JP6044789B2 - コイン形電池 - Google Patents
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Description
ここで、封口板は、第一湾曲部の外面側の曲率半径R1と第二湾曲部の外面側の曲率半径R2との比:R1/R2が、0.22〜1.88になるように形成されている。
コイン形電池100は、電池ケース1と、封口板6と、ガスケット5と、で構成される外装体を具備する。電池ケース1は、底面部1aおよび底面部1aの周縁から立ち上がる第一側壁1bを有する円筒型であり、底浅の電池缶である。封口板6は、天面部6aおよび天面部6aの周縁から電池ケース1の第一側壁1bの内側へと延びる第二側壁6bを有する。ガスケット5の一部は、電池ケース1の第一側壁1bと封口板6の第二側壁6bとの間に介在することにより、電池ケース1と封口板6との隙間を封止している。ガスケット5は、封口板6の周縁部に勘合する環状の溝部を有している。
封口板6は、天面部6aと第二側壁6bとの境界に形成された第一湾曲部8と、第一湾曲部8に続いて形成された第二湾曲部9と、第二湾曲部9に続いて形成された第三湾曲部10と、第三湾曲部10に続いて形成された下方への立ち下り部12とを具備する。第一湾曲部8の最も曲率の高い点P1の高さH1と、第三湾曲部10の最も曲率の高い点P3の高さH3との高さの差:Hd1は、例えば0.1〜2.0mmである。
コイン形電池は、正極、負極、正極と負極との間に介在するセパレータおよび電解液を含む発電要素を準備する工程と、底面部および底面部の周縁から立ち上がる第一側壁を有する円筒型の電池ケースを準備する工程(i)と、天面部および天面部の周縁から立ち下がる第二側壁を有する封口板を準備する工程(ii)と、第一側壁と第二側壁との間に少なくとも一部を介在させるガスケットを準備する工程(iii)と、電池ケースに発電要素を収容した後、封口板で電子ケースの開口を塞ぎ、電池ケースの開口端部を、ガスケットを介して、封口板の第2側壁に加締める工程(iv)と、を具備する。
発電要素は、正極2、負極3、セパレータ4および電解液(図示せず)を含む。正極2と電池ケース1の底面部1aとの間には、集電体14が配置されている。
次に、本発明を実施例に基づいて具体的に説明する。ただし、以下の実施例は本発明を限定するものではない。なお、本実施例では図1に示すような構造のコイン形電池を作製した。
電池ケース1には、表面に厚み3μmのニッケルめっき層を形成したステンレス鋼板(SUS430、厚み200μm)を使用した。このステンレス鋼板を絞り加工して、底面部の直径が20mm、第1側壁1bの高さが2.8mmの有底の円筒型に成形した。
第一湾曲部8の外面側の曲率半径R1と第二湾曲部9の外面側の曲率半径R2とを様々に変化させて、複数の封口板6を作製した。
ここでは、表面に厚み3μmのニッケルめっき層を有する鉄鋼材の炭素鋼板(厚み200μm)を使用した。この鋼板をプレス加工により、天面部6aの直径が17mmである所定形状に加工した。ここでは、第一湾曲部8の最も曲率の高い点P1の高さH1と第三湾曲部10の最も曲率の高い点P3の高さH3との高さの差:Hd1は0.9mm、点P1と点P3との水平距離:Ddは0.6mm、高さH3と立ち下り部12の最下点P4の高さH4との高さの差:Hd2は1.3mmとした。
R2は、0.16〜2.00mm(実施例1〜24)または0.10〜2.00mm(比較例1〜15)の範囲で様々に変化させた。
実施例1〜24では、R1/R2比を0.22〜1.88に制御した。
比較例1〜15では、R1/R2比を0.15〜5.00に制御した。
R1とR2との組み合わせ、並びに、R1/R2比を表1に示す。
正極活物質である二酸化マンガン100質量部と、導電助剤である黒鉛7質量部と、結着剤であるポリテトラフルオロエチレン1質量部とを混合して、正極合剤を調製した。正極合剤を直径15mm、厚さ2mmのコイン形ペレットに成形して、正極2とした。
厚さ0.6mmの金属リチウム箔を直径16mmの円形に打ち抜いて、負極とした。
厚さ300μmのポリプロピレン製不織布をセパレータ4として用いた。
プロピレンカーボネートと1,2−ジメトキシエタンとを体積比2:1で混合した非水溶媒に、溶質としてLiClO4を濃度1.0mol/Lで溶解させた有機電解液を用いた。
ポリプロピレン製のガスケット5を用いた。第1側壁1bと第二側壁6bとの間に介在させる部分の初期厚みは0.3mmとした。
電池ケース1の第一側壁1bの内側に、ブロンアスファルトと鉱物油からなる封止剤を塗布したガスケット5を配置するとともに、底面部1aにSUS444製の集電体を配置し、その上に、正極2を載置した。次に、正極2の上にセパレータ4を載置し、その後、有機電解液を電池ケース1内に注液した。一方、負極3は、封口板6の天面部6aの内側に貼り付けた。そして、封口板6で電池ケース1の開口を塞ぐように封口板6を配置し、第一側壁1bを、ガスケット5を介して、封口板の第2側壁に加締めた。これにより、コイン形電池を完成させた。コイン形電池の直径は20mm、厚さは3.2mm、電気容量は225mAhである。
実施例1〜24および比較例1〜15のコイン形電池を、それぞれ200個作製した。
(漏液発生数)
それぞれ100個の電池について、振動試験と熱衝撃試験を実施した後、漏液の有無を確認した。まず、200Hzの周波数振動をX、Y、Zの3方向にそれぞれ1時間ずつ付与する振動試験を実施した。続いて、−60℃で1時間、60℃で1時間を1サイクルとする熱衝撃試験を360サイクル繰り返した。その後、漏液が発生した電池の個数を確認した。結果を表1に示す。
それぞれ100個の電池を、60℃/90%RHの高温多湿環境下に100日保存する保存試験を実施した。その後、保存後の電池の外観を観察し、錆が発生した電池の個数を確認した。結果を表1に示す。
Claims (2)
- 正極、負極、前記正極と前記負極との間に介在するセパレータおよび電解液を含む発電要素と、前記発電要素を収容する外装体と、を備え、
前記外装体は、底面部および前記底面部の周縁から立ち上がる第一側壁を有する円筒型の電池ケースと、天面部および前記天面部の周縁から前記第一側壁の内側へと延びる第二側壁を有する封口板と、前記第一側壁と前記第二側壁との間に少なくとも一部が介在するガスケットと、を具備し、
前記封口板は、
前記天面部と前記第二側壁との境界に形成された第一湾曲部と、
前記第一湾曲部に続いて形成された第二湾曲部と、
前記第二湾曲部に続いて形成された第三湾曲部と、
前記第三湾曲部に続いて形成された立ち下り部と、を具備し、
前記第一湾曲部の外面側の曲率半径R1と第二湾曲部の外面側の曲率半径R2との比:R1/R2が、0.22〜1.88であり、
前記封口板が、普通鋼により形成されており、
前記電池ケースが、ステンレス鋼により形成されており、
前記曲率半径R1が、0.3〜0.5mmである、コイン形電池。 - 前記ガスケットと、前記第一側壁および前記第二側壁より選ばれる少なくとも一方と、の間に、粘着性を有する封止剤が介在している、請求項1記載のコイン形電池。
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