JPH03257758A

JPH03257758A - 有機溶媒電池

Info

Publication number: JPH03257758A
Application number: JP2054951A
Authority: JP
Inventors: Hirohito Teraoka; 浩仁寺岡
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1990-03-08
Filing date: 1990-03-08
Publication date: 1991-11-18

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】［発明の目的］（産業上の利用分野）本発明は有機溶媒を電解液とする有機溶媒電池に関する
。

（従来の技術）近年、炭酸プロピレン、１，２−ジメトキシエタンのよ
うな有機溶媒に、電解質を溶解せしめた溶液を電解液と
する有機溶媒電池が、広く電子機器に使われてきている
。なかでも電子卓上計算機、電子腕時旧、ＩＣカードな
どの電子機器の小形化、薄形化に伴って極めて薄い厚さ
１ｍ１１１以下の扁平形電池が要求されている。

この種扁平形有機溶媒電池としては、第２図に示すよう
に、正極活物質、導電材及び粘着剤とからなる正極合剤
シート１２と、金属リチウムからなる負極シート１４と
を、セパレータ１３を介在させて積層した発電ユニッ）
１１の周縁部を、熱溶着性の変形ポリエチレン、変性ポ
リプロピレンまたはアイオノマー樹脂などからなる環状
の絶縁枠１５で囲み、この絶縁枠１５の一方の開口面を
ステンレス鋼薄板からなる正極端子板１６で塞ぐと共に
、この正極端子板１６を正極合剤シート１２に密着させ
、また絶縁枠１５の他方の開口面をステンレス鋼薄板か
らなる負極端子板１７で塞ぐと共に、この負極端子板１
７を負極シート１４に密着させて前記発電ユニットＵを
密閉封口した厚さ０．５■層の扁平形電池が開発されて
いた。

このような構造の扁平形有機溶媒電池において、正極合
剤シート１２を正極端子板１６を兼ねるステンレス鋼薄
板に配置する際に、両者の接触抵抗を低減させるため、
正極端子板１６の内側に、炭化チタン、窒化チタンなど
を導電性セラミ・ソクス層１８を塗布形成することが、
電池放電特性、貯蔵特性で優位であるために行われてい
た。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、正極端子板上に導電性セラミックス層を
形成する際に、炭化チタン、窒化チタン粉末を直接塗布
形成した場合、正極合剤シートと正極端子板間の接触抵
抗を低減させることができるが、正極端子板上のセラミ
ックス粉末が脱落し、封口部に付着することで、電池内
部短絡や封口不良を生じた。

このため、ポリアクリル酸などの増粘剤を含むアルコー
ル溶液または水溶液に導電性セラミ・ソクス粉末を分散
し、これを正極端子板上に塗布して、導電性セラミック
ス層を形成したが、セラミ・ソクス粉末が完全に脱落し
ない状態まで増粘剤を増加して成膜すると、正極合剤シ
ートと正極端子板間の接触抵抗が上昇し、電池放電特性
を低下せしめる等の問題が生した。

そのため、本発明者が先に提案した電池（特願平Ｌ−２
０６７０８号公報参照）では、正極合剤シートと正極端
子板との間に、金属酸化物ゾルを分散媒とする導電性セ
ラミックス層を形成して接触抵抗の上昇を押えることで
電池放電特性の低下を防止することができた。

しかしながら、特願平１−２０８７０８号公報記載の金
属酸化物ゾルの内、水を媒体とする場合、例えば前記ス
テンレス製正極端子板に塗布する場合、ステンレス板の
濡れ性が悪いこと、水の界面張力が大きいことに起因し
て、転写、捺印、スクリーン塗布など簡易方式で目的厚
さに均一塗布することが極めてむずかしいという問題が
生じた。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたもので
、その目的は導電性セラミックス粉末を正極端子板から
脱落させることなく十分な導電性が確保でき、しかも導
電性セラミックス層の塗布を転写、捺印、スクリーン塗
布などの簡易塗布方式により行なうことができる量産可
能な有機溶媒電池を提供することにある。

［発明の構成］（課題を解決するための手段）上記目的を達成するために、本発明は、正極合剤シート
と正極端子板とが導電性セラミ・ソクス層を介して接触
している有機溶媒電池において、前記導電性セラミック
スが、プロピレングリコール型金属酸化物ゾルを分散媒
として形成されたものであることを特徴とする有機溶媒
電池である。

前記金属酸化物ゾルは、Ｔｉ０２（アナターゼ型）の超
微細なコロイド粒子からなる酸化チタンゾル、５ｎ０２
　　（結晶形スズ石）の超微細なコロイド粒子からなる
酸化スズゾル、高濃度のイ・ソトリウムを含有する酸化
イツトリウムゾル、酸化スズ−酸化アンチモンからなる
極超微粒子を含む酸化スズ−酸化アンチモンゾルが好ま
しい。ゾル溶液の平均粒子径はいずれも２０〜１２０人
の範囲がよく、アルカリ金属を含まない高純度ゾルであ
る。

また、前記金属酸化物ゾルは、プロピレングリコール（
１，２−プロパンジオールＣＨ３ＣＨ（ＯＨ）ＣＨ２０
Ｈ）を媒体としている。プロピレングリコールは常温で
は液状であって沸点は１８８．２℃と高く、使用環境で
ゾルが短時間に固まることもない。水に比べて金属例え
ばステンレス板に対して濡れ性に富むため、転写、捺印
、スクリーン印刷などの方法で簡単に均一厚さの塗布が
可能である。

また、導電性セラミックス層には炭化チタン（Ｔ　ｉ　
Ｃ）または窒化チタン（Ｔ　ｉ　Ｎ）粉末の少なくとも
一方を含み、それらの平均粒径は、０．１〜５μｍの範
囲が好ましい。０．１μｍ未満の平均粒径では表面酸化
の影響が現れ、導電性を低下させる。一方、５μｍを越
えると正極端子板に形成する導電層の厚さが厚くなって
しまい、目的の扁平形電池の放電容量の低下を招くので
好ましくない。炭化チタンまたは窒化チタン粉末以外の
導電性セラミックス、例えば銀粉末、高純度黒鉛等を混
合してもよい。

前記金属酸化物ゾルに導電性セラミックスを分散させた
ペーストを用いれば、塗布乾燥後もセラミックス粉末が
脱落することなく、均一厚さの成膜が可能となる。

またＴｉｃ／ＴｉＮ固溶体粉末、混合粉末いずれも同等
の効果を有する。導電性セラミックス層の厚さは５〜３
０μｍが好ましい。５μｍ未満では正極合剤シートとの
接触が十分でない。３０μｍを越えると正極合剤シート
の体積の減少を招き、放電容量の低下か大きくなる。

また、分散媒としたプロピレングリコール型金属酸化物
ゾル中のプロピレングリコール組成比は１０重量％以上
であることが必要である。それは、プロピレングリコー
ル水溶液とした場合プロピレングリコール組成比が、水
溶液中の１０重量％以上ないと金属端子板への濡れ性が
悪く、均一厚さの塗布が不可能であるためである。

（作　用）本発明の有機溶媒電池は、正極端子板と正極合剤シート
との間に金属酸化物のゾルを分散媒とする導電性セラミ
ックス層が塗布介在しているので、乾燥後にセラミック
ス粉末が脱落することなく、均一な厚さの層が形成可能
となる。導電性セラミックス層により、正極端子板と正
極合剤シートとの間の接触抵抗が極めて小さくなり、電
池の内部抵抗（インピーダンス）が低く、′放電容量、
保存特性の向上も得られる。

しかも、金属酸化物ゾルの媒体にプロピレングリコール
を使用しているため、金属端子板への塗布が転写、捺印
、スクリーン印刷など比較的簡易な方法で可能であるた
め、量産性にも富んでいる。

（実施例）第１図は、本発明の扁平形有機溶媒電池の一実施例の断
面図である。

図において、１は発電ユニットであり、この発電ユニッ
ト１は二酸化マンガン、黒鉛及びポリテトラフロロエチ
レンとからなる正極合剤シート２と、炭酸プロピレンに
過塩素酸リチウムを１　ｖＩｏＤ／ｇとなるように溶解
した非水溶媒電解液を含浸させたポリプロピレン不織布
からなるセパレータ３と、金属リチウムからなる負極シ
ート４とを、この順序で積層して構成している。

この発電ユニット１の周縁部は、変性ポリプロピレンか
らなる環状の絶縁枠５で囲繞されている。

この絶縁枠５の一方の開口面に、厚さ１０μｍの導電性
セラミックス層８を設けた正極端子板６を導電性セラミ
ックス層８を正極合剤シート２に接触させて配置し、ま
た負極端子板７を前記負極シート４に接触させて配置し
、この正、負極端子板６゜７と絶縁枠５を２００℃で熱
接着することにより、発電ユニット１を密閉して、厚さ
０．５ｍｍ、外径３０Ｘ３（ｌａｗの扁平形電池を形成
している。

前記導電性セラミックス層８は、炭化チタン粉末または
窒化チタン粉末が主成分である。炭化チタン粉末は粒度
が０．８〜１．５μｍの微粉末であり、また窒化チタン
粉末は粒度が１．５〜２．０μｍの微粉末である。

この導電性セラミックス粉末３０重量部を、平均粒子径
２０〜１２０人の酸化チタン粉末をプロピレングリコー
ルを主成分とする媒体に分散して得られた酸化チタンシ
ルア０重量部に分散してペースト化し、このペーストを
正極端子板６の正極合剤シート２との対向面に転写方式
によって塗布し、厚さｌＯ±５μｍの導電性セラミック
ス層８を形成した。

尚、上記酸化チタンゾルは、該ゾル全組成に対して、プ
ロピレングリコールを１０重−％以上を含むプロピレン
グリコール溶液又は水溶液を用いた。

第１表中、実施例１は導電性セラミックス粉末として炭
化チタンを用い、分散媒として平均粒子径１００人のプ
ロピレングリコール型酸化チタンゾルを用いた扁平形電
池である。実施例２は実施例１の炭化チタンを窒化チタ
ンにした場合の扁平形電池である。

また、比較例１は導電性セラミックス粉末として炭化チ
タンを用い、分散媒として平均粒子径１００人の水型炭
化チタンゾルを用いた扁平形電池である。比較例２は比
較例１の炭化チタンを窒化チタンにした場合の扁平形電
池である。実施例１゜２、比較例１．２共に１００個作
製した。

第１表は上記条件で扁平形電池１００個について、製造
直後のインピーダンス、初度の１５にΩ連続放電特性（
２，５Ｖ終止電圧）と、５０’Ｃ，２０日貯蔵後の１５
にΩ連続放電（２，５ ■終止電圧）時の放電容量を示した。

第１表以上のように、プロピレングリコール型酸化チタンゾル
を分散媒としても従来のものと比べて同等以上の特性を
得た。また、比較例では筆により導電性セラミック層の
塗布を行ったのに対し、実施例ではステンレスに対する
濡れ性の向上により量産性に富む転写、捺印、スクリー
ン印刷など簡易塗布が可能である。

また、実施例において金属酸化物ゾルにプロピレングリ
コール型酸化チタンゾルを用いたが、酸化スズゾル、酸
化イツトリウムゾル、酸化スズ−酸化アンチモンゾルを
用いても、実施例１．２と同等の電池性能を得ることが
でき、簡易塗布も可能である。さらに、導電部材に炭化
チタン、窒化チタンの代りに金属粉末として平均粒子径
１μｍ銀粉末を用いて構成した扁平形電池においても、
実施例１と同等のインピーダンス、放電特性を得た。

［発明の効果］以上説明したように、本発明の有機溶媒電池は、正極合
剤シートと正極端子板との間に、プロピレングリコール
型酸化チタンゾルを分散媒とする導電性セラミックス層
を形成介在させることで、放電特性に優れた有機溶媒電
池を提供できると共に、導電性セラミックス層の塗布を
転写、捺印、スクリーン印刷などの簡易な方法で行なう
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の導電性セラミックス層を存する扁平形
有機溶媒電池の断面図、第２図は従来の導電性セラミッ
クス層を有する同型電池の断面図である。１．１１・・・発電ユニット２．１２・・・正極合剤シート３．１３・・・セパレータ４．１４・・・負極シート５．１５・・・絶縁枠６．１６・・・正極端子板７．１７・・・負極端子板８．１８・・・導電性セラミックス層７３３）

Claims

【特許請求の範囲】

（１）正極合剤シートと正極端子板とが導電性セラミッ
クス層を介して接触している有機溶媒電池において、前
記導電性セラミックス層が、プロピレングリコール型金
属酸化物ゾルを分散媒として形成されたものであること
を特徴とする有機溶媒電池。