JPS612260A

JPS612260A - 非水電解液電池

Info

Publication number: JPS612260A
Application number: JP59111495A
Authority: JP
Inventors: Shoei Yamazaki; 山崎　昭栄; Toyoro Harada; 原田　豊郎
Original assignee: Seiko Electronic Components Ltd
Current assignee: Seiko Electronic Components Ltd
Priority date: 1984-05-31
Filing date: 1984-05-31
Publication date: 1986-01-08

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】〔産業上の利用分野〕本発明は非水電解液電池に関するものであり、電池の封
口性を改良し、保存特性の良好な非水電解液電池全提供
するものである。

〔従来の技術およびその問題点〕

負極活物質にリチウム等の軽金属物質を使用する電池は
、負極活物質が水と非常に反応しやすく、水と反応する
ことによシミ池活物質としての働きが非常に劣化する。

たとえば、特公昭４９−２５５７１号公報参照このこと
は非水電解深型Ｍ′（ｉ−高温高湿雰囲気下（６０℃、
湿度９０チ）で保存した場合と、高温下（６０℃）に保
存した後、低温大電流放電（負荷抵抗５００Ω、測定温
度−１０℃、５秒）特性の劣化度が非常に異なることか
ら明らかとなっている。（第１図に調査結果を示す）前
記結果より、軽金属物質を負極とする電池の保存性を向
上させるためには、電池内への外部から水分浸入量を出
来るだけ少なくすることが保存特性を同士させるポイン
トである。　− 発明者らは、これらの観点より、電池内へ浸入する水分
量を出来る限シ少なくする方法を検討した結果、本発明
に至ったものである。

リチウム電池の劣化が外部よシの水分の浸入により生ず
ることは前記に述べた通シであるがその封口性が劣化す
る原因としては、ガスケットとして使用している樹脂材
料の劣化により封口性が悪くな９外部から水分が浸入す
ることも明らかになった。

リチウム電池用ガスケット材料に要求される特性として
は、 ■　電解液である極性有機溶媒等に溶解しないこと、 ■　成形が容易であシコストが安い、 ■　シール性が良い、等あげられる。

これらの特性を満足する樹脂として特に■、■の特性よ
一シポリオレフィン系のポリエチレン、ポリプロピレン
等の樹脂が使用されていた。しかし、ポリエチレン（以
後ＰＲと略称）、ポリプロピレン（ｐｐと略称）等は、
リチウム電池の正極缶及び負極缶に使用されるステンレ
スとは密着性が低くシ、−ル効果が劣る。また耐候性も
悪く長期間（５年以上）使用（〜ていると樹脂自身の劣
化が生じ封口性が劣化する等の問題点を有していた。近
年リチウム電池使用の電子機器の電池寿命は、リチウム
電池の高容量化、電子機器の低消費電力化の技術的発展
がめざましく、よシ長期化（７〜１０年以上）の傾向の
はつきシしている。（たとえばメモリーパンクアップ用
、電子腕時計等）しかし従来のように封口剤としてＰＫ
、ｐｐ等゛を使用したリチウム電池は前に説明した通シ
樹脂自身の劣化等によシ、電気エネルギー的には余力を
残しながら外部からの水分浸入によシ、リチウムが劣化
し内部抵抗が篩くなｐ電池として使用できなくなる例が
多い。（２〜５年間）。

リチウム１．池を長寿命化する方法としては、電池封口
部を金楓、セラミンクス等でレーザ爆接する方法も提案
され現物も市場に出回っているが、レーザ溶接機への新
規投資及びレーザ爆接の生産性が低い等の理由によシ通
常のＰＰガスケット使用によるクリンプシール電池の２
〜４倍の価格になシ一般の用途には使用できない。

本発明は、前記従来の欠点を克服し、長期信頼性にすぐ
れ、かつ価格的にも一般的に十分使用可能な長寿命′を
池を提供することを目的とする。

〔実施例〕

以下、検討結果及び実施例について説明する。

現行ｐｐガスケットより良好なガスケット材質の検討と
して、各種合成樹脂を検討した。検討した合成樹脂とし
ては、ブチルゴム、ポリアミド（ナイロン）、弗素樹脂
（ポリ４弗化エチレン（ＰＴＦＥと略称する）、４弗化
エチレン−６弗化プロピレン（ＩＢｃｐと略称する）、
４弗化エチレン−エチレン（ｃｏＰと略称する））であ
る。

樹脂自身のシール性の評価方法とんで、電池容器（外径
２０　ｍ　、高さ１．６　ｍ　）に有機溶媒（たとえば
プロピレンカーボネイト）だけを入れ樹脂の種類とガス
ケットの胸部と底部の圧縮率は第２図に示した寸法によ
り求めた。

Ａ−Ａ’ 胸部への圧縮率は、−ｘ　　ｉ　ｏ　ｏ・・・・・・・
・・（１）底部Ｂの圧縮率は、ｕ　ｘ　　ｉ　ｏ　ｏ・
・・・・・・・・（２）で表わした。

その結果を表１に示す。なお、評価方法としては８０℃
、湿度９０％中に１０日保存後の電解液中の水分の増加
ｔ（電池１ヶ当りの水分増加量二μｇ）で表わした。

表１よシ、弗素樹脂以外はガスケットの圧縮率を高めて
も水分の増加量は弗素樹脂より多い。

また弗素樹脂は、胸部Ａの圧縮率５０％以上、底部Ｂの
圧縮率３０チ以上で非常に水分増加量が小さくなること
がわかる。

これらの調査結果に基づき、ＡＩ、６．１２の封口条件
により電池を製造し、高温多湿雰囲気（℃、９０％）に
保存し評価した。

製造した電池の断面図を第５図に示す。１は、負極端子
を兼ねた電極缶（材質はステンレス）、２は負極活物質
であり径１６剛９重量２８■であり、６は材質ポリプロ
ピレン不織布であるセパレータであり、４は二酸化マン
ガンを主成分とし導電剤、結着剤を添加した正極であり
、合剤重量は５６０■である。５は正極端子を兼ねた正
極缶（材質はステンレス）であり、６はガスケットであ
り今回材質及び圧縮率の検討を行なった。今回はｐｐ（
射出成形法によシ成形）、ＰＴＦＥ（切削加工により成
形）、Ｃ０Ｐ（射出成形法により成形）の３棟類につい
て！池を試作した。なお、圧縮率については表１のＡＩ
、６．１２のように仕上げた。７は電解液であり、炭酸
プロピレン。

１−２ジメトキシ工タン等量混合過塩素リチウム１モル
／を溶解されている。

電池のナイスは（外径２０　ｒｍ　、高さ１．６　ｍ　
）であった。３種類の電池を高温高湿（６０℃、９０％
）雰囲気下に保存し、その低温大電流放電特性（測定条
件は前記と同じで、−１０℃、負荷抵抗５０００９５秒
）と同じ雰囲気保存後の漏液の発生個数を調査した。（
サンプル数はｎ＝１００）表２の結果よシ、表１で示し
た水分増加量の少ないものほど電池の劣化が少ないこと
が明らかである。以上の結果をまとめると、フッ素樹脂
をガスケットに使用し、かつ、ガスケット圧縮率を肩部
Ａ：５０チ、底部Ｂ：３０％以上圧縮した電池はシール
性が良く、なお長期的にそのシール性が継続されること
が加速劣化試験よシ期待できる。

その理由としてはフッ素樹脂は耐薬品性。耐候性とも最
も安定な樹脂でありまた金属缶との密着性も良く疎水性
も高いためと考えられる。なお、本説明ではリチウム／
二酸化マンガン系電池の例で説明したが、リチウム、ナ
トリウム等の軽金属を負極活物質に使用した電池は、全
て水分により劣化を受けるため本発明がなんら支障なく
リチウム／弗化黒鉛、リチウム／硫化鉄等の電池系にも
適用可能なことは明白である。また弗素樹脂はＰＰに比
較して原料費は約１０倍となるが、加工費等も含めると
従来のＰＰガスケットと比較すると１０円程度のコスト
アンプとなるがＫＭ全全体すると１０〜２０％のコスト
アンプでアシ、レーザ溶接法と比較すると、非常に経済
的といえる。

以上説明した通９、リチウム電池等の長期信頼性を大幅
に向上させ、価格も従来レーザ溶接タイプと比較して大
幅に経済的であシ、本発明は工業的価値が極めて大なる
ものである。

【図面の簡単な説明】

第１図はリチウム電池を例として、リチウム電池が水分
によシ劣化することを示したグラフである。第２図（１１はガスケット圧縮率の測定場所を説明する
ためのガスケット断面図、第２図（２）はその計算方法
を説明するためのｔ池断面図、第３図１ｄ：本発明電池の一実施例を示す断面図で・あ
る。１・・・正極缶　　　　　２・・・負極活物質３・・・
セパレータ　　　４・・・正極５・・・電極缶　　　　
　６・・・ガスケット７・・・電解液以上

Claims

【特許請求の範囲】

リチウム、ナトリウム等軽金属よりなる負極活物質、二
酸化マンガン、弗化黒鉛等を主成分とする正極活物質、
正極、負極活物質を分解するセパレータ、非水溶媒に過
塩素酸リチウムを溶解した電解液及び正極端子、負極端
子を兼ねた封入容器である正極缶と負極缶、前記正極缶
と負極缶を絶縁し封口の働きをするガスケットよりなる
非水電解液電池において、前記ガスケット材質としてポ
リテトラフルオロエチレン等のフツ素樹脂よりなり、か
つガスケット肩部Ａ部、底部Ｂ部のガスケット圧縮率を
それぞれ、Ａ部：５０％以上、Ｂ部：３０％以上とする
ことを特徴とする非水電解液電池。