JPS6380471A - 非水電解液電池 - 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、リチウム、マグネシウム、カリウム等の活性
軽金属を負極活物質とし、フッ化炭素。

二酸化マンガン、酸化銅等からなる正極活物質。

非水電解液を用いた非水電解液電池に関し、耐漏液性及
び保存性能を大幅に向上させることを目的とするもので
ある。

従来の技術 従来、この系の電池は、製造後保存日数が経過するに従
い、漏液発生率が増大したり、自己放電が進行し、保存
後の容量がかなり低下する欠点があった。これらの欠点
は封口構造の不完全によるものが圧倒的に多く、扁平型
２円筒型、紙型いずれの形状の電池においても、完全密
封すれば、これらの欠点は殆んど解消される。

従来から電池を完全密封する目的で、種々の試みがなさ
れたが、上記欠点を完全解消するには至らなかった。そ
の−例として扁平型非水電解液電池につき述べる。従来
の電池は、第１図、第２図に示すような構造であり、完
全密封することを目的としてケース２を封口金型で第２
図のように曲げることにより、合成樹脂製の絶縁対ロリ
ング３０１部、ｂ部を２０〜６０％変型圧縮し、封口板
１とケース２とで封口リングを鋏みこむ構造をとってい
た。更に封口を完全にする目的で封口リングと正極ケー
スの相対する部分７及び封口リングと負極封口板との相
対する部分７′にポリブテン或いはポリイソブチレン等
の高分子シール材９を塗布或いは充填していた０ 発明が解決しようとする問題点 しかしこの系の電池においては、プロピレンカーボネー
ト、ジメトオキシエタン、γ−ブチロラクトン等を単体
或いは混合溶液とし、これにホウフッ化リチウムや過塩
素酸リチウムを溶解したものを電解液８として一般に使
用しており、これらはいずれも揮発性の有機溶媒である
ため、電池製造後の保存中に上記シール材が少しずつで
はあるが、溶媒に溶解したり、膨潤軟化する欠点があり
、その結果長期保存の後において、電解液がシール部で
ある７及び７′の部分を経由して漏出し、耐漏液性能が
著しく劣っていた。又、上記シール材の溶解・膨潤軟化
現象は、高温に保存される程、その傾向が顕著になり、
４６℃保存、６０℃保存。

高温−低温サイクル試験等の扁平型電池における一般的
漏液試験方法において、上記シール材が電池外へ押し出
されたり、耐漏液性能が著しく悪化するという欠点があ
った。

この発明は前記問題を解消した耐漏液性能及び保存特性
の良好な非水電解液電池を提供せんとするものである。

問題点を解決するための手段 前記問題点を解決するため本発明は、封止材として従来
のポリブテン或いはポリイソブチレン等の高分子シール
材に代えて、ピッチを主成分としこれに６〜２０重量％
の球状シリコーン樹脂微粉末を混合したシール材を用い
たものである。

作用 このピッチを主成分とし、これに５〜２０重量％の球状
シリコーン樹脂微粉末を混合した封止材を用いれば、耐
漏液性能及び保存特性の良好な非水電解液電池を提供で
きる。

実施例 以下本発明の実施例を図面と共に説明する。

第１図およびそのＡ部の拡大図を示す第２図において、
１は負極活物質リチウム６を圧着した浅皿状の封口板で
あり、その容器内にポリプロピレンからなるセパレータ
６と、フッ化炭素、二酸化マンガン、酸化銅等を正極活
物質とした成型正極合剤４を載置し、プロピレンカーボ
ネート及びジメトオキシエタンを主成分とする非水電解
液８を封入し、封口リング３と皿状正極ケース２とが相
対する部分７と封口リング３と封口板１とが相対する部
分７′に、例えばピッチと球状シリコーン樹脂微粉末と
の混合物からなる柔軟性、密着性のある封止剤９＆を隙
間なく介在させ、負極封口板１と正極ケース２とで、封
口リング３を鋏みこんで完全に密封したものである。

本発明によるピッチと球状シリコーン樹脂微粉末との混
合物は適切な配合比とすることにより、封止剤として具
備すべき次の諸条件をすべて満足させることができる。

（１）電池の保存中に有機電解液に溶けたり、膨潤軟化
しないことＯ（２）合成樹脂製絶縁封口リング３が溶融
又は軟化・変形しないような温度で、封口リング３と正
極ケース２とが相対する部分７及び封口リング３と負極
封口板１とが相対する部分１に隙間なく塗布或いは充填
できること。（３）封口リング３、正極ケース２、負極
封口板１のいずれにも、強固に液密的に密着することで
ある。

本発明による球状シリコーン樹脂微粉末を６〜２０重量
％混合したピッチ主体の封止剤は、従来封止剤として使
用されていたポリブテンやポリイソブチレン等の高分子
化合物に比べ、非水電解液電池等に用いられる有機電解
液に接しても極めて溶解しに＜＜、かつ膨潤しない特長
がある０又、４６℃乃至６０℃という高温においても、
ポリブテンやポリイソブチレン等に比較して、流動性が
少なく、かつ金属及び樹脂等への密着力に優れているの
で、電池外に流出せず、非常に優れた耐漏液性能を示す
。

第３図に、球状シリコーン樹脂微粉末を種々の割合に混
合したピッチ主体の封止剤を封口部に充填してなる電池
についての漏液試験結果を示す。

なお、この第３図においてそれぞれのサンプルは２００
個とし、 （ａ）は球状シリコーン樹脂微粉末（粒径１〜６μ）を
混合したピッチ主体の封止剤を備えた電池の常温で１０
０日保存後の漏液率、 （ｂ）は体）と同じ封止剤を備えた電池の４５℃で１０
０日保存後の漏液率、 （０）は（ａ）と同じ封止剤を備えた電池の高温（６０
℃）と低温（−１０”Ｃ）での保存をくり返すサイクル
試験（ＭＩＬ、ＳＴＤ、２０２Ｄ−１０６Ｇ）を１０日
実施後、常温で９０日間放置した後の漏液率、 （ｄ）は（＆）と同じ封止剤を備えた電池の６０℃で１
００日保存後の漏液率、 この第３図から明らかなように、球状シリコーン樹脂微
粉末の混合比率が６〜２０重量％の範囲が耐漏液性能が
非常に優れており、前記微粉末が５重量％よりも少量及
び２０重量％より多量の混合の場合には、いずれも高い
漏液率を示した。

これはピンチ単体、もしくは球状シリコーン樹脂微粉末
の混合率が６重ｔ％よりも少ない配合比率の領域では、
封止剤としての柔軟性に乏しく、又封口リング、電池ケ
ース、封口板のそれぞれに対する密着力が弱く、剥離し
やすいため、封口板と封口リングとの間、及び電池ケー
スと封口リングとの間から電解液が容易に漏出し、漏液
率が高くなっているものと考えられる。

一方、その混合率を２０重量％よりも多くすると、封止
剤の柔軟性、金属等への密着性は良好となるが、反面高
温での流動性が出てくるため、４６℃或いは６０℃とい
った高温に保存すると、容易にこの封止剤が軟化、流動
して電池外に流出し、封止剤としての役目を果さなくな
るため、電池の漏液率が非常に高くなるものと考えられ
る。

上記の性質を備えた混合物として、以下例を挙げて説明
する。

ピッチとしてブロンアスファルト１Ｏ−２０（温度２５
℃における針入度１０〜２ｏｍ／ｍ、試験法はＪＩＳ−
に−２２０７による）９０重量部に対し、球状シリコー
ン樹脂微粉末（平均粒径２μ）１０重量部を均一に溶解
し混合したものを封止剤に用いた。この封止剤を実際に
所定の部分に塗布或いは充填する場合は、合成樹脂裂封
ロリング３が軟化しない温度６０℃以下で塗布或いは充
填する必要があるため、封止剤の流動性をあげる目的で
、上記混合物１重量部を有機溶剤、例えばトルエン或い
はトルエンと石油ベンジンとの混合物２重量部に均一に
溶解・混合したものを使用し塗布或いは充填後、有機溶
剤のみを蒸発・乾燥させた。

上記のような充填物を、合成樹脂製封口リング３と電池
ケース２が相対する部分７、及び封口リング３と封口板
１が相対する部分７′に隙間なく充填すれば、この充填
物は封口リング３、電池ケース２、及び封口板１のいず
れに対しても密着が極めて良好であり、かつ電解液に溶
解しないため、封口部の気密性は十分に保持される。従
って、電油の耐漏液性能は大巾に向上し、更に保存中の
電解液の逸散がないので、保存性能も大巾に向上する。

次に前記した本発明の封止剤を使用した封口構造を持つ
扁平型非水電解液電池ムと、従来のポリイソブチレンを
封止剤として使用した同型電池Ｂの保存後の放電性能比
較、及び耐漏液性能比較を第１表、第２表に示す０なお
ム、Ｂいずれの電池も外径２３．０　ｍ／ｍ　、電池総
高２．０　ｍ／ｍのもノドした。

但し、放電性能は２０℃の温度下で、３０にΩの負荷を
接続して連続放電を行ない、２．４Ｖに電圧低下するま
での累積平均放電持続時間で示した。

又耐漏液性能については（１）４５℃で１００日間放置
後の漏液電池個数、（２）　６０　’Ｃで１００日間放
置後の漏液電池個数、（３）高温（６０″Ｃ）と低温（
−１０’Ｃ）とノサイクル試験（ＭＩＤ、、５ＴＤ２０
２Ｄ−１ｏｅｃ）を１０日間実施後、常温で９０日間放
置後の漏液電池個数をそれぞれ示した０第１表 第２表 なお、このような封止剤の使用は扁平型電池だけでなく
、第４図に示す円筒型非水電解液電池及び第６図に示す
組型非水電解液電池の封口部に同様に適用することがで
きる。

第４図の円筒型電池では、負極端子を兼ねた電池ケース
１ａと円盤状の樹脂製封口板３ａとの間及びこの封口板
にかしめ固定された正極の内部端子であるアルミニウム
製かしめ鋲２１Ｌとの間に封止剤９ＩＬをそれぞれ介在
させ、かしめ鋲２ａ上に正極端子２ｂを固定したもので
ある。

又、第５図の組型電池では正極端子を兼ねた細長い筒状
の電池ケース２と合成ゴム製のスリーブ状絶縁封口体３
ｂとの間、及びこの封口体と負極端子をなす負極集電棒
１′との間にそれぞれ封止剤９１Ｌを介在したものであ
る。

これらの構造であっても、前述した扁平型電池と同様、
優れた耐漏液性と保存性能が得られる。

発明の効果 上記実施例より明らかなように、本発明は扁平型非水電
解液電池において、合成樹脂製封口リングと電池ケース
とが相対する部分、及び封口リングと封口板とが相対す
る部分に、ピッチを主体とし、これに５〜２０重量％の
球状シリコーン樹脂微粉末を混合した金属等への密着性
が極めて良く、かつ有機電解液に溶解しない封止剤を介
在したものである。従って電池の気密性は良好に保たれ
るとともに電解液の漏出を防止して、保存性能並びに耐
漏液性能を大巾に向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における扁平型非水電解液電
池の断面図、第２図は第１図人部の拡大断面図、第３図
は封止剤のピッチに対する球状シリコーン樹脂微粉末の
配合比と、電池漏液率との関係を示す図、第４図は本発
明の他の実施例である円筒型非水電解液電池の半裁側面
図、第６図は同じく組型非水電解液電池の半裁側面図で
ある０１・・・・・・負極端子を兼ねた封口板、１ａ・
・・・・・負極端子を兼ねた電池ケース、１′・・・・
・・負極端子兼集電棒、２・・・・・・正極端子を兼ね
た電池ケース、２１Ｌ・・・・・・かしめ鋲、２ｂ・・
・・・・正極端子、３・・・・・・絶縁封口リング、３
１・・・・・・封口板、３ｂ・・・・・・スリーブ状封
口体、４・・・・・・正極合剤、５・・・・・・負極、
６・・・・・・セパレータ、８・・・・・・非水電解液
、９ａ・・・・・・封止剤。 ！−負楊ｍ’ｒ−を希ねた１１０板 ２−正極誦３や釆ねた電池ケース ３−矩罎吃！１０リシブ ４−正極合剤 ５−負　　　極 ６−でパレータ 第　１　図　　　　　８−井水を解濯 ７−合成樹脂に付ロリング３ど ４　　　　　　　　　０　　　　’／ カ　　　　　Ｃ）　　　　　〜　　　　　Ｎ　　　　　
亀区 、、、　　　　　−釈呵察訃　メ 耘

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）端子部材と、絶縁性封口部材との間に、ピッチを
   主成分とし、これに５〜２０重量％の球状シリコーン樹
   脂微粉末を混合した封止剤を介在したことを特徴とする
   非水電解液電池。
2. （２）前記封止剤が正、負いずれか一方極の端子を兼ね
   た皿状電池ケースと絶縁封口リングとの間、及び他方極
   の端子を兼ねた浅皿状封口板と前記絶縁封口リングとの
   間にそれぞれ介在している特許請求の範囲第１項記載の
   非水電解液電池。
3. （３）前記封止剤が、正、負いずれか一方極の端子を兼
   ねた缶状電池ケースと絶縁封口板との間、及び絶縁封口
   板とこれにかしめつけた他方極端子であるかしめ鋲との
   間にそれぞれ介在している特許請求の範囲第１項記載の
   非水電解液電池。
4. （４）前記封止剤が、正、負いずれか一方極の端子を兼
   ねた細筒状電池ケースとスリーブ状絶縁封口体との間、
   及び他方極端子を兼ねた集電棒と前記スリーブ状絶縁体
   との間にそれぞれ介在されている特許請求の範囲第１項
   記載の非水電解液電池。