JP2011216855A - 電気化学セル用ガスケット及び電気化学セル - Google Patents
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Abstract
【解決手段】樹脂からなり、外壁と内壁を有する環状の電気化学セル用ガスケット4であって、前記外壁の内側面に複数の環状の凸部4aが形成されたことを特徴とする電気化学セル用ガスケットを提供する。
【選択図】図1
Description
請求項1に記載の発明は樹脂からなり、外壁と内壁を有する環状の電気化学セル用ガスケットであって、前記外壁の内側面に複数の環状の凸部が形成されたことを特徴とする電気化学セル用ガスケットであることを要旨とする。
学セル1の側断面図である。
ハット状に形成されたキャップとしての負極缶3と、正極缶2と負極缶3との間に挟み込まれたガスケット4、ガスケット4の表面に配するシール層13と、を有している。正極缶2は、ガスケット4とシール層13を介して開口部2aを負極缶3にかしめ封口し、正極缶2と負極缶3との間に密閉された収容室Sを形成する。負極缶3はかしめ封口する際に塑性変形を起こさないように、例えばステンレスのように強度の高い材料を有することが好ましい。
6、一対の電極を構成する負極7が積層されて、電解質8が充填されている。
電解質8には、公知の液体状あるいはゲル状の電解質を用いることができる。
図2において、負極缶3は、正極缶2の内周面に沿って断面U字状に折り曲げ形成されたフランジ部3aを有している。フランジ部3aは、正極缶2の略中心軸Cの方向(中心軸方向)に沿って折り曲げ形成されて、中心軸方向に沿う所定の厚みを有している。本実施形態では、フランジ部3aの中心軸方向に沿う厚みを、フランジ厚さWfとし、フランジ部3aの外径を、フランジ径Rfとする。
ガスケット4は、正極缶2の内周面に沿う環状に成型されている。ガスケットには、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、ポリフェニレンサルファイド樹脂(PPS)、液晶ポリマー(LCP)、ポリエーテルニトリル樹脂(PEN)などの高い耐熱性を有した硬質エンジニアリングプラスチックを用いることができる。
いる。シール剤には、アスファルト、エポキシ樹脂、ポリアミド系樹脂、ブチルゴム系接
着剤などを用いることができる。シール層13は、このシール剤を環状溝10の内部に塗布して乾燥させることにより形成されている。環状溝10に塗布されるシール剤は、シール剤収容部12aの部分に充填され乾燥する。そのため、シール層13は、シール剤収容部12aの凹部4bが深い分だけ、シール剤収容部12aで肉厚に形成され、より多くのシール剤を環状溝10に収容する。
内径Rgがフランジ径Rfと略同じ内径に形成されるため、フランジ部3aによって強制
的に擦り落とされることなく案内部11aの表面に定着し続ける。
き、シール剤収容部幅Wsがフランジ厚さWfよりも大きく形成されるため、フランジ部3aの外側面の全体にわたりシール剤を密着させる。
ジ部3aとの間に、より多くのシール剤を広範囲にわたって挟み込ませることができる。そのため、電気化学セル1の封止性を向上させることができる。
まず、ステンレス製の正極缶2とステンレス製の負極缶3を得た。次いで、粉砕した三酸化モリブデンと、グラファイトと、ポリアクリル酸とを、それぞれ重量比が、三酸化モリブデン:グラファイト:ポリアクリル酸=53:45:2の割合で混合して正極合剤を生成した。5mgの正極合剤を2ton/cm2で加圧して直径が2.4mmのペレットを形成して正極5としての正極ペレットを得た。そして、炭素を導電性フィラーとした導電性樹脂接着剤からなる電極集電体を用いて、正極缶2に正極5を接着して正極ユニットを形成した。その後、この正極ユニットを250℃の減圧下で8時間乾燥した。
量比が、シリコン酸化物:グラファイト:ポリアクリル酸=45:40:15の割合で混
合して負極合剤を生成した。1.1mgの負極合剤を2ton/cm2で加圧し、直径が
2.1mmのペレットを形成して負極ペレットを得た。次いで、炭素を導電性フィラーと
する導電性樹脂接着剤からなる電極集電体を用いて、負極缶3に負極ペレットを接着して
負極ユニットを形成した。その後、この負極ユニットを250℃の減圧下で8時間乾燥した。さらに、直径が2mm、厚さが0.2mmに打ち抜き形成したリチウムフォイルを負極ペレットに圧着して正極7としてのリチウム−負極ペレット積層電極を形成した。
3mmの円盤状に打ち抜き形成し、セパレータ6を得た。
がEC:γBL=1:1の割合で混合した混合溶媒に、ホウフッ化リチウム(LiBF4
)を1モル/リットルの濃度で溶解して電解質8を得た。
アスファルトをトルエンに溶かしてシール剤を得た。シール剤を正極缶2の内側縁に塗
布して120℃のドライルーム内で加熱乾燥した。また、シール剤の塗布された正極缶2
の内縁にガスケット4を嵌め込み、ガスケット4の環状溝10の内側にシール剤を塗布し
て120℃のドライルーム内で加熱乾燥し、シール層13を形成した。
まず、正極ユニット、負極ユニット、セパレータ6、及び電解質8を、実施例1と同じ
方法で得た。
まず、正極ユニット、負極ユニット、セパレータ6、及び電解質8を、実施例1と同じ
方法で得た。
まず、正極ユニット、負極ユニット、セパレータ6、及び電解質8を、実施例1と同じ
方法で得た。
まず、正極ユニット、負極ユニット、セパレータ6、及び電解質8を、実施例1と同じ
方法で得た。
実施例3と同様にガスケットを作製し、凸部4aの高さのみを0.04mmと変更した。負極缶とガスケットの嵌め合いは0.04mmである。ガスケット以外の部材に関しては実施例3と同じものを用い、二次電池を作製した。また、実施例3と同様に試験を行った。
実施例3と同様にガスケットを作製し、凸部4aの高さのみを0.01mmと変更した。負極缶とガスケットの嵌め合いは0.01mmである。ガスケット以外の部材に関しては実施例3と同じものを用い、二次電池を作製した。また、実施例3と同様に試験を行った。
実施例3と同様にガスケットを作製し、凸部4aの高さのみを0.05mmと変更した。負極缶とガスケットの嵌め合いは0.05mmである。ガスケット以外の部材に関しては実施例3と同じものを用い、二次電池を作製した。また、実施例3と同様に試験を行った。
(1)図1のように、ガスケット4は、環状溝10の外壁側に形成され、負極缶3のフランジ部3aの外径と同じ内径を有して凸部始点まで延びる案内部11aとガスケットの凸部4a、凹部4bが複数集まってできたシール剤を収容するシール剤収容部12a、とを備える。したがって、正極缶2の開口部2aをかしめて環状溝10の外壁11をフランジ部3aに密着させるとき、シール剤収容部12aに収容されたシール剤をガスケット4とフランジ部3aとの間に多量でかつ広範囲に、効果的に挟み込ませることができる。よって、電気化学セル1の封止性を向上させることができる。ひいては、電気化学セル1の漏液を減少させて、長期保存性を向上させることができる。
1 電気化学セル
2 正極缶
2a 開口部
3 負極缶
3a フランジ部
4 ガスケット
4a 凸部
4b 凹部
5 正極
6 セパレーター
7 負極
8 電解質
10 環状溝
11 外壁
11a 案内部
12a シール剤収容部
13 シール層
14 平面部
15 面取り部
S 収容室
Rf 負極缶フランジ径
Wf 負極缶フランジ厚さ
Ws シール剤収容部幅
Rg ガスケット案内径
Rt フランジ部分Wfに対応する部分の最小内径
Rc シール剤収容部最大内径
Ia 実施例1のガスケットにおける負極缶との嵌め合い
Ib 比較例1のガスケットにおける負極缶との嵌め合い
Ic 比較例2のガスケットにおける負極缶との嵌め合い
Claims (11)
- 樹脂からなり、外壁と内壁を有する環状の電気化学セル用ガスケットであって、
前記外壁の内側面に複数の環状の凸部が形成されたことを特徴とする電気化学セル用ガスケット。 - 前記凸部の断面は先端に向かって細くなる形状を有することを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル用ガスケット。
- 前記複数の凸部の間に平面部が形成されていることを特徴とする請求項2に記載の電気化学セル用ガスケット。
- 前記凸部は3本から6本形成されていることを特徴とする請求項3に記載の電気化学セル用ガスケット。
- 前記凸部の断面は略三角形状であることを特徴とする請求項3に記載の電気化学セル用ガスケット。
- 前記凸部の頂点部の角度が85度から95度であることを特徴とする請求項5に記載の電気化学セル用ガスケット。
- 前記凸部の高さが0.02mm以上0.04mm以下であることを特徴とした請求項3に記載の電気化学セル用ガスケット。
- 前記ガスケットの案内部が面取りされていることを特徴とした請求項3に記載の電気化学セル用ガスケット。
- 射出成型法により成型されることを特徴とする請求項3に記載の電気化学セル用ガスケット。
- 樹脂の注入口(ゲート)は前記内壁に形成されることを特徴とする請求項1から9のいずれか一項に記載の電気化学セル用ガスケット。
- 有底円筒状に形成されて電極と電解質を収容する正極缶と、前記正極缶の開口部を封口する負極缶と、環状溝にシール剤が塗布された請求項10に記載の電気化学セル用ガスケットを用いて、かしめ封口したことを特徴とする電気化学セル。
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