JPS63250051A - 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】 ［産業上の利用分野コ 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．Ｏｍｔｎ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１．０ｍよ
り薄くでき、前記要求を充分に満足できる。

Ｃ発明が解決しようとする問題点コ 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
変性ポリエチレンを主分散樹脂としたポリオレフィン水
性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。

上記変性ポリエチレンとしては、金属からなる正負極の
端子板との接着効果を向上させる働きを有するカルボキ
ル基を含有するものが好ましい。

かかる変性ポリエチレンとしては、エチレン単量体もし
くはポリエチ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を挙げることができる。ここに用い
る不飽和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
酸などを挙げることができる。特に好ましい組合わせは
、エチレン−メタクリル酸共重合体の分子間をＮａ　、
Ｚｎなどの金属で架橋したアイオノマー樹脂と前記不飽
和カルボン酸との共重合物又はグラフト重合物であり、
優れた接着効果を有する。ここに用いる不飽和カルボン
酸は無水マレイン酸が適している。

上記ポリオレフィン水性ディスパージョンに分散された
変性ポリエチレンの平均粒径は、変性ポリエチレンの分
散性及び均一な塗膜を形成する観点から５μｍ以下にす
ることが望ましい。この理由は、変性ポリエチレンの粒
径が５μｍを越えると、端子板等に形成された塗膜の樹
脂分散性が不均一となり、均一な塗膜の形成に支障をき
たすばかりか、塗膜にクランクが発生する恐れがあるか
らである。

上記変性ポリエチレンを主分散樹脂としたポリオレフィ
ン水性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１
μｍ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−〇− 恐れがあるからである。

上記変性ポリエチレンを主分散樹脂としたポリオレフィ
ン水性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、前記変性ポリエチレンを主分散樹脂
としたポリオレフィン水性ディスパージョンを端子板上
に塗布した後、１００〜２００℃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
り水性ディスパージョンに分散された変性ポリエチレン
が端子板上で溶融し、均一な塗膜形成が可能となる。

［作用コ 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エチレンを主分散樹脂
としたポリオレフィン水性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エ
チレン樹脂等の熱接着付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、端子板に変性ポリエチレンを主分散樹脂としたポ
リオレフィン水性ディスパージョンの塗膜を形成し、こ
の端子板を絶縁月日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エ
チレンを主分散樹脂としたポリオレフィン水性ディスパ
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
リエチ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、端子板に前記ポリオレフィ
ン水性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閉止できるため、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頼性の高い扁
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、枠状の絶縁月日体であり、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エチレン
を主分散樹脂としたポリオレフィン水性ディスパージョ
ンの塗１１１１５ａ　、　１５ｂを介在させ一〇− た状態で蜜月口している。前記絶縁封口体１１は、厚さ
１００μｍの枠状アイオノマー樹脂フィルム１１ａと厚
さ２００μｍの枠状アイオノマー樹脂フィルム１１ｂ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２０＃１ＩＩｌｘ　３０ｍｘ　Ｏ，０５
ｍのステンレス鋼から形成されている。前記発電要素１
４は、リチウムからなる負極シート１６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上に平均粒径が
１μｍ以下の変性ポリエチレンを主分散樹脂としたポリ
オレフィン水性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、１５０℃、５分間乾燥処理す
ることにより厚さ５μｍの塗１ｉ１５ａ　１１５ｂを形
成した。ここに用いる変性ポリエチレンは、アイオノマ
ーに不飽和カルボン酸である無水マレイン酸を５％重合
させたものである。つづいて、これら塗膜１５ａ　、　
１５ｂ上に前記絶縁封口体１１を構成する厚さ１００μ
ｍの枠状アイオノマー樹脂フィルム１１ａ及び厚さ２０
０μｍの枠状アイオノマー樹脂フィルム１１ｂを夫々重
ねた後、加圧、加熱して融着した。次いで、枠状アイオ
ノマー樹脂フィルム１１ａが塗ＩｐＪ１５ａを介して融
着された負極端子板１３と、枠状アイオノマー樹脂フィ
ルム１１ｂ′ｂ＜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、対向接触する枠状アイオノマー樹脂フィルム１１ａ
、１１ｂを加圧、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、０．５ｍ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エ
チレンを主分散樹脂としたポリオレフィン水性ディスパ
ージョンの塗膜を介在させない以外、実施例と同様な扁
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１８０　ａ＋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個中型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個中型部であった。

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個中型２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０．５μｍ、１μｍ１２５μｍ、５０μｍ
及び６０μｍの変性ポリエチレンを主分散樹脂としたポ
リオレフィン水性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、厚さ１〜５０μｍの塗膜を形成した扁平
形電池では全て漏液発生が皆無であったのに対し、厚さ
０６５μｍ１６０μｍの塗膜を形成した扁平形電池では
いずれも４個以上も漏液発生が認められた。

また、ポリオレフィン水性ディスパージョンに分散され
た変性ポリエチレンとして平均粒径が０．１　μｍ、　
３　ｕｍ、　５　μｍ及び６　μｍ１７）ものを用いて
厚さ５μｍの変性ポリエチレンを主分散樹脂としたポリ
オレフィン水性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５μｍの変性ポリエチレン
を分散させたポリオレフィン水性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６μｍの変性ポリエチレンを分散させたポ
リオレフィン水性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３個数められた。

上記厚さが１μｍ、２５μｍ及び５０．＆　ｍの変性ポ
リエチレンを主分散樹脂としたポリオレフィン水性ディ
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０．１μｍ、３μｍ及び５μｍの変性
ポリエチレンを分散させたポリオレフィン水性ディスパ
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、変性ポリエチレンとしてポリエチレンに不飽和カ
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、これら電池各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。特に、ポリエチレンに無水マレイン酸
をグラフト重合させた変性ポリエチレンのポリエチレン
水性ディスパージョンをもいた場合には、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
大幅に向上でき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、１１ａ　、　１１ｂ・・・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、
１５ａ　、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、１
７・・・正極合剤シート、１８・・・セパレータ。

Claims (7)

【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
   性ポリエチレンを主分散樹脂としたポリオレフィン水性
   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）、ポリオレフィン水性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）、変性ポリエチレンはポリエチレンに不飽和カル
   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１項記載の扁平形電池。
4. （４）、変性ポリエチレンは、アイオノマーに不飽和カ
   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１項記載の扁平形電池
   。
5. （５）、不飽和カルボン酸はマレイン酸又は無水マレイ
   ン酸であることを特徴とする特許請求の範囲第３項又は
   第４項記載の扁平形電池。
6. （６）、変性ポリエチレンは平均粒径が５μｍ以下のも
   のである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。
7. （７）、ポリオレフィン水性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６項いずれか記載の扁平形電池
   。