JP3043913B2 - 電池用正極ピンおよびそれを有するリチウムイオン電池 - Google Patents
電池用正極ピンおよびそれを有するリチウムイオン電池Info
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Description
【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の正極を有するリチウム
イオン電池に関するものである。
電池の正極ピンの構造およびその正極を有するリチウム
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。
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。
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。
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。
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
に本発明はＡｌもしくはＡｌ合金からなる正極ピンであ
って、該正極ピンがガラスビーズ、シリカ小球体、アル
ミナ小球体から選ばれた少なくとも一種の球状充填材を
１〜８５重量％含有した高分子絶縁体を介して負極端子
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とすることにより、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以上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。
に本発明はＡｌもしくはＡｌ合金からなる正極ピンであ
って、該正極ピンがガラスビーズ、シリカ小球体、アル
ミナ小球体から選ばれた少なくとも一種の球状充填材を
１〜８５重量％含有した高分子絶縁体を介して負極端子
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とすることにより、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以上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。
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。
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。
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。
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。
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正極ピン
を得ることができることを見出した。
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正極ピン
を得ることができることを見出した。
【００１３】本発明でいう球状充填材とは、ガラスビー
ズ、球状アルミナ、球状シリカから選ばれた少なくとも
一種である。
ズ、球状アルミナ、球状シリカから選ばれた少なくとも
一種である。
【００１４】これらの充填材の粒径等については特に限
定されるものではないが、球状、粒状の場合には粒径範
囲としては、０．１〜４５０μが好ましい。
定されるものではないが、球状、粒状の場合には粒径範
囲としては、０．１〜４５０μが好ましい。
【００１５】
【００１６】又、高分子絶縁体中に占める該充填材の比
率は１〜８５重量％でなければならない。好ましくは５
〜７５重量％、更に好ましくは１０〜６０重量％の範囲
である。１重量％未満の場合にはカシメの条件によって
は絶縁不良が発生することがあり、好ましくない。８５
重量％を越す場合には絶縁体としての強度が弱くなり好
ましくない。
率は１〜８５重量％でなければならない。好ましくは５
〜７５重量％、更に好ましくは１０〜６０重量％の範囲
である。１重量％未満の場合にはカシメの条件によって
は絶縁不良が発生することがあり、好ましくない。８５
重量％を越す場合には絶縁体としての強度が弱くなり好
ましくない。
【００１７】用いる高分子材料としては特に限定される
ものではないが、ポリテトラフロロエチレン、ポリフッ
化ビニリデン、ポリトリフロロクロロエチレン等のフッ
素系高分子、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフ
ィン系高分子、ポリメチルメタクリレート、ポリブチル
アクリレート等のアクリル系高分子、ポリスチレン、ポ
リ−α−メチルスチレン等の芳香族ビニル系高分子、酢
酸ビニル、塩化ビニル等のビニル系高分子、ポリブタジ
エン、ポリイソプレン等のジエン系高分子、アミド系高
分子、エステル系高分子、サルファイト系高分子、エー
テル系高分子、その他フェノール系高分子、エポキシ系
高分子、不飽和ポリエステル系高分子、メラミン系高分
子等がその一例として挙げられる。
ものではないが、ポリテトラフロロエチレン、ポリフッ
化ビニリデン、ポリトリフロロクロロエチレン等のフッ
素系高分子、ポリエチレン、ポリプロピレン等のオレフ
ィン系高分子、ポリメチルメタクリレート、ポリブチル
アクリレート等のアクリル系高分子、ポリスチレン、ポ
リ−α−メチルスチレン等の芳香族ビニル系高分子、酢
酸ビニル、塩化ビニル等のビニル系高分子、ポリブタジ
エン、ポリイソプレン等のジエン系高分子、アミド系高
分子、エステル系高分子、サルファイト系高分子、エー
テル系高分子、その他フェノール系高分子、エポキシ系
高分子、不飽和ポリエステル系高分子、メラミン系高分
子等がその一例として挙げられる。
【００１８】本発明の正極ピン構造品を得るには、特に
限定するものではないが、その一例を挙げれば本発明の
高分子絶縁体を絶縁ガスケットとして用いる方法、塗布
等の方法により正極ピン等の表面に該高分子絶縁体を形
成させる方法、表面化成処理した正極ピン等の内部及び
表面に該高分子絶縁体を含浸、被覆する方法等が一例と
して例示される。
限定するものではないが、その一例を挙げれば本発明の
高分子絶縁体を絶縁ガスケットとして用いる方法、塗布
等の方法により正極ピン等の表面に該高分子絶縁体を形
成させる方法、表面化成処理した正極ピン等の内部及び
表面に該高分子絶縁体を含浸、被覆する方法等が一例と
して例示される。
【００１９】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は充
填材を含有した高分子絶縁体からなるガスケットであ
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は充
填材を含有した高分子絶縁体からなるガスケットであ
る。
【００２０】３は開口部を有する電池缶もしくは電池蓋
を示す。
を示す。
【００２１】ピン１をガスケット２を介して電池缶又は
蓋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。
蓋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。
【００２２】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。
構造を示すものである。
【００２３】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は充填材を含有した高分子絶縁体層であり、１に被覆
されている。
あり、１はＡｌもしくはＡｌ合金よりなるピンである。
４は充填材を含有した高分子絶縁体層であり、１に被覆
されている。
【００２４】３は開口部を有する電池缶もしくは電池蓋
を示す。
を示す。
【００２５】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。
構造を示すものである。
【００２６】図５は本発明のもう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。５は充填材を含有した高分子絶縁体層であり、３
の開口部の端面に被覆されている。
ものであり、１はＡｌもしくはＡｌ合金よりなるピンで
ある。５は充填材を含有した高分子絶縁体層であり、３
の開口部の端面に被覆されている。
【００２７】３は開口部を有する電池缶もしくは電池蓋
を示す。
を示す。
【００２８】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。
構造を示すものである。
【００２９】図７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。６は充填材を含有した高分子絶縁体からなるガスケ
ットである。
であり、１はＡｌもしくはＡｌ合金よりなるピンであ
る。６は充填材を含有した高分子絶縁体からなるガスケ
ットである。
【００３０】３は開口部を有する電池缶もしくは電池蓋
を示す。
を示す。
【００３１】１を６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。
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。
【００３２】図８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。
構造を示すものである。
【００３３】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳しく説明
する。
する。
【００３４】実施例１ Ａｌ材（Ａ−２０４０）よりなる図１のピン１を用い、
平均粒径３０μのガラスビーズを４５重量％充填したポ
リプロピレンよりなるガスケット２を介して、３５０ｋ
ｇ／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。
平均粒径３０μのガラスビーズを４５重量％充填したポ
リプロピレンよりなるガスケット２を介して、３５０ｋ
ｇ／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。
【００３５】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。
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。
【００３６】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。
会社製 ヘリウムディテクターＵＬ１００ ＰＬＵＳを
用いて測定した。
【００３７】実施例２ Ａｌ材（Ａ−１１００）よりなる図３のピン１に平均粒
径２０μのシリカ小球体２５重量％充填したポリテトラ
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３５０ｋｇ／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。
径２０μのシリカ小球体２５重量％充填したポリテトラ
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３５０ｋｇ／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。
【００３８】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。
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。
【００３９】実施例３ 図５の電池蓋３の開口部に平均粒径５０μのアルミナ小
球体１５重量％含有した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５を形成させた。３５０
ｋｇ／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。
球体１５重量％含有した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５を形成させた。３５０
ｋｇ／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。
【００４０】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。
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。
【００４１】比較例１ 実施例１に於いてガラスビーズを充填していないポリプ
ロピレンを用いた以外は全く同じ操作を行った。
ロピレンを用いた以外は全く同じ操作を行った。
【００４２】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。
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。
【００４３】比較例２ 実施例２に於いてシリカ小球体を充填していないポリテ
トラフロロエチレンを用いた以外は全く同じ操作を行っ
た。
トラフロロエチレンを用いた以外は全く同じ操作を行っ
た。
【００４４】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。
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。
【００４５】
【表１】
【００４６】
【発明の効果】上述のように本発明の電池用正極ピンは
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。
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１】本発明の電池正極ピン構造の一具体例の各部材
の側面図、
の側面図、
【図２】図１の部材を組立てた正極ピンの側面図、
【図３】本発明の電池正極ピンの他の具体例の各部材の
側面図、
側面図、
【図４】図３の部材を組立てた正極ピンの側面図、
【図５】本発明の電池正極ピンの更に他の具体例の各部
材の側面図、
材の側面図、
【図６】図５の部材を組立てた正極ピンの側面図、
【図７】本発明の電池正極ピンの更に他の具体例の各部
材の側面図、
材の側面図、
【図８】図７の部材を組立てた正極ピンの側面図であ
る。
る。
１ ピン ２ ガスケット ３ 電池缶又は蓋 ４ ピンの高分子絶縁体層 ５ 缶又は蓋の高分子絶縁体層 ６ ガスケット
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 特開 昭61−19055（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−35451（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−78065（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−55061（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−33564（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭62−99163（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭57−125484（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 2/20 H01M 2/06 H01M 10/40
Claims (2)
- 【請求項１】 ＡｌもしくはＡｌ合金からなる正極ピン
であって、該正極ピンがガラスビーズ、シリカ小球体、
アルミナ小球体から選ばれた少なくとも一種の球状充填
材を１〜８５重量％含有した高分子絶縁体を介して負極
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。 - 【請求項２】 請求項１の正極ピンを持つことを特徴と
するリチウムイオン電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4256310A JP3043913B2 (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 電池用正極ピンおよびそれを有するリチウムイオン電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4256310A JP3043913B2 (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 電池用正極ピンおよびそれを有するリチウムイオン電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06111805A JPH06111805A (ja) | 1994-04-22 |
| JP3043913B2 true JP3043913B2 (ja) | 2000-05-22 |
Family
ID=17290891
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4256310A Expired - Fee Related JP3043913B2 (ja) | 1992-09-25 | 1992-09-25 | 電池用正極ピンおよびそれを有するリチウムイオン電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3043913B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE69527735T2 (de) * | 1994-03-03 | 2002-12-05 | Japan Storage Battery Co Ltd | Sicherheitsanordnung für Batterie |
| KR100357957B1 (ko) * | 2000-05-13 | 2002-10-25 | 삼성에스디아이 주식회사 | 각형 밀폐전지 |
| JP3756096B2 (ja) * | 2001-10-02 | 2006-03-15 | Ｎｅｃトーキン栃木株式会社 | 密閉型電池 |
| JP2006019093A (ja) * | 2004-06-30 | 2006-01-19 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 集合電池 |
-
1992
- 1992-09-25 JP JP4256310A patent/JP3043913B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH06111805A (ja) | 1994-04-22 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| S111 | Request for change of ownership or part of ownership |
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|
| S531 | Written request for registration of change of domicile |
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