JPH01132064A - 二次電池およびその製造方法 - Google Patents
二次電池およびその製造方法Info
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- JPH01132064A JPH01132064A JP63185085A JP18508588A JPH01132064A JP H01132064 A JPH01132064 A JP H01132064A JP 63185085 A JP63185085 A JP 63185085A JP 18508588 A JP18508588 A JP 18508588A JP H01132064 A JPH01132064 A JP H01132064A
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- H01M10/06—Lead-acid accumulators
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-
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Engineering & Computer Science (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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。
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］
この発明は、二次電池およびその製造方法に係り、特に
は、電池性能を低下させることなく薄形化し得る二次電
池およびその製造方法に関する。
は、電池性能を低下させることなく薄形化し得る二次電
池およびその製造方法に関する。
［従来の技ｌＲ］
従来、薄形電池のほとんどは一次電池である。
薄形二次電池としては、最近重版された薄形シール鉛電
池、およびボタン型ニッケル・カドミウム電池などがあ
る。
池、およびボタン型ニッケル・カドミウム電池などがあ
る。
ここで、第１１図（一部破断斜視図）および第１２図（
縦断面図）を参照すると、従来の薄形二次電池の構造は
、一般に平板構造を有する正極板２および負極板３が、
それらの主表面が相対向するように電池ケース１内に配
設されている。電極２および３の間には、セパレータ４
が配設されている。また、電池ケースｌ内には、電解質
５が収容されている。なお、電池ケース１には、ガス抜
き用安全弁６、正極端子７および負極端子８が設けられ
ている。
縦断面図）を参照すると、従来の薄形二次電池の構造は
、一般に平板構造を有する正極板２および負極板３が、
それらの主表面が相対向するように電池ケース１内に配
設されている。電極２および３の間には、セパレータ４
が配設されている。また、電池ケースｌ内には、電解質
５が収容されている。なお、電池ケース１には、ガス抜
き用安全弁６、正極端子７および負極端子８が設けられ
ている。
このように、従来の薄形二次電池は、電池の主要構成要
素である正極板２、負極板３およびセパレータ４が、そ
の厚さ方向に配置されている構造をとっている。
素である正極板２、負極板３およびセパレータ４が、そ
の厚さ方向に配置されている構造をとっている。
［発明が解決しようとする課題］
このような構造の電池の薄形化を図るためには、正極板
２、負極板３等を薄くすればよいが、それには以下述べ
るように、限界がある。
２、負極板３等を薄くすればよいが、それには以下述べ
るように、限界がある。
上記構造の従来の二次電池においては、電池の寿命は、
電極板（正極板）の厚さに大きく依存している。すなわ
ち、当該分野でよく知られているように、電極板の厚さ
が薄くなるにつれ、電池の寿命が短くなるのである。ち
なみに、上記構造を有する従来の鉛電池を例にとって、
電極板の厚さと、トリクル充電使用下での電池寿命との
関係を調べた結果を第１３図に示す、この図から明らか
なように、従来の電池の寿命は、電極板の厚さの減少と
ともに急激に低下し、電極板の厚さが１ｍｍ以下になる
と、二次電池として繰返し使用することがほとんど不可
能となる。これは、従来の二次電池構造においては、充
放電に伴なって生じる電池反応の場が、第１２［Ｎ中矢
印で示すように、電極板主表面に対して垂直な方向（厚
さ方向）に進展してゆくことに起因している。つまり、
電池が二次電池として機能するためには、電極中に電池
反応に関与しない部分、すなわち集電部が常に存在して
いることが必要であるが、電極板の厚さが薄くなると、
充放電に伴ない、この集電部が消失してしまうため、電
池として機衡できなくなる。この事情は、電池をサイク
ル使用するときにも全く同じである。
電極板（正極板）の厚さに大きく依存している。すなわ
ち、当該分野でよく知られているように、電極板の厚さ
が薄くなるにつれ、電池の寿命が短くなるのである。ち
なみに、上記構造を有する従来の鉛電池を例にとって、
電極板の厚さと、トリクル充電使用下での電池寿命との
関係を調べた結果を第１３図に示す、この図から明らか
なように、従来の電池の寿命は、電極板の厚さの減少と
ともに急激に低下し、電極板の厚さが１ｍｍ以下になる
と、二次電池として繰返し使用することがほとんど不可
能となる。これは、従来の二次電池構造においては、充
放電に伴なって生じる電池反応の場が、第１２［Ｎ中矢
印で示すように、電極板主表面に対して垂直な方向（厚
さ方向）に進展してゆくことに起因している。つまり、
電池が二次電池として機能するためには、電極中に電池
反応に関与しない部分、すなわち集電部が常に存在して
いることが必要であるが、電極板の厚さが薄くなると、
充放電に伴ない、この集電部が消失してしまうため、電
池として機衡できなくなる。この事情は、電池をサイク
ル使用するときにも全く同じである。
これらの理由から、従来の薄形シール船蓄電池において
は、電池全体の厚さは４〜５ ｍ ｍま′でが薄形化の
限界である。
は、電池全体の厚さは４〜５ ｍ ｍま′でが薄形化の
限界である。
また、上記従来の二次電池の製造には、電極板の鋳造、
切断、圧延などの加工、さらには活物質の塗布などの工
程が必要であり、かななり煩雑である。加えて、このよ
うな製造方法によると、電極板の形状や電池電圧の異な
る電池を製造する場合には、それぞれ異なる電池毎に個
別の製造装置や製造ラインが必要となる。そのため、電
池の種類に対する多様な要求に即応することが困難であ
る。
切断、圧延などの加工、さらには活物質の塗布などの工
程が必要であり、かななり煩雑である。加えて、このよ
うな製造方法によると、電極板の形状や電池電圧の異な
る電池を製造する場合には、それぞれ異なる電池毎に個
別の製造装置や製造ラインが必要となる。そのため、電
池の種類に対する多様な要求に即応することが困難であ
る。
したがって、この発明の目的は、電池性能を低下させる
ことなく薄形化し得る二次電池およびその製造方法を提
供することである。
ことなく薄形化し得る二次電池およびその製造方法を提
供することである。
［課題を解決するための手段］
上記目的は、この発明によれば、
それぞれ端面が離間対向するように、実質的に同一平面
内に配置された正極部材および負極部材、 該正極および負極部材を固定支持する基板、 該正極および負極部材を含む密閉室を該基板とともに規
定するカバー部材、および少なくとも該正極および負極
部材の対向端面間に存在するように該密閉室内に収容さ
れた、該正極部材と負極部材との電池反応に関与する電
解質 を包含する二次電池によって達成される。
内に配置された正極部材および負極部材、 該正極および負極部材を固定支持する基板、 該正極および負極部材を含む密閉室を該基板とともに規
定するカバー部材、および少なくとも該正極および負極
部材の対向端面間に存在するように該密閉室内に収容さ
れた、該正極部材と負極部材との電池反応に関与する電
解質 を包含する二次電池によって達成される。
円電極部材の対向端面の面積（すなわち、実効電極面積
）を大きくするために、平面で見て円電極部材の対向エ
ツジは、それぞれ対応する波形（三角波、矩形波形等）
状、または渦巻状であることが好ましい。
）を大きくするために、平面で見て円電極部材の対向エ
ツジは、それぞれ対応する波形（三角波、矩形波形等）
状、または渦巻状であることが好ましい。
また、この発明の二次電池の製造方法は、基板上に、正
極活物質を含む正極材料、および負極活物質を含む負極
材料を適用して、互いに端面が離間対向する正極および
負極部材を形成する工程、 該正極および負極部材を含む密閉室を該基板とともに規
定するようにカバー部材を該基板に結合する工程、およ
び 少なくとも該正極および負極部材の対向端面間に存在す
るように、該正極部材と負極部材との電池反応に関与す
る電解質を該密閉室内−に充填する工程を包含する。
極活物質を含む正極材料、および負極活物質を含む負極
材料を適用して、互いに端面が離間対向する正極および
負極部材を形成する工程、 該正極および負極部材を含む密閉室を該基板とともに規
定するようにカバー部材を該基板に結合する工程、およ
び 少なくとも該正極および負極部材の対向端面間に存在す
るように、該正極部材と負極部材との電池反応に関与す
る電解質を該密閉室内−に充填する工程を包含する。
［作用Ｊ
先に述べたように、この発明の二次電池は、正極部材お
よび負極部材が、従来におけるようにその厚さ方向に配
置されるのではなく、同一平面上に並設されており、円
電極部材の端面は互いに離間対向しているという点に重
要な特徴を有する。したがって、電池の厚さを薄くする
ことができる。しかも、電池がこのような構造をとるこ
とによって、充放電に伴なう電池反応の場の進展方向が
、電極面と平行な方向となるので、薄い電極部材を用い
ても、集電部が充放電によって消失することなく電池を
薄くするこができる。
よび負極部材が、従来におけるようにその厚さ方向に配
置されるのではなく、同一平面上に並設されており、円
電極部材の端面は互いに離間対向しているという点に重
要な特徴を有する。したがって、電池の厚さを薄くする
ことができる。しかも、電池がこのような構造をとるこ
とによって、充放電に伴なう電池反応の場の進展方向が
、電極面と平行な方向となるので、薄い電極部材を用い
ても、集電部が充放電によって消失することなく電池を
薄くするこができる。
さらに、電池製造については、この発明では、スクリー
ン印刷法や蒸着法等のような膜形成法により電池基板上
に電極部材（正極部材、負極部材）を直接形成させるこ
と、並びに電極形成時にスクリーンパターンまたはマス
クパターンを用いて電極部材の形状および電池電圧を決
定して電池を製造するので、パターンを変更するだけで
種々の電池の製造に対応することができる。
ン印刷法や蒸着法等のような膜形成法により電池基板上
に電極部材（正極部材、負極部材）を直接形成させるこ
と、並びに電極形成時にスクリーンパターンまたはマス
クパターンを用いて電極部材の形状および電池電圧を決
定して電池を製造するので、パターンを変更するだけで
種々の電池の製造に対応することができる。
［実施例］
以下第１図ないし第１θ図を参照して、この発明をより
具体的に説明する。これら図において、同一符号は、同
一部分を示す。
具体的に説明する。これら図において、同一符号は、同
一部分を示す。
第１図ないし第３図は、この発明の第１の態様による二
次電池を示している。第１図に示すように、平板状基板
１１ａの一方の表面（平面）上には、以後詳述するよう
にそれぞれ櫛状の正極部材１２および負極部材１３が、
並設され、正極部材１２と負極部材１３との間の空間に
は、電池反応に関与する電解質１５が充填されている。
次電池を示している。第１図に示すように、平板状基板
１１ａの一方の表面（平面）上には、以後詳述するよう
にそれぞれ櫛状の正極部材１２および負極部材１３が、
並設され、正極部材１２と負極部材１３との間の空間に
は、電池反応に関与する電解質１５が充填されている。
正極部材１２は、正極活物質を含む正極材料により形成
され、また負極部材１３は、負極活物質を含む負極材料
により形成されている。鉛蓄電池の、場合には、正極活
物質は二酸化鉛であり、負極活物質は鉛である。また、
電解質１５としては、硫酸等の液体電解質を用いること
ができる。
され、また負極部材１３は、負極活物質を含む負極材料
により形成されている。鉛蓄電池の、場合には、正極活
物質は二酸化鉛であり、負極活物質は鉛である。また、
電解質１５としては、硫酸等の液体電解質を用いること
ができる。
電極部材１２．１３を覆って、カバー部材１１ｂが基板
１１ａに結合されている。カバー部材１１ｂは基板１１
ａとともに、密閉室を規定する電池ケース１１を構成し
ている。
１１ａに結合されている。カバー部材１１ｂは基板１１
ａとともに、密閉室を規定する電池ケース１１を構成し
ている。
基板１１ａおよびカバー部材１１ｂは、少なくとも表面
が絶縁性を示すものであり、例えば、アクリロニトリル
−ブタジェン−スチレン樹脂（ＡＢＳ４＃脂）、フッ素
系樹脂等の耐酸性ポリマー材料、プラスチック材料、あ
るいはガラスｔａ維強化プラスチック材料で形成するこ
とができる。さらに、硫酸等液体電解質に含まれる水分
の透湿を防止するために、アルミニウム等の金属層を絶
縁性高分子材料で被覆したラミネート材や、ポリ塩化ビ
ニリデン樹脂（ＰＶＣＤ）で基板１１ａおよび力へ一部
材１１ｂを形成してもよい。
が絶縁性を示すものであり、例えば、アクリロニトリル
−ブタジェン−スチレン樹脂（ＡＢＳ４＃脂）、フッ素
系樹脂等の耐酸性ポリマー材料、プラスチック材料、あ
るいはガラスｔａ維強化プラスチック材料で形成するこ
とができる。さらに、硫酸等液体電解質に含まれる水分
の透湿を防止するために、アルミニウム等の金属層を絶
縁性高分子材料で被覆したラミネート材や、ポリ塩化ビ
ニリデン樹脂（ＰＶＣＤ）で基板１１ａおよび力へ一部
材１１ｂを形成してもよい。
なお、電池ケース１１には、電極部材１２と１３との間
の空間に連通ずるガス抜き用安全弁１６、並びに正極端
子１７および負極端子１８が付設されているφ ８２図によく示されているように、正極部材１２は、櫛
状であり、櫛骨１２ｂから、実質的に同一形状の複数個
の矩形歯１２ａが、所定の間隔で延出している。また、
負極部材１３も櫛状であり、櫛骨１３ｂから、実質的に
同一形状の複数個の矩形歯１３ａが、所定の間隔で延出
している。
の空間に連通ずるガス抜き用安全弁１６、並びに正極端
子１７および負極端子１８が付設されているφ ８２図によく示されているように、正極部材１２は、櫛
状であり、櫛骨１２ｂから、実質的に同一形状の複数個
の矩形歯１２ａが、所定の間隔で延出している。また、
負極部材１３も櫛状であり、櫛骨１３ｂから、実質的に
同一形状の複数個の矩形歯１３ａが、所定の間隔で延出
している。
正極部材の歯１２ａは、それぞれ、負極部材の歯１３ａ
と接触することなく、それら歯１３ａの間に入り込んで
いる。かくして、正極部材１２と負極部材１３とは、そ
れらの端面が互いに対向するように配置されることとな
る。
と接触することなく、それら歯１３ａの間に入り込んで
いる。かくして、正極部材１２と負極部材１３とは、そ
れらの端面が互いに対向するように配置されることとな
る。
第３図（ここでは、説明の都合上、正極の櫛歯１２ａお
よび負極の櫛歯１３ａの厚さｄは、その幅に比べて極端
に拡大して示しであるが、実際は、厚さｄは、歯１２ａ
および１３ａの輻文よりも極めて小さいものである）を
参照すると、カバー部材１１ｂは、電極部材１２および
１３の表面を密着して覆っており、電解質１５は、電極
部材１２．１３とカバー部材ｔｔｂとの接触面間に侵入
してこの面を浸すことがない。
よび負極の櫛歯１３ａの厚さｄは、その幅に比べて極端
に拡大して示しであるが、実際は、厚さｄは、歯１２ａ
および１３ａの輻文よりも極めて小さいものである）を
参照すると、カバー部材１１ｂは、電極部材１２および
１３の表面を密着して覆っており、電解質１５は、電極
部材１２．１３とカバー部材ｔｔｂとの接触面間に侵入
してこの面を浸すことがない。
さて、上に説明したように、この発明の二次電池では、
正極部材１２と負極部材板１３とは、基板１１ａの表面
上、すなわち同一平面上に並設されている。これら部材
をそれらの厚さ方向に配設した第１１図および゛第１２
図に示す従来の二次電池と比べると、従来の電池と同一
厚さの電極部材を用いた場合でも、この発明の二次電池
にあってはその厚さを従来の電池の厚さの１／３程度に
することができる。
正極部材１２と負極部材板１３とは、基板１１ａの表面
上、すなわち同一平面上に並設されている。これら部材
をそれらの厚さ方向に配設した第１１図および゛第１２
図に示す従来の二次電池と比べると、従来の電池と同一
厚さの電極部材を用いた場合でも、この発明の二次電池
にあってはその厚さを従来の電池の厚さの１／３程度に
することができる。
また、第３図に矢印で示すように、この発明の二次電池
においては、充放電時の電池反応の場の進展方向は、従
来の電池とは異なり、電極部材の厚さ方向と直交する方
向（すなわち、電極の歯の幅方向と平行な方向）である
、そのため、櫛歯（単位電極）１２ａ、１３ａの輻文は
、１〜２ｍｍ以上（３〜４ｍｍでもよい）を確保する必
要があるが、そのようにすれば、電極の厚さｄは１ｍｍ
以下、例えば０．１ｍｍであっても、従来市販の薄形二
次電池と同等あるいはそれ以上の電池寿命を確保するこ
とができる。すなわち、この発明の二次電池においては
、厚さｄの薄い電極部材を用いても、輻交を充分に大き
くすることにより、充放電による集電部の消失を抑制す
ることができる。したがって、この発明の二次電池は１
例えば、全体の厚さをｌｔｎｍ以下にすることができる
。
においては、充放電時の電池反応の場の進展方向は、従
来の電池とは異なり、電極部材の厚さ方向と直交する方
向（すなわち、電極の歯の幅方向と平行な方向）である
、そのため、櫛歯（単位電極）１２ａ、１３ａの輻文は
、１〜２ｍｍ以上（３〜４ｍｍでもよい）を確保する必
要があるが、そのようにすれば、電極の厚さｄは１ｍｍ
以下、例えば０．１ｍｍであっても、従来市販の薄形二
次電池と同等あるいはそれ以上の電池寿命を確保するこ
とができる。すなわち、この発明の二次電池においては
、厚さｄの薄い電極部材を用いても、輻交を充分に大き
くすることにより、充放電による集電部の消失を抑制す
ることができる。したがって、この発明の二次電池は１
例えば、全体の厚さをｌｔｎｍ以下にすることができる
。
次に、以上説明したこの発明の二次電池をスクリーン印
刷法によりの製造する方法の一例を第４Ａ図ないし８４
８図を参照して説明する。
刷法によりの製造する方法の一例を第４Ａ図ないし８４
８図を参照して説明する。
まず、第４Ａ図に示すように、基板１１ａを準備する。
つぎに、第４Ｂ図に示すように、所定のパターン（この
場合、櫛状）を有するスクリーン７１を通して、活物質
を含む電極材料例えば鉛ペースト７２をローラ７３を用
いて基板１１ａに塗布する。正極部材パターンおよび負
極部材パターンは同時に塗布することができる。鉛ペー
ストの塗布厚は、例えば０．１ｍｍである。
場合、櫛状）を有するスクリーン７１を通して、活物質
を含む電極材料例えば鉛ペースト７２をローラ７３を用
いて基板１１ａに塗布する。正極部材パターンおよび負
極部材パターンは同時に塗布することができる。鉛ペー
ストの塗布厚は、例えば０．１ｍｍである。
なお、鉛ペーストと基板１１ａとの結合力が弱い場合に
は、基板１１ａ表面に接着剤を予め塗布しておくか、あ
るいは接着剤を混入した鉛ペーストを使用すればよい。
は、基板１１ａ表面に接着剤を予め塗布しておくか、あ
るいは接着剤を混入した鉛ペーストを使用すればよい。
ついで、第４Ｃ図に示すように、正極部材パターン１２
と負極部材パターン１３との間に、電解質注入ノズル７
４から電解質液１５を注入する。電解質として、例えば
、濃度３０〜５０％（通常、４０〜４５％）の硫酸を用
いる。それから、正極端子１７および負極端子１８を有
するカバー部材１１ｂを接着材例えばエポキシ接着剤を
用いて基板１１ａに接着する。
と負極部材パターン１３との間に、電解質注入ノズル７
４から電解質液１５を注入する。電解質として、例えば
、濃度３０〜５０％（通常、４０〜４５％）の硫酸を用
いる。それから、正極端子１７および負極端子１８を有
するカバー部材１１ｂを接着材例えばエポキシ接着剤を
用いて基板１１ａに接着する。
なお、電解質重５の注入は、カバー部材１１ｂを基板１
１ａに結合した後におこなうこともできる。
１ａに結合した後におこなうこともできる。
しかる後、第４Ｄ図に示すように、直浣電源７５を用い
て、電極の化成処理をおこなう、この処理により、正極
活物質は二酸化鉛に変換され、負極活物質は鉛に変換さ
れる。必要に応じ、この化成処理の後に電解質をさらに
注入してもよい。
て、電極の化成処理をおこなう、この処理により、正極
活物質は二酸化鉛に変換され、負極活物質は鉛に変換さ
れる。必要に応じ、この化成処理の後に電解質をさらに
注入してもよい。
こうして、第４Ｅ図に示すように二次電池が完成し、そ
の後、性能チエツクをおこなう。
の後、性能チエツクをおこなう。
なお、化成処理は、カバー部材１１ｂの取着前におこな
ってもよい、その場合は、第４Ｃ図に示す構成の基板１
１ａを複数個、別の化成処理用硫酸中に浸漬し、化成処
理をおこなうことができる。このような手法は、電池の
大量生産に適している。
ってもよい、その場合は、第４Ｃ図に示す構成の基板１
１ａを複数個、別の化成処理用硫酸中に浸漬し、化成処
理をおこなうことができる。このような手法は、電池の
大量生産に適している。
なお、上記例では、正極活物質および負極活物質原料と
していずれも鉛ペーストを用いたが、正極用に二酸化鉛
ペーストを、負極用に鉛ペーストを用いてもよい、その
場合、正極および負極パターンは別々のスクリーンを用
いて順次形′成する。この手法によれば、上記化成処理
を不要とすることができるので、不要とした場合には電
池の製造工程が簡略化される。なお、この場合であって
も、化成処理をおこなった方が電池の特性は良好となる
。
していずれも鉛ペーストを用いたが、正極用に二酸化鉛
ペーストを、負極用に鉛ペーストを用いてもよい、その
場合、正極および負極パターンは別々のスクリーンを用
いて順次形′成する。この手法によれば、上記化成処理
を不要とすることができるので、不要とした場合には電
池の製造工程が簡略化される。なお、この場合であって
も、化成処理をおこなった方が電池の特性は良好となる
。
以上述べた製造工程は、自動化された処理ライン上でお
こなうことができる。
こなうことができる。
第５図には、この発明の第２の態様による二次電池の縦
断面図が示されている（ここでも、説明の都合上、正極
の櫛歯１２ａおよび負極の櫛歯１３ａの厚さｄは、その
幅方向に比べて極端に拡大して示しであるが、実際は、
厚さｄは、歯１２ａおよび１３ａの幅見よりも極めて小
さいものである）、この第２の態様の二次電池は、カバ
ー部材１１ｂが電極部材１２および１３の上表面と離間
して配設されている点においてのみ第１の態様の二次電
池と異なる。この第２の態様の二次電池は、電池寿命は
、第１の態様の二次電池と実質的に変りないが、カバー
部材１１ｂを電極１２．１３に密着させる必要がないの
で、製造がより節単である。なお、この二次電池も従来
の電池に比べて、厚さを約１／３程度に薄くできる。
断面図が示されている（ここでも、説明の都合上、正極
の櫛歯１２ａおよび負極の櫛歯１３ａの厚さｄは、その
幅方向に比べて極端に拡大して示しであるが、実際は、
厚さｄは、歯１２ａおよび１３ａの幅見よりも極めて小
さいものである）、この第２の態様の二次電池は、カバ
ー部材１１ｂが電極部材１２および１３の上表面と離間
して配設されている点においてのみ第１の態様の二次電
池と異なる。この第２の態様の二次電池は、電池寿命は
、第１の態様の二次電池と実質的に変りないが、カバー
部材１１ｂを電極１２．１３に密着させる必要がないの
で、製造がより節単である。なお、この二次電池も従来
の電池に比べて、厚さを約１／３程度に薄くできる。
実］Ｌ例
第５図に示す構造の鉛蓄電池を作製した。電池の寸法は
厚さ０ 、６５ ｍｍ、縦５０ｍｍ、横７８ｍｍであり
、重さは４．７ｇ、体精は２．５ｃｍであった。電極部
材１２および１３の厚さはＱ、４ｍｍであった。この鉛
蓄電池の放電特性を第１０図に示す０図から明らかなよ
うに、放電カーブは、鉛蓄電池特有の電圧経時変化を示
すとともに、電池容量としては約４０ｍＡｈの値が得ら
れた。また、耐久性も充分であり、本発明の二次電池は
、充分に実用に供し得る特性を有していた。
厚さ０ 、６５ ｍｍ、縦５０ｍｍ、横７８ｍｍであり
、重さは４．７ｇ、体精は２．５ｃｍであった。電極部
材１２および１３の厚さはＱ、４ｍｍであった。この鉛
蓄電池の放電特性を第１０図に示す０図から明らかなよ
うに、放電カーブは、鉛蓄電池特有の電圧経時変化を示
すとともに、電池容量としては約４０ｍＡｈの値が得ら
れた。また、耐久性も充分であり、本発明の二次電池は
、充分に実用に供し得る特性を有していた。
第６図は、この発明の第３の態様による二次電池の水平
断面図を示している。この二次電池においては、離間対
向する正極部材９１ａと負極部材９２ａとが１つの単セ
ルを構成し、離間対向する正極部材９１ｂと負極部材９
２ｂとが１つの単セルを構成し、並びに離間対向する正
極部材９１ｃと負極部材９２ｃとが１つの単セルを構成
している。Ｓ板状の正極部材９１ａ〜９１ｃおよび薄板
状の負極部材９２ａ〜９２ｃは、基板１１ａ上に配設さ
れている。負極部材９２ａと正極部材９１ｂ、および負
極部材９２ｂと正極部材９１ｃとは互いに接して設けら
れ、それらの間では、電池反応は生じない、かくして、
この二次電池は、３個の単セルが直列に接続された構造
となっている。この構成の二次電池においては、第１の
態様による二次電池の効果の外に、それに比べて３倍の
電池電圧を得ることができるという効果を奏する。
断面図を示している。この二次電池においては、離間対
向する正極部材９１ａと負極部材９２ａとが１つの単セ
ルを構成し、離間対向する正極部材９１ｂと負極部材９
２ｂとが１つの単セルを構成し、並びに離間対向する正
極部材９１ｃと負極部材９２ｃとが１つの単セルを構成
している。Ｓ板状の正極部材９１ａ〜９１ｃおよび薄板
状の負極部材９２ａ〜９２ｃは、基板１１ａ上に配設さ
れている。負極部材９２ａと正極部材９１ｂ、および負
極部材９２ｂと正極部材９１ｃとは互いに接して設けら
れ、それらの間では、電池反応は生じない、かくして、
この二次電池は、３個の単セルが直列に接続された構造
となっている。この構成の二次電池においては、第１の
態様による二次電池の効果の外に、それに比べて３倍の
電池電圧を得ることができるという効果を奏する。
第７図、第８図および第９因は、それぞれ異なる形状の
電極部材を有するこの発明の二次電池の水平断面図を示
している。
電極部材を有するこの発明の二次電池の水平断面図を示
している。
第７図において、正極部材１０１および負極部材１０２
は、それぞれ、厚さの薄い略正弦波状のパターンに形成
されている。
は、それぞれ、厚さの薄い略正弦波状のパターンに形成
されている。
第８図において、正極部材１１１および負極部材１１２
は、それぞれ、厚さの薄いのこぎり歯形状（三角波状）
に形成されている。
は、それぞれ、厚さの薄いのこぎり歯形状（三角波状）
に形成されている。
第９図において、正極部材１２１および負極部材１２２
は、それぞれ、厚さの薄い渦巻き形状を有する。。
は、それぞれ、厚さの薄い渦巻き形状を有する。。
なお、以上説明したこの発明の二次電池においては、正
極部材と負極部材とは基板上に固定されているのでのそ
れら間には、従来必要であったセパレータを設ける必要
がないが、必要により設けてもよい、その場合、セパレ
ータは正極部材と負極部材との間に設ける。
極部材と負極部材とは基板上に固定されているのでのそ
れら間には、従来必要であったセパレータを設ける必要
がないが、必要により設けてもよい、その場合、セパレ
ータは正極部材と負極部材との間に設ける。
以上、この発明を特定の態様について説明したが、この
発明はそれに限定されるものではない。
発明はそれに限定されるものではない。
例えば、第１および第２の態様の二次電池において、櫛
歯１２ａ、１３ａは矩形であるが、これを蛇行させても
よい。
歯１２ａ、１３ａは矩形であるが、これを蛇行させても
よい。
また、この発明の二次電池の製造方法として、先にスク
リーン印刷法を用いた例を説明したが、製造方法はこれ
に限られるものではない、スクリーン印刷法の外に、金
属溶射法、メッキ法、蒸着法、スパッタ法、イオンプレ
ーティング法およびプラズマＣＶＤ法のうちのいずれか
一つの方法あるいはこれらの組合せによる方法を、電極
部材の形成に用いてもよいことがいうまでもない。
リーン印刷法を用いた例を説明したが、製造方法はこれ
に限られるものではない、スクリーン印刷法の外に、金
属溶射法、メッキ法、蒸着法、スパッタ法、イオンプレ
ーティング法およびプラズマＣＶＤ法のうちのいずれか
一つの方法あるいはこれらの組合せによる方法を、電極
部材の形成に用いてもよいことがいうまでもない。
［発明の効果］
以上説明したように、この発明においては、電池の主要
構成部品である正極部材、電解質、負極部材を電池ケー
ス基板上の同一平面上に横並びに配詮し、これにより充
放電時の電池反応場の進展方向を電極面と平行な方向と
しているので、耐久性に優れ、かつ二次電池の厚さを薄
くすることができるという効果がある。
構成部品である正極部材、電解質、負極部材を電池ケー
ス基板上の同一平面上に横並びに配詮し、これにより充
放電時の電池反応場の進展方向を電極面と平行な方向と
しているので、耐久性に優れ、かつ二次電池の厚さを薄
くすることができるという効果がある。
また、その製造方法についても、スクリーンパターンを
用いたスクリーン印刷法をはじめとする方法によって電
極部材を製造できるため、上述のパターンを変更するだ
けで、種々の電池の製造に対応することが可能であり、
また製造工程が簡単であるので、大幅な省力化を図るこ
とができるなどという極めて大きな効果がある。
用いたスクリーン印刷法をはじめとする方法によって電
極部材を製造できるため、上述のパターンを変更するだ
けで、種々の電池の製造に対応することが可能であり、
また製造工程が簡単であるので、大幅な省力化を図るこ
とができるなどという極めて大きな効果がある。
第１図は、この発明の第１の態様による二次電池の一部
破断斜視図、第２図は、第１図に示した二次電池の水平
断面図、第３図は、第２図の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断
面図、第４図へ図ないし第４Ｅ図は、この発明の二次電
池の製造方法を説明する図、第５図は、この発明の第２
の態様による二次電池の縦断面図、第６図は、この発明
の第３の態様による二次電池の水平断面図、第７図は、
この発明の第４の態様による二次電池の水平断面図、第
８図は、この発明の第５の態様による二次電池の水平断
面図、第９図は、この発明の＄６の態様による二次電池
の水平断面図、および第１０図は、この発明の二次電池
の放電特性を示すグラフ図、第１１図は、従来の薄形二
次電池の一部破断斜視図、第１２図は、第１１図に示し
た従来の二次電池の縦断面図、第１３図は、従来の二次
電池の電極板厚と電池寿命との関係を示すグラフ図。 １１ａ・・・電池基板、ｌｌｂ・・・カバー部材。 １２、 ！ｌｌａ 、 ９１ｂ 、 ９１ｃ 、 １０
１，１１１，１２１ ・ｅｅ正極部材、１３．、９１ａ
、 ９２ｂ 、 ９２ｃ 、 １０２．１１２゜１２
２ ・・・負極部材、１５・・・電解賀第３図 第５図 第６図 −隅 第４Ｂ図 第４Ｅ図 第７図 第８図 第９図 族電持繞ＦＩＩＩ間 （時間） 第 １１ 図 電極ｉＦＬ厚（ｍｍ） 第１３図 手続補正８ １゜事吻麻 特願昭 ６３−１８５０８５号 ２、発明の名称 二次電池およびその製造力′法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 日本型ｆぶヒ活株式会社 ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 ＵＢＥビル６、
補正の対象 ７、補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 （２）明細書第６頁第１行目ないし第２行目の「消失」
を「消失（腐食）」と訂正する。 （３）明細書第８頁第１６行目の「重要」を「第１の重
要」と訂正する。 （４）明細書第８頁第１７行目ないし第１８行目の「し
たがって、・・・しかも、」を「この特徴によって、電
極部材を薄くシないでも、すなわち電池寿命を損うこと
なく、従来の電池に比べその厚さを１／３程度に薄くす
ることができる。しかも、この発明の二次電池の特徴は
、これにとどまるものではなく、正極および負極部材は
電池ケースを構成する前記基板上に密着、固定されてお
り、画電極部材と基板との間には電解液が浸入せず、画
電極部材の非対向面（電極板主表面）に電解質と接触し
ない、すなわち電池反応に関与しない電極面が存在する
ことを最も重要な第２の特徴としている。」と訂正する
。 （５）明細書第６頁第１行目の「消失」を「消失（腐食
）」と訂正する。 （６）明細書第９頁第２行目の「なく電池を」を「がな
くなり、これによって従来の電池に比べ、電池寿命を損
うことなく、電極部材をはるかに薄くすることが可能と
なり、例えば電池の厚さを１市以下にまで」と訂正する
。 （７）明細書第９頁第２行目の「できる、」を以下の通
り訂正する。 「できる。 また正極および負極部材が前記基板上に固定支持されて
いるため、従来の電池には必ず必要であった正極部材と
負極部材の短絡を防止するためのセパレーター（隔離板
）が不要となった点が、この発明の二次電池の第３の重
要な特徴である。」（８）明細書第９頁第１０行目の「
できる。」を以下の通り訂正する。 「できる、また、この発明では、電極部材や電解質等の
電池構成部品が、電池ケースを構成する基板上に順次形
成あるいは固定されるので、これら構成部品を一枚のシ
ートとして一体化して扱え、また、多数の電池の構成部
品を一枚のシート上で汲えるので、従来の二次電池の様
に、多数の電池構成部品を個別に扱うという製造上の煩
雑さがなくなり、製造工程を簡易化、自動化することが
できる。」 （９）明細書第９頁第１９行目の「並設」を「並設固定
」と訂正する。 （１０）明細書第１１頁第１行目のｒ （ＰＶＣＤ）Ｊ
をｒ （ＰＶＤＣ）Ｊと訂正する。（１１）明細書第１
２頁第２行目の「参照すると、」を「参照すると、電極
部材１２および１３は基板１１ａに密着固定されており
、また」と訂正する。 （１２）明細書第１２頁第５行目の「１２．１３と」を
「１２．１３と基板１１ａおよび」と訂正する。 （１３）明り１１ｌ書第１２頁第６行目の「浸すことが
ない、ｊを「浸すことがない、したがって、この面は電
池反応に関与しない電極面として働き、電極部材１２と
１３の対向端面のみが電解質と接触し、電池反応を行な
う、」と訂正する。 （１４）明Ａ１１ｌ書第１３頁第９行目の「消失」を「
消失（腐食）」と訂正する。 （１５）明細書第１３頁第１０行目の「二次電池は、」
を「二次電池は、電池寿命を損うことなく、従来の電池
に比べ電極部材をはるかに薄くすることが可能となり、
これにより電池の厚さを極めて薄くすることができ、」
と訂正する。 （１６）明ｆｔ！Ａａ第１６頁第１５行目ナイシ第１７
行目ノ「二次電池・・・ないが、」を「二次電池におい
ても、電極部材１２および１３の非対向面（電極板主表
面）に電池反応に関与しない電極面が存在するため、従
来の電池に比べ、電極部材をはるかに薄くしても、充分
な電池寿命を確保することができる。この第２のＲａ！
の二次電池は、第１の態様の二次電池と比べ、」と訂正
する。 （１７）明細書第１６頁第２０行目の「約１／３程度に
」を「第１のｎ様と同様にまで」と訂正する。 ２、特許請求の範囲 （１）それぞれの端面が離間対向するように、実質的に
同一平面内に配置された正極部材および負、缶部材、 該正極および負極部材を固定支持する基板、該正極およ
びＰＬ極部材を含む密閉室を該基板とともに規定するカ
バー部材、および 少なくとも該正極および負極部材の
対向端面間に存在するように該密閉室内に収容された、
該正極部材と負既部材との電池反応に関与する電解質 を包含する二次電池。 （２）正極部材および負極部材が、それぞれ、複数の歯
を有する価形状を有する請求項１記載の電池。 （３）！が矩形である請求項１記載の電池。 （４）正極部材および負極部材が、それぞれ、波形状を
有する請求項１記載の電池。 （５）正ｌｆ！部材および負極部材が、それぞれ、渦巻
き形状を有する請求項１記載の電池。 （６）正極活物質が二酸化鉛であり、負極活物質が鉛で
あり、電解質が希硫酸である請求項１記載の電池。 （７）正極部材および負極部材がそれぞれ１１１１１１
１以下の厚さを有する請求項１記載の電池。 （８）基板上に、正極活物質を含む正極材料、および負
極活物質を含む負極材料を適用して、互いに端面が離間
対向する正極および負極部材を形成する工程、 該正極および負極部材を含む密閉室を該基板とともに規
定するようにカバー部材を該基板に結合する工程、およ
び 少なくとも該正極および負極部材の対向端面間に存在す
るように、該正極部材と負極部材との電池反応に関与す
る電解質を該密閉室内に充填する工程 を包含する二次電池の製造方法。 （９）正極および負極部材をスクリーン印刷法、金属溶
射法、メッキ法、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーテ
ィング法またはプラズマ化学気相被着法により基板上に
形成する請求項８記載の方法。 （１０）正極部材および負極部材をそれぞれ１鴎以下の
厚さに形成する請求項８記載の方法。 〈１１）基板上に適用された正極材料および負極材料を
化成処理に供する工程をさらに含む請求項８記載の方法
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
破断斜視図、第２図は、第１図に示した二次電池の水平
断面図、第３図は、第２図の線ＩＩＩ−ＩＩＩに沿う断
面図、第４図へ図ないし第４Ｅ図は、この発明の二次電
池の製造方法を説明する図、第５図は、この発明の第２
の態様による二次電池の縦断面図、第６図は、この発明
の第３の態様による二次電池の水平断面図、第７図は、
この発明の第４の態様による二次電池の水平断面図、第
８図は、この発明の第５の態様による二次電池の水平断
面図、第９図は、この発明の＄６の態様による二次電池
の水平断面図、および第１０図は、この発明の二次電池
の放電特性を示すグラフ図、第１１図は、従来の薄形二
次電池の一部破断斜視図、第１２図は、第１１図に示し
た従来の二次電池の縦断面図、第１３図は、従来の二次
電池の電極板厚と電池寿命との関係を示すグラフ図。 １１ａ・・・電池基板、ｌｌｂ・・・カバー部材。 １２、 ！ｌｌａ 、 ９１ｂ 、 ９１ｃ 、 １０
１，１１１，１２１ ・ｅｅ正極部材、１３．、９１ａ
、 ９２ｂ 、 ９２ｃ 、 １０２．１１２゜１２
２ ・・・負極部材、１５・・・電解賀第３図 第５図 第６図 −隅 第４Ｂ図 第４Ｅ図 第７図 第８図 第９図 族電持繞ＦＩＩＩ間 （時間） 第 １１ 図 電極ｉＦＬ厚（ｍｍ） 第１３図 手続補正８ １゜事吻麻 特願昭 ６３−１８５０８５号 ２、発明の名称 二次電池およびその製造力′法 ３、補正をする者 事件との関係 特許出願人 日本型ｆぶヒ活株式会社 ４、代理人 東京都千代田区霞が関３丁目７番２号 ＵＢＥビル６、
補正の対象 ７、補正の内容 （１）特許請求の範囲を別紙の通り補正する。 （２）明細書第６頁第１行目ないし第２行目の「消失」
を「消失（腐食）」と訂正する。 （３）明細書第８頁第１６行目の「重要」を「第１の重
要」と訂正する。 （４）明細書第８頁第１７行目ないし第１８行目の「し
たがって、・・・しかも、」を「この特徴によって、電
極部材を薄くシないでも、すなわち電池寿命を損うこと
なく、従来の電池に比べその厚さを１／３程度に薄くす
ることができる。しかも、この発明の二次電池の特徴は
、これにとどまるものではなく、正極および負極部材は
電池ケースを構成する前記基板上に密着、固定されてお
り、画電極部材と基板との間には電解液が浸入せず、画
電極部材の非対向面（電極板主表面）に電解質と接触し
ない、すなわち電池反応に関与しない電極面が存在する
ことを最も重要な第２の特徴としている。」と訂正する
。 （５）明細書第６頁第１行目の「消失」を「消失（腐食
）」と訂正する。 （６）明細書第９頁第２行目の「なく電池を」を「がな
くなり、これによって従来の電池に比べ、電池寿命を損
うことなく、電極部材をはるかに薄くすることが可能と
なり、例えば電池の厚さを１市以下にまで」と訂正する
。 （７）明細書第９頁第２行目の「できる、」を以下の通
り訂正する。 「できる。 また正極および負極部材が前記基板上に固定支持されて
いるため、従来の電池には必ず必要であった正極部材と
負極部材の短絡を防止するためのセパレーター（隔離板
）が不要となった点が、この発明の二次電池の第３の重
要な特徴である。」（８）明細書第９頁第１０行目の「
できる。」を以下の通り訂正する。 「できる、また、この発明では、電極部材や電解質等の
電池構成部品が、電池ケースを構成する基板上に順次形
成あるいは固定されるので、これら構成部品を一枚のシ
ートとして一体化して扱え、また、多数の電池の構成部
品を一枚のシート上で汲えるので、従来の二次電池の様
に、多数の電池構成部品を個別に扱うという製造上の煩
雑さがなくなり、製造工程を簡易化、自動化することが
できる。」 （９）明細書第９頁第１９行目の「並設」を「並設固定
」と訂正する。 （１０）明細書第１１頁第１行目のｒ （ＰＶＣＤ）Ｊ
をｒ （ＰＶＤＣ）Ｊと訂正する。（１１）明細書第１
２頁第２行目の「参照すると、」を「参照すると、電極
部材１２および１３は基板１１ａに密着固定されており
、また」と訂正する。 （１２）明細書第１２頁第５行目の「１２．１３と」を
「１２．１３と基板１１ａおよび」と訂正する。 （１３）明り１１ｌ書第１２頁第６行目の「浸すことが
ない、ｊを「浸すことがない、したがって、この面は電
池反応に関与しない電極面として働き、電極部材１２と
１３の対向端面のみが電解質と接触し、電池反応を行な
う、」と訂正する。 （１４）明Ａ１１ｌ書第１３頁第９行目の「消失」を「
消失（腐食）」と訂正する。 （１５）明細書第１３頁第１０行目の「二次電池は、」
を「二次電池は、電池寿命を損うことなく、従来の電池
に比べ電極部材をはるかに薄くすることが可能となり、
これにより電池の厚さを極めて薄くすることができ、」
と訂正する。 （１６）明ｆｔ！Ａａ第１６頁第１５行目ナイシ第１７
行目ノ「二次電池・・・ないが、」を「二次電池におい
ても、電極部材１２および１３の非対向面（電極板主表
面）に電池反応に関与しない電極面が存在するため、従
来の電池に比べ、電極部材をはるかに薄くしても、充分
な電池寿命を確保することができる。この第２のＲａ！
の二次電池は、第１の態様の二次電池と比べ、」と訂正
する。 （１７）明細書第１６頁第２０行目の「約１／３程度に
」を「第１のｎ様と同様にまで」と訂正する。 ２、特許請求の範囲 （１）それぞれの端面が離間対向するように、実質的に
同一平面内に配置された正極部材および負、缶部材、 該正極および負極部材を固定支持する基板、該正極およ
びＰＬ極部材を含む密閉室を該基板とともに規定するカ
バー部材、および 少なくとも該正極および負極部材の
対向端面間に存在するように該密閉室内に収容された、
該正極部材と負既部材との電池反応に関与する電解質 を包含する二次電池。 （２）正極部材および負極部材が、それぞれ、複数の歯
を有する価形状を有する請求項１記載の電池。 （３）！が矩形である請求項１記載の電池。 （４）正極部材および負極部材が、それぞれ、波形状を
有する請求項１記載の電池。 （５）正ｌｆ！部材および負極部材が、それぞれ、渦巻
き形状を有する請求項１記載の電池。 （６）正極活物質が二酸化鉛であり、負極活物質が鉛で
あり、電解質が希硫酸である請求項１記載の電池。 （７）正極部材および負極部材がそれぞれ１１１１１１
１以下の厚さを有する請求項１記載の電池。 （８）基板上に、正極活物質を含む正極材料、および負
極活物質を含む負極材料を適用して、互いに端面が離間
対向する正極および負極部材を形成する工程、 該正極および負極部材を含む密閉室を該基板とともに規
定するようにカバー部材を該基板に結合する工程、およ
び 少なくとも該正極および負極部材の対向端面間に存在す
るように、該正極部材と負極部材との電池反応に関与す
る電解質を該密閉室内に充填する工程 を包含する二次電池の製造方法。 （９）正極および負極部材をスクリーン印刷法、金属溶
射法、メッキ法、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーテ
ィング法またはプラズマ化学気相被着法により基板上に
形成する請求項８記載の方法。 （１０）正極部材および負極部材をそれぞれ１鴎以下の
厚さに形成する請求項８記載の方法。 〈１１）基板上に適用された正極材料および負極材料を
化成処理に供する工程をさらに含む請求項８記載の方法
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (11)
- （１）それぞれの端面が離間対向するように、実質的に
同一平面内に配置された正極部材および負極部材、 該正極および負極部材を固定支持する基 板、 該正極および負極部材を含む密閉室を該 基板とともに規定するカバー部材、および 少なくとも該正極および負極部材の対向 端面間に存在するように該密閉室内に収容された、該正
極部材と負極部材との電池反応に関与する電解質 を包含する二次電池。 - （２）正極部材および負極部材が、それぞれ、複数の歯
を有する櫛形状を有する請求項１記載の電池。 - （３）歯が矩形である請求項３記載の電池。
- （４）正極部材および負極部材が、それぞれ、波形状を
有する請求項１記載の電池。 - （５）正極部材および負極部材が、それぞれ、渦巻き形
状を有する請求項１記載の電池。 - （６）正極活物質が二酸化鉛であり、負極活物質が鉛で
あり、電解質が希硫酸である請求項１記載の電池。 - （７）正極部材および負極部材がそれぞれ１ｍｍ以下の
厚さを有する請求項１記載の電池。 - （８）基板上に、正極活物質を含む正極材料、および負
極活物質を含む負極材料を適用して、互いに端面が離間
対向する正極および負極部材を形成する工程、 該正極および負極部材を含む密閉室を該 基板とともに規定するようにカバー部材を該基板に結合
する工程、および 少なくとも該正極および負極部材の対向 端面間に存在するように、該正極部材と負極部材との電
池反応に関与する電解質を該密閉室内に充填する工程 を包含する二次電池の製造方法。 - （９）正極および負極部材をスクリーン印刷法、金属溶
射法、メッキ法、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーテ
ィング法またはプラズマ化学気相被着法により基板上に
形成する請求項８記載の方法。 - （１０）正極部材および負極部材をそれぞれ１ｍｍ以下
の厚さに形成する請求項８記載の方法。 - （１１）基板上に適用された正極材料および負極材料を
化成処理に供する工程をさらに含む請求項８記載の方法
。
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