JP2000058033A - 非水電解質電池 - Google Patents
非水電解質電池Info
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Abstract
の合金化反応によって腐食するのを防止することができ
る非水電解質電池を提供する。 【解決手段】 セラミック材3と負極端子2との間が銅
を主成分とするロウ材の金属ロウ4によって封止固定さ
れた。
Description
おいて、電池ケースの一部を構成する金属外装部材の開
口孔にセラミック材を介して負極端子を絶縁封止固定し
た気密端子に関する。
要素の正負極を外部回路と接続するために気密端子が設
けられる。このような電池としては、図3に示すよう
に、正極端子1と負極端子2をそれぞれセラミック材3
を介して電池ケースに絶縁固定したものがある。これら
の正極端子1と負極端子2は、それぞれリング状のセラ
ミック材3を外嵌して外環金属部材5の開口孔に挿入さ
れ、これら正負極端子1,2とセラミック材3との間、
及び、セラミック材3と外環金属部材5の開口孔との間
を金属ロウ4,4でロウ付け固定される。そして、外環
金属部材5,5は、金属蓋部6の2箇所の開口孔に挿入
して溶接により封止固定され、この金属蓋部6は、発電
要素7を収納した金属容器部8の上端開口部に嵌め込み
溶接により封止固定される。また、正極端子1と負極端
子2は、下端部がそれぞれ発電要素7の正負極に接続さ
れる。従って、これらの正負極端子1,2は、金属容器
部8と金属蓋部6と外環金属部材5とからなる密閉され
た電池ケース内の発電要素7の正負極をセラミック材3
によって絶縁されて外部に引き出すことができる。
電池やNi−MH電池の場合には、上記セラミック材3
をロウ付けするための金属ロウ4として銀ロウや銀−銅
ロウ(銅成分が15〜40%)が用いられていた。しか
しながら、非水電解質電池でこのような銀ロウや銀−銅
ロウを用いると、負極端子2とセラミック材3との間を
ロウ付けする金属ロウ4が非水電解液と接触することに
よりリチウム等のアルカリ金属との合金化反応の溶解反
応によって腐食が生じ、気密漏れを起こしてサイクル寿
命及びカレンダ−寿命が短くなるという問題があった。
のであり、負極端子に接する金属ロウに銅を主成分とす
るロウ材を用いることにより、この金属ロウの腐食を防
止することができる非水電解質電池を提供することを目
的としている。
端子に絶縁性のセラミック材を外嵌し、このセラミック
材を金属外装部材の開口孔に嵌入して封止固定した非水
電解質電池において、セラミック材と負極端子との間が
銅を主成分とする金属ロウによってロウ付けされ封止固
定されたことを特徴とする。
る金属ロウが銅を主成分とするロウ材であるあるため、
この金属ロウがリチウム等と合金化反応を起こしにくく
腐食を生じにくくなる。
の電池ケースの一部を構成する部材であり、金属容器部
や金属蓋部、又は、これらの開口孔に嵌め込み固定する
外環金属部材等を意味する。
金属ロウの銅成分が50%以上であることを特徴とす
る。
い金属ロウを用いるので、リチウム等との合金化反応に
起因する気密漏れを防止することができるように な
る。
金から成ることを特徴とする。
はニッケル合金から成ることを特徴とする。
アルカリ金属を内部に有する非水電解液電池についての
実施形態について図面を参照して説明する。尚、本発明
は特にアルカリ金属を活物質とする非水電解質二次電
池、特にはリチウム非水電解質二次電池に適したもので
あるが、非水電解質電池に広く適用することができるも
のである。
のであって、図1は非水電解質二次電池の負極端子部分
の一部拡大縦断面図、図2は非水電解質二次電池の分解
斜視図である。なお、図3に示した従来例と同様の機能
を有する構成部材には同じ番号を付記する。
に、電池ケースの金属蓋部6の開口孔に挿入固定した外
環金属部材5,5にそれぞれセラミック材3,3を介し
て正極端子1と負極端子2を絶縁封止固定した非水電解
質二次電池について説明する。
る。また、セラミック材3は、アルミナやこのアルミナ
を主成分とするものを用いる。この負極端子2は、図1
に示すように、リング状のセラミック材3を外嵌して外
環金属部材5の開口孔に挿入される。そして、この負極
端子2とセラミック材3との間、及び、このセラミック
材3と開口孔との間をそれぞれ金属ロウ4,4でロウ付
けすることにより絶縁封止固定する。この際、少なくと
も負極端子2とセラミック材3との間の金属ロウ4は、
銅を主成分とするロウ材を用いる。銅を主成分とするロ
ウ材としては、銅成分が50%以上であることが好まし
く、より好ましくは60%以上、さらに好ましくは85
%以上であることが望まれる。また、銅以外の第2成分
としては、金、銀又は亜鉛が好ましく、特に銅の含有量
を減らすことができるという意味では亜鉛が好ましい。
セラミック材3と外環金属部材5の開口孔との間は、他
の金属のロウ材を用いてもよく、本実施形態のように多
環金属部材5をアルミニウム、或いはアルミニウム合金
とする場合には、アルミロウを用いるのが好ましい。
ウム合金のピンである。この正極端子1も、正極端子1
と同様に、リング状のセラミック材3を外嵌して外環金
属部材5の開口孔に挿入される。そして、この正極端子
1とセラミック材3との間、及び、このセラミック材3
と開口孔との間をそれぞれ金属ロウ4,4でロウ付けす
ることにより絶縁封止固定する。ここでの金属ロウ4の
ロウ材は特に限定しないが、アルミニウム合金ロウを用
いるのが好ましい。
に示したように、発電要素7を金属容器部8内に収納
し、この金属容器部8の上端開口部に金属蓋部6を嵌め
込んで溶接により封止固定する。そして、図2に示すよ
うに、上記正極端子1と負極端子2を絶縁封止固定した
外環金属部材5,5をこの金属蓋部6の2箇所の開口孔
にそれぞれ挿入して溶接により封止固定する。この際、
これら正極端子1と負極端子2は、下端部をそれぞれ発
電要素7の正負極に接続する。また、金属容器部8内に
は、非水電解液を注入する。これら金属蓋部6と金属容
器部8は、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いる
ことにより軽量化を図ることができる。また、外環金属
部材5も、ここではアルミニウム又はアルミニウム合金
等を用いる。
負極端子2と接する金属ロウ4が銅を主成分とするロウ
材であるため、非水電解液と接触した際に、リチウムと
合金化反応を起こしにくくなり、致命的な気密漏れを生
じるような金属からの腐食を防止することができる。
u−1(ほぼ純銅ロウ)とBAu−1(銅成分が約63
%の金ロウ)とBAg−8(銅成分が約28%の銀−銅
ロウ)とBAu−4(銅成分が約18%の金ロウ)につ
いて、サイクリックボルタンメトリーによって、リチウ
ム電位における腐食電流の有無を測定した。この結果、
BCu−1では、腐食電流が認められなかったが、他の
ロウ材では腐食電流が認められた。そして、この腐食電
流は、BAu−1<BAg−8<BAu−4の関係で大
きくなるので、銅の含有量が大きくなるほど腐食電流が
小さくなることが分かった。また、これらのロウ材の棒
状体をリチウムと短絡させて60°Cの温度環境で一週
間保持した後に、棒状体の表面を観察したところ、銅の
含有量の少ないBAg−8とBAu−4では、腐食や亀
裂の発生が激しく実使用に耐えないと判断されたが、ほ
ぼ純銅のBCu−1では腐食は見られず、銅の含有量の
大きいBAu−1でもわずかな腐食は見られたものの亀
裂の発生はなく、これらは実使用可能であると判断でき
た。そこで、これら実使用が可能と判断されたBCu−
1とBAu−1を金属ロウ4のロウ材として用いてセラ
ミック材3をロウ付けした非水電解質二次電池を作製
し、充放電を繰り返したところ、いずれも実用上問題が
生じるような腐食は発生しなかった。尚、サイクリック
ボルタンメトリ−は、EC:DMC:DEC=2:2:
1の混合溶媒に、Lipf6 を1モル濃度溶解させたも
ので行った。また、電池等上記においてはすべて同じ電
解液を用いた。更に、電池の正極活物質はLiCo2、
負極活物質は黒鉛で、その構造は図1〜図3に示す長円
筒型のうず巻き型の非水電解液リチウム二次電池であ
る。
ラミック材3を介して外環金属部材5に絶縁封止固定す
る場合について説明したが、電池ケースを構成する金属
外装部材であれば、いずれの部材に絶縁封止固定しても
よい。
の非水電解質電池によれば、負極端子と接する金属ロウ
に銅を主成分とするロウ材を用いるので、リチウム等の
アルカリ金属との合金化反応によって腐食を生じるよう
なことがなくなり、気密漏れによるサイクル寿命及びカ
レンダ−寿命の短縮を防止することができるようにな
る。
電解質二次電池の負極端子部分の一部拡大縦断面図であ
る。
電解質二次電池の分解斜視図である。
構造を示す縦断面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 負極端子に絶縁性のセラミック材を外嵌
し、このセラミック材を金属外装部材の開口孔に嵌入し
て封止固定した非水電解質電池において、 セラミック材と負極端子との間が銅を主成分とする金属
ロウによってロウ付けされ封止固定されたことを特徴と
する非水電解質電池。 - 【請求項2】 前記銅を主成分とする金属ロウの銅成分
が50%以上であることを特徴とする請求項1に記載の
非水電解質電池。 - 【請求項3】 負極端子が銅又は銅合金から成ることを
特徴とする請求項1または請求項2に記載の非水電解質
電池。 - 【請求項4】 負極端子がニッケル又はニッケル合金か
ら成ることを特徴とする請求項1または請求項2に記載
の非水電解質電池。
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- 1998-08-07 JP JP22431398A patent/JP4975202B2/ja not_active Expired - Fee Related
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