JPS6388756A - 扁平形電池及びその製造方法 - 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） 本発明は新規な構造の扁平形電池及びその製造方法に関
し、更に詳しくは、電池組立時の封口不良が解消され、
電解液の漏洩が防止されて信頼性の高い扁平形電池とそ
の製造方法に関する。

（従来の技術） 近年、各種電子機器の薄形化、小形化が進んでいるが、
それに伴ないこれら機器に組込む電源電池に対しても薄
形化への要求が高まっている。しかしながら、従来から
知られているボタン形、コイン形の電池では、その厚み
を１．０ｍｍ程度までにしか薄形化することができず、
上記したような近時の要求を満足せしめるには不適切で
あった。

この薄形化への要求を満足せしめることを目的として、
第３図に示すような構造の扁平形電池が提案されている
（特開昭５５−１６６８６１号参照）。

第３図において、３１は外装も兼ねる正極端子板シート
で、その上には導電性プラスチックフィルム３ｚがラミ
ネートされている。３３は外装も兼ねる負極端子板シー
トで、その下面には同じく導電性プラスチックフィルム
３４がラミネートされている。そして、３５は平面形状
が環状をした封口体で、この環状封口体の上面、下面の
それぞれは、前記した導電性プラスチックフィルム３２
．３４の互いに対向する周縁部と液φ気密に封着されて
全体としての電池容器が形成される。なお、封口体は、
通常、熱融着性の合成樹脂２例えば、エチレン−酢酸ビ
ニル共重合体、アイオノマー樹脂、変性ポリエチレン、
変性プロピレンで構成されている。

この電池容器の中央部空間には、後述する発電要素が収
納される。すなわち、３６は正極体でありフィルム３２
の上にＴ：着して配設される。３７はセパレータで正極
体３６の上に載置されており、またここには所定の電解
液が含浸保持される。セパレータ３７の上には負極体３
８が積層され、これはフィルム３４と圧着されている。

このような構造の電池の組立ては、概ね次のようにし２
て行なわれる。まず、フィルム３２をラミネートした正
極端子板シート３１の上に所定厚みの環状封口体３５を
載置し、その中央部に正極体３６を着設する。そしてこ
の正極体３６の上にセパレータ３７を載置する。このと
き、セパレータ３７の周端部には前記したような熱融着
合成樹脂の接着剤を塗布し、この周端部を環状封口体３
５の内壁に接着せしめる。ついで、セパレータには所定
量の電解液を注液したのち、その上に負極体３Ｂ！！／
、＋１２ｔし、更にその上にフィルム３４がラミネート
された負極端子板シートを載置する。そして最後に、全
体の周縁部を例えば超音波加熱し、加圧して、フィルム
３２．３４と環状封口体３５とを熱融着して封口するの
である。

また、実開昭６０−１５０７６９号公報には、第４図に
示すような扁平形電池が開示されている０図で、４１は
外装も兼ねる正極端子板シートで、４２は負極端子板シ
ートであり、両者の対向する周縁部は環状封口体４３と
封着されている。４４は正極体、４５は金属リチウム箔
でシート４２の内側に貼着されている。モして４６は２
枚のポリプロピレン不織布を重ね合せたセパレータでそ
の周端部は少し肉厚になっていて封口体４３の内壁と接
着されているのである。この電池の封口も第３図の電池
と基本的には同じ手法で行なわれる。すなわち、全ての
発電要素を組込んだのち全体周縁部を加熱・加圧して、
上下シート４１．４２と封口体４３の上面、下面とセパ
レータ４６の周端部とが封着されるのである。

（発明が解決しようとする問題点） 上記したこれら従来構造の扁平形電池の場合には、以下
のような理由により封口不良が多発する。

すなわち、電池を封口するために電池周縁部は加熱・加
圧されるのであるが、この加圧過程ではセパレータに含
浸されていた電解液が滲出して封口体の上・下面及びそ
の上下に位置するフィルム部材の接触面を濡らす、そし
て、加熱されることにより、その滲出した電解液は蒸発
し、その結果、上記接触面の温度上昇が阻害され、封口
体−フィルム間の熱融着が充分に進行せず封口不良がも
たらされるのである。

とくに、加圧力が大きい場合は、電解液がこの封口すべ
き個所から電池外に流出して電池の放電容量を低下させ
ることになる。

本発明は、電池組立時における上記した封口不良を起す
ことのない構造の扁平形電池とその製造方法の提供を目
的とする。

（問題点を解決するための手段） 本発明の扁平形電池は、 シート状正極端子板とシート状負極端子板との互いに対
向する周縁部が環状封口体と封着されており、その中央
部空間には、正極体とセパレータ及び該セパレータに含
浸せしめられた電解液と負極体とがこの順序で積層され
て成る発電要素を収納している扁平形電池において、 該環状封口体の内側下方部分がテーパ形状部を構成し、
該テーパ形状部に該セパレータの上面周縁部が融着して
いることを特徴とし、その製造方法は、 シート状正極端子板の略中央部に正極体を着設する工程
（第１工程）； 該正極体にセパレータを載置したのち、該シート状正極
端子板に該セパレータの外形寸法より小さい内側寸法を
有しかつ内側下方部分にテーパ形状部が形成されている
環状封口体を該セパレータの上面周縁部が該テーパ形状
部と接触するように載置する工程（第２工程）； 該セパレータの上面周縁部と該テーパ形状部及び該シー
ト状正極端子板と該環状封口体を熱融着する工程（第３
工程）； 該セパレータに電解液を含浸せしめる工程（第４工程）
； 該セパレータに、シート状負極端子板と圧着せしめた負
極体を載置する工程（第５工程）；該シート状正極端子
板及び該シート状負極端子板の周縁部を熱融着する工程
（第６エ程）；とから成ることを特徴とし、他の製造方
法は、前記した第２工程が、内側下方部分がテーパ形状
部を構成している環状封口体の該テーパ形状部にその上
面周縁部が熱融着されたセパレータを該環状封口体と一
緒に該シート状正極端子板に載置する工程（第２′工程
）であり、前記第３工程がシート状正極端子板と環状封
口体を熱融着する工程（第３′工程）であることを特徴
とする。

以下に本発明電池を図面に即して説明する。第１図は本
発明電池の１例の縦断面図である。

１はシート状正極端子板、２はシート状負極端子板で′
あり、それぞれ外装も兼ねている。これら各端子板１，
２の互いに対向する周縁部には所定厚みと所定の平面形
状（例えば角形９円形）を有する環状封口体３が配設さ
れ、該封口体３の上面、下面はそれぞれそれに接する端
子板１．２と熱融着されている。

中央部空間には、正極体４．セパレータ５（及びそれに
含浸せしめられた電解液）、負極体６をこの順序で積層
せしめた、発電要素が収納されている。このとき、正極
体４．負極体５の各外径は、封口体３の内径よりも若干
小さめに設定されていること、すなわち、正Φ負極体の
周端面と環状封口体の内側壁面との間に若干のクリアラ
ンスが形成されていることが好ましい。

さて、本発明の電池における特徴は、まず環状封口体３
の形状にあり、更にこの封口体３とセパレータとの接触
の態様にある。

環状封口体３は、第１図にその縦断面が例示されている
ように、内側の下方部分が封口体３の全周に亘ってテー
パ形状になっている。そしてこのテーパ形状部３ａには
、セパレータ５の上面周縁部５ａが全周に亘って融着さ
れている。テーパ形状部３ａのテーバ度は格別限定され
るものではない。また、テーパ形状部３ａの水平方向へ
の長さ文も格別限定されるものではないが、封口体３の
環状幅よりも小さいことは当然のこととして、概ね、封
口体３の下面の残余の部分３ｂが端子板１と充分に熱融
着して封口性が維持できる程度となるような長さである
ことが好ましい、具体的には環状幅の１０〜５０％程度
の長さが好適である。

テーパ形状部３ａとセパレータの上面周縁部５ｂとは、
前述した熱融着性合成樹脂で互いの接触面が熱融着され
ていてもよいが、例えば、セパレータの周端部のみテー
パ形状部３ａの下端部と熱融着しており、他の上面周縁
部は熱融着することなくテーパ形状部３ａと単に物理的
に接触している状態であってもよい。

第２図は本発明電池の他の例を示すものである６図にお
ける番号はいずれも第１図と同じ要素を表わす、この電
池は、正極端子板１の中央部、すなわち発電要素を収納
する部分が下方に突出した構造になっているものである
。

本発明の電池は次のような工程を経て製造することがで
きる。

まず、第１の製造方法における第１の工程はシート状正
極端子板１の略中央部に所定の平面形状、厚みを有する
正極体４を着設する工程である。

第２工程は、この正極体４にセパレータ５を載置し、更
にこのセパレータの上から環状封口体３を配設する工程
である。

このとき、環状封口体３の内側形状はその寸法をセパレ
ータ５の平面形状よりも若干（１〜２Ｉｌ１１）小さめ
でしかも正極体４の平面形状より大きめにし、かつその
内側下方部分には全周に亘ってテーパ形状部３ａを形成
しておく。

かくすることにより、セパレータ５の上面周縁部５ａと
環状封口体のテーパ形状部３ａとは第１図又は第２図の
ように接触し、かつ、正極体４と封口体３の内側壁との
間にはクリアランス５ｂが形成される。

第３の工程は、第２工程後、熱融着処理を施して環状封
口体のテーパ形状部３ａとセパレータの上面周縁部５ａ
、並びに環状封口体３とシート状正極端子板１をそれぞ
れ封着する工程である。このときの熱融着条件によって
は、セパレータの上面周縁部の先端部分のみを封口体３
．シート状正極端子板１に熱融着することができる。

第４工程は、セパレータ５に電解液を含浸せしめる工程
である。第５工程は、そのセパレータ５（電解液）の」
二に負極体６を積層しシート状負極端子板２で被包して
発電要素を組み上げる工程である。

最後に、第６エ程は、組み上げられた電池の周縁部に加
熱・加熱処理を施して、封口体３の上面とシート状負極
端子板２を熱融着せしめる工程である。なお、この工程
では、封口体３と正極端子板との間が再び熱融着される
ことはいうまでもない。

第２の製造方法は、環状封口体３のテーパ形状部３ａに
予めセパレータ５を熱融着しておき、いわば、布張りを
した枠体を製作しておき、これをそのまま正極体４の上
に載置しく第２′工程）、その後、環状封口体３の下面
とシート状正極端子板とを熱融着する（第３′工程）こ
とを除いては、第１の製造方法と同様にして組立てる方
法である。

（発明の効果） 本発明の電池は以上のように構成されているので、例え
ば封口時にセパレータが加圧されてそこから電解液が滲
出しても、その滲出電解液は、図におけるクリアランス
５ｂにたまり、封口体３と１下端子板１．２との接着面
にまで到達して濡すことが傾向的に軽減される。また、
加圧力が大きくなってセパレータからの電解液の滲出量
が多くなっても、テーパ形状部３ａが一種の防壁として
機能することとなり、接着面を濡らすことが抑制される
。

したがって、加熱しても、この封口部は相互に適正に熱
融着して封口不良が解消されることになり、高信頼性が
保障される。

なお、説明は全て正極体を電池下部に配置するものとし
て述べたが、負極体を下部に配置したものであってもよ
いことはいうまでもない。

（発明の実施例） 実施例１，２ 第１に示した扁平形リチウム電池を製作した。

まず、縦３４．５ｍｍ横１６．５ｍｍ厚み０．０５ｍｍ
のステンレス鋼シート１を用意した。

シートの中央部に、縦２６厘ｍ横８ｍｍ厚み０．２ＩＩ
Ｉ１１の正極体４を着設した。この正極体は二酸化マン
ガンと黒鉛粉末とポリテトラフルオロエチレンとで構成
したものである。この正極体の上に、縦２８ｍｍ横ｌｏ
ｍｓ厚み０．１０ｍｍのポリプロピレン不織布を載置し
た。

ついで、アイオノマー樹脂から成り、外形寸法がシート
１と略同−１内側寸法が縦２９腸層横１１ｍｒｘでその
内側下方部分にはテーバ角３０度、長さく４１）０．７
５ｔ＋ｓのテーパ形状部３ａを有する環状封口体３をシ
ート１の上に載置した。

その後、１８０℃、５　Ｋｇ／　ｃ７１１（７）条件で
加熱・加圧して封口体３とシート１を熱融着した。

ついで、この不織布に、過塩素リチウムをプロピレンカ
ーボネートに濃度１モル／交で溶解せしめた電解液５０
ＩＬ文を注液し、更にその上に、厚み０．０５ｍｍのス
テンレス鋼シート２に圧着された金属リチウム箔６（厚
み０．０６ｍｍ）を載置した。最後に電池全体の周縁部
を１８０’０．５Ｋｇ／ｄの条件で加熱・加圧して全体
を封口した。これを実施例電池１とする。

正極端子板が第２図のようにその中央部が陥没している
こと、環状封口体のテーパ形状部のテーパが約５度であ
ったことを除いては、実施例電池１の場合と同様にして
電池を組立てた。これを実施例電池２とする。

比較のために次のようにして２種類の電池を製作した。

比較例１の電池は、実施例電池の製作において封口体３
とシート１とを熱融着する工程を省き、全体を組立てた
のち、シート１．封口体３及びシート２を同時に熱融着
して製造した。これを比較例電池１とした。

また、第３図に示したように封口体３５の内壁中央部に
予めセパレータ３７の周端部を熱融着し、この封口体を
フィルム３２．３４と同時に組立てた電池を製造した。

これを比較例電池２とした。

これら４種類の電池１００個につき、封口不良の数を調
べた。なお、この際電解液が滲出しているものを封口不
良とした。結果を表に示した。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はいずれも実施例電池の縦断面図であり
、第３図、第４図はいずれも従来の扁平形電池の縦断面
図である。 ｌ−シート状正極端子板 ２−シート状負極端子板　３−環状封口体Ｑａ　　　　
：　　　ＩＪ！１１４４＋ＨＡ　　　　ＴＣＷ＆　　　
Ｆ％　　　　ａ塙＆５ａ−上面周縁部　６−負極体 第２図 第４閏

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、シート状正極端子板とシート状負極端子板との互い
   に対向する周縁部が環状封口体と封着されており、その
   中央部空間には、正極体とセパレータ及び該セパレータ
   に含浸せしめられた電解液と負極体とがこの順序で積層
   されて成る発電要素を収納している扁平形電池において
   、 該環状封口体の内側下方部分がテーパ形状部を構成し、
   該テーパ形状部に該セパレータの上面周縁部が融着して
   いることを特徴とする扁平形電池。 ２、シート状正極端子板の略中央部に正極体を着設する
   工程； 該正極体にセパレータを載置したのち、該シート状正極
   端子板に該セパレータの外形寸法より小さい内側寸法を
   有しかつ内側下方部分にテーパ形状部が形成されている
   環状封口体を該セパレータの上面周縁部が該テーパ形状
   部と接触するように載置する工程； 該セパレータの上面周縁部と該テーパ形状部及び該シー
   ト状正極端子板と該環状封口体を熱融着する工程； 該セパレータに電解液を含浸せしめる工程；該セパレー
   タに、シート状負極端子板と圧着せしめた負極体を載置
   する工程； 該シート状正極端子板及び該シート状負極端子板の周縁
   部を熱融着する工程； とから成ることを特徴とする扁平形電池の製造方法。 ３、シート状正極端子板の中央部に正極体を着設する工
   程； 内側下方部分がテーパ形状部を構成している環状封口体
   の該テーパ形状部にその上面周縁部が熱融着されたセパ
   レータを該環状封口体と一緒に該シート状正極端子板に
   載置する工程； 該シート状正極端子板と該環状封口体を熱融着する工程
   ； 該セパレータに電解液を含浸せしめる工程；該セパレー
   タに、シート状負極端子板と圧着せしめた負極体を載置
   する工程； 該シート状正極端子板及び該シート状負極端子板の周縁
   部を熱融着する工程； とから成ることを特徴とする扁平形電池の製造方法。