JPS6321098Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、扁平電池の放電特性の改良及び放電
による電池の外形寸法の変化をなくすことを目的
としたものである。

従来の扁平電池は通常、第１図に示すように負
極活物質５を内側に取りつけた封口板６の内面に
セパレータ４を載置し、電解液を注入した後、円
盤状に成型した成型正極合剤３をセパレータ上に
置き、円板状の集電体２を電気溶接した電池ケー
ス１を逆さ向きとし、ガスケツト７とともに封口
板６にかぶせ、かしめ封口して形成されている。

このようにして形成された電池は、正極合剤３
の電解液吸収が良好で、強負荷放電に優れるとい
う利点を有している反面、負極が消耗電極である
ので放電の進行とともに電池の厚み方向の寸法が
減少し、放電前の寸法と変つてしまう。また軽負
荷の放電の場合、正極合剤３と正極集電体２また
は負極活物質５との間で接触不良が発生し、放電
電圧が低下したり、内部インピーダンが増加する
ことがあつた。この理由としては放電中の負極活
物質の体積減少と、正極合剤の体積膨張との間の
バランス不均衡が考えられている。放電により、
負極活物質は溶解し、負極活物質厚さは減少す
る。一方正極合剤３は第４図ａに示すように放電
の進行と共に体積膨張を起こし全体としては負極
活物質の減少体積より大きくなる。しかしこの膨
張は厚さ方向、及び直径方向（矢印方向）に分散
して起こるため、厚さ方向だけとらえてみると、
負極活物質の厚さの減少量の方が、正極活物質の
厚さの増加量よりも大である。このため電池の厚
さ寸法が減少したり、電池内部で集電体２、正極
合剤３、負極活物質５との間の電気的接触が弱ま
り、放電電圧が急激に低下したり、内部インピー
ダンが急上昇したりした。

従つて、第２図に示すように正極合剤３を周縁
にリング状の立上り部（２−１）を有する正極集
電体（正極リング）２′にはめ込むことにより、
放電中の正極合剤３の直径方向への広がりをなく
すことが考えられた。これにより正極合剤３の体
積膨張は第４図ｂの矢印方向に働らき、全て合剤
３の厚さ方向の増加となつてあらわれるため、こ
の合剤の厚さ増大量は、負極活物質５の厚さ減少
量よりも大となるため、電池内での接触不良はほ
とんどなくなつたが、正極合剤３の厚さ方向への
膨張度合が負極活物質５の厚さ方向の減少量より
も大きいため、電池の寸法は放電前より増加して
しまうという問題があつた。また正極合剤３の周
面と底面の一部が正極リング２′によつておおわ
れているため、合剤における電解液の吸液性が悪
るくなること、および合剤３の放電反応の進行に
よる膨張が厚さ方向だけに限定されているため、
放電反応の進行と共に合剤の密度が上がり、強負
荷放電の場合、放電反応の進行に伴う合剤３中へ
の電解液の浸透速度が追従できなく、前記円板状
の集電体２を使用したものに比較し、強負荷放電
性能が劣るという欠点を有していた。

また図示していないが電解液の吸収性を良くす
るため、複数個の孔を有した陽極リングを用いる
電池も考えられる。この孔により電解液の吸収は
かなり良好となつたが、合剤の放電による直径方
向の膨張は抑制されたままであるため、正極合剤
の直径方向への膨張はなく、厚さ方向だけに限ら
れるため、電池としてはその厚さ寸法にかなりの
増加があり、また強負荷放電においても、放電反
応の進行による合剤膨張が直径方向で抑制された
形になつているため、十分な改良はなされなかつ
た。

本考案は円盤状正極合剤の周囲を間欠的にとり
囲む複数の立上り片２を有した正極集電電体を用
いることにより、放電に伴う正極の厚さ及び直径
方向への体積膨張を適度に可能とし、かつ正極側
部からの電解液の供給を可能にして前記従来の欠
点を解消したものであり、強負荷放電及び軽負荷
放電のいずれも良好で、電池の寸法変化の小さい
扁平電池を提供するものである。以下、その実施
例を図により説明する。

第５図ａに示すような周縁に複数個の略鋸歯状
立上り片２−２を有するドーナツ状陽極集電体
２″を、第３図に示すように電池ケース１の内底
面中中央部に電気溶接によつて接続し、二酸化マ
ンガン、カーボン粉末及びバインダーからなる正
極合剤３を円盤状に成型してこの集電体２″内に
はめ込む。その後プロピレンカーボネイト、ジメ
トキシエタンの等量混合溶媒に過塩素酸リチウム
を溶解した電解液を注入し、セパレータ４を介し
て負極活物質であるリチウムシート５を正極合剤
３に対向させて、封口板６とガスケツト７とで電
池ケース１を封口し、扁平電池を完成させる。

このようにして形成された扁平電池は、放電反
応の進行による合剤３の膨張が、第４図ｃに示す
ように厚さ方向と直径方向の集電体２″の立上り
片２，２が存在しない一部分で矢印方向に起こる
が、立上り片２−２によつてある程度抑制され
る。

このため、従来の第４図ａに示すものと比較す
ると、合剤直径方向への膨張がある程度抑制され
ているので、軽負荷放電では接触不良を起こした
り、電池寸法が極端に減少したりするといつたこ
とはない。また第４図ｂに示す従来のものと比較
すると、合剤厚さ方向への膨張だけはなく、立上
り片２−２が存在しない部分より直径方向への膨
張も起こり、かつこの部分よりの電解液の吸収も
あるため、電池寸法の極端な増加はなく、かつ強
負荷放電も良好である。正極集電体はこの外、第
５図ｂに示す円弧状に彎曲した立上り片２−２を
先端に有した十字板２も用いることができる。

第６図に従来の円板状集電体を用いた第１図の
構成の扁平電池Ａ、リング状の立上り部を有する
集電体（正極リング）を用いた第２図に示す構成
の電池Ｂ，Ｂの電池の集電体立上り部に孔を設け
た電池Ｃ及び本考案の複数個の立上り片２−２を
有する正極集電体２″を用いた電池Ｄの20℃にお
ける1KΩ負荷連続放電性能を示す。

また、第７図には同様の電池の45℃における
13KΩ負荷連続放電性能を示し、第８図には45℃
における13KΩ負荷連続放電による電池寸法の増
減変化を示す。図中Ｄの特性は、第５図ｂに示す
ような形状の正極集電体においても、同様に得ら
れた。

このように本考案は、正極集電体により正極の
厚さ及び直径方向への体積膨張を適度に許容し、
かつ正極側部からの電解液の供給を行なわせるこ
とで、強負荷放電、軽負荷放電ともに優れ、しか
も電池の放電による寸法変化の小さな扁平電池を
提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は円板状の正極集電体を備えた従来の扁
平電池の断面図、第２図は周縁にリング状の立上
り部を有する正極集電体を備えた別な従来の扁平
電池の断面図、第３図は本考案の一実施例におけ
る複数個の立上り片を有した正極集電体を用いた
扁平電池の断面図、第４図ａは円板状集電体を用
いた場合の合剤の膨張方向を示す説明図、第４図
ｂはリング状立上り部を有する正極集電体を用い
た場合の合剤の膨張方向を示す説明図、第４図ｃ
は本考案の正極集電体を用いた場合の合剤の膨張
方向を示す説明図、第５図ａは本考案の実施例に
おいて用いた正極集電体の斜視図、第５図ｂは本
考案の他の正極集電体を示す斜視図、第６図、第
７図は放電特性を示す図、第８図は放電による電
池寸法の増減変化を示す図である。 １は電池ケース、２，２、２″，２は正極集
電体、２−２は立上り片、３は正極合剤、４はセ
パレータ、５は負極活物質、６は封口板、７は絶
縁ガスケツト。

Claims (1)

1. 【実用新案登録請求の範囲】 (1) 封口板とガスケツトにより密閉された電池ケ
   ースに、セパレータを介して対向する正極及び
   負極からなる発電要素を内蔵した扁平電池であ
   つて、放電によつて体積膨張を生じる円盤状正
   極の周囲を間欠的にとり囲む複数の立上り片を
   有した正極集電体を、前記ガスケツトに囲われ
   た前記電池ケース内底面に電気的に接続してな
   る扁平電池。 (2) 前記正極集電体が、外周縁に略鋸歯状の立上
   り片を複数有したドーナツ板からなる実用新案
   登録請求の範囲第１項記載の扁平電池。 (3) 前記正極集電体が、円弧状に彎曲した立上り
   片を端部に有した十字板よりなる実用新案登録
   請求の範囲第１項記載の扁平電池。