JPH0426050A - 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】 産業上の利用分野 本発明は電卓１時計、メモリーバンクアンプ用電源など
に用いる扁平型リチウム電池の改良に関するものである
。

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、あらゆる分野で使用されるよう
になってきた。そのため電池が高温で長期間使用された
り、温度変化の激しい雰囲気にさらされるなどの用途も
増え、電池に対する要求がより厳しくなってきている。

扁平型リチウム電池の代表的な断面を第１図に示した。

この図において、１は負極端子を兼ねる封口板で、その
内側に負極活物質である円形のリチウム２が圧着されて
いる。３は正極合剤で、活物質と導電剤とバインダーを
混練しペレクト状に成型したものである。活物質は電池
系によって異なり、フン化黒鉛（ＣＦ）ｎ、二酸化マン
ガンＭｎＯ２、酸化銅ＣｕＯ等が使われている。又導電
剤としては黒鉛が、バインダーにはフッ素樹脂が用いら
れている。４は皿状に級っであるセパレータで、リチウ
ム２と正極合剤３が直接に接触しないように両者を隔離
している。５は正極端子を兼ねる電池ケースで、封口板
１と組み合わされた断面り字状のガスケット６の上部を
内側にカールして内部を密閉している。電池ケー７５の
材質にはヌテンレヌが、ガスケット６Ｋｉｄポリフ０口
ビレンがよく使われている。７は集電体で、正極合剤３
と電池ケース６の接触状態をより良好に保つためにステ
ンレスやチタンのシートを打ち抜いたものを電池ケース
５の内面に溶接しである。

発明が解決しようとする課題 リチウム電池の特徴の１つとして長期信頼性に優れてい
ることがあげられるが、長期信頼性を向上させる１つの
重要な因子は封口部にある。従来の電池は、封口部の液
密性が十分でないために、長期間使用したり、厳しい条
件下で使用すると漏液や保存性の劣化が生じる等の欠点
を持っている。

特に、温度サイクル雰囲気や、８０℃以上の高温中に保
存すると、それらの欠点が顕著に現われてくる。封口部
の液密性を向上させる方法として電池ケース〜ガスケッ
ト間、封ロ板〜ガヌケット間に封止剤を塗布したり、封
口板やガスケットの形状をより液密性の高いものにする
などの方法がとられてきたが、それだけでは十分な効果
が得られていない。それは、リチウム電池に使用してい
る有機電解液、例えばジメトキシエタンとプロピレンカ
ーボネイトやジメトキシエタンとγ−ブチルラクトンの
混合液の表面張力は比較的小さく封口部界面のわずかな
すき間からも電解液がもれるからである。従って、耐漏
液性を向上させるためには電池ケースを内側にカールし
た封口部の電池ケーク内面とガヌケット面や、封目板と
ガスケットの接触部分の液密性を保つことが重要になっ
てくる。しかし従来の電池ケース内壁面には非常に細か
い無数の縦傷が入っていたり、ガスケット表面にも細か
い傷がついているため、液密性を保つことが難しい。電
池ケースの傷は、ステンレス等のシートを金型で絞り込
んでコツプ状にする際に発生するもので、加工上避けら
れない傷である。又、ガスケット表面も材質がポリプロ
ピレンのため、ぢよっとした取り扱いで傷が入りやすい
。電池を構成する際は、これらの傷を補ない液密性を高
めるためにピッチ等の封止剤を電池ケース内壁面に塗布
しているが、封止剤が内壁面に保持されずに下にたれる
ため十分な効果が得られてない。

本発明は、上記のような従来の問題点を解消し、耐漏液
性に優れるリチウム電池を提供することを目的としてい
る。

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、その内面の表
面粗さの最大高さが１０〜１００μｍである電池ケース
を用いて電池を構成したことを特徴とするものである。

作用 この電池ケークを使用すると、表面に細かい凹凸がある
ため、塗布した封止剤が電池ケースの壁面に残りやすく
なυ、封口した際に電池ケース〜ガスケット間の液密性
が上がり、電池の耐漏液性が向上する。又この電池ケー
スは、−船釣には粗面化した金属シートを成型して作る
が、金型との摩擦抵抗が小さいため成型時に傷が入りに
くい表いう長所をもっている。これにより、成型時に生
じる電池ケース内壁面の傷に起因する漏液も防止できる
。

実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

電池のサイズが、外径１６ｍｍ、高さ２ｒａｎの扁平型
リチウム電池で、構成は第１図と同じである。

１は厚さ０．２ｍのヌテンレス鋼板を打ち抜き加工した
封口板、２は直径ｌｌｆｆ１ｍ、厚さ０．３３闘のリチ
ウムシートからなる負極活物質で封口板１に圧着されて
いる。３は正極合剤で、活物質である二酸化マンガンに
導電剤である黒鉛とバインダーのフッ素樹脂を混合した
ものを直径１２−１厚さ０．８６ｍｎのベレット状に成
型したものである。４は厚さ０−１５ｆｉのポリプロピ
レン不織布を２枚重ね合わせたセパレータで皿状に絞っ
てあり、その内側に正極合剤３を収容するように配置さ
れている。５は圧延ローラーで片面を粗面化した厚さ０
．２馴のステンレス鋼板を打ち抜き加工した電池ケース
で、内壁表面凹凸部の最大高さが６５μｍになっている
。

又ガスケット６と接触する内壁面には、封止剤としてピ
ッチが塗布されている。ガスケット６はポリプロピレン
樹脂を成型したもので、封口板１の折や返しのある周縁
部と接する部分にも封止剤としてピッチが塗布されてい
る。７は厚さ０．１ｍｍのチタンノートを６ｍｍＸ５ｍ
ｍの正方形に切断した集電体で、電池ケース５の内面に
スポット溶接しである。電解液には、プロピレンカーボ
ネートと１．２−ジメトキ／エタンの混合溶媒に過塩素
酸リチウムを１モル／ｌの割合で溶解したものを用いた
。

電池の構成は、ガスケノ＋−と組み合わされた封口板に
リチウムを圧着した後、セパレータ、電解液、正極合剤
を充填し、最後に電池ケースをかぶせ、封口して電池を
構成した。

次に本発明品と従来品の漏液試験の結果を表１に示した
。漏液試験は一１０″Ｃ〜６０゛Ｃのヒートサイクル雰
囲気（４Ｈ／ザイクル）で行ない、１週間毎に顕微鏡で
漏液検査を行なった。本発明品と従来品は電池ケース内
面の粗さ以上はすべて同じ構成のものである。

（以　　丁　余　白　　） 表 また、第２図に電池ケース内面の粗さと漏液発生率の関
係を表わしたグラフを示した。漏液発生率は前記の試験
条件において５週目の漏液発生数から求めた。

なお、この例では、正極活物質として二酸化マンガンを
用いだが、他に有機電解質電池の活物質として知られて
いるフッ化炭素、酸化銅、五酸化バナジウム、酸化モリ
ブデン、硫化鉄等を用いた電池であってもよい。電池ケ
ース内面の粗面化については、ガスケットと接する内壁
部が粗面化されていることが重要で、その他の部分につ
いては粗面化されてなくてもよい。

発明の効果 以上の説明からも明らかなように、内面の表面粗さとし
て凹凸部の最大高さが１ｏ〜１００　／７ｍからなる電
池ケースを用いた本発明の電池は、耐漏液性に優れると
いう効果が得られる。一方、電池ケ＝７内面の粗さが１
０μｍ以下および１００μｍ以上で耐漏液性が悪くなる
のは、細かすぎると粗面化の効果がなくなり、粗くなる
と凹凸部が深くなって封止剤を塗布しても液密性が十分
に保てなくなるからである。

【図面の簡単な説明】

第１図は代表的な扁平型リチウム電池の断面図、第２図
は酸性ケース内面の粗さと漏液発生率との関係を示す図
である。 １・・・・・・封口板、２・・　・・リチウム、３・　
・・正衝合剤、４・・・セパレータ、５　・・・電池ケ
ース、６・・・・・ガスケット、７−・・・・集電体。 代理人の氏名　弁理士　粟　野　重　孝　ほか１名イー
！、１１哀ｉ ？−−−リ÷ウヘ 宣）ｆケース 第 図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
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
   を内蔵し、ガスケットを介して負極端子を兼ねた封口板
   を電池ケースでカシメることにより密封した電池であっ
   て、前記電池ケース内面の表面粗さの最大高さが１０〜
   １００μｍであることを特徴とするリチウム電池。