JPH0754698B2 - 電池およびその製造方法 - Google Patents

電池およびその製造方法

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JPH0754698B2
JPH0754698B2 JP2121013A JP12101390A JPH0754698B2 JP H0754698 B2 JPH0754698 B2 JP H0754698B2 JP 2121013 A JP2121013 A JP 2121013A JP 12101390 A JP12101390 A JP 12101390A JP H0754698 B2 JPH0754698 B2 JP H0754698B2
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巌 岸
和夫 若菱
信義 高橋
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セイコー電子部品株式会社
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明はボタン型、もしくはコイン型電池の耐漏液性の
改善、より詳しくはそのガスケット付近の構造、および
その製造方法に関するものである。
〔発明の概要〕
本発明は、シールと絶縁との目的で用いられるガスケッ
トの、封口蓋の折り返し底面に触れるガスケット底部の
厚さを、封口蓋の折り返し外周部に触れるガスケット周
部の厚さの20%以下にすることにより、ガスケットのク
リープ量を少なくし長期間にわたっての耐漏液性を改善
したものである。また、正極缶にガスケットを組み込ん
だ後で封口蓋を組み込むことにより前述の電池を容易に
製造できるようにしたものである。
〔従来の技術〕
ボタン型もしくはコイン型の電池は第5図にその断面を
示したように断面がL字型,J字型あるいはU字型のガス
ケットを有し、そのガスケットの周部3bを負極缶1の折
り返し部と正極缶4とで強圧し、ガスケット底部3aをセ
パレータ7を介して負極缶1の折り返し底部と正極6と
で強圧することで電池全体をシールして耐漏液性を確保
している。
〔発明が解決しようとする課題〕
耐漏液性を良くするためにはガスケットをシール部で強
圧し、ガスケットに大きな圧縮応力をかける必要があ
り、このためガスケットを挟む正極缶と負極缶はこの圧
縮応力に負けない強度が要求される。
しかし電池使用機器がどんどん低消費電力化、小型化す
るに従い電池も小型化、薄型化が、しかも高容量化が要
求され、正極缶、負極缶の厚さをも薄くせざるを得ず、
耐漏液性を確保する十分な強度を得られない場合が多か
った。
このため電池を長期間使用しているとごく僅かではある
が電池内の電解液が漏れ出して電池性能を劣化させたり
電池使用機器を傷めたりすることがあった。特に高温中
での保存、使用でこの問題が起きやすかった。
〔課題を解決するための手段〕
封口蓋の折り返し底面に触れるガスケット底部の厚さ
を、封口蓋の折り返し外周部に触れるガスケット周部の
厚さの20%以下にした。
また正極缶にガスケットを組み込んだ後で封口蓋を組み
込むことによりこの底部底厚を薄くしたガスケットを容
易に電池内に組めるようにした。
〔作用〕
高温高湿で加速して漏液させた電池を詳細に調査し加速
評価前のものと比較検討した結果、ガスケットの肉がク
リープ変形によってシール部から逃げだしてガスケット
への応力が小さくなるのが漏液原因の一つであると判明
した。
しかも第5図に於き、封口蓋の折返し底面と正極とに夾
まれたガスケット底部3aを通ってガスケットの肉がシー
ル部より電池内部に逃げるクリープが大きいとわかっ
た。
それを防ぐにはガスケット底部3aを更に強く締めるのも
一つの方法であるが正極の強度が十分ではないため、限
界がある。
本発明ではガスケット底部3aをガスケット周部3bの20%
以下に薄くしてあるのでガスケットの肉の流れ(クリー
プ)が非常に遅く、ガスケットの大きな圧縮応力を長期
にわたって大きな状態に保持でき、従って漏液しにくい
ものと考えられる。
さらに本発明の方法では予め正極缶4にガスケット3を
押し込み、その後で封口蓋を兼ねる負極缶1を組み込む
ので(ガスケット底部3aの肉厚が薄くても)ガスケット
の変形を最小限度に抑えて組み立てられるのである。
〔実施例−1〕 第1図は本発明の一実施例を示すボタン型酸化銀電池の
断面図、第2図はその要部拡大断面図であり、第3図は
それに用いたガスケットの組み込み前の断面図である。
正極6を有する正極缶4にセパレータ7、ポリスチレン
よりなるスペーサ5(厚さ0.10mm)、含浸材8を入れナ
イロン66よりなるガスケット3を組み込み、NaOH水溶液
を主とする電解液を注入する。組み込み前のガスケット
周部3bの厚さは0.35mm、ガスケット底部3aの厚さは0.07
mm(ガスケット周部3bの厚さの20%に相当)である。
その後、負極2と電解液の入った(封口蓋を兼ねる)負
極缶1を押し込む。ガスケット組み込みに関しても負極
缶押し込みに関してもガスケット底部3aを強く押すこと
はないのでガスケット3の変形はほとんど無い。
組み立て後、正極缶4の開口端部をクリンプしてガスケ
ット3を正極缶4、負極缶1及びセパレータ7、スペー
サ5を介しての正極6とで強圧してシールする。この際
ガスケット底部3aはクリンプにより圧縮されて更に薄く
なる。電池はSR512SWと呼称されるものでサイズは直径
5.9mm、厚さ1.2mmである。
比較例−1としてガスケット底部厚さを0.17mm(ガスケ
ット周部厚さの49%)とし(実施例−1と同寸法とする
ためスペーサを入れずに)同サイズのボタン型酸化銀電
池を作り、両者の耐漏液性を評価した結果を第1表に示
す。
評価は従来から酸化銀電池の漏液加速評価として行なわ
れている、40℃湿度90%の恒温恒湿槽に一定期間放置し
た後の一定限度以上の漏液の発生を見るものであり、3
ケ月でほぼ実使用2年、6ケ月でほぼ実使用の4年に相
当すると考えられている。
この電池は従来から実使用2年では漏液せず4年では漏
液が発生し始める耐漏液性のレベルであるが、第1表で
見るように本発明の実施例−1では実使用4年に相当す
る40℃6ケ月でも漏液発生率は従来のものより小さくな
っている。
更に、温度を60℃(湿度は90%)にしたものでは従来例
では40日で大半のものが漏液するのに対して本発明実施
例−1では漏液発生が100ケ中僅かに2ケに減っている
ことがわかる。
〔実施例−2〕 第4図は本発明の他の実施例を示す酸化銀電池の断面図
である。
正極6を有する正極缶4にセパレータ7、ポリスチレン
よりなるスペーサ5(厚さ0.32mm)、含浸材8を入れナ
イロン66よりなるガスケット3を組み込み、KOH水溶液
を主とする電解液を注入する。まず、第2表に掲載した
実施例−2b(参照。)について厚みの関係を説明する
と、組み込み前のガスケット周部3bの厚さは0.45mm、ガ
スケット底部3aの厚さは0.08mm(ガスケット周部3bの厚
さの18%に相当)である。
その後、負極2と電解液の入った(封口蓋を兼ねる)負
極缶1を押し込む。ガスケット組み込みに関しても負極
缶押し込みに関してもガスケット底部3aを強く押すこと
はないのでガスケット3の変形はほとんど無い。
組み立て後、正極缶4の開口端部をクリンプしてガスケ
ット3を正極缶4、負極缶1及びセパレータ7、スペー
サ5を介しての正極6とで強圧してシールする。この際
ガスケット底部3aはクリンプにより圧縮されて更に薄く
なる。電池はSR927Wと呼称されるもので直径9.5mm、厚
さ2.7mmのサイズである。
また、第2表に掲載した実施例−2aは、ガスケット底部
厚さが0.05mm(ガスケット周部厚さの11%)、スペーサ
5の厚さが0.35mmのものを示している。これらの比較対
象として、比較例−2aとして、ガスケット底部厚さが0.
14mm(ガスケット周部厚さの31%)、スペーサ5の厚さ
が0.24mmのもの、比較例−2bとして、ガスケット底部厚
さが0.25mm(ガスケット周部厚さの56%)、スペーサ5
の厚さが0.15mmのもの、比較例−2cとして、ガスケット
底部厚さが0.35mm(ガスケット周部厚さの78%)、スペ
ーサ5の厚さが0.05mmのものを作り、さらに比較例−1
としてガスケット底部厚さが0.05mm(ガスケット周部厚
さの11%)、スペーサ5の厚さが0.35mmのものを、比較
例−2としてガスケット底部厚さが0.14mm(ガスケット
周部厚さの31%)、スペーサの厚さが0.24mmのものを、
比較例−3としてガスケット底部厚さが0.35mm(ガスケ
ット周部厚さの78%)、スペーサの厚さが0.05mmのもの
を作り、高温高湿(60℃湿度90%)に於ける耐漏液性を
比較評価した。その結果(各100ケについての不良率)
を第2表に示す。
この電池は電解液としてより活性なKOH水溶液を用いて
いるので耐漏液性はNaOH水溶液を用いるものより悪く、
2.7mmとかなり厚いにもかかわらず、第2表に比較例−2
bとして示すように60℃湿度90%の環境では30日から漏
液が出始め、40日では大半のものが漏液する耐漏液性の
レベルである。
第2表で分かるようにガスケット底部厚さをガスケット
周部厚さの18%と薄くした本発明の実施例−2電池の耐
漏液性は、底部厚さが周部厚さの56%と厚い比較例−2b
に比べはるかに良くなっている。
第6図は第2表をグラフにしたもので横軸はガスケット
底部厚さをガスケット周部厚さに対するパーセントで示
したもの、縦軸は漏液発生率である。
第6図より、漏液発生率はガスケット底部厚さがガスケ
ット周部厚さの20%以下で特に小さくなることがわかっ
た。
〔実施例−3〕 本発明をコイン型リチウム電池に適用した例を第7図に
示す。
ガスケット周部3bの厚さが0.50mm、ガスケット底部3aの
厚さが0.10mm(ガスケット周部3b厚さの20%)であるガ
スケット3と一体にした負極缶1に金属リチウムより成
る負極2を圧着し、セパレータ7を入れ、二酸化マンガ
ンを主体としバインダーと共に成形した正極6を押し込
む。その後、正極缶4をかぶせて正極缶4の開口端部を
クリンプしてコイン型リチウム電池とした。組立前に各
構成要素を充分乾燥、脱水することは言うまでもない。
電池サイズは直径20mm、厚さ1.6mmで一般にCR2016と呼
称されるものである。
従来例−3として底部の厚さが0.25mm(ガスケット周部
厚さの50%)のガスケットを用いて同サイズのリチウム
電池CR2016を作った。寸法を合わせるために負極缶1の
丈を実施例−3より0.15mmだけ小さくした。
リチウム電池は元々漏液発生が極めて低いが、放電が進
みシールが緩んでくるとシール部より水分が浸入して、
電池内のリチウムと反応してガス発生して電池が膨らん
だり、電池内部抵抗がさらに増大して閉路電圧が下がる
ことがわかっているので、評価項目として公称容量の80
%まで放電させた後、実施例−2の漏液試験と同じ高温
高湿(60℃湿度90%)に60日間放置したときの電池厚さ
と、その時の低温(−10℃)閉路電圧を取り上げその結
果を第3表に示す。
表中、電池厚さのデータは各50ケの平均値と括弧内は標
準偏差であり、低温閉路電圧のデータは各24ケの平均値
と括弧内は標準偏差である。
本発明の実施例−3は、従来例−3に較べて電池厚さが
平均値、標準偏差とも小さくなっている。
低温閉路電圧も僅かではあるが実施例−3の方が従来例
−3よりも改善されていることがわかる。
〔発明の効果〕
以上実施例に基づき詳細に説明したようにガスケット底
部の厚さをガスケット周部厚さの20%以下に薄くした本
発明の電池は、高温保存での耐漏液性や膨らみ、低温閉
路電圧が改善される。
また、本発明の電池はガスケット底部厚さが薄いのでガ
スケットと負極缶1とを予め一体化する従来の製造方法
ではなく、ガスケットを正極部に押し込んでから負極缶
を組み立てる製造方法と組み合わせることにより更にそ
の効果があがる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の1実施例を示すボタン型酸化銀電池の
断面図、第2図はその要部拡大断面図、第3図はそれに
用いたガスケットの組み込み前の断面図、第4図は本発
明の他の実施例を示すボタン型酸化銀電池の断面図、第
5図は酸化銀電池の従来例を示す断面図、第6図は、比
較例と比べた本発明の効果を示すグラフであり、第7図
は本発明の他の実施例のコイン型リチウム電池の断面図
である。 1……負極缶 2……負極 3……ガスケット 3a……ガスケット底部 3b……ガスケット周部 4……正極缶 5……スペーサ 6……正極 7……セパレータ 8……含浸材
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭54−57128(JP,A) 特開 昭54−152129(JP,A) 実開 昭54−167329(JP,U)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ポリアミド、ポリプロピレン等の樹脂より
    成るガスケットと、断面が折り返し形状の封口蓋を有す
    る電池に於て、前記ガスケットの封口蓋の折り返し底面
    に触れるガスケット底部の厚さが、封口蓋の折り返し外
    周部に触れるガスケット周部の厚さの20%以下であるこ
    とを特徴とするボタン型もしくはコイン型電池。
  2. 【請求項2】正極、セパレータ等の入った正極缶にガス
    ケットを組み込んだ後で封口蓋を組み込むことを特徴と
    する第1項記載のボタン型もしくはコイン型電池の製造
    方法。
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