JPS60212957A - 非水電解質電池の製造方法 - 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】 〔技術分野〕 この発明はリチウム、ナトリウムなどのアルカリ金属を
負極活物質とする非水電解質電池の製造方法に関する。

〔技術的背景〕

この種の電池では、リチウム、ナトリウムなどのアルカ
リ金属からなる板状物を負極とし、これをその粘着性を
利用してボビン型電池では金属容器の内面にまたボタン
型電池では金属封目板の内面にそれぞれ圧接し、これに
より負極と負極端子を兼ねる金属容器または金属封口板
との密着性を良くしている。

ところが、上記リチウム、ナトリウ１１などのアルカリ
金属からなる板状物は従来市販品をそのまま使用してお
り、この市販品は入蒲した時点ですでにその表面がリチ
ウムなどのアルカリ金属の酸化物、水酸化物、窒化物お
よび炭酸塩などの皮膜で覆われているため、これを上記
の如くそのまま金属容器または金属封口板に圧接しても
充分な密着性が得られず、また仮に製造当初にある程度
の密着性が得られても貯蔵後に剥離してくるという問題
があった。その結果、負極と負極端子との間の電気的接
触が充分に保たれず、電圧低下などの動作不良をおこす
欠点があった。

このため、金属容器または金属封目板と負極との密着性
をよくする手段として、特公昭５２−６４４５号公報に
記載されているように、リチウム金属板の如き負極の表
面を覆っている前記皮膜を研磨によって取り除くことが
行われている。しかしながら、このような研磨による皮
膜の除去方法においては、多量のしかも非常に活性の高
い金属粉が飛散することになるので、作業上危険を伴う
おそれがあり、このような研磨手段を工業的に取り入れ
るにはやや難点がある。

〔発明の目的〕

この発明の目的は、上記観点から、リチウム。

ナトリウムなどのアルカリ金属からなる板状物と負極端
子を兼ねる金属容器または金属封目板との間の電気的接
触状態を、前述の如き危険性を伴うことなく、工業的に
簡単な手法にて改善し得、これにより貯蔵後も電圧低下
などの動作不良をきたさない放電特性良好な非水電解質
電池を得ることのできる方法を提供することにある。

〔発明の概要〕

この発明者をは、上記の目的を達成するための広範囲の
実験検討の過程で、酸化物、水酸化物などの皮膜を有す
る市販のリチウム金属板における上記金属容器などの内
面に圧接させるべき面に切り込みを形成し、これを電池
内に収納するようにしたところ、上記切り込みによって
金属板表面の前記皮膜が破断されるため、この部分から
金属板内部の活性なリチウム金属が金属容器などへの圧
接時に表面側に圧出されることによって金属容器などと
の密着性に非常に好結果が得られるものであることを知
り、この知見をもとにしてこの発明をなすに至った。

すなわち、この発明の要旨は、リチウム２ナトリウムな
どのアルカリ金属からなる板状物の一面側に複数個の切
り込みを形成し、この切り込み形成面側が負極端子を兼
ねる金属容器または金属封口板の内面と接触するように
上記板状物を上記内面に圧接させて負極を構成すること
にある。

以下、この発明を、塩化チオニルの如きオキシカルボニ
ル化合物を電解液の溶媒および正極活物質としたボビン
型の非水電解質電池の製造方法を例にとって、図面に基
づいて詳しく説明する。

第１図はこの発明の製造方法によって得られた井水電解
質電池の一例を示すものである。

この図において、ｌは負極端子を兼ねるステンレス鋼の
探しぼり加工缶よりなる金属容器、２はリチウム、ナト
リウムなどのアルカリ金属からなる負極、３はガラス繊
維不織布の如きセパレータ、４はアセチレンブラックに
結着剤としてポリテトラフルオルエチレンを添加して成
形した炭素多孔質成形体の如き正極、５はステンレス鋼
製の正極集電体、６はステンレス鋼などよりなる金属蓋
で、この金属蓋６の外周は金属容器１の開口部内周面と
溶接され、また金属蓋６の内周側にはガラスシール７が
形成されこのシール７にあらかじめ溶着されてなる金属
パイプ８から電解液を注入したのち、正極集電体５と金
属パイプ８とを溶接して電池内部が密閉構造とされてい
る。

上記電解液はリチウムアルミニウムクロライド（Ｌ　ｉ
　Ａ　ｉ　Ｃｌ　ａ　）の如き電解質を塩化チオニル（
ＳＯＣＩ□）や塩化スルフリル（ＳＯａＣ］）などのオ
キシハロゲン化物に溶解させてなるものであり、上記オ
キシハロゲン化物は電解質の溶媒の役割とともに正極活
物質としての作用を果すものである。

なお、第１図中、９は前記セパレータ３と同質の材料で
構成されて金属容器１の底面と正極４とを隔離するため
の底紙、１ｏは上記セパレータ３と同質の材料で構成さ
れて正極４の上面にｉｔ！ａｆされた上紙である。

上記電池において金属容器１の内面に配設された負極２
は、第２図および第３図に示すように、市販のリチウム
、ナトリウムなどのアルカリ金属からなる板状物２０の
一面２０Ａ側に複数個の切り込み２００を形成し、この
切り込み形成面２゜Ａ側が金属容器１の内面と接触する
ように、ｌ−配板状物２０を圧接棒ＩＩにより金属容器
ｌの内向に所定圧で圧接させたものである。つまり、上
記切り込み２００の形成によって板状物表面の酸化物な
どの皮膜が破断されるとともに、この部分から板状物内
部の活性なリチウム、ナトリウムなどのアルカリ金属が
圧接棒１１による加圧によって切り込み内壁の左右に押
し広げられながら板状物２０の表面側つまり金属容器１
の内面側に圧出され、この圧出された活性なリチウム、
ナトリウムなどのアルカリ金属が上記内面と強固に密着
する構成となっている。

なお、上記切り込み２００の切り込み方向としては、切
り込み内部の活性なリチウム、ナトリウムなどのアルカ
リ金属を圧接棒によって表面側に圧出しやすくする観点
から、第２図および第３図に示すように、圧接棒１１に
よる加圧方向に対して直角方向に形成するのが好ましい
。また、切り込み２００の深さとしてはボビン型電池に
おける板状物の通常厚み約１１に対して一般に約０．１
〜０．５龍とするのが好ましいが、板状物の形状が維持
されれば部分的に反対側まで切れていてもよい。

切り込み２００の幅としては通常０．２〜１．　Ｏ＊ｍ
程廣、切り込み２００間の間隔としては一般に１〜３−
醜程度であるのがよい。

なおまた、上記例はボビン型電池の場合であるが、ボタ
ン型電池における負極の構成としては、圧接密着させる
べき対象が金属封目板で、リチウム、ナトリウムなどの
アルカリ金属からなる板状物の厚みが約０．４〜０．５
　ｍ程度と薄くなる以外は同じであり、切り込みの深さ
２幅および間隔についても前記同様である。

〔発明の効果〕

上記説明にて明らかなように、この発明ではリチウム、
ナトリウムなどのアルカリ金属からなる板状物に複数個
の切り込みを形成し、これにより酸化物などの表面皮膜
を破断して内部のリチウム。

ナトリウムなどのアルカリ金属を上記切り込み部から表
面側に圧出させ、これを負極端子を兼ねる金属容器また
は金属封目板に密着させるようにしているから、板状物
と金属容器との充分な密着強度が得られる。

しかも、このように単に切り込みを入れるだけで密着強
度の改善を図れるため、前記従来の如き金属粉の飛散に
起因した危険性は全くなく、上記簡単な手法にて負極と
金属容器または金属封口板との間の電気的接触状態が大
きく改善された貯蔵後でも電圧低下などの動作不良をき
たさない放電特性良好な非水電解質電池を得ることがで
きる。

〔実施例〕

以下に、この発明の実施例および比較例を記載してより
具体的に説明する。

実施例 幅３０ｔｌ、高さ３ＯＮ、厚さ１．０１敵の表面の光沢
が鈍い市販のリチウム金属板の一面に深さ約０゜３ｍｓ
、幅約２　ｍｍの切り込みを金属板の高さ方向に約２１
曹間隅で形成した。

つぎに、この金属板を、不活性ガス雰囲気中で、あらか
じめフレオンによる超音波洗浄を施したＳＬＪ　Ｓ　３
０４製の缶径１４ｍ５、高さ４４ｍの深絞り加工缶から
なる負極端子を兼ねる金属容器の内面に、上記切り込み
形成面が上記内面と接触するように１０ｋｇ／ｃｉの圧
力で圧接して密着させた。しかるのち、その内側と容器
底面とにガラス繊維布をセパレータおよび底紙として挿
入し、さらに空隙率８０〜９０重量％の炭素を主成分と
した円柱状合剤からなる正極とステンレス鋼製の正極集
電体とを挿入した。

ついで、内周側にガラスシールを介して金属パイプを溶
接した金属蓋を前記金属容器の開口部に圧入してこの圧
入部を溶接する一方、金属パイプからリチウムアルミニ
ウムクロライドよりなる電解質を溶解した塩化チオニル
を注入したのち、注入口を溶接により封口して、第１図
に示される如きこの発明に係る非水電解質電池Ａを作製
した。

比較例１ 幅３Ｑｍｍ、高さ３０龍、厚さ１．０１讃の表面光沢の
鈍い市販のリチウム金属板の片面を金属光沢がでるまで
研磨した。つぎに、この金属板を用いて実施例と同様の
金属容器に上記研磨面が容器内面に接触するように１０
ｋｇ／ｃＩＩ＋の圧力で圧着して密着させた。以下実施
例と同様にして非水電解質電池Ｂを作製した。

比較例２ 幅３０貢■、高さ３０Ｒ１厚さ１．　Ｏｍｍの表面光沢
の鈍い市販のリチウム金属板を用いてこれをそのまま実
施例と同様の金属容器の内面に］Ｏｋｇ／ｃｄの圧力で
圧着して密着させた。以下実施例と同様にして非水電解
質電池Ｃを作製した。

上記の電池Ａ、Ｂ、Ｃを４５℃で１年間貯蔵したのちの
３００Ω負荷での放電特性を調べたところ、第４図の曲
線−Ａ、Ｂにて示されるとおりであった。曲線−Ａは実
施例の電池Ａおよび比較例１の電池Ｂ、曲線−Ｂは比較
例２の電池Ｃ１をそれぞれ示す。

つぎに、上記電池Ａ、Ｂ、Ｃの負極と金属容器の内面と
の密着性の良否を調べるために、別途、実施例および比
較例で電池内填用として作製用意した各リチウム金属板
を前記同様にして金属容器の内面に密着させたのち以下
の如き試験を行った。

すなわち、容器内面にリチウム金属板を密着させたのち
、この金属板に２鶴間隔の２本の溝を設け、両溝で囲ま
れた試験片をピンセットで剥離した。

このとき、試験片の一部が容器内面に残っていれば密着
性が良好、きれいに剥がれるようなら密着性が不良と判
断した。結果は、実施例および比較例１の場合は良好、
比較例２の場合は不良であった。

以上の結果から明らかなように、この発明によれば、研
磨法を採用した比較例１の如き金属粉の飛散に起因した
危険性を伴うことなく、負極と金属容器との密着性が良
好で、電圧低下などの動作不良をきたさない放電特性に
非常に優れる非水電解質電池を提供できるものであるこ
とがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の製造方法で得られた非水電解質電池
の一例を示す半裁断面図、第２図はリチウム、ナトリウ
ムなどのアルカリ金属からなる板状物に切り込みを形成
した状態を示す斜視図、第３図は第２図の金属板を金属
容器の内面に圧接する［４１を示す部分拡大断面図、第
４図はこの発明の製造方法で得られた電池を所定期間数
１したのちの放電時間と電圧との関係を従来のものと対
比して示す特性図である。 １・・・負極端子を兼ねる金属容器、２・・・負極、２
０・・・板状物、２ＯＡ・・・−面、２００・・・切り
込み特許出願人　日立マクセル株式会社 代理人　”遥″亘１邦夫罰圃

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＋１１リチウム、ナトリウムなどのアルカリ金属からな
   る板状物の一面側に複数個の切り込みを形成し、この切
   り込み形成面側が負極端子を兼ねる金属容器または金属
   封目板の内面と接触するように上記板状物を上記内面に
   圧接させて負極を構成させるようにしたことを特徴とす
   る非水電解質電池の製造方法。