JPH07107840B2 - 有機電解質電池 - Google Patents

有機電解質電池

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JPH07107840B2
JPH07107840B2 JP1221972A JP22197289A JPH07107840B2 JP H07107840 B2 JPH07107840 B2 JP H07107840B2 JP 1221972 A JP1221972 A JP 1221972A JP 22197289 A JP22197289 A JP 22197289A JP H07107840 B2 JPH07107840 B2 JP H07107840B2
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Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、負極活物質としてリチウム等の軽金属を用い
て構成される有機電解質電池、特にその封口板に関する
ものである。
従来の技術 昨今、IC,LSIをはじめとするエレクトロニクスの進展は
目覚ましく、これらを応用した電子精密機器の消費電流
は数μＡ程度で極めて微弱な電流しか必要としなくなっ
てきている。又、これらの電源としての一次電池も小型
軽量、高エネルギー密度、長期信頼性が求められてい
る。これらの要件を満たす電池として、金属リチウム、
又はリチウム−アルミニウム（Li-Al）合金等のリチウ
ム系合金を負極活物質、電解液として非プロトン系高誘
電率、低粘度の非水系電解液を用い、正極活物質とし
て、二酸化マンガン、酸化銅等の金属酸化物、あるいは
フッ化黒鉛を用いて構成される有機電解質電池がある。
これらの電池を長期に渡って作動させる場合、電池設計
上に於いては、安定した密閉性，気密性が要求され、極
めて気密度の高い封口がなされている。従って、万一電
池が内部短絡あるいは漏れ電流などによる充電がされる
と電池内部にガスが発生し電池内圧が異常に上昇した場
合、電池が破裂し極めて危険性の高いものであった。従
ってこれまで、第１図，第２図に示すような封口板A,B
の構成をとっていた。第１図，第２図において１は内底
面に弁孔1aを有した皿状封口板で、内面には電池内圧の
上昇に応じて膨らみ、端子キャップ２に設けた切り刃2
a、あるいはガス圧により自然破壊される金属薄板3bの
両面に熱接着性の樹脂フィルム3aを配した三層のラミネ
ーションフィルムよりなる弁体３を配していた。なお弁
体を３層構成としているのは２層構成の場合、金属薄板
が露出する状態となり、電解液、あるいは外気中の腐食
性ガスが接したとき、金属薄板が容易に溶解破損され
る。したがって弁体は樹脂フィルム層だけが残存するこ
とになり、内蔵有機電解液が容易に飛散したり、外気中
の水分が電池内部に透過し金属リチウムを腐食するため
である。４は弁体３の上面に配したドーナツ形をした補
強板である。
次に前記封口板A,Bの製造工程を示す。
工程1.弁体３を皿状封口板１の内底面に挿入載置する工
程。
工程2.弁体３の上面に端子キャップ２を挿入載置する工
程。
（封口板Ａの場合は補強板４を挿入載置する工程。） 工程3.端子キャップ２の周縁平坦部2bの上面から熱接着
性樹脂フィルム３の融点温度以上に加温された治具で押
圧し、弁体を端子キャップの周縁平坦部、皿状封口板の
内底面双方に熱接着固定する工程。
（封口板Ａの場合は補強板４上面から治具でもって押圧
する。） 工程4.皿状封口板１の周縁立ち上がり部1bを内方に治具
でもって折り曲げて、端子キャップ２の周縁平坦部2bを
押圧固定する工程。
（封口板Ａの場合は補強板４の周縁を押圧固定。） 工程5.工程４の成形物を断面略Ｌ字状の環状絶縁パッキ
ング８にはめ込む工程。
（封口板Ａの場合工程４の成形物の上に端子キャップ２
をはめ込む。） 発明が解決しようとする課題 以上の工程で封口板A,Bを構成する。この場合工程４で
皿状封口板の周縁立ち上がり部を内方に治具でもって折
り曲げる時に、皿状封口板の１段目の水平周縁平坦部1c
が治具と皿状封口板相互の摩擦、寸法精度のバラツキ等
のため第４図の破線で示すような形状にそりが発生す
る、このため工程３で形成した弁体と端子キャップ（弁
体と補強板）、弁体と皿状封口板の内底面の接着界面に
負荷がかかる、このとき弁体と端子キャップ（弁体と補
強板）が強固に熱接着状態されているため弁体と皿状封
口板の内底面の接着界面において弁体と皿状封口板を引
きはがす方向に負荷が作用しその結果、弁体と皿状封口
板は剥離の状態となり電池内の電解液が皿状封口板の弁
孔を通過して端子キャップ（補強板）の上面に漏液して
しまうことが多々あった。
課題を解決するための手段 本発明は上述の問題点を解決するものである。具体的に
は弁体材料の構成として弁体と端子キャップ（弁体と補
強板）が接触する部分には非接着性の樹脂フィルムが弁
体と皿状封口板が接触する部分には熱接着性の樹脂フィ
ルムがそれぞれ位置するようこれらを金属薄板の両面に
配した三層構成からなる複合材を用いるものである。
作用 このような構成とした弁体を用いることにより耐漏液
性，量産性に優れる有機電解質電池を提供できるもので
ある。
実施例 以下、本発明の実施例を第１図，第２図を参照して説明
する。A,Bは本発明の防爆機構を備えた封口板であっ
て、弁孔1aを、電池容器側へ突出した突出部1dの底面に
有した皿状封口板１と、皿状封口板の１段目の水平周縁
部1cに円盤状の弁体３を載置し、封口板Ａの場合、弁体
３の上面には中央部に孔4aを設けた補強板４を載置し、
皿状封口板の周縁立ち上がり部1bを内方に折り曲げて、
前記弁体3,補強板４を皿状封口板の１段目の水平円周縁
部に圧接挟持している。従って弁体３は、前記皿状封口
板の弁孔1aを常時閉塞している。皿状封口板の周縁立ち
上がり部1bの上面には、その内底面に切り刃2a有した突
出部2cと、水平平坦部2bからなる端子キャップ２を載置
している。なお適用できる補強板４の材料としては、板
厚が0.1〜0.3mm程度のステンレス鋼（SUS）、Ni材等の
耐触性材料である。封口板Ｂの場合、弁体３の上面には
その内底面に切り刃2a有した突出部2cと水平平坦部2bか
らなる端子キャップ２を載置し、皿状封口板の周縁立ち
上がり部1bを内方に折り曲げて、前記弁体３を皿状封口
板の１段目の水平円周縁部に圧接挟持している。弁体３
はその構成として第３図に示すように厚みが10〜30μの
Alからなる金属薄板3bの両面に厚みが30〜50μ耐有機溶
剤性に優れるポリエチレン，ポリプロピレン等のポリオ
レフィン系の樹脂フィルム3a,aを配した三層構成の複合
材である。これらの構成からなる弁体は破損圧として20
〜50kg/cm2の値を有する。また樹脂フィルムは、樹脂フ
ィルムとして弁体と端子キャップ（弁体と補強板）が接
触する部分には非接着性のポリオレフィン系の樹脂を配
し、皿状封口板と接触する部分には熱接着性のポリオレ
フィン系樹脂、例えばポリエチレン，ポリプロピレン等
の無極性樹脂にマレイン酸，メタクリル酸，イタコン
酸、フマル酸等のカルボキシル基を有する不飽和カルボ
ン酸を３〜８％添加して、共重合あるいはグラフト重合
させて得られるものから出来ており、封口板A,Bは前述
した工程に従って構成される。５は正極，負極活物質、
有機電解質の発電要素を収納した電池ケース、６はフッ
化物、金属酸化物の正極活物質をシート状にし、負極活
物質である金属リチウムシートをセパレータ材を介して
巻回した電極群で、それぞれの活物質からは導電性リー
ド片７で電池ケース５の内底面、及び封口板A,Bに接続
されている。８は封口板A,Bの周縁部に取り付けられた
絶縁パッキングで電池の両極間の絶縁、内蔵電解液の漏
出を防止している。次に本発明による封口板を使用した
ものと比較例の封口板を使用したものをそれぞれ100個
構成し、温度80℃の高温雰囲気中に保存した時の電池端
子面への電解液の漏出状態を比較した結果を表１に示
す。なお使用した電池としては、直径17mm、高さ34mm、
電気容量1700mAhの二酸化マンガンリチウム電池を用い
た。表中の本発明品としては弁体構成として厚み30μの
Alからなる金属薄板3b、熱接着性のポリオレフィン系樹
脂として厚み30μで、ポリエチレンをマレイン酸でグラ
フト重合させた無水マレイン酸ポリエチレン、非接着性
のポリオレフィン系の樹脂として厚み30μの低分子量ポ
リエチレンを使用した。比較例の封口板としては前述の
金属薄板の両面を前述の熱接着性ポリオレフィン系樹脂
を使用して三層構成とし、封口板A,Bの構成とした。
発明の効果 以上、表１より明らかなように本発明によるものは皿状
封口板の内底面に熱接着された弁体が、皿状封口板の周
縁立ち上がり部を内方に治具でもって折り曲げる時に、
皿状封口板の１段目の水平周縁平坦部1cが治具と皿状封
口板相互の摩擦、寸法精度のバラツキ等のため、第３図
の破線で示すような形状にそりが発生した時に、弁体と
端子キャップ（弁体と補強板）との接触面が非接着状態
であるため、弁体と皿状封口板の内底面の接着界面には
弁体と皿状封口板を引きはがす方向に負荷が作用しない
ため、封口板としての気密性を維持できるものである。
【図面の簡単な説明】
第１図，第２図は本発明による封口板を用いた電池の断
面図、第３図は本発明による弁体の断面図、第４図は皿
状封口板の周縁立ち上がり部を治具でもって折り曲げた
時の状態を示す断面図である。 １……皿状封口板、1a……弁孔、1b……周縁立ち上がり
部、1c……周縁水平平坦部、2b……周縁水平平坦部、２
……端子キャップ、2a……切り刃、３……弁体、3a,a…
…樹脂フィルム、3b……金属薄板、４……補強板、５…
…電池ケース、６……電極群、７……リード片、８……
絶縁パッキング、A,B……封口板。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】正極と軽金属負極と有機電解質からなる発
    電要素を有し、皿状封口板の電池容器側へ突出した底面
    に弁孔を開け、かつこの弁孔を封口板の内側から閉塞す
    る弁体を弁体の上面に配したリング状の補強板を介して
    皿状封口板の周縁立ち上がり部を内方にカシメることで
    固定した皿状封口板と、前記皿状封口板の周縁立ち上が
    り部の上面に前記弁体に対向する切り刃を突出部に設け
    た端子キャップを備えた有機電解質電池であって、前記
    弁体は補強板に接する面に非熱接着性樹脂フィルムを、
    皿状封口板に接する面に熱接着性樹脂フィルムをそれぞ
    れ配した金属薄板の複合材であることを特徴とする有機
    電解質電池。
  2. 【請求項２】正極と軽金属負極と有機電解質からなる発
    電要素を有し、皿状封口板の電池容器側へ突出した底面
    に弁孔を開け、かつこの弁孔を封口板の内側から閉塞す
    る弁体を、弁体の上面に配しその中央突出部に前記弁体
    に対向する切り刃を備えた端子キャップを前記皿状封口
    板の周縁立ち上がり部を内方にカシメることで固定した
    封口板を備えた有機電解質電池であって、前記弁体は端
    子キャップに接する面に非熱接着性樹脂フィルムを皿状
    封口板に接する面に熱接着性樹脂フィルムをそれぞれ配
    した金属薄板の複合材であることを特徴とする有機電解
    質電池。
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