JPH0359952A - 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】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） 本発明は有機溶媒扁平形電池に関し、アモルファスカー
ボンフィルムを介在させることにより、正極合剤シート
と端子を兼ねる正極端子板との間の接触抵抗が小さく、
かつ貯蔵時においても内部抵抗の上昇がなく、放電性能
が優れた扁平形電池に関する。

（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。

なかでも電子卓上計算機、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＋ｏｍ以下の扁平形電池が要求されている。

この種属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樹脂などからなる環状の絶縁枠１
５で囲み、この絶縁４５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１７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ト１１を密閉封口し
た厚さ０．５ｍｍの扁平形電池が開発されている。

このような扁平形電池において、正極合剤シトを正極端
子板１６を兼ねるステンレス鋼薄板に配置する際には、
従来から正極合剤シート１２の片面に金属金網１８など
を一体化するか、正極端子板１６の内側に微粉末黒鉛の
ペーストを塗布して、この塗布面に正極合剤シート１２
を配置していた。これは両者間の接触抵抗を低減せしめ
電池全体の内部電気抵抗を小さくするための処置である
。

（発明が解決しようとする課題） 上述した処置を施した従来の扁平形電池は、製作初期に
おいては内部抵抗は低い値を示しているが、正極合剤シ
ートの片面に金属金網などを一体化した場合には、正極
合剤シートの活物質体積の減少を招き、放電容量が低下
する問題があった。

には、放電に伴ない二酸化マンガンが電池外形方向、厚
さ方向に膨れる。このため正極合剤シートに金網が一体
化されていると、正極合剤シートの膨れか電池厚さ方向
のみに集中し、電池総高不良を招く問題もあった。

一方、正極端子板に微粉末黒鉛のペーストを塗布して、
ここに正極合剤シートを配置する場合には、貯蔵過程で
その内部抵抗が徐々に上昇する問題が生じていた。

これらの現象は、大電流パルス放電などの用途に対して
しばしば問題視されている。微粉末黒鉛ペーストを塗布
した場合の上記の問題点の原因については、黒鉛には微
量の鉄、カルシウムなどの不純物が含有されていて、貯
蔵過程でこれら不純物が電解液に溶解し、それが負極シ
ートの表面に析出するためと考えられている。

本発明の目的は正極合剤シートと正極端子板との間に、
アモルファスカーボンフィルムを介在させることで、電
池性能を劣化させることなく、両者間の接触抵抗を低減
でき、放電、貯蔵性能の優れた扁平形電池を提供するも
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
、前記正極合剤シートと正極端子板との間に、アモルフ
ァスカーボンフィルムを介在させたことを特徴とする扁
平形電池である。

（作　用） 本発明は正極合剤シートと正極端子板との間にアモルフ
ァスカーボンフィルムを介在しているので、正極合剤シ
ートと正極端子板との電気的接触が良好となり、内部電
気抵抗の小さな扁平形電池が得られる。このため放電性
能及び貯蔵後の放電性能が極めて向上するものである。

（実施例） 第１図は本発明扁平形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ト２と、炭酸プロピレンに過
塩素酸リチウムを１［Ｉｌｏρ／ρ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、正極端子板６の
内側へ厚さ１０μｍのポリカルボジイミドを原料とした
アモルファスカーボンフィルム８を介在し、正極合剤シ
ート２に接触させて正極端子板６を配置し、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
、負極端子板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ｌ−１を密着し、厚さ０．５ｍ
ｍ、外形３０×３０ｍｎ＋の扁平形電池を作製している
。

厚さ１０μｎ】のアモルファスカーボンフィルムは正極
合剤シートの外形２０Ｘ２０ｍｍと同一外形に打ち抜き
、未加圧の正極合剤シート上に載置し、６ｔｏｎの加圧
力で一体化したものである。

第１表は本発明の扁平形電池の性能を示すもので、表中
の実施例は、厚さ１０μｍのアモルファスカーボンフィ
ルム８を導電接触部利とした本発明の扁平形電池である
。

また、比較例１は、正極合剤シート（２として線径０．
０９ｍｍ、　５０ｍｅｓｈのステンレス金網１８を一体
化した正極合剤シート１２を採用し、それ以外実施例と
同様の方法で構成した従来の扁平形電池。比較例２は、
正極端子板１６に黒鉛導電層１０±５μｍの厚さで形成
せた以外実施例と同様の方法で構成した従来の扁平形電
池で、それぞれ１００個作製した。

第１表には、上記条件で作製した同型の扁平形電池各１
００個について、初度１５にΩ連続放電（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（ＩＩＩＡｈ）を示し
た。

第１表 第１表のように、ポリカルボジイミドを原料としたアモ
ルファスカーボンフィルムを、正極端子板と正極合剤シ
ートとの間に介在した本発明の扁平形電池は、初度にお
いても貯蔵後においても、放電性能が優れていることが
わかる。これは正極端子板と正極合剤シートとの間の接
触抵抗が小さく、このため電池の内部抵抗が小さくなっ
たためである。また前記アモルファスカーボンフィルム
は湾曲に強い性質も有してる。

前記カーボンフィルムはポリカルボジイミドを原料とす
るアモルファスカーボンフィルムであることが好ましい
。

このアモルファスカーボンフィルムは、原料のポリカル
ボジイミドを約１０００℃の高温下で加熱処理して炭素
化したもので、その特徴は加熱により原子が気化する段
階で炭素の結合が高密度になるため、高い曲げ強度を保
つ。さらに、微粉末黒鉛ペーストでは、黒鉛を微粉末化
する際に粉砕機や環境から鉄などの不純物が混入するが
、本発明に用いたアモルファスカーボンフィルムは、単
一組成の樹脂をそのまま焼成するため不純物の混入がほ
とんどない。

したがって、炭素繊維や炭素の粉末を樹脂で固めそれを
焼成して生産したカーボンシートとは、不純物、曲げ特
性等で区別され、電池材料として優れた材料である。

また、アモルファスカーボンフィルムの厚さは５〜３０
μｍの範囲であることが好ましい。５μｍ未満の厚さの
フィルムは製造上むずかしく、しかもフィルムが切れや
すく工業的に好ましくない。

３０μｍを越えた厚さでは、厚さ１　＋＋＋ｍ以下の扁
平形電池を構成する上で、フィルムの厚さが発電要素の
体積を減少せしめることになるので、放電容量の低下を
招くことがある。

したがってフィルムの厚さは５〜３０μｍが好適である
。またフィルムは正極合剤シートとの正極端子板の当接
面側に一体成形して、これを接触部材としてもよい。

また、本発明はボタン型側平形電池にも応用できる。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明の扁平形電池は正極合剤シ
ートと正極端子板との間にアモルファスカーボンフィル
ムを介在させるので、電池性能を劣化させることなく接
触抵抗を低減でき、放電、貯蔵性能を向上できるもので
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明扁平形電池の一実施例の縦断面図で、第
２図は従来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 ０ ６・・・正極端子板 ８・・・カーボンフィルム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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
   、前記正極合剤シー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、アモルファスカ
   ーボンフィルムを介在させたことを特徴とする扁平形電
   池。