JPS636989B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、ボタン型電池、特に小型薄型のボタ
ン型電池の正極活物質を正極容器内で所定形状に
成型する際の成型性の向上安定化と成型物の高密
度化により電気容量の増加を図つた正極部の製造
法に関するものである。 一般にボタン型電池の正極部は、正極活物質１
の上部周縁に正極リング２を介在させて正極容器
３内に加圧圧着して正極活物質の成型密度を高め
ている。これは電池の封口時に加わる圧力を正極
リングで食い止めると共に、正極活物質の保存中
における化学的な変化および封口圧に起因する正
極部の変形あるいは崩れを防止する上で正極リン
グの存在と成型の高密度化は重要な意味をもつて
いる。 ところが、近年は電池の小型薄型化に伴い、正
極部の厚さも薄くすることが要請されており、正
極部の厚みが薄くなるに従つて、同一成型圧力で
成型すると成型密度が低下し、加圧力を増加させ
る必要がある。しかし正極活物質の厚みを薄くし
加圧力を増加して成型すると、正極部の中心部が
第２図に示す様に彎曲し、この正極活物質の彎曲
部にクラツクや剥離、正極リングとのギヤツプ発
生が生じるとともに、正極部と正極容器相互の密
着性が弱くなり、電池組立時に正極活物質がはず
れたり、正極活物質に注入した電解液がクラツ
ク、剥離あるいはギヤツプ等を通じて正極容器側
壁より外部へクリープし易くなつたりして電池生
産性および品質面において極めて不都合な面を生
じていた。 また加圧力を小さくすれば、正極部の彎曲およ
びクラツク等の発生はなくなるが、成型密度が低
下するとともに、正極部の厚みの制限により正極
活物質の充填量が少なくなり電気容量の低下とと
もに、正極活物質に必要以上の電解液が浸透し、
保存中における保存性能が著しく低下、電池品質
面の信頼性低下の要因となつていた。 本発明はこの様な欠点を解消するものであり、
正極部の成型性について種々検討を行なつた結
果、正極容器内にペレツト状に粗成型した正極活
物質と正極リングを加圧圧着する加圧工程におい
て、少なくとも２回以上の加圧により再成型し、
かつ１回目の加圧圧力に比べて２回目以降の加圧
圧力を大きくすることによつて正極活物質の成型
密度を高めるとともに正極活物質の彎曲を防止
し、クラツク、剥離およびギヤツプ発生を抑制し
うることを見い出したものである。 以下本発明の一実施例を図とともに説明する。
第１図は、本発明による構成の薄型ボタン電池の
半断面図である。主として１価の酸化銀と黒鉛等
との混合物である正極活物質１をペレツト状に粗
成型し、正極リング２と共に正極容器３の中に加
圧圧着する。その上に順次セパレータ４、電解液
含浸材５、主として汞化亜鉛粉末とカルボキシメ
チルセルローズの如くアルカリ電解液中でゲル化
する物質との混合物からなる負極６、ナイロン等
からなる封口リング７に挾持された負極容器８を
載置し、正極容器の上端部を内方にカールするこ
とにより電池を密封する。 第２図は従来の製造法における正極部の断面で
あり、必要とする正極部の厚みと成型密度を得る
ため加圧力を増加すれば、正極活物質の中央が彎
曲するとともにクラツク、剥離等が発生する。こ
の現象は、加圧成型時に正極活物質内に含有され
ている空気の脱気が充分に行なわれず、残留空気
の膨張や正極活物質の充填量が少なく正極部の外
径φに対する厚みＨの比率φ／Ｈが大きくなるに
従つて、正極活物質に加えられた圧力の力学的挙
動は気体や液体のいずれとも異なり、１点に加え
られた力を各方向に均等に伝えることが出来なく
そのために応力の分布が均一でなくなり、成型後
の密度分布の不均一、あるいは粉体の圧縮過程で
起きる粉体粒子の変形が加圧応力の不均一化によ
り不完全となつて加圧力の一部が粉体内部に残留
応力として貯えられる等によつて起きるものと考
えられる。 本発明は、成型時の加圧工程を従来の１回のみ
の成型より少なくとも２回の加圧と加圧力の圧力
設定を行なうことにより、正極活物質内の含有空
気の脱気を充分に行なうと共に、加圧力を逐次増
加することにより粉体粒子の配列状態変化を容易
化して加圧力の応力分布の不均一を減少し、粉体
粒子個々に加わる圧力が増加均一化して粉体粒子
の変形が充分に行なわれるようにしたものであ
る。これにより粉体内部の残留応力が小さくなつ
て正極活物質の彎曲とクラツク、剥離等の防止が
できるとともに成型密度分布の均一化と高密度成
型、すなわち高容量化が可能となる。 ちなみに直径11.6ｍ／ｍ、高さ2.0ｍ／ｍと、
直径7.9ｍ／ｍ、高さ2.0ｍ／ｍの酸化銀電池にお
いて、従来の成型方法と本発明における成型方法
および加圧力を変化させた場合の成型後による正
極活物質の彎曲、クラツク、剥離等の成型不良
と、成型密度とを比較してみると表−１に示す結
果となつた。 表−１より従来の成型方法であると、電池のタ
イプによつても異なるが、成型密度は加圧力を増
すと共に高密度となる。ただし、成型後における
成型不良は増加する。また同一加圧力で数回加圧
成型を行なうことによつて高密度化、成型不良の
減少は図れるが完全とはいえない。ここで成型時
の加圧力の設定を逐次増加することによつて、必
要とする成型密度が得られると共に、成型不良の
発生を0.01％以下にすることが可能となつた。 また正極部を同一寸法として従来の成型方法と
本発明法とを比較した場合、従来に比べて本発明
法では正極活物質を７〜15％多く充填することが
できた。 また電池高さが2.0ｍ／ｍよりも高い電池にお
いては、加圧力を６〜10トンとして成型しても正
極活物質の彎曲等の成型不良の発生はほとんどな
いが、成型密度で5.3〜5.6ｇ／c.c.が限度であつ
た。一方本発明の加圧工程で、一回目の加圧力を
４〜６トン、２回目の加圧力を６〜10トンで成型
することによつて5.5〜6.0ｇ／c.c.の成型密度を容
易に得ることができた。

【表】 次に本発明の方法により製造された正極部をも
つ直経11.6ｍ／ｍ、高さ2.0ｍ／ｍの酸化銀電池
の耐漏液性能を表−２に示し、第３図に6.8KΩ
定抵抗負荷での放電特性を示す。 なお、電池Ａは２回の加圧を施したもので１回
目の加圧力を２〜３トン、２回目を４〜８トンと
し成型密度を5.2ｇ／c.c.としたものを示し、電池
Ｂは３回の加圧を施したもので１回目の加圧力を
２〜３トン、２回目を４〜８トン、３回目を６〜
10トンとし成型密度を5.4ｇ／c.c.としたものであ
る。電池Ｃは従来法による６〜８トンの加圧で１
回加圧したものであり、その成型密度は5.1ｇ／
c.c.であつた。また耐漏液性能の試験条件は温度45
℃、相対湿度90％に各50個保存した。

【表】 以上のごとく本発明を使用することにより、特
に薄型アルカリボタン電池の正極部の成型時にお
けるペレツト状正極活物質内の含有空気の充分な
脱気と、粉体粒子の流動をよくし、応力分布の不
均一を減少させて不良の減少と高容量化を図ると
ともに、電池の保存性能に対する信頼性を向上さ
せることができる。前記実施例の説明は酸化銀電
池について行なつたが、二価酸化銀電池、水銀電
池、ボタン型アルカリマンガン電池についても加
圧力の設定圧力差はあるが、同様な効果が得られ
ることを確認した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の製造法により得た薄型アルカ
リボタン型電池の半断面図、第２図は従来の製造
法による正極部の断面図、第３図は本発明の製造
法による電池の放電特性を示す図である。 １……正極活物質、２……正極リング、３……
正極容器、４……セパレータ、６……負極、８…
…負極容器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 粗成型により正極活物質をペレツト状とする
   とともに、その上部周縁に断面逆Ｌ字状の正極リ
   ングを介在させて正極容器内に挿入した後、正極
   容器と正極活物質および正極リングを加圧圧着す
   る工程において、少なくとも２回以上の加圧によ
   り再成型し、かつ１回目の加圧圧力に比べて２回
   目以降の加圧圧力を大きくしたことを特徴とする
   薄型アルカリボタン電池用正極部の製造法。