JPS631414Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 この考案は、Li，Na，Ｋ，Ca，Mgなど軽金
属を負極に使用したボタン型電池に関する。

軽金属を負極に使用したボタン型電池は、例え
ば第１図に示すように、リチウムなどの軽金属か
らなる負極１ａ、セパレータ１ｂおよび二酸化マ
ンガンなどの正極１ｃを積層状に配置してなる発
電要素１を、端子を兼ねるボタン型電池ケース２
に密封入して構成される。この場合、電池ケース
２は正極側ケース部２ａと負極側ケース部２ｂと
からなり、両者の間は絶縁性のガスケツト２ｃに
よつて電気的に絶縁隔離されている。そして、負
極１ａは金属の支持ネツト１ｄなどを介して負極
側ケース部２ｂの内面に接触し、また正極１ｃは
集電体１ｅを介して正極側ケース部２ａの内面に
接触している。

ところで、上述した如きボタン型電池において
は、放電初期においては特に問題はないが、放電
の中期から末期にかけて正極１ｃを構成する合剤
が膨潤してくる。これは、リチウム電池のように
軽金属を負極として使用する電池特有の現象で、
この正極合剤が上記集電体１ｅを押しのけて膨潤
すると、この膨潤によつて正極合剤内部での電気
導電性が低下し、すなわちその内部抵抗が増大し
て端子間に平坦な起電力が得られなくなる。これ
により、電池内部にまだ十分に利用し得る発電物
質を残しながら、上記内部抵抗の増大により上記
発電物質を完全に消費することが非常に難しくな
る。つまり、発電物質の利用率が必ずしも良くな
く、その正極１ｃの膨潤による内部抵抗の増大に
よつて見掛け上の放電容量が制限されていた。

この考案は、以上のような問題に鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、放電の中期
から末期にかけて生ずる正極の膨潤に起因する内
部抵抗の増大を防止するようにし、これにより放
電中期から末期にかけての放電電位を一定に保つ
て、発電物質の利用率を高め、同じ量の発電物質
でより多くの利用可能な放電容量を持つようにし
たボタン型電池を提供することにある。

以下、この考案の実施例を図面に基づいて詳述
する。

第２図は、この考案によるボタン型電池の一実
施例を示したもので、まずリチウムなどの軽金属
を活物質とする負極３ａと、セパレータ３ｂと、
二酸化マンガンなどの正極合剤からなる正極３ｃ
とが積層状に組み立てられ、また非水電解質が使
用されてなる発電要素３が構成されている。この
発電要素３は、端子を兼ねるボタン型電池の電池
ケース４内に密封入されている。さらに、上記正
極３ｃと上記ケース４との間に後述する集電体５
が層状に介在させられている。

ここで、上記電池ケース４は、第２図に示すよ
うに、ともに金属製の缶である正極側ケース部４
ａと負極側ケース部４ｂとを、絶縁ガスケツト４
ｃを介して一体に組み込んだものである。この場
合、正極側ケース部４ａの開口部付近は内方に屈
曲させられて上記ガスケツト４ｃをその弾性復元
力に抗して圧縮し、これによりケース４内を密封
する力を得ている。

なお、実施例のボタン型電池では、負極３ａに
リチウム金属を使用し、これを集電体と支持体を
兼ねる金属製ネツト４ｄに圧着させたものを使用
している。また、正極３ｃは二酸化マンガンを成
型固化させたものを使用している。

さらに、図から明らかなように、正極３ｃは正
極側ケース部４ａの内底部全域に加圧装填されて
おり、集電体５の外形は正極３ｃの底面より小さ
く、正極３ｃの底面と正極側ケース部４ａの内底
面との接合面の中央部分に集電体５が介在されて
いる。また、ガスケツト４ｃは、正極３ｃ上のセ
パレータ３ｂの上に載置され、負極側ケース部４
ｂの周縁と正極側ケース部４ａの内周面との間に
介在され、正極３ｃの上面部を座として正極側ケ
ース部４ａのかしめにより圧縮されている。

この考案においては、上記集電体５は第３図
ａ，ｂに示す金属製板バネからなる。この板バネ
集電体５は、主体をなす平らな板部５ａと、その
一部に一体形成された弾性舌片部５ｂとからな
る。板部５ａはほぼコ字形の平面形状になつてお
り、その中央に弾性舌片部５ｂが片持ち状態で一
体形成されている。第３図ｂに示すように、弾性
舌片部５ｂは自由状態にて板部５ａの下方へ突出
するように曲成されている。

第２図のように、電池が組み立てられた状態に
おいては、上記板バネ集電体５は全体が平面にな
り、その厚み分だけ正極３ｃに埋め込まれ、その
下面が正極３ｃの底面と面一になつて正極側ケー
ス部４ａの内底面に当接している。つまり、第３
図ｂに示す自由状態の弾性舌片部５ｂが、板部５
ａと面一状態になるまで撓められている。従つて
弾性舌片部５ｂが元の形に復帰しようとする大き
な弾性力が生じており、この弾性力は板部５ａを
上方へ押し上げるように作用する。その結果、板
バネ集電体５が埋め込まれた正極３ｃは、平らな
板部５ａと面接触した状態で、全体を押し上げら
れ、正極３ｃが負極３ａに向けて（矢印参照）常
時面状に押圧されている。

従つて、正極３ｃと平らな板部５ａとが面接触
した状態で舌片部５ｂが正極３ｃから離間するよ
うにして押圧されるので、ドーム形のバネのよう
にドーム先端部分に応力が集中せず、正極３ｃの
ひび割れが防止される。

さて、以上のように構成されたボタン型電池に
おいては、上記板バネ集電体５が上記正極３ｃを
常時弾性圧縮するようになつており、これにより
放電初期における電池内部の接触状態が良好にな
ることは勿論、これとともに、放電中期から末期
にかけて生ずる上記正極３ｃをなす正極合剤の膨
潤が上記板バネ集電体５からの弾性圧縮力によつ
て阻止されるようになるため、正極合剤内部での
抵抗の増大が防止されるようになる。これによ
り、放電初期から末期にかけて安定した起電力が
得られるようになり、さらに放電末期においても
安定な起電力を維持できるために、結局、発電物
質の利用率が高められて、利用可能な実効放電容
量も多くなる。

ここで、上記板バネ集電体５は、上記正極３ｃ
を500ｇ／cm²から５Kg／cm²の荷重で弾性押圧する
ような弾性を有するものが特に適している。その
理由は、上記弾性荷重が小さすぎると、正極合剤
の膨潤力がその弾性荷重を大きく上回つてしま
い、その膨潤を十分に阻止できなくなつてしまう
からであり、また上記弾性荷重が大きすぎると、
その大きすぎる荷重をセパレータ３ｂが受けて、
電池組立時にそのセパレータ３ｂに保持されてい
る電解液が追い出され、電解液不足を来たす惧れ
が生ずるからである。このようなことを回避する
ためには、上記弾性荷重を上述した如き範囲内に
設定することが望ましい。

以上のように、この考案は、軽金属の負極の活
物質とするボタン型電池において、その放電初期
における電池内部の接触状態を一層良好ならしめ
て製品の安定性を高めることができるとともに、
放電中期から末期にかけて生ずる正極の膨潤に起
因する内部抵抗の増大を防止することにより、放
電中期から末期にかけての放電電位を安定化させ
ることができ、これにより発電物質の利用率を高
めることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のボタン型電池の一例を示す断面
図、第２図はこの考案によるボタン型電池の一実
施例を示す断面図、第３図ａは第２図の電池にお
ける板バネ集電体の平面図、第３図ｂは同上板バ
ネ集電体の自由状態の正面図である。 ３……発電要素、３ａ……負極、３ｂ……セパ
レータ、３ｃ……正極、４……電池ケース、５…
…板バネ集電体、５ａ……板部、５ｂ……弾性舌
片部。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ボタン型電池ケースの正極側ケース部の内底部
   全域に加圧装填された正極と、この正極の底面よ
   り外形が小さく、この正極の底面と上記正極側ケ
   ース部の内底面との接合面の中央部分に介在され
   た集電体と、上記正極の上面に配置されたセパレ
   ータと、ボタン型電池ケースの負極側ケース部の
   内面に圧着され、上記セパレータの上面に配置さ
   れた軽金属からなる負極と、上記負極側ケース部
   の周縁と上記正極側ケース部の内周部との間に介
   在され、上記正極の上面部を座として上記正極側
   ケース部のかしめにより圧縮された絶縁ガスケツ
   トとを備えたボタン型電池において、上記集電体
   は金属製板バネからなり、この板バネ集電体は主
   体をなす平らな板部のほぼ中央に自由状態で下方
   へ曲成された片持ちの弾性舌片部を一体に形成し
   たものであつて、この板バネ集電体はその厚み分
   だけ上記正極に埋め込まれて下面が上記正極の底
   面と面一になつて上記正極側ケース部の内底面に
   当接しており、この状態で撓められている上記弾
   性舌片部の弾性力が上記板部を上方へ付勢してい
   ることを特徴とするボタン型電池。