JPS6386255A - 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、さらに詳しくは、正極端子
を兼ねる正極缶と正極合剤との電気的接触状態を良好に
維持しうる構造の扁平形電池に関する。

［従来の技術および発明が解決しようとする問題点］ 扁平形電池、例えば、有機溶媒を電解液とする扁平形′
電池は、一般に、第２図に示すように、正極端子を兼ね
る正極缶ｌ内に、二酸化マンガン（Ｍｎ０２）、フッ化
炭素（ＣＦ）などを活物質とする正極合剤２、セパレー
タ３およびリチウム（Ｌｉ）などの軽金属よりなる負極
活物質４がこの順に積層収納され、正極缶１の開口部に
バッキング５を介して負極端子を兼ねた負極缶６が嵌合
された構造である。

かかる構造の扁平形電池にあっては、正極缶１と正極合
剤２、および負極缶６と負極活物質４の電気的な接触状
態を維持することが必要である。負極活物質４としてリ
チウム（Ｌ　ｆ）などの軽金属を使用する場合は、軽金
属は粘着性を有するので負極缶６との接触状態は良好に
保たれる。

ところが、従来、正極合剤２と正極缶ｌの底面との接触
抵抗が大きいため大電流が取り出しにくく、このことは
扁平形電池のように、全体が極めて薄く、正極合剤の厚
さにも制限がある場合は、とくに重大な問題となってく
る。

そこで、従来は正極合剤２と正極缶１との接触抵抗を低
減する目的で、例えば第３図に示したように、正極合剤
２の底面、すなわち正極缶とり接触部２ａに、ステンレ
ス製のネット７を一体化することが提案されている。

しかしながら、このような構造とした場合、電池放電中
に生ずる正極合剤の体積変化に起因して、とくに放電中
期および末期に正極合剤とステンレスネットとの密着性
が低下してしまい、やはり大電流が取り出しにくくなる
という問題が依然として存在する。

本発明は従来のかかる問題を解決し、電池の放電時に正
極合剤の体積変化が生じた場合でも、正極合剤と正極端
子を兼ねた正極缶との電気的接触を良好に維持しうる構
造の扁平形電池の提供を目的とする。

［問題点を解決するための手段］ 本発明者らは上記目的を達成すべく鋭意研究を重ねる中
で、正極合剤の正極缶との接触面近傍に、両者の電気的
接触を助長する物質を該正極合剤の体積変化の影響を受
けにくいような形態で配すればよいとの着想を得、かか
る物質の材料および形態を見出して本発明を完成するに
到った。

すなわち、本発明の扁平形電池は、正極端子を兼ねる正
極缶と、この正極缶底面に接触して収納されたｌ′ＩＥ
極合剤を備えた扁平形電池において、該ＩＦ極合剤内部
の正極缶底面との接触面近傍に、ステンレスよりなる短
繊維が配されていることを特徴とする。

本発明の扁平形電池は、前述したように、その正極合剤
に特徴を有するものであって、その他の構成要素の材料
、形状などはとくに制限されるものではない。

以下、第１図にもとづいて本発明の扁平形電池に使用さ
れる正極合剤について説明する。

図において、正極合剤２の底面、すなわち、正極缶との
接触面２ａ近傍にはステンレスの短繊維８が配されてい
る。この短繊維８はステンレスよりなるものであればよ
く、具体的には、例えば、５ｔＪＳ３０４、ＳＵＳ　３
１６およびＳＵ３４３０などをあげることができる。ま
た、短ｉｎ、雄の寸法は、正極合剤の大きさなどを勘案
して適宜決定することが好ましいが、通常、ｍ維径１〜
ｌＯ戸、長さ１〜５１程度のものが使用される。

さらに、この短ｍ＆Ｉ８は正極合剤２の底面２ａ近傍、
具体的には底面２ａから、該合剤の厚さの繕程度以下の
ところまでに偏在していることが好ましい、短繊維が正
極合剤全体にわたって存在せしめられていると、正極合
剤２の上面、すなわち、セパレータとの接触面２ｂから
短ｌｉ＆雄が突出する可能性が高く、その場合、短繊維
がセパレータを突き破って負極活物質を直接接触し、内
部短絡を引き起すという不都合がある。

また、正極合剤に対するこの短繊維の配合割合は、とく
に限定されるものではないが、短繊維の量があまり多い
と、必然的に正極活物質の絶対量が減少し、電池容量の
低下を招くため、短ｌ！Ａａの配合量は、正極合剤のｌ
Ｏ〜３０体積％程度とすることが好ましい。

かかる正極合剤は例えば次のようにして製造することが
できる。

すなわち、まず、所定量のステンレス短繊維と常法によ
り即製した正極合剤全体とを混合し、この混合物を所定
形状のプレス型で加圧成形して、正極合剤の短繊１作配
合領域を形成する。ついで、この短繊維配合領域上に、
正極合剤粉末のみを配し、再び加圧成形することにより
、−上記短繊維配合領域の上に正極合剤粉末のみの領域
を一体に形成し、本発明の正極合剤を得る。

［作用コ このようにして得られた正極合剤は、正極缶との接触面
にステンレス短繊維が配されているので５両者の電気的
接触状態が良好に保たれ、しかも、この短繊維は正極合
剤と複雑に絡み合っているため放電時に正極合剤の体積
変化が生じても両者の接触状ｙＥが変化することがない
。

［実施例］ （１）正極合剤の製造 第１図に示したような正極合剤を製造した。

すなわち、正極活物質として、二酸化マンカン（ＭｎＯ
２）、導電剤として黒鉛および結着剤としてポリテトラ
フルオロエチレン（ＰＴＦＥ）を用意し、これらを混合
して正極合剤粉末を得た。一方で、繊維径５戸、繊維長
２ｆｆｌｆｆｉの５ＵＳ３０４短繊維を用意し、この短
繊維と上記正極合剤粉末とを混合して直径１６ｍｍのプ
レス型に入れ加圧成形し、その上に正極合剤粉末のみを
入れて再び加圧成形した。得られた正極合剤の厚さは０
．６０ａ＋ｍで、このうち短繊維が混在しているのは底
面から約０．３５ｍｍまでの領域であった。また、使用
した５ＵＳ３０４短ｕｈＨは正極合剤の２０体積％であ
った。

（２）扁平形電池の製造および評価 上記により得られた正極合剤を使用して第２図に示した
ような扁平形電池を製造した。図において、正極缶１お
よび負極毎６は共にステンレス製とし、負極活物質４と
してはリチウムシート、セパレータ３としてはポリプロ
ピレンの不織布を使用し、電解液としては１モルの過塩
素酸リチウムを溶解した炭酸プロピレン溶液を注入した
。なお、この電池の直径は２０１！１組高さは１．６ｍ
ｍとした。

この扁平形電池を、２０℃、ｌｋΩの定抵抗で急速連続
放電せしめて、第４図に放電容量に対するその電池電圧
の変化を実線■として示した。

なお、本実施例では正極活物質としてＭ　ｎ　Ｏ２を使
用した場合について述べたが、正極活物質はこれに限ら
れるものではなく、フッ化炭素、酸化銅、硫化鉄などを
使用した場合も同様の効果を得ることができる。

一方、比較のために、第３図に示したようなステンレス
のネットをその底面に圧着一体化してなる正極合剤を使
用したことを除いては上記実施例と同様にして扁平形電
池を製造し、同様の評価試験を行った。結果を第４図に
実線ＩＩで示した。

実ｍＩＩかられかるとおり、本比較例では放電初期にお
いては電池電圧は高く問題はないが、放電が進行するに
伴って電圧の低下が顕著となる。これはとくに正極合剤
の体積変化が大きくなる放電中期および末期において正
極合剤とステンレスネットとの接触状態が悪化するため
であると考えられる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明の扁平形電池は
、正極缶底面との接触面にステンレスの短繊維を配した
正極合剤を使用しているため、正極缶と正極合剤との電
気的接触状態が良好に保持されるとともに、放電時に正
極合剤の体積変化が生じた場合も正極合剤との密着性が
良好であり。

電池電圧の低下を招くことがない。したがって、その工
業的価値は極めて大である。

【図面の簡単な説明】 第１図は本発明の扁平形電池に使用される正極合剤の部
分断面図、第２図は通常の扁平形電池の構造を示す縦断
面図、第３図は従来の扁平形電池に使用される正極合剤
の部分断面図、第４図は電池の放電特性を示す図である
。 ｌ・・・正極缶、２・・・正極合剤、２ａ・・・正極缶
との接触面、２ｂ・・・セパレータとの接触面、３・・
・セパレータ、４・・・負極活物質、５・・・バンキン
グ、６・・・負極毎、７・・・ステンレスネット、８・
・・ステンレス１σ繊維。 第１　図 第２　図 第３　図 第４図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 正極端子を兼ねる正極缶と、この正極缶底 面に接触して収納された正極合剤を備えた扁平形電池に
   おいて、該正極合剤内部の正極缶底面との接触面近傍に
   、ステンレスよりなる短繊維が配されていることを特徴
   とする扁平形電池。