JPH09259844A - 有機電解質電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 材料コストが安価で、かつ耐食性に優れた有
機電解質電池を提供する。 【解決手段】 正極活物質２と負極活物質４とがセパレ
ータ５を介して有機電解質とともに容器内に収納されて
なる有機電解質電池において、上記容器を構成する構成
部品の少なくとも１つが鉄板を母材とし、その両面に銅
のメッキ層とニッケルのメッキ層がこの順に積層されて
なる複合材よりなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯用電子機器や
コードレス電子機器等の電源に使用される有機電解質電
池に関するものである。

【０００２】

【従来技術】近年、有機電解質電池は、その特徴である
長寿命、高電圧、高エネルギー密度で、かつ軽量なこと
から、電子手帳や電子計算機等小型コードレス電子機器
の電源として、益々その需要が高まってきている。

【０００３】ところで、有機電解質電池は、電池が長寿
命なことから、耐食性、機械的強度に優れたステンレス
板を母材とした金属材料からなる封口板やケース等の構
成部品から構成されている。これらステンレスを母材と
する構成部品は、その片面、もしくは両面にニッケルメ
ッキが施されている。これら構成部品は、ステンレス板
にニッケルメッキが施されて所定の形状に加工される
か、もしくは、所定の形状に加工され後、バレルによる
ニッケルメッキを施して使用される。

【０００４】しかしながら、ステンレスを母材とする構
成部品は、ステンレス自体の材料費が高く、それに加
え、ニッケルメッキの表面に生成する不導態化膜を均一
に取り除く等の処理が煩雑なため、メッキコストが非常
に高くなる。

【０００５】そこで、安価な鉄を母材とした構成部品も
使用されている。この構成部品においては、鉄板の両面
にニッケル箔が加圧され加熱処理により一体化した鉄−
ニッケルクラッド材や、鉄板の両面に数ミクロンのニッ
ケルメッキを施し、これを熱処理して鉄−ニッケル合金
層を形成し、その上に再びニッケルメッキを施した材料
が加工されて使用されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、鉄−ニ
ッケルのクラッド材は、ニッケル箔を製造しその後にク
ラッドする工程を取るため、高価な材料となる。また、
鉄板の両面に数ミクロンのニッケルメッキを施し、これ
を熱処理して鉄−ニッケル合金層を形成し、その上に再
びニッケルメッキを施した材料は、比較的安価ではある
が、電池構成部品の形状によって、その加工時にニッケ
ルのメッキ層にクラックが入り、鉄−ニッケル合金層の
鉄が大気中の水分等と反応して鉄錆が発生し、商品イメ
ージの低下や、電池の性能や寿命の低下を招く結果とな
ってしまう。

【０００７】したがって、本発明は、このような従来の
事情に鑑みて提案されたものであり、材料コストが安価
で、かつ耐食性に優れた有機電解質電池を提供すること
を目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的を達成した本発
明に係る有機電解質電池は、正極活物質と負極活物質と
がセパレータを介して有機電解質とともに容器内に収納
されてなる有機電解質電池において、上記容器を構成す
る構成部品の少なくとも１つが鉄板を母材とし、その両
面に銅のメッキ層とニッケルのメッキ層がこの順に積層
されてなる複合材よりなることを特徴とする。

【０００９】本発明に係る有機電解質電池においては、
金属材料からなる構成部品が鉄板を母材とし、その両面
に銅のメッキ層とニッケルのメッキ層がこの順に積層さ
れてなることから、構成部品の加工時において、銅のメ
ッキ層がクッション材の役割を果たしてニッケルのメッ
キ層にクラックが生じるのを防止する。また、本発明に
係る有機質電解質電池においては、銅のメッキ層によっ
て、良好なニッケル層が形成される。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を適用したコイン形
リチウム電池の実施の形態について図面を参照しながら
説明する。なお、本発明は、本実施例に限定されるもの
ではないことは言うまでもない。

【００１１】本発明を適用したコイン形リチウム電池１
は、リチウムまたはリチウム合金を負極活物質とし、二
酸化マンガン、フッ化黒鉛等を正極活物質とし、有機溶
媒を電解液として用いる電池である。コイン形リチウム
電池１は、図１示すように、先ず始めに、二酸化マンガ
ンやフッ化黒鉛を、導電材、結着材とともに混合し、ペ
レット状に成形してなる正極合剤２が正極缶３内に収容
される。その上にセパレータ５を置き、電解液が注入さ
れる。続いて、リチウム又はリチウム合金をディスク状
に成形してなる負極活物質４がセパレータ５の上に置か
れて、負極カップ６と正極缶３とが、封口ガスケット７
を介してかしめられることで電池が密封されている。

【００１２】このようなコイン形リチウム電池１におい
て、負極カップ６は、図２に示すように、鉄板１０を母
材とし、この両面に銅のメッキ層１１を形成され、その
上にニッケルのメッキ層１２が形成された金属材料が所
定形状に加工されて使用される。

【００１３】通常、負極カップ６は、所定厚のステンレ
ス板に片面ニッケルメッキを施した材料を用い、しごき
が強い多段階のプレス行程で作られる部品である。その
ため、そのしごきの強い箇所では、ニッケルメッキにク
ラックが入ることがある。母材がステンレス板の場合に
は、このクラックから錆が発生することはないが、母材
に鉄板を用いた場合には、鉄が大気中の水分等と反応し
て鉄錆が発生する。

【００１４】そこで、上述した負極カップ６において
は、ニッケルのメッキ層１２の下に銅のメッキ層１１が
設けられた金属材料を使用している。この金属材料は、
柔らかい金属である銅のメッキ層１１がプレス行程時の
クッション材の役割を果たし、ニッケルメッキのクラッ
クの発生を防止し、母材に鉄板１０を用いても耐食性に
優れた負極カップ６を供給できる。また、上述した金属
材料においては、鉄板の母材に銅メッキを施した後、ニ
ッケルメッキが施されるため、銅のメッキ層１１がスト
ライクの役割を果たし、良好なニッケルメッキ層１２が
容易に形成される。よって、この金属材料は、通常のニ
ッケルメッキのみと比較しても、同等のメッキコストで
できる。

【００１５】また、上述の説明では、鉄板１０に銅のメ
ッキ層１１とニッケルのメッキ層１１とがこの順に形成
された金属材料を所定の形状に加工し使用したが、鉄板
１０を所定の形状に加工した後、銅のメッキ層１１とニ
ッケルのメッキ層１２をこの順に形成して使用してもよ
い。

【００１６】なお、これら金属材料からなる構成部品に
は、封口板や電池ケースなどのいずれにも使用すること
ができるが、特にしごきが強い多段階のプレス工程によ
り作製される負極カップ６などの構成部品において効果
が高い。

【００１７】

【実施例】以下、上述したリチウムコイン形電池の実施
例について図面を参照して具体的に説明する。

【００１８】実施例１ まず、二酸化マンガンを主成分とする混合物を加圧成型
することで正極合剤２を作製し、この正極合剤２を、所
定厚のステンレス板の片面にニッケルメッキを施した正
極缶（正極端子）３内に収納した。

【００１９】また、所定厚の鉄板１０の両面に厚さ１μ
ｍ銅の銅メッキを施し、その上に厚さ３．５μｍのニッ
ケルメッキを施して鉄板１０、銅のメッキ層１１、ニッ
ケルのメッキ層１２からなる金属材料を作製し、これを
所定の形状に加工して負極缶６とした。そして、リチウ
ム金属をディスク状に成形することで負極活物質４を作
製し、この負極活物質４を、上記負極缶（負極端子）６
に収納した。

【００２０】そして、上記正極合剤２、負極活物質４を
ポリプロピレン製のセパレータ５を間に挟んで積層し、
正極缶３と負極カップ６をポリプロピレン製のガスケッ
ト７を介してかしめることでコイン形リチウム電池（外
径２０．０ｍｍ、高さ３．２ｍｍ）を作製した。

【００２１】実施例２ 鉄板１０をプレス加工した後、バレル方式で銅のメッキ
を施し、その上にニッケルメッキを施して負極缶６を作
製した。この負極缶６を用いた以外は実施例１と同様に
してコイン形リチウム電池を作製した。

【００２２】比較例１ 鉄板の両面にニッケル箔を加圧し、加熱処理により一体
化したクラッド材をプレス加工し負極缶６を作製した。
この負極缶６を用いた以外は実施例１と同様にしてコイ
ン形リチウム電池を作製した。

【００２３】比較例２ 鉄板の両面に数ミクロンのニッケルメッキを施し、これ
を熱処理して鉄−ニッケル合金層を形成し、その上に再
びニッケルメッキを施した材料をプレス加工して負極缶
６を作製した。この負極缶６を用いた以外は実施例１と
同様にしてコイン形リチウム電池を作製した。

【００２４】比較例３ 鉄板をプレス加工した後、バレル方式でニッケルメッキ
を施して負極缶６を作製した。この負極缶６を用いた以
外は実施例１と同様にしてコイン形リチウム電池を作製
した。

【００２５】比較例４ ステンレス板の片面にニッケルメッキを施した材料をプ
レス加工し、負極缶６を作製した。これを用いた以外は
実施例１と同様にしてコイン形リチウム電池を作製し
た。

【００２６】以上のようにしてそれぞれの電池を５０個
づつ作製し、温度６０℃、相対湿度９０％環境下で保存
し、１０日後、２０日後、３０日後、４０日後での負極
カップ６の錆発数を調べた。使用した負極カップ６の種
類とあわせてその結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】表１に示すように、鉄板１０の両面に銅の
メッキ層１１とニッケルのメッキ層１２が形成された金
属材料からなる負極カップ６を使用した実施例１と実施
例２では、ステンレス板の片面にニッケルのメッキが施
された金属材料からなる従来使用されていた比較例４と
同等の耐食性が得られる。

【００２９】また、実施例１と実施例２に見られるよう
に、負極カップ６としては、鉄板１０を母材としてこの
両面に銅のメッキとニッケルメッキとを施した後に所定
形状に加工されたものを使用しても、もしくは、鉄板を
所定の形状に加工した後に銅のメッキとニッケルメッキ
とを施されたものを使用しても同じ耐食性の効果が得ら
れる。銅のメッキ層１１は、プレス工程時においてクッ
ション材の役割を果たすため、ニッケルのメッキ層１２
にクラックを発生させることがない。

【００３０】一方、鉄板にニッケル箔を加圧して加熱処
理により一体化されたクラッド材を用いた比較例１にお
いても実施例と同様な耐食性が得られるが、クラッド材
が高価なため、材料コストがかかり好ましくない。

【００３１】また、鉄板の両面に数ミクロンのニッケル
メッキを施し、これを熱処理して鉄−ニッケル合金層を
形成し、その上に再びニッケルメッキ層を形成した材料
をプレス加工して用いた比較例２は、４０日保存後で合
計１７個負極カップ６に錆が発生した。また、鉄板をプ
レス加工した後、バレル方式でニッケルメッキ層を形成
して用いた比較例３は、４０日保存後で合計１１個負極
カップ６に錆が発生した。なお、プレス加工した後、バ
レル方式でニッケルメッキをしたにもかかわらず負極カ
ップ６に錆が発生した原因は、電池を密封するためのか
しめにおいて、負極カップ６のニッケルメッキにクラッ
クが生じたためと推察される。

【００３２】上述するように、鉄板１０を母材とし、こ
の両面に銅のメッキ層１０が形成され、その上にニッケ
ルのメッキ層１１が形成された金属材料からなる負極カ
ップ６を使用した場合には、従来のステンレス板にニッ
ケルメッキ層が形成された金属材料を使用する場合と比
較すると、材料コストが１／３〜１／４で、かつ、ほぼ
同等の耐食性が得られる。

【００３３】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明では、有機電解質電池の封口板やケースなどの容器を
構成する構成部品として、鉄板を母材としこの両面に銅
のメッキ層が形成され、その上にニッケルメッキ層が形
成された複合材からなるものを使用することにより、銅
のメッキ層がニッケルメッキのクラック防止に優れた効
果を発揮し、安価で、かつ、耐食性に優れた有機電解質
電池が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したコイン型リチウム電池の断面
図である。

【図２】同コイン形リチウム電池の要部断面図である。

【符号の説明】

１ コイン型リチウム電池、２ 正極合剤、３ 正極
缶、４ 負極活物質、５セパレータ、６ 負極カップ、
７ 封口ガスケット、１０ 鉄板、１１ 銅のメッキ
層、１２ ニッケルのメッキ層、

フロントページの続き (72)発明者 山田 弘幸 福島県郡山市日和田町高倉字下杉下１番地 の１ 株式会社ソニー・エナジー・テック 内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正極活物質と負極活物質とがセパレータ
   を介して有機電解質とともに容器内に収納されてなる有
   機電解質電池において、 上記容器を構成する構成部品の少なくとも１つが、鉄板
   を母材とし、その両面に銅のメッキ層とニッケルのメッ
   キ層がこの順に積層されてなる複合材よりなることを特
   徴とする有機電解質電池。
2. 【請求項２】 負極缶が上記複合材よりなることを特徴
   とする請求項１記載の有機電解質電池。