JP2954594B2 - ペーパー電池 - Google Patents

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用いて構成される
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、例えばICカードなどの電源と
して用いられているリチウムペーパー電池では、それぞ
れシート状の正極合剤，セパレータ，リチウム負極を順
次積重してなる発電要素を、薄肉平板状の正極端子板と
負極端子板との間に挟持し、またこれらの端子板の周縁
部をフッ素系樹脂やポリオレフィン系樹脂などの封口材
で熱融着して、上記発電要素を端子板の間に封入する構
造が採られている。

この電池では、電池中央部に厚みのある上記発電要素
が収納されるため、電池組立て時において、組立ての際
の圧力により端子板周辺部に変形が生じたり、あるいは
これらの端子板の間に熱融着した封口材のシール性が低
下するといった不都合が起こる。

そこで、例えば特開昭62−136748号公報に記載されて
いるように、一方の端子板に予じめ絞り加工を施して発
電要素の形状に似せ凸形状に成形することで、電池組立
て後における電池の変形や封口材のシール性の低下など
を除くことが提案されている。

＜発明が解決しようとする課題＞ しかしながら、上記のように端子板に絞り加工を施し
た場合、加工によって端子板自身が変形し、そのために
電池が変形するという問題が生じていた。

即ち、端子板に絞り加工を施した場合、端子板の４隅
のコーナー部に加工応力が集中する。このため、その端
子板が捩じれたり、あるいは反ったりするなどの変形が
起きる。そして、この変形が起きた端子板を用いて電池
を組立てた場合、変形を起こした端子板の影響でもう一
方の平らな端子板も変形をおこし、結果的に電池が変形
してしまう。

特に、ステンレス鋼のようなバネ鋼で作った端子板を
用いた場合、このような絞り加工後の変形が必ず発生す
る。

この発明は、絞り加工を施した端子板を用いた場合で
もこのような電池の変形をなくすことのできるペーパー
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＞ 本発明者は、上記目的を達成すべく検討した所、絞り
加工を施した方の端子板の剛性を他方の端子板より小さ
くすることで、これらの端子板を組合わせた時には、絞
り加工をした端子板の変形を剛性が高い方の端子板によ
り矯正できる点に着目して、本発明を完成した。

即ち、この発明のペーパー電池は、一対の端子板の間
に正極合剤，セパレータ，負極を順次積重してなる発電
要素を封入し、またこれらの端子板のいずれか一方を絞
り加工を施した構成のペーパー電池において、絞り加工
をした方の端子板の板厚を他方の端子板より20〜50μｍ
薄くしたことを要旨とする。

ここで、両端子板の厚さの差を20〜50μｍに限定した
のは次の理由による。即ち、この差が20μｍ未満では本
発明の効果が不十分となる。また、絞り加工をした方の
端子板に必要な強度を持たせるためにこの端子板の厚さ
を最低20μｍ程度にする必要があるが、上記の差が50μ
ｍを越えた場合、絞り加工をしない方の端子板の厚さが
厚くなり過ぎ、その分発電要素の収納体積が減るため、
規定の高さの電池を作製する場合には電池性能上不利と
なる。

また、この発明のペーパー電池は、一対の端子板の間
に正極合剤，セパレータ，負極を順次積重してなる発電
要素を封入し、またこれらの端子板のいずれか一方を絞
り加工を施した構成のペーパー電池において、絞り加工
をした方の端子板の硬度を他方の端子板よりビッカース
硬度で50以上低くしたことを要旨とする。

ここで、両端子板のビッカース硬度の差を50以上に限
定したのは、この差が50未満では本発明の効果が薄くな
るからである。

また、このように硬度の差を持たせる具体的な方法と
しては、例えば各端子板をアニーリング（焼きなまし）
処理する際の処理温度や時間などを適宜に変えればよ
い。また、これら端子板の材質を変えることで、端子板
の硬度に差を持たせるようにしても良い。

＜作用＞ 上記のように板厚や硬度に差をもたせることで、絞り
加工を施さない方の端子板の剛性が絞り加工を施した端
子板に比べて大きくなる。

このため、絞り加工を施した端子板に加工変形が発生
した場合でも、電池組立て時において、剛性が高い他方
の端子板によりこの加工変形を矯正することができる。

＜実施例＞ ステンレス鋼（SUS304）で作った幅16.5mm,長さ34.5m
m,厚さ20μｍの平板状の正極端子板を、中央部に高さ0.
3mm程度の凸部を有するように絞り加工を施した。

また、この正極端子板と、ステンレス鋼（SUS304）で
作った幅15.8mm,長さ33.8mm,厚さ50μｍの平板状の負極
端子板とをそれぞれ、各端子板の電池内面側の周縁部に
ポリオレフィン系樹脂を封口材としてそれぞれ熱融着し
た。

次に、第１図の通り、負極端子板１の封口材を熱融着
した側の面の上に、それぞれシート状のリチウム負極2,
電解液を浸漬したセパレータ3,並びに正極合剤４を順次
載置し、次いでこの上に、上記で絞り加工を施した正極
端子板５をその封口材融着側の面を正極合剤側に向けて
重ねた。

その後、負極端子板周縁部と正極端子板周縁部とを封
口材６により熱融着して電池の封口を行い、厚さ0.5mm,
幅16.5mm,長さ34.5mmのリチウムペーパー電池（本発明
品１）を作製した。

また、正極端子板として厚さ50μｍのステンレス鋼
（SUS304）を用いた他は同様にして、厚さ0.5mm,幅16.5
mm,長さ34.5mmのリチウムペーパー電池（比較品１）を
作製した。

これらの電池をそれぞれ100個づつ作り、これらにつ
いて、電池の変形（負極端子面における電池外周端と電
池中央部とのずれ）が0.05mm以下のものを良品とした場
合の歩留りを調べた所、第１表の通りの結果を得た。

このように本発明品１の歩留りが良い理由としては、
絞り加工により生じた正極端子板の変形が電池組立て時
に負極端子板で矯正されたためである。

また、本発明品１と比較品２とを同じ大きさ（つまり
高さ，幅，及び長さが同じ）の電池として比較した場
合、発電要素体積で約7.5％、またセパレータ厚を同じ
として計算した正極合剤及びリチウム負極の収納体積で
約10％それぞれ本発明品１が比較品２よりも多い。

一方、ビッカース硬度が140で、また幅16.5mm,長さ3
4.5mm,厚さ50μｍの平板状のステンレス鋼（SUS304）製
の正極端子板７を用い、また幅15.8mm,長さ33.8mm,厚さ
50μｍでビッカース硬度200のニッケル鋼で作った負極
端子板８をそれぞれ用い、その他は上記と同様にして、
第２図に示した構造で、厚さ0.5mm,幅16.5mm,長さ34.5m
mのリチウムペーパー電池（本発明品２）を作製した。

また、正極端子板のビッカース硬度を250とした他は
本発明品２と同様にして、リチウムペーパー電池（比較
品２）を作製した。

更に、正極端子板としてビッカース硬度200のものを
用いた他は同様にして、リチウムペーパー電池（比較品
３）を作製した。

これらの電池をそれぞれ100個づつ作り、またこれら
の電池について上記と同じく、電池の変形が0.05mm以下
のものを良品とした場合の歩留りを調べた所、第２表の
通りの結果を得た。

＜発明の効果＞ 以上のようにこの発明によれば、絞り加工をした端子
板に加工変形が発生した場合でも、電池組立て時におい
てこの加工変形を矯正することができ、従って平坦性の
良好なペーパー電池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図並びに第２図は実施例の電池の断面図である。 1,8……負極端子板、2,9……リチウム負極、3,10……セ
パレータ、4,11……正極合剤、5,7……正極端子板、6,1
2……封口材。

フロントページの続き (72)発明者 中村 光宏 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)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 昭63−291357（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−86344（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】一対の端子板の間に正極合剤，セパレー
   タ，負極を順次積重してなる発電要素を封入し、またこ
   れらの端子板のいずれか一方を絞り加工を施した構成の
   ペーパー電池において、絞り加工をした方の端子板の板
   厚を端方の端子板より20〜50μｍ薄くしたことを特徴と
   するペーパー電池。
2. 【請求項２】一対の端子板の間に正極合剤，セパレー
   タ，負極を順次積重してなる発電要素を封入し、またこ
   れらの端子板のいずれか一方を絞り加工を施した構成の
   ペーパー電池において、絞り加工をした方の端子板の硬
   度を他方の端子板よりビッカース硬度で50以上低くした
   ことを特徴とするペーパー電池。