JPH026605Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】

この考案は渦巻型有機電解質電池に関する。 渦巻型有機電解質電池においては、リチウム板
の集電と補強を兼ねて金網や、パンチングメタ
ル、エキスパンデツドメタルなどの多孔性金属板
を集電体として用い、これらとリチウム板とを圧
着して陰極板を作製するため、リチウムの反応面
積が集電体によつて小さくなるという問題があ
る。 そこで、この考案者らは、第４図に示すよう
に、集電体３をリチウム板２より短かくして、リ
チウム板２の途中までにし、リチウムの有効反応
面積を広げ、放電利用率を高めようという研究を
行なつたが、この場合、リチウムは導電性を有す
るので、集電効果にそれほどの低下が認められな
かつたが、渦巻状に巻回したときに、リチウム板
２が集電体３の端部３ｃのところで切断し、目的
とする渦巻電極を形成することができない場合が
発生した。そのため、この考案者らは、さらに研
究を重ねた結果、集電体の長さを上端と下端で特
定条件下で異ならせ、かつ集電体の長さをリチウ
ム板の全長に対して特定の長さにするときは、渦
巻状に巻回したときに集電体の端部でリチウム板
が切断されることなく、かつ集電効果の大幅な低
下を招くことなくリチウム板の有効反応面積が増
加して放電容量の大きい渦巻型有機電解質電池が
得られることを見出し、この考案を完成するにい
たつた。 つぎに、この考案を図面に基づいて説明する。 第１図はこの考案において用いる陰極板の一例
を示す正面図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線におけ
る断面図であり、この陰極板１はリチウム板２と
集電体３とを圧着することによつてつくられてい
るが、集電体３のリチウム板２と圧着している部
分は、リチウム板２の陰極集電棒４側の端部２ａ
から反対側の端部２ｂへ向つて途中までしかな
く、しかも集電体３の上端３ａと下端３ｂで長さ
が異なつている。 しかして、このような陰極板１によれば、陰極
集電棒４の周囲に渦巻状に巻回する際に、リチウ
ム板２の集電体端部３ｃから受ける力は分散さ
れ、前記第４図に示すような集電体３の長さが上
端３ａと下端３ｂで同じものに比べて、リチウム
板２の集電体端部３ｃから受ける力が小さくなる
ので、集電体端部３ｃによるリチウム板２の切断
が少なくなる。 また、このような陰極板１は、陰極集電棒４の
周囲に渦巻状に巻回したときに、集電体３の長さ
の短かい側が若干小径となつたテーパー筒状に巻
きあげられるので、内缶などへの収納に際して挿
入が容易になる。それ故、上端、下端のいずれを
短くするかは、どちら側から缶に挿入するかを考
慮して決定すればよい。 なお集電体３の端部３ｃにおける中間部分は第
１図に示すような斜線状のみならず、曲線状ある
いは階段状であつてもよい。 そして集電体３のリチウム板２と圧着する部分
の長さは、最も長いところで、つまり、上端３ａ
または下端３ｂのいずれか長い側の端部のところ
で、リチウム板２の全長に対して40〜70％にされ
る。これはリチウムの放電利用率や、集電効果の
信頼性の低下、リチウム板２のみで渦巻状に巻回
したときの割れ防止などを考慮して決められたも
のである。すなわち、集電体３のリチウム板２と
圧着する部分の上端３ａまたは下端３ｂのいずれ
か長い側の端部の長さが、リチウム板２の全長に
対して40％より少なくなると、集電体３とリチウ
ム板２との接触面積の減少により集電効果の低下
が生じたり、あるいは渦巻状に巻回したときにリ
チウム板２のみの部分に割れが発生するようにな
り、また、集電体３のリチウム板２と圧着する部
分の長い側の端部の長さが、リチウム板の全長に
対して70％を超えるようになると、リチウムの有
効反応面積の増加が少なくなり、放電容量の大き
い電池が得られなくなる。 また、集電体３のリチウム板２と圧着する部分
の長い側の端部と短い側の端部との差は、短い側
の端部から長い側の端部を見たときに、仰角が30
〜60度になるようにする必要がある。すなわち、
上記仰角が30度より小さい場合は、集電体３の先
端が尖出した状態になり、リチウム板２との間に
剥がれが生じたときに該先端がセパレータを突き
破つて短絡を引き起こす原因となり、また上記仰
角が60度を超える場合は、陰極板１を渦巻状に巻
回するときにリチウム板２の集電体端部３ｃから
受ける力を分散する効果が少なくなり、集電体端
部３ｃによるリチウム板２の切断が生じるように
なるからである。 第３図はこの考案の渦巻型有機電解質電池の一
実施例を示す部分断面図であり、前記第１図に示
すような陰極板１は、陽極合剤６をステンレス鋼
製の溶接網よりなる集電体７に保持せしめて形成
し、ポリプロピレン不織布よりなるセパレータ８
で包被された陽極板５と重ね合され、陰極集電棒
４を芯にしてその周囲に渦巻状に巻回し、ステン
レス鋼製の内缶９に挿入されている。 そして、陰極板１の内部側の端部では集電体３
がリチウム板２より突き出ていて、陰極集電棒４
にスポツト溶接され、陽極板５の外部側端部では
集電体７が陽極合剤６より突き出ていて内缶９の
側壁内面に接している。 内缶９の外側にはステンレス鋼製の陽極缶１０
が配置され、陽極缶１０と陰極板１および陰極集
電棒４との間は樹脂製の絶縁板１１によつて絶縁
され、また陰極板１と内缶９との間は樹脂製の絶
縁リング１２によつて絶縁されている。 陰極集電棒４の拡大頭部は、内缶９の中央部よ
り上方へ突き出ていて、その上端突出部にはニツ
ケル−ステンレス鋼クラツド板よりなる陰極端子
板１３がスポツト溶接され、この陰極端子板１３
の周辺部は折り返されポリプロピレン製の環状ガ
スケツト１４が嵌着されていて、この環状ガスケ
ツト１４に陽極缶１０の開口端部の内周面が圧接
して電池内部が密閉構造にされている。そして、
この電池には炭酸プロピレンと１，２−ジメトキ
シエタンとの容量比が35：65の混合溶媒に過塩素
酸リチウムを0.5mol／の割合で溶解させてな
る電解液が注入され、陽極合剤としては二酸化マ
ンガン100部（重量部、以下同様）りん状黒鉛10
部およびポリテトラフルオルエチレン１部よりな
るものが用いられ、この陽極合剤は集電体７に保
持され、長さ75mm、幅８mm、厚さ0.5mmの板状に
形成されている。 つぎの第１表は上記構成よりなるこの考案の電
池Ａと、比較対照のため製造した電池Ｂおよび従
来電池Ｃの渦巻電極形成時のリチウム板の切断件
数、内缶への挿入の難易度、ならびに得られた電
池の放電容量を示すものである。 各電池におけるリチウム板はいずれも長さ60
mm、幅８mm、厚さ0.2mmで、陰極側の集電体３は
いずれも線径0.1mm、網目60メツシユのステンレ
ス鋼製の溶接網であり、電池Ａの場合は集電体３
のリチウム板２と圧着する部分の長さは上端３ａ
側、すなわち第１図において陰極集電棒４の頭部
側が26mm、下端３ｂ側が34mmで、中間部分は第１
図に示すように斜線状になつている。上記集電体
３の下端３ｂ側の長さ34mmはリチウム板２の全長
60mmの約57％に相当し、上端３ａ側から下端３ｂ
側を見たときの仰角は45度である。電池Ｂの場合
は集電体３のリチウム板２と圧着する部分の長さ
は上端３ａ側、下端３ｂ側とも、第４図に示すよ
うに同じ長さで、30mmである。電池Ｃの場合は集
電体３のリチウム板２と圧着する部分は60mmで第
５図に示すようにリチウム板の端部２ｂまで達し
ている。なお各電池とも製造個数は100個である。

【表】

【表】 以上詳述したように、この考案は集電体のリチ
ウム板と圧着する部分をリチウム板の途中まで
で、しかもその圧着する部分の長さをリチウム板
の全長に対して特定の長さにし、かつ集電体の上
端と下端の長さを特定条件下で異ならせることに
よつて、集電体先端による短絡を引き起こすこと
なく渦巻状に巻回する際のリチウム板の切断を防
止し、かつ集電効果の大幅な低下を招くことなく
放電容量の大きい渦巻型有機電解質電池を提供し
たものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの考案において用いる陰極板の正面
図、第２図は第１図のＸ−Ｘ線における断面図、
第３図はこの考案の一実施例を示す渦巻型有機電
解質電池の部分断面図、第４図は比較対照のため
に作製した陰極板の正面図であり、第５図は従来
電池における陰極板の正面図である。 １……陰極板、２……リチウム板、２ａ……陰
極集電棒側の端部、２ｂ……反対側の端部、３…
…集電体、３ａ……上端、３ｂ……下端、４……
陰極集電棒。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 集電体３とリチウム板２とを圧着してなる陰極
   板１を用いた渦巻型有機電解質電池において、集
   電体３のリチウム板２と圧着する部分がリチウム
   板２の陰極集電棒４側の端部２ａから反対側の端
   部２ｂへ向つて途中までしかなく、かつ集電体３
   の上端３ａと下端３ｂとで長さが異なつていて、
   その上端３ａまたは下端３ｂのいずれか長い側の
   端部の長さがリチウム板２の全長の40〜70％で、
   かつ長い側の端部と短い側の端文との差は、短い
   側の端部から長い側の端部を見たときに、仰角が
   30〜60度であることを特徴とする渦巻型有機電解
   質電池。