JPS6065446A - 扁平形密閉電池 - Google Patents
扁平形密閉電池Info
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- JPS6065446A JPS6065446A JP58174597A JP17459783A JPS6065446A JP S6065446 A JPS6065446 A JP S6065446A JP 58174597 A JP58174597 A JP 58174597A JP 17459783 A JP17459783 A JP 17459783A JP S6065446 A JPS6065446 A JP S6065446A
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- Japan
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- positive electrode
- glass
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/14—Cells with non-aqueous electrolyte
- H01M6/18—Cells with non-aqueous electrolyte with solid electrolyte
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/552—Terminals characterised by their shape
- H01M50/553—Terminals adapted for prismatic, pouch or rectangular cells
- H01M50/557—Plate-shaped terminals
-
- H—ELECTRICITY
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- H01M50/50—Current conducting connections for cells or batteries
- H01M50/543—Terminals
- H01M50/547—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells
- H01M50/548—Terminals characterised by the disposition of the terminals on the cells on opposite sides of the cell
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Manufacturing & Machinery (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は扁平形密閉電池の改良に係り、密閉性に優れ、
かつ封止部分の強度が高く、長期使用に対して信頼性の
高い扁平形密閉電池を提供することを目的とする。
かつ封止部分の強度が高く、長期使用に対して信頼性の
高い扁平形密閉電池を提供することを目的とする。
従来、この種電池の封止は、セラミック製またはガラス
製のスペーサを使用し、スペーサと極板とをはんだで接
合することによって行なわれていた。
製のスペーサを使用し、スペーサと極板とをはんだで接
合することによって行なわれていた。
そのため、長期使用中の取扱いによってはスペーサが破
壊する可能性があり、破壊した部分から空気中の水分や
酸素、チッ素なとが電池内に侵入して負極活物質のリチ
ウムと反応し、また電解質が分解して変質し、電導率が
悪くなって電池特性の低下を引き起こしていた。
壊する可能性があり、破壊した部分から空気中の水分や
酸素、チッ素なとが電池内に侵入して負極活物質のリチ
ウムと反応し、また電解質が分解して変質し、電導率が
悪くなって電池特性の低下を引き起こしていた。
本発明は上述した従来技術の欠点を解消するもので、金
属製の正極板と負極板の間に発電要素および該発電要素
の周縁部外方に位置する金属製スペーサを配置し、一方
の極板とスペーサとをガラスによって絶縁封着し、他方
の極板とスペーサとを溶接、はんだ付け、ガラス封着な
どの適宜の手段で封着することによって、絶縁材として
のガラスの使用を必要な範囲でできるだけ少なくし、そ
れによって封止部分の破壊を防止して目的を達成したも
のである。
属製の正極板と負極板の間に発電要素および該発電要素
の周縁部外方に位置する金属製スペーサを配置し、一方
の極板とスペーサとをガラスによって絶縁封着し、他方
の極板とスペーサとを溶接、はんだ付け、ガラス封着な
どの適宜の手段で封着することによって、絶縁材として
のガラスの使用を必要な範囲でできるだけ少なくし、そ
れによって封止部分の破壊を防止して目的を達成したも
のである。
絶縁封着に用いるガラスとしては、種々のものが使用可
能であるが、できるかぎり極板やスペーサと同一または
近似の熱膨張率を有するものが好ましく、たとえばフェ
ライト系ステンレス鋼や５０％ニッケルー鉄合金に対し
てはソーダバリウムガラス、ニッケルーコバルト−鉄合
金に対してはＢ２０３−ＰｂＯ系ガラスなどが用いられ
る。このガラスは封着作用のみならず絶縁材としても役
立たねばならないことから、その厚さは５μｍ以上とす
るのが好ましい。しかし、厚ずぎると割れなどの破損が
生じ電池性能が損なわれることになるので５μｍ以上で
１００μ艶以下とするのが好ましい。
能であるが、できるかぎり極板やスペーサと同一または
近似の熱膨張率を有するものが好ましく、たとえばフェ
ライト系ステンレス鋼や５０％ニッケルー鉄合金に対し
てはソーダバリウムガラス、ニッケルーコバルト−鉄合
金に対してはＢ２０３−ＰｂＯ系ガラスなどが用いられ
る。このガラスは封着作用のみならず絶縁材としても役
立たねばならないことから、その厚さは５μｍ以上とす
るのが好ましい。しかし、厚ずぎると割れなどの破損が
生じ電池性能が損なわれることになるので５μｍ以上で
１００μ艶以下とするのが好ましい。
スペーサと一方の極板とはガラスで絶縁封着することを
要するが、他方の極板とスペーサとは、はんだ付けや、
溶接によってもよいし、またガラスによる絶縁封着によ
ってもよい。はんだ付けには電池内容物への熱影響をで
きるかぎり少なくするために低融点のはんだを用いるの
が好ましく、また溶接も上記と同様な観点から溶接熱源
を小さく絞れるレーザ溶接が好ましい。
要するが、他方の極板とスペーサとは、はんだ付けや、
溶接によってもよいし、またガラスによる絶縁封着によ
ってもよい。はんだ付けには電池内容物への熱影響をで
きるかぎり少なくするために低融点のはんだを用いるの
が好ましく、また溶接も上記と同様な観点から溶接熱源
を小さく絞れるレーザ溶接が好ましい。
極板としては、たとえばニッケルーコバルト−鉄合金板
、ステンレス鋼板、ステンレス鋼−銅クラツド板、ステ
ンレス鋼−ニッケルー鉄・ノド板、ニッケルーステンレ
ス鋼−銅クラツド板、ニッケル板、銅メツキステンレス
鋼板などが用いられる。
、ステンレス鋼板、ステンレス鋼−銅クラツド板、ステ
ンレス鋼−ニッケルー鉄・ノド板、ニッケルーステンレ
ス鋼−銅クラツド板、ニッケル板、銅メツキステンレス
鋼板などが用いられる。
そして極板の平面形状は円形はもとより、正方形、長方
形などの四角形その他の多角形状であってもよい。
形などの四角形その他の多角形状であってもよい。
また、スペーサにはたとえばニッケルーコバルトー鉄合
金製、ステンレス鋼製、ニッケルー鉄合金製のものなど
が用いられ、このスペーサは通當、断面形状は長方形、
正方形などの四角形であるが、その平面形状は円形はも
とより、正方形、長方形などの四角形その他の多角形状
であってもよい。
金製、ステンレス鋼製、ニッケルー鉄合金製のものなど
が用いられ、このスペーサは通當、断面形状は長方形、
正方形などの四角形であるが、その平面形状は円形はも
とより、正方形、長方形などの四角形その他の多角形状
であってもよい。
次に本発明の実施例を図面とともに説明する。
実施例１
第１図は本発明の扁平形密閉電池の一実施例を示す断面
図であり、図中、１は負極板、２は正極板である。３は
金属製スペーサであり、スペーサ３と正極板２とはガラ
ス９によって絶縁封着され、スペーサ３と負極板１とは
低融点はんだｌｏによって１４着されている。
図であり、図中、１は負極板、２は正極板である。３は
金属製スペーサであり、スペーサ３と正極板２とはガラ
ス９によって絶縁封着され、スペーサ３と負極板１とは
低融点はんだｌｏによって１４着されている。
４はガラス基板であり、５はガラス基板４上にケミカル
ペーパーディポジションによって形成した二硫化チタン
薄膜よりなる正極で、この正極５と正極板２とは導電ペ
ース目１によって導通している。
ペーパーディポジションによって形成した二硫化チタン
薄膜よりなる正極で、この正極５と正極板２とは導電ペ
ース目１によって導通している。
正極５上にはスパッタ法によって薄膜状の固体電解質層
６が形成され、さらにその上に蒸着にょっ゛ζ形成され
たｉ膜状のリチウムよりなる負極７が形成されている。
６が形成され、さらにその上に蒸着にょっ゛ζ形成され
たｉ膜状のリチウムよりなる負極７が形成されている。
８ば負極７と負極板１とを導通させる板ばねである。
この電池の詳細およびその製造方法はたとえば次のとお
りである。
りである。
正極板２および負極板１として、厚さ０．１ｍｍのニッ
ケル３０％、コバルト１６％および残部が鉄からなるニ
ッケルーコバルト−鉄合金板を１５ｍｍ Ｘ １５ｍｍ
の正方形に切断したものを用い、スペーサ３として上記
極板と同月質で第２〜３図に示すように厚さ０．４ ｍ
ｍで、断面形状が０．４ ｍｍＸ１．５ ｎｕｎの長方
形で、平面形状が１５ｍｍ Ｘ １５ｍｍの正方形のリ
ングを用いた。
ケル３０％、コバルト１６％および残部が鉄からなるニ
ッケルーコバルト−鉄合金板を１５ｍｍ Ｘ １５ｍｍ
の正方形に切断したものを用い、スペーサ３として上記
極板と同月質で第２〜３図に示すように厚さ０．４ ｍ
ｍで、断面形状が０．４ ｍｍＸ１．５ ｎｕｎの長方
形で、平面形状が１５ｍｍ Ｘ １５ｍｍの正方形のリ
ングを用いた。
正極板２とスペーサ３とのガラス封着にさきだって、正
極板２とスペーサ３を大気中７５０℃で５分間加熱して
正極板２の表面とスペーサ３の表面に酸化膜を形成させ
た。つぎに上記のごとくして酸化膜を形成させた正極板
２とスペーサ３の接合面にこれらの金属部材と熱膨張率
がほぼ一致する硬質ガラス（Ｂ２０３−ＰｂＯ系ガラス
、熱膨張率４６ＸｌＯ”’７／’Ｃ（０〜４００℃））
粉末を塗布した。
極板２とスペーサ３を大気中７５０℃で５分間加熱して
正極板２の表面とスペーサ３の表面に酸化膜を形成させ
た。つぎに上記のごとくして酸化膜を形成させた正極板
２とスペーサ３の接合面にこれらの金属部材と熱膨張率
がほぼ一致する硬質ガラス（Ｂ２０３−ＰｂＯ系ガラス
、熱膨張率４６ＸｌＯ”’７／’Ｃ（０〜４００℃））
粉末を塗布した。
塗布時のバインダーとしてニトロセルロースを酢酸イソ
アミルに熔解したものを用いた。１００℃で１時間乾燥
して溶媒を除去したのち、正極板２にスペーサ３を載置
し、カーボン治具にセットして電気炉中で加熱溶着した
。雰囲気は窒素を使用し、溶着温度は１０５０℃で３分
間加熱した。冷却後、塩酸浴で洗い、露出している酸化
膜を除去した。
アミルに熔解したものを用いた。１００℃で１時間乾燥
して溶媒を除去したのち、正極板２にスペーサ３を載置
し、カーボン治具にセットして電気炉中で加熱溶着した
。雰囲気は窒素を使用し、溶着温度は１０５０℃で３分
間加熱した。冷却後、塩酸浴で洗い、露出している酸化
膜を除去した。
この正極板２とスペーサ３を絶縁封着するガラス９の厚
さは約３０μｍである。このようにして形成された扁平
な筒形容器に、導電ペース目１を塗布し゛た正極５を有
する発電要素および板ばね８を入れ、負極板１とスペー
サ３を融点１００℃の低融点はんだ（ビスマス−鉛−錫
合金）によって封着した。はんだによる封着は負極板１
とスペーサ３間に厚さ約５μ園のリボン状のはんだＩＯ
を配置し、電気炉中３００ ｇ ／ ｃＪの圧力で加圧
しながら１２０℃で３０分間加熱して行なった。
さは約３０μｍである。このようにして形成された扁平
な筒形容器に、導電ペース目１を塗布し゛た正極５を有
する発電要素および板ばね８を入れ、負極板１とスペー
サ３を融点１００℃の低融点はんだ（ビスマス−鉛−錫
合金）によって封着した。はんだによる封着は負極板１
とスペーサ３間に厚さ約５μ園のリボン状のはんだＩＯ
を配置し、電気炉中３００ ｇ ／ ｃＪの圧力で加圧
しながら１２０℃で３０分間加熱して行なった。
得られた電池は厚さが約０．７ ｍｍであり、また、こ
の電池の気密度をヘリウムリークディテクターで測定し
たところ、リークは５Ｘ１０−９ａｔ川 ・ｃｃ／ｓｅ
ｃ −ａｉｒ以下であり高い気密性を有していた。
の電池の気密度をヘリウムリークディテクターで測定し
たところ、リークは５Ｘ１０−９ａｔ川 ・ｃｃ／ｓｅ
ｃ −ａｉｒ以下であり高い気密性を有していた。
また極板間の絶縁抵抗は１０００ＭΩ以上で充分な絶縁
性を有していた。
性を有していた。
上記のようにして得られた電池ではガラス９の層厚ば極
めて微小であり、かつ強固に接合されているため破壊す
る危険性は極めて低かった。
めて微小であり、かつ強固に接合されているため破壊す
る危険性は極めて低かった。
実施例２
第４図は本実施例の扁平形密閉電池を示すものであり、
図中、２１は負極板、２２は正極板である。
図中、２１は負極板、２２は正極板である。
２３は金属製スペーサであり、スペーサ２３と負極板２
１とはガラス２９によって絶縁封着され、スペーサ２３
と正極板２２とはレーザ溶接で溶接することによって封
着されている。３０ばこのレーザ溶接による封着部であ
る。
１とはガラス２９によって絶縁封着され、スペーサ２３
と正極板２２とはレーザ溶接で溶接することによって封
着されている。３０ばこのレーザ溶接による封着部であ
る。
２４はシリコン製の半導体基板であり、２５は半導体基
板２４上にケミカルペーパーディポジション法によって
形成された二硫化チタン薄膜よりなる正極で、この正極
２５と正極板２２とは上記半導体基板２４によって導通
している。２６は正極２５．トにスパッタ法によって形
成された薄膜状の固体電解質層で、２７ば該固体電解質
層２６上に蒸着により形成された薄膜状のリチウムより
なる負極で、２８は負極２７と負極板２１とを導通する
板ばねである。
板２４上にケミカルペーパーディポジション法によって
形成された二硫化チタン薄膜よりなる正極で、この正極
２５と正極板２２とは上記半導体基板２４によって導通
している。２６は正極２５．トにスパッタ法によって形
成された薄膜状の固体電解質層で、２７ば該固体電解質
層２６上に蒸着により形成された薄膜状のリチウムより
なる負極で、２８は負極２７と負極板２１とを導通する
板ばねである。
この電池の詳細および製造方法はたとえば次の通りであ
る。
る。
負極ｉ２１、正極板２２およびスペーサ２３は、ステン
レス鋼（ＳＵＳ４３０）で実施例１と同寸法に形成した
ものを用い、まず負極板２１とスペーサ２３をガラス２
９で絶縁封着して扁平な筒形容器を作製した。使用した
ガラスは熱膨張率が５ＵＳ４３０とほぼニ致するソーダ
バリウムガラス（熱膨張率１００×ｌ０−７／”Ｃ（０
〜４００℃））である。ガラスによる絶縁封着に際して
負極板２１およびスペーサ２３の予備酸化を実施例１と
同様に行ない、封着は電気炉で窒素雰囲気中１ｏｏｏ℃
で行なった。他の条件は実施例１と同様である。スペー
サ２３と負極板２１との絶縁抵抗は１０００ＭΩ以上で
あり、また接合強度は１０ｋｇ／ｍｍ’以上であった。
レス鋼（ＳＵＳ４３０）で実施例１と同寸法に形成した
ものを用い、まず負極板２１とスペーサ２３をガラス２
９で絶縁封着して扁平な筒形容器を作製した。使用した
ガラスは熱膨張率が５ＵＳ４３０とほぼニ致するソーダ
バリウムガラス（熱膨張率１００×ｌ０−７／”Ｃ（０
〜４００℃））である。ガラスによる絶縁封着に際して
負極板２１およびスペーサ２３の予備酸化を実施例１と
同様に行ない、封着は電気炉で窒素雰囲気中１ｏｏｏ℃
で行なった。他の条件は実施例１と同様である。スペー
サ２３と負極板２１との絶縁抵抗は１０００ＭΩ以上で
あり、また接合強度は１０ｋｇ／ｍｍ’以上であった。
この容器に板ばね２８を入れ、ついで基板上２４に形成
した発電要素を負極２７側から入れ、正極板２２をスペ
ーサ２３上に載置し、レーザ溶接により封着し、上下を
反転させて第４図に示すような扁平形密閉電池を製造し
た。レーザ溶接は４０Ｗのレーザ光で電池を１５ｍｍ／
ｓｅｃの速度で移動させて行なった。
した発電要素を負極２７側から入れ、正極板２２をスペ
ーサ２３上に載置し、レーザ溶接により封着し、上下を
反転させて第４図に示すような扁平形密閉電池を製造し
た。レーザ溶接は４０Ｗのレーザ光で電池を１５ｍｍ／
ｓｅｃの速度で移動させて行なった。
得られた電池は厚さ示約０．７ ｍｍであり、また、こ
の電池の気密度をヘリウムリークディテクターで測定し
たところ、リークば５ Ｘ １１０−９ａｔ −ｃｃ／
ｓｅｃ −ａｉｒ以下であり高い気密性を有していた。
の電池の気密度をヘリウムリークディテクターで測定し
たところ、リークば５ Ｘ １１０−９ａｔ −ｃｃ／
ｓｅｃ −ａｉｒ以下であり高い気密性を有していた。
上記のようにして得られた電池ではガラス２９の層厚は
きわめて微小（約３０μｍ）であり、かつ強固に接合さ
れているため破壊する危険性はきわめて低かった。また
正極板２２とスペーサ２３の封着は、溶接によるもので
あるため、封着部の強度は母材と同程度の高いものであ
り、また耐食性面でも母材と同等であって劣化のおそれ
がない強固なものであっ７た。
きわめて微小（約３０μｍ）であり、かつ強固に接合さ
れているため破壊する危険性はきわめて低かった。また
正極板２２とスペーサ２３の封着は、溶接によるもので
あるため、封着部の強度は母材と同程度の高いものであ
り、また耐食性面でも母材と同等であって劣化のおそれ
がない強固なものであっ７た。
第１図は本発明の扁平形密閉電池の一実施例を示す断面
図であり、第２図および第３図は第１図に示す電池に使
用した金属製スペーサを示すもので、第２図は平面図、
第３図は断面図を示す。第４図は本発明の扁平形密閉電
池の他の実施例を示す断面図である。 １．２１・・・負極板、 ２．２２・・・正極板、 ３
．２３・・・金属製スペーサ、 ５．２５・・・正極、
６，２６・・・固体電解質層、 ７，２７・・・負極
、 ９．２９・・・ガラス、 １０・・・低融点はんだ
、 ３０・・・レーザ溶接による封着部 特許出願人 日立マクセル株式会社 琥Ｉ図 ７？２図 官４図
図であり、第２図および第３図は第１図に示す電池に使
用した金属製スペーサを示すもので、第２図は平面図、
第３図は断面図を示す。第４図は本発明の扁平形密閉電
池の他の実施例を示す断面図である。 １．２１・・・負極板、 ２．２２・・・正極板、 ３
．２３・・・金属製スペーサ、 ５．２５・・・正極、
６，２６・・・固体電解質層、 ７，２７・・・負極
、 ９．２９・・・ガラス、 １０・・・低融点はんだ
、 ３０・・・レーザ溶接による封着部 特許出願人 日立マクセル株式会社 琥Ｉ図 ７？２図 官４図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１金属製の正極板と負極板との間に発電要素と該発
電要素の周縁部外方に位置するリング状の金属製スペー
サとを配置し、極板と金属製スペーサとを接合して封止
する扁平形密閉電池であって、該金属製スペーサと少な
くとも一方の極板とをガラスで絶縁封着したことを特徴
とする扁平形密閉電池。 （２）金属製スペーサと一方の極板とをガラスで絶縁封
着し、金属製スペーサと他方の極板とを低融点はんだで
封着した特許請求の範囲第１項記載の扁平形密閉電池。 （３）金属製スペーサと一方の極板とをガラスで絶縁封
着し、金属製スペーサと他方の極板とをレーザ溶接で封
着した特許請求の範囲第１項記載の扁平形密閉電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58174597A JPS6065446A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | 扁平形密閉電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58174597A JPS6065446A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | 扁平形密閉電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6065446A true JPS6065446A (ja) | 1985-04-15 |
Family
ID=15981348
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58174597A Pending JPS6065446A (ja) | 1983-09-20 | 1983-09-20 | 扁平形密閉電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6065446A (ja) |
-
1983
- 1983-09-20 JP JP58174597A patent/JPS6065446A/ja active Pending
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