JPS6148218B2 - - Google Patents
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- JPS6148218B2 JPS6148218B2 JP55148885A JP14888580A JPS6148218B2 JP S6148218 B2 JPS6148218 B2 JP S6148218B2 JP 55148885 A JP55148885 A JP 55148885A JP 14888580 A JP14888580 A JP 14888580A JP S6148218 B2 JPS6148218 B2 JP S6148218B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- battery
- sealed
- isolation member
- battery case
- glass
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- Expired
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/19—Sealing members characterised by the material
- H01M50/191—Inorganic material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
この発明は、小型密閉式電池、特にその封止部
にセラミツクスを用いたいわゆるハーメチツクシ
ールタイプのものに関する。
一般に、ガラスやセラミツクス等のシール材に
よつて封止された密閉式電池は、例えばゴムや樹
脂等の有機シール材によつて封止されたものに比
べると、その封止部における封止効果が高く、か
つ安定で変質し難いといつた種々の利点を有す
る。
第1図は、そのハーメチツクシールによつて封
止された従来の小型密閉式電池1の封止部を拡大
して示したものである。同図に示した例では、陽
極端子を兼ねる金属製電池ケース2とこのケース
2の内外を貫通する陰極集電リード3との間の環
状隙間部分にセラミツクスからなる環状絶縁隔離
部材4を配し、この隔離部材4と集電リード3と
の間およびケース2との間を、それぞれロー付け
層4bによつて接合し、電池1内部を封止してい
る。このように、セラミツクスを用いたシール構
造は、それ以前ガラスだけを用いたものに比べる
と、ガラス特有のクラツクが生じ難く、一層良好
なシール効果が得られ、これにより耐漏液性が向
上させられる。
しかしながら、そのようなシール構造を得るた
めには、先ず、上記隔離部材4の接合面に沿つて
メタライズ層4aを設けなければならない。しか
も、そのメタライズ層4aは、接合部分だけ設け
るようにしなければならない。
このような面倒な予備工程を経た後、はじめて
上記集電リード3および上記ケース2とをそれぞ
れロー付けすることができるのである。
しかしながら、そのような面倒な工程を得て構
成されたシール構造は、必ずしも安定なものでは
なかつた。
例えば、アルカリ電池では、メタライズ層4a
を形成する金属がアルカリ電解液中へ溶解してし
まい、またロー付けに用いた金属もそのアルカリ
電解液によつて浸蝕されてしまい、これにより長
期に亘つて安定なシール状態を確保することが困
難となる。
さらに悪いことには、一旦アルカリ電解液中に
溶解したそれらの金属が、その封止部付近で析出
物となつて現われることにより、ケース2と集電
リード3との間にリーク電流路あるいは短絡電流
路が形成されてしまうようになることである。ま
た、ロー付けに用いられる銀や銅等の金属は、そ
れ自体がアルカリ電解液と出会つて電池を形成し
て、電気的化学的反応を起こし、浸蝕されてしま
う。
このようなことを防止するためには、メタライ
ズ層4aおよびロー付けに用いる金属を金や白金
の如き貴金属としなければならないが、これは材
料コストを著しく高めてしまうため、実現は困難
である。
この発明は、以上のような問題を鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、従来のガラ
スによつて封止されたもの、あるいは上述した如
く従来のセラミツクスで封止されたものの何れに
比較しても、格段にすぐれた機械的強度特性と化
学的あるいは電気化学的安定性を有する封止状態
を得ることができ、これにより耐漏液性が一層向
上し、また放電不良などの発生がきわめて少な
く、しかも上述した如き面倒な予備工程を経たり
することなく構成でき、さらに金や白金等の貴金
属を必ずしも要求しない、製産適性および経済性
にもすぐれた小型密閉式電池を提供することにあ
る。
以下、この発明の実施例を、図面を参照しなが
ら詳述する。
第2図a,bは、この発明による小型密閉式電
池の一実施例を示したものである。先ず、同図に
示す電池5は、偏平型電池ケース6内に、陽極7
a、セパレータ7bおよび陰極7cからなる発電
要素7が装填されている。この発電要素7は、電
解液として強アルカリ水溶液を使用している。電
池ケース6には、そのケース6の内外を貫通する
金属製集電リード8が、封止部9によつて電気的
に絶縁隔離された状態で、保持させられている。
電池ケース6は陽極端子を兼ね、また集電リード
8は陰極端子を兼ねるようになつている。
上記ケース6と上記集電リード8との間の環状
隙間部分には、セラミツクスからなる環状絶縁隔
離部材10が配設されている。この隔離部材10
と上記集電リード8のリード部8aとその周辺と
の界面および上記電池ケース6の環状ボス部6a
との界面に沿つた部分には、それぞれガラスによ
る接着層11が介在させられている。そして、こ
の接着層11によつて、上記隔離部材10を上記
集電リード8および上記電池ケース6とそれぞれ
密に接合せしめて、上記環状隙間部分を封止して
いる。
ここで、上記隔離部材10を形成するセラミツ
クスは、それ自体が十分な気密性を有するべくき
わめて密な焼結構造を有している。上記接着層1
1は、できるだけ薄く形成することが好ましく、
実施例ではその厚みを約50μとしている。
このようなシール構造を形成するための工程
は、先ず、上記環状隙間部分に上記隔離部材10
を配し、その後、その隔離部材10の内側と外側
の隙間に溶融ガラスを浸透させる。従つて、その
工程には、特に面倒な要素が含まれていない。
さて、以上のように封止された小型密閉式電池
では、先ず、上記環状隙間部分の大部分を占めて
いるのが上記隔離部材10を形成するセラミツク
スであるから、少なくともその部分における機械
的強度特性は、非常にすぐれ、ガラスのようにク
ラツクを生じる恐れはほとんどない。さらに、そ
の隔離部材10と上記ケース6および上記集電リ
ード8との各界面に沿つてそれぞれ介在させられ
ている接着層11は、ガラムで形成されているた
め、アルカリ電解液中に溶解したりすることな
く、化学的あるいは電気化学的にきわめて安定な
状態を呈することができる。さらに、その接着層
11のガラスは、層状に薄く展開させられた状態
で介在させられているから、大きなクラツクに至
るような内部歪みが生じ難くなつており、これに
よりガラス特有のクラツクを生じやすいという欠
点が克服されて、その接着層11に良好な機械的
強度特性を確保することを可能ならしめる。そし
て、仮に、その接着層11のガラスに若干の局部
的クラツクが生じるようなことがあつても、その
クラツクは電池ケース6の内外を連通する方向に
沿つては成長し難く、従つて封止効果に与える影
響はほとんど無視することができる。
これにより、従来のガラスでシールされたも
の、あるいは前述した如く従来のセラミツクスを
用いてシールされたものの何れに比べても、格段
にすぐれた機械的強度特性と化学的あるいは電気
化学的安定性を得ることができ、これらによつ
て、耐漏液性能が一層向上され、かつ放電不良等
の発生を大幅に少なくすることができるのであ
る。
以下の表は、上述の実施例の構成を有するこの
発明による電池Aと、従来のガラスによつて封止
された電池Bと、前述した従来のセラミツクスを
用いて封止した電池Cの耐漏液性能試験を、それ
ぞれ同一条件下で行なつたときの結果を示したも
のである。
なお、試験に供した電池A,B,Cの型は、何
れも第2図aに示す如き酸化銀電池(直径12mm×
高さ3mm)である。また、試験の保存環境は、温
度60℃、湿度90%とした。
The present invention relates to a small sealed battery, particularly a so-called hermetic seal type battery that uses ceramics for its sealing portion. In general, sealed batteries sealed with a sealant such as glass or ceramics are more effective at sealing than those sealed with an organic sealant such as rubber or resin. It has various advantages such as being high in quality, stable and resistant to deterioration. FIG. 1 is an enlarged view of the sealed portion of a conventional small sealed battery 1 sealed by the hermetic seal. In the example shown in the figure, an annular insulating isolation member 4 made of ceramics is arranged in an annular gap between a metal battery case 2 that also serves as an anode terminal and a cathode current collector lead 3 that penetrates the inside and outside of this case 2. The isolation member 4 and the current collecting lead 3 and the case 2 are connected by brazing layers 4b, and the inside of the battery 1 is sealed. In this way, seal structures using ceramics are less susceptible to the cracks characteristic of glass than previous structures that used only glass, resulting in a better sealing effect and improved leakage resistance. . However, in order to obtain such a sealing structure, it is first necessary to provide a metallized layer 4a along the bonding surface of the isolation member 4. Moreover, the metallized layer 4a must be provided only at the joint portion. Only after passing through such a troublesome preliminary process can the current collector lead 3 and the case 2 be brazed to each other. However, the seal structure constructed through such a complicated process was not necessarily stable. For example, in an alkaline battery, the metallized layer 4a
The metal that forms the seal dissolves into the alkaline electrolyte, and the metal used for brazing is also corroded by the alkaline electrolyte, making it difficult to maintain a stable seal over a long period of time. It becomes difficult. To make matters worse, those metals once dissolved in the alkaline electrolyte may appear as precipitates near the sealing part, resulting in a leakage current path or short circuit between the case 2 and the current collector lead 3. This results in the formation of a current path. Furthermore, metals such as silver and copper used for brazing meet an alkaline electrolyte to form a battery, causing an electrochemical reaction and being corroded. In order to prevent this, the metal used for the metallized layer 4a and the brazing must be a noble metal such as gold or platinum, but this is difficult to realize because it significantly increases the material cost. This invention was made in view of the above-mentioned problems, and its purpose is to improve the performance of both conventional glass-sealed products and conventional ceramic-sealed products as described above. It is possible to obtain a sealed state with significantly superior mechanical strength characteristics and chemical or electrochemical stability compared to the previous model, which further improves leakage resistance and prevents discharge defects. To provide a small-sized sealed battery which has very little amount of metal, which can be constructed without going through the troublesome preliminary process as mentioned above, which does not necessarily require precious metals such as gold or platinum, and which is excellent in manufacturing suitability and economic efficiency. There is a particular thing. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIGS. 2a and 2b show an embodiment of a small sealed battery according to the present invention. First, the battery 5 shown in the figure has an anode 7 inside a flat battery case 6.
A, a power generating element 7 consisting of a separator 7b and a cathode 7c is loaded. This power generation element 7 uses a strong alkaline aqueous solution as an electrolyte. The battery case 6 holds a metal current collecting lead 8 that penetrates the inside and outside of the case 6 while being electrically insulated and isolated by a sealing part 9 .
The battery case 6 also serves as an anode terminal, and the current collection lead 8 serves as a cathode terminal. In the annular gap between the case 6 and the current collecting lead 8, an annular insulating isolation member 10 made of ceramic is disposed. This isolation member 10
and the interface between the lead portion 8a of the current collector lead 8 and its surroundings, and the annular boss portion 6a of the battery case 6.
Adhesive layers 11 made of glass are interposed along the interfaces with the respective parts. The adhesive layer 11 allows the isolating member 10 to be tightly joined to the current collector lead 8 and the battery case 6, thereby sealing the annular gap. Here, the ceramic forming the isolation member 10 has an extremely dense sintered structure so as to have sufficient airtightness. The adhesive layer 1
1 is preferably formed as thin as possible,
In the example, the thickness is approximately 50μ. In the step of forming such a seal structure, first, the isolation member 10 is placed in the annular gap portion.
After that, molten glass is infiltrated into the gap between the inside and outside of the isolation member 10. Therefore, the process does not include any particularly troublesome elements. Now, in the small sealed battery sealed as described above, first of all, since the ceramic forming the isolation member 10 occupies most of the annular gap, the mechanical strength of at least that part is high. Its properties are very good, and unlike glass, there is almost no risk of cracking. Furthermore, since the adhesive layers 11 interposed along the interfaces between the isolation member 10, the case 6, and the current collection lead 8 are made of garam, they do not dissolve in the alkaline electrolyte. It is possible to exhibit an extremely stable state chemically or electrochemically without causing any damage. Furthermore, since the glass of the adhesive layer 11 is interposed in a thin layered state, internal distortions that would lead to large cracks are less likely to occur, which is likely to cause cracks peculiar to glass. This drawback is overcome, and it becomes possible to ensure good mechanical strength properties in the adhesive layer 11. Even if some local cracks were to occur in the glass of the adhesive layer 11, the cracks would be difficult to grow along the direction in which the inside and outside of the battery case 6 are communicated, and therefore the sealing would be difficult. The effect on effectiveness is almost negligible. This results in significantly superior mechanical strength properties and chemical or electrochemical stability compared to either conventional glass seals or conventional ceramic seals as described above. As a result, the leakage resistance can be further improved, and the occurrence of discharge defects and the like can be significantly reduced. The following table shows the leakage resistance of battery A according to the present invention having the configuration of the above-described embodiment, battery B sealed with conventional glass, and battery C sealed using conventional ceramics described above. The results are shown when performance tests were conducted under the same conditions. The types of batteries A, B, and C used in the test were all silver oxide batteries (diameter 12 mm x
The height is 3 mm). The storage environment for the test was a temperature of 60°C and a humidity of 90%.
【表】
また、上記耐漏液試験において外観上漏液を生
ぜずに残つた電池の放電容量をそれぞれチエツク
して見たところ(60日後)、放電容量が50%以上
低下した電池の個数は電池Aについては0個、電
池Bについては0個、電池Cについては82個であ
つた。
以上のように、この発明による小型密閉式電池
は、従来のガラスあるいはセラミツクスを用いて
封止されたものに比べて、比較的簡単な製造工程
でもつて得ることができ、しかも貴金属を使用す
ることなく、非常にすぐれた機械的強度特性と化
学的あるいは電気化学的安定性を得ることがで
き、これにより耐漏液性能を大幅に向上させるこ
とができ、また放電不良等の発生を少なくするこ
とができる。[Table] In addition, when we checked the discharge capacity of each battery that remained without any visible leakage in the above leakage resistance test (after 60 days), the number of batteries whose discharge capacity decreased by 50% or more was There were 0 pieces for battery A, 0 pieces for battery B, and 82 pieces for battery C. As described above, the small sealed battery according to the present invention can be obtained through a relatively simple manufacturing process compared to conventional batteries sealed using glass or ceramics, and moreover, it does not require the use of precious metals. It is possible to obtain extremely excellent mechanical strength characteristics and chemical or electrochemical stability without any problems, and this can greatly improve leakage resistance and reduce the occurrence of discharge defects. can.
第1図は従来の小型密閉式電池の一例を部分的
に拡大して示す断面図、第2図aはこの発明によ
る小型密閉式電池一実施例を示す断面図、同図b
はその要部拡大断面図である。
5……小型密閉式電池、6……電池ケース、7
……発電要素、8……集電リード、9……封止
部、10……セラミツクスからなる環状絶縁隔離
部材、11……ガラスによる接着層。
FIG. 1 is a partially enlarged sectional view of an example of a conventional small sealed battery, FIG. 2 a is a sectional view of an embodiment of a small sealed battery according to the present invention, and FIG. 2 b
is an enlarged sectional view of the main part thereof. 5...Small sealed battery, 6...Battery case, 7
... Power generation element, 8 ... Current collection lead, 9 ... Sealing part, 10 ... Annular insulating isolation member made of ceramics, 11 ... Adhesive layer made of glass.
Claims (1)
外を貫通する他方極の金属製集電リードと上記電
池ケース側との間の環状隙間部分に、セラミツク
スからなる環状絶縁隔離部材を配し、この隔離部
材と上記集電リードとの界面および上記電池ケー
スとの界面にそれぞれ沿つてガラスによる接着層
を介在させ、この接着層によつて、上記隔離部材
を上記集電リードおよび上記電池ケースとそれぞ
れ密に接合せしめて、上記環状隙間部分を封止し
たことを特徴とする小型密閉式電池。1. An annular insulating isolation member made of ceramics is arranged in the annular gap between the battery case side and the metal current collector lead of the other electrode that penetrates the inside and outside of the metal battery case that also serves as the terminal of one electrode. A glass adhesive layer is interposed along the interface between the isolation member and the current collector lead and the interface with the battery case, and the adhesive layer connects the isolation member to the current collector lead and the battery case, respectively. A small sealed battery characterized in that the annular gap is sealed by tightly joining the battery.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55148885A JPS5774965A (en) | 1980-10-25 | 1980-10-25 | Small sealed battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55148885A JPS5774965A (en) | 1980-10-25 | 1980-10-25 | Small sealed battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5774965A JPS5774965A (en) | 1982-05-11 |
| JPS6148218B2 true JPS6148218B2 (en) | 1986-10-23 |
Family
ID=15462877
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55148885A Granted JPS5774965A (en) | 1980-10-25 | 1980-10-25 | Small sealed battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5774965A (en) |
-
1980
- 1980-10-25 JP JP55148885A patent/JPS5774965A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5774965A (en) | 1982-05-11 |
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