JPH0260049A - 薄形電池の製造方法 - 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、金属薄板からなる外装板の内部に発電要素を
挟み、外装板の周縁部を熱融着型封口材を用いて絶縁封
口する。薄形電池の製造方法に関する。

［従来の技術および発明が解決しようとする課題］最近
、電子機器の小形化、Ｎｌ１ｉＪ化が進展するに伴って
、それらの電源としての電池においても、小形化、薄膜
化が強く求められている。特に、メモリーカード、ＩＣ
カードなどのカート型゛７［子機器に適した、いわゆる
、シート状電池やペーパー・バッテリーなどが開発され
ている。これらの電池においては、電池の封口方法が大
きな技術的課題となってきている。

従来から知られているボタン型やコイン型の電池におい
ては、両極の外装板または電池容器の端部を折り曲げて
、ガスゲットを挟んで封口する方法が用いられている。

この方法では、厚みの限界が１．Ｏｍｍとされている。

厚みが０．５ｍｍ以下の超薄形の電池構造として、集電
体を兼ねる正負両極の平板状の外装板の周縁部を枠状の
絶縁性熱融着性樹脂を介して、加熱加圧することにより
、封口する構造が提案されている。

これに適した熱融着樹脂としては、ポリオレフィン樹脂
、フッ素樹脂およびそれらの変性物などが提案されてい
る（例えば、特開昭４９−１２８２３２号、同５９−８
３３４０号、同６０−１４７５３号、同６０−１６０５
．５９号９回６０−１８５３５９号の各公報など）、シ
かし、この場合には、前記の熱融着型樹脂が加熱加圧に
より流動して薄肉化するため、封口材の厚みが部分的に
薄くなり、絶縁性が低下し、外装板の端部が相互に接触
して短絡が起こりやすくなる問題があった。

この問題を解決するために、既に、以下のような提案が
なされている。

例えば、ポリオレフィン樹脂を主体とした基体と、その
両面に溶融粘度の低いカルボキシル基含有ポリオレフィ
ン系樹脂を積層して熱接着時に厚みが不均一になりにく
い封口材を用いる方法（特開昭６０−２２０５５３号）
、ガラス繊維−を混入した樹脂を用いる方法（特開昭６
０−３８５２号）、ガラス繊維より構成される繊布また
は不織布にポリオレフィン系樹脂を含浸させてなる基体
の両面に溶融粘度の低いカルボキシル基含有ポリオレフ
ィン系樹脂を積層した封口材を用いる方法（特開昭６２
−５５５６号）、電気絶縁性の無機充填材を含有するポ
リオレフィン樹脂の両面に溶融粘度の低いカルボキシル
基含有ポリオレフィン系樹脂を積層した封口材を用いる
方法（＃開閉６２〜５５５７号）、無機質ビーズを混入
したホットメルト接着剤を用いる方法（特ｕｆ萌６２−
５５８６６号）などが知られている。

これらの方法は、封目時に厚みの均一性が保持できる封
口材を用いることにより、短絡を防止しようとする方法
である。しかしながら、これらの方法は、多層のシート
を成形したり充填剤を添加したフィルムの作成などコス
ト的に問題であり、また、かならずしも満足のいく方法
ではない。

また、外装板の封口材との接着面に予め絶縁性酸化物膜
を形成させる方法も提案されている（特開昭６２−５５
８６７号）、この方法は、酸化ケイ素、酸化アルミニウ
ム、Ｍ化ホウ素などの蒸着膜を形成させ、封目時の加熱
加圧により封口材の厚みが減少しても前記の絶縁性酸化
物膜によって、絶縁性を確保できるようにしたものであ
る。しかしながら、この方法は、蒸着工程が必ずしも簡
単でなく、繁雑な工程が必要である。

また、特開昭６２−２１７５６１号では、予め、一対の
封口材の周縁部に枠状封口材を接着しておき１発電要素
を挟んだ後、封口材と封口材とを加熱加圧して絶縁封口
する方法が述べられている。

この方法により、液体電解質が封口部分への流出による
封口性の悪化を防ぐことが述べられている。

しかし、この方法では、本発明のように封口材の厚み不
均一性による短絡の問題は防止できない。

したがって、本発明の目的は、従来の薄形電池の封口方
法を改良して、簡便で、封目時の短絡のトラブルがない
薄形電池の製造方法を提供することである。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、集電体を兼ねている対向した一対の平板状の
金属薄板からなる外装板の内部に発電要素を挟み外装板
の周縁部を枠状の熱融着型封口材を用いて絶縁封口する
薄形電池の製造方法において。

■一方の外装板の周縁部の内側面と枠状の熱融着型封口
材の片面とを加熱加圧することにより接着。

積層する第一工程と、 （り第一工程で作成した積層物と他方の外装板との間に
、発電要素を挟み、加熱加圧することにより絶縁封口す
る第二工程と。

からなる薄形電池の製造方法を提供することにより、前
記の目的を達成したものである。

本発明で用いられる平板状の外装板は１例えば、ステン
レス鋼板、ニッケルメッキステンレス鋼板、ニッケル板
などを所定の形状に打ち抜きなどの方法で加工すること
によって作製される。厚みは、０　、　Ｏ１５〜０　、
０８ｍｍテある。また、この外装板兼集電体と電池内部
の要素１例えば、正極シートとの接触をよくするために
、上記外装板の電池内側面にカーボンペーストを薄く塗
布しても良い。

本発明で用いられる絶縁熱融着型封口材としては１例え
ば、ポリオレフィン樹脂、フッ素樹脂あるいは、それら
を不飽和カルボン酸などによる変性物、エチレン−アク
リル酸共重合体または脂肪族ポリアミド樹脂、アイオノ
マー樹脂などの熱可塑性重合体を用いることができる。

これらの材料を、プレス、ロール、押しだしなどの成形
方法により、シート状、フィルム状にして枠状に打ち抜
くことにより、封口材が作成される。その形状は、薄形
電池の形状、要求特性などによって異なるが。

例えば、厚みが約０．１〜０　、３ｍｍ、枠幅が約１〜
５ｍｍのものを用いることができる。

本発明の第一工程はプレス、ロール法などが用いられる
０例えばプレス法では、加熱加圧板（１）／封口材／外
装板／加熱加圧板（２）の順に積層して加熱加圧して接
着、積層される。板（１）は特に加熱する必要はなく、
むしろ板の内部に水などの冷媒を通して冷却し、板（２
）は加熱して封口材の外装面への接触部分の極表面のみ
溶融させて接着させる。このようにして得た積層物の封
口材シートの厚みは封口材を完全に溶融することがない
ので均一に保つことができる。

第一工程での加熱温度、加圧圧力［１′Ｏ時間などの条
件は、用いる月日材シート材料の性質１例えば、融点、
溶融粘度など、あるいはまた、封口材の厚みなどによっ
て、最適な条件は異なる。

ポリオレフィン系樹脂の変性物を用いた場合、板（１）
の温度は１００〜２００°Ｃの範囲の温度が好ましい、
高すぎると、封口材の厚みが保持されなくなり、また、
低すぎれば、月日材と外装板の接着が不十分となる。

温度以外の条件は、上記のことを勘案して、適宜に最適
な条件を定めることができる。

第二工程では、第一工程と同じ封目方法を用いることが
でき、板（１）に第一工程で作成した外装板と枠状封口
材との積層物を載せ、発電要素の負極活物質、電解質隔
膜、正極シートを挟み、さらに、他方の外装板を積層し
て、加熱した板（２）で加圧して、封口材シートと他方
の外装板とを封口材の極表面のみを溶融させて接着して
１１０することにより、周縁部を絶縁封口した薄形電池
を作成する。

第二工程での、封口条件については、第一工程と同様に
、封口材の性質および形状により、適宜に最適な条件を
定めることができる。また、板についても第一工程と同
様に、加熱するのは板（２）のみで、板（１）を好まし
くは冷水で冷却する。それにより、第一工程と同様に、
お口材の厚みの不均一性による短絡のトラブルを防止し
て、より効果的に薄形電池の絶縁封口を行うことができ
る。

すなわち、従来の方法のように、一対の外装板と枠状の
封口材を挟んで、上下の板を加熱する方法では、薄い封
口材が全て溶融して厚みが不均一となりやすく、接着力
が得られても、絶縁性という電池封口材の重要な特性が
損なわれやすくなる。

本発明では、薄形電池の封口材シートの厚みの均一性が
保持でき、しかも、封口接着力も充分に得ることができ
る。

［実施例］ 以下、実施例および比較例により本発明を説明するが１
本発明がこれら実施例に限定されないことは明らかであ
る。

実施例１ 亀二工立担１ 変性ポリエチレン樹脂（宇部興産製、Ｆ１１００）を、
熱プレスによる圧縮成形により。

Ｊ’７み２００　ｇｍのシート状にした。このシートか
ら、打ち抜き刃で、外形４０Ｘ２０ｍｍ、枠幅２ｍｍの
枠状封口材シートを作成した。

負極集電体兼外装板として、形状が４０Ｘ２０Ｘ０．０
２ｍｍのステンレス箔に上記の枠状封口材シートを封口
治具のステンレス箔に当接する上部部分を１５０°Ｃに
加熱し、３ｋｇ／ｃｍ’ｃｙ）圧力で６０秒間加圧して
、外装板の周縁部に枠状封口材の極表面のみ溶融して圧
着した積層物を作成した。

正°シートの　　−一 二酸化マンガン３３９ｍｇ、アセチレンブラック６２．
４ｍｇの混合物に、メトキシポリエチレングリコールモ
ノアクリレート（新中利化学製、ＡＭ−９０Ｇ）３１．
４ｍｇ、ポリエチレングリコールジメタアクリレート（
新中村化学製、９Ｇ）１０．７ｍｇ、　　ジメトキシポ
リエチレングリコール（旭電化製、ＣＬＥ−４００）に
過ｊ１！素酸リチウム（ＬｉＣＬ；ＬＯ４）を溶解させ
た（濃度０　、７５Ｍ／Ｌ）　（７）溶液６２．８ｍｇ
、およびベンゾイルパーオキサイドをさらに混合し、正
極合剤とした。この合剤から、３４Ｘ１４ｍｍの大きさ
に加圧成形し、１００°Ｃ，３時間加熱して、３００ｇ
ｍの厚みの正極シートを作成した。

び　　　　　　　の 前記の第一工程で作成した外装板と枠状封口体の積層物
に、寸法が３４Ｘ１４Ｘ０．０７ｍｍのリチウム箔を圧
着させた。

電解質用の組成物として、ＡＭ−９０Ｇを１８　、４ｍ
ｇ、９Ｇを６．０ｍｇ、ＬｉＣ文０４の０ＬＥ−４００
の溶液（濃度０　、７５Ｍ／Ｌ）を２５．６ｍｇ、およ
び、光増感剤として２，２−ジメトキシアセトフェノン
０．１ｍｇの混合液を僧備した。この電解質溶液ＢｐＬ
文を前記のリチウム箔に塗布し、ＵＶランプで光照射し
て、厚み２０ｇｍの硬化フィルムを形成させ１周縁部に
枠状」・１０材が圧着した集電体兼外装板、負極、およ
び電解質隔膜の積層体を作成した。

−Ｙイ１１　　　　…・・１０の１二 上記の積層体に、前記の正極シートさらに外装板を積層
し、前記の：ｌ：４１：Ｊ拍具を用いて、第一工程と同
様にして１５０°ｃ　、　３　ｋ　ｇ／ｃｍ’ｃ７）条
件で封目し、薄形電池をｌＯ個作成したが、すべて、開
路電圧は３．４ｖ以上を示し、外装板同士の接触などに
よるトラブルは無く、また、封口の接着も充分行われて
いた。

比較例 実施例において、枠状封口材を一力の外装板に予め接着
することなく、一対の外装板の間に挟んで熱融着した以
外は、同様に行って薄形電池を作成したが、作成電池１
０個のうち３個は外装板同士の接触による短絡が起こっ
た。

［発Ｏｉｌの効果］ 本発明の方法によれば、まず、第一工程で一方の外装板
に枠状封口材の厚みの均一性が保持された状態で熱融着
され、第二工程で発電要素を挟み、加熱加圧することに
より他方の外装板に熱融着されるので、単に、一対の外
装板に封口材を挟んで熱融着する方法に比べて封口材の
厚みの不均一性による短絡のトラブルが無く、絶縁封口
を良好に行うことができる。また、封「１材シートも従
来技術のように、多層フィルムにすることによる変形の
防止などの処理が不要で単一の材料で加工した封口材シ
ートを好適に用いることができる。

特許出願人　　宇部興産株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　集電体を兼ねている対向した一対の平板状の金属薄板
   からなる外装板の内部に発電要素を挟み外装板の周縁部
   を枠状の熱融着型封口材を用いて絶縁封口する薄形電池
   の製造方法において、 （１）一方の外装板の周縁部の内側面と枠状の熱融着型
   封口材の片面とを加熱加圧することにより接着、積層す
   る第一工程と、 （２）第一工程で作成した積層物と他方の外装板との間
   に、発電要素を挟み、加熱加圧することにより絶縁封口
   する第二工程と、 からなることを特徴とする薄形電池の製造方法。