JP2008251283A - Electronic devices and secondary batteries - Google Patents
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Abstract
【課題】二次電池の周囲にアンテナを配置した場合であっても、磁界を介して良好な無線通信が可能な電子機器を提供する。
【解決手段】携帯端末機は、磁界を介して無線通信を行うためのアンテナ31を、電源の二次電池24の周囲に配置する。二次電池24は、正極活物質を塗布した金属製の正極集電体、負極活物質を塗布した金属製の負極集電体及び電解質を備えた充放電部を有し、充放電部を外装部で密封する。外装部は、接着層及び磁気遮蔽体を有し、磁気遮蔽体を接着層の外側に配置する。
【選択図】図2Provided is an electronic device capable of good wireless communication through a magnetic field even when an antenna is disposed around a secondary battery.
In a portable terminal, an antenna (31) for performing wireless communication via a magnetic field is disposed around a secondary battery (24) as a power source. The secondary battery 24 has a metal positive electrode current collector coated with a positive electrode active material, a metal negative electrode current collector coated with a negative electrode active material, and a charge / discharge part including an electrolyte. Seal with part. The exterior portion includes an adhesive layer and a magnetic shield, and the magnetic shield is disposed outside the adhesive layer.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、電子機器及び二次電池に関する。特に本発明は、磁気遮蔽体を有する外装部で表面を覆った二次電池を備えた電子機器及びその二次電池に関する。 The present invention relates to an electronic device and a secondary battery. In particular, the present invention relates to an electronic device including a secondary battery whose surface is covered with an exterior portion having a magnetic shield, and the secondary battery.
携帯端末機などの電子機器では、電力供給源として二次電池が多く用いられている。この二次電池としては、例えばリチウムイオン電池がある。リチウムイオン電池は、一般的に正極部、負極部、及びこれらの間に配置される絶縁体のセパレータを有し、これらを電解液に浸漬して金属缶ケースで密閉した構造となっている。リチウムイオン電池は、正極部にリチウムの化合物が用いられており、リチウムイオンがセパレータを介して正極から負極に移動することによって充電され、負極から正極に移動することによって放電される。 In electronic devices such as portable terminals, secondary batteries are often used as power supply sources. An example of the secondary battery is a lithium ion battery. A lithium ion battery generally has a positive electrode portion, a negative electrode portion, and an insulator separator disposed between them, and has a structure in which these are immersed in an electrolytic solution and sealed in a metal can case. Lithium ion batteries use a lithium compound in the positive electrode part, and are charged when lithium ions move from the positive electrode to the negative electrode through the separator, and discharged by moving from the negative electrode to the positive electrode.
しかし、このようなリチウムイオン電池では、外装を形成するために金属缶ケースを用いることで、厚さが厚くなり、重量が重くなる。そのため、特許文献1には、正極部及び正極部によってゲル電解質のような固体電解質を挟んで、合成樹脂層及び金属箔層を含む防湿性多層フィルムの外装材によって封口する薄型電池が開示されている。
However, in such a lithium ion battery, the metal can case is used to form the exterior, so that the thickness is increased and the weight is increased. Therefore,
一方、近年、携帯端末機などの電子機器には、通信対象体である外部機器との間で、磁界を介して各種データを無線通信するデータ通信機能が実施されている。このデータ通信機能には、例えばRFID(Radio Frequency Identification)の技術が用いられる。 On the other hand, in recent years, electronic devices such as portable terminals have a data communication function that wirelessly communicates various data with an external device that is a communication target via a magnetic field. For this data communication function, for example, RFID (Radio Frequency Identification) technology is used.
RFIDにおける通信方式の1つに、電磁誘電方式がある。この電磁誘電方式では、リーダ/ライタ装置及びICタグがアンテナコイルを有し、リーダ/ライタ装置はアンテナコイルに電流を流して磁界を発生させる。この磁界をICタグのアンテナコイルと結合させることにより、ICタグのアンテナコイルに電流を発生させる。ICタグは、この電流を用いて電磁波(例えば周波数135kHz、13.56MHz)を放射し、又はリーダ/ライタ装置から放射された電磁波を受信する。これにより、ICタグとリーダ/ライタ装置とは、データ通信を行う。
このデータ通信の機能を実施することにより、携帯端末機などの電子機器が、電子乗車券や電子マネーなどの媒体として利用される。
One of communication methods in RFID is an electromagnetic dielectric method. In this electromagnetic dielectric system, the reader / writer device and the IC tag have an antenna coil, and the reader / writer device causes a current to flow through the antenna coil to generate a magnetic field. By coupling this magnetic field with the antenna coil of the IC tag, a current is generated in the antenna coil of the IC tag. The IC tag emits electromagnetic waves (for example, frequencies of 135 kHz and 13.56 MHz) using this current, or receives electromagnetic waves emitted from the reader / writer device. Thereby, the IC tag and the reader / writer device perform data communication.
By implementing this data communication function, an electronic device such as a portable terminal is used as a medium such as an electronic ticket or electronic money.
一方で、このように磁界を介した無線通信では、ICタグとリーダ/ライタ装置との間に金属のような磁場を乱す物が存在すると、良好な通信を行うことができない。例えば、金属に磁界が侵入することで金属に渦電流が発生し、この渦電流がICタグとリーダ/ライタ装置とを結合する磁界とは反対の逆磁界を発生させて、磁場が乱される。そのため、ICタグとリーダ/ライタ装置との間で、このような磁場の分布が乱れる要因を抑制することが必要である。 On the other hand, in such wireless communication via a magnetic field, if there is an object that disturbs the magnetic field such as metal between the IC tag and the reader / writer device, good communication cannot be performed. For example, when a magnetic field enters a metal, an eddy current is generated in the metal, and this eddy current generates a reverse magnetic field opposite to the magnetic field that couples the IC tag and the reader / writer device, thereby disturbing the magnetic field. . Therefore, it is necessary to suppress such factors that disturb the distribution of the magnetic field between the IC tag and the reader / writer device.
例えば、特許文献2には、RFIDが内蔵され、RFIDのアンテナコイルが電池カバーに配置され、磁性体シートがRFIDのアンテナコイルと電池との間に配置された携帯情報機器が開示されている。この携帯情報機器では、通信対象体である外部機器から放射された磁束は、アンテナコイルを通って磁路抵抗の少ない磁性体シート内部を通過する。この磁気遮蔽効果により、磁束が電池に到達しないため、上述したような磁場の乱れが生じずRFIDでの通信が可能である。
For example,
また、携帯端末機などの電子機器では、薄型化及び小型化が要望されている。そのため、上述したRFIDのようなデータ通信機能を備えながら、電子機器を薄型化及び小型化するために、ICチップに接続されるアンテナコイルをループアンテナにして、このループアンテナを電子機器の電源である二次電池の周囲に配置することが行われている。 In addition, electronic devices such as portable terminals are required to be thin and small. Therefore, in order to reduce the thickness and size of an electronic device while providing a data communication function such as RFID as described above, an antenna coil connected to the IC chip is used as a loop antenna, and the loop antenna is used as a power source of the electronic device. Arranging around a certain secondary battery is performed.
しかし、二次電池の周囲にループアンテナを配置することで、二次電池がICタグとリーダ/ライタ装置との間に結合される磁場に囲まれる。そのため、電子機器に磁性シートを配置することでは、二次電池の金属部による磁界への影響を抑制することが困難であった。これにより、磁界が二次電池に侵入して二次電池内部の金属部で渦電流が発生し、この渦電流によって発生する新たな磁界によって、ICタグとリーダ/ライタ装置とを結合する磁場が乱れ、ICタグとリーダ/ライタ装置とでの無線通信が阻害されるという問題があった。 However, by disposing the loop antenna around the secondary battery, the secondary battery is surrounded by a magnetic field coupled between the IC tag and the reader / writer device. Therefore, it is difficult to suppress the influence on the magnetic field by the metal part of the secondary battery by arranging the magnetic sheet in the electronic device. As a result, a magnetic field enters the secondary battery and an eddy current is generated in the metal part inside the secondary battery, and a magnetic field that couples the IC tag and the reader / writer device is generated by a new magnetic field generated by the eddy current. There is a problem that wireless communication between the IC tag and the reader / writer device is disturbed.
そのため、二次電池の周囲にアンテナを配置した場合であっても、磁界を介して良好な無線通信が可能な電子機器が要望されている。 Therefore, there is a demand for an electronic device that can perform good wireless communication via a magnetic field even when an antenna is disposed around the secondary battery.
本発明における通信対象体と磁界を介して無線通信を行う電子機器は、当該電子機器の電気回路に電力を供給する二次電池と、前記二次電池の周囲に配置された前記無線通信のためのアンテナとを備え、前記二次電池は、正極活物質を塗布した金属製の正極集電体と負極活物質を塗布した金属製の負極集電体と電解質とを備える充放電部と、前記充放電部を密封する外装部とを有し、前記外装部は、接着層と、前記接着層の外側に配置された前記磁界の影響を排除する磁気遮蔽体とを有する。 An electronic device that performs wireless communication with a communication object according to the present invention via a magnetic field is a secondary battery that supplies power to an electric circuit of the electronic device, and the wireless communication that is disposed around the secondary battery. And the secondary battery includes a metal positive electrode current collector coated with a positive electrode active material, a metal negative electrode current collector coated with a negative electrode active material, and an electrolyte; and The exterior part which seals a charging / discharging part has an adhesive layer and the magnetic shielding body which excludes the influence of the said magnetic field arrange | positioned on the outer side of the said adhesive layer.
好ましくは、前記外装部は、前記接着層と前記磁気遮蔽体との間に、金属層を有する。 Preferably, the exterior part has a metal layer between the adhesive layer and the magnetic shield.
好ましくは、前記外装部は、前記磁気遮蔽体の外側に絶縁層を有する。 Preferably, the exterior part has an insulating layer outside the magnetic shield.
また、本発明の二次電池は、正極活物質を塗布した金属製の正極集電体と負極活物質を塗布した金属製の負極集電体と電解質とを備える充放電部と、前記充放電部を密封する外装部とを有し、前記外装部は、接着層と、前記接着層の外側に配置される磁気遮蔽体とを有する。 Further, the secondary battery of the present invention includes a charge / discharge unit including a metal positive electrode current collector coated with a positive electrode active material, a metal negative electrode current collector coated with a negative electrode active material, and an electrolyte; An exterior portion that seals the portion, and the exterior portion includes an adhesive layer and a magnetic shield disposed outside the adhesive layer.
好ましくは、上記二次電池において、前記外装部は、前記接着層と前記磁気遮蔽体との間に、金属層を有する。 Preferably, in the secondary battery, the exterior portion includes a metal layer between the adhesive layer and the magnetic shield.
好ましくは、上記二次電池において、前記外装部は、前記磁気遮蔽体の外側に絶縁層を有する。 Preferably, in the secondary battery, the exterior portion has an insulating layer outside the magnetic shield.
本発明の電子機器によれば、二次電池の周囲にアンテナを配置した場合であっても、磁界を介して良好な無線通信が可能である。 According to the electronic device of the present invention, even when an antenna is disposed around the secondary battery, good wireless communication is possible via a magnetic field.
以下、本発明の電子機器及び二次電池について添付図面を参照して述べる。なお、本発明の一例として電子機器を携帯端末機、通信対象体と磁界を介して行う無線通信をRFIDとして説明するが、本発明はこれに限定されない。 Hereinafter, an electronic device and a secondary battery of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. Note that, as an example of the present invention, an electronic apparatus is described as a portable terminal, and wireless communication performed via a magnetic field with a communication target is described as an RFID. However, the present invention is not limited to this.
図1を参照して、本発明に係る実施の形態である携帯端末機1について述べる。
携帯端末機1は、折り畳み式構造の携帯端末機であり、図1は、本発明に係る携帯端末機1を開いた状態にして、内面側を示した斜視図である。
With reference to FIG. 1, the
The
携帯端末機1の構成について説明する。
携帯端末機1は、上部筐体2、下部筐体3、及び上部筐体2と下部筐体3とを回転可能に結合するヒンジ部4を有する。また、携帯端末機1は、RFIDの機能を有する。
携帯端末機1は、ヒンジ部4を支点として上部筐体2及び下部筐体3を回転させ、図1で示される側を合わせて、折り畳み可能である。そのため、本実施形態においては、図1に表れる側を携帯端末機1の内面側、内面側と反対側を携帯端末機1の外表面側として説明する。
A configuration of the
The
The
上部筐体2は、外表面側に配置されるリアケース10、内面側に配置されるフロントケース11を有する。フロントケース11には内面に開口部が形成され、開口部から表示部を露出してディスプレイ12が収容される。
そして、リアケース10とフロントケース11とが結合されて、上部筐体2は一体となる。
The
Then, the
下部筐体3は、外表面側に配置されるリアケース20、内面側に配置されるフロントケース21を有する。下部筐体3は、内部に配置される図示しない充電池及び基板を有する。ここで、充電池は、本発明における二次電池の一例である。また、下部筐体3は、内部にRFIDに用いられる図示しないICチップとアンテナコイルとを備える。
The
フロントケース21には、内面に操作部22が設けられる。操作部22では、キー入力により通話、メール、及びインターネットなどの操作をすることができ、操作に対応した表示がディスプレイ12に表示される。
充電池は、携帯端末機1の電気回路に電力を供給する放充電可能な電池であり、例えばリチウムイオン電池である。
操作部22での操作及び充電池からの電力の供給は、基板に設けられた電気回路により制御される。
そして、リアケース20とフロントケース21とが結合されて、下部筐体3は一体となる。
ICチップとアンテナコイルについては、後述する。
The
The rechargeable battery is a rechargeable battery that supplies power to the electric circuit of the
The operation at the operation unit 22 and the supply of electric power from the rechargeable battery are controlled by an electric circuit provided on the substrate.
Then, the
The IC chip and antenna coil will be described later.
ヒンジ部4は、上部筐体2と下部筐体3とを回転可能に結合する。携帯端末機1は、ヒンジ部4を支点として、上部筐体2と下部筐体3とをこれらの内面が接触するまで回転させることで折り畳まれる。一方、携帯端末機1は、ヒンジ部4を支点として、上部筐体2の内面が下部筐体3の外表面と接触する位置まで開かれる。
The hinge part 4 couple | bonds the upper housing |
図2を参照して、下部筐体3の内部について述べる。
図2は、下部筐体3の内部分解図である。なお、図3では、下部筐体3に設けられる部品の一部が省略されている。
図2には、リアケース20、基板23、充電池24、充電池カバー25及びメインアンテナ26が示されている。また、RFIDの動作を行うRFID部30として、ループアンテナ31及びICチップ32が示されている。
The inside of the
FIG. 2 is an internal exploded view of the
FIG. 2 shows the
リアケース20について説明する。
図2では、リアケース20は、紙面左上が上端(上部筐体2側の端部)、右下が下端である。また、紙面上方が内面、紙面下方が外表面である。リアケース20は、平面部20a及び側面部20bにより、内部に部品を収容可能な形状に形成される。
リアケース20の上端には、ヒンジ部4を固定するヒンジ固定部20cが形成される。
また、リアケース20には、充電池格納部20dが形成される。充電池格納部20dは、平面部20aの下端寄りに形成された開口部20eと、開口部20eを囲んで平面部20aの内部に設けられた枠体20fからなり、枠体20fに囲まれた空間に充電池24を格納する。
The
In FIG. 2, the
A
The
基板23について説明する。
基板23は、リアケース20における充電池格納部20dの内側を覆って、リアケース20の内部に設けられる。基板23には、各種の電子部品が実装され、操作部22の操作やディスプレイ12の表示などを制御する。
The
The
充電池24について説明する。
充電池24は、本発明における二次電池である。充電池24には、リチウムイオン電池が用いられる。リチウムイオン電池は、他の二次電池に比べてエネルギー密度が高いことから小型化及び軽量化が可能であり、また、作動電圧が高く充電池の使用本数が少なくなることから、携帯端末機1の小型化及び軽量化が可能である。
充電池24は、リアケース20の外表面側から充電池格納部20dに格納される。格納された充電池24は、基板23と電気的に接続され、携帯端末機1の電気回路に電力を供給する。なお、充電池24の詳細については、後述する。
The
The
The
充電池カバー25について説明する。
充電池カバー25は、リアケース20の外表面において、充電池格納部20dの開口部20eを覆うことで、充電池格納部20dに格納した充電池24を、リアケース20の内部に保持する部品である。
The
The
メインアンテナ26について説明する。
メインアンテナ26は、通話、メール及びインターネットなどのデータ通信の使用周波数帯で、外部装置と通信を行う。この使用周波数帯は、例えば800MHzのように、RFIDの使用周波数帯とは異なる周波数帯が用いられる。メインアンテナ26は、リアケース20における下端と充電池格納部20dの枠体20fとの間に設けられる。メインアンテナ26は、基板23と接続され、受信した信号を基板23に送信して復調処理し、基板23で変調処理された信号を外部装置に送信する。
The
The
RFID部30について説明する。
RFID部30は、ループアンテナ31、ICチップ32を有する。
ループアンテナ31は、開口部30aが形成された矩形の枠材に、複数回渦巻状にコイルが巻かれる。ループアンテナ31の枠材の材質は、例えば、PET(polyethylene terephthalate)である。
ループアンテナ31の開口部31aは、充電池格納部20dにおける枠体20fの外周面に嵌る大きさに形成される。これにより、ループアンテナ31は、充電池格納部20dにおける枠体20fの外周に設けられて、充電池格納部20dに格納された充電池24の周囲に配置される。
The
The
In the
The
ICチップ32は、基板23におけるループアンテナ31と対向する位置に配置され、ループアンテナ31と接続される。
The
図3を参照して、RFID部30について、さらに説明する。
図3は、RFID部30の機能を示す機能ブロック図である。
RFID部30は、ループアンテナ31及びICチップ32を有する。ループアンテナ31は、通信対象体であるリーダ/ライタ装置37のアンテナコイルと磁界を介して結合する。
The
FIG. 3 is a functional block diagram showing functions of the
The
ループアンテナ31については、上述したとおりであるため、説明を省略する。
ICチップ32は、電源回路33、RF回路34、CPU35及びメモリ36を有する。電源回路33は、ループアンテナ31、RF回路34、CPU35及びメモリ36と接続する。RF回路34は、他にループアンテナ31及びCPU35と接続する。CPU35は、他にメモリ36と接続する。
Since the
The
以上の構成による、RFIDの動作について説明する。
リーダ/ライタ装置37では、アンテナコイルに電流を流すことで磁界が発生している。RFID部30のループアンテナ31は、リーダ/ライタ装置37に接近すると、リーダ/ライタ装置37で発生した磁界と結合し、電磁誘導作用により起電力が発生する。
The operation of the RFID with the above configuration will be described.
In the reader /
電源回路33は、電磁誘導作用により発生した起電力から所定の電源電圧を作成し、RF回路34、CPU35及びメモリ36に電力を供給する。RF回路34、CPU35及びメモリ36は、電源回路33から電力が供給されることによって、停止状態から起動状態に移行する。
The
RF回路34は、ループアンテナ31がリーダ/ライタ装置37から受信した電磁波の信号を受信して、復調等の信号処理を行い、処理後の信号をCPU35に供給する。
The
CPU35は、RF回路34から供給された信号に基づいて、メモリ36にデータを書き込み、又はメモリ36からデータを読み出す。CPU35は、メモリ36からデータを読み出した場合には、このデータをRF回路34に供給する。RF回路34は、メモリ36から読み出されたデータに対して変調等の信号処理を行った後に、ループアンテナ31を介して信号処理したデータを電磁波によりリーダ/ライタ装置37に伝送する。
The
図4(A)、(B)を参照して、充電池24について説明する。なお、充電池24の一例として、充電池24をリチウムイオン電池として説明する。
図4(A)は、充電池24の斜視図である。図4(B)は、充電池24の内部構造を模式的に示す図である。なお、図4(B)では、図を分かりやすくするために、電極端子41c、42cを図の左右両端に示す。図4(B)における複数の同一部材については、一部の部材にのみ符号を付し、他の部材の符号を省略する。
The
FIG. 4A is a perspective view of the
充電池24の構成について述べる。
充電池24は、充放電部40を外装部50で密封した構造である。
充放電部40は、正極部41、負極部42、固体電解質43及びセパレータ44を有する。ここで、固体電解質43は、本発明における電解質の一例である。平板状の正極部41と負極部42とが、固体電解質43を挟んで、平面を対向させて上下方向に交互に配置される。正極部41と負極部42との間には、セパレータ44が配置される。
The configuration of the
The
The charge /
正極部41は、正極活物質41aと正極集電体41bとを通電可能にして、平板状に形成した部分である。
正極活物質41aは、数ミクロンの粉末であり、後述する負極活物質42aと対向させて、正極集電体41bの片面又は両面に塗布される。リチウムイオン電池では、正極活物質41aとして、コバルト酸リチウム、マンガン酸リチウム、ニッケル酸リチウムなどのリチウムの化合物が用いられる。
The
The positive electrode
正極集電体41bは、塗布された正極活物質41aから電気を取り出す金属箔である。リチウムイオン電池では、アルミニウム箔が用いられる。正極集電体41bは、正極活物質41aから一端が突出し、突出した部分が重ね合わされて導電性の電極端子41cが取り付けられる。電極端子41cは、正極の電池電極として機能する。
The positive electrode
負極部42は、負極活物質42aと負極集電体42bとを通電可能にして、平板状に形成した部分である。
負極活物質42aは、上述した正極活物質41aと対向させて、負極集電体42bの片面又は両面に塗布される。リチウムイオン電池では、負極活物質42aとして、グラファイト系又はコークス系などの炭素材が用いられる。
The
The negative electrode
負極集電体42bは、塗布された負極活物質42aから電気を取り出す金属箔である。リチウムイオン電池では、銅箔が用いられる。負極集電体42bは、負極活物質42aから一端が突出し、突出した部分が重ね合わされて導電性の電極端子42cが取り付けられる。電極端子42cは、負極の電池電極として機能する。
The negative electrode
固体電解質43は、例えばゲル状のゲル電解質である。ゲル電解質は、有機ポリマーと液体電解質の混合物である。リチウムイオン電池では、液体電解質はリチウム塩を溶解した有機溶媒である。ゲル電解質に用いられるポリマーは、例えば、ポリエチレンオキシド、ポリアクリルニトリル、ポリフッ化ビリニデン及びポリメチルメタクリレートであり、有機溶剤などが可塑剤として加えられる。
固体電解質43がゲル電解質の場合には、正極活物質41a及び負極活物質42aにゲル電解質を塗布し、ゲル電解質同士が対向するように重ね合わせることで、固体電解質43が正極部41と負極部42との間に挟まれる。
The
When the
セパレータ44は、正極活物質41aと負極活物質42aとの間を移動するイオンを通す高分子多孔性フィルムであり、正極部41と負極部42とを隔てることで、正極部41と負極部42とが接触して短絡することを防止する。
なお、固体電解質43が充分な強度を有し、正極部41と負極部42とが接触して短絡するおそれが無い場合には、セパレータ44を設けなくても良い。
The
In addition, when the
充電池24の作動について述べる。
充電池24の充電時には、リチウムイオンが、正極活物質41aからセパレータを通って負極活物質42aに移動する。これにより、負極集電体42bが負極活物質42aから電気を取り出して正極集電体41bに送るため、充電電流が流れて、充電池24が充電される。
充電池24の放電時には、リチウムイオンが、負極活物質42aからセパレータを通って正極活物質41aに移動する。これにより、正極集電体41bが正極活物質41aから電気を取り出して負極集電体42bに送るため、放電電流が流れて、充電池24から携帯端末機1の電気回路に電力が供給される。
The operation of the
When the
When the
図5を参照して、外装部50について述べる。
図5は、外装部50の断面図である。
外装部50は、接着層51、金属箔層52、磁性層53及び絶縁層54を有し、この順序により、これらの層が一体に積層されている。外装部50は、接着層51側を内側に、絶縁層54側を外側に配置して充電池24の充放電部40を覆い、接着層51同士を接着することで密封する。
The
FIG. 5 is a cross-sectional view of the
The
接着層51は、例えば熱融着性樹脂であり、接着層51同士を接触させて接触部を加熱することにより融着する。熱融着性樹脂としては、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン系樹脂や、ポリアミド樹脂、酢酸ビニル系樹脂、アクリル系樹脂、エポキシ樹脂などを用いることができる。
なお、接着層51として、接着性を有する接着性樹脂を用いることも可能である。
The
Note that an adhesive resin having adhesiveness can be used as the
金属箔層52は、本発明における金属層の一例である。金属箔層52は、充電池24に遮光性、防湿性を持たせて充電池24の劣化を抑制するとともに、充電池24の強度を確保するために設けられる。
すなわち、金属箔層52を設けることで、遮光性、防湿性により充電池24の耐久性を向上させることができるとともに、衝撃荷重などの外部からの力に対する強度を向上させることができる。
金属箔層52としては、アルミニウム箔が好ましい。これによれば、遮光性、防湿性及び強度を有するとともに、薄い箔が得られ、アルミニウムの価格も安価であるため、軽くて薄い、かつ生産価格が安価な充電池24を得ることができる。
The
That is, by providing the
The
磁性層53は、本発明における磁気遮蔽体の一例である。磁性層53は、磁界によって磁化される層である。例えば、フェライトなどの磁性材料を粉末状にして接着材と混ぜ、PETなどの合成樹脂に塗布することで形成することができる。これによれば、比透磁率が約40の磁性層53を得ることができる。
The
絶縁層54は、電気に対する絶縁性を有する材料で形成され、充電池24と携帯端末機1とを電極端子41c、42c(図4(A)参照)以外で電気的に絶縁する層である。
すなわち、絶縁層54を設けることによって、充電池24の電気的な絶縁性を確保することができる。
絶縁層54としては、PET又はポリアミド系樹脂などを用いることが好ましい。これによれば、強度が高いため、電気的な絶縁に加えて、外的な衝撃などの力に対する充電池24の耐破損性を向上させることができる。
The insulating
That is, by providing the insulating
As the insulating
なお、磁性層53が、遮光性、防湿性及び強度することで金属箔層52の機能を果たす場合には、外装部50に金属箔層52を設けなくても良い。また、磁性層53が、電気的な絶縁性を有することで絶縁層54の機能を果たす場合には、外装部50に絶縁層54を設けなくても良い。
In addition, when the
図4(A)及び図6(A)、(B)を参照して、充電池24における、充放電部40の外装部50による密封について述べる。
図6(A)は、充電池24における外装部50による充放電部40の密封方法の一例である。図6(B)は、充電池24における外装部50による充放電部40の密封方法の他の一例である。
With reference to FIG. 4 (A) and FIG. 6 (A), (B), the sealing by the
FIG. 6A is an example of a method for sealing the charging / discharging
外装部50による充放電部40の密封では、外装部50の接着層51側を内側に、絶縁層54側を外側に配置して、図4(A)に示すとおり、接着層51の一方の端部同士を合わせて接着し、接着部50aを形成する。これにより、外装部50が筒状になるため、この筒状の内部に充放電部40を収容する。接着層51を合わせて外装部50の開口した端部を接着することにより、接着部50b、50cを形成する。これにより、充放電部40を内部に収容して、外装部50を密封することができる。
In sealing the charging / discharging
また、外装部50の接着層51側を内側に、絶縁層54側を外側に配置して、図6(A)に示すとおり、2枚の外装部50で充放電部40を挟み、接着層51を合わせて外装部50の4辺を接着することによっても、充放電部40を内部に収容して、外装部50を密封することができる。
Further, the
さらに、外装部50の接着層51側を内側に、絶縁層54側を外側に配置して、図6(B)に示すとおり、1枚の外装部50を半分の大きさに折り畳み、外装部50の間に充放電部40を挟んで接着層51を合わせ、外装部50の3辺を接着することによっても、充放電部40を内部に収容して、外装部50を密封することができる。
Furthermore, the
なお、図6(A)、(B)に示すとおり、外装部50と電極端子41c、42cとの間には、外装部50の端部において、電極端子41c、42cを覆うように金属と融着し易い合成樹脂55を設けることが好ましい。接着層51には、通常、合成樹脂が用いられ、一般的に合成樹脂と金属とは接着が困難であるため、充電池24では外装部50と電極端子41c、42cとの接着が不充分となる場合がある。しかし、このようにすることにより、外装部50と電極端子41c、42cとが確実に接着するため、充放電部40が密封されるとともに、正極の電極端子41cと負極の電極端子42cとが接触して充電池24が短絡することを防止することができる。
As shown in FIGS. 6A and 6B, between the
図7を参照して、RFIDにおける磁界の形成について説明する。
図7は、RFIDにおける磁界の形成状況を示す図である。図7では、通信対象体であるリーダ/ライタ装置37、充電池24及びループアンテナ31の位置関係を模式的に示す。
With reference to FIG. 7, the formation of a magnetic field in the RFID will be described.
FIG. 7 is a diagram illustrating a magnetic field formation state in the RFID. FIG. 7 schematically shows the positional relationship among the reader /
RFIDでは、リーダ/ライタ装置37から放射された磁界が、磁界61aのとおり、充電池カバー25を通って充電池24の周囲に配置されたループアンテナ31と結合する。これにより、ループアンテナ31に接続されたICチップ32(図2参照)に起電力が発生して、リーダ/ライタ装置37とICチップ32で無線通信を行う。
In the RFID, the magnetic field radiated from the reader /
リーダ/ライタ装置37で形成された磁界の一部は、磁界61bのように、充電池24の外装部50に侵入する。磁界61bは、外装部50の絶縁層54を通過し、磁性層53に侵入する。磁性層53の比透磁率は、上述したとおり、例えばフェライト系の磁性材料を用いた場合には約40と大きい。一方、磁性層53の内側に配置される金属箔層52の比透磁率は、例えばアルミニウム箔では約1である。磁界は、比透磁率の大きい材料を抜けて比透磁率の小さい材料へ侵入しにくいため、磁界61bは、磁性層53から金属箔層52に侵入せず、磁性層53を巡って充電池24の外部へ抜ける。
このように、本発明の充電池24によれば、磁界61bが充電池24の外装部50における金属箔層52、並びに充放電部40における正極集電体41b及び負極集電体42bのような金属部分に侵入しにくいため、充電池24で渦電流が発生することを抑制することができる。
したがって、本発明に係る携帯端末機1では、磁界を介して良好な無線通信が可能である。
A part of the magnetic field formed by the reader /
Thus, according to the
Therefore, the
また、本発明に係る携帯端末機1では、図7に示すとおり、磁性層53を通って外部に抜ける磁界61bがループアンテナ31に到達することで、磁界の利得が向上して無線通信特性を向上させることができる。
Further, in the
また、リーダ/ライタ装置37で形成されて充電池24の外装部50に侵入した磁界の一部は、磁界61cのとおり、外装部50の磁性層53を抜けて金属箔層52及び充電池24の内部に侵入する。磁界61cは、充電池24の外装部50における金属箔層52、並びに充放電部40における正極集電体41b及び負極集電体42bのような金属部材に侵入して渦電流70を発生させ、渦電流70が新たな磁界71を発生させる。
しかし、渦電流70により発生した新たな磁界71は、ループアンテナ31との間に磁性層53が配置され、さらにその外側を比透磁率が磁性層53より低い絶縁層54や中空が覆うので、ループアンテナ31に到達せず、磁性層53内に流れる。よって、渦電流70により発生した新たな磁界71によるループアンテナ31への影響が低減される。したがって、新たな磁界71によるループアンテナ31とリーダ/ライタ装置37とに結合される磁場の乱れ抑制されるため、携帯端末機1では、磁界を介して良好な無線通信が可能である。
Further, a part of the magnetic field formed by the reader /
However, since the
以上のとおり、携帯端末機1では、充電池24の周囲にループアンテナ31を配置した場合であっても、磁界を介して良好な無線通信が可能である。
なお、上記実施の形態では、充電池24を囲んでループアンテナ31を設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、ループアンテナ31又は他の形状をしたアンテナが充電池24を囲まない他の場所に配置されることによって、充電池24の周囲に配置される場合であっても、本発明の携帯端末機1では、磁界を介して良好な無線通信が可能である。
As described above, in the mobile
In the above embodiment, the
上記実施の形態では、電子機器を携帯端末機1として説明したが、本発明はこれに限定されず、例えば、磁界を介して無線通信を行うPAD(Personal Digital Assistannt)などの他の電子機器にも適用が可能である。
In the above embodiment, the electronic device has been described as the
1…携帯端末機、2…上部筐体、3…下部筐体、4…ヒンジ部
24…充電池
30…RFID部、31…ループアンテナ、32…ICチップ
37…リーダ/ライタ装置
41…正極部、41a…正極活物質、41b…正極集電体、41c…電極端子
42…負極部、42a…負極活物質、42b…負極集電体、42c…電極端子
43…固定電解質、44…セパレータ
50…外装部、51…接着層、52…金属箔層、53…磁性層、54…絶縁層
DESCRIPTION OF
Claims (6)
当該電子機器の電気回路に電力を供給する二次電池と、
前記二次電池の周囲に配置された前記無線通信のためのアンテナと
を備え、
前記二次電池は、
正極活物質を塗布した金属製の正極集電体と負極活物質を塗布した金属製の負極集電体と電解質とを備える充放電部と、
前記充放電部を密封する外装部と
を有し、
前記外装部は、
接着層と、
前記接着層の外側に配置された前記磁界の影響を排除する磁気遮蔽体と
を有する
電子機器。 An electronic device that performs wireless communication with a communication object via a magnetic field,
A secondary battery for supplying power to an electric circuit of the electronic device;
An antenna for the wireless communication disposed around the secondary battery,
The secondary battery is
A charge / discharge unit comprising a metal positive electrode current collector coated with a positive electrode active material, a metal negative electrode current collector coated with a negative electrode active material, and an electrolyte;
An exterior part that seals the charge / discharge part,
The exterior part is
An adhesive layer;
An electronic apparatus comprising: a magnetic shield that eliminates the influence of the magnetic field disposed outside the adhesive layer.
請求項1に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 1, wherein the exterior portion includes a metal layer between the adhesive layer and the magnetic shield.
請求項1又は2に記載の電子機器。 The electronic device according to claim 1, wherein the exterior portion includes an insulating layer outside the magnetic shield.
前記充放電部を密封する外装部と
を有し、
前記外装部は、
接着層と、
前記接着層の外側に配置される磁気遮蔽体と
を有する
二次電池。 A charge / discharge unit comprising a metal positive electrode current collector coated with a positive electrode active material, a metal negative electrode current collector coated with a negative electrode active material, and an electrolyte;
An exterior part that seals the charge / discharge part,
The exterior part is
An adhesive layer;
A secondary battery comprising: a magnetic shield disposed outside the adhesive layer.
請求項4に記載の二次電池。 The secondary battery according to claim 4, wherein the exterior portion includes a metal layer between the adhesive layer and the magnetic shield.
請求項4又は5に記載の二次電池。 The secondary battery according to claim 4, wherein the exterior portion has an insulating layer outside the magnetic shield.
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