JPH06260211A - 偏平形リチウム二次電池 - Google Patents
偏平形リチウム二次電池Info
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- JPH06260211A JPH06260211A JP5043739A JP4373993A JPH06260211A JP H06260211 A JPH06260211 A JP H06260211A JP 5043739 A JP5043739 A JP 5043739A JP 4373993 A JP4373993 A JP 4373993A JP H06260211 A JPH06260211 A JP H06260211A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- insulating film
- inner bottom
- secondary battery
- current collector
- Prior art date
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
- Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product
Abstract
(57)【要約】
【目的】 正極缶の内面の腐食を低コストで防止する。
【構成】 偏平な正極缶１の内部に正極集電体８と正極
活物質２とセパレータ３と負極活物質４とを非水電解液
とともに積層し、正極缶１の開口部を封口ガスケット６
を介して負極缶５で密封する構成において、正極缶１の
内底面にはその面積よりも若干小さな面積を有する腐食
防止用の絶縁膜７を配設し、正極集電体８は絶縁膜７を
覆うとともにこの絶縁膜の端縁を越えて延出する縁部を
有し、この縁部の複数個所をスポット溶接等により正極
缶１の内底面と電気的に接続し、正極集電体８の周縁部
及び絶縁膜７の端縁部とをホットメルト接着剤９を介し
て封口ガスケット６によって正極缶内面に圧着する。
活物質２とセパレータ３と負極活物質４とを非水電解液
とともに積層し、正極缶１の開口部を封口ガスケット６
を介して負極缶５で密封する構成において、正極缶１の
内底面にはその面積よりも若干小さな面積を有する腐食
防止用の絶縁膜７を配設し、正極集電体８は絶縁膜７を
覆うとともにこの絶縁膜の端縁を越えて延出する縁部を
有し、この縁部の複数個所をスポット溶接等により正極
缶１の内底面と電気的に接続し、正極集電体８の周縁部
及び絶縁膜７の端縁部とをホットメルト接着剤９を介し
て封口ガスケット６によって正極缶内面に圧着する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、コイン型あるいはボ
タン型等の偏平形の電池ケースに密封された二次電池に
関し、特に、例えば４Ｖ程の電圧の高い偏平形リチウム
二次電池に関する。
タン型等の偏平形の電池ケースに密封された二次電池に
関し、特に、例えば４Ｖ程の電圧の高い偏平形リチウム
二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】例えば、リチウムアルミニウム合金を負
極活物質とし、ＬｉＣｏＯ2 などを正極とする非水電解
液電池のように、４Ｖを越えるような高い電圧のリチウ
ム二次電池が開発されている。この種の４Ｖ系のリチウ
ム二次電池はコイン型あるいはボタン型の形態で提供さ
れることが多く、偏平な正極缶内に正極集電体と正極活
物質とセパレータと負極活物質とが非水電解液の存在の
もとに積層され、該正極缶の開口部が封口ガスケットを
介して負極缶によって密封されている。
極活物質とし、ＬｉＣｏＯ2 などを正極とする非水電解
液電池のように、４Ｖを越えるような高い電圧のリチウ
ム二次電池が開発されている。この種の４Ｖ系のリチウ
ム二次電池はコイン型あるいはボタン型の形態で提供さ
れることが多く、偏平な正極缶内に正極集電体と正極活
物質とセパレータと負極活物質とが非水電解液の存在の
もとに積層され、該正極缶の開口部が封口ガスケットを
介して負極缶によって密封されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】前述した４Ｖ系のリチ
ウム二次電池では正極缶および負極缶は普通ステンレス
によって形成されており、非水電解液と接しているステ
ンレス製正極缶の内面が徐々に腐食するという問題があ
った。つまり、電池電圧が高いため正極缶の電解液と接
する面でステンレス金属のアノード溶解反応が起き、正
極缶内面が徐々に腐食する。また、正極缶の内面には一
般的に金属ネットからなる正極集電体がスポット溶接さ
れているが、この腐食により正極缶と正極集電体との接
触性が低下し、電池の内部抵抗が増加する。また正極缶
の腐食により電解液中に溶け出した金属によって電解液
の性能が劣化する。
ウム二次電池では正極缶および負極缶は普通ステンレス
によって形成されており、非水電解液と接しているステ
ンレス製正極缶の内面が徐々に腐食するという問題があ
った。つまり、電池電圧が高いため正極缶の電解液と接
する面でステンレス金属のアノード溶解反応が起き、正
極缶内面が徐々に腐食する。また、正極缶の内面には一
般的に金属ネットからなる正極集電体がスポット溶接さ
れているが、この腐食により正極缶と正極集電体との接
触性が低下し、電池の内部抵抗が増加する。また正極缶
の腐食により電解液中に溶け出した金属によって電解液
の性能が劣化する。
【０００４】そこで金，白金，チタンなどの腐食しにく
い金属で正極缶を構成すれば前記の問題は解消するが、
これはコストの面で実用的でない。さらに、チタンは展
延性が小さいため加工時の成形が困難である。また、ス
テンレス製正極缶の内面を耐腐食性金属でメッキ処理を
施す対策では、メッキ層にピンホールなどの欠陥がある
とそこから腐食が進むため、欠陥のない高品質のメッキ
を施す必要があり、品質管理やコストの面で実用的でな
い。
い金属で正極缶を構成すれば前記の問題は解消するが、
これはコストの面で実用的でない。さらに、チタンは展
延性が小さいため加工時の成形が困難である。また、ス
テンレス製正極缶の内面を耐腐食性金属でメッキ処理を
施す対策では、メッキ層にピンホールなどの欠陥がある
とそこから腐食が進むため、欠陥のない高品質のメッキ
を施す必要があり、品質管理やコストの面で実用的でな
い。
【０００５】この発明は以上の問題を解決するものであ
って、その目的とするところは、正極缶の内面の腐食を
低コストで確実に防止できるようにした偏平形リチウム
二次電池を提供するものである。
って、その目的とするところは、正極缶の内面の腐食を
低コストで確実に防止できるようにした偏平形リチウム
二次電池を提供するものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明では、偏平な正極缶内に正極集電体と正極活
物質とセパレータと負極活物質とが非水電解液の存在の
もとに積層され、該正極缶の開口部が封口ガスケットを
介して負極缶によって密封されてなる偏平形リチウム二
次電池において、前記正極缶の内底面にはその面積より
も若干小さな面積を有する腐食防止用の絶縁膜が配設さ
れ、前記正極集電体は前記絶縁膜を覆うとともにこの絶
縁膜の端縁を越えて延出する縁部を有し、該縁部の複数
個所はスポット溶接等により前記正極缶の内底面と電気
的に接続され、前記正極集電体の前記縁部及び前記絶縁
膜の端縁部は接着剤を介して前記封口ガスケットによっ
て前記正極缶内底面に圧着されてなるのである。
め、本発明では、偏平な正極缶内に正極集電体と正極活
物質とセパレータと負極活物質とが非水電解液の存在の
もとに積層され、該正極缶の開口部が封口ガスケットを
介して負極缶によって密封されてなる偏平形リチウム二
次電池において、前記正極缶の内底面にはその面積より
も若干小さな面積を有する腐食防止用の絶縁膜が配設さ
れ、前記正極集電体は前記絶縁膜を覆うとともにこの絶
縁膜の端縁を越えて延出する縁部を有し、該縁部の複数
個所はスポット溶接等により前記正極缶の内底面と電気
的に接続され、前記正極集電体の前記縁部及び前記絶縁
膜の端縁部は接着剤を介して前記封口ガスケットによっ
て前記正極缶内底面に圧着されてなるのである。
【０００７】
【作用】正極缶の内底面には腐食防止用の絶縁膜が配設
され、正極集電体はこの絶縁膜を覆うとともに前記絶縁
膜の端縁を越えて外側方に延出する縁部分で接着剤を介
して封口ガスケットに一体的に接着される。すなわち、
前記正極缶の内底面は、電池内部空間と液密に離隔さ
れ、非水電解液は前記正極缶の内面に接することがなく
腐食反応が発生しない。また、封口ガスケットは負極缶
とともに正極缶の開口部を液密に封口するだけでなく、
その下端面は接着剤を介して正極缶の内底面に接着する
とともに絶縁膜の周縁部に圧着して、電解液が封口ガス
ケットの下方を通って正極缶の内底面に廻り込むのを液
密に防止している。
され、正極集電体はこの絶縁膜を覆うとともに前記絶縁
膜の端縁を越えて外側方に延出する縁部分で接着剤を介
して封口ガスケットに一体的に接着される。すなわち、
前記正極缶の内底面は、電池内部空間と液密に離隔さ
れ、非水電解液は前記正極缶の内面に接することがなく
腐食反応が発生しない。また、封口ガスケットは負極缶
とともに正極缶の開口部を液密に封口するだけでなく、
その下端面は接着剤を介して正極缶の内底面に接着する
とともに絶縁膜の周縁部に圧着して、電解液が封口ガス
ケットの下方を通って正極缶の内底面に廻り込むのを液
密に防止している。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を詳細に説明する。図
１はこの発明を適用したＣＲ２０２５（外形２０mm，総
高２．５mm）のリチウム二次電池の側断面図である。こ
れの基本的な構成は従来とほぼ同様で、偏平な正極缶１
内に正極集電体８と正極活物質２とセパレータ３と負極
活物質４とが非水電解液の存在のもとに積層され、正極
缶１の開口部が封口ガスケット６を介して負極缶５によ
って密封されている。正極缶１と負極缶５はともにステ
ンレス（ＳＵＳ４４４）製であり、正極集電体８は金属
製ネットからなる。正極活物質２は以下のようにして作
製される。Ｌｉ2 Ｃｏ3 とＣｏＣＯ3 とをＬｉ：Ｃｏの
モル比が１：１となるように混合したのち６５０℃で１
２時間焼成し、さらに９００℃で１２時間焼成する。こ
れを粉砕して平均粒径５〜２０μｍの粉末とする。これ
とアセチレンブラックおよびテフロンとを重量比で６：
１：１となるように混練し、２５メッシュのふるいに通
す。これを５００mg秤量し、直径１５mmの円板状に成形
し正極活物質２とする。セパレータ３はポリプロピレン
不織布とのポリプロピレンの微孔性シートからなる。負
極活物質４はリチウムアルミニウム合金の直径１４mmの
円板からなり、負極缶５の内面中央にニッケル集電体
（図示省略）を介して圧着されている。電解液はプロピ
レンカーボネイトとジメトキシエタンの同量の混合液１
リットルに対して１モルの割合で過塩素酸リチウムを溶
解させた非水電解液を用いる。
１はこの発明を適用したＣＲ２０２５（外形２０mm，総
高２．５mm）のリチウム二次電池の側断面図である。こ
れの基本的な構成は従来とほぼ同様で、偏平な正極缶１
内に正極集電体８と正極活物質２とセパレータ３と負極
活物質４とが非水電解液の存在のもとに積層され、正極
缶１の開口部が封口ガスケット６を介して負極缶５によ
って密封されている。正極缶１と負極缶５はともにステ
ンレス（ＳＵＳ４４４）製であり、正極集電体８は金属
製ネットからなる。正極活物質２は以下のようにして作
製される。Ｌｉ2 Ｃｏ3 とＣｏＣＯ3 とをＬｉ：Ｃｏの
モル比が１：１となるように混合したのち６５０℃で１
２時間焼成し、さらに９００℃で１２時間焼成する。こ
れを粉砕して平均粒径５〜２０μｍの粉末とする。これ
とアセチレンブラックおよびテフロンとを重量比で６：
１：１となるように混練し、２５メッシュのふるいに通
す。これを５００mg秤量し、直径１５mmの円板状に成形
し正極活物質２とする。セパレータ３はポリプロピレン
不織布とのポリプロピレンの微孔性シートからなる。負
極活物質４はリチウムアルミニウム合金の直径１４mmの
円板からなり、負極缶５の内面中央にニッケル集電体
（図示省略）を介して圧着されている。電解液はプロピ
レンカーボネイトとジメトキシエタンの同量の混合液１
リットルに対して１モルの割合で過塩素酸リチウムを溶
解させた非水電解液を用いる。
【０００９】以上の構成において本発明では、正極缶１
の内面が電解液と接触して腐食するのを防ぐため、正極
缶１の内底面上に絶縁膜７が配設される。この絶縁膜７
としては、正極缶１の平面円形な内底面の内径より若干
小さい直径の円形に形成されたテフロン，ポリプロピレ
ンなどの絶縁性シートあるいはポリイミドなどの樹脂絶
縁性塗料が用いられる。絶縁膜７の上面には正極集電体
８が被せられる。この正極集電体８としては、正極缶１
の内底面の内径とほぼ同じ直径の円形に形成されたチタ
ン，アルミニウム等のステンレス製正極缶１より分解電
圧の高い金属製ネットが用いられる。そして、正極集電
体８の周縁部で絶縁膜７の周端を越えて外周方向に延出
する部分は、正極缶１の内底面に４箇所等間隔にスポッ
ト溶接される。このネット状正極集電体８の周縁部に
は、前記スポット溶接された部分を含み絶縁膜７の周端
縁部に至る部分まで、その全周に亘り、ホットメルト接
着剤９がその冷却固化前に溶融液状物として塗布され
る。このホットメルト接着剤９を介して、正極集電体８
の周縁部下面は絶縁膜７の周縁部と正極缶１の内底面周
縁部とに液密にホットメルト接着される一方、正極集電
体８の周縁部上面及び絶縁膜７の周端縁部は封口ガスケ
ット６によって正極缶内底面に加圧された状態で液密に
ホットメルト接着される。
の内面が電解液と接触して腐食するのを防ぐため、正極
缶１の内底面上に絶縁膜７が配設される。この絶縁膜７
としては、正極缶１の平面円形な内底面の内径より若干
小さい直径の円形に形成されたテフロン，ポリプロピレ
ンなどの絶縁性シートあるいはポリイミドなどの樹脂絶
縁性塗料が用いられる。絶縁膜７の上面には正極集電体
８が被せられる。この正極集電体８としては、正極缶１
の内底面の内径とほぼ同じ直径の円形に形成されたチタ
ン，アルミニウム等のステンレス製正極缶１より分解電
圧の高い金属製ネットが用いられる。そして、正極集電
体８の周縁部で絶縁膜７の周端を越えて外周方向に延出
する部分は、正極缶１の内底面に４箇所等間隔にスポッ
ト溶接される。このネット状正極集電体８の周縁部に
は、前記スポット溶接された部分を含み絶縁膜７の周端
縁部に至る部分まで、その全周に亘り、ホットメルト接
着剤９がその冷却固化前に溶融液状物として塗布され
る。このホットメルト接着剤９を介して、正極集電体８
の周縁部下面は絶縁膜７の周縁部と正極缶１の内底面周
縁部とに液密にホットメルト接着される一方、正極集電
体８の周縁部上面及び絶縁膜７の周端縁部は封口ガスケ
ット６によって正極缶内底面に加圧された状態で液密に
ホットメルト接着される。
【００１０】これにより、正極缶の内底面１は、電池内
部空間と液密に離隔され、非水電解液が正極缶１の内面
に浸入することはできない。なお、ホットメルト接着剤
９としては、耐化学性，耐漏液性および金属との接着性
に優れたオレフィン系フィルム状接着剤が用いられる。
部空間と液密に離隔され、非水電解液が正極缶１の内面
に浸入することはできない。なお、ホットメルト接着剤
９としては、耐化学性，耐漏液性および金属との接着性
に優れたオレフィン系フィルム状接着剤が用いられる。
【００１１】以上のようにして作製した電池を４．１Ｖ
まで充電した状態で６０℃の環境で保存し、内部抵抗の
経時変化を測定したところ、図２（ａ）に示すように内
部抵抗はほとんど変化せず低いレベルに保たれ、正極缶
１に腐食反応が起きていないことがわかる。これに対
し、従来電池については内部抵抗は保存日数と共に増大
した。また、保存中の重量変化を測定したところ、図２
（ｂ）に示すように本願発明品の重量減少はホットメル
ト接着剤９を用いない場合は従来品とほぼ同じである
が、ホットメルト接着剤９を使用するとほとんど無視で
きる程度である。これは従来品と比較して電池の密封性
が向上していることを示している。
まで充電した状態で６０℃の環境で保存し、内部抵抗の
経時変化を測定したところ、図２（ａ）に示すように内
部抵抗はほとんど変化せず低いレベルに保たれ、正極缶
１に腐食反応が起きていないことがわかる。これに対
し、従来電池については内部抵抗は保存日数と共に増大
した。また、保存中の重量変化を測定したところ、図２
（ｂ）に示すように本願発明品の重量減少はホットメル
ト接着剤９を用いない場合は従来品とほぼ同じである
が、ホットメルト接着剤９を使用するとほとんど無視で
きる程度である。これは従来品と比較して電池の密封性
が向上していることを示している。
【００１２】
【発明の効果】以上詳細に説明したように、この発明で
は、腐食防止用絶縁膜を正極缶の内底面に配設するとと
もに接着剤を介して正極集電体の縁部を封口ガスケット
に接着させるという低コストな対策により、正極缶の内
面が直接電解液に接するのを防止し正極缶がアノード溶
解反応によって腐食するのを確実に防止することができ
る。したがって、正極缶の腐食による内部抵抗の増大や
電解液中に溶け出した金属によって電解液の性能が劣化
することを防止でき、品質保存性を向上させることがで
きる。
は、腐食防止用絶縁膜を正極缶の内底面に配設するとと
もに接着剤を介して正極集電体の縁部を封口ガスケット
に接着させるという低コストな対策により、正極缶の内
面が直接電解液に接するのを防止し正極缶がアノード溶
解反応によって腐食するのを確実に防止することができ
る。したがって、正極缶の腐食による内部抵抗の増大や
電解液中に溶け出した金属によって電解液の性能が劣化
することを防止でき、品質保存性を向上させることがで
きる。
【００１３】また、封口ガスケットは負極缶とともに正
極缶の開口部を液密に封口するだけでなく、その下端面
は接着剤を介して正極缶の内底面に接着するとともに絶
縁膜の周縁部に圧着して、電解液が封口ガスケットの下
方を通って正極缶の内底面に廻り込むことを液密に防止
するので、電池の密封性を向上させることができ液漏れ
などを確実に防止して、さらに品質保存性を向上させる
ことができる。
極缶の開口部を液密に封口するだけでなく、その下端面
は接着剤を介して正極缶の内底面に接着するとともに絶
縁膜の周縁部に圧着して、電解液が封口ガスケットの下
方を通って正極缶の内底面に廻り込むことを液密に防止
するので、電池の密封性を向上させることができ液漏れ
などを確実に防止して、さらに品質保存性を向上させる
ことができる。
【図１】本発明に係る偏平形リチウム二次電池の断面図
である。
である。
【図２】（ａ）は本発明に係る偏平形リチウム二次電池
と従来の偏平形リチウム二次電池との内部抵抗の経時変
化を比較して示すグラフ，（ｂ）は本発明に係る偏平形
リチウム二次電池と従来の偏平形リチウム二次電池との
重量減少量の経時変化を比較して示すグラフである。
と従来の偏平形リチウム二次電池との内部抵抗の経時変
化を比較して示すグラフ，（ｂ）は本発明に係る偏平形
リチウム二次電池と従来の偏平形リチウム二次電池との
重量減少量の経時変化を比較して示すグラフである。
１ 正極缶 ２ 正極活物質 ３ セパレータ ４ 負極活物質 ５ 負極缶 ６ 封口ガスケット ７ 絶縁膜 ８ 正極集電体 ９ ホットメルト接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 日野 義久 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内 (72)発明者 名倉 秀哲 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電気 化学株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 偏平な正極缶内に正極集電体と正極活物
質とセパレータと負極活物質とが非水電解液の存在のも
とに積層され、該正極缶の開口部が封口ガスケットを介
して負極缶によって密封されてなる偏平形リチウム二次
電池において、前記正極缶の内底面にはその面積よりも
若干小さな面積を有する腐食防止用の絶縁膜が配設さ
れ、前記正極集電体は前記絶縁膜を覆うとともにこの絶
縁膜の端縁を越えて延出する縁部を有し、該縁部の複数
個所はスポット溶接等により前記正極缶の内底面と電気
的に接続され、前記正極集電体の前記縁部及び前記絶縁
膜の端縁部は接着剤を介して前記封口ガスケットによっ
て前記正極缶内底面に圧着されてなることを特徴とする
偏平形リチウム二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043739A JPH06260211A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 偏平形リチウム二次電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5043739A JPH06260211A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 偏平形リチウム二次電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06260211A true JPH06260211A (ja) | 1994-09-16 |
Family
ID=12672150
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5043739A Pending JPH06260211A (ja) | 1993-03-04 | 1993-03-04 | 偏平形リチウム二次電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06260211A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000030718A (ja) * | 1998-05-01 | 2000-01-28 | Toshiba Battery Co Ltd | 扁平形非水電解液電池 |
| KR100646554B1 (ko) * | 2005-05-18 | 2006-11-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지 |
| WO2018190530A1 (ko) * | 2017-04-14 | 2018-10-18 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 및 그 이차전지의 제조방법 |
-
1993
- 1993-03-04 JP JP5043739A patent/JPH06260211A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000030718A (ja) * | 1998-05-01 | 2000-01-28 | Toshiba Battery Co Ltd | 扁平形非水電解液電池 |
| KR100646554B1 (ko) * | 2005-05-18 | 2006-11-14 | 삼성에스디아이 주식회사 | 음극판 및 이를 구비하는 이차 전지 |
| WO2018190530A1 (ko) * | 2017-04-14 | 2018-10-18 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 및 그 이차전지의 제조방법 |
| KR20180116003A (ko) * | 2017-04-14 | 2018-10-24 | 주식회사 엘지화학 | 이차전지 및 그 이차전지의 제조방법 |
| CN110140229A (zh) * | 2017-04-14 | 2019-08-16 | 株式会社Lg化学 | 二次电池及制造该二次电池的方法 |
| EP3528304A4 (en) * | 2017-04-14 | 2019-12-25 | LG Chem, Ltd. | SECONDARY BATTERY AND METHOD FOR PRODUCING THE SAME |
| JP2020514950A (ja) * | 2017-04-14 | 2020-05-21 | エルジー・ケム・リミテッド | 二次電池及びその二次電池の製造方法 |
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