JP2000048829A - 電池及びその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 リチウム等の軽金属を負極活物質とした非水
電解液電池は、電池特性を安定させるために、正極端子
および負極端子に放電用端子を接続し、電池容量の一部
を強制的に放電させる予備放電工程を必要としている
が、封口工程以降でのみでしか予備放電が行なず、製造
工程の設計自由度に制限が生じることに加え、この予備
放電工程において放電用端子が電池端子部分に押圧され
るために、この部分における傷、へこみ等の外観不良の
原因となっており、本発明は予備放電工程を電池と外部
端子を接触させることなく行うことで、上記問題点の解
決を図ることを目的とする。 【解決手段】 発電要素を電池缶に収容した後、ガスケ
ット及び封口部材を電池缶の開口部に配した封口を行う
前工程、もしくは封口後の後工程において、正極端子、
及び負極端子が近接した部位にコロナ放電用電極を配置
し、コロナ放電により正極端子と負極端子とを電気的に
導通させ、予備放電を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池構成時に発電
要素の放電容量の一部を予め放電する予備放電が施され
た電池及びその製造法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電池、特にリチウム等の軽金
属を負極活物質とし、有機溶媒を使用する非水電解液電
池では、電池組立後における開路電圧、閉路電圧、内部
抵抗等の電気的特性を安定させるために、特開昭５７−
５８８６１号公報記載のように、ある一定の電気容量を
予め放電させる予備放電工程を必要としている。

【０００３】予備放電工程は、負極端子、正極端子間を
瞬間的に外部端子と接触させることにより短絡させ一定
電気容量を放電させる方法、あるいは、電池を外部端子
により定電流電源と接続し、定電流連続放電あるいはパ
ルス放電にて所定の電気容量を放電する方法が実際の電
池組立工程において適用されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】上述した負極端子、正
極端子間を瞬間的に外部端子と接触させる予備放電工程
の場合では、電池端子と外部端子の接触により、電池端
子の傷、へこみ等の外観不良を生じる原因となりうる。
また、ボタン、コイン型のような小型電池と比較して、
円筒型、角型といった大電気容量を有する電池に対する
予備放電は、放電のための設備が占有する面積が大きく
なるため、生産効率を低下させる一因であった。

【０００５】さらに、定電流電源と接続し、定電流連続
放電にて所定の電気容量を放電する方法では、生産効率
を上げることを目的として、定電流電源の最大印加電圧
に達するまでの電池個数を直列接続して定電流連続放電
を行う。電池を一時的に直列接続する場合、電池を固定
保持する容器や、直列接続する電池間に通電板を設けな
くてはならないため、上記と同様、通電板により電池端
子の傷、へこみ、等の外観不良を生じる原因をつくる。

【０００６】また、電池の正極端子、負極端子間を電気
的に導通させるためには、両端子間を導電性材料で押圧
させる必要がある。このため、電池としては正極、負極
缶をガスケットを介して封口する工程以後に予備放電が
行わなければならず、製造工程の設計自由度に制限が生
じていた。すなわち、封口を行なう直前に予備放電を実
施する製造工程では、導電性材料を正極缶、負極缶に押
圧した際に、内部の電解液が押圧による圧力で外部に浸
出してしまい、反応に要する電解液が電池内に存在しな
くなり、電池性能の低下、あるいは生産性の低下をきた
す問題が生じてしまう。

【０００７】本発明は、電池の予備放電工程において、
電池と外部端子を接触することなく、所定の電気容量を
放電させることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に、本発明は、発電要素を収納し、一方の端子を兼ねる
電池缶と、この電池缶の開口部を配され、他方の端子を
兼ねる封口部材とをガスケットを介して封口した電池に
おいて、発電要素を電池缶に収容した後、ガスケット及
び封口部材を電池缶の開口部に配した封口を行う前工
程、もしくは封口後の後工程において、正極端子、及び
負極端子が近接した部位にコロナ放電用電極を配置し、
コロナ放電により正極端子と負極端子とを電気的に導通
させ、予備放電を行なう。

【０００９】本発明によれば、従来の外部端子を接触さ
せた予備放電に用いられた短絡装置や定電流電源を備え
た放電装置を必要とせず、さらに予備放電時に電池を固
定保持する治具や、複数の電池を直列接続する通電板を
設ける必要もなく、製造設備の簡素化が可能となる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明の請求項１に記載の発明
は、発電要素を収納し、正極端子を兼ねる正極缶と、該
正極缶の開口部をガスケットを介して封口する負極端子
を兼ねる負極缶とを備えてなる電池であって、該正極端
子および該負極端子の近傍に位置されたコロナ放電電極
によるコロナ放電にて、該正極端子と該負極端子とを電
気的に導通させ、電池の放電容量の一部が放電されたこ
とを特徴とするものである。

【００１１】この構成によれば、電池の予備放電は、電
池に接触させることなく正極、負極の各端子を電気的に
導通させることが可能となり、予備放電に起因する電池
表面への外観不良の発生要因をなくすことができるもの
である。

【００１２】また、請求項２に記載の発明は、上記電池
の製造法に関するものであり、発電要素を収納し、正極
端子を兼ねる正極缶と、該正極缶の開口部をガスケット
を介して封口する負極端子を兼ねる負極缶とを備えてな
る電池の製造法であって、正極缶と負極缶の近傍にコロ
ナ放電電極を位置させる工程、コロナ放電にて正極端子
と負極端子とを電気的に導通させ、発電要素の放電容量
の一部を放電させる工程、放電を実施した後、正極缶と
負極缶とを嵌合させ、封口を行う工程からなる電池の製
造法である。

【００１３】この製造法によれば、封口を行なう以前の
工程であっても、発電要素が収納され、正極缶および負
極缶がガスケットを介して配された状態では、発電要素
にて起電反応が生じ、端子を兼ねる正極缶及び負極缶に
それぞれの電位が与えられているために、予備放電の実
施が可能である。予備放電は、正極缶、負極缶にコロナ
放電電極が臨んだ状態にて位置させるために、正極缶、
負極缶は押圧されず、内部の電解液が漏れ出す現象を招
くことはなく、電池性能の低下、あるいは生産性の低下
を防ぐという効果を奏するものである。

【００１４】さらにまた、請求項３に記載の発明は、発
電要素を収納し、正極端子を兼ねる正極缶と、該正極缶
の開口部をガスケットを介して封口する負極端子を兼ね
る負極缶とを備えてなる電池の製造法であって、正極
缶、負極缶をガスケットを介して封口する工程、封口さ
れた電池の正極端子と該負極端子の近傍にコロナ放電電
極を位置させる工程、コロナ放電にて正極端子と負極端
子とを電気的に導通させ、発電要素の放電容量の一部を
放電させる工程からなるものである。

【００１５】この製造法によれば、封口済みの状態、す
なわち外観が完成状態にある電池対しても、予備放電が
実施可能となり、製造工程の自由度を一層高める効果を
奏するものである。

【００１６】

【実施例】本発明の実施例を、コイン型二酸化マンガン
リチウム電池、ＣＲ２０１６（直径２０ｍｍ、厚み１．
６ｍｍ、公称容量９０ｍＡｈ）に適用した例を用い、図
面を参照して説明する。

【００１７】図１において、正極は、正極活物質に二酸
化マンガン、導電材料にカーボン、これらをフッ素樹脂
系の結着剤にて正極ペレットにしたものであり、正極缶
２に電気的に接続される。一方、負極にはリチウム金属
を用い、負極缶１に電気的に接続されている。正極、負
極活物質の電気容量比は１：１である。電解液はプロピ
レンカーボネイト（ＰＣ）、ジメトキシエタン（ＤＭ
Ｅ）の混合溶媒に１ｍｏｌ／ｌの過塩素酸リチウム（Ｌ
ｉＣｌＯ₄ ）を溶解させたもの、セパレータはポリプロ
ピレン（ＰＰ）不織布である。これらによって、発電要
素５を構成する。

【００１８】（実施例１）以下の工程に従って、実施例
１に関わる電池を作成した。正極缶２、負極缶１をガス
ケット３を介して封口を行なう前工程において、正極
缶、及び負極缶間に、コロナ放電電極４を設置して、コ
ロナ放電により電気的に２分間導通させ、予備放電を行
なった後、電池を封口した。予備放電時の電気容量は、
電池を分解してリチウムの減量分から２ｍＡｈ相当であ
った。

【００１９】（実施例２）以下の工程に従って、実施例
２に関わる電池を作成した。正極缶２、負極缶１をガス
ケット３を介して封口を行なった後、正極端子、及び負
極端子間に、コロナ放電電極４を設置して、コロナ放電
により電気的に３分間導通させ、予備放電を行なった
後、電池を封口した。予備放電時の電気容量は、電池を
分解してリチウムの減量分から２ｍＡｈ相当であった。

【００２０】（比較例）電池間に通電板を設け、定電流
電源と複数個の電池を直列接続して、２０ｍＡで６分
間、２ｍＡｈ相当の予備放電を行った。尚、電池構成は
本実施例と同様とする。

【００２１】実施例１、実施例２、比較例の各々の予備
放電を行なった電池を４５℃で１週間の静置後、室温に
おける電池の開路電圧と内部抵抗を測定した。また、予
備放電時に生じた電池表面の傷、へこみ等の外観不良を
検査した。結果を（表１）に示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】このように、（表１）からコロナ放電によ
り予備放電を行った電池は、従来の定電流電源による予
備放電を行った電池と比較して、開路電圧のバラツキ、
内部抵抗の平均値、バラツキはいずれも小さくなり、電
池特性の安定したことがわかる。加えて外観不良率も、
電池と外部端子を接触させることなく予備放電すること
により大きく低減できた。

【００２４】また、実施例１と実施例２を比較した場
合、実施例１の封口を行なう前工程でコロナ放電による
予備放電を行なった場合の方が開路電圧、内部抵抗のバ
ラツキはいずれも小さくなり、電池特性は安定した。

【００２５】

【発明の効果】従来は、電池間に通電板という外部端子
接触して予備放電を行うので、電池表面と外部端子にお
ける接触抵抗が予備放電電流のバラツキを生じ、その結
果、電池特性のバラツキに影響を及ぼしたといえる。

【００２６】本発明のコロナ放電による予備放電工程
は、上記のように電池表面と外部端子における接触抵抗
から生じる予備放電電流のバラツキはなく、電池特性が
優れる電池を提供することができ、予備放電時間も短縮
することができる。また、予備放電工程における電池表
面と外部端子との接触がないため、電池の外観不良を大
きく低減することが可能となる効果が得られる。

【００２７】また、コロナ放電による予備放電を行なう
場合、封口を行なった後は、封口を行なう前工程でセパ
レータに含浸している電解液を電池内の空隙部に追いや
るため、予備放電に寄与する電解液は少なくなる。その
結果、封口を行なう前工程でコロナ放電による予備放電
を行なう方が、開路電圧、内部抵抗のバラツキはいずれ
も小さくなり、予備放電時間も若干ではあるが短縮する
ことができた。

【００２８】なお、以上の説明では、コイン型リチウム
電池を例にとり説明したが、その他、乾電池、蓄電池、
ニッケルカドニウム電池、等の様々な電池系、また、ボ
タン型、円筒型、角型、ペーパー型、等の様々な電池形
状についても、本発明のコロナ放電による予備放電を行
うことにより同様の効果が得られることが実験より判明
している。

【００２９】以上の説明から明らかなように、本発明
は、電池の予備放電工程を高効率化することができ、そ
の工業的価値は大きいものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例におけるコイン型電池とコロナ電極の位
置関係を示す図

【符号の説明】

１ 負極缶 ２ 正極缶 ３ ガスケット ４ コロナ放電用の電極

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 発電要素を収納し、正極端子を兼ねる正
   極缶と、該正極缶の開口部をガスケットを介して封口す
   る負極端子を兼ねる負極缶とを備えてなる電池であっ
   て、該正極端子および該負極端子の近傍に位置されたコ
   ロナ放電電極によるコロナ放電にて、該正極端子と該負
   極端子とが電気的に導通され、電池の放電容量の一部が
   放電されたことを特徴とする電池。
2. 【請求項２】 発電要素を収納し、正極端子を兼ねる正
   極缶と、該正極缶の開口部をガスケットを介して封口す
   る負極端子を兼ねる負極缶とを備えた電池の製造法であ
   って、該正極缶と該負極缶の近傍にコロナ放電電極を位
   置させる工程、コロナ放電電極のコロナ放電にて該正極
   缶と該負極缶とを電気的に導通させ、該発電要素の放電
   容量の一部を放電させる工程、および放電後に該正極缶
   と該負極缶とを嵌合させ、封口を行う工程からなる電池
   の製造法。
3. 【請求項３】 発電要素を収納し、正極端子を兼ねる正
   極缶と、該正極缶の開口部をガスケットを介して封口す
   る負極端子を兼ねる負極缶とを備えた電池の製造法であ
   って、正極缶、負極缶をガスケットを介して封口を行う
   工程、封口後の電池の該正極端子と該負極端子の近傍に
   コロナ放電電極を位置させる工程、コロナ放電にて該正
   極端子と該負極端子とを電気的に導通させ、該発電要素
   の放電容量の一部を放電させる工程からなる電池の製造
   法。