JPH083964Y2 - 偏平形非水電解液電池 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 この考案は、偏平形非水電解液電池に関するものであ
る。

〈従来の技術〉 偏平形非水電解液電池、例えばコイン形リチウム電池
では、正極合剤，セパレータ，リチウム負極を順次積層
してなる発電要素を正極缶と負極端子板とを組合わせて
密封収納する構成が採られる。

このコイン形リチウム電池を工業的に製造する場合に
おける電解液（非水電解液）注液のための工程は、一般
に、次の２つのいずれかの手順が用いられている。

即ち、第１は、例えば第２図（Ａ）において、正極缶
１の内底面上に位置させた正極合剤２の上面にセパレー
タ８を載置し、次いでこのセパレータ８の上から非水電
解液をノズルなどで所定量だけ注液し、その後、第２図
（Ｂ）のようにリチウム負極５や負極端子板６などの負
極部、及び封口ガスケット７を組合わせて電池を密閉す
る手順である。尚、図において2aは電解液の保液スペー
スで、通常、合剤中央部に設けられる。そして、この保
液スペース2aを設けることで、電池反応に必要十分な電
解液を電池内に収めることができ、このため放電進行に
伴う正極合剤の膨潤に因る電解液の枯渇が防止でき、電
池の内部抵抗上昇が抑制される。

一方、第２は、正極缶１の内底面に位置させた正極合
剤２の上から電解液を注液した後、合剤上面にセパレー
タ８を載置し、以後は同様にして電池を密閉するという
手順である。

〈考案が解決しようとする課題〉 しかしながら、特に保液スペースを設けた正極合剤を
用いた電池（この電池では注入すべき電解液量が多い）
において電解液の注液を行う際、上記のように合剤上面
にセパレータを載置した状態で注液を行う場合には、こ
の保液スペースに電解液が回り難く、かなりの電解液が
正極合剤上に溜まった状態になるため、セパレータが浮
き上がって位置ズレが起き易いという問題がある。

一方、注液した正極合剤の上にセパレータを載せる場
合、合剤表面が濡れた状態であるため、セパレータを運
んできたセパレータ保持治具の金属部分、更にはセパレ
ータを合剤上面に載置するまでの工程で用いられるその
他の機械・器具の金属部分などに電解液が付着してしま
う。そしてこの種の電解液（非水電解液）は腐蝕性が強
いため、これら金属部分における腐蝕や錆び発生の原因
となる。

また、上記の保持治具に電解液が付着しているとセパ
レータを離して正極合剤上に載置する工程がうまく行な
えず、工程上のトラブル発生の原因になるという問題も
ある。

上記のような金属腐蝕やトラブルなどをなくすため、
電解液が正極合剤に十分に吸収されて合剤表面が乾いた
段階でセパレータの載置を行うことも考えられる。とこ
ろが、この場合、合剤表面からの電解液蒸発によって電
池内に封入される電解液量が減少し、放電性能の低下を
招いてしまう。

この考案は、合剤上面にセパレータを載置した状態で
注液を行う場合においても上記のようなセパレータの位
置ズレを起こすこともなく、また放電性能の良好な、偏
平形非水電解液電池を提供することを目的とする。

〈課題を解決するための手段〉 この考案の偏平形非水電解液電池は、正極缶の内底面
上に位置する正極合剤に保液スペースを設けるととも
に、この正極合剤の上に載置されるセパレータの前記保
液スペースに対向する個所に、この保液スペースより小
さな孔を形成したことを要旨とする。

上記の電池において、セパレータの孔を正極合剤の保
液スペースより小さくしたのは、放電に伴う正極合剤の
膨潤により、この保液スペースの大きさが放電とともに
小さくなるためであり、例えばこの孔と正極合剤とを同
径とした場合、内部ショートの危険性がでてくる。

一方、上記保液スペースは、通常、合剤中央部に設け
られ、また凹部，透孔などの適当な形状とすれば良い。

ところで、上記電池において合剤上面に載置したセパ
レータの上から電解液の注液を行なう場合、セパレータ
の上記孔より注液を行うことが好ましい。

また、電池製造工程において電解液の注液は、一般的
に、注液ノズルを用い、この注液ノズルを上記孔に位置
させた状態で行われるので、セパレータの上記孔は注液
ノズル径と同程度ないしやや大きい程度とすれば良い。

〈作用〉 上記のように保液スペースに対向する個所に孔を設け
たセパレータを用いることで、セパレータを正極合剤上
に載置して電解液を注液した場合でも、注液された電解
液がこの孔を通して保液スペースや合剤表面に直接達す
るようになる。

このため、正極合剤における電解液の吸液が速やかに
行え、十分な液量の電解液を電池内に保持させることが
できるから、放電性能の優れた電池を得ることができ
る。

そして、上記注液から吸液までの間においてセパレー
タは合剤上に密着したままであるから、セパレータが上
記のような位置ズレを起こすこともない。

〈実施例〉 以下にこの考案の実施例を説明する。

第１図において、ステンレス製の正極缶１の内底面
に、二酸化マンガンを活物質とする合剤粉末を外径23m
m,内径8mmの中空円盤状に成形して得た正極合剤２を、
その外周に嵌着させた正極リング３とともに圧着した。
図において2aは電解液保持用の保液スペースである。

次いでこの正極合剤２の上面に、外径21mm,内径5mmの
ポリプロピレンを主体とする不織布シート製のセパレー
タ４を載置し、このセパレータ４の中央に形成された孔
4aの上から、プロプレンカーボネートとジメトキシエタ
ンを非水溶媒とし、この非水溶媒に過塩素酸リチウムを
1mol/l溶解してなる非水電解液を540μｌ注液した。

その後、正極缶１の開口部に位置した正極リング３の
上部折曲部の上に、リチウム合金からなる負極５をその
内底面に圧着したステンレス製の負極端子板６の外周
部，並びにポリプロピレン製の封口ガスケット７を嵌着
するなどして電池を密封し、CR2450の偏平形リチウム電
池（本考案品）を作った。尚、上記の電解液注液から負
極端子板及び封口ガスケット嵌着までに要した時間は約
１分であった。

一方、外径21mmのポリプロピレン不織布シートで作っ
た孔なしのセパレータを用いた他は、上記本考案品と同
様にして、CR2450の偏平形リチウム電池（比較品Ａ）を
作製した。

これら２種の電池を各50個作り、また組立て後に電池
を分解して、セパレータのズレの有無をそれぞれ調査し
た。結果は表１の通りで、本考案品ではズレの発生は皆
無であった。

一方、セパレータとして上記比較品Ａに用いた孔なし
のセパレータを用い、また正極缶内底面に圧着した正極
合剤の上から非水電解液を注液し、次いでセパレータ保
持ツールの濡れが最小限となるように注液後５分間放置
した後、正極合剤上にセパレータを載置し、以後は本考
案品と同様に負極端子板や封口ガスケットなどを嵌着す
るなどして、CR2450の偏平形リチウム電池（比較品Ｂ）
を作製した。

これら本考案品並びに比較品の電池５個づつ（電池N
o.1〜５）について、温度20℃において各電池を負荷3k
Ωで終止電圧2.5Vまで連続放電させた時の、放電持続時
間（時間）をそれぞれ調べた。結果は表２の通りで、本
考案品は比較品に比べて、放電持続時間（平均値）が10
％以上も長く、且つバラツキ（δ_n-1）も小さい。

〈考案の効果〉 以上の通り、この考案によれば、正極合剤における電
解液の吸液が速やかに行え十分な液量の電解液が電池内
に保持されるので、セパレータを正極合剤上に載置した
状態で電解液を注液した場合でもセパレータが上記のよ
うな位置ズレを起こすことがないし、また放電性能の優
れた、偏平形非水電解液電池を提供することができる。

また、電解液の注液がスムーズにできることから、電
池の組立てが容易になるという利点もある。

【図面の簡単な説明】

第１図（Ａ）〜（Ｃ）は実施例の電池における製造手順
の説明図、第２図（Ａ），（Ｂ）は従来の電池の説明図
である。 １……正極缶、２……正極合剤、３……正極リング、4,
8……セパレータ、６……負極端子板、2a……保液スペ
ース、4a……孔。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】正極缶の内底面上に位置する正極合剤に保
   液スペースを設けるとともに、この正極合剤の上に載置
   されるセパレータの前記保液スペースに対向する個所
   に、この保液スペースより小さな孔を形成したことを特
   徴とする偏平形非水電解液電池。