JPS63241855A - 扁平形電池 - 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、扁平形電池に関し、特に正負極の端子板と絶
縁封口体との接着構造を改良した扁平形電池に係わる。

［従来の技術］ 近年、電子機器の小形化、薄型化に伴い、それらの電源
となる電池にも薄型化の要求が高まっている。しかしな
がら、従来のボタン型、コイン型の電池では、その厚さ
は最低でも１．ＯＭ程度までしか薄型化できず、前記要
求を充分満足させるものではなかった。

このようなことから、従来より第２図に示す構造の扁平
形電池が既に提案されいる。即ち、図中の１．２は夫々
正極及び負極の端子板である。これら端子板１，２の間
には、例えばアイオノマー樹脂等の熱接着性樹脂からな
る枠状をなす絶縁封口体３が介在されている。また、こ
れら端子板１．２と枠状絶縁封口体３とにより形成され
た空間内には、金属ハロゲン化物又は酸化物からなる正
極合剤シート４とリチウム等の軽金属からなる負極シー
ト５と、これら合剤シート４及び負極シート５の間に介
在され、非水電解液を含浸したセパレータ６とからなる
発電要素が収納されている。そして、前記正負極の両端
子板１．２と熱接着性樹脂の絶縁封口体３とを加熱融着
することにより、前記発電要素が密封口されている。か
かる構造の扁平形電池によれば、その厚さを１．０　ｗ
ｇより薄くでき、前記要求を充分に満足できる。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、かかる構造の扁平形電池ではステンレス
鋼等の金属からなる正負極の両端子板１．２と熱接着性
樹脂の絶縁封口体３とを加圧加熱により接着するため、
それら界面での接着強度が必ずしも充分ではなかった。

その結果、扁平形電池を折り曲げたり、高温高湿での貯
蔵において端子板と絶縁封口体との間での剥離が生じ易
くなり、発電要素の一成分である電解液が漏れ、長期信
頼性が劣るという問題があった。

本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、正負極の端子板と絶縁封口体との接着強度を向
上して該接着界面からの電解液の漏れを防止した長期信
頼性の高い扁平形電池を提供しようとするものである。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、枠状の絶縁封口体をシート状の正負極の両端
子板の間に介在させ、かつ該両端子板及び封口体で囲ま
れた空間内に電池発電要素を収納した状態で前記封口体
と両端子板とを密封口した扁平形電池において、前記封
口体と接着される少なくとも一方の端子板の接着界面に
変性ポリオレフィンを炭化水素系溶剤中に微粒子状に分
散させたディスパージョンの塗膜を形成したことを特徴
とする扁平形電池である。

上記変性ポリオレフィンとしては、電池封口後の耐熱性
、水分の透湿性を考慮して変性ポリプロピレンを用いる
ことが望ましい。特に、熱接着性の枠状絶縁封口体の材
料として電池の耐熱性、透湿性の良好な変性ポリプロピ
レン又はポリプロピレン樹脂を用いる場合には同樹脂間
の接着になるという観点からも有効である。更に、前記
変性ポリプロピレンは、ポリプロピレンに不飽和カルボ
ン酸を共重合又はグラフト重合させた極性基を有するも
のが好適である。不飽和カルボン酸の共重合化は、接着
効果を増大させる点で有効である。

ここに用いるカルボン酸としては、アクリル酸、メタク
リル酸、イタコン酸、フマル酸、マレイン酸、無水マレ
イン酸などが好ましい。

上記炭化水素系溶剤としては、例えばトルエン、ベンゼ
ン、キシレン、シクロヘキサン等を挙げることができる
。特に、変性ポリプロピレンを良好に分散でき、かつ該
変性ポリプロピレンの接着性に支障を与えないトルエン
が好ましい。なお、変性ポリプロピレンを分散樹脂とす
る場合には水に均一に分散せず、水性ディスパージョン
を形成することができない。

上記変性ポリプロピレンを分散したディスパージョンの
塗膜の厚さは、１〜５０μｍにすることが望ましい。こ
の理由は、該塗膜の厚さを１μｍ未満にすると塗膜表面
が不均一となり正負極の端子板と絶縁封口体との密着強
度が低下し、かといってその厚さが５０μｍを越えると
塗布、乾燥後において塗膜にクラックが発生し、端子板
と絶縁封口体との密封性が損われる恐れがあるからであ
る。

上記ディスパージョンに分散された変性ポリプロピレン
の平均粒径は、変性ポリプロピレンの分散性及び均一な
塗膜を形成する観点から５〜１５μｍの範囲にすること
が望ましい。

上記変性ポリプロピレンを分散したディスパージョンの
塗膜の形成箇所は、絶縁封口体側でも、端子板側でもい
ずれでもよいが、後述する作用で説明するように塗膜を
端子板側に形成することが接着強度の向上の点で有効で
ある。このように端子板に塗膜を形成するには、前記変
性水リブロビレンを分散した炭化水素系溶剤のディスパ
ージョンを端子板上に塗布した後、１５０〜２５０　”
Ｃで１〜５分間乾燥処理する方法を採用することが望ま
しい。こうした処理によりディスパージョンに分散され
た変性ポリプロピレンが端子板上で溶融し、均一な塗膜
形成が可能となる。

［作用］ 本発明によれば、前記封口体と接着される少なくとも一
方の端子板の接着界面に変性ポリプロピレンを炭化水素
系溶剤中に微粒子状に分散させたディスパージョンの塗
膜を形成することによって、絶縁封口体そのものを変性
ポリプロピレン樹脂等の熱接着性樹脂で形成して正負極
の端子板と加圧、加熱により融着する場合に比べて該絶
縁封口体と端子板との接着強度を向上できる。従って、
折り曲げや高温高湿での貯蔵において端子板と絶縁封口
体との間での剥離が生じ難く、発電要素の一成分である
電解液の漏れを防止できる。

特に、端子板に変性ポリプロピレンを炭化水素系溶剤中
に微粒子状に分散させたディスパージョンの塗膜を形成
し、この端子板を絶縁封口体に該塗膜を介して加圧、加
熱して融着することによって、絶縁封口体と端子板との
接着強度を著しく゛向上できる。即ち、端子板に予め変
性ポリプロピレンを分散させたディスパージョンを塗布
、乾燥して塗膜を形成すると、該端子板に対する塗膜の
接着強度が絶縁封口体側に形成した該塗膜を端子板に加
圧、加熱で融着した場合に比べて格段に向上する。しか
も端子板に塗膜を形成した後での端子板と絶縁封口体と
の接着は、互いに馴染みの良好な変性ポリプロピレンを
主体とする塗膜と熱融着樹脂からなる絶縁封口体とでな
されるため、それらの接着強度は金属製の端子板と絶縁
封口体との加圧、加熱による融着に比べて格段に向上で
きる。

従って、端子板に変性ポリプロピレンを分散させたディ
スパージョンの塗膜を形成するこによって、折り曲げや
高温高湿での貯蔵においての絶縁封口体、端子板間での
剥離を確実に阻止できるため、発電要素の一成分である
電解液の漏れが生じない長期信頌性の高い扁平形電池を
得ることができる。

［発明の実施例］ 以下、本発明を扁平形の非水電解液電池に適用した例に
ついて第１図を参照して説明する。

実施例 図中の１１は、枠状の絶縁封口体であり、この封口体１
１を正負極の端子板１２．１３の間に介在させ、かつ該
端子板１２．１３及び封口体１１で囲まれた空間内に電
池発電要素１４を収納した状態で前記封口体１１と端子
板１２．１３とをそれらの接着界面に変性ポリプロピレ
ンをトルエンに微粒子状に分散させたディスパージョン
の塗膜１５ａ　、　１５ｂを介在させた状態で密封口し
ている。前記絶縁封口体１１は、厚さ１００μｍの枠状
変性ポリプロピレン樹脂フィルムｔｌａと厚さ２００℃
１ｍの枠状変性ポリプロピレン樹脂フィルムｌｌｂとか
ら形成されている。前記負極端子板１２及び正極端子板
１３は、寸法２０ｍｚＸ３０Ｈｘ　Ｏ，０５ｍのステン
レス、ｍから形成されている。前記発電要素１４は、リ
チウムからなる負極シート１Ｂと、焼成二酸化マンガン
、黒鉛粉末及びポリテトラフロロエチレンからなる正極
合剤シート１７と、これら負極シート１６と正極合剤シ
ート１７の間に介在され過塩素酸リチウムを溶解したプ
ロピレンカーボネートが含浸されたポリプロピレン不織
布からなるセパレータ１８とから構成されている。

次に、上述した構造の扁平形電池の組立てについて説明
する。まず、正負極の端子板１２．１３上にコールタ−
・カウンタ法での平均粒径が８μｍの変性ポリプロピレ
ンをトルエンに分散させたディスパージョンを前記絶縁
封口体と同形状の枠状に夫々塗布し、２００℃、３分間
乾燥処理することにより厚さ５μｍの塗膜１５ａ　５１
５ｂを形成した。ここに用いる変性ポリプロピレンは、
ポリプロピレンに不飽和カルボン酸である無水マレイン
酸を５％重合させたもので、極性基としてカルボキシル
基を含有させたものである。つづいて、これら塗膜Ｌ５
ａ　、　１５ｂ上に前記絶縁封口体１１を構成する厚さ
１００μｍの枠状変性ポリプロピレン樹脂フィルムＬｌ
ａ及び厚さ２００μｍの枠状変性ポリプロピレン樹脂フ
ィルムｌｌｂを夫々重ねた後、加圧、加熱して融着した
。次いで、枠状変性ポリプロピレン樹脂フィルムｌｌａ
が塗膜１５ａを介して融着された負極端子板１３と、枠
状変性ポリプロピレン樹脂フィルムｌｌｂが塗膜１５ｂ
を介して融着された正極端子板１２との間に前記電池発
電要素１４を介在した状態で、対向接触する枠状変性ポ
リプロピレン樹脂フィルムｌｌａ　、　ｌｌｂを２００
℃、４　Ｋ９７Ｃｉの条件にて２秒間加圧、加熱して融
着することにより、発電要素１４を密封口し、扁平形電
池を組立てた。かかる扁平形電池の厚さは、０．５　ｒ
ｍであった。

比較例 絶縁封口体と正負極の端子板との接着界面に変性ポリプ
ロピレンをトルエンに分散させたディスパージョンの塗
膜を介在させない以外、実施例と９様な扁平形電池を組
立てた。

しかして、本実施例及び比較例の扁平形電池、各々２０
個について、折曲げ試験を行なった。この折曲げ試験は
、直径１８αＵの円柱面に電池を接触させ、折曲げと元
の状態に戻すという作業を繰返し、電解液が漏れ出すま
での回数を評価する試験である。その結果、比較例の扁
平形電池では３０００回の折曲げで電解液の漏れ出しの
ない個数が２０個中９個であったのに対し、本実施例の
扁平形電池では３０００回の折曲げで電解液の漏れ出し
のない個数が２０個中全部であった。

また、本実施例及び比較例の扁平形電池、各々２０個に
ついて、温度６０℃、湿度９３％の雰囲気中で４０日間
貯蔵後の耐漏液性能を調べた。その結果、比較例の電池
では２０個中１３個も漏液が認められたのに対し、本実
施例の電°池では漏液が皆無であった。

一方、厚さが”　ｕ　ｍ　ｓ　１　ｕ　ｍ　ｓ　１５μ
ｍ　ｓ３０μｍ１５０μｍ及び５５μｍの変性ポリプロ
ピレンをトルエンに分散させたディスパージョンの塗膜
を正負極の端子板に形成した以外、実施例と同様な扁平
形電池を組立て、これら電池各々２０個にっいて、温度
６０℃、湿度９３％の雰囲気中で４０日間貯蔵後の耐漏
液性能を調べた。その結果厚さ１〜ＦＩＯμｍの塗膜を
形成した電池では全て漏液発生が皆無であったのに対し
、厚さ０．５μｍ１５５μｍの塗膜を形成した電池では
いずれも３個以上も漏液発生が認められた。

また、トルエンディスパージョンに分散された変性ポリ
プロピレンとして平均粒径が１μｍ、　３μｍ１１０μ
ｍ１１５μｍ及び１６μｍのものを用いて厚さ５μｍの
変性ポリプロピレン・トルエン・ディスパージョンの塗
膜を正負極の端子板に夫々形成した以外、実施例と同様
な扁平形電池を組立て、これら電池各々２０個について
、温度６０℃、湿度９３％の雰囲気中で４０日間貯蔵後
の耐漏液性能を調べた。その結果、平均粒径が３〜１５
μｍの変性ポリプロピレンを分散させたトルエンディス
パージョンの塗膜を形成した電池では漏液発生が皆無で
あったのに対し、平均粒径が１μｍ、１６μｍの変性ポ
リプロピレン・トルエン壷ディスパージョンの塗膜を形
成した電池では漏液の発生が１〜３個程度認められた。

上記厚さが１μｍ１１５μｍ、３０μｍ及び５０μｍの
変性ポリプロピレンをトルエンに分散させたディスパー
ジョンの塗膜を正負極の端子板に形成した電池、並びに
平均粒径が３μｍ１１０μｍ及び１５μｍの変性ポリプ
ロピレン・トルエン壷ディスパージョンの塗膜を形成し
た電池に対して、前述した折曲げ試験を実施したところ
、全て３０００回以上の高信頼性を確保できた。

なお、変性ポリプロピレンとしてポリプロピレンに不飽
和カルボン酸であるアクリル酸、メタクリル酸、イタコ
ン酸、フマル酸、マレイン酸を共重合又はグラフト重合
させたものを用いた以外、実施例と同様な扁平型電池を
組立て、これら電池者２０個について、耐折り曲げ試験
性能、温度６０℃、湿度９３％の雰囲気中で４０日間貯
蔵後の耐漏液性能を調べたところ、実施例と同様に電池
異常は皆無であった。

また、変性ポリプロピレンを分散する炭化水素系溶剤と
してトルエンに代わってベンゼン、キシレン、シクロヘ
キサンを用いても実施例と同様な効果が得られた。

更に、絶縁封口体を構成するフィルムとしてアイオノマ
ー樹脂を用いても実施例と同様、耐折り曲げ試験性能、
温度ＢＯ℃、湿度９３％の雰囲気中で４０日間貯蔵後の
耐漏液性能が優れていることが確認された。

［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明によれば正負極の端子板と絶
縁封口体との接着強度を向上して該接着界面からの電解
液の漏れを防止した長期信頼性の高い扁平形電池を提供
できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における扁平形電池の断面図、
第２図は従来の扁平形電池の断面図である。 １１・・・絶縁封口体、ｌｌａ　、ｌｌｂ・・・枠状変
性ポリプロピレン樹脂フィルム、１２・・・正極端子板
、１３・・・負極端子板、１４・・・電池発電要素、１
５ａ　、１５ｂ・・・変性ポリプロピレン・トルエン・
ディスパージョンの塗膜、１６・・・負極シート、１７
・・・正極合剤シート、１８・・・セパレータ。

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. （１）、枠状の絶縁封口体をシート状の正負極の両端子
   板の間に介在させ、かつ該両端子板及び封口体で囲まれ
   た空間内に電池発電要素を収納した状態で前記封口体と
   両端子板とを密封口した扁平形電池において、前記封口
   体と接着される少なくとも一方の端子板の接着界面に変
   性ポリオレフィンを炭化水素系溶剤中に微粒子状に分散
   させたディスパージョンの塗膜を形成したことを特徴と
   する扁平形電池。
2. （２）、ディスパージョンの塗膜を端子板側に形成した
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の扁平形電
   池。
3. （３）、ディスパージョンが極性基を導入した変性ポリ
   プロピレンを主樹脂成分として分散させたトルエン・デ
   ィスパージョンであることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項又は第２項記載の扁平形電池。
4. （４）、変性ポリプロピレンはポリプロピレンに不飽和
   カルボン酸を共重合又はグラフト重合させたものである
   ことを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の扁平形電
   池。
5. （５）、変性ポリプロピレンは平均粒径が３〜１５μｍ
   のものであることを特徴とする特許請求の範囲第３項記
   載の扁平形電池。
6. （６）、ディスパージョンの塗膜の厚さが１〜５０μｍ
   の範囲であることを特徴とする特許請求の範囲第１項乃
   至第５項いずれか記載の扁平形電池。