JP2010015784A - 電池用シール部材、電池及びそれらの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】電解液の透過を抑制し得るＥＰＤＭゴムからなるシール部材を備えた電池の製造方法を提供すること。
【解決手段】
電極体および電解液を収容する電池ケース４０と、該電池ケース４０の開口部４４を塞ぐＥＰＤＭゴムからなるシール部材１２とを備える電池の製造方法であって、シール部材として用いられるＥＰＤＭゴムであって既成のゴム製品であるＥＰＤＭゴム成形体を用意する工程と、用意したＥＰＤＭゴム成形体を圧縮して塑性変形させる塑性変形処理工程と、塑性変形処理されたＥＰＤＭゴム塑性変形体１２を圧縮して弾性変形させつつ、電池ケース４０の開口部４４を塞ぐように配置する工程とを含む、電池１００の製造方法である。
【選択図】図２

Description

本発明は、電池用シール部材及び電池ならびにそれらの製造方法に関し、詳しくはＥＰＤＭゴムからなるシール部材を備えた電池に関する。

近年、リチウムイオン電池、ニッケル水素電池その他の二次電池は、車両搭載用電源、或いはパソコンおよび携帯端末の電源として重要性が高まっている。特に、軽量で高エネルギー密度が得られるリチウムイオン電池は、車両搭載用高出力電源として好ましく用いられるものとして期待されている。この種の電池においては、電池ケースの内部に電極体を収容し、当該電極体と接続する電極端子を電池ケースの一端（蓋体）に引き出した電池構造が知られている。

例えば特許文献１には、一方の電極端子（極柱）を電池ケースの蓋体（キャップ）から引き出し、該蓋体と電極端子との間にＥＰＤＭゴム等からなるシール部材を挟みつけて配置することにより、内部の電解液が漏れないように密閉している密閉型電池が開示されている。なお、電解液漏れ防止用のシール部材に関する他の従来技術としては例えば特許文献２が挙げられる。
特開２００４−２５３２９５号公報 特開平６−６１１０９号公報

しかしながら、特許文献１のように電池用シール部材としてＥＰＤＭゴムを用いた場合、電解液がＥＰＤＭゴムを透過するという問題がある。すなわち、ＥＰＤＭゴムの溶解度パラメータ（ＳＰ値）と電解液の溶解度パラメータ（ＳＰ値）とは比較的近く、ＥＰＤＭゴムに電解液が付着すると該ゴム内に染み込み易くなる。ＥＰＤＭゴムに染み込んだ電解液は多孔質構造であるＥＰＤＭゴム中の気孔を通じて電池外部へと徐々に排出されるため、電池の経年使用に伴って電池の電解液量が減少する要因ともなっている。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、電解液の透過を抑制し得るシール部材を備えた電池ならびにそのような電池を製造する方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、上記電解液の透過を好ましく抑制し得る電池用シール部材ならびにＥＰＤＭゴムの製造方法を提供することである。

上記目的を実現すべく本発明によって提供される一つの方法は、電極体および電解液を収容する電池ケースと、該電池ケースの開口部を塞ぐＥＰＤＭゴムからなるシール部材とを備える電池の製造方法である。かかる方法は、上記シール部材として用いられるＥＰＤＭゴムであって既成のゴム製品であるＥＰＤＭゴム成形体を用意する工程と、上記用意したＥＰＤＭゴム成形体を圧縮して塑性変形させる塑性変形処理工程と、上記塑性変形処理されたＥＰＤＭゴム塑性変形体を圧縮して弾性変形させつつ、上記電池ケースの開口部を塞ぐように配置する工程と、を含む。

なお、本明細書において「ＥＰＤＭゴム成形体」とは、既成のＥＰＤＭゴム製品（即ち、一般的な工業的重合法、例えば溶液重合法、スラリー重合法、気相重合法、等により合成され、例えば市販されているＥＰＤＭゴム製品をいう。以下同じ。）の全般を意味し、また、「ＥＰＤＭゴム塑性変形体」とは、既成のＥＰＤＭゴム製品（ＥＰＤＭゴム成形体）を塑性変形処理することにより得られた塑性変形処理後のＥＰＤＭゴムを意味する。

本発明の電池製造方法によれば、シール部材として用いられる既成のＥＰＤＭゴム製品（ＥＰＤＭゴム成形体）を圧縮して塑性変形させること（即ち圧力を取り除いた後もそのままの形状を保つように変形させること）により、より緻密な気孔率の小さい高密度な（即ち塑性変形前よりも比重が高められた）ＥＰＤＭゴム塑性変形体へと改質させることができ、結果、ＥＰＤＭゴムの耐電解液透過性を向上させることができる。これにより、例えばＥＰＤＭゴム塑性変形体に付着した電解液が該ゴム内を透過して（染み込んで）外部に漏れる事態を抑制することができ、電池の経年使用に伴う電解液量の減少を防止することができる。

ここで開示される電池製造方法の好ましい一態様では、上記塑性変形処理工程において、上記ＥＰＤＭゴム成形体を加熱しながら塑性変形させる。かかる方法によれば、より緻密な気孔率の小さいＥＰＤＭゴム塑性変形体を効率的に作製することができる。

ここで開示される電池製造方法の好ましい一態様では、上記塑性変形処理工程において、上記ＥＰＤＭゴム成形体を触媒作用を有する金属製の金属板で加圧することにより塑性変形させる。かかる方法によれば、塑性変形処理の際に当該金属板の触媒作用が働く（例えばＥＰＤＭゴム中のポリマー鎖の自動酸化反応を促進させる）ため、より緻密な気孔率の小さいＥＰＤＭゴム塑性変形体を効果的に作製することができる。

ここで開示される電池製造方法の好ましい一態様では、上記金属板は、銅、コバルトまたは鉄製である。これらの金属種は、上述したような触媒作用を特によく発揮し得るため、本発明の目的に適した金属板（圧縮板）として好ましく使用することができる。

ここで開示される電池製造方法の好ましい一態様では、上記塑性変形処理工程は、無酸素雰囲気下で行われる。かかる方法によれば、塑性変形処理の際に酸素の存在によるゴム劣化の進行を回避することができ、より緻密な気孔率の小さいＥＰＤＭゴム塑性変形体を安定して（生産安定性よく）作製することができる。

ここで開示される電池製造方法の好ましい一態様では、上記電池は、上記電極体に電気的に接続される電極端子を有する。また、上記電池ケースは、上記電極端子を挿通する電極端子用開口部を有する。ここで、上記塑性変形処理されたＥＰＤＭゴム塑性変形体を、上記電池ケースの電極端子用開口部を塞ぐように配置する。かかる方法によれば、より緻密な気孔率の小さいＥＰＤＭゴム塑性変形体を用いて電極端子用開口部を塞ぐことができ、該電極端子用開口部を通じて（即ち、ＥＰＤＭゴム塑性変形体内を透過して）内部の電解液が漏れる事態を回避することができる。

また、本発明は、上記目的を実現するための他の側面として、シール部材として用いられるＥＰＤＭゴムの製造方法を提供する。かかる方法は、上記シール部材として用いられるＥＰＤＭゴムであって既成のゴム製品であるＥＰＤＭゴム成形体を用意する工程と、上記用意したＥＰＤＭゴム成形体を無酸素雰囲気下で圧縮して塑性変形させる塑性変形処理工程とを含む塑性変形により比重が高められたＥＰＤＭゴムの製造方法である。

本発明のＥＰＤＭゴム製造方法によれば、シール部材として用いられる既成のＥＰＤＭゴム製品を圧縮して塑性変形させることにより、該塑性変形前よりも比重が高められ、結果、該ＥＰＤＭゴムの耐液体透過性および耐気体透過性を向上させることができ、液体および気体を密封するためのシール部材として好ましいＥＰＤＭゴムを提供することができる。加えて、塑性変形処理工程は、無酸素雰囲気下で行われるので、塑性変形処理の際に酸素の存在によるゴム劣化の進行を回避することができ、より緻密な気孔率の小さいＥＰＤＭゴム塑性変形体を安定して（生産安定性よく）作製することができる。

ここで開示されるＥＰＤＭゴム製造方法の好ましい一態様では、上記塑性変形処理工程において、上記ＥＰＤＭゴム成形体を加熱しながら塑性変形させる。かかる方法によれば、より緻密で気孔率の小さい高比重のＥＰＤＭゴム塑性変形体を効率的に作製することができる。

ここで開示されるＥＰＤＭゴム製造方法の好ましい一態様では、上記塑性変形処理工程において、上記ＥＰＤＭゴム成形体を触媒作用を有する金属製の金属板で加圧しながら塑性変形させる。かかる方法によれば、塑性変形処理の際に当該金属板の触媒作用が働く（例えばＥＰＤＭゴム中のポリマー鎖の自動酸化反応を促進させる）ため、より緻密な気孔率の小さいＥＰＤＭゴム塑性変形体を効果的に作製することができる。

ここで開示されるＥＰＤＭゴム製造方法の好ましい一態様では、上記金属板は、銅、コバルトまたは鉄製である。これらの金属種は上述したような触媒作用を特によく発揮し得るため、本発明の目的に適した金属板（圧縮板）として好ましく使用することができる。

また、本発明は上記目的を実現する他の側面として、ここで開示される何れかのＥＰＤＭゴム製造方法により製造されたＥＰＤＭゴムから成る電池用シール部材を提供する。また、本発明は、電極体および電解液を収容する電池ケースと、該電池ケースの開口部を塞ぐＥＰＤＭゴムからなるシール部材とを備える電池であって、上記シール部材としてここで開示される何れかのＥＰＤＭゴム製造方法により製造されたＥＰＤＭゴムから成る電池用シール部材を備える電池を提供する。

以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。以下の図面においては、同じ作用を奏する部材・部位には同じ符号を付して説明している。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。また、各図における寸法関係（長さ、幅、厚さ等）は実際の寸法関係を反映するものではない。

本発明によって提供される方法は、図１および図２に示すように、電極体３０および電解液を収容する電池ケース４０と、該電池ケース４０の開口部４４を塞ぐＥＰＤＭゴムからなるシール部材１２と、を備える電池１００の製造方法である。以下、角型リチウムイオン電池１００を例として説明する。

リチウムイオン電池１００は、従来の電池と同様、典型的には所定の電池構成材料（正負極それぞれの活物質、正負極それぞれの集電体、セパレータ等）を具備する電極体３０と、該電極体３０および適当な電解液を収容する電池ケース４０とを備えている。 この実施形態では、電極体３０は扁平形状の捲回電極体であり、電池ケース４０は該捲回電極体３０を収容可能な角型電池ケースである。電池ケース４０の端面を構成する蓋体４２には、一対の電極端子（正極端子５０ａおよび負極端子５０ｂ）が配置されている。なお、以下では主として正極側について説明するが、本発明の構成は負極側についても同様に適用することができる。

正極端子５０ａの一端（図２では上端）には、蓋体４２の正極端子用開口部４４を挿通して電池ケース４０の外側に突出した突出部５４ａが形成されている。この突出部５４ａの先端５５をカシメ処理にて変形させることにより、正極端子５０ａを蓋体４２にカシメ固定している。図示した例では、正極端子のカシメ先端５５と蓋体４２との間には、両者を絶縁するためのガスケット４６と、正極端子５０ａを正極外部端子に接続するための導電板（例えばバスバー）４８とが配置されている。一方、正極端子５０ａの他端（図２では下端）には、電池ケース４０の内側に位置して鍔状となったフランジ部５２ａが形成されている。このフランジ部５２ａの裏面を正極集電端子３４ａに接合することにより、正極端子５０ａを捲回電極体の正極３２ａに電気的に接続している。

かかる正極端子５０ａと蓋体４２との間（電池ケース４０の正極端子用開口部４４）には、シール部材１２が配置されている。この実施形態では、シール部材１２は、突出部５４ａの外周を囲むリング状（断面矩形状のＯリング）に形成され、且つ、フランジ部の上面５３と蓋体の裏面４３との間に圧縮された状態で配置されている。そして、該圧縮に抗する反発力によって、内部の電解液が漏れないように電池ケース４０のシール性を確保している。

かかるシール部材１２は、既成のゴム製品として加工されたＥＰＤＭゴムをそのまま使用したものではなく、該既成のゴム製品を圧縮して塑性変形処理を施した上でシール部材１２として用いたものである。例えば、この実施形態では、市販のＯリングを厚み方向に圧縮し、圧力を取り除いた後もそのままの形状を保つように変形させた上で、正極端子５０ａと蓋体４２との間に配置している。

次に、図３および図４を加えて、上述したＥＰＤＭゴム成形体の塑性変形処理について説明する。図３に示すように、まず、シール部材として用いられるＥＰＤＭゴムであって既成のゴム製品であるＥＰＤＭゴム成形体１０を用意する（例えば市販のＥＰＤＭゴム製品を購入すればよい）。用意するＥＰＤＭゴム成形体１０は、広くエチレン−プロピレン−ジエン共重合体から成る合成ゴムとされるものであればよく、必要に応じてエチレンとプロピレンとの共重合体以外の成分（例えばゴムの架橋材など）を含んでいてもよい。この実施形態では、補強材としてカーボンブラックを混入させたＥＰＤＭゴム（比重１．１２）を好ましく使用している。なお、プロピレン含量に特に制限はないが、エチレンとプロピレンの合計のうち、プロピレン含量が１５〜５０ｍｏｌ％程度が適当である。

また、用意するＥＰＤＭゴム成形体１０は、電池ケース４０の所望の開口部４４をシールするために適した形状（シール部材として加工された形状）が好ましいが、その形状や寸法については特に制限されない。例えば、シール部材に適した形状に加工されていない未加工のＥＰＤＭゴム成形体１０を用意し、後述する塑性変形処理後に得られたＥＰＤＭゴム塑性変形体１２をシール部材に適した形状に加工することも可能である。この実施形態では、正極端子用開口部４４をシールするために適した断面矩形状のＯリング（厚み０．７ｍｍ程度）を用意する。

次に、図４に示すように、用意したＥＰＤＭゴム成形体１０を圧縮して塑性変形させる塑性変形処理を行う。すなわち、用意したＥＰＤＭゴム成形体１０を所定方向に圧縮することにより、圧力を取り除いた後もそのままの形状を保つように変形させ、塑性変形処理されたＥＰＤＭゴム塑性変形体１２を得る。この実施形態では、市販のＯリング（厚み０．７ｍｍ程度）を厚み方向に４２０時間（ｈ）圧縮し、その厚みが０．５ｍｍ程度になるように塑性変形させる。

かかる塑性変形処理は、例えばＥＰＤＭゴム成形体１０を触媒作用を有する金属製の金属板（圧縮板）で加圧することにより容易に行うことができる。この実施形態では、一対の金属板２０ａ、２０ｂの間にＥＰＤＭゴム成形体１０を挟み込み、その状態でＥＰＤＭゴム成形体１０を矢印「９０」の方向に加圧することにより塑性変形させる。かかる方法によれば、塑性変形処理の際に金属板の触媒作用が働く（例えばＥＰＤＭゴム中のポリマー鎖の自動酸化反応を促進させる）ため、より緻密な気孔率の小さいＥＰＤＭゴム塑性変形体１２を効果的に作製することができる。なお、金属板２０ａ、２０ｂは、例えば銅、コバルトまたは鉄製である。これらの金属イオンは、上述したような触媒作用を特に発揮し得るため、本発明の目的に適した金属板として好ましく使用することができる。

また、塑性変形処理において、ＥＰＤＭゴム成形体１０を加熱しながら塑性変形させることが好ましい。加熱処理の温度は、ＥＰＤＭゴムの耐熱限界温度（概ね１５０℃）よりも低い温度であればよいが、好ましくは１００℃〜１３０℃の範囲である。かかる温度範囲に加熱して塑性変形を行うことにより、電池用シール部材として好適な緻密な（即ち気孔率の小さい）ＥＰＤＭゴム塑性変形体１２を効率的に作製することができる。なお、加熱処理の方法は従来公知の加熱方法であればよく、特に制限されない。例えば上記金属板を加熱することによって被処理対象のＥＰＤＭゴム成形体１０を適切に加熱することができる。
また、塑性変形処理の継続時間は、特に限定されないが、少なくとも１００時間またはそれ以上行うことが好ましい。例えば、１００〜１０００時間（好ましくは２００〜６００時間）の継続が好ましい。継続時間（即ち加熱加圧時間）がそれよりも短すぎると適切な塑性変形が行われない虞があり好ましくない。一方、継続時間があまり長すぎると塑性変形が過剰となったり或いはゴムが劣化する虞があるため好ましくない。

さらに、塑性変形処理は、無酸素雰囲気下で行われることが好ましい。例えば窒素、アルゴン等の不活性ガス雰囲気下で行う。この実施形態では、図４に示した塑性変形処理をアルゴン（Ａｒ）ガス雰囲気下で行っている。かかる方法によれば、塑性変形処理の際に酸素の存在によるゴム劣化の進行を回避することができ、より緻密な気孔率の小さいＥＰＤＭゴム塑性変形体１２を安定して（生産安定性よく）作製することができる。
また、塑性変形処理の程度であるが、好ましくは、既成のゴム製品であるＥＰＤＭゴム成形体１０の塑性変形前の比重（充填材により異なり得るが典型的には１．１５以下、例えば０．８６〜１．１３）が少なくとも５％またはそれ以上、好ましくは７％以上増大する（例えば比重が１．２０以上となる）まで塑性変形処理を行うことが好ましい。このように比重の増大を基準として塑性変形処理の諸条件（加熱温度、加圧する際の圧力、継続時間等）を設定するとよい。

このようにして、シール部材として用いられる既成のＥＰＤＭゴム製品を圧縮して塑性変形させること（即ち圧力を取り除いた後もそのままの形状を保つように変形させること）により、該ＥＰＤＭゴム成形体１０をより緻密な気孔率の小さい高密度なＥＰＤＭゴム塑性変形体１２へと改質させることができる。さらに、図５および図６を用いて具体的に説明する。図５は塑性変形処理前の微視的な状態を示す断面模式図であり、図６は塑性変形処理後の微視的な状態を示す断面模式図である。

図５および図６の比較から分かるように、塑性変形処理されたＥＰＤＭゴム塑性変形体１２は、塑性変形処理前のＥＰＤＭゴム成形体１０に比べて、該ＥＰＤＭゴムを構成するポリマー鎖１４の隙間１６が小さくなり自由体積が減少する。ＥＰＤＭゴムの自由体積が減少すると、図５および図６の矢印数で示すように、電解液分子１８が移動することができるポリマー鎖１４の隙間１６が減少するため、該電解液分子１８がＥＰＤＭゴム内を透過しにくくなる。すなわち、既成のゴム製品として加工されたＥＰＤＭゴム成形体１０を塑性変形させることにより、ＥＰＤＭゴムの耐電解液透過性を向上させることができる。

その後、塑性変形処理されたＥＰＤＭゴム塑性変形体１２を圧縮して弾性変形させつつ、電池ケース４０の開口部４４を塞ぐように配置する。この実施形態では、図２に示すように塑性変形処理されたＥＰＤＭゴム塑性変形体（Ｏリング）１２を電池ケースの電極端子用開口部４４を塞ぐように（詳しくはフランジ部の上面５３と蓋体の裏面４３との間であって突出部５４ａの外周を囲むように）配置する。次いで、正極端子の突出部の先端５５をカシメ処理にて変形させるとともに、該カシメ処理するときの押圧力でＥＰＤＭゴム塑性変形体（Ｏリング）１２を厚み方向に圧縮して弾性変形させることにより、該ＥＰＤＭゴム塑性変形体（Ｏリング）１２を正極端子５０ａと蓋体４２との間に圧入する。このようにして、本実施形態に係る電池１００のシール構造を構築することができる。

本実施形態の電池１００の製造方法によれば、シール部材として用いられる既成のＥＰＤＭゴム製品（ＥＰＤＭゴム成形体）１０を圧縮して塑性変形させること（即ち圧力を取り除いた後もそのままの形状を保つように変形させること）により、より緻密な気孔率の小さい高密度なＥＰＤＭゴム塑性変形体１２へと改質させることができ、ＥＰＤＭゴムの耐電解液透過性を向上させることができる。これにより、例えばＥＰＤＭゴム塑性変形体１２に付着した電解液が該ゴム内を透過して（染み込んで）外部に漏れることを抑制することができ、電池の経年使用に伴う電解液量の減少を防止することができる。その結果、電池性能（例えば電池の耐久性など）を向上させることができる。

ＥＰＤＭゴムの圧縮率（即ち塑性変形前のＥＰＤＭゴム成形体１０の厚みに対する塑性変形により減少した厚みの比率）は少なくとも１０％またはそれ以上、典型的には１５％〜５０％程度（例えば１５％〜２０％）の範囲が好ましい。ＥＰＤＭゴムの圧縮率をこのような範囲にすることにより、ＥＰＤＭゴムを高密度化したことによるメリット（耐電解液透過性の向上）を得つつ、該ＥＰＤＭゴムにシール部材としての適度な弾性を持たせることができる。このようなＥＰＤＭゴムの圧縮率の制御は、例えばＥＰＤＭゴム成形体１０に加える加圧力等を適当に調整することにより容易に行うことができる。

なお、ＥＰＤＭゴムからなるシール部材（ＥＰＤＭゴム塑性変形体）１２の配置箇所は、図２に示した電極端子用開口部４４だけに限定されず、シール性の確保が必要とされる電池ケースの所望の開口部であればよい。例えば、ＥＰＤＭゴムからなるシール部材１２を電池ケースの注液口（電解液の注入口）周辺に配置してもよく、あるいは電池ケースの蓋体とケース本体部分との接合部周辺に配置してもよい。

以下、図１を参照しつつ、電池１００を構成する各構成材料について言及する。本実施形態に係る捲回電極体３０は、通常のリチウムイオン電池の捲回電極体と同様、シート状正極（以下「正極シート」という。）とシート状負極（以下「負極シート」という。）を計２枚のシート状セパレータ（以下「セパレータシート」という。）と共に積層し、さらに当該正極シートと負極シートとをややずらしつつ捲回し、次いで得られた捲回体を側面方向から押しつぶして拉げさせることによって作製される扁平形状の捲回電極体３０である。

かかる捲回電極体３０の捲回方向に対する横方向において、上記のとおりにややずらしつつ捲回された結果として、正極シートおよび負極シートの端の一部がそれぞれ捲回コア部分（即ち正極シートの正極活物質層形成部分と負極シートの負極活物質層形成部分とセパレータシートとが密に捲回された部分）から外方にはみ出ている。かかる正極側はみ出し部分（即ち正極活物質層の非形成部分）３２ａおよび負極側はみ出し部分（即ち負極活物質層の非形成部分）３２ｂには、正極集電端子３４ａおよび負極リード端子３４ｂがそれぞれ付設されており、それぞれ、上述の正極端子５０ａおよび負極端子５０ｂと電気的に接続される。

かかる捲回電極体３０を構成する材料および部材自体は、従来のリチウムイオン電池の電極体と同様でよく、特に制限はない。例えば、正極シートは長尺状の正極集電体の上にリチウムイオン電池用正極活物質層が付与されて形成され得る。正極集電体にはアルミニウム箔（本実施形態）その他の正極に適する金属箔が好適に使用される。正極活物質は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、ＬｉＭｎ_２Ｏ_４、ＬｉＣｏＯ_２、ＬｉＮｉＯ_２等が挙げられる。一方、負極シートは長尺状の負極集電体の上にリチウムイオン電池用負極活物質層が付与されて形成され得る。負極集電体には銅箔（本実施形態）その他の負極に適する金属箔が好適に使用される。負極活物質は従来からリチウムイオン電池に用いられる物質の一種または二種以上を特に限定することなく使用することができる。好適例として、グラファイトカーボン、アモルファスカーボン等の炭素系材料、リチウム含有遷移金属酸化物や遷移金属窒化物等が挙げられる。

また、正負極シート間に使用される好適なセパレータシートとしては多孔質ポリオレフィン系樹脂で構成されたものが挙げられる。なお、単電池の容器内に収容する電極体は上記捲回タイプに限定されない。例えば正極シートと負極シートをセパレータと共に交互に積層して成る積層タイプの電極体であってもよい。

電池ケース４０の構成について説明すると、電池ケース４０の材質は従来の電池で使用されるものと同じであればよく特に制限はないが、比較的軽量な材質が挙げられる。例えば、好ましくは表面に絶縁用樹脂コーティングが施されているような金属製容器、ポリプロピレン等のポリオレフィン系樹脂その他の合成樹脂製容器が好適である。 電池ケース４０内に上記捲回電極体３０と共に収容される電解質の構成について説明する。本実施形態の電解質は例えばＬｉＰＦ_６等のリチウム塩である。例えば、適当量（例えば濃度１M）のＬｉＰＦ_６等のリチウム塩をジエチルカーボネートとエチレンカーボネートとの混合溶媒（例えば質量比１：１）のような非水電解液に溶解して電解液として使用することができる。捲回電極体３０を電池ケース４０に収容するとともに、上記電解液を注入して封止することによって本実施形態の電池１００は構築される。

本発明に係る製造方法により得られたＥＰＤＭゴム塑性変形体を電池用シール部材として用いることにより電解液量の減少を防止し得ることを確認するため、実施例１として以下の実験を行った。

（実施例１）
ゴム製品として加工された市販のＥＰＤＭゴム成形体（Ｏリング、厚さ０．７ｍｍ程度）を用意し、これをＡｒガス雰囲気下、１２０℃にて熱処理しつつ、一対の金属板（ここでは銅板）を用いて４２０時間（ｈ）圧縮し、該ＥＰＤＭゴム成形体の圧縮率が約１５％〜２０％となるようにしてＥＰＤＭゴム塑性変形体を作製した（塑性変形処理）。なお、塑性変形前のＥＰＤＭゴム成形体の比重が１．１２であるのに対し、塑性変形後のＥＰＤＭゴム塑性変形体の比重は１．２１まで増大した。

次いで、作製したＥＰＤＭゴム塑性変形体を用いて、図１および図２に示すような角型リチウムイオン電池を作製し、６５℃の温度下において経過時間に対する電池の重量減少量を測定した。なお、リチウムイオン電池の作製に際し、電池ケースには電極体を収容せずに電解液のみを注入した。電解液としては、エチレンカーボネイトとジエチルカーボネートとの３：７（質量比）混合溶媒に約１ｍｏｌ／リットルのＬｉＰＦ_６を溶解させたものを使用した。なお、実施例１では２つのリチウムイオン電池を作製し各電池の重量減少量を測定した。

（比較例１）
塑性変形処理をせずに、上記市販のＥＰＤＭゴム成形体をそのまま用いてリチウムイオン電池を作製した。市販のＥＰＤＭゴム成形体をそのまま用いたこと以外は実施例１と同様にしてリチウムイオン電池を作製し、電池の経過時間に対する重量減少量を測定した。

（比較例２）
塑性変形処理をせずに、市販のＥＰＤＭゴム成形体を１２０℃で４２００時間（ｈ）熱処理したＥＰＤＭゴム成形体を用いてリチウムイオン電池を作製した、１２０℃で４２００時間（ｈ）熱処理したＥＰＤＭゴム成形体を用いたこと以外は実施例１と同様にしてリチウムイオン電池を作製し、電池の経過時間に対する重量減少量を測定した。

上記重量減少量の測定結果を図７に示す。図７は、実施例１及び比較例１、２のリチウムイオン電池を６５℃の温度下にて放置した際の電池の重量減少量（ｇ）と試験時間（ｈ）との関係を示す。ここでは、電池の重量減少量（ｇ）はＥＰＤＭゴムを透過した電解液透過量に相当し、各プロットから得られた直線の傾きは電解液の透過速度（ｇ／ｈ）を表している。

図７から明らかなように、実施例１のリチウムイオン電池は、比較例１、２のリチウムイオン電池に比べて時間経過に従う電池の重量減少量（すなわち電解液透過量）が少なく、電解液の透過速度を約５０％低減し得ることが分かった。また、比較例２の測定結果からはＥＰＤＭゴム成形体を長時間熱処理しただけでは電解液の透過を十分に抑制し得ないことが分かった。このことから、本発明に係る製法により得られたＥＰＤＭゴム塑性変形体を電池用シール部材として用いることにより、電池の電解液量の減少を防止し得ることが確認された。なお、図７ではプロットを省略しているが、各電池の放置温度を６５℃から４０℃に変更して同様の実験を行ったところ、実施例１のリチウムイオン電池の方が比較例１のリチウムイオン電池よりも電解液透過量を低減することができ、その透過速度は比較例の約半分となった。

（実施例２）
塑性変形処理の熱処理温度を１２０℃から６５℃に変更してリチウムイオン電池を作製した。熱処理温度を６５℃に変更したこと以外は実施例１と同様にしてリチウムイオン電池を作製し、電池の経過時間に対する重量減少量を測定した。その結果を図８に示す。

図８に示すように、熱処理温度を６５℃に変更した実施例２の方が比較例１に比べて時間経過に従う電池の重量減少量が少なく、電解液の透過速度を低減し得ることが分かった。ただし、実施例１及び実施例２の比較から、さらに高温の１２０℃で熱処理を行う方が電解液量の減少を効果的に防止し得ることが分かった。

（実施例３）
塑性変形処理のＡｒガス雰囲気下を空気存在下に変更してリチウムイオン電池を作製した。空気存在下に変更したこと以外は実施例１と同様にしてリチウムイオン電池を作製し、電池の経過時間に対する重量減少量を測定した。その結果を図９に示す。

図９に示すように、塑性変形処理を空気存在下で行った実施例３の方が比較例１に比べて時間経過に従う電池の重量減少量が少なく、電解液の透過速度を低減し得ることが分かった。ただし、実施例１及び実施例３の比較から、塑性変形処理をＡｒガス雰囲気下（すなわち無酸素雰囲気下）で行う方が電解液量の減少を効果的に防止し得ることが確認された。

（実施例４）
塑性変形処理に用いる金属板を銅板からアルミニウム板に変更してリチウムイオン電池を作製した。金属板をアルミニウム板に変更したこと以外は実施例１と同様にしてリチウムイオン電池を作製し、電池の経過時間に対する重量減少量を測定した。その結果を図１０に示す。

図１０に示すように、金属板をアルミニウム板に変更した実施例４の方が比較例１に比べて時間経過に従う電池の重量減少量が少なく、電解液の透過速度を低減し得ることが分かった。ただし、実施例１及び実施例４との比較から、塑性変形処理に用いる金属板を銅板にした方が電解液量の減少を効果的に防止し得ることが確認された。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、本発明の実施に好適な電池の構成はリチウムイオン電池に制限されない。ニッケル水素電池、電気二重層キャパシタ等が本発明の実施に好適な電池の構成として挙げられる。

また、本発明の塑性変形処理により得られるＥＰＤＭゴム塑性変形体の用途は、電池用シール部材だけに制限されない。すなわち、本発明は、一般にシール部材として用いられるＥＰＤＭゴムの製造方法を提供する。かかる製造方法では、まず、シール部材として用いられるＥＰＤＭゴムであって既成のゴム製品であるＥＰＤＭゴム成形体を用意し、次いで、用意したＥＰＤＭゴム成形体を圧縮して塑性変形させる塑性変形処理工程を行う。この製造方法によれば、シール部材として用いられる既成のＥＰＤＭゴム製品（ＥＰＤＭゴム成形体）を圧縮して塑性変形させることにより、該ＥＰＤＭゴムの耐液体透過性および耐気体透過性を向上させることができ、液体および気体を密封するためのシール部材として好ましいＥＰＤＭゴム塑性変形体を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る電池の断面を模式的に示す断面図。 本発明の一実施形態に係る電池の要部断面を模式的に示す要部断面図。 本発明の一実施形態に係る製造工程を模式的に示す外観工程図。 本発明の一実施形態に係る製造工程を模式的に示す外観工程図。 塑性変形前のＥＰＤＭゴム成形体の微視的な状態を示す断面模式図。 塑性変形処理されたＥＰＤＭゴム塑性変形体の微視的な状態を示す断面模式図。 本発明の一実施例に係る電池の重量減少量（ｇ）と試験時間（ｈ）との関係を示すグラフ。 本発明の一実施例に係る電池の重量減少量（ｇ）と試験時間（ｈ）との関係を示すグラフ。 本発明の一実施例に係る電池の重量減少量（ｇ）と試験時間（ｈ）との関係を示すグラフ。 本発明の一実施例に係る電池の重量減少量（ｇ）と試験時間（ｈ）との関係を示すグラフ。

符号の説明

１０ ＥＰＤＭゴム成形体
１２ ＥＰＤＭゴム塑性変形体
１４ ポリマー鎖
１６ 隙間
１８ 液体分子
２０ａ、２０ｂ 金属板
３０ 捲回電極体
３２ａ 正極
３２ｂ 負極
３４ａ 正極集電端子
３４ｂ 負極集電端子
４０ 角型電池ケース
４２ 蓋体
４３ 蓋体の裏面
５０ａ 正極端子
５０ｂ 負極端子
５２ａ フランジ部分
５３ フランジ部分の上面
５４ａ 突出部分
１００ 角型リチウムイオン電池

Claims (12)

1. 電極体および電解液を収容する電池ケースと、該電池ケースの開口部を塞ぐＥＰＤＭゴムからなるシール部材とを備える電池の製造方法であって、
   前記シール部材として用いられるＥＰＤＭゴムであって既成のゴム製品であるＥＰＤＭゴム成形体を用意する工程と、
   前記用意したＥＰＤＭゴム成形体を圧縮して塑性変形させる塑性変形処理工程と、
   前記塑性変形処理されたＥＰＤＭゴム塑性変形体を圧縮して弾性変形させつつ、前記電池ケースの開口部を塞ぐように配置する工程と
   を含む、電池の製造方法。
2. 前記塑性変形処理工程において、前記ＥＰＤＭゴム成形体を加熱しながら塑性変形させる、請求項１に記載の製造方法。
3. 前記塑性変形処理工程において、前記ＥＰＤＭゴム成形体を触媒作用を有する金属製の金属板で加圧することにより塑性変形させる、請求項１または２に記載の製造方法。
4. 前記金属板は、銅、コバルトまたは鉄製である、請求項３に記載の製造方法。
5. 前記塑性変形処理工程は、無酸素雰囲気下で行われる、請求項１から４の何れか一つに記載の製造方法。
6. 前記電池は、前記電極体に電気的に接続される電極端子を有し、
   前記電池ケースは、前記電極端子を挿通可能な電極端子用開口部を有し、
   ここで、前記塑性変形処理されたＥＰＤＭゴム成形体を、前記電池ケースの電極端子用開口部を塞ぐように配置する、請求項１から５の何れか一つに記載の製造方法。
7. シール部材として用いられるＥＰＤＭゴムの製造方法であって、
   前記シール部材として用いられるＥＰＤＭゴムであって既成のゴム製品であるＥＰＤＭゴム成形体を用意する工程と、
   前記用意したＥＰＤＭゴム成形体を無酸素雰囲気下で圧縮して塑性変形させる塑性変形処理工程と
   を含む、塑性変形により比重が高められたＥＰＤＭゴムの製造方法。
8. 前記塑性変形処理工程において、前記ＥＰＤＭゴム成形体を加熱しながら塑性変形させる、請求項７に記載の製造方法。
9. 前記塑性変形処理工程において、前記ＥＰＤＭゴム成形体を触媒作用を有する金属製の金属板で加圧しながら塑性変形させる、請求項７または８に記載の製造方法。
10. 前記金属板は、銅、コバルトまたは鉄製である、請求項９に記載の製造方法。
11. 請求項７から１０の何れか一つに記載の製造方法により製造されたＥＰＤＭゴムから成る、電池用シール部材。
12. 電極体および電解液を収容する電池ケースと、該電池ケースの開口部を塞ぐＥＰＤＭゴムからなるシール部材とを備える電池であって、
    前記シール部材として請求項７から１０の何れか一つに記載の製造方法により製造されたＥＰＤＭゴムから成る電池用シール部材を備える、電池。

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