JPH056769A

JPH056769A - 非水溶媒電池

Info

Publication number: JPH056769A
Application number: JP14585591A
Authority: JP
Inventors: Tomokazu Mitamura; 知一三田村; Shuichi Nishino; 秀一西野; Haruo Kogure; 春男小暮; Hirofumi Oishi; 裕文大石; Shigeo Kobayashi; 茂雄小林; Kenichi Morigaki; 健一森垣; Hiroshi Fukuda; 浩福田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1991-06-18
Filing date: 1991-06-18
Publication date: 1993-01-14

Abstract

(57)【要約】【目的】メモリバックアップ電源として使用される非
水溶媒電池のレーザー溶接封口時にピンホール発生しな
い、封口信頼性の高い、優れた貯蔵特性を持つ非水溶媒
電池を提供する。【構成】集電体１４が挿入された金属製パイプ１０の
外周部をかしめて環状凹部１５を形成するに際し、金属
製パイプ１０の上端面から環状凹部１５の上端までの距
離がレーザー溶接に用いる加工レンズ６の焦点距離の８
％を上限とする位置で行う。この構成により、レーザー
溶接時にピンホールが発生せず、密封度の高い封口が実
現でき、非水溶媒電池の保存特性を改善することができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、レーザー溶接で封口し
た、耐漏液性非水溶媒電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、非水溶媒電池は半導体メモリのバ
ックアップ電源として多用されている。特に、正極活物
質としてオキシハロゲン化物、例えば塩化チオニルを用
い、負極活物質として軽金属、例えばリチウムを用いた
塩化チオニルリチウム電池は、エネルギー密度が大き
く、貯蔵特性に優れ、かつ作動温度範囲が広いという特
長を持っている。ところで、塩化チオニルリチウム電池
は、正極活物質として用いる塩化チオニルが腐食性が強
いので、万一漏液して電池容器外に電解液が漏れ出して
電池が組み込まれた機器を腐食しないように電池容器を
気密に封口することが必要である。そのため、金属とガ
ラスの接着いわゆるハーメチックシールおよびレーザー
溶接による封口方法が採用されている。

【０００３】以下に従来の非水溶媒電池について説明す
る。図３に従来の非水溶媒電池の構成を示す。図３に示
すように、負極端子を兼ねるステンレス製の外装缶２１
の内周面に金属リチウム２２が圧着されている。正極２
３は多孔質炭素層２６をステンレス製網からなる芯材２
５に圧着して帯状体とし、これを渦巻状に巻回すること
により造られる。ガラス繊維不織布からなるセパレータ
４ａ，４ｂの上部にはセパレータ４ａに支持された中央
に孔を有する絶縁紙２７がある。外装缶２１の上面開口
部には蓋２８がレーザー溶接により封口されている。こ
の蓋２８の中央には孔２９が開口されている。この孔２
９には正極端子を兼ねる注液用のステンレス製パイプ３
０が金属−ガラス製シール材３１を介して封着されてい
る。このパイプ３０の下端は正極２３の芯材２５にリー
ド線３２を介して接続されている。外装缶２１内にはパ
イプ３０を通して注入された、例えば１．５モル／ｌの
ＬｉＡｌＣｌ₄を溶解した塩化チオニル電解液３３が収
容されている。

【０００４】そして、電解液３３を注入後にステンレス
製パイプ３０にステンレス製の針３４が挿入されてい
る。このパイプ３０の蓋２８上面から突出した部分には
カシメにより内部の針３４に向かう環状凹部３５が形成
されている。また、環状凹部３５上方のパイプ３０上端
部分と針３４とはレーザー溶接により溶着されている。

【０００５】以上のように構成された非水溶媒電池につ
いて、以下にその製造方法について説明する。まず、正
極端子を兼ねる注液用のステンレス製パイプ３０とステ
ンレス製針３４とを溶接封口する前に、パイプ３０には
カシメにより中心部に向かう環状凹部３５が形成され、
一時的に仮封口がなされているため、溶接封口に際し、
外装缶２１内の電解液３３が溶接時の温度上昇によりガ
ス化してパイプ３０上端と針体３４上部との間、つまり
溶接箇所にまで侵入するのを前記環状凹部３５で阻止で
きる。その結果、溶接すべきパイプ３０上端と針体３４
上部との間は電解液の付着がなされていないため、ピン
ホールのない良好なレーザー溶接封口ができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の構成では、外装缶２１内の電解液３３が溶接時の
温度上昇によりガス化してパイプ３０上端と針３４上部
との間、つまり溶接箇所にまで侵入するのを環状凹部３
５で阻止するよう構成されているが、環状凹部３５の幅
が狭いとかしめによってパイプ３０と針３４が密着する
面積が少なくなり、パイプ３０の内面や針３４の表面に
傷があったり、カシメ金型の磨耗などの原因で、電解液
３３が溶接箇所にまで侵入するのを十分阻止できなくな
る。またパイプ３０の内壁は注液時に電解液が通るた
め、環状凹部３５よりも上方のパイプ３０の内壁には電
解液が付着している。この付着した電解液が多いとレー
ザー溶接時に電解液が気化して溶接部にピンホールを発
生するという問題を有していた。

【０００７】本発明はこのような課題を解決するもの
で、ピンホールのない良好なレーザー溶接封口がなされ
た非水溶媒電池を提供することを目的とするものであ
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の非水溶媒電池は、一極性端子を兼ねる金属缶
体内に軽金属を主体とする負極と、多孔質炭素を主体と
する正極をセパレータを介して収納し、かつ前記金属缶
体の上部開口部に金属製蓋を封着し、この蓋に金属製パ
イプからなる他極性端子を絶縁材を介して挿着し、この
金属製パイプを通して前記金属缶体内にオキシハロゲン
化物を正極活物質として含む電解液を注入し、その後、
前記金属製パイプに金属製集電体を挿入し、前記集電体
が挿入された金属製パイプの外周部をかしめて環状凹部
を形成するに際し、前記金属製パイプの上端面から前記
環状凹部の上端までの距離が、レーザー溶接に用いる加
工レンズの焦点距離の８％を上限とするよう構成し、つ
ぎに金属製パイプの先端と金属製集電体の先端をレーザ
ー溶接して密封するようにしたものである。

【０００９】また、環状凹部の幅は０．５mmを下限とし
て形成したものである。

【００１０】

【作用】この構成によって、金属製パイプの上端面から
環状凹部の上端までの距離が、レーザー溶接に用いた加
工レンズの焦点距離の８％以下に制約されることとな
り、環状凹部よりも上に位置する金属製パイプの内壁に
付着する電解液の量も規制されることになる。付着した
少量電解液は溶接時の熱によって直ちに気化逸散してし
まい、ピンホールを発生することなく良好なレーザー溶
接封口を行うことができる。また、環状凹部の幅を０．
５mmを下限とすることにより、パイプの内面と集電体が
密着する幅を充分に確保することができ、電解液が溶接
時の温度上昇によってガス化して溶接箇所に侵入するの
を阻止することができることとなる。

【００１１】

【実施例】以下に本発明の一実施例を図面を参照しなが
ら説明する。

【００１２】図１に本発明の実施例の非水溶媒電池の構
成を示す。図１に示すように負極端子を兼ねるステンレ
ス製の外装缶１の内周面には金属リチウムシートからな
る筒状の負極２が圧着されている。この負極２の内側に
は正極３がガラス繊維不織布からなるセパレータ４ａ，
４ｂ，４ｃを介して収納されている。この正極３はポリ
テトラフルオロエチレンを結着材としてアセチレンブラ
ックを円柱状に成形したものである。また、正極３の上
には絶縁紙７が配設されている。外装缶１の開口部には
蓋８がレーザー溶接されている。この蓋８の中央には孔
９が設けられている。この孔９には正極端子を兼ねる注
液用のステンレス製パイプ１０がガラス製シール材１１
を介して封着されている。外装缶１内にはパイプ１０を
通して注入された、例えば１．５モル／ｌのＬｉＡｌＣ
ｌ₄を溶解した塩化チオニル電解液１３が収容されてい
る。

【００１３】電解液１３を注入後に、ステンレス製パイ
プ１０にはニッケル製の集電体１４が挿入される。この
集電体１４の上端とステンレス製パイプ１０の上端をレ
ーザービーム５によって溶接する前に、パイプ１０の外
周面にはカシメにより内部の集電体１４に向かう環状凹
部１５が形成されている。この環状凹部１５の上端から
パイプ１０の上端までの距離をレーザー加工レンズ６の
焦点距離の８％以内になるように構成してあり、また環
状凹部１５の幅を０．５mm以上にしてある。なお、溶接
終了後、蓋８の上にはガラス製シール材１１を保護する
ためにエポキシ樹脂１２を充填してある。

【００１４】以上のように構成された非水溶媒電池につ
いて、図２を用いてその動作を説明する。まず、環状凹
部１５の上端からパイプ１０の上端までの距離Ｄを加工
レンズ６の焦点距離Ｆの８％以内にすることにより、パ
イプ１０と集電体１４の嵌合隙間に存在する付着電解液
の量を少なくすることができる。少量の付着電解液はレ
ーザービームの熱によって瞬時に気化逸散させることが
でき、溶融接合するときには付着電解液は隙間に存在し
ていない。また環状凹部１５の幅Ｗを０．５mm以上にす
れば、幅Ｗにおいてパイプ１０と集電体１４の密着面積
を確保することができ、電池内部より電解液がガス化し
てパイプ１０と集電体１４の嵌合隙間を通り溶接箇所に
侵入してくるのを充分阻止できる。

【００１５】本実施例の非水溶媒電池の溶接不良率と従
来の非水溶媒電池の溶接不良率を（表１）に示す。

【００１６】

【表１】

【００１７】（表１）から明らかなように、本実施例の
非水溶媒電池は、溶接不良率を低減するのに優れた効果
を発揮する。

【００１８】以上のように本実施例によれば、環状凹部
１５の上端からパイプ１０の上端までの距離Ｄを加工レ
ンズ６の焦点距離Ｆの８％以内に構成することにより、
パイプ１０と集電体１４の嵌合隙間に存在する付着電解
液の量を少量に規制することができ、付着電解液の気化
によるピンホールの発生をなくすることができる。また
環状凹部１５の幅Ｗを０．５mm以上にすることにより、
幅Ｗにおいてパイプ１０と集電体１４の密着面積を確保
することができ、電池内部より電解液がガス化してパイ
プ１０と集電体１４の嵌合隙間を通り溶接箇所に侵入し
てくるのを充分阻止することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上の実施例の説明からも明らかなよう
に本発明によれば、集電体が挿入された金属製パイプの
外周部をかしめて環状凹部を形成するのに、金属製パイ
プの上端面から環状凹部の上端までの距離がレーザー溶
接に用いる加工レンズの焦点距離の８％以下になるよう
に構成することにより、また環状凹部の幅を０．５mm以
上にすることにより、レーザーによる不良率を著しく低
減することができる非水溶媒電池を実現することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の非水溶媒電池の断面図

【図２】同非水溶媒電池の要部拡大断面図

【図３】従来の非水溶媒電池の断面図

【符号の説明】

１外装缶２負極３正極４ａセパレータ４ｂセパレータ４ｃセパレータ５レーザービーム６加工レンズ７絶縁紙８蓋９孔１０パイプ１１ガラス製シール材１２エポキシ樹脂１３塩化チオニル電解液１４集電体１５環状凹部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者大石裕文大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者小林茂雄大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者森垣健一大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内 (72)発明者福田浩大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】一極性端子を兼ねる金属缶体内に、軽金属
を主体とする負極と、多孔質炭素を主体とする正極とを
セパレータを介して収納し、かつ前記金属缶体の上部開
口部に金属製蓋を封着し、前記蓋に金属製パイプからな
る他極性端子を絶縁材を介して挿着し、前記金属性パイ
プを通して前記金属缶体内にオキシハロゲン化物を正極
活物質として含む電解液を注入し、その後で前記金属製
パイプに金属製集電体を挿入し、前記集電体が挿入され
た金属製パイプの外周部をかしめて環状凹部を形成し、
前記環状凹部を形成した金属製パイプの上端面と前記集
電体の上端面をレーザー溶接して封口した構成の非水溶
媒電池にあって、前記金属製パイプの上端面から前記環
状凹部の上端までの距離がレーザー溶接に用いる加工レ
ンズの焦点距離の８％を上限としてなる非水溶媒電池。
【請求項２】かしめによる環状凹部の幅が０．５mmを下
限とする請求項１記載の非水溶媒電池。