JPH0456422B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

産業上の利用分野 本発明は、正極合剤、軽金属を活物質とした負
極、非水電解液を保持したセパレータよりなる発
電要素を、封口板と金属ケース及びこの両者間に
介在したガスケツトにより密封してなる扁平型電
池に関するものである。 従来例の構成とその問題点 従来、リチウムに代表される軽金属を負極活物
質とした、いわゆるリチウム電池は高温での保存
日数が経過するに従い、漏液発生率が増大した
り、保存後の容量がかなり低下する欠点があつ
た。これらの欠点は封口方法の不完全によるもの
が圧倒的に多く、完全密封すればこれらの欠点は
殆んど解消される。 従来から電池を完全密封する目的で、種々の試
みがなされたが、上記欠点を完全に解消するには
至らなかつた。 従来の扁平型リチウム電池の構造を第１図、第
２図に示す。図中、１は負極リチウム５を圧着し
た封口板、２は金属ケース、３はポリプロピレン
などからなるガスケツト、４は二酸化マンガン、
フツ化炭素などを活物質とした正極、６は非水電
解液を含浸したポリプロピレンなどからなるセパ
レータである。 電池を完全密封するため、金属ケース２を封口
金型で第１図Ａを拡大して示した第２図のように
内方へ曲げることにより、ガスケツト３のａ部、
ｂ部をそれぞれ20〜50％変形圧縮し、封口板１と
金属ケース２とでガスケツト３を鋏みこむ構造を
とつている。 更に封口を完全にする目的で、ガスケツトと金
属ケースの相対する部分７、及びガスケツトと封
口板の相対する部分７′に、ポリブテン、或いは
ポリイソブチレン等の高分子シール材、又は不乾
性鉱物油、或いは不乾性植物油を混合したピツチ
（以下は混油ピツチと呼ぶ）を封止剤として充填
していた。しかしながら、リチウム電池において
は、電解液としてプロピレンカーボネイト、ジメ
トキシエタン、γ−ブチロラクトン等を単体、又
は混合溶液として一般に使用しており、これらは
いずれも揮発性の有機溶媒であるため、ポリブテ
ン、或いはポリイソブチレン等の高分子シール材
を封止剤として使用した場合、封止剤が少しづつ
ではあるが溶解したり膨潤、軟化する欠点があ
り、その結果、長期保存後において電解液が７、
及び７′の部分を経由して漏出し、耐漏液性能が
著しく劣つていた。 又、混油ピツチを封止剤として使用した場合、
上記の電解液への溶解や、膨潤する欠点は解消さ
れたが、高温保存中において、ピツチが軟化し、
電池の内部圧力で電池外へ押し出される欠点があ
る。従つて45℃保存や60℃保存、更には高温−低
温サイクル等の漏液試験において、封止剤の電池
外への流出による電池の汚れや、耐漏液性能が著
しく悪いという欠点があつた。 発明の目的 本発明は、扁平型リチウム電池において、封止
剤の電解液への溶解や膨潤、又、高温保存中にお
ける封止剤の流出などの欠点を改良し、耐漏液性
能、及び保存性能を大巾に向上させることを目的
とする。 発明の構成 本発明は、ピツチ又は混油ピツチにシリコーン
ラバーを適正な配合比で混合した封止剤を、ガス
ケツトの金属ケース及び封口板の相対する部分に
位置させる特徴とする。このような封止剤は次の
諸条件を満足することができる。 電池の保存中に有機電解液を溶解したり膨
潤、軟化しない。 ガスケツト、金属ケース、封口板のいずれに
も強固に液密的に密着する。 温度変化、又は電池外部からの圧力などによ
つて起こるガスケツトの圧縮率の変化にも剥離
しない柔軟性がある。 高温保存中に、電池外に封止剤が流出しな
い。 従来、流動性の高い封止剤を使用すると、密着
力と柔軟性は良好であるが、高温保存中に封止剤
が流出し、流動性の低い封止剤を使用すると高温
保存中の封止剤の流出は防げるが、密着力、柔軟
性に欠けるなど、封止剤の相反する２つの条件を
満足させることはむづかしかつた。 本発明は、有機溶剤に溶解したシリコーンラバ
ー（水分を吸収し加水分解によつてゴム状に固ま
る特徴がある）を、混油ピツチ又はピツチに固形
分で１〜10重量％混合した封止剤を使用すること
により、密着力、及び柔軟性に優れ、高温におい
ても電池外に封止剤が流出せず、非常に優れた耐
漏液性能が得られる。 第３図に、シリコーンラバーを種々の割合に混
合した混油ピツチ、及びピツチを封止剤に用いた
電池についての耐漏液試験結果を示す。なお、漏
液試験は60℃で100日保存後の結果とし、電池数
量は各100個である。 第３図において、特性線は以下を示す。 ａ……混油ピツチにシリコーンラバーを混合した
封止剤を用いた電池の漏液率。 ｂ……混油ピツチにシリコーンラバーを混合した
封止剤の流出率。 ｃ……ピツチにシリコーンラバーを混合した封止
剤を用いた電池の漏液率。 ｄ……ピツチにシリコーンラバーを混合した封止
剤の流出率。 この第３図から明らかなように、混油ピツチ、
ピツチのいずれの場合もシリコーンラバーの固形
分での混合比率が１〜10重量％の範囲は、封止剤
の流出が少なく、かつ耐漏液性能も非常に優れて
いる。 シリコーンラバーの混合比率が、１重量％以下
の場合、封止剤の流出率も高く、耐漏液性能も悪
い。これは、シリコーンラバーの混合量が少ない
ため密着力と柔軟性は良好であるが、60℃保存に
おいて封止剤が軟化し、流動性が高くなるため、
封止剤が電池外へ流出して封止剤の役目を果さな
くなるため、漏液率が高いものと考えられる。 一方、シリコーンラバーの混合比率を10重量％
以上にすると、封止剤の電池外への流出はない
が、耐漏液性能が非常に悪い。これは、シリコー
ンラバーにより封止剤がゴム状に硬化し、柔軟性
に乏しく、又シリコーンラバーはポリプロピレン
のガスケツトとの密着力が弱くて剥離しやすいた
め、電解液が容易に漏出し、漏液率が高くなつて
いるものと考えられる。 又、混油ピツチの場合と、ピツチ単体の場合の
シリコーンラバー混合の封止剤としての効果は、
配合比率が１〜10重量％の範囲ではいずれの場合
も耐漏液性能は良好である。しかし、ピツチは高
温では密着力、柔軟性に優れるが低温においては
硬化する性質があり密着力、柔軟性に劣る。鉱物
油、及び植物油はピツチに密着力、柔軟性をより
与える効果があるので、高温−低温サイクル試験
など広範囲の温度での使用では、混油ピツチにシ
リコーンラバーを混合したものが封止剤としては
最適であると思われる。 実施例の説明 以下本発明の具体例を説明する。 ピツチとしてブロンアスフアルト10−20（温度
25℃における針入度10〜20mm）90重量％に対し、
石油の分留残査である鉱物油（ゴム用、或いは印
刷インキ用の可塑剤、軟化剤）８重量％と、トル
エン、キシレン等の有機溶剤に溶解されたシリコ
ーンラバー（信越化学K.K製）を固形分で２重量
％加え、全体を有機溶剤（トルエン、或いはトル
エンと石油ベンジンとの混合物）に均一に溶解、
混合した封止剤を、第２図のガスケツト３と金属
ケース２とが相対する部分７、及びガスケツト３
と封口板１とが相対する部分７′に塗布した後、
有機溶剤のみを蒸発、乾燥させ、金属ケース２を
曲げて封口した電池Ａと、従来の混油ピツチを封
止剤として位置させ封口した電池Ｂとについて、
耐漏液性能、及び保存後の放電性能を比較した結
果を第１表、第２表に示す。いずれも電池外径は
20mm、電池総高は1.6mmのものについて比較試験
を行なつた。 なお、耐漏液性能については 45℃100日間放置後の漏液電池の個数 60℃100日間放置後の漏液電池の個数 高温（60℃）−低温（−10℃）サイクル試験
（MIL STD 202D−106C）30日間実施後の漏
液電池個数を示した。電池の試験数量は各200
個である。 又、放電性能は20℃の温度下で30KΩの負荷を
接続して連続放電を行ない、2.5Vに電圧が低下
するまでの累積放電持続時間で示した。電池の試
験数は各５個である。

【表】

【表】 発明の効果 上記の結果より明らかなように、本発明は、扁
平型電池において、ガスケツトと金属ケースとが
相対する部分、及びガスケツトと封口板とが相対
する部分に、密着力、柔軟性に優れ、かつ高温で
の流動性が低いシリコーンラバーを固形分で１〜
10重量％混合したピツチ又は混油ピツチを位置さ
せることにより、電池の気密性が良好に保たれ、
電解液の漏出が防止でき、耐漏液性能、並びに保
存性能が大巾に向上できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は扁平型リチウム電池の断面図、第２図
は第１図Ａ部の拡大図、第３図は、シリコーンラ
バーの各種配合比率における漏液試験結果を示す
図である。 １……封口板、２……金属ケース、３……ガス
ケツト、７，７′……封止剤。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 正極合剤と軽金属を活物質とした負極と非水
   電解液を保持したセパレータよりなる発電要素を
   封口板と金属ケース及びこの両者間に介在したガ
   スケツトにより密封した扁平型電池であつて、ガ
   スケツトの金属ケース及び封口板と相対する部分
   に、封止剤としてシリコーンラバーを固形分で１
   〜10重量％混合したピツチを位置させた扁平型電
   池。 ２ 封止剤として、シリコーンラバーと、不乾性
   鉱物油又は不乾性植物油を混合したピツチを用い
   た特許請求の範囲第１項記載の扁平型電池。