JPH01107449A

JPH01107449A - 扁平形電池の製造方法

Info

Publication number: JPH01107449A
Application number: JP62264192A
Authority: JP
Inventors: Hirohito Teraoka; 浩仁寺岡; Yasutaka Kojiyou; 湖上　泰任; Tomoaki Kamagata; 鎌形　智明; Kunihiko Miyamoto; 邦彦宮本; Yoshiaki Asami; 義明阿左美; Shintaro Suzuki; 信太郎鈴木
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1987-10-20
Filing date: 1987-10-20
Publication date: 1989-04-25

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、扁平形電池の製造方法に関し、特に正負極の
端子板と絶縁封口体との接着構造を改良した扁平形電池
の製造方法に係わる。

［従来の技術］近年、電子機器の小形化、薄型化に伴い、それらの電源
となる電池にも薄型化の要求が高まっている。しかしな
がら、従来のボタン型、コイン型の電池では、その厚さ
は最低でも１．０　ｕ程度までしか薄型化できず、前記
要求を充分満足させるものではなかった。

このようなことから、従来より第３図に示す構造の扁平
形電池が既に提案されている。即ち、図中の１．２は夫
々正極及び負極の端子板である。

これら端子板１．２の間には、例えばアイオノマー樹脂
等の熱融着性樹脂からなる枠状をなす絶縁封口体３が介
在されている。また、これら端子板１．２と枠状絶縁封
口体３とにより形成された空間内には、金属ハロゲン化
物又は酸化物からなる正極合剤シート４とリチウム等の
アルカリ金属からなる負極シート５と、これら合剤シー
ト４及び負極シート５の間に介在され、非水電解液を含
浸したセパレータ６とからなる発電要素７が収納されて
いる。そして、前記正負極の両端子板１，２と熱接着性
樹脂の絶縁封口体３とを加熱融着することにより、前記
発電要素７が密封口されている。

かかる構造の扁平形電池によれば、その厚さを１．０１
１ｊ１より薄くでき、前記要求を充分に満足できる。

［発明が解決しようとする問題点］しかしながら、かかる構造の扁平形電池ではステンレス
鋼等の金属からなる正負極の両端子板１．２と熱接着性
樹脂の絶縁封口体３とを加圧、加熱により接着するため
、それら界面での接着強度が必ずしも充分ではなかった
。その結果、扁平形電池を折り曲げたり、高温高湿での
貯蔵において端子板と絶縁封口体との間での剥離が生じ
易くなり、発電要素７の一成分である電解液が漏れ、長
期信頼性が劣るという問題があった。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、正負極の端子板と絶縁封口体との接着強度を向
上して該接着界面からの電解液の漏れを防止した長期信
頼性の高い扁平形電池の製造方法を提供しようとするも
のである。

［問題点を解決するための手段］本発明は、枠状の絶縁封口体をシート状の正負極の両端
子板の間に介在させ、かつ該両端−子板及び封口体で囲
まれた空間内に電池発電要素を収納した状態で前記封口
体と両端子板とを密封口した扁平形電池の製造方法にお
いて、前記封口体と接着される少なくとも一方の端子板
の接着界面にポリオレフィン系樹脂を主分散樹脂とした
ポリオレフィンディスパージョンを塗布した後、この塗
膜に赤外線を照射し加熱、乾燥処理して樹脂膜を形成す
ることを特徴とする扁平形電池の製造方法である。

上記ポリオレフィンディスパージョンとしては、以下に
説明するものを挙げることができる。

■、アイオノマー樹脂を主分散樹脂としたポリオレフィ
ン水性ディスバージョン。ここに用いるアイオノマー樹
脂としては、例えばＮａやＺｎの金属を含有するエチレ
ン−アクリル酸共重合体を挙げることができる。

■、変成ポリオレフィンを炭化水素系溶剤中に微粒子状
に分散させたデイスパージョン。ここに用いる変成ポリ
オレフィンとしては、電池封口後の耐熱性、水分の透湿
性を考慮して変成ポリプロピレンを用いることが望まし
い。特に、熱鍮着性の枠状絶縁封口体の材料として電池
の耐熱性、透湿性の良好な変成ポリプロピレン又はポリ
プロピレン樹脂を用いる場合には形成された樹脂膜と絶
縁封口体の樹脂とが同材質になり、接着性が良好となる
ため有効である。更に、前記変成ポリプロピレンは、ポ
リプロピレンに不飽和カルボン酸を共重合又はグラフト
重合させた極性基を有するものが好適である。不飽和カ
ルボン酸の共重合化は、接着効果を増大させる点で有効
である。ここに用いるカルボン酸としては、アクリル酸
、メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、
無水マレイン酸などが好ましい。上記炭化水素系溶剤と
しては、例えばトルエン、ベンゼン、キシレン、シクロ
ヘキサン等を挙げることができる。特に、変成ポリプロ
ピレンの接着性に支障を与えないトルエンが好ましい。

■、変成ポリエチレンを主分散樹脂としたポリオレフィ
ン水性デイスパージョン。ここに用いるポリエチレンと
しては、金属からなる正負極の端子板との接着効果を向
上させる働きをするカルボキシル基を含有するものが好
ましい。かかる変成ポリエチレンとしては、例えばエチ
レン単量体もしくはポリエチレンに不飽和カルボン酸を
共重合またはグラフト重合させたものを挙げることがで
きる。ここに用いるカルボン酸としては、アクリル酸、
メタクリル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、無
水マレイン酸などを挙げることができる。特に好ましい
組合わせは、エチレン−メタクリル酸共重合体の分子間
をＮａ、Ｚｎなどの金属で架橋したアイオノマー樹脂と
前記不飽和カルボン酸との共重合体又はグラフト重合物
であり、優れた接着効果を有する。ここに用いるカルボ
ン酸は無水マレイン酸が適している。

上記ポリオレフィンディスパージョンの樹脂膜の厚さは
、１〜５０−にすることが望ましい。この理由は、該樹
脂膜の厚さを１，１５１未満にすると樹脂膜表面が不均
一となり正負極の端子板と絶縁封口体との密着強度が低
下し、かといってその厚さが５０ｘを越えると加熱、乾
燥処理後において樹脂膜にクラックが発生し、端子板と
絶縁封口体との密封性が損われる恐れがあるからである
。

上記赤外線は、１．５〜５．８４の波長域を有する中赤
外線もしくは５．６〜１０００ｘの波長域を有する遠赤
外線が好ましい。この理由は、塗膜を構成するポリオレ
フィン樹脂の赤外吸収特性がこの領域に存在するため、
この領域の赤外線を照射することによって塗膜が効果的
に加熱、乾燥処理されて良好な樹脂膜を形成することが
できるためである。

また、水の赤外吸収特性が３−１５〜７４．及び１４〜
１６４付近に、またポリエチレン及びポリプロピレン樹
脂の赤外吸収特性が３．６　ｔａｍｓ　８．８　Ｑ。

？、３　Ｉｍ、　１４．ｎ付近に比較的広く存在する。

従って、これらの吸収特性から前記樹脂によって構成さ
れる水性ディスバージョンの塗膜を加熱、乾燥処理する
際には１〜２５．Ｅｌの範囲が特に好ましい。

上記ポリオレフィンディスパージョンの樹脂膜の形成箇
所は、絶縁封口体側でも、端子板側でもいずれでもよい
が、後述する作用で説明するように樹脂膜を端子板側に
形成することが接着強度の向上の点で有効である。

［作用］本発明によれば、前記封口体と接着される少なくとも一
方の端子板の接着界面にポリオレフィン系樹脂を主分散
樹脂とするポリオレフィンディスパージョンを塗布した
後、この塗膜に赤外線を照射し加熱、乾燥処理して樹脂
膜を形成することによって、絶縁封口体そのものをアイ
オノマー樹脂等で形成して正負極の端子板と加圧、加熱
により融着する場合に比べて該絶縁封口体と端子板との
接着強度を向上できる。即ち、端子板と絶縁封口体との
間に介在された樹脂膜の結着力によって該端子板と絶縁
封口体とを強固に接着するすることが可能となり、特に
端子板に樹脂膜を設けた場合は、該樹脂膜が端子板上に
十分に分散されると共に、絶縁封口体に設けた場合の封
口体の劣化等の問題が生じることなく接着強度はより向
上される。

しかも端子板に樹脂膜を形成した後での端子板と絶縁封
口体との接着は、互いに馴染みの良好な樹脂同志の接着
となるため、それらの接着強度は金属製の端子板と絶縁
封口体との加圧、加熱による融着に比べて格段に向上で
きる。従って、折り曲げや高温高湿での貯蔵において端
子板と絶縁封口体との間での剥離が生じ難く、発電要素
の一成分である電解液の漏れが生じない長期信頼性の高
い扁平形電池を得ることができる。

また、前記塗膜に赤外線を照射することによって該樹脂
膜が赤外線のエネルギーを吸収して活発に分子振動がな
されて、ムラなく加熱溶融されるため、均一厚さで端子
板等への密着力が高い樹脂膜を形成できる。更に、塗膜
内に熱エネルギーが十分に供給され該塗膜の表面乾燥と
内部から表面への水分等の移動が連続的になされるため
乾燥時間の短縮化を達成することが可能となる。

［実施例］以下、本発明の一実施例を第１図及び第２図を参照に詳
細に説明する。

実施例１第１図は、本発明で用いる乾燥炉の概略図である。図中
の１１は炉本体であり、この炉本体１１の内壁には後述
する赤外線ランプからの赤外線照射及び乱反射による均
一加熱を効果的に行なう目的でアルミニウム研磨板（図
示せず）が張られている。

前記炉本体１１の対向する側壁下部には、軸１２．１３
が回転可能に軸支され、かつこれら軸１２．１３にはロ
ーラ１４．１５が軸着されている。これらローラ１４．
１５には、メツシュ状のテトラフルオロエチレンからな
る無端ベルト１Ｂが枢支されている。前記軸１２には、
無端駆動ベルト１７を介してモータ１８に連結され、モ
ータ１８からの駆動力により該駆動ベルト１７を介して
モータ１８に連結され、モータ１８からの駆動力により
該駆動ベルト１７を介して軸１２が回転される。また、
前記炉本体１１の土壁には２本の支持棒１９が吊架され
、これら支持棒１９にはランプ取付は台２０が支持され
ている。この取付は台２０の下面には傘を有する例えば
８個のソケット２１が取付けられており、これらソケッ
ト２１には６００Ｗの赤外ランプ２２が取付けられてい
る。これらランプ２２には、電圧可変機２３が接続され
ており、この可変機２３によって各ランプ２２が常に１
．５〜２５．の波長域にピークを有する赤外線を照射す
るよう点灯電圧が調節されている。前記炉本体１１の下
端部側壁には空気導入管２４が、上端部には空気排出管
２５が夫々設けられている。図中２６は、前記炉本体１
１の側壁に設けられた熱電対である。この熱電対２６に
より後述する樹脂膜表面付近の温度が測定される。

次に、上述した構造の乾燥炉を用いて正負極端子板の絶
縁封口体との圧着面に樹脂膜を形成する方法を説明する
。

まず、ステンレス鋼からなる正極端子板の絶縁封口体の
圧着面に夫々粒度０．１　／ｆｆｉ以下のアイオノマー
樹脂粉末が分散されたポリオレフィン水性ディスバージ
ョンを塗布して枠状の塗膜を形成した。

つづいて、第１図図示の乾燥炉のモータ１８を駆動して
無端ベルト１７を反時計回りに回転させと共に、該無端
ベルト１８の右端上に炉本体１１の搬入口（図示せず）
から前記枠状の塗膜が形成された正負極端子板３１．３
２を載置した。次いで、前記モータ１８の回転と同時に
電圧可変機２３によって赤外線ランプ２２から照射され
る赤外線の波長域のピークを１．５〜２５．に設定し、
この赤外線を前記無端ベル）１Ｂと共に移動する正負極
端子板３１．３２上の塗膜に照射する。この時、赤外線
による該塗膜の加熱は、熱電対２Ｂにより検出される各
塗膜の表面付近の温度が１５０℃となるように設定した
。このような過程において、前記正負極端子板３Ｌ　３
２は無端ベルト１Ｂの回転に従って該炉本体１１内を５
分間移動じ、無端ベルトＩＢの左側に移動した時点で加
熱、乾燥処理が完了され、これにより厚さ５μｍの樹脂
膜が形成された。また、加熱、乾燥処理が行われている
間炉内は前記空気導入管２４と空気排出管２５によって
適当な空気の吸排気が行われてる。

次に、前述した方法により得られた正負極端子板を用い
て第２図に示す扁平型電池を組立てた。

まず、前記正極端子板３１の中央部付近に、焼成二酸化
マンガン、黒鉛粉末及びポリテトラフルオロエチレンか
らなる正極合剤３３を載置した。また、負極端子板３２
の中央付近にリチウム３４を貼着した。

つづいて、前記正極端子板３１の正極合剤３３上に過塩
素酸リチウムが溶解されているプロピレンカーボネイト
を含浸したポリプロピレン不織布からなるセパレータ３
５を載置し、このセパレータ３５上に前記負極端子板３
２のリチウム３４が載置されるように該負極端子板３２
を前記正極合剤３３、セパレータ３５上に配置する。こ
のように正負極端子板３１．３２が配置され正極合剤３
３等の各部材が積層されることにより発電要素３６が構
成される。次いで、前記正負極端子板３１．３２周縁に
アイオノマー樹脂からなる枠状の絶縁封口体３７を配置
した後、該正負極端子板３１．３２に設けられた樹脂膜
３８ａ、３８ｂと絶縁封口体３７とを加熱加圧すること
により圧着一体化し前記発電要素３Ｂを封口して扁平型
電池を製造した。このようして製造された扁平型電池は
、２０ｕｍ　Ｘ　３０ｕ　Ｘ　Ｏ，０５ＪＩ１１寸法で
厚さ０．５ｕの形状となる。

実施例２カルボキシル基含有の変成ポリエチレンを主分散樹脂と
した変成ポリオレフィン水性ディスバージョンを用いて
正負極端子板の絶縁封口体との接着面に樹脂膜を形成し
た以外、前記実施例１と同様な方法で扁平型電池を組立
てた。

実施例３カルボキシル基含有の変成ポリエチレンをトルエンに分
散した変成ポリエチレントルエンディスバージョンを用
いて正負極端子板の絶縁封口体との接着面に樹脂膜を形
成した以外、前記実施例１と同様な方法によって扁平型
電池を組立てた。

比較例正負極の端子板間に絶縁封口体をそれらの接着界面にポ
リオレフィン系ディスバージョンからなる樹脂膜を介在
させないで直接配置して加熱、圧着した以外、実施例１
と同様な方法で扁平形電池を組立てた。

しかして、本実施例１〜３及び比較例の扁平形電池、各
々２０個について、折曲げ試験を行なった。

この折曲げ試験は、直径１８０　、ｗの円柱面に電池を
接触させ、折曲げと元の状態に戻すという作業を繰返し
、電解液が漏れ出すまでの回数を評価する試験である。

その結果、比較例の扁平形電池では５０００回の折曲げ
で電解液の漏れ出しのない個数が２０個中１６個であっ
たのに対し、本実施例１〜３の扁平形電池では５０００
回の折曲げで電解液の漏れ出しのない個数が２０個中全
部であった。

また、本実施例１〜３及び比較例の扁平形電池、各☆２
０個について、温度ＢＯ℃、湿度９３％の雰囲気中で４
０日間貯蔵して端子板の剥離を調べた。その結果、比較
例の電池では２０個中１２個も端子板の剥離が認められ
たのに対し、本実施例１〜３の電池では端子板の剥離が
皆無であった。

［発明の効果］以上詳述した如く、本発明によれば正負極の端子板と絶
縁封口体との接着強度を向上して該接着界面からの電解
液の漏れを防止した長期信頼性の高い扁平形電池の製造
方法を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例で用いた乾燥炉の一形態を示す
概略図、第２図は本実施例によって製造された扁平型電
池の断面図、第３図は従来の扁平型電池を示す断面図で
ある。１１・・・炉本体、１Ｂ・・・無端ベルト、２２・・・
赤外線ランプ、３１・・・正極端子板、８２・・・負極
端子板、３３・・・正極合剤、３４・・・負極、３５・
・・セパレータ、３６・・・発電要素、３７・・・絶縁
封口体、Ｈａ、３８ｂ・・・樹脂膜。出願人代理人　　弁理士　鈴江武彦

Claims

【特許請求の範囲】

（１）、枠状の絶縁封口体をシート状の正負極の両端子
板の間に介在させ、かつ該両端子板及び封口体で囲まれ
た空間内に電池発電要素を収納した状態で前記封口体と
両端子板とを密封口した扁平形電池の製造方法において
、前記封口体と接着される少なくとも一方の端子板の接
着界面にポリオレフィン系樹脂を主分散樹脂としたポリ
オレフィンディスパージョンを塗布した後、この塗膜に
赤外線を照射し加熱、乾燥処理して樹脂膜を形成するこ
とを特徴とする扁平形電池の製造方法。
（２）、樹脂膜を端子板側に形成したことを特徴とする
特許請求の範囲第１項記載の扁平形電池の製造方法。
（３）、ポリオレフィン系樹脂はアイオノマー樹脂、も
しくはカルボキシル基含有のポリオレフィン樹脂である
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の扁平形電
池の製造方法。
（４）、赤外線が１．５〜５．６μｍの波長域を有する
中赤外線もしくは５．６〜１０００μｍの波長域を有す
る遠赤外線であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の扁平形電池の製造方法。