JPS5966053A - 電極端子の接触方法及び電気化学電池 - 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】 本発明は電極と電極端子との端子接触に関するものであ
って、より具体的には非水性のエアゾール型電池容器内
のスパイラル状に巻いた電極に関するものである。

特に非水外電／ｍ　（ｎｏｎ　−ａｑｕｅｏｕｓ　ｃｅ
ｌｌｓ　）に於て、電極と電極の端子としての働きをす
る電池容器の部分とを端子接触させることは、公知の幾
つかの方法によって一般的に行なわれていることである
。

その最も一般的なものとして電極を端子と直接に溶接す
るか又は導電性、の、タブ若しくはワイヤ奇弁して溶接
する方法がある。もう１つの一般的な方法は、電極材料
と電池の金属容器の一部との間に直接圧力を加えて接触
させるものであり、例えばリチウムの如き金属電極の場
合番こあっては加えられた力によって圧縮状態で接触す
る結果、冷間圧接（ｃｏｌｄ　ｗｅｌｄｉｎｇ）　シた
ことになる。電極をスパイラル状に巻いた構造の電池に
於ては、そのように圧縮状態で接触させることは信頼性
の面で問題があるから、溶接によって接続している。然
し乍ら、端子を溶接によって接続することは製造」−程
を追加することになりコスト高となる。史に溶接部は好
ましくない腐食を特に生じ易い。

本発明め目的は加圧密封する電池に於て電極と端子とを
経済的計つ確実に接続する方法及びその採番こして作ら
れた電池を提供することにある。

本発明のもう１つめ目的は、エアゾール型構造でスパイ
ラル状に巻いた電極構造の非水性電気化学電池の製造に
前記方法を用いることにある。

本発明の上記目的、その他の目的、特徴及び利点につい
ては以ドの記載並びに図面から、より一層明らかになる
であろう。

本発明は電気化学的電池に於て溶接することなく機械的
な方法（こより電極と端−丁一とを確実に電気的に接続
することのできる方法である。

電極、すなわち陰極を先で大きさに合せて切断するか或
は又、先で大きいめに作り、その一部をスパイラル状に
巻いた電極から土、向きに突設するようにしておく。溶
接にて電極を接続することは通常、より厄介なことであ
るからである。電極は金属か又は導電性の金属基質を含
有し、突出部も同様に金属或は金属含有物から構成し、
端子の接続を効果的に行なうことができるようにしてい
る。

密封するＩ」す、一般的には円筒形の電池容器内に電極
を置いたとき、電極の突出部の位置は電池容器の開１１
端或は密封部分に近い位置となるように電極突出部を配
置する。従って、電池容器端部を内向きに（エアゾール
型シールの場合）にカールすると、突出部かカール先端
部と容器壁との間にとじ込められ１１．つ圧縮力によっ
て支持され、電極と容器とを積極的に電気的に接続する
ことができる。

カール先端部にふた部祠を配備しクリンプして容器を密
トｊすると、電気的な接続状態を機械的に一層強化され
る。他の実施例であって望ましい実施例ではないが、電
極の突出部をカール端部と電池のふた部材との間に収納
しても可い。然し乍ら、電極の突出部（金属基質を伸ば
したもの）かカール先端部とふた部材との間の絶縁物を
貫通しないように、且つ電極の突出部がカール先端部と
ふた部材との完全なシール状態に対し実質的に悪影響を
及ぼすことのないように注意しなければならない。

本発明は端子を所望通り効果的に接触させるために容器
端部を内向きにカールすることが必要であるから、米国
特許第４，１３６，４３８号及び第４．０５２゜５３７
号に開示された内向きのカール端部を備えるエアゾール
型構造の電池容器に好適である。突出部は簡素化のため
に電極と一体にすることが望ましいか、独立した要素を
最初に電極に取り付けておいても可い。

第１図は負極のマスターロール（１）を示している。

スパイラル状に巻いた電池装置に使用するため、マスタ
ーロールは細長く切って幾つかの陰極片（２）ζこする
。

各々の陰極片（２）には一体の突出部或はジョグ（３）
か含まれており、該突出部（３）は陰極片（２）の外側
端部（巻いた時）近くのデめ決められた場所に配置され
る。このよう９こ陰極のマスターロール（［）がらり断
することにより余分な工程を必要とすることｆ、Ｋ　＜
一体構造の突出部（３）を形成し、無駄を最小限に抑え
ることができる。

各陰極片（２）は例えば展開した金属基板の−」ニへ、
電池装置の種類に応じたパウダー（陰極活物質、例工＋
；ｋ　Ｍ１１０２、又は不活性物質、例えばカーボン若
しくはグラファイト）を圧縮成形している。突出部（３
）はパウダーを金属基板の上に着けておくが或は又、パ
ウダーを除去し金属基板を露出させることによって、電
気的に導１ｍシ接続するのである。

突出部（３）の長さは陰極の長さとするが、密封する的
は電池容器の端部の周縁部よりも予め短くし、突出部（
３）が市なり合わないようにするのが望ましい。そうで
ないと機械的接触状態が悪影響を受けるかも知れないか
らである。図面に示す形状の突出部（３）は陰極容量に
幾分損失をもたらすので、最小の容量損失で且つ機械的
に良好な接触をさせるために突出部の長さを最小限に抑
え周縁部の約％とするのが望ましい。

突出部（３）の高さは同様に゛電池容器の端部との関係
から設定され、電極を′電池の中に入れ、密封ｆｉｉＪ
にあっては突出部は容器端部の近傍、望ましくは容器端
部の僅かドに配置するのがよい。

スリットした後、陰極片（２）をスパイラル状に巻き、
第２図に示す「ゼリーロール」の電極構造装置（１０）
を形成する。該電極装置はセパレータ月利（４）と例え
ばリチウムの陽極材料（５）の層を備え、突出部（３）
を「ゼリーロールＪ構造物から」二向きに突設している
。

スパイラル状に巻いた電極構造物（１０）を次に金属電
池容器（６）の中に置き、第３図に示す如く容器（６）
は次にネック部を形成する。第３図では陰極突出部（３
）は電池容器（６）の端部（７）の近傍で端部（７）の
先端部より僅かドの位置にある。然し乍らこのネック部
を形成することは全く選択的なものであり、必要にＪＬ
：　シて形成すれはｉ、ｉＪい。突出部（３）は、電池
容器（６）にネック部を形成する際、端部（７）と垂直
方向（こ接することかできるように予め陰極の所定位置
に配置しておくのが望ましい。電池容器にネック）１＜
を設りない場合、突出部は二股的に陰極片（２）の外側
端部となる。端部（７）を次に電池密封の−−Ｌ程とし
て内向きにカールする。このようにカール端部（７）と
ｒｌｉ　？１ｍ容器壁（８）との間を圧縮することによ
って端部（７）は陰極突１１目１≦をしっかりと捕捉す
る。第４図はそれを詳細にｉＪ”ｙず拡大図である。電
池密封に４′−に於て、端部（７）をカールすると突出
部（３）を１捕捉」することができるように突出部（３
）は端部（７）の先端部分よりドの位置で互いに接する
のが望ましい。

スパイラル状に巻いた１≦ぐ電極は一般的に金属基板（
非水’ｔｔｌの電１１１Ｌにあっては一般的にはニッケ
ル、アルミニウム或はステンレス鋼を展開したもの）か
ら作られているから、端部（７）の先端部分の陰極材料
が既（こ突出部（３）から取り除かれている場合には、
端部（７）の先端部は例えば力・−ボン、二酸化マンガ
ン或は他の粉状物質のよう陰極物質（９）を貫通し、積
極的に機械的且つ電気的に金属基板（１１）と接触させ
るのが望ましい。端部（７）の先端部分はこのように電
気的に接触するけれども、陰極の突出部を支持し且つ電
気的な接触を効果的番こする」二で、端部（７）の先端
部分を緊密にカールするのが望ましい。特に陰極材料（
９）が既に突出部（３）から取り除かれている場合には
このように緊密にカールする必要がある。

第５図に示している様に、電池容器（６）は容器ふた（
１２）によって加圧密封されており、該容器ふた（１２
）はエアゾール型の外拡かりコレットクリンプ（１３）
を具え、陰極突出部（３）を捕捉したノＪ−ル端部（７
）を押して、陰穐と電池の陰極端子としての働きをする
電池容器（６）との機械的且つ電気的な端子接続状態を
一層高めることができる。容器ふた（１２）は例えばポ
リテトラフルオルエチレン、或は他の不活性なホリハワ
ケン化重合体、ポリプロピレン及びポリエチレン等のポ
リオレフィン、ナイロン、ポリウレタン・ネオプレン等
の密封用ノ７スケソト（１４）によっで電池容器（６）
とを電気的に絶縁している。どのガスクー７１へ材料を
用いるかは一般的には電池要素との適合性から決められ
る。密封用ガスケツｌ−＋１４１は電ｌ＋ｌｔを密閉す
ることと電気的に絶縁することとのニーｉ：４’ｊのケ
幾能を果たしている。

このソールは非水性電池に特に必要とされる密閉ｆ’ｌ
を伺ｌｊ、するものであって、大部分の部品はガラス−
金属或はセラミックシールを備えている。

本発明のもう１つの実施例に於て、密封工程中に密封用
ガスケツ）　（１４）とカール端部（７）との間に陰極
突出部を配置する場合、ソールそのものの一部として陰
極突１１−冒’ｄｓ　＋３）をトラップしても６エい。

然し乍ら、陰極材料自体か優れた蜜月用物質でない以−
１−１電池に要求される密封性を得るためには中間にシ
ール用ガスケットを介在させ充分にカールし７なげれば
ならない。

本発明の最も望ましい実施例に於ては電極の形状はスパ
イラル状に巻いたものとしているが、本発明は又、電極
の接触を改良させる−１−で一体構造の突出部を設けた
プレート型或は層状の電極を備えるどの電池装置にも同
様に適用できる。

本発明の電極構造は陰極に用いることが最も実用的であ
るか、同様に陽極に対しても適用することができる。

本発明はどんな電気化学的方法による％２ｔ！＋にも適
用することができるが、Ｌｉ１５０２、Ｌ　ｉ／５ＯＣ
Ｊ’　２及びＬ　Ｉ　７Ｍ　ｎ　Ｑ　２電池の如き圧力
要素或は非圧力要素を備え、非水性の電気化学電池に対
して最も有用である。構造的な完全さを何ら損うことな
くコスト削減することができるため、一般の商業的妥当
性からもかかる電池を提供することは重要性を増す。

ここに記載され図面に示された実施例は単に例示的なも
のであって、特許請求の範囲に規定された本発明の範囲
から逸脱することなく電池要素及び形状に変更を加える
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に好適な形状の電極を切断する望ましい
方法を示す。 第２図は第１図に示す電極を切断しスパイラル状に巻き
つけた横置を示しており、電極巻きつけ中の状態を示す
斜面図である。 第３図は電池容器の一部破断した止面図であって、スパ
イラル状に巻きつけた電池構造物を備える電池容器の電
池密封前の状態を示している。 第４図は電極突出部の拡大断面図であって、電池容器の
端部をカー／ｌ／　Ｌ、電極突出部が囲まれた状態を示
している。 第５図は密封された電池の一部破断じた正面図である。 （２）・・・陰極片　　　　　（３）・・・突出部（５
）・・陽極材料　　　　（６）・・・電池容器（７）・
・電池容器端部　　（９）・・陰極材料（１０）・・・
電極　　　　　　（Ｉ２）・・・容器ふた（１４）・・
・密封用カスケット

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 ■　電気化学電池の電極と外部端子との間を電気的に端
   ｒ・接触する方法に於て、 ａ）電極には導電側の突出部を設け １））−・端か開１−１シた金属電池容器に電極を装填
   して前記電極突出部を開１−１端部近傍に配置しＣ）前
   記開１゛１シた端部を内向きにカールしｄ＞　　＋ｉｌ
   記突出部をカール端部ｌこよって圧着すること（こよっ
   て電極と電池容器との電気的な接触効果を高める ことを特徴とする電極端丁・の接触方法。 ■　電極は電気化学電池の陰極である特許請求の範囲第
   １項に記載の方法。 ■　電極の突出部はカール端部と電池容器壁との間に捕
   捉される特許請求の範囲第１項に記載の方法。 ■　電極の突出部は、カール端部と、カール端部に対し
   て圧縮シールした電池のふたとの間に捕捉される特許請
   求の範囲第１項に記載の方法。 ■　電極はスパイラル状番こ巻いた電極構造である特許
   請求の範囲第１項に記載の方法。 ■　電極を内蔵した金属製の電池容器であって、該容器
   は内向きにカールした端部と、該端部に対して外向きに
   周縁部をカールした電池ぶたとから成る圧力シールによ
   って密封する一方、前記端部と電池ふたとの間には絶縁
   シール手段を配備して絶縁している電気化学電池に於て
   、電極の１つには導電性の突出部を設け、内向きのカー
   ル端部と電池容器との間にてｒｉｉＪ記突出部を圧縮し
   ながら支持することによって電池容器を電極の外部端子
   と成していることを特徴とする電気化学電池。 ■　突出部を設けた電極は電ｉ＋ｈの陰極である特許請
   求の範囲第６項に記載の電池。 ■　絶縁シール手段はポリハロゲン化重合体、ポリオレ
   フィン、ナイロン、ポリウレタン及びネオプレンから構
   成される群がら選択された材料から成る特許請求の範囲
   第６項に記載の電池。 ■　陰極は金属基質」―にパウダーを圧縮成形し、陰極
   の突出部は陽極と一体に成している特許請求の範囲第７
   項に記載の電池。 ■ψ　パウダーはｈ−ボン、グラファイト及びＭｎＯ２
   から構成される群から選択された一種である特許請求の
   範囲第９項に記載の電池。