JP2011159413A - Coin-shaped battery - Google Patents

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Yukihiro Gotanda
幸宏 五反田
Shinji Fujii
慎二 藤井
Takeshi Yanagimoto
猛 柳本
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To solve a problem in which there is a possibility to generate internal short circuit in case of decrease of a volume of an anode and increase of a volume of a cathode by discharging, in a coin-shaped battery. <P>SOLUTION: In the coin-shaped battery 1, a power generation element made by arranging a cathode 10 and an anode 11 made of lithium metal in opposition through a separator 12 is housed with electrolyte in a battery case 13 formed in a shape of a cylinder with a bottom, a sealing plate 14 is arranged through a gasket 15 at an opening of the battery case 13, and is sealed by caulking. The separator 12 includes an extended part 12a toward a cylindrical direction, and a length B from a position corresponding to a lower surface of a flange part 14c of the sealing plate 14 in the extended part 12a to a lower end of the extended part is made larger than a thickness A of the anode. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&INPIT

Description

本発明は各種携帯用電子機器などに用いられるコイン形電池に関するものである。   The present invention relates to a coin-type battery used for various portable electronic devices and the like.

コイン形電池はボタン形電池、偏平形電池とも称され、小型薄型である特徴を活かして腕時計やキーレスエントリーなど小型化が要求される場合や、OA機器やFA機器などのメモリーバックアップなど長期間の使用が要求される場合に広く用いられている。さらに各種のメータや測定機用電源にも採用され、その用途は拡大の一途にある。近年では自動車、産業機器などのより厳しい環境下で使用することが要望され、それと共に、さらなる高性能化のための改良が進められている。   Coin-type batteries are also called button-type batteries and flat-type batteries, and when small size is required such as wristwatches and keyless entry by taking advantage of their small and thin characteristics, or long-term backup such as memory backup for OA equipment and FA equipment. Widely used when required. It is also used for various meters and power supplies for measuring machines, and its use is expanding. In recent years, there has been a demand for use in more severe environments such as automobiles and industrial equipment, and at the same time, improvements for further higher performance are being promoted.

コイン形電池は、電池ケース内に正極と負極とをセパレータを介して対向配置し、電解液を充填した後、ガスケットを介して電池ケースの開口部を封口板でカシメ封口して形成されている。(例えば特許文献1参照)   A coin-type battery is formed by placing a positive electrode and a negative electrode opposite to each other through a separator in a battery case, filling the electrolyte, and crimping the opening of the battery case with a sealing plate via a gasket. . (For example, see Patent Document 1)

再公表02/013290号公報Republication 02/013290

このようなコイン形電池では使用時の放電に伴って負極が徐々に消失するとともに、正極が徐々に膨張する。これに伴いセパレータも封口板側に近づき、放電末期では正極がセパレータを介して負極側の封口板の内面と近接対向する。この際、セパレータの先端が負極側の封口板の内面の封口部の折曲げ部よりも上昇してしまうと正極の外周部と負極側の封口板の内面の折曲げ分が短絡してしまう恐れがある。   In such a coin-type battery, the negative electrode gradually disappears with the discharge during use, and the positive electrode gradually expands. Along with this, the separator also approaches the sealing plate side, and at the end of discharge, the positive electrode comes close to and faces the inner surface of the negative electrode side sealing plate via the separator. At this time, if the tip of the separator rises higher than the bent portion of the sealing portion on the inner surface of the negative electrode side sealing plate, the bent portion of the outer peripheral portion of the positive electrode and the inner surface of the negative electrode side sealing plate may be short-circuited. There is.

本発明は、放電により負極が消失し正極が膨張した場合でも、内部短絡を引き起こさない高信頼性のコイン形電池を提供することを目的とする。   It is an object of the present invention to provide a highly reliable coin-type battery that does not cause an internal short circuit even when the negative electrode disappears due to discharge and the positive electrode expands.

上記課題を解決するために本発明のコイン形電池は、有底円筒形に形成された電池ケース内に、正極とリチウム金属からなる負極をセパレータを介して対向配置した発電要素を電解液とともに収納し、電池ケースの開口部にガスケットを介して封口板を配し、カシメ加工により封口したコイン形電池であって、前記封口板は、電池ケースと逆向きの有底円筒形であって、その開口部にフランジ部を有し、フランジ部の先端部分に円筒方向への延出部と、その折り返し部とが形成され、前記電池ケースは、その底面周囲に少なくとも前記延出部の内径より小さい外径を有すると共に前記底面から上方に向けて形成された立ち上がり部と前記立ち上がり部から更に延出するカシメ部とが形成され、前記ガスケットは、カシメ加工されたときに、断面コ字状に変形されたカシメ部と前記フランジ部、延出部、及び折り返し部の間に圧縮されるように配置されたコイン形電池において、前記セパレータは円筒方向への延長部を有しており、この延長部における前記封口板のフランジ部下面に対応する位置から延長部下端までの長さが負極の厚みより大きいことを特徴とするものである。   In order to solve the above-mentioned problems, a coin-type battery according to the present invention stores a power generation element in which a positive electrode and a negative electrode made of lithium metal are arranged opposite to each other with a separator in a battery case formed in a bottomed cylindrical shape together with an electrolytic solution. And a coin-type battery in which a sealing plate is disposed in the opening of the battery case via a gasket and sealed by caulking, and the sealing plate has a bottomed cylindrical shape opposite to the battery case, A flange portion is formed in the opening, and a cylindrical extension portion and a folded portion are formed at a tip portion of the flange portion, and the battery case is at least smaller than the inner diameter of the extension portion around the bottom surface. A rising portion having an outer diameter and formed upward from the bottom surface and a crimping portion extending further from the rising portion are formed, and the gasket is cut when crimped. In the coin-type battery disposed so as to be compressed between the crimped portion deformed in a U-shape and the flange portion, the extending portion, and the folded portion, the separator has an extending portion in the cylindrical direction. The length from the position corresponding to the lower surface of the flange portion of the sealing plate in the extension portion to the lower end of the extension portion is larger than the thickness of the negative electrode.

本発明によれば、電池ケース内に正極とリチウム金属からなる負極をセパレータを介し
て対向配置した発電要素を電解液とともに収納し、上記負極と導通される封口板をガスケットを介して電池ケースの開口部に封着してなるコイン形電池において、放電により負極が消失し正極が膨張した場合でも、正極と封口板とが短絡しない高信頼性のコイン形電池を提供することができる。
According to the present invention, a power generation element in which a positive electrode and a negative electrode made of lithium metal are disposed opposite to each other with a separator in a battery case is stored together with an electrolyte, and a sealing plate connected to the negative electrode is connected to the battery case via a gasket. In the coin-type battery sealed in the opening, even when the negative electrode disappears and the positive electrode expands due to discharge, a highly reliable coin-type battery in which the positive electrode and the sealing plate are not short-circuited can be provided.

本発明の一実施の形態であるコイン形電池の構成を模式的に示す半断面図1 is a half sectional view schematically showing a configuration of a coin-type battery according to an embodiment of the present invention. 本発明の他の実施の形態であるコイン形電池の構成を模式的に示す半断面図The half sectional view which shows typically the structure of the coin-type battery which is other embodiment of this invention 比較例のコイン形電池の構成を模式的に示す半断面図Half sectional view schematically showing the configuration of a coin-type battery of a comparative example 他の比較例のコイン形電池の構成を模式的に示す半断面図Half sectional view schematically showing the configuration of a coin-type battery of another comparative example

本発明における第1の発明は、有底円筒形に形成された電池ケース内に、正極とリチウム金属からなる負極をセパレータを介して対向配置した発電要素を電解液とともに収納し、電池ケースの開口部にガスケットを介して封口板を配し、カシメ加工により封口したコイン形電池であって、前記封口板は、電池ケースと逆向きの有底円筒形であって、その開口部にフランジ部を有し、フランジ部の先端部分に円筒方向への延出部と、その折り返し部とが形成され、前記電池ケースは、その底面周囲に少なくとも前記延出部の内径より小さい外径を有すると共に前記底面から上方に向けて形成された立ち上がり部と前記立ち上がり部から更に延出するカシメ部とが形成され、前記ガスケットは、カシメ加工されたときに、断面コ字状に変形されたカシメ部と前記フランジ部、延出部、及び折り返し部の間に圧縮されるように配置されたコイン形電池において、前記セパレータは円筒方向への延長部を有しており、この延長部における前記封口板のフランジ部下面に対応する位置から延長部下端までの長さが負極の厚みより大きいことを特徴とするコイン形電池である。   According to a first aspect of the present invention, in a battery case formed in a bottomed cylindrical shape, a power generation element in which a positive electrode and a negative electrode made of lithium metal are arranged opposite to each other with a separator interposed therebetween is accommodated together with an electrolyte, A coin-type battery in which a sealing plate is arranged via a gasket and sealed by caulking, and the sealing plate is a bottomed cylindrical shape opposite to the battery case, and a flange portion is formed in the opening. A cylindrical portion extending in the front end portion of the flange portion and a folded portion thereof, and the battery case has an outer diameter smaller than an inner diameter of the extending portion around the bottom surface of the battery case. A rising portion formed upward from the bottom surface and a crimping portion further extending from the rising portion are formed, and the gasket was deformed into a U-shaped cross section when crimped. In the coin-type battery arranged to be compressed between the squeeze portion and the flange portion, the extension portion, and the folded portion, the separator has an extension portion in a cylindrical direction, and the extension portion in the extension portion The coin-type battery is characterized in that the length from the position corresponding to the lower surface of the flange portion of the sealing plate to the lower end of the extension portion is larger than the thickness of the negative electrode.

この構成により、放電末期の負極がほとんど消失し、正極が膨張して封口板側に近接してきても、セパレータの延長部の存在によって封口板の折曲げ部の内面と正極との間にセパレータの延長部が必ず存在して正極と封口板とが短絡しない高信頼性のコイン形電池を提供することができる。   With this configuration, even if the negative electrode at the end of discharge almost disappears and the positive electrode expands and comes close to the sealing plate side, the presence of the extension of the separator causes the separator between the inner surface of the bent portion of the sealing plate and the positive electrode. It is possible to provide a highly reliable coin-type battery in which the extension is always present and the positive electrode and the sealing plate are not short-circuited.

本発明における第2の発明は、第1の発明において上記セパレータの延長部下端がガスケットの底面より下方、かつ電池ケースの内底面より上方に位置することを特徴とするコイン形電池である。   According to a second aspect of the present invention, there is provided a coin-type battery according to the first aspect, wherein the lower end of the extension of the separator is located below the bottom surface of the gasket and above the inner bottom surface of the battery case.

この構成により、放電末期に負極が消失し正極が膨張した場合でも、正極と封口板とが短絡しないという上記効果に加え、放電初期においても電池ケースの立ち上がり部の存在によって、セパレータの先端が封口の際にガスケットと電池ケースとの間に噛み込むことによる漏液経路の発生を防止でき、高信頼性のコイン形電池を提供することができる。   With this configuration, even when the negative electrode disappears at the end of discharge and the positive electrode expands, the positive electrode and the sealing plate do not short-circuit, and the presence of the rising part of the battery case also prevents the tip of the separator from being sealed even in the initial stage of discharge. In this case, it is possible to prevent the occurrence of a leakage path due to biting between the gasket and the battery case, and it is possible to provide a highly reliable coin-type battery.

以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に示す実施の形態は本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定するものではない。   Embodiments of the present invention will be described below. The following embodiment is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention.

図1は、本発明の実施形態の一つであるコイン形電池1の構成を模式的に示す半断面図である。コイン形電池1は、正極10、負極11、セパレータ12、正極側となる電池ケース13、負極側となる封口板14、ガスケット15および図示しない非水電解液を含むコイン形電池である。   FIG. 1 is a half sectional view schematically showing a configuration of a coin-type battery 1 which is one of the embodiments of the present invention. The coin-type battery 1 is a coin-type battery including a positive electrode 10, a negative electrode 11, a separator 12, a battery case 13 on the positive electrode side, a sealing plate 14 on the negative electrode side, a gasket 15, and a non-aqueous electrolyte (not shown).

正極10は、正極活物質、導電材および結着剤を含み、セパレータ12を介して負極11に対向するように設けられる。   The positive electrode 10 includes a positive electrode active material, a conductive material, and a binder, and is provided to face the negative electrode 11 with a separator 12 interposed therebetween.

正極活物質としてはリチウム一次電池の分野で常用されるものを使用でき、その中でも、フッ化黒鉛、金属酸化物などが好ましい。フッ化黒鉛としては、化学式CF(0.8≦x≦1.1)で表されるものが好ましい。フッ化黒鉛は、長期信頼性、安全性、高温安定性などの点で優れている。フッ化黒鉛は、石油コークス、人造黒鉛などをフッ素化して得られる。金属酸化物としては、二酸化マンガン、酸化銅などが挙げられる。正極活物質は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。   As the positive electrode active material, those commonly used in the field of lithium primary batteries can be used, and among them, fluorinated graphite, metal oxides and the like are preferable. As the fluorinated graphite, those represented by the chemical formula CF (0.8 ≦ x ≦ 1.1) are preferable. Fluorinated graphite is excellent in terms of long-term reliability, safety, and high-temperature stability. Fluorinated graphite is obtained by fluorinating petroleum coke, artificial graphite and the like. Examples of the metal oxide include manganese dioxide and copper oxide. A positive electrode active material can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

導電材としてもリチウム一次電池の分野で常用されるものを使用でき、たとえば、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック、人造黒鉛などの黒鉛類などを使用できる。導電材は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。結着剤としてもリチウム一次電池の分野で常用されるものを使用でき、たとえば、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、ポリフッ化ビニリデン(PVDF)、PVDFの変性体、テトラフルオロエチレン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体(FEP)、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体(PFA)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン共重合体、フッ化ビニリデン−クロロトリフルオロエチレン共重合体、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体(ETFE樹脂)、フッ化ビニリデン−ペンタフルオロプロピレン共重合体、プロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体(ECTFE)、フッ化ビニリデン−ヘキサフルオロプロピレン−テトラフルオロエチレン共重合体などのフッ素樹脂、スチレンブタジエンゴム(SBR)、変性アクリロニトリルゴム、エチレン−アクリル酸共重合体などが挙げられる。   As the conductive material, those commonly used in the field of lithium primary batteries can be used. For example, carbon black such as acetylene black and ketjen black, and graphite such as artificial graphite can be used. A conductive material can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types. As the binder, those commonly used in the field of lithium primary batteries can be used. For example, polytetrafluoroethylene (PTFE), polyvinylidene fluoride (PVDF), modified PVDF, tetrafluoroethylene-hexafluoropropylene copolymer Copolymer (FEP), tetrafluoroethylene-perfluoroalkyl vinyl ether copolymer (PFA), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene copolymer, vinylidene fluoride-chlorotrifluoroethylene copolymer, ethylene-tetrafluoroethylene copolymer Polymer (ETFE resin), vinylidene fluoride-pentafluoropropylene copolymer, propylene-tetrafluoroethylene copolymer, ethylene-chlorotrifluoroethylene copolymer (ECTFE), vinylidene fluoride-hexafluoropropylene Pyrene - fluororesin such as tetrafluoroethylene copolymer, styrene-butadiene rubber (SBR), modified acrylonitrile rubber, ethylene - like acrylic acid copolymer.

結着剤は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。   A binder can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

負極11は、リチウムまたはリチウム合金を含有し、セパレータ12を介して正極10に対向するように設けられる。リチウム合金としては、リチウム一次電池の分野で常用されるものを使用でき、たとえば、Li−Al、Li−Sn、Li−NiSi、Li−Pbなどが挙げられる。   The negative electrode 11 contains lithium or a lithium alloy, and is provided so as to face the positive electrode 10 with the separator 12 interposed therebetween. As the lithium alloy, those commonly used in the field of lithium primary batteries can be used, and examples thereof include Li—Al, Li—Sn, Li—NiSi, and Li—Pb.

セパレータ12としては、コイン形電池の分野で常用されるものを使用でき、正極10と負極11とが短絡することを防止できるのであれば特に制限される訳ではなく、さらに非水電解液の浸透性に優れ、イオンの移動抵抗とならないことが望ましい。代表的な素材としてはポリオレフィン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリアクリレート、ポリメタクリレート、ポリアミド、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、ポリベンズイミダゾール、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンなどが挙げられ、形状としては不織布、微多孔フィルムなどが挙げられる。   The separator 12 is not particularly limited as long as it can prevent the short-circuit between the positive electrode 10 and the negative electrode 11 as long as it can be used in the coin-type battery field. It is desirable that it has excellent properties and does not become an ion migration resistance. Typical materials include polyolefin, polyester, polycarbonate, polyacrylate, polymethacrylate, polyamide, polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, polysulfone, polyethersulfone, polybenzimidazole, polyetheretherketone, polyphenylene, etc. Examples of the shape include a nonwoven fabric and a microporous film.

セパレータ12は円筒方向への延長部12aを有しており、この延長部12aにおける上記封口板14のフランジ部14c下面に対応する位置から延長部12a下端までの長さBが負極11の厚みAより大きい。この延長部12aによって正極10と封口板14の内面との短絡を防止している。   The separator 12 has an extension part 12a in the cylindrical direction, and the length B from the position corresponding to the lower surface of the flange part 14c of the sealing plate 14 to the lower end of the extension part 12a in the extension part 12a is the thickness A of the negative electrode 11. Greater than. The extension 12a prevents a short circuit between the positive electrode 10 and the inner surface of the sealing plate 14.

非水電解液は、溶質および非水溶媒を含有する。   The nonaqueous electrolytic solution contains a solute and a nonaqueous solvent.

溶質としては、リチウム一次電池の分野で常用されるものを使用でき、たとえば、六フッ化リン酸リチウム(LiPF)、ホウフッ化リチウム(LiBF)、トリフルオロメタンスルホン酸リチウム(LiCFSO)、リチウム・ビスペンタフルオロエチルスルホン酸イミド(LiN(SO)、リチウムビス(トリフルオロメチルスルホニル)イミド(LiN(CFSO)、リチウムトリス(トリフルオロメチ
ルスルホニル)メチド(LiC(CFSO)、過塩素酸リチウム(LiClO)などが挙げられる。溶質は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。
As the solute, those commonly used in the field of lithium primary batteries can be used. For example, lithium hexafluorophosphate (LiPF 6 ), lithium borofluoride (LiBF 4 ), lithium trifluoromethanesulfonate (LiCF 3 SO 3 ) , Lithium-bispentafluoroethylsulfonic acid imide (LiN (SO 2 C 2 F 5 ) 2 ), lithium bis (trifluoromethylsulfonyl) imide (LiN (CF 3 SO 2 ) 2 ), lithium tris (trifluoromethylsulfonyl) ) Methide (LiC (CF 3 SO 2 ) 3 ), lithium perchlorate (LiClO 4 ) and the like. Solutes can be used alone or in combination of two or more.

非水溶媒としても、リチウム一次電池の分野で常用されるものを使用でき、たとえば、γ−ブチロラクトン(γ−BL)、γ−バレロラクトン(γ−VL)、プロピレンカーボネート(PC)、エチレンカーボネート(EC)などの環状炭酸エステル、1,2−ジメトキシエタン(DME)、1,2−ジエトキシエタン(DEE)、1,3−ジオキソラン、ジメチルカーボネート(DMC)、ジエチルカーボネート(DEC)、エチルメチルカーボネート(EMC)、N,N−ジメチルホルムアミド、テトラヒドロフラン、2−メチルテトラヒドロフラン、ジメチルスルホキシド、ホルムアミド、アセトアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、プロピルニトリル、ニトロメタン、エチルモノグライム、トリメトキシメタン、ジオキソラン誘導体、スルホラン、メチルスルホラン、プロピレンカーボネート誘導体、テトラヒドロフラン誘導体などが挙げられる。非水溶媒は1種を単独でまたは2種以上を組み合わせて使用できる。   As the non-aqueous solvent, those commonly used in the field of lithium primary batteries can be used. For example, γ-butyrolactone (γ-BL), γ-valerolactone (γ-VL), propylene carbonate (PC), ethylene carbonate ( EC), cyclic carbonates such as 1,2-dimethoxyethane (DME), 1,2-diethoxyethane (DEE), 1,3-dioxolane, dimethyl carbonate (DMC), diethyl carbonate (DEC), ethyl methyl carbonate (EMC), N, N-dimethylformamide, tetrahydrofuran, 2-methyltetrahydrofuran, dimethylsulfoxide, formamide, acetamide, dimethylformamide, dioxolane, acetonitrile, propylnitrile, nitromethane, ethyl monoglyme, trimethoxyme Emissions, dioxolane derivatives, sulfolane, methyl sulfolane, propylene carbonate derivatives, tetrahydrofuran derivatives. A non-aqueous solvent can be used individually by 1 type or in combination of 2 or more types.

非水電解液における溶質濃度は特に制限されないが、好ましくは0.5〜1.5mol/Lである。溶質濃度が0.5mol/L未満では、室温での放電特性または長期保存後の放電特性が低下するおそれがある。溶質濃度が1.5mol/Lを超えると、−40℃程度の低温環境下では、非水電解液の粘度上昇およびイオン伝導度の低下が顕著になるおそれがある。   The solute concentration in the nonaqueous electrolytic solution is not particularly limited, but is preferably 0.5 to 1.5 mol / L. If the solute concentration is less than 0.5 mol / L, the discharge characteristics at room temperature or the discharge characteristics after long-term storage may be deteriorated. If the solute concentration exceeds 1.5 mol / L, the increase in viscosity and decrease in ionic conductivity of the nonaqueous electrolyte solution may become prominent under a low temperature environment of about −40 ° C.

電池ケース13は、正極集電体および正極端子を兼ねる。封口板14は、負極集電体および負極端子を兼ねる。ガスケット15はリング状で、その断面はL字状に形成されており、主に、電池ケース13と封口板14とを絶縁する。電池ケース13、封口板14およびガスケット15は、リチウム一次電池の分野で常用されるものを使用できる。電池ケース13および封口板14には、たとえば、ステンレス鋼製のものを使用できる。ガスケット15には、たとえば、ポリプロピレンなどの合成樹脂製のものを使用できる。   The battery case 13 also serves as a positive electrode current collector and a positive electrode terminal. The sealing plate 14 also serves as a negative electrode current collector and a negative electrode terminal. The gasket 15 is ring-shaped and has a L-shaped cross section, and mainly insulates the battery case 13 and the sealing plate 14. As the battery case 13, the sealing plate 14, and the gasket 15, those commonly used in the field of lithium primary batteries can be used. For the battery case 13 and the sealing plate 14, for example, stainless steel can be used. For the gasket 15, for example, a synthetic resin such as polypropylene can be used.

そして、上記電池ケース13は、周縁部に上方への立ち上がり部13aを有し、封口板14はその開口部にフランジ部14cを有し、フランジ部14cの先端部分に円筒方向への延出部14dと、その折り返し部14eとが形成され、この電池ケース13のカシメ部13bと封口板14のフランジ部14c、延出部14d、折り返し部14eとガスケット15によってカシメ封口されている。   The battery case 13 has an upward rising portion 13a at the peripheral portion, the sealing plate 14 has a flange portion 14c at the opening, and a cylindrical extending portion at the tip portion of the flange portion 14c. 14d and the folded portion 14e are formed, and the crimped portion 13b of the battery case 13 and the flange portion 14c of the sealing plate 14, the extending portion 14d, the folded portion 14e, and the gasket 15 are caulked and sealed.

図2は、本発明の他の実施の形態であるコイン形電池1の構成を模式的に示す半断面図である。   FIG. 2 is a half cross-sectional view schematically showing the configuration of a coin-type battery 1 according to another embodiment of the present invention.

図2は図1に比較して、負極11の厚みが大きい。このような場合に、セパレータ12の延長部12aにおける上記封口板14のフランジ部14c下面に対応する位置から延長部12a下端までの長さBが負極11の厚みAより大きくなるには、セパレータ12の延長部12a下端がガスケットの底面15aより下方、かつ電池ケースの内底面13cより上方に、すなわち図2のCの範囲に位置することとなる。   In FIG. 2, the thickness of the negative electrode 11 is larger than that in FIG. In such a case, in order for the length B from the position corresponding to the lower surface of the flange portion 14c of the sealing plate 14 to the lower end of the extension portion 12a in the extension portion 12a of the separator 12 to be larger than the thickness A of the negative electrode 11, the extension of the separator 12 The lower end of the portion 12a is positioned below the bottom surface 15a of the gasket and above the inner bottom surface 13c of the battery case, that is, in the range of C in FIG.

以下に実施例および比較例を挙げ、本発明を具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to Examples and Comparative Examples.

(実施例1)
1)正極の作製
フッ化黒鉛(正極活物質)100重量部およびアセチレンブラック(導電材)10重量部を乾式混合し、得られた乾式混合物にメタノールを添加して混練した。この混練物に、
スチレンブタジエンゴム(結着剤)5重量部を添加してさらに混練し、得られた混練物を乾燥および粉砕して、粉末状の正極合剤を調製した。この正極合剤を、直径17.0mmの円柱状金型に充填し、加圧成形してディスク状の正極10を作製した。
Example 1
1) Preparation of positive electrode 100 parts by weight of fluorinated graphite (positive electrode active material) and 10 parts by weight of acetylene black (conductive material) were dry mixed, and methanol was added to the obtained dry mixture and kneaded. In this kneaded product,
5 parts by weight of styrene butadiene rubber (binder) was added and further kneaded, and the obtained kneaded product was dried and pulverized to prepare a powdery positive electrode mixture. This positive electrode mixture was filled in a cylindrical mold having a diameter of 17.0 mm and pressure-molded to produce a disk-shaped positive electrode 10.

2)負極の作製
負極活物質には、リチウム金属を用いた。リチウム金属の箔を打ち抜いてディスク状の負極11とし、ガスケット15を装着した封口板14の内面に圧着した。
2) Production of negative electrode Lithium metal was used for the negative electrode active material. A lithium metal foil was punched out to form a disc-shaped negative electrode 11 and pressed onto the inner surface of the sealing plate 14 equipped with the gasket 15.

3)セパレータ
厚さ100μmのポリプロピレン製不織布を円形に打ち抜き、カップ状に成型してセパレータ12を作製した。このとき図1に示すように、カップ状セパレータの延長部12aにおける封口板14のフランジ部14c下面に対応する位置から延長部下端までの長さBが、負極11の厚みAより大きくなり、かつ、延長部下端がガスケット15の底面より上方に位置するようにセパレータ12の直径を調整した。
3) Separator A polypropylene nonwoven fabric having a thickness of 100 μm was punched out into a circular shape and molded into a cup shape to produce a separator 12. At this time, as shown in FIG. 1, the length B from the position corresponding to the lower surface of the flange portion 14c of the sealing plate 14 in the extension portion 12a of the cup-shaped separator to the lower end of the extension portion is larger than the thickness A of the negative electrode 11, and The diameter of the separator 12 was adjusted so that the lower end of the extension was positioned above the bottom surface of the gasket 15.

4)非水電解液の調製
γ−ブチロラクトンにホウフッ化リチウムを1mol/Lの比率で溶解させたものを用いた。
4) Preparation of non-aqueous electrolyte A solution obtained by dissolving lithium borofluoride in γ-butyrolactone at a ratio of 1 mol / L was used.

5)電池の組み立て
負極11が圧着された封口板14の上に、カップ状のセパレータ12の先端が封口板14の開口部を向くように被せ、その上に負極11と正極10とが対向するように正極10を載置した後、非水電解液を封口板内に注液し、正極10とセパレータ12に非水電解液を含浸させた。次に、電池ケース13を封口板14に装着し、電池ケース13の周縁端部を封口板14に装着されたガスケット15にかしめ、本発明のコイン形電池1(直径24.5mm、厚さ5.0mm)を作製した。電池のサイズは、直径24.5mm、高さ5.0mmである。上記組立工程は、露点−40℃以下のドライエア中で行った。
5) Assembling the battery The sealing plate 14 to which the negative electrode 11 is pressure-bonded is covered with the tip of the cup-shaped separator 12 facing the opening of the sealing plate 14, and the negative electrode 11 and the positive electrode 10 face each other. After placing the positive electrode 10 in this manner, a nonaqueous electrolytic solution was injected into the sealing plate, and the positive electrode 10 and the separator 12 were impregnated with the nonaqueous electrolytic solution. Next, the battery case 13 is attached to the sealing plate 14, and the peripheral edge of the battery case 13 is caulked to the gasket 15 attached to the sealing plate 14, so that the coin-type battery 1 (diameter 24.5 mm, thickness 5) of the present invention is used. 0.0 mm). The size of the battery is 24.5 mm in diameter and 5.0 mm in height. The assembly process was performed in dry air with a dew point of −40 ° C. or lower.

(実施例2)
図2に示すように、カップ状セパレータ12の延長部12aにおける封口板14のフランジ部14c下面に対応する位置から延長部12a下端までの長さBが、負極11の厚みAより大きくなり、かつ、セパレータ12の延長部12a下端がガスケットの底面15aより下方、かつ電池ケースの内底面13cより上方に位置するようにセパレータ12の直径を調整して打ち抜いた以外は、実施例1と同様にして実施例2のコイン形電池を作製した。
(Example 2)
As shown in FIG. 2, the length B from the position corresponding to the lower surface of the flange portion 14c of the sealing plate 14 in the extension portion 12a of the cup-shaped separator 12 to the lower end of the extension portion 12a is larger than the thickness A of the negative electrode 11, and In the same manner as in Example 1, except that the diameter of the separator 12 was adjusted and punched so that the lower end of the extended portion 12a of the separator 12 was positioned below the bottom surface 15a of the gasket and above the inner bottom surface 13c of the battery case. A coin-type battery of Example 2 was produced.

(比較例1)
図3に示すように、カップ状セパレータ12の延長部12aにおける封口板14のフランジ部14c下面に対応する位置から延長部下端までの長さBが、負極11の厚みAより小さくなるように、セパレータ12の直径を調整して打ち抜いた以外は、実施例1と同様にして比較例1のコイン形電池を作製した。
(Comparative Example 1)
As shown in FIG. 3, the length B from the position corresponding to the lower surface of the flange 14 c of the sealing plate 14 in the extension 12 a of the cup-shaped separator 12 to the lower end of the extension is smaller than the thickness A of the negative electrode 11. A coin-type battery of Comparative Example 1 was produced in the same manner as in Example 1 except that the diameter of the separator 12 was adjusted and punched out.

(比較例2)
図4に示すように、電池ケース13に立ち上がり部13aが無い電池ケースを用い、実施例2と同様に、負極11の厚みが大きい場合に、セパレータ12の延長部12aにおける封口板14のフランジ部14c下面に対応する位置から延長部12a下端までの長さBが負極11の厚みAより大きくなるようにセパレータ12の直径を調整して打ち抜いた以外は、実施例1と同様にして比較例2のコイン形電池を作製した。
(Comparative Example 2)
As shown in FIG. 4, when the battery case 13 does not have the rising portion 13a and the negative electrode 11 is thick as in the second embodiment, the flange portion of the sealing plate 14 in the extension portion 12a of the separator 12 is used. Comparative Example 2 in the same manner as in Example 1 except that the diameter of the separator 12 was adjusted and punched out so that the length B from the position corresponding to the lower surface of 14c to the lower end of the extension 12a was larger than the thickness A of the negative electrode 11. A coin-type battery was manufactured.

実施例1、2および比較例1、2で得られたコイン形電池について、試験温度20℃、
放電負荷15kΩ、終止電圧2.0Vまで放電させた後、振動試験を行った。振動試験での電圧降下の発生数を(表1)に示す。
For the coin batteries obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the test temperature was 20 ° C.,
After discharging to a discharge load of 15 kΩ and a final voltage of 2.0 V, a vibration test was performed. The number of voltage drops in the vibration test is shown in (Table 1).

表1から分かるように、本発明の実施例1、2および比較例2のコイン形電池においては振動試験で電圧降下は発生していない。一方、比較例1では振動試験で電圧降下が発生するものがあった。   As can be seen from Table 1, in the coin batteries of Examples 1 and 2 and Comparative Example 2 of the present invention, no voltage drop occurred in the vibration test. On the other hand, in Comparative Example 1, a voltage drop occurred in the vibration test.

これは本発明の実施例1、2および比較例2においては、放電により正極10が膨張しても、放電中常に正極10の外周部と封口板14との間にセパレータ12の延長部12aが介在するため、正極10と封口板14の内面とが短絡しないのに対し、比較例1では図2における負極厚みAとセパレータの延長部12aにおける封口板14のフランジ部14c下面に対応する位置から延出部下端までの長さBとの関係がA>Bとなっており、放電末期に負極11が消失し正極10が膨張した際に、セパレータ12の先端が負極側の封口板14の内面の封口部の折曲げ部14bよりも上昇してしまい、正極10の外周面と封口板14の内面が短絡する場合があるものと考えられる。   In Examples 1 and 2 and Comparative Example 2 of the present invention, even if the positive electrode 10 expands due to discharge, the extended portion 12a of the separator 12 is always between the outer peripheral portion of the positive electrode 10 and the sealing plate 14 during discharge. In the comparative example 1, from the position corresponding to the negative electrode thickness A in FIG. 2 and the lower surface of the flange portion 14c of the sealing plate 14 in the separator extension 12a, the positive electrode 10 and the inner surface of the sealing plate 14 are not short-circuited. The relationship with the length B to the lower end of the extension portion is A> B. When the negative electrode 11 disappears and the positive electrode 10 expands at the end of discharge, the tip of the separator 12 is the inner surface of the sealing plate 14 on the negative electrode side. It is considered that the outer peripheral surface of the positive electrode 10 and the inner surface of the sealing plate 14 may be short-circuited.

次に、実施例1、2および比較例1、2で得られたコイン形電池について、組み立てた際の漏液の発生数を(表2)に示す。   Next, regarding the coin batteries obtained in Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the number of occurrences of liquid leakage when assembled is shown in Table 2.

表2から分かるように、本発明の実施例1、2および比較例1のコイン形電池においては組立て時に漏液は発生していないが、比較例2では組立て時に漏液が発生するものがあった。   As can be seen from Table 2, in the coin-type batteries of Examples 1 and 2 and Comparative Example 1 of the present invention, no leakage occurred during assembly, but in Comparative Example 2, leakage occurred during assembly. It was.

これは本発明の実施例1および比較例1においては、セパレータ12の延長部下端がガスケット15の底面より上方に位置するため、セパレータ12がガスケット15と電池ケース13との間に噛み込まれる事がない。また実施例2ではセパレータ12の延長部下端がガスケットの底面15aより下方に位置するが、電池ケース13の立ち上がり部13aによってカシメ部に移動するのが阻止されるため、この場合もセパレータ12がガスケット15と電池ケース13との間に噛み込まれる事がない。   This is because in Example 1 and Comparative Example 1 of the present invention, the lower end of the extension of the separator 12 is located above the bottom surface of the gasket 15, so that the separator 12 is caught between the gasket 15 and the battery case 13. There is no. In Example 2, the lower end of the extended portion of the separator 12 is positioned below the bottom surface 15a of the gasket. However, the separator 12 is also prevented from moving to the crimped portion by the rising portion 13a of the battery case 13. 15 and the battery case 13 are not caught.

一方、比較例2では、電池ケース13の立ち上がり部13aが無いため、セパレータ12がガスケット15と電池ケース13との間に噛み込む場合があり、漏液経路となり漏液が発生したものと考えられる。   On the other hand, in Comparative Example 2, since there is no rising portion 13a of the battery case 13, the separator 12 may bite between the gasket 15 and the battery case 13, and it is considered that a leak occurred as a leakage path. .

本発明によれば、電池ケース内に正極とリチウム金属からなる負極をセパレータを介して対向配置した発電要素を電解液とともに収納し、上記負極と導通される封口板をガスケ
ットを介して電池ケースの開口部に封着してなるコイン形電池において、放電による正極の膨張時に、上記正極の外周部と封口板とが短絡しない信頼性の高いコイン形電池を提供することができ、産業上有用である。
According to the present invention, a power generation element in which a positive electrode and a negative electrode made of lithium metal are disposed opposite to each other with a separator in a battery case is stored together with an electrolyte, and a sealing plate connected to the negative electrode is connected to the battery case via a gasket. In the coin-type battery sealed in the opening, it is possible to provide a highly reliable coin-type battery in which the outer peripheral portion of the positive electrode and the sealing plate are not short-circuited when the positive electrode expands due to discharge, which is industrially useful. is there.

1 コイン形電池
10 正極
11 負極
12 セパレータ
12a 延長部
13 電池ケース
13a 立ち上がり部
13c 電池ケースの内底面
13b カシメ部
14 封口板
14a 立ち下がり部
14b 折曲げ部
14c フランジ部
14d 延出部
14e 折り返し部
15 ガスケット
15a ガスケットの底面
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Coin type battery 10 Positive electrode 11 Negative electrode 12 Separator 12a Extension part 13 Battery case 13a Standing part 13c Inner bottom face of battery case
13b Caulking part 14 Sealing plate 14a Falling part 14b Folding part 14c Flange part 14d Extension part 14e Folding part 15 Gasket 15a Bottom surface of gasket

Claims (2)

有底円筒形に形成された電池ケース内に、正極とリチウム金属からなる負極をセパレータを介して対向配置した発電要素を電解液とともに収納し、電池ケースの開口部にガスケットを介して封口板を配し、カシメ加工により封口したコイン形電池であって、前記封口板は、電池ケースと逆向きの有底円筒形であって、その開口部にフランジ部を有し、フランジ部の先端部分に円筒方向への延出部と、その折り返し部とが形成され、前記電池ケースは、その底面周囲に少なくとも前記延出部の内径より小さい外径を有すると共に前記底面から上方に向けて形成された立ち上がり部と前記立ち上がり部から更に延出するカシメ部とが形成され、前記ガスケットは、カシメ加工されたときに、断面コ字状に変形されたカシメ部と前記フランジ部、延出部、及び折り返し部の間に圧縮されるように配置されたコイン形電池において、前記セパレータは円筒方向への延長部を有しており、この延長部における前記封口板のフランジ部下面に対応する位置から延長部下端までの長さが負極の厚みより大きいことを特徴とするコイン形電池。 In the battery case formed in a bottomed cylindrical shape, a power generation element in which a positive electrode and a negative electrode made of lithium metal are arranged to face each other via a separator is stored together with an electrolytic solution, and a sealing plate is attached to the opening of the battery case via a gasket. A coin-type battery sealed by caulking, wherein the sealing plate has a bottomed cylindrical shape opposite to the battery case, and has a flange portion at an opening thereof, and is provided at a tip portion of the flange portion. An extension part in the cylindrical direction and a folded part thereof are formed, and the battery case has an outer diameter smaller than an inner diameter of the extension part around the bottom surface and is formed upward from the bottom surface. A rising portion and a caulking portion that extends further from the rising portion are formed, and when the gasket is caulked, the caulking portion deformed into a U-shaped cross section, the flange portion, In the coin-type battery disposed so as to be compressed between the folded portion and the folded portion, the separator has an extension portion in the cylindrical direction, and corresponds to the lower surface of the flange portion of the sealing plate in the extension portion. A coin-type battery characterized in that the length from the position to the lower end of the extension is larger than the thickness of the negative electrode. 前記セパレータの延長部下端がガスケットの底面より下方、かつ電池ケースの内底面より上方に位置することを特徴とする請求項1記載のコイン形電池。 The coin-type battery according to claim 1, wherein a lower end of the extension portion of the separator is located below the bottom surface of the gasket and above the inner bottom surface of the battery case.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2019013084A1 (en) 2017-07-12 2019-01-17 日立造船株式会社 Coin-shaped battery and method for producing same
WO2020093468A1 (en) * 2018-11-06 2020-05-14 广州鹏辉能源科技股份有限公司 Button battery case structure, button battery and electric device

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105243815A (en) * 2015-10-30 2016-01-13 程啸 Device for realizing battery share by function expansion using interior space of remote control of original vehicle and assembling method thereof
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