JP2807292B2 - ペーパー電池 - Google Patents
ペーパー電池Info
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- polyisobutylene
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、偏平薄形の発電要素を一対の端子板の間
に挟持して構成される、ペーパー電池に関するものであ
る。
に挟持して構成される、ペーパー電池に関するものであ
る。
＜従来の技術＞ この種のペーパー電池では、一対の端子板，即ち正極
端子板と負極端子板の間に、例えば、二酸化マンガンを
活物質とする正極，セパレータ，金属リチウムを活物質
とする負極などを順次積重した偏平薄形の発電要素を密
封収納する構造が採られる。この場合、例えば、負極端
子板に電池要素を積重し、負極端子板周縁部に封口材を
設置し、更に正極端子板を重ねた後、これらの端子板周
縁部を加熱・加圧して、端子板周縁部の間に介在させた
封口材を熱融着して封口を行っている。
端子板と負極端子板の間に、例えば、二酸化マンガンを
活物質とする正極，セパレータ，金属リチウムを活物質
とする負極などを順次積重した偏平薄形の発電要素を密
封収納する構造が採られる。この場合、例えば、負極端
子板に電池要素を積重し、負極端子板周縁部に封口材を
設置し、更に正極端子板を重ねた後、これらの端子板周
縁部を加熱・加圧して、端子板周縁部の間に介在させた
封口材を熱融着して封口を行っている。
上記の封口材としては、例えば特開昭60−3852号公報
に記載されたように、耐電解液性に優れたポリオレフィ
ン系樹脂を主成分とするものが知られている。
に記載されたように、耐電解液性に優れたポリオレフィ
ン系樹脂を主成分とするものが知られている。
＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、従来の封口材では、上記の熱融着の
際、封口材が熱と圧力により軟化し流動することから、
電池の周辺部が薄肉化し、外周部に封口材がはみだして
しまい、これが原因で電池の外形寸法が不均一になった
り、外観性が悪化するなどの問題が生じている。
際、封口材が熱と圧力により軟化し流動することから、
電池の周辺部が薄肉化し、外周部に封口材がはみだして
しまい、これが原因で電池の外形寸法が不均一になった
り、外観性が悪化するなどの問題が生じている。
また、封口材の電池内周部への流動により、電池内容
積が低下するため、電池性能が不安定になってしまう。
積が低下するため、電池性能が不安定になってしまう。
更に、封口材流動により電池外周部の封口材層が薄肉
化するため、正極端子板と負極端子板とが接触し易くな
り、これに伴い電池が短絡する問題もある。
化するため、正極端子板と負極端子板とが接触し易くな
り、これに伴い電池が短絡する問題もある。
この発明は、このような問題のない、外観性や電池性
能の良好なペーパー電池を提供することを目的とする。
能の良好なペーパー電池を提供することを目的とする。
＜課題を解決するための手段＞ この発明のペーパー電池は、一対の端子板の間に発電
要素を挟持し、またこれら一対の端子板の周縁部の対向
面の間に介在させた封口材によりこれら周縁部を熱融着
して電池の封口を行う形式のペーパー電池において、前
記封口材として、ポリイソブチレン変性ポリエチレン樹
脂，高密度ポリエチレン樹脂，ポリイソブチレン変性ポ
リエチレン樹脂を順次積重してなる３層構造のものを用
いたことを要旨とする。
要素を挟持し、またこれら一対の端子板の周縁部の対向
面の間に介在させた封口材によりこれら周縁部を熱融着
して電池の封口を行う形式のペーパー電池において、前
記封口材として、ポリイソブチレン変性ポリエチレン樹
脂，高密度ポリエチレン樹脂，ポリイソブチレン変性ポ
リエチレン樹脂を順次積重してなる３層構造のものを用
いたことを要旨とする。
上記３層構造の封口材に代えて、ポリイソブチレン変
性ポリエチレン樹脂と高密度ポリエチレン樹脂を積層し
てなる２層構造の封口材を用いても良い。
性ポリエチレン樹脂と高密度ポリエチレン樹脂を積層し
てなる２層構造の封口材を用いても良い。
また、これら３層ないし２層の封口材は、電池組立て
以前の段階で一方ないし両方の端子板周縁部に予め熱融
着しておいても良いし、あるいは電池を組立てる際に端
子板周縁部間に載置して挟持させる方法を採っても良
く、更に必要ならばこれらを併用しても良い。
以前の段階で一方ないし両方の端子板周縁部に予め熱融
着しておいても良いし、あるいは電池を組立てる際に端
子板周縁部間に載置して挟持させる方法を採っても良
く、更に必要ならばこれらを併用しても良い。
＜作用＞ 上記従来の封口材において、外観性の悪化などの問題
が生じるのは、端子板周縁部を熱融着させる際に封口材
全体がとけて流動してしまうことが原因であった。
が生じるのは、端子板周縁部を熱融着させる際に封口材
全体がとけて流動してしまうことが原因であった。
本発明のように封口材を上記３層構造ないし２層構造
とすることで、熱融着の際には融点が低いポリイソブチ
レン変性ポリエチレン樹脂のみが溶けて金属と熱融着す
るだけで、これより融点の高い高密度ポリエチレン樹脂
層は溶けることはない。従って樹脂層の厚さを保持する
ことができ、このため上記のような外観性の悪化，電池
内容積の低下、短絡の発生などを防ぐことができる。
とすることで、熱融着の際には融点が低いポリイソブチ
レン変性ポリエチレン樹脂のみが溶けて金属と熱融着す
るだけで、これより融点の高い高密度ポリエチレン樹脂
層は溶けることはない。従って樹脂層の厚さを保持する
ことができ、このため上記のような外観性の悪化，電池
内容積の低下、短絡の発生などを防ぐことができる。
また、封口時においては、ポリイソブチレン変性ポリ
エチレン樹脂が金属と熱融着するのに要するだけの熱量
を与えれば良く、封口時に必要な熱量が少なくて済み、
その分エネルギー的にも優れている。
エチレン樹脂が金属と熱融着するのに要するだけの熱量
を与えれば良く、封口時に必要な熱量が少なくて済み、
その分エネルギー的にも優れている。
＜実施例＞ 以下に実施例を説明する。
第１図において、封口材６をその上面外周部に予じめ
熱融着したステンレス鋼板製の負極端子板１に、電池要
素となるリチウム２、電解液を浸漬したセパレータ3,正
極合剤４を順次積重し、更にその中央部を絞り加工した
ステンレス鋼板製の正極端子板５を重ねた後、正極端子
板側より封口温度180℃，封口圧力5kg/cm2,封口時間20
秒の条件で電池周縁部を加熱・加圧し封口材６を正・負
極端子板に熱融着して電池の封口を行い、厚さ0.5mmの
リチウムペーパー電池（本発明電池１）を作製した。
熱融着したステンレス鋼板製の負極端子板１に、電池要
素となるリチウム２、電解液を浸漬したセパレータ3,正
極合剤４を順次積重し、更にその中央部を絞り加工した
ステンレス鋼板製の正極端子板５を重ねた後、正極端子
板側より封口温度180℃，封口圧力5kg/cm2,封口時間20
秒の条件で電池周縁部を加熱・加圧し封口材６を正・負
極端子板に熱融着して電池の封口を行い、厚さ0.5mmの
リチウムペーパー電池（本発明電池１）を作製した。
尚、正極端子板５と負極端子板１とが対向する面の外
周部に同様な封口材をそれぞれ熱融着させておいても良
い。
周部に同様な封口材をそれぞれ熱融着させておいても良
い。
上記封口材６としては、第２図（Ａ）のように、ポリ
イソブチレン変性ポリエチレン樹脂6b,高密度ポリエチ
レン樹脂6a、ポリイソブチレン変性ポリエチレン樹脂6c
を順次積層した３層構造のものを用いた。
イソブチレン変性ポリエチレン樹脂6b,高密度ポリエチ
レン樹脂6a、ポリイソブチレン変性ポリエチレン樹脂6c
を順次積層した３層構造のものを用いた。
上記のポリイソブチレン変性ポリエチレン樹脂6b,6c
の融点は120℃〜130℃であり、またその赤外線吸収スペ
クトル特性は第８図に示した通り、主なる赤外線吸収帯
が約720cm-1,730cm-1,924cm-1,951cm-1,1231cm-1,1367c
m-1,1390cm-1,1463cm-1,1794cm-1,2019cm-1,2346cm-1,2
850cm-1,2922cm-1である。
の融点は120℃〜130℃であり、またその赤外線吸収スペ
クトル特性は第８図に示した通り、主なる赤外線吸収帯
が約720cm-1,730cm-1,924cm-1,951cm-1,1231cm-1,1367c
m-1,1390cm-1,1463cm-1,1794cm-1,2019cm-1,2346cm-1,2
850cm-1,2922cm-1である。
また、上記の高密度ポリエチレン樹脂6aは融点は130
〜140℃で、また主なる赤外線吸収帯が約720cm-1,730cm
-1,1367cm-1,1390cm-1,1463cm-1,2850cm-1,2922cm-1の
赤外線吸収スペクトルを有するものである。
〜140℃で、また主なる赤外線吸収帯が約720cm-1,730cm
-1,1367cm-1,1390cm-1,1463cm-1,2850cm-1,2922cm-1の
赤外線吸収スペクトルを有するものである。
更に、上記封口材６に代えて、第２図（Ｂ）に示し
た、高密度ポリエチレン樹脂7a,ポリイソブチレン変性
ポリエチレン図示7bを積層した２層構造の封口材７を用
い、その他は同様にしてリチウムペーパー電池（本発明
電池２）を作製した。
た、高密度ポリエチレン樹脂7a,ポリイソブチレン変性
ポリエチレン図示7bを積層した２層構造の封口材７を用
い、その他は同様にしてリチウムペーパー電池（本発明
電池２）を作製した。
尚、２層構造の封口材７を用いる場合の封口方法は、
予じめ負極端子板１に高密度ポリエチレン樹脂7aを熱融
着し、電池要素、正極端子板５を積重した後、正極端子
板側より加熱・加圧を行い、ポリイソブチレン変性ポリ
エチレン樹脂7bと正極端子板５とを熱融着して封口した
ものである（第３図）。この場合ポリイソブチレン変性
ポリエチレン樹脂7bと正極端子板５との熱融着は、封口
部の温度が高密度ポリエチレン樹脂7aの融点より低い温
度で行うことができるため、封口材７が流動することが
なく、封口部の安定な外観性の優れた電池を得ることが
できる。
予じめ負極端子板１に高密度ポリエチレン樹脂7aを熱融
着し、電池要素、正極端子板５を積重した後、正極端子
板側より加熱・加圧を行い、ポリイソブチレン変性ポリ
エチレン樹脂7bと正極端子板５とを熱融着して封口した
ものである（第３図）。この場合ポリイソブチレン変性
ポリエチレン樹脂7bと正極端子板５との熱融着は、封口
部の温度が高密度ポリエチレン樹脂7aの融点より低い温
度で行うことができるため、封口材７が流動することが
なく、封口部の安定な外観性の優れた電池を得ることが
できる。
他の方法の１つとして、予じめ負極端子板１にポリイ
ソブチレン変性ポリエチレン樹脂7bを熱融着し、電池要
素、正極端子板５を積重後、正極端子板５と高密度ポリ
エチレン樹脂7aを熱融着しても同様の効果が得られる
（第４図）。この場合、高密度ポリエチレン樹脂7aと正
極端子板５とを熱融着し、封口する際の熱融着条件とし
ては、高温で短時間で行う必要がある。この条件で封口
することにより、低融点であるポリイソブチレン変性ポ
リエチレン樹脂7bの流動を招くことなく封口することが
できる。
ソブチレン変性ポリエチレン樹脂7bを熱融着し、電池要
素、正極端子板５を積重後、正極端子板５と高密度ポリ
エチレン樹脂7aを熱融着しても同様の効果が得られる
（第４図）。この場合、高密度ポリエチレン樹脂7aと正
極端子板５とを熱融着し、封口する際の熱融着条件とし
ては、高温で短時間で行う必要がある。この条件で封口
することにより、低融点であるポリイソブチレン変性ポ
リエチレン樹脂7bの流動を招くことなく封口することが
できる。
また、他のもう１つの方法として、予じめ正極端子板
５及び負極端子板１に２層構造の封口材７を熱融着し、
電池を作製することもできる。その方法としては、高密
度ポリエチレン樹脂7aを予じめ正極端子板５及び負極端
子板１に熱融着し、両端子板の間に電池要素を積重後、
電池周辺部を加熱・加圧し、ポリイソブチレン変性ポリ
エチレン樹脂7b同士を熱融着して、電池の封口を行うこ
とができる（第５図）。この時、ポリイソブチレン変性
ポリエチレン樹脂7bの融点は、高密度ポリエチレン樹脂
7aより低いため、高密度ポリエチレン樹脂7aが流動する
ことなく、外観性のよい安定な封口部を形成することが
できる。
５及び負極端子板１に２層構造の封口材７を熱融着し、
電池を作製することもできる。その方法としては、高密
度ポリエチレン樹脂7aを予じめ正極端子板５及び負極端
子板１に熱融着し、両端子板の間に電池要素を積重後、
電池周辺部を加熱・加圧し、ポリイソブチレン変性ポリ
エチレン樹脂7b同士を熱融着して、電池の封口を行うこ
とができる（第５図）。この時、ポリイソブチレン変性
ポリエチレン樹脂7bの融点は、高密度ポリエチレン樹脂
7aより低いため、高密度ポリエチレン樹脂7aが流動する
ことなく、外観性のよい安定な封口部を形成することが
できる。
２層構造の封口材は、ポリイソブチレン変性ポリエチ
レン樹脂7aの厚さが0.04mmであり、また高密度ポリエチ
レン樹脂7bの厚さが0.11mmであり、全体の厚さを0.15mm
とした。また、予じめ正及び負極端子板に封口材を熱融
着する場合には、ポリイソブチレン変性ポリエチレン樹
脂7aの厚さが0.03mmであり、高密度ポリエチレン樹脂7b
の厚さが0.05mmであり封口材を用いて、全体の厚さを0.
16mmとした。
レン樹脂7aの厚さが0.04mmであり、また高密度ポリエチ
レン樹脂7bの厚さが0.11mmであり、全体の厚さを0.15mm
とした。また、予じめ正及び負極端子板に封口材を熱融
着する場合には、ポリイソブチレン変性ポリエチレン樹
脂7aの厚さが0.03mmであり、高密度ポリエチレン樹脂7b
の厚さが0.05mmであり封口材を用いて、全体の厚さを0.
16mmとした。
これら高密度ポリエチレン樹脂7a,ないしポリイソブ
チレン変性ポリエチレン樹脂7bは、それぞれ上記高密度
ポリエチレン樹脂6a,ポリイソブチレン変性ポリエチレ
ン樹脂6b,6cと同じものである。
チレン変性ポリエチレン樹脂7bは、それぞれ上記高密度
ポリエチレン樹脂6a,ポリイソブチレン変性ポリエチレ
ン樹脂6b,6cと同じものである。
また、封口材６において、ポリイソブチレン変性ポリ
エチレン樹脂6b,6cの厚さはいずれも0.04mmであり、一
方高密度ポリエチレン樹脂6aの厚さは0.07mmであり、全
体の厚さを0.15mmとした。更に封口材６を予じめ正負極
端子板に熱融着して用いる場合には、ポリイソブチレン
変性ポリエチレン樹脂の厚さがいずれも0.02mmでありま
た高密度ポリエチレン樹脂の厚さが0.04mmである封口材
を用い、全体の厚さを0.16mmとした。
エチレン樹脂6b,6cの厚さはいずれも0.04mmであり、一
方高密度ポリエチレン樹脂6aの厚さは0.07mmであり、全
体の厚さを0.15mmとした。更に封口材６を予じめ正負極
端子板に熱融着して用いる場合には、ポリイソブチレン
変性ポリエチレン樹脂の厚さがいずれも0.02mmでありま
た高密度ポリエチレン樹脂の厚さが0.04mmである封口材
を用い、全体の厚さを0.16mmとした。
一方、厚さ0.15mmのポリイソブチレン変性ポリエチレ
ン樹脂を封口材として用いた他は同様にしてリチウムペ
ーパー電池（従来電池）を作製した。
ン樹脂を封口材として用いた他は同様にしてリチウムペ
ーパー電池（従来電池）を作製した。
第１表は、本発明電池1,2と従来電池をそれぞれ100個
づつ作製した時の内部短絡発生率を示したもので、本発
明電池1,2では内部短絡がほとんど発生しなかったのに
対し、比較電池の場合は電池周縁部の封口材が熱融着時
に流動し薄肉化して内部短絡が多発した。
づつ作製した時の内部短絡発生率を示したもので、本発
明電池1,2では内部短絡がほとんど発生しなかったのに
対し、比較電池の場合は電池周縁部の封口材が熱融着時
に流動し薄肉化して内部短絡が多発した。
また第６図は、本発明電池1,2と従来電池における封
口温度と封口強度の関係を示したもので、封口強度に大
きな差はなく、いずれの電池でも安定した封口部が形成
されている。
口温度と封口強度の関係を示したもので、封口強度に大
きな差はなく、いずれの電池でも安定した封口部が形成
されている。
一方、第７図は本発明電池1,2と比較電池を温度20℃
の雰囲気下で、68kΩの定抵抗で連続放電させたときの
放電特性を示したものである。この結果をみると、本発
明電池1,2と比較して、比較電池の放電性能は劣ってい
た。これは、比較電池の場合、電池封口時の際の熱と圧
力によって封口材が流動して電池内容積が小さくなるた
め、正極端子板が変形して電池内容物の接触状態が悪化
することがおもな原因と考えられる。
の雰囲気下で、68kΩの定抵抗で連続放電させたときの
放電特性を示したものである。この結果をみると、本発
明電池1,2と比較して、比較電池の放電性能は劣ってい
た。これは、比較電池の場合、電池封口時の際の熱と圧
力によって封口材が流動して電池内容積が小さくなるた
め、正極端子板が変形して電池内容物の接触状態が悪化
することがおもな原因と考えられる。
＜発明の効果＞ 以上のように、この発明によれば、電池封口時におけ
る封口材の流動を小さく抑えることができ、このため外
観性に優れ、また外径寸法や電池性能の安定な、ペーパ
ー電池を提供することができる。
る封口材の流動を小さく抑えることができ、このため外
観性に優れ、また外径寸法や電池性能の安定な、ペーパ
ー電池を提供することができる。
第１図は実施例の電池の断面図、第２図（Ａ），（Ｂ）
はそれぞれ実施例に用いる封口材の説明図、第3,4,5図
はそれぞれ実施例に用いる２層構造封口材を用いた電池
の封口部断面図、第６図は本発明電池1,2と比較電池に
おける電池封口の際の封口温度と封口強度の関係を示し
たグラフ、第７図は本発明電池1,2と比較電池の放電性
能を示したグラフ，第８図は実施例の電池で用いたポリ
イソブチレン変性ポリエチレンの赤外線吸収スペクトル
特性を示したグラフである。 １……負極端子板、３……セパレータ、５……正極端子
板、6,7……封口材。
はそれぞれ実施例に用いる封口材の説明図、第3,4,5図
はそれぞれ実施例に用いる２層構造封口材を用いた電池
の封口部断面図、第６図は本発明電池1,2と比較電池に
おける電池封口の際の封口温度と封口強度の関係を示し
たグラフ、第７図は本発明電池1,2と比較電池の放電性
能を示したグラフ，第８図は実施例の電池で用いたポリ
イソブチレン変性ポリエチレンの赤外線吸収スペクトル
特性を示したグラフである。 １……負極端子板、３……セパレータ、５……正極端子
板、6,7……封口材。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 稲垣 稔 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２−234344（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−83340（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−267257（ＪＰ，Ａ) 実公 昭39−28622（ＪＰ，Ｙ１) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 2/08
Claims (2)
- 【請求項１】一対の端子板の間に発電要素を挟持し、ま
たこれら一対の端子板の周縁部の対向面の間に介在させ
た封口材によりこれら周縁部を熱融着して電池の封口を
行う形式のペーパー電池において、前記封口材として、
ポリイソブチレン変性ポリエチレン樹脂，高密度ポリエ
チレン樹脂，ポリイソブチレン変性ポリエチレン樹脂を
順次積重してなる３層構造のものを用いたことを特徴と
するペーパー電池。 - 【請求項２】前記３層構造の封口材に代えて、ポリイソ
ブチレン変性ポリエチレン樹脂と高密度ポリエチレン樹
脂を積重してなる２層構造の封口材を用いたことを特徴
とする請求項１記載のペーパー電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1292950A JP2807292B2 (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | ペーパー電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1292950A JP2807292B2 (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | ペーパー電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03155043A JPH03155043A (ja) | 1991-07-03 |
| JP2807292B2 true JP2807292B2 (ja) | 1998-10-08 |
Family
ID=17788522
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1292950A Expired - Fee Related JP2807292B2 (ja) | 1989-11-10 | 1989-11-10 | ペーパー電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2807292B2 (ja) |
-
1989
- 1989-11-10 JP JP1292950A patent/JP2807292B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03155043A (ja) | 1991-07-03 |
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