JP2006031940A - Coin-shaped battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、コイン形電池に関し、さらに詳しくは、正極と正極缶との間の集電が安定して得られるコイン形電池に関する。 The present invention relates to a coin-type battery, and more particularly to a coin-type battery in which current collection between a positive electrode and a positive electrode can is stably obtained.
最近、タイヤ内部の圧力センサーなどのように100℃を超す高温雰囲気で使用する機器の電源として使用できる電池が必要とされるようになってきた。そして、そのような用途には、コイン形リチウム電池に代表されるコイン形電池が有力な候補電池として検討されている。 Recently, a battery that can be used as a power source of equipment used in a high temperature atmosphere exceeding 100 ° C. such as a pressure sensor inside a tire has been required. For such applications, a coin-type battery typified by a coin-type lithium battery has been studied as a promising candidate battery.
このようなコイン形電池では、正極、負極および電解液を含む発電要素を、正極缶、負極端子板および環状ガスケットで形成される空間内に収容した構造を採用しているが、電池が高温下で使用された場合、ガスの発生や電解液の膨張で電池が膨れ、そのため、特に放電が進行した状態では、正極と正極缶の集電がとれにくくなって、電池の内部抵抗が増大したり、閉路電圧が低下するという問題があった。 Such a coin-type battery employs a structure in which a power generation element including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolytic solution is accommodated in a space formed by a positive electrode can, a negative electrode terminal plate, and an annular gasket. When the battery is used, the battery swells due to the generation of gas or the expansion of the electrolyte, and therefore, particularly in a state where the discharge has progressed, it becomes difficult to collect the current of the positive electrode and the positive electrode can, and the internal resistance of the battery increases. There was a problem that the closed circuit voltage decreased.
そこで、正極の底面と正極缶の内底面との間に、図3に示すように、両端部7a 、7bをそれぞれ少し上方に折り曲げた集電体7を介在させることによって、正極と正極缶との間の集電がとれやすくすることが提案されている(例えば、特許文献1)。
Therefore, as shown in FIG. 3, a
上記のような集電体の介在によって、現在必要とされる程度の集電は得られているものの、今後、さらに高温での使用が要求された場合には、上記のような集電体では、正極と正極缶との間の集電が充分に得られなくなって、上記のような要求に対して充分に応えることができないという問題があった。
本発明は、上記のようなコイン形電池における事情に鑑み、高温雰囲気での使用においても、正極と正極缶との間の集電が安定して得られるコイン形電池を提供することを目的とする。 An object of the present invention is to provide a coin-type battery in which current collection between a positive electrode and a positive electrode can is stably obtained even in use in a high-temperature atmosphere in view of the circumstances of the coin-type battery as described above. To do.
本発明は、正極、負極および電解液を含む発電要素を、正極缶、負極端子板および環状ガスケットで形成される空間内に収容するコイン形電池において、正極の底面と正極缶の内底面との間に、両端部を反対方向(すなわち、両端部を互いに逆向き)に捩ったリボン状の集電体を介在させることによって、前記課題を解決したものである。 The present invention relates to a coin-type battery in which a power generation element including a positive electrode, a negative electrode, and an electrolyte is accommodated in a space formed by a positive electrode can, a negative electrode terminal plate, and an annular gasket. In the meantime, the above-mentioned problem is solved by interposing a ribbon-shaped current collector in which both ends are twisted in opposite directions (that is, both ends are opposite to each other).
本発明によれば、正極と正極缶との間の集電が安定して得られるコイン形電池を提供することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the coin-type battery from which the current collection between a positive electrode and a positive electrode can is obtained stably can be provided.
すなわち、従来使用されている両端部を少し上方に折り曲げていた集電体では、必ずしも復元力が充分でないため、電池が高温下で使用されたり、貯蔵されるなどによって、電池に膨れが生じた場合には、集電体の元の形状に復元しようとする力が上記電池の膨れに追従できなくなって、正極と正極缶との間に充分に集電が得られなくなるが、本発明で用いる集電体は両端部を反対方向(互いに逆方向)に捩っているので、集電体が復元力を失うことが少なく、それによって、本発明では、電池が高温雰囲気で使用されて、電池に膨れが生じた場合でも、集電体がそれに追従して元の形状に復元し、正極と正極缶との間の集電が安定して得られる。その結果、本発明のコイン形電池では、150℃程度の高温雰囲気下での使用においても、正極と正極缶との間の集電の低下に基づく内部抵抗の増加や閉路電圧の低下などが抑制される。 In other words, the current collector that has been bent at both ends slightly upwards does not necessarily have sufficient restoring force, so that the battery is swollen when used or stored at high temperatures. In such a case, the force to restore the current shape of the current collector cannot follow the swelling of the battery, so that sufficient current collection cannot be obtained between the positive electrode and the positive electrode can. Since the current collector is twisted at opposite ends (opposite directions), the current collector is less likely to lose its restoring force, so that in the present invention, the battery is used in a high temperature atmosphere. Even when swelling occurs, the current collector follows it and restores its original shape, and current collection between the positive electrode and the positive electrode can is stably obtained. As a result, in the coin type battery of the present invention, even when used in a high temperature atmosphere of about 150 ° C., an increase in internal resistance and a decrease in closed circuit voltage due to a decrease in current collection between the positive electrode and the positive electrode can are suppressed. Is done.
つぎに、本発明のコイン形電池およびそれに用いる集電体の一実施形態を図面を参照しつつ説明する。 Next, an embodiment of a coin-type battery and a current collector used therefor will be described with reference to the drawings.
図1は、本発明のコイン形電池の一実施形態を概略的に示す断面図であり、図2は本発明において用いる集電体の一実施形態を概略的に示す図で、(a)はその正面図で、(b)はその平面図である。 FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an embodiment of a coin-type battery of the present invention, FIG. 2 is a view schematically showing an embodiment of a current collector used in the present invention, and FIG. In the front view, (b) is a plan view thereof.
まず、図1により、本発明において用いる集電体が電池中においてどの位置に配置されるかを明らかにする。上記コイン形電池は、正極1と、負極2と、セパレータ3と、正極缶4と、負極端子板5と、環状ガスケット6と、集電体7とを有している。
First, FIG. 1 clarifies where the current collector used in the present invention is arranged in the battery. The coin battery includes a
上記正極1は正極缶4内に収容され、その正極1の底面と正極缶4との内底面との間には、前記集電体7が介在している。
The
この集電体7は、図2に示すように、その両端部7a、7bが反対方向、すなわち、端部7aと端部7bとが互いに逆方向に捩られているが、この図1では、正極1を介して上方からかかる押圧力により押し付けられているので平板状に図示されているが、電池がその内部でのガス発生や電解液溶媒の気化により膨れが生じた場合には、その膨れの程度に応じて、集電体7が図2に示す元の形状に復元しようとして、集電体7が正極1と正極缶4とに接触しつづけるので、それらの間の集電が維持され、それによって、高温下での使用などにおいても、従来電池に比べて、正極1と正極缶4との間の集電が安定して得られる。
As shown in FIG. 2, the
負極2は負極端子板5側に収容され、その負極2と上記正極1との間にはセパレータ3が介在し、電解液(図示せず)は主としてこのセパレータ3に含浸されている。
The
そして、上記正極1、負極2、セパレータ3、電解液などの発電要素と、上記特定の集電体は、正極缶4、負極端子板5および環状ガスケット6で形成される空間内に収容され、電池内部が密閉構造になるように封口されているが、その封口は、正極1の開口端部の内方への締め付けにより、環状ガスケット6を負極端子板5の周辺折り返し部と正極缶の開口端部の内周面とに圧接させることによって行われる。
The power generation element such as the
本発明において集電体7は、リボン状をしていて、このリボン状に関しては略短冊状ないしは細長板状と呼ばれることがあり、その材質に関して特に限定されることはなく、種々のものを用い得るが、例えば、ステンレス鋼(SUS430、SUS444、SUS316など)製のものなどが好適に用いられる。
In the present invention, the
本発明において、上記集電体7における両端部7a、7bの捩れの程度は、長さ方向の一方の側面が幅方向の中央部に達しない範囲で捩るのが好ましい。すなわち、電池組立したときに、捩った部分が捩れられていない部分に折り重なることなく、平板状に配置されるようにしておくことが好ましい。
In the present invention, it is preferable to twist the both
本発明においては、上記のように端部7a、7bを反対方向に捩った集電体7を正極1の底面と正極缶4の内底面との間に介在させることを特徴としているが、それ以外の構成に関しては、コイン形電池に従来から採用されている構成を採用することができる。すなわち、正極1、負極2、電解液、セパレータ3、正極缶4、負極端子板5、環状ガスケット6などに関して、従来から採用されている構成を採用することができる。もとより、従来から使用されている構成を適宜変更して採用することも可能である。
The present invention is characterized in that the
そして、電池業界においては、高さより径の方が大きい扁平形電池をコイン形電池と呼んだり、あるいはボタン形電池と呼んでいるが、そのコイン形電池とボタン形電池との間に明確な差はなく、本発明のコイン形電池も、ボタン形電池と呼ばれるものを排除しておらず、そのようなボタン形電池と呼ばれる電池も、本発明のコイン形電池の範囲内に含まれる。 In the battery industry, a flat battery having a diameter larger than the height is called a coin-type battery or a button-type battery, but there is a clear difference between the coin-type battery and the button-type battery. However, the coin type battery of the present invention does not exclude what is called a button type battery, and such a battery called a button type battery is also included in the scope of the coin type battery of the present invention.
つぎに、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。ただし、本発明は実施例に例示のもののみに限定されることはない。 Next, the present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the examples illustrated in the examples.
実施例1
この実施例1のコイン形電池を作製するにあたって、集電体7、正極1、負極2、セパレータ3、電解液、正極缶4、負極端子板5、環状ガスケット6は以下に示すものを用いた。まず、集電体7としては、厚さ0.1mmのSUS430製で、捩る前の寸法が長さ×幅で20mm×7mmであって、リボン状をしていて、図2に示すように、両端部7a、7bを反対方向に捩ったものを用いた。この集電体7の両端部7a、7bにおける捩りはそれぞれ両端から5mmまでの部分が捩れられていて、その捩れの程度は両端が水平面に対して45°の角度で捩られている。
Example 1
In producing the coin-type battery of Example 1, the
正極1の作製にあたっては、正極活物質として二酸化マンガンを用い、導電助剤として人造黒鉛を用い、バインダーとしてポリテトラフルオロエチレンを用い、それらを混合して、二酸化マンガンが91.7質量%、人造黒鉛が7.6質量%、ポリテトラフルオロエチレンが0.7質量%となるように正極合剤を調製した。そして、上記正極合剤を金型に充填し、加圧成形して正極1を作製した。この正極1は直径が20mmであり、厚さが3.0mmであった。
In the production of the
正極缶4は、ステンレス鋼製で表面にニッケルメッキを施した有底円筒状のものを用い、負極端子板5には、ステンレス鋼板を周辺折り返し部を有する形成に成形し、その表面にニッケルメッキを施したものを用いた。
The positive electrode can 4 is made of stainless steel and has a bottomed cylindrical shape with nickel plating on the surface. The negative
電解液としては、プロピレンカーボネートと1,2−ジメトキシエタンとの体積比1:1の混合溶媒にLiClO4を0.5mol/l溶解させることによって調製した有機電解液を用いた。 As an electrolytic solution, an organic electrolytic solution prepared by dissolving 0.5 mol / l of LiClO 4 in a mixed solvent of propylene carbonate and 1,2-dimethoxyethane in a volume ratio of 1: 1 was used.
負極2は直径19mm、厚さ1.0mmのリチウム板と直径19mmの薄いアルミニウム箔とを積層して所定サイズに打ち抜いたものを上記負極端子板5に収容し、電池組立後に電解液の存在下で電気化学的に合金化させたリチウム−アルミニウム合金を構成した。
The
そして、セパレータ3としてはポリプロピレン不織布を用い、環状ガスケット6にはポリプロピレン製のものを用い、それらと前記の正極1、正極缶4、負極端子板5、電解液、集電体7などと共に用いて、図1に示す構造で直径24.5mm、高さ4.90mmのコイン形電池を作製した。
The
比較例1
集電体として、厚さ0.1mmのSUS430製で実施例1と同様のリボン状をしていて、その両端部7a、7bを図3に示すように少し上方に折り曲げた(折り曲げの程度はそれぞれの両端が水平面から2mm浮く程度)のものを用い、この集電体を正極の底面と正極缶の内底面との間に介在させた以外は、実施例1と同様にコイン形電池を作製した。
Comparative Example 1
The current collector is made of SUS430 with a thickness of 0.1 mm and has the same ribbon shape as in Example 1, and its both
上記実施例1および比較例1の電池を120℃、相対湿度0%の雰囲気中に貯蔵し、その貯蔵中に内部抵抗および閉路電圧を測定した。内部抵抗の測定は交流1kHzで行い、閉路電圧は100Ωで5秒間放電させて測定した。その結果を図4および図5に示す。 The batteries of Example 1 and Comparative Example 1 were stored in an atmosphere of 120 ° C. and 0% relative humidity, and the internal resistance and closed circuit voltage were measured during the storage. The internal resistance was measured at an alternating current of 1 kHz, and the closed circuit voltage was measured by discharging at 100Ω for 5 seconds. The results are shown in FIG. 4 and FIG.
図4に示すように、実施例1の電池は、比較例1の電池に比べて、貯蔵時間の増加に伴う内部抵抗の増加が少なく、また、図5に示すように、実施例1の電池は、比較例1の電池に比べて、貯蔵時間の増加に伴う閉路電圧の低下が少なかった。 As shown in FIG. 4, the battery of Example 1 has a smaller increase in internal resistance due to the increase in storage time than the battery of Comparative Example 1, and the battery of Example 1 as shown in FIG. Compared with the battery of Comparative Example 1, there was little decrease in the closed circuit voltage accompanying an increase in storage time.
上記のように、実施例1の電池が、比較例1の電池に比べて、内部抵抗の増加が少なく、閉路電圧の低下が少なかったのは、実施例1の電池が、比較例1の電池に比べて、高温下においても、正極と正極缶との集電が安定して得られることによるものである。これに対して、比較例1の電池は、高温下では、正極と正極缶との集電が悪くなるために、内部抵抗の増加や閉路電圧の低下が大きくなったものと考えられる。 As described above, the battery of Example 1 had less increase in internal resistance and less decrease in the closed circuit voltage than the battery of Comparative Example 1. The battery of Example 1 was the battery of Comparative Example 1. This is because the current collection between the positive electrode and the positive electrode can is stably obtained even at a high temperature. On the other hand, the battery of Comparative Example 1 is considered to have increased internal resistance and decreased closed circuit voltage because current collection between the positive electrode and the positive electrode can deteriorate at high temperatures.
上記実施例では、平面形状が円形のコイン形電池について説明したが、本発明は、それに限られることなく、平面形状が角形のコイン形電池にも適用できるものである。 In the above embodiment, the coin-shaped battery having a circular planar shape has been described. However, the present invention is not limited to this, and can be applied to a coin-shaped battery having a square planar shape.
1 正極
2 負極
3 セパレータ
4 正極缶
5 負極端子板
6 環状ガスケット
7 集電体
7a 集電体の端部
7b 集電体の端部
DESCRIPTION OF
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004204115A JP2006031940A (en) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | Coin-shaped battery |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004204115A JP2006031940A (en) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | Coin-shaped battery |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2006031940A true JP2006031940A (en) | 2006-02-02 |
Family
ID=35898060
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2004204115A Withdrawn JP2006031940A (en) | 2004-07-12 | 2004-07-12 | Coin-shaped battery |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2006031940A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2016170909A (en) * | 2015-03-11 | 2016-09-23 | 日立マクセル株式会社 | Flat battery |
-
2004
- 2004-07-12 JP JP2004204115A patent/JP2006031940A/en not_active Withdrawn
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Legal Events
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