JP7170296B2 - 非水溶液コイン形電池 - Google Patents
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Description
本発明は、非水溶液コイン形電池に関する。
非水溶液コイン形電池は、小型機器やメモリバックアップなどの電源として広く用いられている。当該電池は、長期保存後においても内部抵抗の上昇が起こりにくい優れた保存特性が求められている。一方、非水溶液コイン形電池の用途は拡大の一途にあるが、これに伴い、電池の誤飲に対する対策の重要性が増している。非水溶液コイン形電池が生体内に取り込まれると、非水溶液コイン形電池の電池ケースおよび封口板のそれぞれの端子面が体液と接触し、水の電気分解反応と正極側の外装缶の酸化溶解反応がおこる。体液のｐＨは概ね中性であるが、反応が進行すると、負極側の端子面近傍の体液がアルカリ性に、正極側の端子面近傍の体液は酸性に変化する。更に反応が進行すると、正極側の外装缶に貫通穴が空き内容物が体内へ流出する。体液のｐＨ変化と電池内容物の流出は生体に深刻な危害を及ぼす。
そこで、特許文献１は、小型のアルカリ水溶液電池において、誤飲時に正極側の外装缶の溶解反応を抑制するため、Ｃｒ含有量が高いステンレス鋼を外装缶に用いることを提案している。
しかし、特許文献１の方法では、電池電圧がより高い非水溶液電池では溶解反応を十分に抑制することができない。
上記に鑑み、本発明は、優れた保存特性を有するとともに、誤飲による生体への危害を低減することができる、安全性の高い非水溶液コイン形電池を提供することを目的とする。
本発明の一局面は、底板部および前記底板部の周縁から立ち上がる側部を有する電池ケースと、天板部および前記天板部から前記側部の内側へ延びる周縁部を有する封口板と、前記側部と前記周縁部との間に圧縮されて介在するガスケットと、前記電池ケースと前記封口板により密閉された発電要素とを具備し、前記電池ケースは、磁性を有するステンレス鋼からなり、前記ステンレス鋼は、Ｃｒ含有量が１７質量％以上３２質量％以下であり、かつ、結晶粒度番号が９より大きく１１以下であることを特徴とする非水溶液コイン形電池に関する。
本発明によれば、優れた保存特性を有するとともに、非水溶液コイン形電池の誤飲による生体への危害を低減することができる。
本発明の実施形態に係る非水溶液コイン形電池は、発電要素と、発電要素を密閉収容する外装体とで構成されている。外装体は、開口を有する有底の電池ケースと、電池ケースの開口を塞ぐ封口板と、電池ケースの側部の端部（開口端部）と封口板の周縁部との間に介在するガスケットとを具備している。発電要素は、第一電極と、第二電極と、これらの間に介在するセパレータと、電解液とを具備する。電池ケースと封口板とで形成される空間に発電要素を充填し後、電池ケースの開口端部を、ガスケットを介して封口板の周縁部にかしめることで、発電要素が外装体の内部に密閉収容される。
コイン形電池には、ボタン形電池も含まれる。すなわち、コイン形電池の形状および直径は特に限定されない。例えば、電池の厚さが直径より大きいボタン形電池もコイン形電池に包含されるものとする。
より詳細には、電池ケースは、底板部、底板部の周縁から立ち上がる側部、底板部と側部の境界に第一湾曲部および、かしめによって形成された第二湾曲部を有する。底板部は、通常、円形であるが、円形に近い形状（例えば楕円形）でもよい。
封口板は、天板部および天板部から電池ケースの側部の内側へ延びる周縁部を有する。天板部は、底板部の形状に対応しており、通常、底板部より直径の小さい円形である。コイン形電池の厚さＴは、底板部の直径Ｄより小さい場合が多く（Ｔ＜Ｄ）、例えば１．２ｍｍ≦Ｔ≦５．０ｍｍ、９ｍｍ≦Ｄ≦２４．５ｍｍである。ケースの側部と封口板の周縁部との間には、ガスケットが圧縮されて介在している。
第一電極と第二電極とは、互いに異なる極性を有する。すなわち、第一電極が正極（または負極）である場合、第二電極は負極（または正極）である。外装体内に、正極は、電池ケースの底板部に対向するように収容され、負極は、封口板の天板部に対向するように収容される。
通常、非水溶液コイン形電池の外装体には、外表面にニッケルめっき層を設けたステンレス鋼からなる電池ケースが使用されている。このような外装体を有する非水溶液コイン形電池を誤飲すると、体液により電池ケースと封口板が外部短絡し、電池の放電がすすむ。このとき、封口板側では、まず外面のニッケル表面で水の電気分解による水素が発生し、封口板周辺の体液はアルカリ性にシフトする。外表面のニッケルは、アルカリ環境下で容易に溶解し、露出したステンレス表面で水の電気分解反応がすすむことにより、さらに強アルカリ側へとシフトする。一方、電池ケース側では、水の電気分解反応による酸素が発生し、電池ケース周辺の体液が酸性にシフトする。外表面のニッケルは、酸性環境下で容易に溶解し、露出したステンレスの酸化反応による溶解がすすむことにより、さらに強酸性へシフトする。
ステンレスの溶解反応は第二湾曲部で優先的に進行する。第二湾曲部は封口板との距離が近く、その外側表面は、かしめ時に発生した割れがあり、体液との接触面積が大きいためである。割れの発生度は反応速度に影響し、電池電圧が高いほど、その影響は顕著となる。
本発明の電池ケースに用いるステンレス鋼は磁性を有している。非水溶液コイン形電池が誤飲された際に、磁石を用いて生体内から取りだすことが可能となる。ステンレス鋼の種類としては、ＳＵＳ４４４、ＳＵＳ４３６、ＳＵＳ４４５Ｊ１、ＳＵＳ４４５Ｊ２、ＳＵＳ４４７などの４００系のフェライトステンレス、ＳＵＳ３２９Ｊ１Ｌ，ＳＵＳ３２９Ｊ３Ｌ、ＳＵＳ３２９Ｊ４Ｌなどの二相ステンレスなどを用いることができる。
本発明の電池ケースにはＣｒ含有量が１７質量％以上３２質量％以下、かつ、結晶粒度番号が９より大きく１１以下のステンレス鋼を用いる。この範囲とすることで、ケースの耐溶解性と電池の封止性を両立することができる。
Ｃｒ含有量は素材の耐溶解性と強度に相関する。Ｃｒ含有量が１７質量％より小さいと耐溶解性が不十分で、誤飲時の反応速度が大きくなる。また、強度が小さいため、かしめ加工時にケース第二湾曲部の外側表面に微小な亀裂が多数発生し、体液との接触面積が大きくなることで溶解速度が大きくなる。Ｃｒ含有量が３２質量％より大きいと素材の強度が大きくなり、電池のかしめ封口時の寸法調整が困難なため封止性が低下する。
より詳細には、かしめ加工後のスプリングバックが大きいため、ケースとガスケットの密着性が保てるように加工度を大きくすると、ガスケットが、封口板との間で、過剰に変形、破壊されることで封止性が不十分となる。ガスケットを破壊しないように加工度を小さくすると、スプリングバックによってケースとガスケットの密着度が低下し、封止性が不十分となる。Ｃｒ含有量は２１質量％以上２４質量％以下が好ましい。
結晶粒度番号は強度に相関する。結晶粒度番号が９以下のとき、強度が小さいため、かしめ加工時にケース第二湾曲部の外側表面に微小な亀裂が多数発生し、体液との接触面積が大きくなることで溶解速度が大きくなる。結晶粒度番号が１１より大きいと、素材の強度が大きくなり、電池のかしめ封口時の寸法調整が困難なため封止性が低下する。
より詳細には、かしめ加工後のスプリングバックが大きいため、ケースとガスケットの密着性が保てるように加工度を大きくすると、ガスケットが、封口板との間で、過剰に変形、破壊されることで封止性が不十分となる。ガスケットを破壊しないように加工度を小さくすると、スプリングバックによってケースとガスケットの密着度が低下し、封止性が不十分となる。
結晶粒度番号は次の手順で算出する。
(手順１)ケースを切断し、底部分の断面を物理研磨、化学腐食して結晶組織を現出する。(手順２)断面内の任意の箇所で１ｍｍ２あたり結晶粒子数を測定する。
(手順３)３箇所での測定結果から、平均粒子数（＝ｍ）を算出する。
(手順４）ｍ＝８×２Ｇを満たす粒度番号（＝Ｇ）を算出する。
(手順１)ケースを切断し、底部分の断面を物理研磨、化学腐食して結晶組織を現出する。(手順２)断面内の任意の箇所で１ｍｍ２あたり結晶粒子数を測定する。
(手順３)３箇所での測定結果から、平均粒子数（＝ｍ）を算出する。
(手順４）ｍ＝８×２Ｇを満たす粒度番号（＝Ｇ）を算出する。
電池ケースの第二湾曲部の曲率半径は０．６以上２．０ｍｍ以下であることが好ましい。０．６以上とすることで電池の封止性を十分に確保でき、２．０以下とすることで第二湾曲部の外側表面の割れの発生度が小さくなり、誤飲時の反応速度が小さくなる。
以下、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る非水溶液コイン形電池１０について説明する。ただし、以下の実施形態は、本発明の技術的範囲を限定するものではない。
外装体の内部には発電要素が収容されている。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。図示例では、正極２は電池ケース１の底板部１ａと対向するように配置されている。電池ケース１は正極端子として機能する。一方、負極３は封口板６の天板部６ａと対向するように配置される。封口板６は負極端子として機能する。
電池ケース１の素材としては、Ｃｒの含有量と結晶粒度番号が調整されたステンレス鋼を用いる。更に誤飲した電池を磁石で取りだすために磁性を有するステンレス鋼を用いる。通常、ステンレス鋼で形成されたケースの外面側にニッケルめっき層が形成される。
封口板６の素材には、機械的強度に優れる金属板を用いることが望ましく、ステンレス鋼（ＳＵＳ３０４、ＳＵＳ３１６、ＳＵＳ４３０など）を用いることが望ましい。ただし、安価な普通鋼や炭素鋼などの金属板を使用することもできる。普通鋼とは、ＪＩＳに規定されるＳＳ材、ＳＭ材、ＳＰＣＣ材のような鋼材である。炭素鋼は、Ｓ１０Ｃ、Ｓ２０Ｃ、Ｓ３０Ｃ、Ｓ４５Ｃ、Ｓ５５Ｃのような鋼材であり、機械構造用合金鋼に属する。普通鋼や炭素鋼を用いる場合には、電池の内面側に、錆止め用のめっき層（例えばニッケルめっき層）を形成することが望ましい。通常、普通鋼や炭素鋼で形成された封口板の内面側と外面側の両面にニッケルめっき層が形成される。
次に、リチウム電池を例にとって、非水溶液コイン形電池の製造方法について説明する。非水溶液コイン形電池１０は、発電要素を準備する工程（ａ）と、電池ケース１を準備する工程（ｂ）と、封口板６を準備する工程（ｃ）と、ガスケット５を準備する工程（ｄ）と、電池ケース１に発電要素を収容した後、封口板６で電池ケース１の開口を塞ぎ、電池ケース１の開口端部を、ガスケット５を介して、封口板６の周縁部にかしめる工程（ｅ）とを具備する。電池ケース１および／または封口板６に用いる素材の厚さは、例えば０．１～０．４ｍｍである。
工程（ｂ）では、例えば、ステンレス鋼板を絞り加工して、有底の円筒状に成形することにより、電池ケース１が作製される。ステンレス鋼板の少なくとも電池の外面に対応する表面には、ニッケルめっき層が形成されていることが好ましい。
工程（ｃ）では、例えば、金属板をプレス加工することにより、所定形状の封口板が形成される。金属板の少なくとも電池の外面に対応する表面には、ニッケルめっき層が形成されていることが好ましい。
工程（ｄ）では、封口板６の周縁部に勘合する環状の溝部を有するガスケット５が準備される。ガスケット５は、予め封口板６の周縁部に装着させてもよい。ガスケット５の材質としては、例えば、ポリプロピレン（ＰＰ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）などを用いることができる。
工程（ｅ）では、電池ケース１の内部に発電要素を収容し、電池ケース１の開口を塞ぐように封口板６を配置する。その後、電池ケース１の開口端部（側部の端部）を内側に折り曲げる。これにより、ガスケット５が圧縮され、ガスケット５の下端部は電池ケースの底板部に密着する。また、ガスケット５の上端部は、封口板６の周縁部に密着する。
次に、リチウム電池を例にとって、非水溶液コイン形電池の発電要素について説明する。正極２は、正極合剤をコイン形に加圧成形することにより形成される。正極合剤は、正極活物質、導電助剤およびバインダーを含む。正極活物質の種類は、特に限定されないが、マンガン、コバルト、ニッケル、マグネシウム、銅、鉄、ニオブなどの遷移金属よりなる群から選択される少なくとも１種を含む酸化物（例えば二酸化マンガン）または複合酸化物を用いることができる。リチウムを含み、マンガン、コバルト、ニッケル、マグネシウム、銅、鉄、ニオブなどの金属よりなる群から選択される少なくとも１種を含む複合酸化物（例えばＬｉＣｏＯ２）も用いることができる。また、フッ化黒鉛を用いることもできる。正極活物質は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
導電助剤としては、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどのカーボンブラック、人造黒鉛などの黒鉛類を使用できる。導電助材は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
バインダーとしては、例えば、フッ素樹脂、スチレンブタジエンゴム（ＳＢＲ）、変性アクリロニトリルゴム、エチレン－アクリル酸共重合体などが挙げられる。結着剤は１種を単独で用いてもよく、２種以上を組み合わせて用いてもよい。
負極３は、例えば、コイン形に成形されたリチウム金属またはリチウム合金である。リチウム合金としては、Ｌｉ－Ａｌ合金、Ｌｉ－Ｓｎ合金、Ｌｉ－Ｓｉ合金、Ｌｉ－Ｐｂ合金などが挙げられる。負極３は、負極活物質およびバインダーを含む負極合剤をコイン形に加圧成形したものでもよい。負極活物質の種類は、特に限定されないが、天然黒鉛、人造黒鉛、難黒鉛化性炭素などの炭素材料、酸化珪素、チタン酸リチウム、五酸化ニオブ、二酸化モリブデンなどの金属酸化物を用いることができる。バインダーとしては、例えば、正極に用い得る材料として例示した材料を任意に用いることができる。負極合剤に導電助剤を含ませてもよい。
電解液は、非水溶媒と、これに溶解する溶質（塩）とを含む。電解液中の溶質濃度は０．３～２．０ｍｏｌ／Ｌが好ましい。非水溶媒としては、環状炭酸エステル、鎖状炭酸エステル、鎖状エーテル、環状エーテルなどを用いることができる。これらは１種を単独で用いてもよく、２種以上を混合して用いてもよい。溶質としては、ＬｉＢＦ４、ＬｉＰＦ６、ＬｉＣｌＯ４、ＬｉＣＦ３ＳＯ３、ＬｉＣ４Ｆ９ＳＯ３、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２、ＬｉＮ（Ｃ２Ｆ５ＳＯ２）２などが用いられる。
セパレータ４は、正極２と負極３との短絡を防止できる材料であればよい。例えば、ポリオレフィン、ポリエステルなどで形成された織布、不織布、微多孔フィルムなどが挙げられる。
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非水溶液コイン形電池を作製した。
《実施例１》
（１）電池ケース
Ｃｒ含有量が１７質量％、結晶粒度番号が９．１のステンレス鋼板を準備した。ステンレス鋼板の厚みは約２００μｍで、その片側表面には約３μｍのニッケルめっきが施されている。このステンレス鋼板を絞り加工して、底板部１ａの直径が２０ｍｍ、側部１ｂの高さが２．８ｍｍの電池ケース１を作製した。ここで、ニッケルめっきが電池の外面側になるように電池ケースを形成した。
（１）電池ケース
Ｃｒ含有量が１７質量％、結晶粒度番号が９．１のステンレス鋼板を準備した。ステンレス鋼板の厚みは約２００μｍで、その片側表面には約３μｍのニッケルめっきが施されている。このステンレス鋼板を絞り加工して、底板部１ａの直径が２０ｍｍ、側部１ｂの高さが２．８ｍｍの電池ケース１を作製した。ここで、ニッケルめっきが電池の外面側になるように電池ケースを形成した。
（２）封口板
片側表面に厚み３μｍのニッケルめっき層を有するステンレス鋼板（ＳＵＳ４３０、厚み２５０μｍ）をプレス加工して、天板部６ａの直径が１７ｍｍの封口板６を作製した。ここで、ニッケルめっきが電池の外面側になるように封口板を形成した。
片側表面に厚み３μｍのニッケルめっき層を有するステンレス鋼板（ＳＵＳ４３０、厚み２５０μｍ）をプレス加工して、天板部６ａの直径が１７ｍｍの封口板６を作製した。ここで、ニッケルめっきが電池の外面側になるように封口板を形成した。
（３）発電要素
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５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のコイン形に成形して正極２を作製した。一方、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を作製した。電解液には、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。
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５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のコイン形に成形して正極２を作製した。一方、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を作製した。電解液には、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。
（４）コイン形電池の組み立て
電池ケース１の側部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ポリプロピレン製のガスケット５を配置するとともに、底板部１ａにＳＵＳ４３０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、厚さ３００μｍのポリプロピレン製の不織布をセパレータ４として載置した。その後、有機電解液を電池ケース１内に注液した。負極３は、封口板６の天板部６ａの内側に貼り付けた。次に、電池ケース１の開口を塞ぐように封口板６を配置し、電池ケース１の側部１ｂの端部を、ガスケット５を介して封口板６の周縁部６ｂにかしめた。ここで、ケースの第二湾曲部１ｄは曲率半径が１．３～１．５ｍｍとなるように形成した。
電池ケース１の側部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ポリプロピレン製のガスケット５を配置するとともに、底板部１ａにＳＵＳ４３０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、厚さ３００μｍのポリプロピレン製の不織布をセパレータ４として載置した。その後、有機電解液を電池ケース１内に注液した。負極３は、封口板６の天板部６ａの内側に貼り付けた。次に、電池ケース１の開口を塞ぐように封口板６を配置し、電池ケース１の側部１ｂの端部を、ガスケット５を介して封口板６の周縁部６ｂにかしめた。ここで、ケースの第二湾曲部１ｄは曲率半径が１．３～１．５ｍｍとなるように形成した。
作製した電池について電圧が３．２０Ｖとなるように所定の電気容量分だけ予備放電させて、直径２０ｍｍ、厚さ３．２ｍｍ、電気容量２２５ｍＡｈのコイン形電池Ａ１を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が２１質量％、結晶粒度番号が９．１のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ａ２を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が２４質量％、結晶粒度番号が９．１のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ａ３を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が３２質量％、結晶粒度番号が９．１のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ａ４を完成させた。
《比較例１》
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が１６質量％、結晶粒度番号が９．１のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ｂ１を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が１６質量％、結晶粒度番号が９．１のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ｂ１を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が３３質量％、結晶粒度番号が９．１のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ｂ２を完成させた。
〔評価１〕
Ａ１～４およびＢ１、２の非水溶液コイン形電池を、それぞれ１０個準備した。
Ａ１～４およびＢ１、２の非水溶液コイン形電池を、それぞれ１０個準備した。
深さ１５ｍｍのシャーレの底部に豚肉を原料とする加工食肉（ハム）を載置し、続いて体液の代わりに生理食塩水をシャーレに注ぎ、ハムを完全に生理食塩水に浸した。次に、評価用の電池を、封口板がハムに接触するようにハムの上に載置した。このとき、電池が浮かないように電池のケース底面を生理食塩水の液面より僅かに下にして、ケース底面に食塩水の膜が形成される状態にした。この状態で、２５℃で３０分間放置した。
試験後の封口板と接触していたハムの状態を目視で観察したところ、Ａ２、３、４の電池を載置したハムには、ほとんど変色が見られなかった。Ａ１、Ｂ２の電池を載置したハムには、僅かに変色が見られた。一方、Ｂ１の電池を載置したハムには、激しい変色がみられた。各例の１０個の電池は、いずれも同じ傾向を示した。
次に、電池を取り除いた後のハムの表面のｐＨを測定し、それぞれ１０個の平均値を算出した。結果を表１に示す。
〔評価２〕
Ａ１～４およびＢ１、２の電池について、それぞれ１０個準備した。試験用の電池を６０℃９０％ＲＨ環境で５０日間保存した後に、正極負極の端子間に１ｋＨＺの交流電圧を印加して、電池抵抗を測定し、それぞれ１０個の平均値を算出した。結果を表１に示す。
Ａ１～４およびＢ１、２の電池について、それぞれ１０個準備した。試験用の電池を６０℃９０％ＲＨ環境で５０日間保存した後に、正極負極の端子間に１ｋＨＺの交流電圧を印加して、電池抵抗を測定し、それぞれ１０個の平均値を算出した。結果を表１に示す。
非水溶液コイン形電池の常温長期保存は６０℃、９０％ＲＨ環境での保存環境で加速することができ、この環境で５０日間保存することで常温５年保管に相当するとされている。
表１より、Ａ１～４およびＢ１の電池は４０Ω未満の低い抵抗値であったが、Ｂ２の電池は４０Ω以上の高い抵抗値であった。
表１より、ケースに結晶粒度番号が９．１で、Ｃｒ含有量１７質量％以上３２質量％以下のステンレス鋼を用いると、非水溶液コイン形電池の常温保存後の抵抗値が小さく、誤飲が生じた場合でも、生体に対する危害を低減できることがわかった。
《実施例２》
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が１７質量％、結晶粒度番号が１１．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ａ５を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が１７質量％、結晶粒度番号が１１．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ａ５を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が２１質量％、結晶粒度番号が１１．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ａ６を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が２４質量％、結晶粒度番号が１１．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ａ７を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が３２質量％、結晶粒度番号が１１．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ａ８を完成させた。
《比較例２》
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が１６質量％、結晶粒度番号が１１．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ｂ３を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が１６質量％、結晶粒度番号が１１．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ｂ３を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が３３質量％、結晶粒度番号が１１．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ｂ４を完成させた。
Ａ５～８およびＢ３、４の電池について、評価１、２と同様の内容を実施した結果を表２に示す。
表２より、ケースに結晶粒度番号が１１で、Ｃｒ含有量１７質量％以上３２質量％以下のステンレス鋼を用いると、コイン電池の常温保存後の抵抗値が小さく、誤飲が生じた場合でも、生体に対する危害を低減できることがわかった。
《比較例３》
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が１７質量％、結晶粒度番号が９．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ｂ５を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が１７質量％、結晶粒度番号が９．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ｂ５を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が１７質量％、結晶粒度番号が１２．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ｂ６を完成させた。
Ｂ５、６の電池について、評価１、２と同様の内容を実施した。結果を表３に示す。
表３より、ケースにＣｒ含有量１７質量％で結晶粒度番号が９．０より大きく１１．０以下のステンレス鋼を用いると、コイン電池の常温保存後の抵抗値が小さく、誤飲が生じた場合でも、生体に対する危害を低減できることがわかった。
《比較例４》
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が３２質量％、結晶粒度番号が９．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ｂ７を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が３２質量％、結晶粒度番号が９．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ｂ７を完成させた。
電池ケースの素材として、Ｃｒ含有量が３２質量％、結晶粒度番号が１２．０のステンレス鋼板を用いたこと以外、電池Ａ１と同様に、電池Ｂ８を完成させた。
Ｂ７、８の電池について、評価１、２と同様の内容を実施した。結果を表４に示す。
表４より、ケースにＣｒ含有量３２質量％で結晶粒度番号が９．０より大きく１１．０以下のステンレス鋼を用いることで、コイン電池の常温保存後の抵抗値が小さく、誤飲が生じた場合でも、生体に対する危害を低減できることがわかった。
表１～４より、ケースにＣｒ含有量が１７質量％以上で３２質量％以下、かつ、結晶粒度番号が９より大きく１１以下のステンレス鋼を用いることで、コイン電池の常温保存後の抵抗値が小さく、誤飲が生じた場合でも、生体に対する危害を低減できることが示された。
本発明は、電池電圧が３．０Ｖを超える非水溶液コイン形電池（例えばリチウム電池）において特に有用である。
１：電池ケース
１ａ：底板部
１ｂ：側部
１ｃ：第一湾曲部
１ｄ：第二湾曲部
１ｔ：端部
２：正極
３：負極
４：セパレータ
５：ガスケット
６：封口板
６ａ：天板部
６ｂ：周縁部
１０：非水溶液コイン形電池
１ａ：底板部
１ｂ：側部
１ｃ：第一湾曲部
１ｄ：第二湾曲部
１ｔ：端部
２：正極
３：負極
４：セパレータ
５：ガスケット
６：封口板
６ａ：天板部
６ｂ：周縁部
１０：非水溶液コイン形電池
Claims (2)
- 底板部および前記底板部の周縁から立ち上がる側部を有する電池ケースと、
天板部および前記天板部から前記側部の内側へ延びる周縁部を有する封口板と、
前記側部と前記周縁部との間に圧縮されて介在するガスケットと、
前記電池ケースと前記封口板により密閉された発電要素とを具備し、
前記電池ケースは、磁性を有するステンレス鋼からなり、
前記ステンレス鋼は、Ｃｒ含有量が１７質量％以上３２質量％以下であり、かつ、
結晶粒度番号が９より大きく１１以下であることを特徴とする非水溶液コイン形電池。 - 前記電池ケースは、
前記底板部と前記側部の境界に形成された第一湾曲部と
前記側部から延伸して前記ガスケットを圧縮する第二湾曲部を具備し、
前記第二湾曲部の外面側の曲率半径が、０．６以上２．０ｍｍ以下である、
請求項１に記載の非水溶液コイン形電池。
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