JPS58112249A - 扁平電池用正極の製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルカリ電池や有機電解質電池などの扁平電
池用正極の製造法に関す名もので、特に厚さ１１ｍ５程
度の超薄形電池の量産を可能にする正極を提供するもの
である。

電子ウォッチ、カメラ、電卓、Ｉ　Ｃメモリ用電源等の
電池応用機器の小型、薄型化に伴い、それらに使用され
る電池においても同様に小型、薄型でかつ高エネルギー
を有し、温度特性や保存特性に優れた電池が要望されて
いる。なかでも電子ウォッチ、液晶電卓等は小型、薄型
化への要求が強く、厚み１１１１１８程度の電池が要求
されている。この種の電池は酸化銀や二価酸化銀電池一
ついてのみ一部でみることはできるが、特に１機械的強
度に優れ　　−た薄型正極の製造や電池組立時の取り扱
い、構成などの点に問題があり、量産化までには至って
いないのが現状である。

一般に、この種小型電池の構造としては、第１図および
第２図に示したような２種類のものがある。第１図は電
池ケース１内の全面に配設した正極２上にセパレータ３
を介して、負極４、ガスケット５、封口板６を載置した
もので、第２図はガスケット５の鍔部内径よりもやや小
径の正極２をケース内底面の中央部に配設し、ガスケッ
トを装着した封口板６とケース１の内底面周縁部とでセ
パレータ３を挾み込むように構成したものである。

前者の構造は電池の厚みが２誌以上の場合に採用され、
それ以下の場合には後者の構造を採用することが多い。

これは以下のような、理由による。

すなわち、上記薄型電池を前者のように構成することは
可能であり、後者に比べ電池の内容積増大に伴う電気容
量の向上−という点で大きなメリ２トを有するが、正極
が薄いために対日時の加重によって正極の割れや変形等
が生じる。また、ガスケット底部の厚みが後者に比べて
さらに薄くなるため、封口強度が弱く耐漏液性に問題が
あるということなどである。

前述両者の構造は、銀イオンの透過をできるだけ防止す
るという目的で、正負両極室を完全にセパレータで隔離
するために、セパレータ周縁部をガスケットとケースの
間に挾み込むように構成されており、いずれにせよこれ
らは電解液がセパレータを伝って漏液しやすいという問
題を有している。前述のようなセパレータの挾み込みは
電池の厚みが薄くなるにしたがって漏液率はますます高
くなる傾向がある。

次に、有機電解質電池においては、先に述べたように厚
みが１１１１８というような薄型電池はまだみられない
が、酸化第二銅（Ｃｕｂ）や硫化鉄（Ｆａｇ）を正極活
物質として用いたものの中に、直径１１．６Ｕ、厚み１
．６　ＷＩＬの薄型電池がある。この電池構造を第３図
に示す。図からも明らかなように、七ノ（短絡を防ぐた
めに２枚重ねにし、しかも周縁部を折ｐ曲げて凹状に加
工したものを使用している。

このセパレータ周縁部の折り曲げは金型で加工できるが
、電池の厚みが１ｍｌになると、その分短く加工しなけ
ればならない。それに伴って２枚のセパレータが剥離し
やすく作業性が悪くなってぐる。またセパレータのずれ
によって内部短絡が発生する原因にもなる。セパレータ
が剥離しないように、その周縁部を折り曲げと同時に熱
溶着を施した場合は、電解液を注液した際に、２枚のセ
パレータ間に気泡が溜まり、電池の電気的な特性に支障
をきたす欠点を有する。さらに、２枚のセパレータ３ａ
　、ｓｂを第４図のように構成した場合には１周縁部を
折り曲げていない方のセパレータ３ａの位置決めが難し
く、またずれ等の問題が残る。

正極については、粉末状の正極合剤を電池１個に必要な
分量す゛つ秤量し、これを加圧成形してペレット状にす
る作業が行われていたが、非常に量産性が悪いという欠
点がある。電池の厚みが１１１８の場合、正極の厚みと
しては約ｏ、ａｍ前後となり、ペレットの機械的強度も
極めて弱く、取シ扱う際に崩れてしまうことが多い。こ
の場合、結着剤を多く混入させることによって、ペレッ
トの崩れに対して効果はみられるが、ペレットが薄いた
めに十分とはいえない。正極を補強するために金属製の
ネット、エキスパンデッドメタル、パンチングメタルな
どを所定寸法に打ち抜き、これに正極合剤を加圧成形す
る例もあるが１作業性が悪く量産には適していない。

以上のように、厚み１ｍという薄型電池に関して１種々
の、検討がなされているが、いずれの場合においても信
頼性、量産性などに問題を残している。

本発明は、前述のような欠点をすべて除去するもので、
量産に適し、か、つ高信頼性の優れた薄型電池を与える
正極の製造法を提供するものである。

すなわち本発明は、長尺帯状の多孔性金属支持体とセパ
レータとの間に正極合剤を圧着してシート状にし、これ
を個々の電池の寸法に合うよう打ち抜くことを特徴とす
る。

以下、本発明を実施例により説明する。

第５〜６図は正極ペレットを得るまでの過程を示す。７
は酸化第二銅と導電材のアセチレンブラックと結着剤の
ポリ４フツ化エチレンの水性ディスパージョンをそれぞ
れ重量比で１００：３：９の割合に混合し、混練した合
剤である。この合剤を正極の補強と集電とを兼ねた多孔
性金属支持体。

この例ではニッケル製のエキスパンデッドメタル８にロ
ーラ９，１ｏにより充填する際に８支持体８と反対側の
面にポリプロピレン製の多孔性フィルムからなるセパレ
ータ１１を同時に圧着させるのである。

この方法によって、正極合剤をその支持体およびセパレ
ータとで挾み込んだシート状のものとして容易に、しか
も連続して得ることができるので。

後の組立作業においては取り扱いが容易であり。

工程も簡略化できるなどの利点がある。

なお、正極合剤を上記支持体８を用いずに、セパレータ
１１に充填することも試みたが１次に述べる打抜作業工
程で合剤が脱落してしまうために、支持体は必要である
。

第６図は前述のようにして得られたシート状の極板１２
″を打ち抜き金型１３．１４によって所定の寸法に打ち
抜いて正極ペレット１５を得る工程を示す。

本発明によれば、従来のように粉末状の正極合剤を秤量
した後、加圧成形してペレット状にする作業に比べて、
極めて効率的である。さらに、セパレータが予め層状に
圧着、形成されているので。

従来のような位置決めやずれ等の問題が解消され、作業
、効率を一層向上させることができる。

以上のようにして得られた正極ペレットを用いて、厚み
１謳、直径ｅ、６ｍの電池を組み立てたときの断面図を
第７図に示した。

ここで、７は酸化第二銅を活物質とする正極。

８はその補強と集電とを兼すた支持体、１１はシート状
電極を製造する際、同時に圧着、形成させ一僕おいたセ
パレータ、１６は周縁部を折り曲げてである。１８．１
９はそれぞれケース、封目板で、０．１５１１ａｌ厚の
ステンレス鋼の外表面にニッケルメッキを施したものか
らなっている。２ｏはポリプロピレン製のガスケットで
ある。なお、電解液は炭酸プロピレンと１−．２−ジメ
トキシエタンを１＝２の容量比に混合したものに１モル
／１の過塩素酸リチウムを溶解させたものを使用した。

上記の例では、多孔性支持体としてエキスパンデッドメ
タルを用いたが、ネットやパンチングメタルなど耐電解
液性のものを用いることができ、セパレータとしても不
織布などを用いることができる。また、正極活物質も酸
化銅に限らず、二酸化マンガン、酸化銀、フッ化炭素な
どを用いるアルカリ電池や有機電解質電池の正極に適用
することができる。

以上のように本発明によれば、従来のように正極の割れ
、脱落等やセシくレータの位置決めやずれ等の問題が生
じることもなく、作業性の向上や作業工程の簡略化ある
いは工程管理を容易にすることができるので、非常に量
産に適しておシ、しかも極めて信頼性の高い超薄型電池
を提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１〜３図は従来例の電池の要部を断面した側面図、第
４図は正極に対するセパレータの組合せ例を示す断面図
、第６図および第６図は本発明により正極ペレットを得
る工程の例を示す図、第７図は本発明によシ製造される
正極を用いた超薄型電池の例における要部を断面にした
側面図である。 ７・・・・・・正極合剤、８・・・・・・支持体、１１
・・・・・・セパレータ、１６・・・・・・ペレット。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ａｌ
１図 第３図 第４図 １６　　図 ５ ＊７図 １　Ｖｌｌ　ｌグ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 正極合剤を帯状の多孔性金属支持体およびセパレータの
   間に圧着してシート状にし、これを所定寸法に打ち抜く
   ことを特徴とする扁平電池用正極の製造法。