JPH0346765A - 偏平型電池 - 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】 イ、産業上の利用分野 本発明は放電反応により膨張する正極を備える偏平型電
池の改良に関するものである。

口、従来の技術 この種電池の例としては、正極活物質にＣｕＯ１Ｆ　ｅ
　Ｓ　を或いはＢ、０１等を用い、負極活物質にリチウ
ムを用いる非水電解液電池が埜げられる。一般に非水電
解液電池においては、電池組立時の高い開路ｆ＝　ｌ’
＋Ｅの低減化、安定化のために電池組立工程後に一定量
の予備放電をして、正極活物質の一部を還元する手法が
広く用いられている。

しかし、この手法は、一般的に、一定量の時間を要し、
又、電池出荷までの工数が増えることから、コスト的に
大きな問題となっていた。

この対処法として、あらかじめ、正極の側面に、正極と
放電反応を起こし得る負極活物質層を設置させ、電池祁
立時に正極の一部を放電、還元させる方法が与えられる
が、電池の封口工程前に正極に形状変形が生じるため、
電池師と正極との接触不良、電池の総高増加等の新たな
問題を有していた。

（ハ）　本発明が解決しようとする課題本発明は従来コ
スト面での問題点であった予備放電工程の省略を可能と
すると共に、従来の対処法の問題点であった接触不良に
起因する作動電圧の低下、放電容量の低下、等の問題点
を改良することを目的とするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は１極自身に凹部或いは開孔部を形設し、この凹
部或いは開孔部に、電解液の注入により対向する正極と
反応する補助の負極部材を配置したことを特徴とするも
のである。

（ホ）作用 正極に、これと放電反応を起こし得るｆＬ極活物質を接
触させ、電解液注入時にこれを放電させる手法は、電池
の組立直後の高い開路電圧を低下させるのに有効である
。補助の負極活物質を正極の側面に設置した場合、正極
の部分的な膨張により、正極に平坦性がなくなったり、
或いは正極が片面的に膨張するため湾曲変形を起こすな
ど、電池缶と正極との接触不良が生じ、その結果、内部
抵抗の増大、作動電圧の低下をきたしていた。

本発明電池の場合、電池内部に放電による正極の祉；張
を吸収し得る空間部を形成しているので、＠、ａの厚み
方向への正極の変形は生じず、電池針との接触不良を防
止することが可能となる。

（へ）実施例 以下本発明の実施例について図面に基づき詳述する。

実施例１ 第１図において、１は正極板であり、市販特級の酸化第
二銅８３ｗｔ％に導電剤としての黒鉛を１０ｗｔ％、結
着剤としてのフッ素樹・脂粉末をＪ　Ｗ　ｉ　％加えて
この粉体を約２ｔｏｎ／ｃｍ”の圧力で加圧成形Ｌ、Ｉ
蓼すＱ、５ｍｍ、外径８．８１１１ｍ、内径２．５ｍ１
ｌｌの中心開孔部２を形成した後、この成形体を２００
〜３００℃の温度で真空熱処理したものであって、正極
缶４の内底面に圧接されている。この正極板の開孔部内
周壁には厚さ０．３ｍｍ、幅０．５ｍ１ｌ＋、長さ８閣
の補助負極部材としてのリボン状リチウム板３が設置さ
れている。

５は主ｆｉ極であり、厚さ１．０ｆｆｌｆｆｉ、長さ６
．５鵬のリチウム板からなりステンレス製の負極缶６に
圧着されている。７は正、負極缶を絶縁する絶縁ノく・
７キングである。セパレータ８は厚さＯ，１ｍ１ｌｌ、
径９画φのポリプロピレン不織布からなり、又、電解液
としてはプロピレンカーボネイトと１．２ジメトキシエ
タンの混合溶媒に過塩素酸リチウムを１モル％溶解した
ものを用い、前述の開孔部２にリチウム板３を設置した
正ｔｆ１１、セパレータ７、負極５の順に電池正極缶内
に装着した後、減圧禽浸法にて電解液を注入後、封口し
て本発明電池Ａを作製した。

実施例２ 第２図に示すように、厚み０．５１１１１１１、外径８
．８ｍ１１１の正極板１１の片面中央部に、深さ０．２
ｍｏ＋、径４．０鵬の円形の四部１２を形成し、この凹
部内に、補助負極部材としての厚さ０．１ｍｍ、径４．
　Ｏｍｍのリチウム箔１３を設置し、これを下面にして
、′ξ池缶内に設置、池の構成、組立法としては実施例
１と全く同様の本発明電池Ｂを作製した。

実施例３ 第３図に示すように、上記実施（’Ａ　２と同形状の正
極１１を、凹部１２を上面（負極対向面）にしてその凹
部内にリチウム箔１３を設置し、他の構成、組を法とし
ては、実施例１と全く同様の本発明電池Ｃを作製した。

次に比較のため、第４図に示すように、厚さＯ１６Ｉｎ
ｍ、外径８．８Ｍの正極板２１と、電池缶底との間に、
厚さ０．４ｍｆｆ１、径８．８ｍｍのリチウム箔２３を
設置した構成の電池りを作製した。尚、他の構成、組立
法に関しては実施例１と同様である。

この様にして得られた各電池の温度２５℃における負荷
抵抗３０にΩでの放電特性の比較を第５図に示す。第５
図より、本発明電池は比較電池に比して優れた放電特性
を有していることがわかる。

この理由について以下に述べる。

第１〜４図の（ｂ）は電解液を注入し、正極を放電させ
た後封口した電池の内部の状態を示し、比較電池りの場
合、第４図（ｂ）に示す如く、注液時に正極板の下部全
面が急激に放電し、多孔性になり、表面積ら増大するが
、この時正極の膨張は厚み方向以外に径方向にもおよぶ
。正極板の周端は負極の絶縁パッキングの支持台も兼ね
ており、その結果、正極形状は図の如く湾曲し、特に正
極中央部付近での電池針との接触が悪くなる。

を池の組立時に、この様な接触不良が発生すると、電池
の主放電時は、更に負極方向に正極が膨張し、電池缶と
の接触不良が助長される。そして、Ｓｉ、極面まで膨張
が進行し、今度は逆に電池缶底部の方向・＼膨張が始ま
るまで内部抵抗は増大し、作動電圧の低下が生じる。

これに対し、本発明電池Ａの場合、第１図（ｂ）に示す
如く、注液により、正極板の開孔部内側面部が放電され
、正極は径方向（中心部方向）にのみ膨張し、その膨張
は、開孔部にて吸収されるので、正極の１ゾみ方向には
形状変化はなく電池師との接触不良は発生しない。

又、本発明電池Ｂ、Ｃの場合、正極の膨張は第２図の（
１））、第３図の（ｂ）に示す如く、あらかじめ正極に
形成された凹部の空間に吸収されるので′な池内との接
触不良は防止される。

以上の如く、本発明電池の構成は、正極の放電による膨
張を吸収し得る空間部を設けているので、止極変彩によ
る正極と電池缶との接触不良を防止することが可能であ
る上、例えば、実施例１．２に示す電池Ａ、Ｂの構成に
おいては、電池の主放電時に局部的に液不足を生じ易い
１を極面中央部が多孔性であり含液性が高いため、液不
足による特性劣化を防止でき、又、実施例３に示す電池
Ｃの構成においては電池缶との接触面に、放電により還
元生成物である金属が生成してより接触度を高めること
ができる等、二次的な効果も期待できる。

（ト）発明の効果 り述した如く、本発明電池は放電反応により膨張する正
極に形設した凹部或いは開口部に正極と放電反応を起こ
し得る補助の負極部材を設置し。

電解液注入時にその負極活物質と正極とを放電させ、正
極の一部を還元することを特徴とするものであり、かつ
還元物生成による正極の膨張を前記空間部内にて吸収し
得ることを特徴とするものであるからして、比較電池に
おける正極と電池缶との接触不良に伴なう内部抵抗の増
大、作動電圧の低下、放電容量の劣化の防止に優れた効
果を発揮しつつ、比較電池のコスト面での課題点であっ
た予備放電工程の省略を可能ならしめるものであ２、そ
の工業的価値は橿めて大なるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ｒ）及び（ｂ）は本発明電池への組立時の構成
図及び封口時の状態を示す図、第２図（ａ）及び（１〕
）は“本発明電池Ｂの組立時のＮＡ我及び封口時の状態
を示す図、第３図（ａ）及び（ｂ）は本発明電池Ｃの組
立時の構成及び封口時の状態を示す図、第４図（ａ）及
び（ｂ）は比較電池りの組立時の構成及び封口時の状態
を示す図、第５図は本発明電池と比較電池の放電特性比
較図を夫々示す。 １．１１・・・正極板、２・・・開孔部、３．１３・・
・補助負極部材、４・・・正極缶、５・・・主負罹、６
・・・負極缶、７・・・絶縁バフキング、８・・・セパ
レータ、１２・・・凹部、Ａ、Ｂ、Ｃ・・・本発明電池
、Ｄ・・・比較電池。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）正極缶の内底面に配設され放電反応により膨張す
   る正極と、負極缶の内底面に配設された主負極と、正、
   負極缶を絶縁する絶縁パッキングと、正負極間に介挿さ
   れたセパレータと、前記正極に形設した凹部或いは開孔
   部に位置し電解液の注入により対向する正極と反応する
   補助の負極部材とを備えた偏平型電池。