt may be adjusted so that the molar concentration in the non-aqueous electrolyte in the gel electrolyte is 0.8 to 2.0 mol / liter so that good ionic conductivity is obtained. preferable.
[0056]
As the separators 12 and 13, for example, a microporous polypropylene film can be used. The thickness of the separators 12 and 13 is about 25 μm, and these are interposed between the positive electrode mixture layers 10b and 10c and the negative electrode mixture layers 11b and 11c. That is, the positive electrode terminal lead 15 and the negative electrode terminal lead 16 are arranged so as to be parallel to each other on the inner peripheral side, and the negative electrode 11, the separator 12, the positive electrode 10, and the separator 13 are laminated in this order and wound from one end to the other end. Let it turn. Then, after flattening by pressing from the side, the winding end portion is fixed using an adhesive tape or the like. Thereby, a flat spirally wound electrode body 5 is manufactured.
[0057]
As shown in FIGS. 7 and 8, the wound electrode body 5 manufactured as described above is housed in the exterior body 6 in a state where the tip ends of the two terminal leads 15 and 16 are led out to the outside. The surrounding contact surfaces are heat-sealed and sealed. As a material of the exterior body 6, for example, an aluminum laminated film can be used.
[0058]
Examples of the film-shaped outer case include the following.
As the structure of the laminate film, for example, the following materials can be used. Here, the following abbreviations are used as the plastic materials used.
That is, polyethylene terephthalate: PET, molten polypropylene: PP, undrawn polypropylene: CPP, polyethylene: PE, low-density polyethylene: LDPE, high-density polyethylene: HDPE, linear low-density polyethylene: LLDPE, nylon: Ny. The abbreviation AL is used for aluminum as a metal material used as a moisture-permeable barrier film.
[0059]
The most common configuration is exterior layer / metal film / sealant layer = PET / AL / PE. In addition to this combination, other general laminated film configurations shown below can be employed.
That is, exterior layer / metal film / sealant layer = Ny / AL / CPP, PET / AL / CPP, PET / AL / PET / CPP, PET / Ny / AL / CPP, PET / Ny / AL / Ny / CPP, PET / Ny / AL / Ny / PE, Ny / PE / AL / LLDPE, PET / PE / AL / PET / LDPE, or PET / Ny / AL / LDPE / CPP. It is needless to say that a metal other than AL can be used as the metal film.
[0060]
This film material is formed into a wide rectangular shape, and is folded in two at the center in the longitudinal direction to form a main body piece 6a and a lid piece 6b. An edge of an appropriate width is provided on the other three sides except the bent side of the main body piece 6a, and a bulging portion 18 which bulges to one side is provided inside the edge.
[0061]
The bulging portion 18 can be formed, for example, by subjecting the main body piece 6a to deep drawing so as to match the outer shape of the wound electrode body 5. A power generation element housing portion 19 for housing the wound electrode body 5 is formed by a concave portion provided on the other surface of the bulging portion 18. After the wound electrode body 5 is housed in the power generation element housing part 19, the lid piece 6b is overlaid on the main body piece 6a. Thereby, the wound electrode body 5 is wrapped by the main body piece 6a and the lid piece 6b.
[0062]
Next, an edge portion of the side of the main body piece 6a facing the bent side and a peripheral portion of one side of the lid piece 6b superposed thereon are fixed by fixing means such as heat welding. As a result, both the positive and negative terminal leads 15, 16 are bent in a crank shape by the side surface of the power generation element housing portion 19, and the bent portions 15a. 16a and the leading-side drawers 15b and 16b are formed. And the base side of each drawer part 15b, 16b is sandwiched between the main body piece 6a and the lid piece 6b, and is closely adhered.
[0063]
Thereafter, the remaining two sides of the main body piece 6a and the lid piece 6b, that is, the two side edges facing the side surface orthogonal to the bent side, and the peripheral edges of the two sides of the lid piece 6b superposed thereon Is sealed using a vacuum heat sealer and fixed. As a result, the periphery of the bulging portion 18 of the exterior body 6 is brought into close contact, and the wound electrode body 5 having the leading ends of the two lead-out portions 15b and 16b led out is sealed to the exterior body 6.
[0064]
After sealing the wound electrode body 5 by sealing the three sides of the exterior body 6 in this manner, the sealing portions on the two sides on the side surface of the exterior body 6 are partially connected to the root of the bulging portion 18 and the middle of the sealing portion. At the two places with the part, it is bent twice by approximately 90 degrees toward the bulging part 18 side. Thereby, as shown in FIG. 8, two parallel enclosing walls 20, 20 are formed by folding the two sides of the seal portion into two and overlapping each other. The height of the surrounding wall 20 is set to be substantially the same as the height of the bulging portion 18. The control circuit unit 7 and a part of the connector 8 are housed in a concave portion 21 surrounded by the two surrounding walls 20 and 20 and the front surface of the bulging portion 18.
[0065]
By the above steps, the exterior body 6 in which the power generation element is housed is, for example, 84.5 mm in length L1 excluding the terminal leads 15 and 16 and 51.0 mm in width B in the direction orthogonal to the length L1. It was manufactured with a thickness H in the direction orthogonal to 3.0 mm. At this time, the length L0 of the concave portion 21 of the exterior body 6, that is, the length from the crank-shaped bent portions 15a, 16a of the terminal leads 15, 16 to the edge of the exterior body 6 is 4.5 mm. The exterior body 6 is configured to have a certain degree of rigidity so that the operation of attaching and detaching the connector to and from the socket can be realized. The rigidity of the exterior body 6 may be configured to have strength by covering the exterior body 6 with a reinforcing cover.
[0066]
Further, the control circuit unit 7 housed in the concave portion 21 of the exterior body 6 controls current, voltage, and the like during charging and discharging of the spirally wound electrode body 5 so that appropriate charging and discharging are performed. At the same time, it is possible to prevent a problem that a voltage equal to or more than a predetermined amount is stored in the wound electrode body 5 and a current equal to or more than a predetermined amount is discharged from the wound electrode body 5. For this reason, as shown in FIG. 6, the control circuit unit 7 is provided with a charge control FET 30, a discharge control FET 31, a protection circuit 32 for controlling these control FETs 30 and 31 and preventing other problems from occurring. ing.
[0067]
The charge control FET 30 of the control circuit unit 7 is a specific example of a charge detection unit. The charge control FET 30 measures a voltage value at the time of charging, and based on the voltage value, the charged amount of the wound electrode body 5 is a predetermined amount (full charge). , Or whether the charged amount is equal to or less than a predetermined amount or not less than a predetermined amount. Further, the discharge control FET 31 is a specific example of the discharge detecting means. The discharge control FET 31 measures a voltage value at the time of discharge, and the discharge amount of the wound electrode body 5 reaches a predetermined amount (discharge end) based on the voltage value. Or whether the discharge amount is equal to or less than a predetermined amount or equal to or more than the predetermined amount. The protection circuit 32 controls the charge current or the discharge current based on the detection results of the charge control FET 30 and the discharge control FET. Further, the protection circuit 32 detects a current value, a voltage value, and the like at the time of charging and discharging, and prevents the occurrence of other problems related to charging or discharging of the spirally wound electrode body 5.
[0068]
As shown in FIGS. 1 to 3, the control circuit unit 7 includes a wiring board 23 on which predetermined wiring is printed, a microcomputer mounted on the wiring board 23, a storage device (ROM or RAM), a capacitor, And other electronic components 24. The two terminal leads 15 and 16 of the spirally wound electrode body 5 are electrically connected to the wiring board 23 of the control circuit unit 7, respectively. As shown in FIG. 3, the size of the control circuit unit 7 is, for example, a length C in the longitudinal direction (the width direction of the exterior body 6 when mounted on the concave portion 21) of 44.4 mm, which intersects the longitudinal direction. In this case, the width in the direction M is set to 5.1 mm (the longitudinal direction of the exterior body 6 when mounted in the recess 21), and the thickness in the direction orthogonal to these is set to 3.3 mm.
[0069]
In order to connect the two terminal leads 15 and 16 to the wiring board 23, seat tabs 25 are fixed to the respective ends of the two lead portions 15b and 16b by fixing means such as welding. One end of each of the seat tabs 25 is fixed to each of the distal ends of the drawers 15b and 16b, and the other ends of the seat tabs 25 extend outward so as to be separated from each other. A wiring board 23 is placed on the two seat tabs 25 so that both sides overlap each other. By welding each seat tab 25 to the wiring board 23, the two terminal leads 15 and 16 are connected to the wiring board 23. Connected to electrical circuit. Reference numeral 23a denotes a through hole provided in the wiring board 23, and a terminal lead in which a wiring pattern formed on one surface of the wiring board 23 by solder applied to the inside of the through hole contacts the other surface of the wiring board 23. It is electrically connected to 15 and 16.
[0070]
The connector 8 has a shape and configuration as shown in FIGS. That is, the connector 8 is formed of a horizontally long block-shaped member, and a fitting portion 8a that fits into the concave portion 21 of the exterior body 6 is provided at a rear portion in a width direction crossing the longitudinal direction. . The fitting portion 8a of the connector 8 removes both sides thereof by the thickness of the surrounding wall 20 of the exterior body 6 and removes the bottom side by the thickness of the overlapping portion of the exterior body 6 and the thickness of the control circuit section 7. It is formed by doing. By fitting this fitting portion 8a into the concave portion 21 in which the control circuit portion 7 is housed, the upper surface of the connector 8 becomes substantially the same height as the upper surface of the outer package 6, and the lower surface of the connector 8 becomes 6 are formed at substantially the same position as the lower surface.
[0071]
The front portion of the connector 8 is formed to have the same shape and size as the corresponding connector-side portion of the PC card. That is, on the front surface of the connector 8, 68 connection holes 26 into which terminal pins of a socket are inserted are arranged in two stages in the height direction and 34 in the width direction, as in the case of the PC card connector. They are provided with the same shape and size at corresponding positions. The connection terminals are provided inside the connection holes 26, and these connection terminals are connected to the wiring pattern of the wiring board 23 by a number of lead wires 27.
[0072]
Further, erroneous mounting prevention means for preventing the connector 8 from being inserted into the PC card slot and being mounted in the socket in an incorrect state (incorrect posture) is provided on both left and right sides of the connector 8. I have. The erroneous mounting prevention means includes a cutout portion 28a provided on one side of the connector 8 in the longitudinal direction, and a key groove portion 28b provided on the other side. The notch portion 28a and the key groove portion 28b correspond to the notch portion 4a and the key groove portion 4b of the PC card 2 shown in FIG. 10, and have the same shape and size.
[0073]
That is, the notch 28a is formed as a notch that opens from the front surface to the upper surface. On the other hand, the key groove portion 28b is formed as a long groove that opens from the front surface to the side surface at a substantially central portion in the thickness direction. A projection or a projection provided on a socket of a PC card slot (not shown) of a desired electronic device is slidably engaged with the notch portion 28a and the key groove portion 28b, and the shapes of the notch portion 28a and the key groove portion 28b are formed. By using the difference, the PC card 2 is prevented from being inserted into the PC card slot in a state where the PC card 2 is erroneously turned up and down (front and back).
[0074]
Although not shown, one or both of the cutout portion 28a and the key groove portion 28b may be provided with an erroneous discharge preventing means for preventing erroneous discharge of the wound electrode body 5. The erroneous discharge prevention means is for preventing the rated output of the non-electrolyte secondary battery 1 from breaking electronic components of the electronic device provided on the socket side. In general, the rated output of the non-electrolyte secondary battery 1 is larger than that of a general secondary battery or a primary battery. If the electronic component is not configured to withstand the electrical discharge, the electronic component may be destroyed by normal discharge.
[0075]
Therefore, the erroneous discharge prevention means prevents the electronic components on the socket side from being destroyed even by the normal discharge of the non-electrolyte secondary battery 1. The erroneous discharge preventing means includes, for example, switch means provided in the notch portion 28a or the key groove portion 28b, and fitting operation means for turning on / off the switch means to open and close the electric circuit of the connector 8. Can be. The fitting operation means can be formed, for example, as a projection or a projection provided at a position corresponding to the cutout portion 28a or the key groove portion 28b in a socket in which measures for preventing erroneous discharge are taken.
[0076]
By the projections or projections serving as the fitting operation means, the switch means is turned on or off when the non-electrolyte secondary battery 1 is inserted. Thereby, when the socket of the PC card slot has a countermeasure against erroneous discharge, when the non-electrolyte secondary battery 1 is inserted into the PC card slot, the projection or projection automatically switches the switch means. As a result, the current is sharply flown from the spirally wound electrode body 5 side to the socket side. In this case, the rated output of the non-electrolyte secondary battery 1 suddenly acts on the socket side. However, since the socket side has a countermeasure taken, the electronic components on the socket side are non-electrolyte secondary batteries. There is no risk of being damaged by receiving the rated output of the battery 1.
[0077]
On the other hand, when the socket of the PC card slot is not provided with the erroneous discharge prevention measure, even if the non-electrolyte secondary battery 1 is inserted into the PC card slot, the fitting operation means is switched by the switch means. And the switch means is kept closed. Therefore, no current flows from the wound electrode body 5 side to the socket side, so that the electronic components on the socket side are not broken by the rated output of the non-electrolyte secondary battery 1.
[0078]
The connector 8 having such a configuration is fitted into the concave portion 21 of the exterior body 6 in which the control circuit unit 7 is housed, and these are integrally fixed using a fixing means such as an adhesive. As a result, the entire shape and size are kept within the standard dimensions of the PC card, and the non-electrolyte secondary battery 1 having the connector 8 having the same shape and size as the connection portion is obtained. For example, a PC card conforming to the JEITA standard can be obtained by setting the length to which the connector 8 is added to 85.6 mm, the width in the direction intersecting with the connector 8 to 54.0 mm, and the thickness in the direction orthogonal to these to 5.0 mm. Type II can be obtained.
[0079]
Note that the battery assembly in which the connector 8 is coupled to the exterior body 6 may be configured such that the outside thereof is covered with a hard cover so as to have rigidity as a whole. In this case, the notch 28a and the key groove 28b are provided in a state where the connector 8 is exposed or covered with a cover.
[0080]
According to the non-electrolyte secondary battery 1 having such a configuration, a PC card as a storage medium is substituted, and the PC card slot is inserted into the same PC card slot and the connector 8 is attached to the socket, so that the portable or spare battery can be used. It can be used as a power supply device. Moreover, since the existing PC card slot can be used as a housing for the power supply device, it can be used as a power supply device in a place where AC power cannot be easily obtained without impairing portability. In such information devices, the fear of losing data due to battery exhaustion can be resolved. In addition, the information device such as a personal computer can be used as a power supply device in an emergency evacuation to extend the usage time.
[0081]
In the first embodiment described above, an example in which the present invention is applied to the non-electrolyte secondary battery 1 having a shape and a size corresponding to the standard of the PC card has been described. Needless to say, it can be realized as a non-electrolyte secondary battery having high durability. For example, by configuring as follows, it can also be realized as a small PC card according to the JEITA standard.
[0082]
As a second embodiment of the present invention, for example, the length of the wound electrode body 5 excluding the terminal lead is 43.0 mm, except for the slurry intermittent application pitch and the cutting width of the raw material, in the same manner as in the above embodiment. The width is 39.0 mm and the thickness is 3.0 mm. The depth of the concave portion 21 of the exterior body 6 in which the spirally wound electrode body 5 is sealed is 4.5 mm. The control circuit unit 7 accommodated in the concave portion 21 has, for example, a length C in the longitudinal direction (the width direction of the exterior body 6 when mounted on the concave portion 21) of 39.0 mm and a width of M (in the concave portion 21). In the mounted state, the outer body 6 is formed to have a length of 5.0 mm in the longitudinal direction and a thickness of 3.3 mm in a direction orthogonal to these. The two terminal leads 15 and 16 and the connector 8 are electrically connected to the control circuit unit 7 to integrate them.
[0083]
The battery assembly thus configured is covered with a cover having appropriate rigidity, and the overall shape and size are 45.0 mm in length including the connector 8 and the width in the direction intersecting with this is 42.5 mm. 8 mm, and the thickness in the direction orthogonal to these directions is 5.0 mm. Accordingly, it corresponds to the small PC card type II according to the JEITA standard, and the entire shape and size are contained within the standard size of the small PC card, and a connector having the same shape and size as the connection portion is provided. A non-electrolyte secondary battery is obtained.
[0084]
FIG. 11 shows a third embodiment of the present invention. The non-electrolyte secondary battery 40 shown in the third embodiment is configured to correspond to a semiconductor storage medium generally called a memory card. The configuration of the non-electrolyte secondary battery 40 is the same as that of the above-described non-electrolyte secondary battery 1 and includes an outer package 6, a control circuit unit not shown in the drawing, and a connector 41. The different point is the shape and structure of the connector 41. Therefore, hereinafter, only the connector 41 will be described, and description of the exterior body 6 and the control circuit unit will be omitted.
[0085]
As shown in FIG. 11, the connector 41 of the non-electrolyte secondary battery 40 is formed of a substantially rectangular flat block-shaped member, and one side thereof has a fitting portion 41 a fitted to the concave portion 21 of the exterior body 6. Is provided. The fitting portion 41a of the connector 41 has both sides removed by the thickness of the surrounding wall 20 of the exterior body 6, and the label surface (front side), which does not appear in the drawing, is controlled to the thickness of the overlapping portion of the exterior body 6. It is formed by removing the thickness of the circuit portion 7. By fitting the fitting portion 41a into the recess 21 in which the control circuit portion 7 is housed, the back surface of the connector 41 (the surface appearing in the figure) has substantially the same height as the back surface of the exterior body 6. The connector 41 is formed such that the surface of the connector 41 is substantially flush with the surface of the exterior body 6.
[0086]
A guide portion 42 having a curved surface that is gently curved from the front to the side surface is formed at one of the front corners of the connector 41, and the back surface of the guide portion 42 forms one of erroneous mounting prevention means. A notch 43a is provided. The other front corner of the connector 41 is provided with a key groove 43b which is the other of the erroneous mounting prevention means. The notch 43a and the key groove 43b can prevent erroneous mounting of the non-electrolyte secondary battery 40 in a storage media slot provided in an external electronic device due to an error in a vertical or front-rear direction.
[0087]
In addition, an opening 44 exposing a predetermined number of connection terminals for connection to the socket of the storage media slot is provided at the front of the connector 41. The opening 44 is open from the front surface facing the socket to the back surface, which is one flat surface. The opening 44 is partitioned by a plurality of partition pieces 45 extending in the front-rear direction, and connection terminals are provided in each of the sections partitioned by the partition pieces 45. These connection terminals are connected to the control circuit unit 7 housed in the recess 21 via lead wires.
[0088]
Other configurations of the non-electrolyte secondary battery 40 including the connector 41 having such a configuration are the same as those of the above-described first embodiment. Further, the method of using the non-electrolyte secondary battery 40 is the same as that of the first embodiment. In this case, a personal computer or the like showing a specific example of an external electronic device needs to have a storage medium slot and a socket in which a memory stick as a storage medium corresponding to this embodiment can be removably mounted. Thus, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained also in the non-electrolyte secondary battery 40 shown as the third embodiment.
[0089]
As described above, the present invention is not limited to the above embodiment. For example, in the above embodiment, a shape and a size corresponding to each standard of a PC card, a small PC card, and a memory stick are used as storage media. The description has been given of the non-electrolyte secondary batteries 1 and 40 having a shape and a size corresponding to each standard of other storage media such as an SD memory card, a multimedia card, a smart media, and a compact flash (registered trademark). Of course, it can be applied to a non-electrolyte secondary battery having As described above, the present invention can be variously modified without departing from the spirit thereof.
[0090]
【The invention's effect】
As described above, according to the non-electrolyte secondary battery according to claim 1 of the present application, since the control circuit unit and the connector are integrally formed by fixing the power generation element to the hermetically sealed exterior body, It can be used in place of a medium, and can be used as a portable or emergency power supply by using it in the same manner as a storage medium. Therefore, in places where AC power is not easily obtained, it can be used as a portable power supply or an emergency power supply for electronic devices in consideration of portability and portability of electronic devices such as notebook computers, It is possible to obtain an effect that data loss due to running out of battery of the battery can be avoided, use time can be extended, and the like.
[0091]
According to the non-electrolyte secondary battery according to claim 2 of the present application, since a predetermined number of connection terminals are exposed on the front surface of the connector and erroneous mounting prevention means for preventing erroneous mounting on both sides of the front surface are provided, It can be used as a portable or emergency power supply for an electronic device that uses the PC card, and can be used in the same manner as a PC card showing a specific example of a storage medium. It is possible to obtain an effect that it is possible to reliably prevent the device from being mounted in a state.
[0092]
According to the non-electrolyte secondary battery according to claim 3 of the present application, since the erroneous mounting prevention means is provided with the erroneous discharge prevention means, the storage medium is switched from the power generation element only when current can flow to the electronic device. An electric current can be caused to flow through the socket of the slot, and the electronic component on the electronic device side can be prevented from being broken by an excessive electric current supplied from the power generating element.
[0093]
According to the non-electrolyte secondary battery according to claim 4 of the present application, the erroneous discharge prevention means is constituted by the switch means and the fitting operation means. The electronic component can be prevented from being destroyed by an excessive current supplied from the power generating element.
[0094]
According to the non-electrolyte secondary battery according to claim 5 of the present application, a predetermined number of connection terminals are exposed from the opening portion that is continuously opened from the front surface of the connector and are erroneously fitted to both sides of the front surface. Since the memory stick is provided with the prevention means, the storage medium can be used as a portable or emergency power supply of an electronic device using the memory stick in the same manner as a memory stick showing another specific example of the storage medium, and the storage medium of the electronic device can be used. Can be reliably prevented from being mounted in an incorrect state.
[0095]
According to the non-electrolyte secondary battery according to claim 6 of the present application, since the erroneous mounting preventing means is provided with the erroneous discharging preventing means, the storage medium can be transferred from the power generating element only when a current can flow to the electronic device. An electric current can be caused to flow through the socket of the slot, and the electronic component on the electronic device side can be prevented from being broken by an excessive electric current supplied from the power generating element.
[0096]
According to the non-electrolyte secondary battery according to claim 7 of the present application, the erroneous discharge prevention means is constituted by the switch means and the fitting operation means. The electronic component can be prevented from being destroyed by an excessive current supplied from the power generating element.
[0097]
According to the non-electrolyte secondary battery according to claim 8 of the present application, the control circuit unit is configured to include at least one of the charge detection unit and the discharge detection unit. It is possible to obtain an effect that it is possible to eliminate the possibility of discharging a predetermined amount or more.
[0098]
According to the non-electrolyte secondary battery according to the ninth aspect of the present invention, the control circuit portion is housed in the concave portion of the exterior body, and the opening side of the concave portion is covered with the connector to be integrally formed. It is possible to provide a non-electrolyte secondary battery which can be used in place of the storage medium of the present invention, and which can be provided with portability corresponding to the miniaturization and thinning of the electronic device and coping with urgency. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an exploded perspective view showing a first embodiment of a non-electrolyte secondary battery of the present invention, in which an outer package, a control circuit unit, and a connector are disassembled.
FIG. 2 is a perspective view of a non-electrolyte secondary battery according to a first embodiment of the present invention in an assembled state.
FIG. 3 shows the first embodiment of the non-electrolyte secondary battery of the present invention, and is an explanatory view of a disassembled outer package, a control circuit unit, and a connector as viewed from a plane side.
FIG. 4 is an explanatory view showing a first embodiment of the non-electrolyte secondary battery of the present invention, as viewed from the front side.
FIG. 5 is a view showing a first embodiment of the non-electrolyte secondary battery of the present invention, and is an explanatory view showing a relationship among an outer package, a control circuit section, and a connector.
FIG. 6 is a block diagram showing a circuit configuration of an electric circuit according to a first example of the non-electrolyte secondary battery of the present invention.
FIG. 7 is a view showing a first embodiment of the non-electrolyte secondary battery of the present invention, and is a view showing a state in which a power generation element is housed in an exterior body.
FIG. 8 is a perspective view showing a first embodiment of the non-electrolyte secondary battery of the present invention, showing a state in which a power generation element is housed in an outer package and sealed.
FIG. 9 is an explanatory diagram showing a power generating element according to a first embodiment of the non-electrolyte secondary battery of the present invention.
FIG. 10 is a perspective view showing an example of a storage medium corresponding to the first embodiment of the non-electrolyte secondary battery of the present invention.
FIG. 11 is a perspective view of a non-electrolyte secondary battery according to a third embodiment of the present invention in an assembled state.
[Explanation of symbols]
1,40 polymer lithium ion secondary battery (non-electrolyte secondary battery), 2 PC card, 5 power generation element, 6 exterior body, 7 control circuit section, 8 connector, 8a fitting section, 15,16 terminal lead, 18 expansion Outgoing part, 19 Power generation element storage part, 20 Enclosure wall, 23 Wiring board, 26 Connection hole, 28a, 43a Notch part (error mounting prevention means), 28b, 43b Key groove (error mounting prevention means), 30 Charge control FET (Charge detecting means), 31 Discharge control FET (discharge detecting means), 32 Protection circuit, 44 Opening, 45 Partition piece

Claims (9)

充電及び放電が可能であって充電及び放電のための端子リードを有する発電要素と、
上記端子リードを外部に導出させた状態で上記発電要素を収納して密封する外装体と、
上記外装体の外部において上記端子リードに接続され、上記充電及び放電時の制御を行う制御回路部と、
上記制御回路部に電気的に接続されると共に、外部の電子機器に設けられた記憶メディアのためのソケットに対して着脱自在に接続される所定数の接続端子を有し且つ当該記憶メディアの規格により定められた形状及び大きさを有するコネクタと、を備え、
上記コネクタと上記制御回路部を上記外装体に固定して一体に設けたことを特徴とする非電解質二次電池。
A power generating element capable of charging and discharging and having terminal leads for charging and discharging,
An exterior body for housing and sealing the power generation element in a state where the terminal leads are led out,
A control circuit unit connected to the terminal lead outside the exterior body and performing control during the charging and discharging,
A predetermined number of connection terminals electrically connected to the control circuit unit and detachably connected to a socket for a storage medium provided in an external electronic device; A connector having a shape and size determined by
A non-electrolyte secondary battery, wherein the connector and the control circuit section are fixed to the exterior body and provided integrally.
上記コネクタには、上記ソケットに対向される前面に当該ソケットに接続するための上記所定数の接続端子を露出させる所定数の接続孔を設け、当該前面の両側部には当該ソケットに対する誤装着を防止するための誤装着防止手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の非電解質二次電池。The connector has a predetermined number of connection holes on a front surface facing the socket, the connection holes exposing the predetermined number of connection terminals for connection to the socket. 2. The non-electrolyte secondary battery according to claim 1, further comprising means for preventing erroneous mounting. 上記誤装着防止手段には、上記発電要素から放電される電流が上記ソケットに流れて良いときにのみ電流を流す誤放電防止手段を設けたことを特徴とする請求項2記載の非電解質二次電池。3. The non-electrolyte secondary according to claim 2, wherein the erroneous mounting prevention means includes erroneous discharge prevention means for supplying a current only when a current discharged from the power generating element can flow to the socket. battery. 上記誤放電防止手段は、上記コネクタに設けられるスイッチ手段と、上記ソケットに設けられ且つ上記コネクタがソケットに対して正常に嵌合されたときに上記スイッチ手段を動作させて電流を流す嵌合操作手段とからなることを特徴とする請求項3記載の非電解質二次電池。The erroneous discharge preventing means includes a switch provided on the connector, and a fitting operation provided on the socket and operating the switch to flow a current when the connector is normally fitted to the socket. 4. The non-electrolyte secondary battery according to claim 3, comprising: 上記コネクタには、上記ソケットに対向される前面から平面に連続して開口され且つ当該ソケットに接続するための上記所定数の接続端子を露出させる開口部を設け、当該前面の両側部には当該ソケットに対する誤装着を防止するための誤装着防止手段を設けたことを特徴とする請求項1記載の非電解質二次電池。The connector has an opening that is continuously opened in a plane from a front surface facing the socket and exposes the predetermined number of connection terminals for connection to the socket. 2. The non-electrolyte secondary battery according to claim 1, further comprising means for preventing erroneous mounting on the socket. 上記誤装着防止手段には、上記発電要素から放電される電流が上記ソケットに流れて良いときにのみ電流を流す誤放電防止手段を設けたことを特徴とする請求項5記載の非電解質二次電池。6. The non-electrolyte secondary according to claim 5, wherein the erroneous mounting prevention means includes erroneous discharge prevention means for supplying a current only when a current discharged from the power generating element can flow to the socket. battery. 上記誤放電防止手段は、上記コネクタに設けられるスイッチ手段と、上記ソケットに設けられ且つ上記コネクタがソケットに対して正常に嵌合されたときに上記スイッチ手段を動作させて電流を流す嵌合操作手段とからなることを特徴とする請求項6記載の非電解質二次電池。The erroneous discharge preventing means includes a switch provided on the connector, and a fitting operation provided on the socket and operating the switch to flow a current when the connector is normally fitted to the socket. The non-electrolyte secondary battery according to claim 6, comprising: 上記制御回路部は、上記発電要素が所定量以上充電されたことを検出する充電検出手段及び上記発電要素が所定量以上放電されたことを検出する放電検出手段の少なくとも一方を備えていることを特徴とする請求項1記載の非電解質二次電池。The control circuit unit includes at least one of charge detection means for detecting that the power generation element is charged by a predetermined amount or more and discharge detection means for detecting that the power generation element is discharged by a predetermined amount or more. The non-electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein: 上記制御回路部を上記外装体に設けた凹部内に収納すると共に、上記凹部の開口側を上記コネクタで覆い、当該外装体及びコネクタの全体を、上記記憶メディアの規格により定められた形状及び大きさに形成したことを特徴とする請求項1記載の非電解質二次電池。The control circuit unit is housed in a recess provided in the exterior body, the opening side of the recess is covered with the connector, and the entire exterior body and the connector are formed in a shape and size determined by the standard of the storage medium. 2. The non-electrolyte secondary battery according to claim 1, wherein the non-electrolyte secondary battery is formed.
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