JPS61214352A - 薄型電池 - Google Patents
薄型電池Info
- Publication number
- JPS61214352A JPS61214352A JP60055186A JP5518685A JPS61214352A JP S61214352 A JPS61214352 A JP S61214352A JP 60055186 A JP60055186 A JP 60055186A JP 5518685 A JP5518685 A JP 5518685A JP S61214352 A JPS61214352 A JP S61214352A
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- JP
- Japan
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- thin
- borosilicate glass
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- zinc borosilicate
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Classifications
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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
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/19—Sealing members characterised by the material
- H01M50/191—Inorganic material
-
- 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
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/184—Sealing members characterised by their shape or structure
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
この発明は、対向配置した正負両極集電板の周辺部でス
ペーサを介して封止され、内部に発電要素を収めた薄型
電池に関する。
ペーサを介して封止され、内部に発電要素を収めた薄型
電池に関する。
一般にボタン型やコイン型の電池では、正負両極集電板
を相互に嵌合する缶状となし、周縁を有機高分子材料か
らなるバッキングを挾んで屈曲する封止方式が汎用され
ている。しかるに、近年における電子機器類の小型化、
軽量化、薄型化などに伴って電池としても総厚が非常に
薄いものが要望されているが、上記封止方式では加工技
術上から総厚１騎程度が薄型化の限界であった。
を相互に嵌合する缶状となし、周縁を有機高分子材料か
らなるバッキングを挾んで屈曲する封止方式が汎用され
ている。しかるに、近年における電子機器類の小型化、
軽量化、薄型化などに伴って電池としても総厚が非常に
薄いものが要望されているが、上記封止方式では加工技
術上から総厚１騎程度が薄型化の限界であった。
そこで従来より、平板状の正負両極集電板を用い、両者
を対向配置してその周辺部間に絶縁体となる環状のアル
ミナなどからなるセラミック製スペーサを介在させ、こ
のスペーサと画集電板とを低融点ハンダや接着剤で接合
する封止方式が試みられている。またスペーサとしてセ
ラミックの代わりにポリエステルなどの有機高分子材料
を使用することも提案されている（文献不詳）。
を対向配置してその周辺部間に絶縁体となる環状のアル
ミナなどからなるセラミック製スペーサを介在させ、こ
のスペーサと画集電板とを低融点ハンダや接着剤で接合
する封止方式が試みられている。またスペーサとしてセ
ラミックの代わりにポリエステルなどの有機高分子材料
を使用することも提案されている（文献不詳）。
しかしながら、上記従来の一般的なアルミナなどからな
るセラミック製スペーサは、塊状物より薄板状のものを
一枚づつ切り出し、これをさらに切削加工して所要厚み
および形状に精密仕上げすることにより製作するもので
あり、かつ材質的に脆いため、環状物としてはＱ、 ５
１１０！！厚程度つまシミ池総厚ではＱ、 ７ ｆｆｊ
ｌ！程度が限界であシ、しかも上記加工上から生産性が
悪く非常に高価になるという問題点があった。一方、前
記のポリエステルなどの有機高分子材料からなるスペー
サでは、製作コストは低くて済むが、ガス透過性が大き
いために水蒸気や酸素などのガスが電池内に浸透して電
池性能が劣化し易い欠点があシ、また現状ではこれと画
集電板とを充分な強度で接着させる材料がなく、封止強
度が弱くなるという問題点があった。
るセラミック製スペーサは、塊状物より薄板状のものを
一枚づつ切り出し、これをさらに切削加工して所要厚み
および形状に精密仕上げすることにより製作するもので
あり、かつ材質的に脆いため、環状物としてはＱ、 ５
１１０！！厚程度つまシミ池総厚ではＱ、 ７ ｆｆｊ
ｌ！程度が限界であシ、しかも上記加工上から生産性が
悪く非常に高価になるという問題点があった。一方、前
記のポリエステルなどの有機高分子材料からなるスペー
サでは、製作コストは低くて済むが、ガス透過性が大き
いために水蒸気や酸素などのガスが電池内に浸透して電
池性能が劣化し易い欠点があシ、また現状ではこれと画
集電板とを充分な強度で接着させる材料がなく、封止強
度が弱くなるという問題点があった。
この発明者らは、上記問題点を解決するために鋭意検討
を重ねた結果、特定のガラス材料が非常に薄くかつある
程度の変形に酎えるシート状物として得られ、しかもこ
のシート状物よシエッチング加工にてスペーサとしての
環状物を容易に大量に生産でき、これをスペーサとして
用いることによって総厚０．３ｆｌ程度という超薄型電
池の製作も可能になると共に、このスペーサの接着性が
よいことから従来のアルミナなどのセラミックスペーサ
を用いた場合と同等の高い封止強度が得られ、またスペ
ーサのガス透過性が非常に小さく性能劣化を生じにくい
ことを見い出し、この発明をなすに至った。
を重ねた結果、特定のガラス材料が非常に薄くかつある
程度の変形に酎えるシート状物として得られ、しかもこ
のシート状物よシエッチング加工にてスペーサとしての
環状物を容易に大量に生産でき、これをスペーサとして
用いることによって総厚０．３ｆｌ程度という超薄型電
池の製作も可能になると共に、このスペーサの接着性が
よいことから従来のアルミナなどのセラミックスペーサ
を用いた場合と同等の高い封止強度が得られ、またスペ
ーサのガス透過性が非常に小さく性能劣化を生じにくい
ことを見い出し、この発明をなすに至った。
すなわち、この発明は、対向配置した正極集電板と負極
集電板の周辺部で環状のスペーサを介在して封止され、
内部に発電要素を収容した薄型電池において、上記スペ
ーサがアルカリ亜鉛硼珪酸ガラスからなることを特徴と
する薄型電池に係る。
集電板の周辺部で環状のスペーサを介在して封止され、
内部に発電要素を収容した薄型電池において、上記スペ
ーサがアルカリ亜鉛硼珪酸ガラスからなることを特徴と
する薄型電池に係る。
第１図はこの発明に係る薄型電池の構成例を示す。図に
おいて、１はステンレス鋼などからなる平板状の正極集
電板、２は正極集電板１と対向配置したステンレス鋼な
どからなる平板状の負極集電板、３は画集電板１，２の
周辺部間に介在したアルカリ亜鉛硼珪酸ガラスからなる
環状のスペーサ、４はスペーサ８の両面と画集電板１，
２の内面との間を接合した接着剤層であシ、これらの間
に構成される空間５内に正極、負極、セパレータ、電解
質を含む周知の発電要素６が収容されている。
おいて、１はステンレス鋼などからなる平板状の正極集
電板、２は正極集電板１と対向配置したステンレス鋼な
どからなる平板状の負極集電板、３は画集電板１，２の
周辺部間に介在したアルカリ亜鉛硼珪酸ガラスからなる
環状のスペーサ、４はスペーサ８の両面と画集電板１，
２の内面との間を接合した接着剤層であシ、これらの間
に構成される空間５内に正極、負極、セパレータ、電解
質を含む周知の発電要素６が収容されている。
ここで、スペーサ８を構成するアルカリ亜鉛硼珪酸ガラ
スは、主要成分としてＮａ２Ｏまたは／およびに２０．
Ｚｎ□、Ｂ２Ｏ３および５ｉｏ２を含むモノで、たとえ
ば米国コーニング社製の商品名マイクロシート０２１１
々どとして厚さ０．０５〜０．３ｎ程度の非常に薄いシ
ート状物として市販されている。そしてこのシート状物
は、ある程度の変形に耐える曲げ性を備えており、かつ
フッ化水素酸などに溶解する性質を持つことがらフォト
エツチングによって容易に所望形状に加工することがで
きる。
スは、主要成分としてＮａ２Ｏまたは／およびに２０．
Ｚｎ□、Ｂ２Ｏ３および５ｉｏ２を含むモノで、たとえ
ば米国コーニング社製の商品名マイクロシート０２１１
々どとして厚さ０．０５〜０．３ｎ程度の非常に薄いシ
ート状物として市販されている。そしてこのシート状物
は、ある程度の変形に耐える曲げ性を備えており、かつ
フッ化水素酸などに溶解する性質を持つことがらフォト
エツチングによって容易に所望形状に加工することがで
きる。
このようなアルカリ亜鉛硼珪酸ガラスのシート状物より
薄型電池用としてのスペーサを製作するには、たとえば
第２図で示すような方形環状のスペーサ３とする場合、
第３図および第４図（４）で示すようにアルカリ亜鉛硼
珪酸ガラスのシート状物７の表側全面に７オトレジス）
８ａを塗布し、この上にスペーサ３の形状に対応する方
形環状のフォトマスク９を被せて露光したのち、現像剤
にて第４図の）の如く露光部のフオトレジス）８ａｔ−
除去する。次に、第４図（０）の如くシート状物７の裏
側全面にフォトレジスト８ｂを塗布し、これをフッ化水
素酸などのエツチング液に所要時間浸漬することによシ
、第４図（ハ）の如く表側の７オトレジスト８ａで覆わ
れていない部分のアルカリ亜鉛硼珪酸ガラスを溶解除去
し、最後に剥離液にて表裏両側の７オトレジスト８ａ、
８ｂを除去すればよい。
薄型電池用としてのスペーサを製作するには、たとえば
第２図で示すような方形環状のスペーサ３とする場合、
第３図および第４図（４）で示すようにアルカリ亜鉛硼
珪酸ガラスのシート状物７の表側全面に７オトレジス）
８ａを塗布し、この上にスペーサ３の形状に対応する方
形環状のフォトマスク９を被せて露光したのち、現像剤
にて第４図の）の如く露光部のフオトレジス）８ａｔ−
除去する。次に、第４図（０）の如くシート状物７の裏
側全面にフォトレジスト８ｂを塗布し、これをフッ化水
素酸などのエツチング液に所要時間浸漬することによシ
、第４図（ハ）の如く表側の７オトレジスト８ａで覆わ
れていない部分のアルカリ亜鉛硼珪酸ガラスを溶解除去
し、最後に剥離液にて表裏両側の７オトレジスト８ａ、
８ｂを除去すればよい。
なお、上記フォトレジスト８ａ、８ｂはポジ型であるが
、マスク形状を反転することによシネガ型のフォトレジ
ストでも同様にしてフォトエツチングによるスペーサ３
の製作が可能である。ただし、ネガ型ではシート状物７
の裏側に使用するフォトレジストを露光する必要がある
。また、上述テハスペーサ３の形状を方形としているが
、電池外形に合わせて円形や方形以外の多角形など種々
の形状となし得ることは言うまでもない。
、マスク形状を反転することによシネガ型のフォトレジ
ストでも同様にしてフォトエツチングによるスペーサ３
の製作が可能である。ただし、ネガ型ではシート状物７
の裏側に使用するフォトレジストを露光する必要がある
。また、上述テハスペーサ３の形状を方形としているが
、電池外形に合わせて円形や方形以外の多角形など種々
の形状となし得ることは言うまでもない。
このようにアルカリ亜鉛硼珪酸ガラスからなるスペーサ
３は、上述したホットエツチングの採用により、多数個
を同時に製作でき、しかも一定した品質、形状、厚みの
ものが得られる。そしてこのスペーサ３は厚さ０．０５
〜０．１ ｆｆ程度という薄いものとなし得るから、た
とえば両極集電板ｌ。
３は、上述したホットエツチングの採用により、多数個
を同時に製作でき、しかも一定した品質、形状、厚みの
ものが得られる。そしてこのスペーサ３は厚さ０．０５
〜０．１ ｆｆ程度という薄いものとなし得るから、た
とえば両極集電板ｌ。
２として厚さＱ、 ｌ ｔｔｔｔｘ程度の平板を用いる
ことにょシ、電池総厚が０．３記程度という超薄型の電
池とすることも可能である。そしてスペーサ自体のガス
透過性が非常に小さいため、水蒸気や酸素などの有害ガ
スの浸透による電池性能の劣化は実用上無視できる程度
となる。
ことにょシ、電池総厚が０．３記程度という超薄型の電
池とすることも可能である。そしてスペーサ自体のガス
透過性が非常に小さいため、水蒸気や酸素などの有害ガ
スの浸透による電池性能の劣化は実用上無視できる程度
となる。
なお、スペーサ３と両極集電板１，２との接合に使用す
る接着剤としては、ホットメルト接着剤やハーメチック
シール可能なセラミックなどの熱融着性材料からなるも
のがシート状固形物として扱えることや封止操作が簡便
であることから好適であるが、塗料溶液型など他の種々
の接着剤も使用可能である。
る接着剤としては、ホットメルト接着剤やハーメチック
シール可能なセラミックなどの熱融着性材料からなるも
のがシート状固形物として扱えることや封止操作が簡便
であることから好適であるが、塗料溶液型など他の種々
の接着剤も使用可能である。
次に、この発明に係る薄型電池の具体的な製造例をリチ
ウム電池を対象として説明する。
ウム電池を対象として説明する。
〈電池製造例〉
０、８ ｆｌ厚のアルカリ亜鉛硼珪酸ガラスからなるシ
ート状物（米国コーニング社製の商品名マイクロシー）
０２１１）の表側全面にフォトレジスト（独国ヘキスト
社製の商品名ＡＺ−１８５０）を乾燥塗膜厚が４μｍと
なるように塗布、乾燥し、この上に一辺１５ｇｍで幅２
ｔｔｔｔｔｔの方形環状のマスク部分が多数配置したマ
スクフィルムを被せ、光照射したのち、現像液（独国ヘ
キスト社製の商品名ＡＺディペロツバ−）にて露光部の
フォトレジストを除去した。次にシート状物の裏側全面
に上記同様のフォトレジストを乾燥塗膜厚が４μｍとな
るように塗布、乾燥し、これをフッ化水素酸（５０％）
に５分間浸漬してマスク部分以外のアルカリ亜鉛硼珪酸
ガラスを溶出させたのち、アセトンを剥離液としてフォ
トレジストを除去し、−辺１５Ｉｎｌ ｒ ＠ ２ ｔ
ｎ 、厚さ０１３ｆｆの方形環状であるスペーサを得た
。
ート状物（米国コーニング社製の商品名マイクロシー）
０２１１）の表側全面にフォトレジスト（独国ヘキスト
社製の商品名ＡＺ−１８５０）を乾燥塗膜厚が４μｍと
なるように塗布、乾燥し、この上に一辺１５ｇｍで幅２
ｔｔｔｔｔｔの方形環状のマスク部分が多数配置したマ
スクフィルムを被せ、光照射したのち、現像液（独国ヘ
キスト社製の商品名ＡＺディペロツバ−）にて露光部の
フォトレジストを除去した。次にシート状物の裏側全面
に上記同様のフォトレジストを乾燥塗膜厚が４μｍとな
るように塗布、乾燥し、これをフッ化水素酸（５０％）
に５分間浸漬してマスク部分以外のアルカリ亜鉛硼珪酸
ガラスを溶出させたのち、アセトンを剥離液としてフォ
トレジストを除去し、−辺１５Ｉｎｌ ｒ ＠ ２ ｔ
ｎ 、厚さ０１３ｆｆの方形環状であるスペーサを得た
。
次に、このスペーサを、−辺１５ｆｆ、厚さ０．１闘の
方形平板状である正極集電板に、変性ポリオレフィン樹
脂からなる厚さ３０μｍの方形環状シートとしたホット
メルト接着剤にて熱融着し、その内側にＴｉｅ２粉末と
粘性体からなる電解質とを重量比４０：６０で混練した
粘性混練物をスクリーン印刷法にて塗布し、厚さ１００
μｍの正極を形成し、この正極上に、上記電解質を予め
両面に塗布した厚さ２５μｍの多孔性ポリプロピレンフ
ィルムからなるセパレータを積層し、さらにこのセパレ
ータ上にリチウム−アルミニウム合金製で一辺７ｆｌ、
厚さ１００μｍの正方形板からなる負極を積層した。
方形平板状である正極集電板に、変性ポリオレフィン樹
脂からなる厚さ３０μｍの方形環状シートとしたホット
メルト接着剤にて熱融着し、その内側にＴｉｅ２粉末と
粘性体からなる電解質とを重量比４０：６０で混練した
粘性混練物をスクリーン印刷法にて塗布し、厚さ１００
μｍの正極を形成し、この正極上に、上記電解質を予め
両面に塗布した厚さ２５μｍの多孔性ポリプロピレンフ
ィルムからなるセパレータを積層し、さらにこのセパレ
ータ上にリチウム−アルミニウム合金製で一辺７ｆｌ、
厚さ１００μｍの正方形板からなる負極を積層した。
次に上記同様のホットメルト接着剤を介してスペーサ上
に正極集電板と同一の負極集電板を載置し、圧接下で加
熱融着して封止し、第１図で示す構造の総厚約０．５
ｆｌの薄型リチウム電池を作製した。
に正極集電板と同一の負極集電板を載置し、圧接下で加
熱融着して封止し、第１図で示す構造の総厚約０．５
ｆｌの薄型リチウム電池を作製した。
なお、上記粘性電解質としては、ＬｉＢφ４ （φはフ
ェニル基）のジメトキシエタン付加物（Ｉ、ｉｎφ４ニ
ジメトキシエタンのモル比［３）１１．２重量部トプロ
ピレンカーボネート２３．７８重量部とポリメチルメタ
クリレート５．２重量部とからなる粘性体を使用した。
ェニル基）のジメトキシエタン付加物（Ｉ、ｉｎφ４ニ
ジメトキシエタンのモル比［３）１１．２重量部トプロ
ピレンカーボネート２３．７８重量部とポリメチルメタ
クリレート５．２重量部とからなる粘性体を使用した。
この発明に係る薄型二次電池は、対向配置した正負両極
集電板の周辺部でアルカリ亜鉛硼珪酸ガラスからなる環
状のスペーサを介在して封止されたものでアシ、このス
ペーサを極めて薄く構成できることから、従来のアルミ
ナなどのセラミック製スペーサを用りるものに比較して
大幅に薄い電池総厚とすることが可能であると共に、有
機高分子材料製のスペーサを用いたもののような有害ガ
スの浸透による性能劣化をほとんど生じない。また上記
スペーサはシート状物からエツチング手段にて均一な品
質、形状、厚みのものを同時に多数個製作できるため、
上記従来のセラミックスペーサに比較して格段に安価と
なり、電池の製作コストが大きく低減されると共に構造
的に一定した品質の電池が得られる。さらに上記スペー
サはある程度の変形に耐える曲げ性を備えているので、
取扱い上で破損が少なく、かつ接着剤による接着性が良
好であることも相まって高い電池の封止強度が得られる
。
集電板の周辺部でアルカリ亜鉛硼珪酸ガラスからなる環
状のスペーサを介在して封止されたものでアシ、このス
ペーサを極めて薄く構成できることから、従来のアルミ
ナなどのセラミック製スペーサを用りるものに比較して
大幅に薄い電池総厚とすることが可能であると共に、有
機高分子材料製のスペーサを用いたもののような有害ガ
スの浸透による性能劣化をほとんど生じない。また上記
スペーサはシート状物からエツチング手段にて均一な品
質、形状、厚みのものを同時に多数個製作できるため、
上記従来のセラミックスペーサに比較して格段に安価と
なり、電池の製作コストが大きく低減されると共に構造
的に一定した品質の電池が得られる。さらに上記スペー
サはある程度の変形に耐える曲げ性を備えているので、
取扱い上で破損が少なく、かつ接着剤による接着性が良
好であることも相まって高い電池の封止強度が得られる
。
第１図はこの発明に係る薄型電池の一実施例を示す概略
縦断面図、第２図は上記電池に使用するスペーサの形状
例を示す斜視図、第３図は上記スペーサの製作における
初期段階のシート状物の平面図、第４図（４）〜■は同
スペーサの製作を工程順に示す要部縦断面図である。 １・・・正極集電板、２・・・負極集電板、８・・・ス
ペーサ、６・・・発電要素。 特許出願人 日立マクセル株式会社 第１図 第２図
縦断面図、第２図は上記電池に使用するスペーサの形状
例を示す斜視図、第３図は上記スペーサの製作における
初期段階のシート状物の平面図、第４図（４）〜■は同
スペーサの製作を工程順に示す要部縦断面図である。 １・・・正極集電板、２・・・負極集電板、８・・・ス
ペーサ、６・・・発電要素。 特許出願人 日立マクセル株式会社 第１図 第２図
Claims (1)
- （１）対向配置した正極集電板と負極集電板の周辺部で
環状のスペーサを介在して封止され、内部に発電要素を
収容した薄型電池において、上記スペーサがアルカリ亜
鉛硼珪酸ガラスからなることを特徴とする薄型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055186A JPS61214352A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 薄型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60055186A JPS61214352A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 薄型電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61214352A true JPS61214352A (ja) | 1986-09-24 |
Family
ID=12991678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60055186A Pending JPS61214352A (ja) | 1985-03-19 | 1985-03-19 | 薄型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61214352A (ja) |
-
1985
- 1985-03-19 JP JP60055186A patent/JPS61214352A/ja active Pending
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