JPH0359950A - 有機溶媒電池 - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は有機溶媒を電解液とする電池において、正極合
剤シートと正極端子板間との接触抵抗が小さく、貯蔵時
においても内部抵抗が上昇することのない有機溶媒電池
に関する。

（従来の技術） 近年、炭酸プロピレン、１，２−ジメトキエタンのよう
な有機溶媒に、電解質を溶解せしめた溶液を電解液とす
る有機溶媒電池が、広く電子機器に使われてきている。

なかでも電子率」１計算機、電子腕時計、ＩＣカードな
どの電子機器の小形化、薄形化に伴なって極めて薄い厚
さ１　ｍｍ以下の扁平形電池が要求されている。

この種扁平形有機溶媒電池としては、第２図に示すよう
に、正極活物質と導電材及び粘着剤からなる正極合剤シ
ート１２と金属リチウムからなる負極シート１４をセパ
レータ１３を介在させて積層した発電ユニット１１の周
縁部を、熱溶着性の変性ポリエチレン、変性ポリプロピ
レンまたはアイオノマー樹脂などからなる環状の絶縁枠
１５で囲み、この朴 絶縁棒１５の一方の開口面をステンレス鋼薄板からなる
正極端子板１６で塞ぐと共に、この正極端子板１６を正
極合剤シート１２に密着させ、また絶縁枠１５の他方の
開口面をステンレス鋼薄板からなる負極端子板（７で塞
ぐと共に、この負極端子板１７を負極シート１４に密着
させて前記発電ユニッ）１１を密閉封口した厚さ０．５
ｍｍの扁平形電池が開発されている。

このような構造の扁平形有機溶媒電池において、正極合
剤シート１２を正極端子板Ｉ６を配置する際には、両者
間の接触抵抗を低減させるため、正極端子板１６の内側
に、炭化チタン、窒化チンタなどの導電性セラミックス
層１８を塗布することが、電池放電特性、貯蔵特性で優
位であるため行なわれていた。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、正極端子板上に導電性セラミックス層を
形成する際に、炭化チタン、窒化チタン粉末を直接塗布
形成したので、正極合剤シートと正極端子板間の接触抵
抗を低減させることができるが、正極端子板上のセラミ
ックス粉末が脱落し、絶縁枠の封口部に付着することで
、短絡、封口不良を生じた。

このためポリアクリル酸などの増粘剤を含むアルコール
溶液または水溶液に、導電性セラミックス粉末を分散し
、これを正極端子板上に塗布して、導電性セラミックス
層を形成したが、セラミックスが完全に脱落しない状態
まで増粘剤を増やして形成すると、正極合剤シートと正
極端子板との間の接触抵抗が上昇し、電池放電特性を低
下せしめる等問題が生じた。

本発明の目的は、正極合剤シート正極端子板の接触面と
の間に、炭化チタン、窒化チタンの少なくとも一方を分
散させた非イオン界面活性剤添加溶液を塗布もしくは滴
下して、導電性セラミックス層を形成させることで、セ
ラミックス粉末が脱落せず、かつ両者間の接触抵抗を低
減できる有機溶媒電池を提供するものである。

〔発明の構成〕

（課題を解決するための手段） 本発明は、正極合剤シートと負極シートとをセパレータ
を介在させて積層した発電ユニットと、発電ユニットの
周縁部を囲繞する環状の絶縁枠と、絶縁枠の一方の開口
面を覆って前記正極合剤シトに密着された正極端子板と
、前記絶縁枠の他方の開口面を覆って前記負極シートに
密着された負極端子板とを具備した扁平形電池において
、前記正極端子板と正極合剤シートとの間に、少なくと
も炭化チタンまたは窒化チタンの一方を分散させた非イ
オン界面活性剤添加溶液を塗布もしくは滴下し、導電性
セラミックス層を形成、介在させた有機溶媒電池である
。

（作　用） 本発明は炭化チタン、窒化チタンを分散させた非イオン
界面活性剤を添加した溶液を塗布もしくは滴下して、正
極端子板の内面に形成することにより、セラミックスの
粉末が脱落しないため封口不良がなく、電池の内部抵抗
も低減せしめた有機溶媒電池を得ることができる。

（尖施例） 第１図は本発明の扁平形有機溶媒電池の一実施例の構造
図である。図において、１は発電ユニットであり、この
発電ユニット１は二酸化マンガン、黒鉛及びポリラトラ
フルオロエチレンからなる正極合剤シート２と、炭酸プ
ロピレンに過塩素酸リチウムを１ｍｏρ／ｇとなるよう
に溶解した非水溶媒電解液を含浸させたポリプロピレン
不織布からなるセパレータ３と、金属リチウムからなる
負極シート４とを、この順序で積層して構成している。

この発電ユニット１の周縁部は、変性ポリプロピレンか
らなる環状の絶縁枠５で囲繞されている。そしてこの絶
縁枠５の一方の開口面に、厚さ１０μｍの導電性セラミ
ックス層８を設けた正極端子板６を、セラミックス層８
を正極合剤シート２に接触させて配置し、また負極端子
板７を前記負極シート４に接触させて配置し、この正、
負端子板６，７と絶縁枠５を２００℃で熱接着すること
により、発電ユニット１を密閉し、厚さ０．５　ｍｍ、
外形３０Ｘ３０ｍｍの扁平形電池を形成している。

前記導電性セラミックス層８には、炭化チタン粉末また
は窒化チタン粉末が含有させである。炭化チタン粉末は
日本新金属■製、Ｔｉｃ−１で、粒度が０．８〜１．５
μｍの微粉末であり、また窒化チタン粉末はマクロ社製
ＴｉＮで、粒度が１．５〜２．０μｍの微粉末を用いた
。

この導電性セラミックス粉末２０重量部を、ポリプロピ
レングリコールエチレンオキサイド付加型非イオン界面
活性剤を１０重量部を添加したエフノル８０重量部に分
散してペースト化化し、このペーストを正極端子板６の
正極合剤シート２の対向面に塗布し、厚さ１０±５μｍ
の導電性セラミックス層８を形成した。

第１表は本発明の扁平形有機溶媒電池の性能を示すもの
で、表中の実施例１は導電性セラミックス粉末に炭化チ
タンを用いた扁平形電池、実施例２は導電性セラミック
ス粉末に窒化チタンを用い滴下して形成させた扁平形電
池で、それぞれ１００個作製した。

また、比較例１は導電性セラミックス粉末として、炭化
チタン粉末３重量部、９７重量部のエタノル（３重量％
ポリアクリル酸含有）に分散してペースト化し、このペ
ーストを正極端子板１６の正極合剤シート１２との対向
面に塗布し、厚さ１０±５μｍの導電層１８を形成した
従来の同型扁平形有機溶媒電池である。さらに、比較例
２は比較例１の導電性セラミックス粉末を窒化チタン粉
末にした場合の同型の扁平形有機溶媒電池で、比較例１
．２の従来電池は共に１００個作製した。

第１表は、上記条件で作製した扁平形電池各１００個に
ついて、製造直後のインピーダンス、初度の１．５にΩ
連続枚重特性（２，５Ｖ終止電圧）と、５０℃、２０日
貯蔵後の１５にΩ連続放電（２，５Ｖ終止電圧）時の放
電容量を示した。

なお、本発明の実施例３は導電性セラミックス粉末とし
てＴｉＣ／ＴｉＮ固溶体粉末を用いたものである。また
導電性セラミックス粉末をエタノールに分散し、これを
正極端子板に塗布乾燥した比較例１，２は、粉末が正極
端子板から脱落し、製造工程を汚すと共に電池の封口不
良、短絡が発生した。

前記本発明電池に用いる炭化チタン、窒化チタン粉末の
平均粒径は０．ｌ〜５μｍの範囲が好ましい。０．１μ
ｍ未満の平均粒径では表面酸化の影響が現われ、導電性
を低下させる。一方、５μｍを越えると端子板に形成す
る導電性接触部材の厚さが厚くなってしまい、この目的
の扁平形電池の放電容量の低下を招くので好ましくない
。

導電性セラミックス粉末は、水またはメタノール、エタ
ノールのようなアルコールに非イオン界面活性剤を溶か
した溶液に分散し、このペーストを正極端子板の正極合
剤シートとの接触面に塗布もしくは滴下して使用に供す
る。なお前記非イオン界面活性剤には、ポリエチレング
リコール型非イオン界面活性剤が好ましい。特に、高級
アルコルエチレンオキサイド付加物、アルキルフエノル
エチレンオキサイド付加物、脂肪酸エチレンオキサイド
付加物、またはポリプロピレングリコルエチレンオキサ
イド付加物が好ましい。上記非イオン界面活性剤を添加
した溶液に導電性セラミックスを分散させたペーストを
用いれば、塗布乾燥後もセラミックス粉末が脱落するこ
とはない。

導電性セラミックス粉末としては、炭化チタンまたは窒
化チタン粉末の少なくとも一方が含有されていればよく
、他の導電性セラミックスや高純度黒鉛を混合してもよ
い。

またＴｉＣ／ＴｉＮ固溶体粉末、混合粉末いずれも何等
の効果を有する。

導電性セラミックス層の厚さは５〜３０μｍが好ましい
。５μｍ未満では正極合剤シートとの接触が十分でない
。３０μｍを越えると、正極合剤シートの占有体積の減
少を招き、放電容量の低下が大きくなる。

本発明の骨子である炭化チタン粉末、窒化チタン粉末は
黒鉛のような不純物による電池貯蔵時の内部抵抗上昇に
よる性能劣化は確認されていない。

また炭化チタン粉末、窒化チタン粉末の比導電率は１〜
１０Ω−１ｃｍ−１（圧粉体）であり、電気導電性に適
し、さらに耐熱性、耐溶剤性に優れたもので０ ある。

また本発明の実施例において、非イオン界面活性剤とし
てポリプロピレングリコールエチレンオキサイド付加型
を用いたが、高級アルコールエチレンオキサイド付加物
、アルキルフェノールエチレンオキサイド付加物、脂肪
酸エチレンオキサイド付加物等ポリエチレングリコール
型非イオン界面活性剤を用いても実施例１〜３と同等の
放電特性が得られる。

また、本発明はボタン型有機溶媒電池においても、同様
の効果が得られる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の有機溶媒電池は正極合剤
シートと正極端子板との接触面に非イオン界面活性剤添
加溶液を分散媒とし、塗布もしくは滴下して導電性セラ
ミックス層を形成させるので、放電性能、貯蔵性能に優
れた電池を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の扁平形有機溶媒電池の一実１ 施例の縦断面図、第２図は従来の比較例の同型電池の断
面図である。 １・・・発電ユニット ２・・・正極合剤シート ５・・・絶縁枠 ６・・・正極端子板 ８・・・セラミックス層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 正極合剤シートと正極端子板とが導電性セラミックス層
   を介して接触している有機溶媒電池において、前記導電
   性セラミックス層が、炭化チタン、窒化チタンの少なく
   とも一方を分散させた非イオン界面活性剤添加溶液を塗
   布もしくは滴下形成したものであることを特徴とする有
   機溶媒電池。