JP3043912B2 - 正極ピン構造およびそれを有するリチウムイオン電池 - Google Patents

正極ピン構造およびそれを有するリチウムイオン電池

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康文 湊
憲仁 栗栖
務 金綱
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Toshiba Corp
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Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は密閉型電池に関し、特に
電池の正極ピンの構造およびそれを有するリチウムイオ
ン電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】最近、リチウム電池やリチウムイオン電
池等の電池が携帯用電子機器等に広く利用されつつあ
る。ところで、かかる電池系は従来の電池系と異なり、
３Ｖ、４Ｖといった高い起電力を有するという特徴があ
り、その優れた性能が注目されてきている。
【０００３】しかしながらかかる電池系に用いる正極端
子材料はその高い起電力の故に限定された金属材料しか
用いられなかった。かかる高電圧に耐える金属材料とし
ては、チタン、特殊なＳＵＳ、金、白金といった貴金
属、アルミニウム等、極く限られたものしかなかった。
特に、高い密閉性の要求されるハーメチックシール方式
の電池の場合、その正極ピン材料は融着ガラスの熱膨張
係数と近い値である必要性から更に限定され、チタン、
特殊なＳＵＳ材料しか用いることが出来なかった。
【０００４】チタン、特殊なＳＵＳ材料はいずれも高価
であるとともに、加工性、溶接性等に大きな難点があっ
た。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明はかかる従来の
問題点を解決せんとするものであり、特に、高電圧に耐
え安価で加工性の良いアルミニウム、もしくはアルミニ
ウム合金の特性に注目し、融着ガラスによらない絶縁方
式を考案することにより上記問題点のない新規な正極ピ
ンおよびそれを有するリチウムイオン電池を提供せんと
するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明はＡｌもしくはＡｌ合金からなる正極ピンで
あって、該正極ピンが高分子絶縁体よりなる独立したガ
スケットを介して負極端子となる電池缶もしくは電池蓋
にカシメられているか、又は該正極ピンに高分子絶縁体
を被覆して絶縁体層を形成させた後、該正極ピンが絶縁
体層を介して負極端子となる電池缶もしくは電池蓋にカ
シメられていることを特徴とする電池用正極ピン構造に
することにより、耐電圧性に優れたＡｌもしくはＡｌ合
金を正極ピン材料として用いることが可能となり、４Ｖ
の起電力を有する電池の正極ピンとして安価で有用な材
料を提供できるようにしたものである。
【０００７】
【作用】本発明で用いる正極ピンはＡｌもしくはＡｌ合
金でなければならない。
【０００８】上記の如く高起電力に耐える金属材料は、
極く限定されたものであり価格、加工性を含めて考えた
場合、ＡｌもしくはＡｌ合金が最適の材料である。
【０００９】ＡｌもしくはＡｌ合金を正極ピンとして用
いるためには負極端子となる電池缶もしくは電池蓋と電
気的に絶縁されていなければならない。
【００１０】かかる絶縁の方法として最も一般的なのは
例えば、特開昭６１−２４８，３５６号公報，特開昭６
１−２６１，２４０号公報，特開昭６３−７６，９５６
号公報等にて開示されている前記のハーメチックシール
方式であるが、ＡｌもしくはＡｌ合金は融着ガラスとの
熱膨張係数との差が余りに大きく、この方式を採用した
場合にはその製造工程中にヒビ割れが発生し完全な製品
を得ることができない。
【００１１】事実、本発明者等はＡｌもしくはＡｌ合金
をピン材として種々の条件にてガラスとの融着を試みた
が満足な製品を得ることができなかった。
【００１２】本発明者等は更にガラス絶縁に代え、高分
子絶縁体による絶縁を種々の金属について検討を行った
結果、意外にもＡｌもしくはＡｌ合金からなるピンを特
定の工程で高分子絶縁体を介して電池缶もしくは電池蓋
にカシメることにより、電気絶縁性に優れ気密性にも優
れたピンを得ることができることを見出した。
【００１３】以下、図面を参照して具体的に説明すると
図１は本発明の一つの実施態様を示すものであり、１は
ＡｌもしくはＡｌ合金よりなるピンである。２は高分子
絶縁体からなるガスケットであり、その材料は特に限定
されるものではないが、ポリエチレン、ポリプロピレ
ン、ポリテトラフロロエチレン、ポリフェニレンサルフ
ァイト、スチレンブタジエンゴム等の高分子絶縁体が一
例として挙げられる。
【００１４】３は開口部を有する電池缶もしくは電池蓋
を示す。
【００１５】１を２を介して３にカシメることにより本
発明でいう正極ピン構造を有する電池を得ることができ
る。
【００１６】図２は上記の方法にてカシメられた状態の
構造を示すものである。
【００１７】図３は本発明の他の実施態様を示すもので
あり、１はＡｌもしくはＡｌ合金よりなるピンである。
４は高分子絶縁体層であり、１の表面を被覆している。
その材料は特に限定されるものではないが、前記と同様
にポリエチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフロロエ
チレン、ポリフェニレンサルファイト、スチレンブタジ
エンゴム等の高分子絶縁体が一例として挙げられる。
【００１８】３は開口部を有する電池缶もしくは電池蓋
を示す。
【００１９】図４は上記の方法にてカシメられた状態の
構造を示すものである。
【００２０】図５は比較例を示すものであり、１はＡｌ
もしくはＡｌ合金よりなるピンである。４は高分子絶縁
体層であり、３の開口部の端面を被覆している。その材
料は特に限定されるものではないが、前記と同様にポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリテトラフロロエチレ
ン、ポリフェニレンサルファイト、スチレンブタジエン
ゴム等の高分子絶縁体が一例として挙げられる。
【００２１】３は開口部を有する電池缶もしくは電池蓋
を示す。
【００２２】図６は上記の方法にてカシメられた状態の
構造を示すものである。
【００２３】以下、実施例により本発明を更に詳しく説
明する。
【００２４】
【実施例】
実施例１ Ａｌ材（Ａ−２０４０）よりなる図１のピン１を用い、
ポリプロピレンよりなるガスケット２を介して、１５０
ｋｇ／ｃｍ2の圧力で電池蓋３にカシメることにより図
２に示す正極ピン構造を有する電池蓋を作製した。
【００２５】この正極ピンと電池蓋との間の絶縁抵抗及
び気密性を示すヘリウムリーク度は表１に示す通りであ
った。
【００２６】尚、ヘリウムリーク度は、ライボルト株式
会社製 ヘリウムディテクターＵＬ１００ ＰＬＵＳを
用いて測定した。
【００２７】実施例２ Ａｌ材（Ａ−１１００）よりなる図３のピン１にポリテ
トラフロロエチレンをコーティングし、図３の絶縁体層
４を形成させた後１５０ｋｇ／ｃｍ2の圧力で電池蓋３
にカシメることにより図４に示す正極ピン構造を有する
電池蓋を作製した。
【００２８】この正極ピンと電池蓋との間の絶縁抵抗及
び気密性を示すヘリウムリーク度は表１に示す通りであ
った。
【００２９】比較例１ 図５の電池蓋３の開口部にポリテトラフロロエチレンを
コーティングし、図５の絶縁体層４を形成させた。１５
０ｋｇ／ｃｍ2の圧力でピン１を電池蓋３にカシメるこ
とにより図６に示す正極ピン構造を有する電池蓋を作製
した。
【００３０】この正極ピンと電池蓋との間の絶縁抵抗及
び気密性を示すヘリウムリーク度は表１に示す通りであ
った。
【００３１】比較例２ 実施例１に於いてＡｌ材（Ａ−２０４０）の代わりにＴ
ｉ材を用いた以外は全く同じ操作を行った。
【００３２】この正極ピンと電池蓋との間の絶縁抵抗及
び気密性を示すヘリウムリーク度は表１に示す通りであ
った。
【００３３】比較例３ 実施例２に於いてＡｌ材（Ａ−１１００）の代わりにＳ
ＵＳ材（３０４）を用いた以外は全く同じ操作を行っ
た。
【００３４】この正極ピンと電池蓋との間の絶縁抵抗及
び気密性を示すヘリウムリーク度は表１に示す通りであ
った。
【００３５】
【表１】
【００３６】
【発明の効果】上述のように本発明の電池用正極ピン構
造は電気絶縁性、気密性に優れ、且つ安価であり、電池
用部材として極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の正極ピンの各部材の説明図、
【図２】図１の各部材を組立てた状態の説明図、
【図３】本発明の正極ピンの他の具体例の各部材の説明
図、
【図４】図４の各部材を組立てた状態の説明図、
【図５】比較例１の正極ピンの各部材の説明図、
【図６】図５の各部材を組立てた状態の説明図である。
【符号の説明】
１ ピン ２ ガスケット ３ 電池蓋 ４ 絶縁体層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 湊 康文 神奈川県川崎市川崎区夜光１丁目３番１ 号 旭化成工業株式会社内 (72)発明者 栗栖 憲仁 東京都品川区南品川３−４−10 東芝電 池株式会社内 (72)発明者 金綱 務 神奈川県横浜市緑区霧ケ丘３−22−14− 202 (56)参考文献 実開 昭62−99163（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−33564（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−125484（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/30 H01M 2/06 H01M 10/40

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ＡｌもしくはＡｌ合金からなる正極ピン
    であって、該正極ピンが高分子絶縁体よりなる別個のガ
    スケットを介して負極端子となる電池缶もしくは電池蓋
    にカシメられているか、又は該正極ピンに高分子絶縁体
    を被覆して絶縁体層を形成させた後、該正極ピンが該絶
    縁体層を介して負極端子となる電池缶もしくは電池蓋に
    カシメられていることを特徴とする電池用正極ピン構
    造。
  2. 【請求項２】 請求項１の正極ピン構造を持つことを特
    徴とするリチウムイオン電池。
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EP0674351B1 (en) * 1994-03-03 2002-08-14 Japan Storage Battery Company Limited Safety device for battery
JP3759564B2 (ja) * 1998-09-02 2006-03-29 三洋電機株式会社 リチウム二次電池
JP5044933B2 (ja) * 2006-01-17 2012-10-10 パナソニック株式会社 電池

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