JPH0434840A - 密閉型電地 - 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、インサイドアウト構造をしている密閉型電池
の改良に間する。特に、この発明は、主としてリチウム
電池に利用され、負極活物質の端部構造を改良して、電
池性能の安定化を図るものである。

【従来の技術】

筒形リチウム電池として、インサイドアウト型の筒形リ
チウム電池が知られている。この電池は、中空筒状の正
極活物質と同軸状に負極活物質を配設し、正極活物質と
負極活物質との間にセパレータを介在させている。 正極活物質は、ＭｎＯ２等に、適宜な導電剤や結着剤を
加えて混練し、これを中空状に加圧成形し、正極缶の内
面に挿入して密着したものである。負極活物質にはリチ
ウム負極が使用される。負極活物質は、外周にセパレー
タを装着して正極活物質の中空部に挿入されている。 中空状の負極活物質の外周にセパレータを装着する構造
として、セパレータに、底が閉塞された円筒状のものを
使用する構造が開発されている。 この密閉型電池は、底が閉塞された円筒状のセパレータ
に負極活物質を挿入し、これを正極活物質に挿入して組
み立てられる。

【発明が解決しようとする課題】

しかしながら、上記の構造を有する従来の筒型リチウム
電池は、次の様な問題点がある。 ■　底が閉塞された円筒状のセパレータに負極活物質を
挿入するので、セパレータを負極活物質に密着させるの
が難しい。それは、負極活物質を挿入できるように、セ
パレータの内径を負極活物質の外径よりも大きくする必
要があるからである。 この構造は、負極活物質と正極活物質との間隔を広くし
て、電池の内部抵抗を増大させ、電池性能低下を招く欠
点がある。 ■　また、リチウム負極とセパレータとの密着度合の変
動で、電池性能がバラついてしまうという問題点もある
。 ■　さらに、注液された正極缶にセパレータと負極活物
質とを挿入する際、底が閉塞されているので、液が飛散
してしまう問題がある。このことは、電池容量を不均一
にする原因となる。 この欠点を解決するために、負極活物質の表面に、シー
ト状のセパレータを巻き付け、これを正極活物質に挿入
する密閉型電池が開発されている（特開昭６０−１４７
５４号公報、及び、特開昭６０−５１号公報）。 これ等の公報に記載される電池は、セパレータを負極活
物質の表面に密着できる特長がある。しかしながら、外
周にセパレータを巻いた負極活物質を、正極活物質に挿
入するときに、液が漏れるのを阻止できない欠点がある
。 それは、セパレータの底を閉塞して正極活物質の中空に
挿入することが理由である。セパレータの底を閉塞する
のは、負極活物質の下端部における内部短絡を阻止する
必要があるからである。 この発明は、従来の電池が有するこれ等の欠点を解決す
ることを目的に開発されたものである。 この発明の重要な目的は、セパレータを負極活物質に密
着でき、電池性能を安定してバラツキを少なくできる密
閉型電池を提供するにある。 また、この発明の他の重要な目的は、セパレータを正極
活物質２に挿入する工程で液を漏れ難くくできる密閉型
電池を提供するにある。

【課題を解決する為の手段】

この発明の密閉型電池は、前述の目的を達成するために
下記の構成を備えている。 密閉型電池は、筒状の負極活物質３の外装缶側に、正極
活物質２を設けており、正極活物質２と負極活物質３と
の間にはセパレータ４を配設しているインサイドアウト
構造をしている。 また、この発明の密閉型電池は、セパレータ４が負極活
物質３の表面に巻き付けられると共に、セパレータ４の
少なくとも一方の端を負極活物質３の中空部３Ａに折り
込んだことを特徴としている。

【作用】

この発明の密閉型電池は、セパレータ４の端を負極活物
質３の中空部３Ａに折り込んでいる。すなわち、密閉型
電池は、セパレータ４を負極活物質３の表面に巻き付け
た後、端を負極活物質３の中空部３Ａに折り込んでいる
。 端を負極活物質３に折り込んだセパレータ４は、負極活
物質３の底を閉塞しない状態で正極活物質２に挿入する
ことができる。このため、セパレータ４と負極活物質３
とを正極活物質２に挿入するときに、液が漏れるのを防
止できる。

【実施例】

以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。但
し、以下に示す実施例は、この発明の技術思想を具体化
する為の密閉型電池を例示すものであって、この発明の
密閉型電池は、構成部品の材質、形状、構造、配置を下
記の構造に特定するものでない。この発明の密閉型電池
は、特許請求の範囲に記載の範囲に於て、種々の変更が
加えられる。 更に、この明細書は、特許請求の範囲が理解し易いよう
に、実施例に示される部材に対応する番号を、　「特許
請求の範囲の欄ノ、　「従来の課題を解決する為の手段
の欄」および「作用の欄」に示される部材に付記してい
る。ただ、特許請求の範囲に示される部材を、実施例の
部材に特定するものでは決してない。 第１図に示す密閉型電池は、外装缶１と、正極活物質２
と、負極活物質３と、セパレータ４と、集電体５と、負
極端子６と、封口板７と、ガスケット８とを備えている
。 この密閉型電池は、筒状の負極活物質３の外装缶側に正
極活物質２を設けており、正極活物質２と負極活物質３
との間にはセパレータ４を配設してインサイドアウト構
造としている。 外装缶１は、ステンレス鋼でもって、底部を閉塞する円
筒状に成形されている。外装缶ｌは、底部の中心に、正
極端子を外部に突出させている。 正極活物質２は、外装缶ｌの内面に密着する状態で挿入
されている。正極活物質２は、Ｍ　ｎ　Ｏ２に、ＴＦＥ
とカーボン粉末とを加え、加圧成形して中空円筒状に成
形されている。正極活物質２は、外面を外装缶１の内面
に密着させるために、外径を外装缶１の内径よりも多少
率さい円筒状に成形している。 負極活物質３は、リチウムでもって中空の円筒状に成形
されている。この負極活物質３は、セパレータ４を介在
させて正極活物質２の中空部３Ａに挿入される。したが
って、負極活物質３の外径は、正極活物質２の内径より
もセパレータ４の厚みだけ小さい円筒状に成形している
。 セパレータ４には、ポリプロピレン製の微多孔膜（商品
名ジュラガード）と不織布との積層体を使用することが
できる。 セパレータ４は、正極活物質２と負極活物質３とを絶縁
する。したがって、セパレータ４には優れた絶縁特性が
要求される。また、セパレータ４は、負極活物質３の下
端で中空部３Ａに折り込まれるので、折曲できる可接性
が要求される。また。 液体が通過できる特性も要求される。 集電体５は、負極活物質３を負極端子６に接続するもの
で、エキスバンドメタルを使用できる。 集電体５は、下端部を負極活物質３の内面に接触させ、
上端を負極端子６の下面に接触させる。 負極端子６は導電性の金属で、ガスケット８を介して封
口板７と絶縁して固定されている。 封口板７は、ステンレス鋼を円盤状に加工したもので、
外周を外装缶１の上端内面に密着している。 ガスケット８は、ポリプロピレン等の絶縁性に優れた合
成樹脂が使用され、負極端子６と封口板７との間に固定
される。 第１図に示す密閉型電池である筒形リチウム電池は、次
の如き工程で作られる。 ■　まず、第２図及び第３図に示すように、中空状リチ
ウム負極である負極活物質３を、微多孔膜と不織布を重
ね合わせた２重セパレータ４の上に置き、負極活物質３
の外周にセパレータ４を巻き付ける。 セパレータ４の幅は、上下端部を負極活物質３の上下端
から突出させる長さにする。 ■　更に、第４図と第５図とに示すように、セパレータ
４の下端を中心に絞る。このことを実現するために、絞
り用治具９を使用する。絞り用治具９は、上面に逆円錐
状の凹９Ａが設けられている。 凹９Ａの中心には、絞ったセパレータ４を挿入する孔９
Ｂが開口されている。 この絞り用治具９の凹９Ａに、第５図に示すように負極
活物質３に巻き付けたセパレータ４の下端を押圧し、負
極活物質３の底部から突出するセパレータ４の下端部を
中央の孔９Ｂに絞り込む。 ■　その後、セパレータ４の下端を挿入治具１０て押し
上げて、負極活物質３の中空部３Ａに折り込む。 セパレータ４の下端は、紋り用治具９の中心に開口され
た孔９Ｂから挿入治具１０を押し上げて負極活物質３の
中空部３Ａに折り込む。 挿入治具１０は、上端部を太くして、上面に逆円錐状の
凹ｉ　１０　Ａが設けられている。この凹窪１０Ａに絞
ったセパレータ４の下端を案内して、これを押し上げ、
セパレータ４を負極活物質３０〕中空部３Ａに押し込む
。 セパレータ４の下端を挿入治具１０で押し上げると、第
６図に示すように、セパレータ４の余剰部分は中空部３
Ａに折り返される。 ■　その後、第７図に示すように、液を注入した正極活
物質２の内部に、セパレータ４と負極活物質３とを挿入
する。 セパレータ４と負極活物質３とが挿入された状態を第８
図に示している。 ■　その後、公知の方法で、ガスケット８を介して、負
極端子６を固定した封口板７を外装缶１０間口部に溶接
して密着し、第１図に示す構造とする。 ところで、第１図に示す密閉型電池は、セパレータ４の
下端を負極活物質３の中空部３Ａに折り込んでいるが、
この発明は、セパレータの折り込み状態をこの構造に特
定するものではない。例えば、図示しないが、セパレー
タの両端を負極活物質の中空部に折り込むことも、ある
いは、第１図に示す密閉型電池を上下反転構造として、
セパレータの上端のみを負極活物質の中空部に折り込む
ことも可能である。

【発明の効果】

この発明の密閉型電池は、セパレータを負極活物質の表
面に巻き付けると共に、端部を負極活物質の中空部に折
り込んだ構造をしている。 この構造によると、セパレータでもって負極活物質の端
部を完全に被覆することができる。 さらに、セパレータで被覆した負極活物質を正極活物質
に挿入する工程において、電解液の飛び出すことがない
。それは、負極活物質の端部を開口した状態で正極活物
質に挿入できるからである。 したがって、この発明の密閉型電池は、製造工程におけ
る電解液の損失を防止して、均一な製品を多量生産でき
る特長がある。また、このことは、電解液の無駄を少な
くして有効に利用できる特長も実現する。 さらにまた、この発明の密閉型電池は、セパレータで負
極活物質を理想的な状態で被覆できることに加えて、セ
パレータを負極活物質に密着して、負極と正極との密着
不良に起因する電池性能低下や性能バラ付を低減できる
特長がある。 また、この発明の密閉型電池は、負極活物質をセパレー
タに挿入する工程も省略できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の密閉型電池の断面図、第２図及び第３
図は負極活物質の表面にセパレータを巻き付ける状態を
示す斜視図、第４図及び第５図はセパレータの下端を負
極活物質の中空部に折り込む状態を示す断面図、第６図
はセパレータの下端を負極活物質に折り込んだ状態を示
す断面図、第７図及び第８図は負極活物質とセパレータ
とを正極活物質に挿入する状態を示す断面図である。 １・・・・・・・・・・・・外装缶、 ２・・・・・・・・・・・・正極活物質、３・・・・・
・・・・・・−負極活物質、３Ａ−−・・・・・・・中
空部、 ４・・・・・・・・・・・・セパレータ、５・・・・・
・−・・・・・集電体 ６・・・・・・・・・・・・負極端子、７・・・・・・
・・・・・・封口板、 ８・・・・・・・・・・・・ガスケット、９・・・・・
・・・・・・・紋り用治具、９Ａ・・・・・・・・・・
・・凹、 ９Ｂ・・・・・・・・・・・・孔、 １０・・・・・・・・・・・・挿入治具、１０Ａ・・・
・・・・・・開穿。 第 図 〜 ４セパレータ 第 図 第 図 第 図 第 図・ 第 図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 筒状の負極活物質３の外装缶側に正極活物質２が設けら
   れており、正極活物質２と負極活物質３との間にはセパ
   レータ４が配設されているインサイドアウト構造の密閉
   型電池において、 セパレータ４が負極活物質３の表面に巻き付けられると
   共に、セパレータ４の少なくとも一方の端が負極活物質
   ３の中空部３Ａに折り込まれていることを特徴とする密
   閉型電池。