JP2573703Y2 - 筒形リチウム電池 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本考案は、電解液の注入量の減少
に伴なう性能の低下を招くことのない筒形リチウム電池
に関する。

【０００２】

【従来の技術】正負極のシート状電極をセパレータを介
して巻回して電極群とし、負極缶内に挿入してなる筒形
リチウム電池においては、電極群を固定するため、負極
缶のビーディング部と電極群との間に群押え部材を装着
している。

【０００３】従来、この群押え部材としては、ポリエチ
レンやポリプロピレン等の樹脂からなる円環状のものを
用いるのが通常であるが、最近、例えば実開昭６３−１
７６２６９号公報に開示されているように、特殊な形状
の群押え部材も提案されている。

【０００４】

【考案が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
樹脂製の群押え部材では、群押え部材が樹脂製であるた
め、負極缶内に電解液を注入した後に過剰の電解液を吸
収することがない。その結果、電解液の注入初期の跳ね
返りにより、電解液が負極缶のビーディング部より上側
に付着する場合がある。また、負極缶内に電解液を注入
しても電解液はすぐには浸透しないので、所定量の電解
液を注入した際には、注入直後においてその液面は必然
的に高くなることから、筒形リチウム電池の製造工程に
おける搬送過程などにおいて、負極缶内の電解液が振動
によってビーディング部より上側に付着することもあ
る。こうした場合には、電池組立後に電解液が吹き出し
てしまい、電池性能の低下につながるという不都合があ
った。

【０００５】その上、電解液の注入後の空気との置換が
非常に遅く、そのためエージング、即ち電解液が電極群
全体に浸透するのに長時間を要し、製造工程上重大な支
障を来すことになる。

【０００６】一方、実開昭６３−１７６２６９号公報に
開示された特殊な形状の群押え部材の場合、電解液と空
気との置換には問題はないが、群押え部材の中央部分に
も環状の支持部があるため、通常の群押え部材より更に
電解液の吹き出しが起こりやすく、結局のところ、電解
液の注入量を減らさなければならず、電池性能の低下に
つながっていた。

【０００７】本考案は、上記事情に鑑み、電解液の注入
量を減らすことなく電池組立後の電解液の吹き出しを防
止し、それによって電池性能を安定化することが出来る
筒形リチウム電池を提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】即ち、本考案は、二酸化
マンガンを主成分とする正極（５）とリチウムを主成分
とする負極（６）とをセパレータ（７）を介して積層
し、これを円筒状に巻回して電極群（３）とし、前記電
極群を負極缶（２）内に挿入し、前記電極群上に群押え
部材（９）を載置し、前記負極缶にビーディング部（２
ｂ）を前記群押え部材を介して前記電極群を当該負極缶
に固定する形で形成し、更に、前記負極缶内に電解液を
注入するようにして構成した筒形リチウム電池（１）に
おいて、前記群押え部材として、環状に形成された不織
布を用いて構成される。

【０００９】また、上記不織布に複数個の切り欠き（１
６）を形成して構成される。

【００１０】また、本考案は、二酸化マンガンを主成分
とする正極（５）とリチウムを主成分とする負極（６）
とをセパレータ（７）を介して積層し、これを円筒状に
巻回して電極群（３）とし、前記電極群を負極缶（２）
内に挿入し、前記電極群上に群押え部材（９）を載置
し、前記負極缶にビーディング部（２ｂ）を前記群押え
部材を介して前記電極群を当該負極缶に固定する形で形
成し、更に、前記負極缶内に電解液を注入するようにし
て構成した筒形リチウム電池（１）において、前記群押
え部材として、環状に形成された樹脂層（１８）と環状
に形成された不織布層（１９）とを積層した樹脂・不織
布積層体を用いて構成される。

【００１１】また、上記樹脂層（１８）に複数個の切り
欠き（１７）を形成して構成される。

【００１２】また、上記不織布層（１９）に複数個の切
り欠き（１６）を上記樹脂層（１８）の切り欠き（１
７）に対向した位置に形成して構成される。

【００１３】また、上記不織布層（１９）を樹脂層（１
８）より厚くして構成される。

【００１４】なお、括弧内の番号等は、図面における対
応する要素を表わす便宜的なものであり、従って、本考
案は図面上の記載に限定拘束されるものではない。この
ことは、「実用新案登録請求の範囲」及び「作用」の欄
についても同様である。

【００１５】

【作用】上記した構成により、本考案は、負極缶（２）
内に電解液を注入すると、電解液と空気との置換が円滑
に行なわれると共に、群押え部材（９）によって過剰の
電解液が吸収されるように作用する。

【００１６】

【実施例】以下、本考案の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１７】図１は本考案による筒形リチウム電池の一
実施例を示す正断面図、図２は図１に示す筒形リチウム
電池を構成する群押え部材の一例を示す図であり、
（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線による断面
図、図３は図１に示す筒形リチウム電池を構成する群押
え部材の別の例を示す図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線による断面図、図４は図１に
示す筒形リチウム電池を構成する群押え部材の更に別の
例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）の
Ａ−Ａ線による断面図、図５は図２に示す群押え部材を
用いた筒形リチウム電池の放電特性を示すグラフであ
る。

【００１８】本考案による筒形リチウム電池１は、図１
に示すように、有底円筒状の負極缶２を有しており、負
極缶２内には電極群３が挿入されている。電極群３は、
二酸化マンガンを主成分とするシート状の正極５とリチ
ウムを主成分とするシート状の負極６とをセパレータ７
を介して積層し、これを円筒状に巻回して構成したもの
である。また、負極缶２の開口端部２ａには、正極端子
１０と正極カップ１１とが封口ガスケット１２を介して
嵌着されており、正極カップ１１と前記電極群３の正極
５との間には正極リード板１３が溶接されている。ま
た、負極缶２の開口端部２ａの下側にはビーディング部
２ｂが形成されており、ビーディング部２ｂと電極群３
との間には、該電極群３を負極缶２に固定するための群
押え部材９が挿入されている。

【００１９】ところで、この群押え部材９は、図２に示
すように、略円環状に形成された多孔性のポリプロピレ
ン不織布からなる本体１５を有しており、本体１５の外
周面には４個の直線状の切り欠き１６が等角度間隔（即
ち、９０°間隔）で配置された形で形成されている。

【００２０】本考案による筒形リチウム電池１は以上の
ような構成を有するので、負極缶２内に所定量の電解液
を注入しても、多孔性の不織布からなる群押え部材９及
びその切り欠き１６を通じて電解液と空気との置換が円
滑に行なわれることから、注液後のエージング時間を短
縮することが出来る。更に、多孔性の不織布からなる群
押え部材９が過剰の電解液を吸収するため、電解液が負
極缶２のビーディング部２ｂより上側に付着することは
なく、筒形リチウム電池１の組立後に電解液が吹き出し
てしまう事態の発生を未然に防止することが出来るの
で、性能の安定した筒形リチウム電池１を提供すること
が可能となる。なお、群押え部材９に吸収された過剰の
電解液は、電池放電時に電極群３に補給されるので、電
解液が不足してしまう虞はない。

【００２１】上述の効果を確認するため、本考案による
筒形リチウム電池１と従来の筒形リチウム電池（共に外
径１７mm、総高３３．５mmの電池）を１００個ずつ製造
し、電池組立後の電解液の吹き出し具合をチェックし
た。その結果、従来の筒形リチウム電池では１００個の
うち２０個（即ち、２０％）に電解液の吹き出し不良が
みられたのに対して、本考案による筒形リチウム電池１
では電解液の吹き出し不良が全くみられなかった。ま
た、これら２種類の筒形リチウム電池について、１．２
Ａで３秒ＯＮ、７秒ＯＦＦのパルス放電試験を２０℃の
温度条件下で行なった。その結果を図５に示す。図５に
おいて、実線は本考案による筒形リチウム電池１を表わ
し、破線は従来の筒形リチウム電池を表わす。図５から
明らかなように、パルス回数が９００回程度までは両者
の放電特性に差はみられないが、パルス回数が約９００
回を過ぎると、従来の筒形リチウム電池（破線）では、
端子電圧が急激に低下して約１０００回で１．７Ｖにな
ったのに対して、本考案による筒形リチウム電池１（実
線）では、パルス回数が約９００回を過ぎても端子電圧
の急激な低下はみられず、パルス回数が約１１００回を
越えるまでは端子電圧が１．７Ｖ以下に低下することは
なく、電池性能が安定化されていることが確認できた。

【００２２】なお、上述の実施例においては、直線状の
切り欠き１６が４個形成された不織布のみからなる群押
え部材９について説明したが、切り欠き１６の形状や個
数はこれに限る訳ではなく、また、群押え部材９の材質
もこれに限られない。例えば、図３に示すように、円弧
状の切り欠き１７が４個形成された略円環状の樹脂層１
８と、円環状の不織布層１９とを積層した樹脂・不織布
積層体を群押え部材９として用いてもよく、また、図４
に示すように、折れ線状の切り欠き１７が４個形成され
た略円環状の樹脂層１８と、これら切り欠き１７に対向
した位置に同じく折れ線状の切り欠き１６が４個形成さ
れた略円環状の不織布層１９とを積層した樹脂・不織布
積層体を群押え部材９として用いてもよい。

【００２３】図３や図４に示すように、樹脂層１８と不
織布層１９とを積層することにより、群押え部材９の強
度を樹脂層１８によって増すことが出来る。また、不織
布層１９を樹脂層１８より厚くすれば、それだけ電解液
の吸収能力が向上するので、電解液の吹き出しを防止す
る効果を一層高めることが可能となる。

【００２４】

【考案の効果】以上説明したように、本考案によれば、
二酸化マンガンを主成分とする正極５とリチウムを主成
分とする負極６とをセパレータ７を介して積層し、これ
を円筒状に巻回して電極群３とし、前記電極群３を負極
缶２内に挿入し、前記電極群３上に群押え部材９を載置
し、前記負極缶２にビーディング部２ｂを前記群押え部
材９を介して前記電極群３を当該負極缶２に固定する形
で形成し、更に、前記負極缶２内に電解液を注入するよ
うにして構成した筒形リチウム電池１において、前記群
押え部材９として、環状に形成された不織布を用いて構
成したので、負極缶２内に電解液を注入した際に、電解
液と空気との置換が円滑に行なわれると共に、群押え部
材９が過剰の電解液を吸収することとなる。その結果、
筒形リチウム電池１の組立後に電解液が吹き出してしま
う事態の発生を未然に防止することが出来るので、性能
の安定した筒形リチウム電池１を提供することが可能と
なる。また、電解液を注入した後のエージング時間を短
縮することが出来るので、生産性が向上する。

【００２５】また、上記不織布に複数個の切り欠き１６
を形成して構成すると、電解液と空気との置換をこれら
切り欠き１６を介して一層円滑に行なうことが出来るの
で、エージング時間を更に短縮することが可能となる。

【００２６】また、本考案によれば、二酸化マンガンを
主成分とする正極５とリチウムを主成分とする負極６と
をセパレータ７を介して積層し、これを円筒状に巻回し
て電極群３とし、前記電極群３を負極缶２内に挿入し、
前記電極群３上に群押え部材９を載置し、前記負極缶２
にビーディング部２ｂを前記群押え部材９を介して前記
電極群３を当該負極缶２に固定する形で形成し、更に、
前記負極缶２内に電解液を注入するようにして構成した
筒形リチウム電池１において、前記群押え部材９とし
て、環状に形成された樹脂層１８と環状に形成された不
織布層１９とを積層した樹脂・不織布積層体を用いて構
成したので、負極缶２内に電解液を注入した際に、電解
液と空気との置換が円滑に行なわれると共に、群押え部
材９の不織布層１９が過剰の電解液を吸収することとな
る。その結果、筒形リチウム電池１の組立後に電解液が
吹き出してしまう事態の発生を未然に防止することが出
来るので、性能の安定した筒形リチウム電池１を提供す
ることが可能となる。また、電解液を注入した後のエー
ジング時間を短縮することが出来るので、生産性が向上
する。更に、群押え部材９の強度を樹脂層１８によって
維持することが可能となる。

【００２７】また、上記樹脂層１８に複数個の切り欠き
１７を形成して構成すると、電解液と空気との置換をこ
れら切り欠き１７を介して一層円滑に行なうことが出来
るので、エージング時間を更に短縮することが可能とな
る。

【００２８】また、上記不織布層１９に複数個の切り欠
き１６を上記樹脂層１８の切り欠き１７に対向した位置
に形成して構成すると、電解液と空気との置換をこれら
切り欠き１６、１７を介して一層円滑に行なうことが出
来るので、エージング時間を更に短縮することが可能と
なる。

【００２９】また、上記不織布層１９を樹脂層１８より
厚くして構成すると、電解液の吸収能力が向上するの
で、電解液の吹き出しを防止する効果を一層高めること
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案による筒形リチウム電池の一実施例を示
す正断面図である。

【図２】図１に示す筒形リチウム電池を構成する群押え
部材の一例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は
（ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。

【図３】図１に示す筒形リチウム電池を構成する群押え
部材の別の例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）
は（ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。

【図４】図１に示す筒形リチウム電池を構成する群押え
部材の更に別の例を示す図であり、（ａ）は平面図、
（ｂ）は（ａ）のＡ−Ａ線による断面図である。

【図５】図２に示す群押え部材を用いた筒形リチウム電
池の放電特性を示すグラフである。

【符号の説明】

１……筒形リチウム電池 ２……負極缶 ２ｂ……ビーディング部 ３……電極群 ５……正極 ６……負極 ７……セパレータ ９……群押え部材 １６、１７……切り欠き １８……樹脂層 １９……不織布層

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)考案者 中田 裕之 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (72)考案者 渡部 徳久 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−294355（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−75958（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01M 2/34 H01M 6/16

Claims (6)

(57)【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 二酸化マンガンを主成分とする正極
   （５）とリチウムを主成分とする負極（６）とをセパレ
   ータ（７）を介して積層し、これを円筒状に巻回して電
   極群（３）とし、 前記電極群を負極缶（２）内に挿入し、 前記電極群上に群押え部材（９）を載置し、 前記負極缶にビーディング部（２ｂ）を前記群押え部材
   を介して前記電極群を当該負極缶に固定する形で形成
   し、 更に、前記負極缶内に電解液を注入するようにして構成
   した筒形リチウム電池（１）において、 前記群押え部材として、環状に形成された不織布を用い
   たことを特徴とする筒形リチウム電池。
2. 【請求項２】 不織布に複数個の切り欠き（１６）を形
   成して構成した請求項１記載の筒形リチウム電池。
3. 【請求項３】 二酸化マンガンを主成分とする正極
   （５）とリチウムを主成分とする負極（６）とをセパレ
   ータ（７）を介して積層し、これを円筒状に巻回して電
   極群（３）とし、 前記電極群を負極缶（２）内に挿入し、 前記電極群上に群押え部材（９）を載置し、 前記負極缶にビーディング部（２ｂ）を前記群押え部材
   を介して前記電極群を当該負極缶に固定する形で形成
   し、 更に、前記負極缶内に電解液を注入するようにして構成
   した筒形リチウム電池において、 前記群押え部材として、環状に形成された樹脂層（１
   ８）と環状に形成された不織布層（１９）とを積層した
   樹脂・不織布積層体を用いたことを特徴とする筒形リチ
   ウム電池。
4. 【請求項４】 樹脂層（１８）に複数個の切り欠き（１
   ７）を形成して構成した請求項３記載の筒形リチウム電
   池。
5. 【請求項５】 不織布層（１９）に複数個の切り欠き
   （１６）を樹脂層（１８）の切り欠き（１７）に対向し
   た位置に形成して構成した請求項４記載の筒形リチウム
   電池。
6. 【請求項６】 不織布層（１９）が樹脂層（１８）より
   厚いことを特徴とする請求項３又は請求項４又は請求項
   ５記載の筒形リチウム電池。