JPS63202847A - 有機電解質電池 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、負極活物質としてリチウム等の軽金属を用い
て構成される有機電解質電池の防爆用封口板に関するも
のである。

従来の技術 昨今、ＩＣ，ＬＳＩ’ｉはじめとするエレクトロニクス
の進展は目覚しく、これらを応用した電子精密機器の消
費電流は数μム程度で極めて微弱な電流しか必要としな
くなってきている。又、これ等の電源としての一次電池
にも小型軽量、高エネルギー密度、長期信頼性が求めら
れている。これ等の要件を満たす電池として、金属リチ
ウム、又はリチウム−アルミニウム（Ｌｉ−ムｌ）合金
等のリチウム系合金を負極活物質とし、電解液として非
プロトン系高誘電率、低粘度の非水系電解液を用い、正
極活物質として、二酸化マンガン、酸化銅等の金属酸化
物、あるいはフッ化黒鉛を用いて構成される有機電解質
電池がある。これ等の電池を長期にわたって作動させる
場合、電池設計上においては、安定した密閉性、気密性
が要求され、極めて気密度の高い封口がなされている。

従って万一電池が内部短絡、外部短絡あるいは漏れ電流
などによる充電がされると電池内部にガスが発生し、電
池内圧が異常に上昇した場合、電池が破裂し極めて危険
性の高いものであった。従ってこれ壕で、第１図に示す
ように、電池の組立封口板Ｂの中に、肉薄な金属板、合
成樹脂、ゴム板からなる薄板を弁体４として設け、内圧
が２０〜４０ｋｔ）／ｃｄに上昇した時、この弁体４が
裂けて電池内のガスを逃がす方法がとられていた。

発明が解決しようとする問題点 上記方法の場合にあっては、合成樹脂、ゴム等の弾性体
を弁体として用いて低圧作動性を具体化するには、その
肉厚を０．１〜０．３　′ｙｌ程度にする必要があり、
このような厚みの薄板材では、大気中の水分、あるいは
その他の産業廃棄ガス等を極めて容易に透過しやすく、
特に水分の存在をきらう有機電解質電池、例えばリチウ
ム電池においては不適当である。まだ弁体としての作動
性を考えた場合、極めて弾性に富む特徴を有しているた
め、作動圧が一定しない欠点を有していた。一方、水分
透過性及び各種の全体透過性の少ない弁体桐材としては
、金属素材が考えられるが、低圧作動性全考慮すると、
その厚みとして数μｍ〜数十μｍのオーダにする必要が
ある。このような金属薄板全使用した場合長期にわたっ
て電池を保存、あるいは使用する場合、外気中の腐食性
のガスが、キャンプに設けたガス抜き孔より侵入し、こ
れ等の金属薄板を腐食させ、ピンホール全形成する可能
性がある。また電池構成時に、電解液が付着することも
あり、このような場合、電解液中の溶質（一般に無機塩
）、ちるいは溶媒が、大気中の水分、あるいは他の産業
廃棄ガスと接して、腐食性物質に変質し、金属薄板全腐
食させピンホール全形成する場合もあり、電池特性に重
大な影響を及ぼすものであった。このため、金属薄体の
上面に、樹脂フィルムを貼り合わせる試みがあったが、
樹脂フィルムを、金属薄板に貼り合わせる場合、生産性
全考慮すると、樹脂フィルムの厚み’ｊｚ５０μｍ以上
、金属素材の厚み全２０μｍ以上にしないと貼り合わせ
加工ができない欠点があり、このため、金属薄板の弁体
としての作動レベルが高くなり、また作動圧のバラツキ
も大きくなる問題があった。

問題点全解決するための手段 本発明は、上記問題点を解決する防爆封口板の弁体を提
供するものであり、金属薄板の表面全粗面化した後、こ
の粗面上に耐薬品性、耐水性にすぐれた瀝青質材料の被
膜を形成したことを特徴とする。

作用 このような弁体全使用することにより、弁体としての作
動圧レベルを高めることなく、低圧でしかも、安定した
作動性を示し、大気中の水分などの電池内への透過を防
止し、電池特性の優れる防爆封口板金提供できるもので
ある。

実施例 以下、本発明の実施例を第１図全参照して説明する。

第１図は、本発明の防爆封口板を用いた円筒形リチウム
電池の例を示し、図において、人は発電要素群であり、
正極としてはフッ化黒鉛、二酸化マンガン、酸化銅等を
、主材とし、これに導電材。

結着剤を加えたものからなる。負極には金属リチウムを
用い、この正負極を、ポリプロピレン不織布や、マイク
ロポーラスフィルムからなるセパレータを介して滑巻状
に構成した極板群である。この極板群に電解液として、
１・２−ジメトキンエタン、ジオキソラン、γ−ブチロ
ラクトン等の溶媒を単独か、あるいは混合したものに、
溶質として、ＬｉＢＦ４．ＬｉＣｌＯ４等を溶解させた
もの全含浸させて発電要素を形成している。１は電池容
器で、前記極板群の負極活物質である金属リチウムの集
電体リード２を内周面にスポット溶接により溶接し、負
極端子を兼ねている。その材質としては、０１３１程度
の厚みを有した耐電解液性ステンレス鋼材、あるいは耐
食メッキを施した鉄が用いられる。Ｂは本発明による弁
体４を配した組立封口板で、その構成法は、第２図Ａ、
Ｂに示すように、弁孔３１凱電池容器側へ突出した突出
部３ｂの底面に有した皿状封口板３に、円板状弁体４を
１段目の水平内周縁部３Ｃに挿入載置する工程と、ガス
排出孔６ａを凸状部６ｂに有し、その周縁部６Ｃ１平担
にしたキャップ５を嵌合させ、ケース３の開口折曲縁３
ｄを内方に金型でもってカシメて、弁体４をケース３の
１段目の水平部３Ｃと、キャップ５の周縁鍔部５Ｃによ
って圧接固定する工程から形成されたものである。次に
弁体の構成法は、金属薄板の表面ヲリン酸４６〜８６ｗ
ｔ％、硝酸１６〜５５ｗｔ％のエツチング液で数秒間エ
ツチング処理、あるいはホーニング、サンドブラスト法
等の機械的方法でもって表面粗さがＲ□工年単位６〜８
μｍになるように粗面化し、その後、トルエン、キシレ
ン、トリクレン等の有機溶媒でもって適当な濃度に希釈
させた瀝青質組成物、例えば、ブローンアスファルト、
アスファルトエナメル、コールタールエナメル、エポキ
シタール等を塗布し、厚みが数μｍ１好ましくは５〜９
μｍの瀝青質組成物の被膜を形成させるものである。な
お、金属薄板の表面粗さをＲｍａｗ単位で、６〜８μｍ
としたのは、６μｍ以下では、表面状態が鏡面に近い状
態であり、瀝青質組成物を塗布した時に、瀝青質組成物
をはじいてし１い、均一な塗布面が得られないからであ
る。逆に８μｍ以上では、金属薄体の表面の凹凸が犬と
なり、塗布量が安定せず、結果として均一な作動圧を示
さない。ケース３の材質としては、厚みが０．３ｍｍ程
度の耐食メッキを施した鉄材、あるいは、耐食性特殊ス
テンレス材よりなる。このケース３の底面には、前記発
電要素群人の正極活物質からの集電リード６がスポット
溶接により一体化され、従って封口板Ｂは正極端子を兼
ねる。また、封口板Ｂは発電要素群ムを組み込んだ電池
容器１の開口部１６を低透湿性、耐電解液性のポリプロ
ピレンからなる絶縁バッキング７を介して気密封口して
いる。表１は、本発明による弁体を用いて封口板を構成
し、温度６０℃、　ＰＨ４，０の塩酸酸性雰囲気、　Ｐ
Ｈ９，５のか性カリのアルカリ性雰囲気に１ケ月間放置
した後、ピンホール発生率を比較した結果を示す。弁体
構成としては、厚みが３０１１ｍのアルミニウムを用い
、エツチングによって瀝青質塗布面の表面粗さをＲ□ｘ
６．４μｍとし、瀝青質として針入度０〜２ｏのプロー
ンアスファルトを用い、３〜９μｍの被膜を形成させた
もので、封口板全１００個構成した。

（以下余　白） 表２は、上記弁体を用いて、瀝青質の被膜の厚さを変化
させた時の作動圧の平均値Ｙ、標準偏差す、最大値ＭＡ
Ｘ　＋最小値ＭＩ）ｌ全示す。テスト数は各々１００個
である。

（以　下　余　白） 発明の効果 以上、表１２表２から明らかなごとく、本発明による弁
体を用いた組立封口板は、長期にわたって外部からの腐
食要因に対し、弁体を保護し、低圧で安定した作動性を
示すものである。これは金属薄板の表面全粗面化するこ
とにより、瀝青質の均一な被膜を形成させることができ
たためである。

また実施例として厚みが３０μｍのアルミニウムを用い
たが、６ｏμｍ以下であれば、作動圧が２０〜４０　ｋ
ｇ　／　ｃｎｌの範囲内にあり、瀝青質被膜の厚みを、
本発明の範囲内、つまり９μｍの以下に規制してやれば
、本実験と同程度の作動圧特性を示すものである。なお
瀝青質の厚みが３μｍ以下であればピンホールが発生し
本発明の効果はない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明ならびに従来の構造による防爆安全弁装
置金偏えた電池の断面図、第２図Ａ、Ｂは本発明ならび
に従来の防爆封口板の構成を示す断面図である。 １・・・・・・電池外装容器、２，６・・・・・・集電
体リード、３・・・・・・皿状封口板、３ト・・・・・
弁孔、４・・・・・・弁体、６・・・・・・キャ゛ツブ
、７・・・・・・封口パッキング、Ａ・・・・・・発電
要素群、Ｂ・・・・・・組立封口板、４２Ｌ・・・・・
・瀝青材。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名ｌ−
電氾各器 ３−皿状付口板 ４−弁体 ４ｏ−浸青材 ５−−　キ　ャ　　ッ　　プ アー絶隷バッキング 第、図　　　　　八−発電瞥素群 ８−組立井口柾 ３−ｍｌ　　Ｉ士　口　抜 ４−弁　体 １ｉａ−−＆骨材 ５−キＹツブ ５ｏ−ガス排出北 第２図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）正極と、軽金属負極と有機電解質を有し、皿状封
   口板の電池容器側へ突出した底面に弁孔をあけ、かつこ
   の弁孔を封口板の内側から閉塞する弁体を内蔵した有機
   電解質電池であって、上記弁孔を常時閉塞する弁体とし
   て、一方の面を粗面化し、かつ粗面上に瀝青質からなる
   被膜を形成した円板体を用い、円板体周縁部は皿状封口
   板の内周縁部と凸状部にガス抜き孔を有するキャップの
   鍔部との間に挾まれ、皿状封口板の開口端部を内方へ折
   曲げてカシメることで固定されている有機電解質電池。
2. （２）弁体の一方の面が、Ｒ＿ｍ＿ａ＿ｘ単位で５〜８
   μｍの表面粗さであり、この粗面上に形成した瀝青質の
   厚みが３〜９μｍである特許請求の範囲第１項記載の有
   機電解質電池。