JPS5924490B2 - 偏平型電池 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、偏平に形成されるとともに、集電体がセパ
レータを介して対向する極の表面の中央付近に部分的に
近接あるいは当接しているような構造の偏平型電池に関
する。

一般に、電池は、その使用目的に応じて種々の構造形態
が採られる。

この場合、ある使用目目に適応させるための必要性によ
つて採用されている構造が、電池そのものの性能に必ず
しも好結果をもたらすとは限らず、むしろそのために電
池の性能に新たな障害をもたらすこともある。また、あ
る特性を得るための構成が、別の障害発生の要因となる
こともある。例えば、第１図に示す密閉式アルカリ電池
では、精密な小型電子応用機器への用途に適応させるた
めに偏平なボタン型に形成され、さらに滲出力の強いア
ルカリ電解液の漏液を確実に阻止する必要から、次のよ
うに構成されている。

すなわち、同図に示すように、陽極端子を兼ねる金属ケ
ース１の封口部１ａの中央に透孔を設サ、この透孔に電
気絶縁性シール材２を介・して陰極、端子を兼ねる金属
集電棒３を保持しをいる。他方、上記金属ケース１内に
は、陽極４ａ）セパレータ４ｂおよび陰極４ｃを層状に
重ねてなる発電要素４が内填され、陽極４ａが上記金属
ケース１に内接し、また陰極４ｃが皿状金属集電板５の
外側底面に接触している。そして、その皿状金属集電板
５は、その内底面側にて、上記集電棒３のケース内突出
端３ａに溶接接合され、この溶接された状態にて、その
上方開口端部５ａが、上記封口部１ａと陰極４ｃとを絶
縁隔離する環状パッキン２ａを押圧し、これによつて、
陰極端子側を二重にシールして必要な耐漏液性能を得て
いる。しかし、このように構成したことにより、第１図
に示すように、上記集電板５は、セパレータ４ｂを介し
て対向する陽極４ａの表面の中央付近に部分的に大きく
近接するようになる。

場合によつては、上記集電板５の外側底面がセパレータ
４ｂを介して陽極４ａの表面に当接する構造になるこ験
もある。ところが、本発明者らが知得したところによる
と、上述の偏平型電池のように、一方極の集電体がセパ
レータを介して対向する他方極表面の中央付近に部分的
に近接あるいは当接した電池では、その近接あるいは当
接した部分のセパレータの劣化が他の部分よりも促進さ
れ、このことが電池の充放電特性や保存性能等に悪影響
を与えていることが判明した。

例えば、第１図に示した電池ではセパレータ４ｂが集電
板５によつて陽極４ａの表面に圧接された場合は、その
圧接された部分でのセパレータ４ｂの酸化による劣化が
加速されることが確認された。また、上記集電板５がセ
パレータ４ｂを介して対向する陽極４ａの表面に近接あ
るいは当接していると、陰極と陽極間の電気的距離が不
均等になり、このことが充放電特性の改善を妨げる大き
な要因となつていた。さらに、陰極４ｃが亜鉛、鉄、リ
チウム等を使用したものである場合は、充電によつて集
電板５と陽極４ａ間距離が短い部分あるいはその近辺に
てデンドライトが生長しやすく、これにより内部短絡の
危険性を増していた。このような現象は、普通の一次電
池でも現われるが、２次電池、特に酸化銀電池やリチウ
ム電池等において顕著である。この発明は、以上のよう
な知得に基づいてなされたもので、その目的とするとこ
ろは、一方極の集電体がセパレータを介して他方極表面
の中央付近に部分的に近接あるいは当接する偏平型電池
において生じる、前述した如き問題を解決して、保存性
能および充放電特性を一層向上させた電池を提供するこ
とにある。

ここで、本発明者らは、一方極の集電体がセパレータを
介して対向する他方極表面の中央付近に部分的に近接あ
るいは当接する電池において、そのセパレータの部分的
劣化を阻１Ｆし、また充放電特性を改善するには、その
セパレ・一タの部分にイオン透過性の少ない、好ましく
は全くない絶縁物質層を設けることが非常に有効である
ことを知得したのである。

すなわち、この発明は、上記集電体と他方極表面との近
接あるいは当接部分に絶縁物質層を介在させることを特
徴とするもので、以下その実施例を図面を参照しながら
詳述する。第２図は、この発明による電池の一実施例を
示したもので、この電池は、偏平ボタン型の酸化銀電池
である。このものは、封口部６、発電要素７、および金
属封底ケース部８より購成されている。封口部６は、同
図に示すように、陽極端子を兼ねる皿状金属封口板６１
に、鉄−ニツケル合金で一体に作られた陰極端子を兼ね
る金属集電棒６２を貫通させるとともに、この集電棒６
２を上記封口板６１の中央に設けた透孔に貫通させ、そ
の間をハーメチツルシール材６３で塞ぐことにより上記
集電棒６２を絶縁およびシール状態で保持している。こ
の集電棒６２の内部貫通端６２ａには、皿状の金属集電
板６４が電気溶接されている。さらに、この金属集電板
６４は、その開口端６４ａが、上記封口板６１の内側に
配設されたポリエチレン等の電気絶縁性でかつ弾力性の
ある材質からなる環状パツキン６５を押圧し、これによ
り上記ハーメチツクシール部を発電要素７から隔離密閉
している。発電要素７は、上記封口部６と上記封底ケー
ス部８とが一体となつて形成する電池ケース９内に、ペ
レツト状に固化形成された陽極７１、セパレ・一タ７２
、および陰極７３を積層状態で装填したものである。そ
して、陽極７１は、上記封底ケース部８の内側面に接触
し、また陰極７３は、上記環状パツキン６５によつて陽
極端子を兼ねる封口部６から絶縁隔離される一方、上記
集電板６４を介して陰極端子を兼ねる集電棒６２に電気
的に接触されている。ところで、以上のように構成され
た密閉型酸化銀電池は、第２図にも示すように、上記金
属集電板６４の外側底面６４ｂがケース９の内部に大き
く迫り出て、セパレータ７２を介して対向する陽極７１
の表面の中失付近に部分的に近接した状態になつている
。

しかし、その近接した集電板６４と陽極７１間のセパレ
ータ７２上には、その近接した部分およびその周辺に若
干広がつた部分にて集電板６４の舛側底面６４ｂと対向
するように、絶縁物質層１０が設けられている。

この絶縁物質層１０は、絶縁性の塗膜あるいはポリエチ
レン等の絶縁フイルムによつて形成することができる。
この実施例では、上記集電板６４とセパレータ７２との
間に若干の間隙が残つているが、上記集電板６４がセパ
レータ７２を介して対句する陽極７１の表面に当接する
ような場合も、上述した如き絶縁物質層１０を設けるこ
とは同じである。第３図は、この発明の他の実施例を示
したもので、第２図の場合との相違について述べると（
共通部分には同符号を付す。

）、金属集電板６４は、セパレータ７２をその下の陽極
７１の表面に圧接しているが、このような場合も、その
セパレータ７２の下に、部分的な絶縁物質層１０を設け
ておくと、セパレータ７２が圧接されて部分的に劣化が
進むことが防止される。なお、第３図に示すように、絶
縁物質層１０に加えて、電解液吸質層１１をセパレータ
７２に積層してもよい。

第４図Ａ，ｂは、さらに別の実施例を示したもので、前
述の絶縁物質層１０は、同図ａに示すように、２枚のセ
パレータ７２，７２に挟み込んで配設してもよく、また
同図ｂに示すように、セパレータ７２の両側面に設けて
もよい。

さて、以上のようにして、一方極の集電体がセパレータ
を介して対向する他方極表面の中央付近に部分的に近接
あるいは当接する偏平型電池において、上記集電体と他
方極表面との近接あるいは当接部分に絶縁物質層を介在
させると、前述したように、そのセパレータの部分的劣
化が効果的に防止されて保存性能などが大幅に向上し、
また充放電特性も改善されるのである力ζこのことは、
以下に示す試験結果からも明らかであろう。

（１）電池を温度６０℃で２ケ月間貯蔵した後の放電容
量の劣化率を示す。 ｎ＝１０ケ従来品 ４０％ 本発明品 １１％ （２）電池を０．１ｃで放電し、続いて１．８の定電圧
で２４ｈｒ充電する。

これを繰り返し、放電５０回目の放電容量の第２回目の
放電容量に対する劣化率を求めた。従来品 ６３％ 本発明品 ２．８％ 以上のように、この発明による偏平型電池は、偏平に形
成されるとともに、一方極の集電体がセパレータを介し
て対向する他方極表面の中央付近に部分的に近接あるい
は当接するものにおいて、上記集電体と他方極表面との
近接あるいは当接部分に絶縁物質層を介在させることに
より、セパレータの部分的劣化の進行が防止されて保存
性能が高められ、また極間の電気的距離が均等化されて
放電特性が改善される等の効果を得ている。

【図面の簡単な説明】

第１図は、従来の電池の一例を示す断面図、第２図はこ
の発明による電池の一実施例を示す断面図、第３図は他
の実施例を示す断面図、第４図Ａ，ｂはさらに別の実施
例をそれぞれ示す要部断面図である。 ６４・・・・・・集電板、７１・・・・・・陽極、７２
・・・・・・セパレータ、７３・・・・・・陰極、１０
・・・・・・絶縁物質層。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 一方極の端子を兼ねる偏平な金属製電池ケースにア
   ルカリ電解液を使用する発電要素を内填して、該発電要
   素の一方の極を該ケースに接触させるとともに、他方の
   極を皿状集電板の外側面に接触させ、該皿状集電板の内
   側面を該ケースの内外を貫通し且つハーメチックシール
   材を介して該ケースから絶縁されて保持されている他方
   極の端子を兼ねる集電棒に溶接接続してなる電池におい
   て、該皿状集電板と他方極表面とが中央付近でセパレー
   タを介して部分的に近接あるいは当接する部分に該集電
   板外側面と対向するように絶縁物質層を介在させ、この
   ことにより極間の電気的距離をほぼ均等化させてなるこ
   とを特徴とする偏平型電池。