JPH04223046A - リチウム電池 - Google Patents

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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、リチウムを負極活物質
とし、有機電解液を用いるリチウム電池の封口部の改良
に関するもので、とくに耐漏液性を向上させることを目
的としている。

【０００２】

【従来の技術】リチウム電池は、高エネルギー密度を有
し、長期保存性に優れているところから、電子機器をは
じめとするあらゆる分野で使用されるようになってきた
。そのため、高温での長期間使用や温度変化の激しい環
境下での用途が増え、電池に対する要求が厳しくなって
きている。

【０００３】従来、水酸化カリウムや水酸化ナトリウム
等のクリープ性で腐食性の強い電解液を用いたアルカリ
電池に比べ、有機電解液を用いたリチウム電池は耐漏液
性が比較的良く、漏液による機器の損傷も発生しにくい
ため特には重視されていなかった。しかし、最近では外
観上の問題や保存性が厳しく要求されるに従い、リチウ
ム電池の耐漏液性を向上させることが信頼性を向上させ
る上で重要になっている。

【０００４】これまで漏液を防止するために封口部の構
造や封口方法，ガスケット材質等の改良が行われてきた
。また、封口部におけるシール剤として、アスファルト
，エポキシ系樹脂，ポリアミド系樹脂，ポリイソブチレ
ン，合成ゴム系接着剤等の検討が行われてきたが、まだ
十分な耐漏液性が得られていない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】過去からいろいろな電
池でアスファルトがシール剤としてよく使われていたが
、リチウム電池においてもアスファルトを有機溶剤で溶
かし、鉱物油を混合したシール剤を用いていた。これは
、アスファルトが石油を蒸留した後の残留物であるため
、安価でしかも粘着性，弾性，電気絶縁性を備えている
ためである。

【０００６】しかし、リチウム電池においてはγ−ブチ
ロラクトン，プロピレンカーボネート，１．２−ジメト
キシエタン等を主成分とする有機溶媒を電解液に使用し
ているため、電池の保存中にアスファルトの一部が電解
液に溶け、シール性能が劣化して漏液が生じるという問
題があった。また、成膜性がなく圧力や熱をかけた時に
軟化しやすい性質を持っているため、電池を封口した際
や高温で保存した時に、アスファルトがシール部から電
池表面に押し出され、外観上の不良が多く発生しやすい
という欠点も持っていた。

【０００７】耐有機電解液性が良いシール剤としてポリ
イソブチレンがあるが、これは粘着性が非常に高く軟ら
かいため、電池を封口した際にシール部から電池の外に
押し出されて外観不良が発生したり、シール性の低下に
伴い漏液が生じるという欠点も持っていた。特に、平均
分子量が１００００以下のものはその傾向が強く、粘着
性により生産時に工程トラブルが発生し、逆に電池組み
立て時の作業性の低下の原因にもなっていた。

【０００８】本発明は、上記のような従来の問題点を解
消し、耐漏液性に優れたリチウム電池を供給することを
目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記の目的を
達成するために、ガスケットと封口板とのシール部及び
ガスケットと電池ケースとのシール部にポリスチレン・
ポリイソプレンブロック共重合体とアスファルトとの混
合物からなるシール剤層を形成したものである。

【００１０】

【作用】このシール剤層は、成膜性に優れたポリスチレ
ン・ポリイソプレンブロック共重合体と粘着性に優れた
アスファルトとの混合物からできており、それぞれの長
所である成膜性と粘着性を合わせもつという特徴を持っ
ている。

【００１１】また、主成分であるポリスチレン・ポリイ
ソプレンブロック共重合体が耐有機電解液性に優れてい
るので、このシール剤は電解液と長時間接触しても溶け
たり、膨潤することがない。従って、封口板，電池ケー
ス，ガスケットと液密的に密着した状態を長期間保ち、
安定したシール性能を維持できるため電池の耐漏液性が
著しく向上する。さらに、このシール剤層は被膜を形成
するため、電池を封口した際でも電池の外にシール剤が
押し出されることはないため、外観不良の発生を防止で
きる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面と共に説明する
。

【００１３】１は厚さ０．２ｍｍのステンレス鋼からな
る封口板、２は直径１１ｍｍ，厚さ０．３３ｍｍのリチ
ウムで封口板１に圧着されている。３は二酸化マンガン
と黒鉛とフッ素樹脂からなる正極合剤で、外径１２ｍｍ
，厚さ０．８５ｍｍのペレット状に成型している。４は
ポリプロピレン不織布からなるセパレータ、５は厚さ０
．２ｍｍのステンレス製電池ケース、６はポリプロピレ
ン製のガスケット、７はポリスチレン・ポリイソプレン
ブロック共重合体とブローンアスファルトとの混合物か
らなるシール剤層、８は厚さ０．１ｍｍのチタン製集電
体である。

【００１４】セパレータ４に含浸されている電解液は、
プロピレンカーボネートと１．２−ジメトキシエタンと
の混合溶媒に過塩素酸リチウムを１モル／ｌを溶解させ
たものである。

【００１５】本発明で用いたシール剤は、ポリスチレン
・ポリイソプレンブロック共重合体７５重量％と、ブロ
ーンアスファルト２５重量％との混合物をトルエンにて
希釈溶解させた混合溶液であり、注射針式の注液ポンプ
で吐出できるように３００ｃｐｓ以下の粘度に調節した
ものである。また、使用したポリスチレン・ポリイソプ
レンブロック共重合体は、ポリスチレン分子と水素添加
したポリイソプレン分子からなるブロックコポリマーで
ある。

【００１６】電池ケース側のシール部については、あら
かじめ電池ケース５の内壁面にシール剤を塗布し、乾燥
によりトルエンを蒸発させてシール剤層を形成しておい
た。また、封口板側のシール部についても同様にガスケ
ット６の内壁にシール剤を塗布したのち乾燥を行い、シ
ール剤層を形成させてから封口板１と組み合わせた。

【００１７】混合するブローンアスファルトの重量比は
、シール剤総量の１０〜５０重量％が好ましい。これは
、ブローンアスファルトの量が１０重量％以下ではブロ
ーンアスファルトの特徴である粘着性がなくなるため耐
漏液性が悪くなる。逆に、５０重量％以上ではポリスチ
レン・ポリイソプレンブロック共重合体の特徴である被
膜の弾性が十分に活かされないため、封口した際にシー
ル剤が電池の外に押し出されて外観不良が増えたり、耐
漏液性が低下する。

【００１８】次に本発明の一実施例で示した電池１００
個と、従来のアスファルトに鉱物油を加えたシール剤を
用いた電池１００個の漏液試験結果を表１に示した。漏
液試験は０〜７０℃のヒートショック雰囲気（４０分／
サイクル）に電池を放置し、１週間毎に顕微鏡で漏液発
生個数の測定を行った。本発明品と従来品はシール剤以
外はすべて同じ構成とした。

【００１９】本実施例で用いたアスファルトは、石油か
ら製造したブローンアスファルトであるが、ストレート
アスファルトや天然アスファルトでも同様の効果が得ら
れる。

【００２０】

【表１】また、本実施例では二酸化マンガンリチウム電
池系について示したが、電解液にγ−ブチロラクトンと
１．２−ジメトキシエタンを用いるフッ化黒鉛リチウム
電池や、同じような電解液を用いる酸化銅リチウム電池
，カーボンリチウム二次電池，バナジウムリチウム二次
電池等についても同様の効果がある。

【００２１】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、電池
のシール部にポリスチレン・ポリイソプレンブロック共
重合体とアスファルトとの混合物からなるシール剤層を
形成した本発明の電池は、耐漏液性に優れるとともに、
塗布したシール剤が封口時に電池の外に押し出されない
ため外観不良の減少に非常に効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例における偏平型リチウム電池
の断面図

【符号の説明】

１　　封口板 ２　　リチウム ３　　正極合剤 ４　　セパレータ ５　　電池ケース ６　　ガスケット ７　　シール剤層 ８　　集電体

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】負極活物質であるリチウムと正極活物質と
   有機電解液からなる発電要素を内蔵し、負極端子を兼ね
   た封口板をガスケットを介して電池ケースでカシメた電
   池であって、前記ガスケットと封口板とのシール部及び
   ガスケットと電池ケースとのシール部にポリスチレン・
   ポリイソプレンブロック共重合体とアスファルトとの混
   合物からなるシール剤層を形成したリチウム電池。