JP2780634B2 - 偏平形非水電解液電池の製造法 - Google Patents

偏平形非水電解液電池の製造法

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JP2780634B2 JP6355694A JP6355694A JP2780634B2 JP 2780634 B2 JP2780634 B2 JP 2780634B2 JP 6355694 A JP6355694 A JP 6355694A JP 6355694 A JP6355694 A JP 6355694A JP 2780634 B2 JP2780634 B2 JP 2780634B2
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彰英 泉
昌武 西尾
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富士電気化学株式会社
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は偏平形非水電解液電池の
製造方法に関し、特にリチウム等の負極活物質を圧着し
て形成する負極部の製造法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】リチウム等のアルカリ金属から成る負極
活物質を所定形状に加圧成形し、負極端子に圧着する方
法として特開昭55−56370号、特開昭59−42
777号及び特開平3−238756号が開示され、そ
のなかでは、矩形断面、或いは円形断面をもつ棒状のリ
チウム成形品を予め所定の長さに栽断してチップ状と
し、これを負極端子中央部に載置した後、押圧治具によ
り略円板状に加圧・圧着して負極部を形成するものが示
されている。
【0003】電池にとって、電気容量は重要な特性項目
であり、加圧・成形後のリチウムは真円形に近い程負極
端子一杯に効率良く圧着でき、電気容量も大きくでき
る。ここで、リチウム(ロッド)の形状は正四角柱に近
い程、加圧・圧着後は真円と成り易いが、電池の品種毎
にロッドを管理、取換えするのは煩雑で作業性も悪くコ
ストアップになるため、従来より電池容量の近似した品
種には厚さや幅の同じものを使用し、品種毎の電池容量
の差は裁断寸法を変えて調整し、ロッドの共通化を図っ
ていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、負極部
を量産する時、裁断したリチウムのチップを負極端子の
中央部に正しく載置することは難しく、これがずれたま
ま負極端子に加圧・圧着されると図3・a、図3・bに
示すように、リチウムの一部が負極端子底部からはみ出
し、これがセパレータ、又はガスケットの安定性を損な
う要因となっていた。又、このような位置ずれによるリ
チウムのはみ出しを防止するため、予め裁断寸法を短め
にしてずれに対して余裕をもたせ、その分、ロッド厚を
厚めにすることでリチウム容量を一定とし、図4・aに
示すように負極端子内面に収める方法もあるが、これで
は負極端子の内容積を有効に使うことができず、リチウ
ムの反応面積が低下して重負荷用途には不利となる。
【0005】又、例えば偏平形非水電解液電池CR20
25用とCR2032用にロッドを共用した場合、後者
では、ロッド裁断後のチップの形状が正四角柱でなくな
るため、加圧・圧着後のリチウムは図4・bに示すよう
に楕円状となり、同様に負極端子の内容積を有効に使え
ないという不具合が生じる。
【0006】本発明の目的は、このような不都合を解消
し、リチウムを真円に近い形状で負極端子内一杯に効率
良く正確に加圧・圧着することでリチウムの反応効率を
向上させ、より安定した放電性能を得ることができる偏
平形非水電解液電池の製造法を提供することにある。
【0007】
【課題を解決するための手段】負極活物質であるリチウ
ムを円盤状の負極端子に圧着して成る負極部を用いて組
立られる偏平形非水電解液電池の製造法において、上記
リチウムのロッド裁断後のチップを負極端子の中央付近
に仮圧着し、該チップを凹面状の押圧治具でチップ厚の
1/2〜1/4まで仮成形して略円形の凸状と成し、そ
の後、該チップを平面状の押圧治具で初厚の1/6以下
まで加圧して負極端子に圧着し、負極部を形成するよう
にした。
【0008】又、リチウムを略円形の凸状に仮成形する
前に、押圧治具と当接するリチウムの面にプロピレンカ
ーボネート(PC)又は流動パラフィン等、電解液に対
し安定な離型剤を塗布するとよい。
【0009】
【作 用】リチウムの仮圧着時、チップの載置位置が負
極端子の中央より若干ずれても、凹面状の押圧治具によ
り加圧するとチップは凹面状の中央に強制移動する。
【0010】又、チップを略円形の凸状に仮成形した後
平面状の押圧治具で加圧・圧着すると、チップが正四角
柱でなくとも、加圧成形後のリチウムは真円形に近づ
き、負極端子内面一杯に効率良く圧着される。
【0011】更に、チップ上面にPC等の離型剤を塗布
すると、治具による加圧時、チップが治具面に貼り付か
なくなる。
【0012】
【実施例】図1は、偏平形非水電解液電池の一例を示す
ものである。
【0013】この種の電池では金属製電池ケース1内に
負極活物質2b、セパレータ4及び正極活物質3bから
成る発電要素が密封状態で封入されている。上記電池ケ
ース1は、ステンレスのような金属板を皿状にプレス成
形した負極端子2aと正極端子3aとをガスケット5を
挟んで一体化させたもので、正極端子3a内には、上述
の正極活物質3b(二酸化マンガン、黒鉛等の混合粉末
を加圧成形したもの)が、又負極端子2a内には負極活
物質2b(リチウム等のアルカリ金属)がそれぞれ充填
され、正極部3及び負極部2を形成している。
【0014】ところでこのような偏平形非水電解液電池
を製造するに際しては、上記負極端子2aと正極端子3
aとを一体化する前に、各端子2a、3aに活物質2
b、3bを予め充填する必要があるが、本発明の特徴と
するところは、負極活物質であるリチウム2bを真円に
近い形状で負極端子2a内一杯に効率良く、且つ正確に
圧着するところにあり、その方法について詳細に説明す
る。
【0015】図2は、一例として偏平型非水電解液電池
CR2032用の負極部2を形成する工程を示したもの
である。
【0016】負極活物質であるリチウム2bの成形品
(厚さ3.5mm、幅5.8mmの角材)は、長さ5.
9〜6.0mmに裁断してチップ状にされる(図2・
a)。裁断されたチップ状のリチウム2bは8ポストで
負極端子2a(内径16.2φ)の中央付近に仮圧着さ
れ、そのチップ上面には塗布用パイプPにより離型剤6
(PC)が塗布される(図2・b)。更に、仮圧着され
たチップは凹面状の押圧治具Kによりチップ中央部の厚
さを1.5mm(即ち、チップ厚の3/7)まで圧着さ
れ(図2・c)、略円形の凸状チップに仮成形される
(図2・d)。この時、図2・bに示すようにチップの
中心が負極端子2aの中心と少々ずれて仮圧着されてい
ても、加圧時には押圧治具Kの凹面形状によりチップ横
方向へ力が働き、チップは中央部に強制移動して位置決
めされるのである。この時、チップ上面に塗布した離型
剤6がチップと押圧治具Kの貼り付きを防止するため位
置決めが容易となり、正しく仮成形できるのでより好ま
しい。
【0017】その後、更に平面状の押圧治具Gで厚さ
0.5mm(即ち、チップ厚の1/7)まで押圧し、負
極端子2aに圧着されて負極部2が形成される(図2・
e、f)。
【0018】又、チップを略円形の凸状に仮成形した
後、加圧すると,裁断後のチップが正四角柱でなくと
も、加圧成形後のリチウム2bは真円形に近ずき、負極
端子2a内面一杯に効率良く圧着されるのである。
【0019】尚、本実施例ではチップの仮成形を直接負
極端子2a上で行っているが、治具内で仮成形し、最終
工程でこれを負極端子2aに加圧・圧着することも勿論
可能である。
【0020】ここで、正極合剤3bを充填した正極端子
3aにセパレータ4を載置し、注液した後、ガスケット
5を介して上記負極部2を嵌合してCR2032を組立
て、一定容量のチップ状リチウム2bを負極端子2aに
圧着したときの広がり状態を調べると共に、2.7KΩ
放電(終止電圧2.5V)での性能を測定し、これらを
直接平面状の押圧治具Gにより加圧・圧着して形成した
従来品と比較し、その結果を表1に示した。
【0021】尚、加圧・圧着後のリチウム2bの径は1
5.5φ及び16.0φの2種類とし、リチウムのはみ
出しチェックは、各々100個(但し従来品は50
個)とした、又放電性能チェックは各々5個とした。
【0022】比較試験の結果、リチウム2bの圧着後、
従来品では、リチウム2bの径が15.5φ、16.0
φ共、はみ出しの発生が多く、特に16.0φの場合で
は組立不能となり得る極端なはみ出しが発生したが、こ
れに対し本発明品の場合は実質上支障となるようなはみ
出しは発生していないことがわかる。
【0023】又、電池の放電持続時間についても従来品
の場合が劣っているが、これはチップの加圧・圧着時に
中心がずれて上記はみ出しが発生し、正極部3と負極部
2との対向面積が減って電池容量が減少したためであ
る。これに対して本発明の場合は、チップのずれが防止
されて負極端子一杯にリチウム2bを圧着できるため、
反応面積が大きくなって放電性能が向上している。
【0024】
【表1】
【0025】
【発明の効果】本発明によれば、負極部を形成する際、
負極活物質であるリチウムのロッド裁断後のチップを凹
面状の押圧治具でチップ厚の1/2〜1/4まで加圧・
変形して略円形の凸状に仮成形し、その後、該チップを
平面状の押圧治具で初厚の1/6以下まで加圧して負極
端子に圧着したので、仮圧着時にチップの載置位置が負
極端子の中心より若干ずれたとしても、押圧時には押圧
治具の凹面形状によりチップ横方向へ力が働き、チップ
は負極端子の中央に移動し位置決めされる。その結果、
リチウムのはみ出しが防止され負極端子内面一杯に効率
良く圧着できるため負極端子の反応面積が大きくなり、
放電性能も安定する。
【0026】更に、チップを略円形の凸状に仮成形した
後、加圧・圧着することで、裁断したチップが正四角柱
でなくとも略真円形に成形できるため、上記同様負極端
子の内容積が有効に利用でき、放電性能が安定する。
【0027】又、チップにPC等の離型剤を塗布する
と、押圧の際チップが押圧治具に貼り付かなくなり仮成
形時の位置決めが容易となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による偏平形非水電解液電池の外観及び
内部構造を示す図。
【図2】本発明による負極部の組立工程を示す図。
【図3】リチウムの負極端子への圧着がずれた状態を示
す図で、(a)は平面図、(b)は側面の断面図を示
す。
【図4】リチウムの負極端子への圧着状態を示す図で、
(a)はリチウムが小さい真円形の場合、(b)は楕円
形の場合を示す。
【符号の説明】
2 負極部 2a 負極端子 2b リチウム 6 離型剤 G、K 押圧治具
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野末 智久 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4−184864(JP,A) 特開 平4−370660(JP,A) 特開 平3−238756(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) H01M 4/06 - 4/12 H01M 6/14 - 6/16

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負極活物質であるリチウム(2b)を
    円盤状の負極端子(2a)に圧着して成る負極部(2)
    を用いて組立られる偏平形非水電解液電池の製造法にお
    いて、 上記リチウム(2b)のロッド裁断後のチップを上記負
    極端子(2a)の中央付近に仮圧着し、該チップを凹面
    状の押圧治具(K)でチップ厚の1/2〜1/4まで仮
    成形して略円形の凸状と成し、その後、該チップを平面
    状の押圧治具(G)で初厚の1/6以下まで加圧して負
    極端子(2a)に圧着し、負極部(2)を形成すること
    を特徴とする偏平形非水電解液電池の製造方法。
  2. 【請求項2】 リチウム(2b)を略円形の凸状に仮
    成形する前に、押圧治具(K)と当接するリチウム(2
    b)の面にプロピレンカーボネート(PC)又は流動パ
    ラフィン等、電解液に対し安定な離型剤(6)を塗布す
    ることを特徴とする請求項1記載の偏平形非水電解液電
    池の製造方法。
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