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公開番号2025084847
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-06-03
出願番号2025029211,2023061211
出願日2025-02-26,2015-02-26
発明の名称電池制御ユニット
出願人株式会社半導体エネルギー研究所
代理人
主分類H01M 10/0585 20100101AFI20250527BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】可撓性を有する安全性の高いリチウムイオン蓄電池または電子機器を提供する。
【解決手段】内部構造物と、外装体と、を有し、内部構造物は、第1の積層体と、第2の積層体と、を少なくとも有し、第1の積層体は、第1の集電体を有し、第2の積層体は、第2の集電体を有し、第1の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第1の領域を有し、第2の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第2の領域を有し、外装体は、前記内部構造物を包み、第1の領域の少なくとも一部は、前記第2の領域の少なくとも一部と接している、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。集電体において、電極活物質が形成されていない面は摩擦係数が少なく、同様の面と面した場合、蓄電池の変形に応じて摺動し、応力を緩和することができる。さらに、該変形に対応するため蓄電池内部に空隙118を設けてもよい。
【選択図】図5
特許請求の範囲【請求項１】
内部構造物と、外装体と、を有し、
前記内部構造物は、第１の積層体と、第２の積層体と、を少なくとも有し、
前記第１の積層体は、第１の集電体を有し、
前記第２の積層体は、第２の集電体を有し、
前記第１の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第１の領域を有し、
前記第２の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第２の領域を有し、
前記外装体は、前記内部構造物を包み、
前記第１の領域の少なくとも一部は、前記第２の領域の少なくとも一部と接している、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
続きを表示（約 1,400 文字）【請求項２】
内部構造物と、外装体と、を有し、
前記内部構造物は、第１の積層体と、第２の積層体と、を少なくとも有し、
前記第１の積層体は、第１の集電体を有し、
前記第２の積層体は、第２の集電体を有し、
前記第１の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第１の領域を有し、
前記第２の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第２の領域を有し、
前記外装体は、前記内部構造物と、空隙とを包み、
前記第１の領域の少なくとも一部は、前記第２の領域の少なくとも一部と接しており、
前記第１の積層体と前記第２の積層体とは、互いに摺動することができ、
前記摺動により、前記内部構造物は、前記空隙の少なくとも一部の領域を占めることができる、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項３】
内部構造物と、外装体と、を有し、
前記内部構造物は、第１の積層体と、第２の積層体と、を少なくとも有し、
前記第１の積層体は、第１の集電体を有し、
前記第２の積層体は、第２の集電体を有し、
前記第１の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第１の領域を有し、
前記第２の集電体の表面は、電極活物質が形成されていない第２の領域を有し、
前記外装体は、前記内部構造物と、空隙とを包み、
前記第１の領域の少なくとも一部は、前記第２の領域の少なくとも一部と接しており、
摺動により、前記内部構造物は、前記空隙の少なくとも一部の領域を占めることができ、
前記内部構造物は、第１の軸を中心として変形することができ、
前記空隙は、前記第１の軸に垂直な面における断面形状の外縁の長さＡが、式（１）を満たす、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
JPEG
2025084847000011.jpg
22
103
（式（１）において、Ｌは、前記内部構造物の前記第１の軸に垂直な面における断面形状の長さを表し、Ｔは、前記内部構造物の前記面における断面形状の厚さを表し、ｒ
２
は、前記内部構造物の前記第１の軸から最も遠い面から前記第１の軸までの距離を表す。）
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項において、
さらに、電解液を有する可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項５】
請求項２または請求項３において、
さらに、電解液を有し、
前記空隙は、前記電解液が占めることができる、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記第１の集電体は正極集電体であり、
前記第２の集電体は正極集電体である、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項７】
請求項１乃至５のいずれか一項において、
前記第１の集電体は負極集電体であり、
前記第２の集電体は負極集電体である、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の可撓性を有するリチウムイオン蓄電池と、
ディスプレイと、
操作ボタンと、を有する電子機器。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明の一形態は、可撓性を有するリチウムイオン蓄電池及び電子機器に関する。
続きを表示（約 2,100 文字）【０００２】
なお、本発明の一態様は、上記の技術分野に限定されない。本明細書等で開示する発明の
一態様の技術分野は、物、方法、または、製造方法に関するものである。または、本発明
の一態様は、プロセス、マシン、マニュファクチャ、または、組成物（コンポジション・
オブ・マター）に関するものである。そのため、より具体的に本明細書で開示する本発明
の一態様の技術分野としては、半導体装置、表示装置、液晶表示装置、発光装置、照明装
置、蓄電池、記憶装置、それらの駆動方法、または、それらの製造方法、を一例として挙
げることができる。
【背景技術】
【０００３】
近年、リチウムイオン蓄電池等の蓄電池、リチウムイオンキャパシタ、空気電池、燃料電
池等、種々の蓄電池の開発が盛んに行われている。特に高出力、高エネルギー密度である
リチウムイオン蓄電池は、携帯電話やスマートフォン、ノート型パーソナルコンピュータ
等の携帯情報端末、携帯音楽プレーヤ、デジタルカメラ等の電子機器、あるいは医療機器
、ハイブリッド車（ＨＥＶ）、電気自動車（ＥＶ）、又はプラグインハイブリッド車（Ｐ
ＨＥＶ）等の次世代クリーンエネルギー自動車、定置用蓄電池など、半導体産業の発展お
よび省エネルギー化の要求の高まりに伴い急速にその需要が拡大し、現代社会に不可欠な
ものとなっている。さらに近年、フレキシブルデバイス或いはウエアラブルデバイスに対
する期待が高まっており、デバイスの変形に追従して変形することができる可撓性を有す
るリチウムイオン蓄電池、すなわち、可撓性を有する蓄電池の開発が急務であり、一部開
始されている（特許文献１）。
【０００４】
リチウムイオン蓄電池は、正極と、負極と、セパレータと、電解液と、これらを覆う外装
体と、を有する。一般的に、リチウムイオン蓄電池では、アルミニウム等の金属からなる
正極集電体の両面にリチウムイオンを吸蔵・放出する正極活物質を含む正極合剤を塗布し
た正極と、銅等からなる負極集電体の両面にリチウムイオンを吸蔵放出する負極活物質を
含む負極合剤を塗布した負極が用いられる。また、これら正極と負極の間にセパレータが
挟まれることで絶縁され、正極及び負極は、外装体に設けられた正極端子及び負極端子と
電気的に接続されている。外装体は、円筒形や多角形等の一定の形状を有する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
特開２００４－２４１２５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
可撓性を有するリチウムイオン蓄電池が積層型のリチウムイオン蓄電池である場合、変形
に伴い蓄電池にかかる応力は、積層された構造物の各部で異なる。例えば、積層型のリチ
ウムイオン蓄電池をある軸を巻きつけるように変形させると、蓄電池内部の積層された構
造物は、軸に近い部分においては圧縮応力が加わり、軸から遠い部分においては引っ張り
応力が加わる。
【０００７】
このように蓄電池内部の構造物が一体化されていると、蓄電池の変形に伴い各部に生じる
応力が緩和する余地がなく、蓄電池の変形を繰り返すとやがて内部の積層構造物に疲労（
ダメージ）が蓄積され、破壊に至る場合がある。
【０００８】
また、内部の積層構造物だけでなく、蓄電池の変形の回数が増すごとに、電池の各部材や
電解液を保持する外装体に疲労（ダメージ）が蓄積される。また、内部の構造物の変形の
様子と外装体の変形の様子は異なるため、例えば外装体が許容できる内部構造物の変形の
程度を超えて、内部構造物に変形応力がかかる場合がある。この場合、内部の構造物が外
装体に対して直接的に応力をかけ、外装体に疲労（ダメージ）が蓄積される。疲労（ダメ
ージ）の蓄積が進むと、やがて外装体または封止構造が破壊され、蓄電池内部に空気が入
り込むという問題が発生する場合がある。
【０００９】
リチウムイオン蓄電池が破損し内部に空気が入り込むと、蓄電池の内部の部材が空気中の
水分とする場合や熱を発して発火する場合があり、さらに爆発といった重大事故につなが
ることもある。
【００１０】
上記に鑑み、本発明の一態様は、可撓性を有する蓄電池において、変形に伴う外装体の破
損が抑制された蓄電池を提供することを課題の一つとする。または、変形に伴う内部構造
物の破損が抑制された蓄電池を提供することを課題の一つとする。または、内部構造物の
変形を許容できる外装体を有する蓄電池を提供することを課題の一つとする。または、可
撓性を有する蓄電池における安全性の確保を実現することを課題の一つとする。
（【００１１】以降は省略されています）

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