WO2000035033A1

WO2000035033A1 - Flat battery and production method thereof

Info

Publication number: WO2000035033A1
Application number: PCT/JP1999/006893
Authority: WO
Inventors: Mitsugu Okahisa; Susumu Yamanaka; Takao Uyama; Toshihiko Ikehata; Tetsuya Takeuchi
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1998-12-10
Filing date: 1999-12-08
Publication date: 2000-06-15
Anticipated expiration: 2001-06-10
Also published as: US20020031704A1; EP1139456A4; US6696198B2; EP1139456A1; CN1329760A

Description

偏平形電池およびその製造方法

技術分野

本発明は、腕時計、電卓、メモリーカードなどの薄形機器の直流電源明

およびメモリバックアツプ用電源などに用いられる偏平形電池に関する, 細

具体的には、本発明は、ケース、封口板およびガスケットにより発電要素を密閉してなる、特に厚さ 1 m m以下の超薄形電池に関する。

背景技術

近年、アルカリ金属またはその合金に有機電解液を組み合わせた発電要素を、偏平形の電池ケース（以下、「ケース」という。）に収容した偏平形有機電解液電池（以下、単に「偏平形電池」という。）は、信頼性に優れ、小型化および軽量化が可能なことから、各種電子機器の主電源やメモリバックアップ用電源として、その需要は年々増加している。特に、カード形の薄形電子機器の需要増加に伴い、その主電源や、バックアツプ用電源としてより薄形の電池が要望されている。カード形電子機器に関する用途としては、例えば I Dカードおよびプリペイドカードなどがあげられる。さらに、将来 I Cカードを用いた電子決済方法が普及することを考えれば、薄形電池の市場は、今後非常に大きなものに成長することが予想される。

例えば一般的なクレジットカードの厚みが 1 m m程度であることから, このような薄形機器に使用する電池の厚みは、 1 m m以下であることが要望される。

かかる要望に対して、 1 m m以下の厚みの電池を従来からの偏平形電池の厚みを 1 m m以下にしょうとすると、以下の問題が生じる。ここで、図 1 3に従来のコィン形電池の構造を説明する概略断面図を示す。図 1 3に示すような 1 m m以上の厚みを有する従来のコィン形電池は、周縁に U字状に連なる屈曲部分 2 2 aをもつ封口板 2 2と、ケース 2 1を用い、ガスケット 2 3を介して発電要素を密封している。

しかし、その厚さが 1 m m程度になると、電池製造工程において、 U 字状に連なる屈曲部分 2 2 aを形成するためのプレス加工が困難になるという問題がある。さらに、プレス加工を行うことができても寸法が安定せず、得られる電池が耐漏液性に劣るという問題もある。

そこで、図 1 4に示すように、ケースの外面側に突出した平面状中央部と前記中央部とほぼ平行に伸びる平面状周縁部とからなる封口板（ハット状封口板） 1 2を用い、ガスケット 1 3を介して封口板 1 2の周縁部に、ケース 1 1を嵌合した偏平形電池が提案されている（例えば、米国特許第 5 ， 4 8 6 , 4 3 1号公報）。なお、図 1 4は、別の従来の偏平形電池の構造を説明するための概略断面図である。

図 1 4に示す構造を有する偏平形電池は、上部開口した周壁部を有するケース 1 1 に、発電要素、ガスケット 1 3および封口板 1 2を載置し、周壁部の開口端部を内方へ変形（折曲）して封口されている。このため、図 1 3に示すコィン形電池のように封口板 2 2の周縁部に U字状に連なる屈曲部分 2 2 aを形成する必要がなく、プレス加工が可能であり、電池の製造も比較的容易である。

しかし、ガスケット 1 3は、単にケース 1 1 と封口板 1 2のフラットな周縁部の上面および下面との間に挟まれた状態にあるだけであり、ガスケット 1 3にかかる力が充分でなく、得られる電池の耐漏液性に劣るという問題があった。これは、図 1 3に示すコイン形電池では、封口に際して封口板 2 2の屈曲部分 2 2 aがガスケット 2 3を部分的に圧縮するために耐漏液性を高めることができるが、図 1 4に示す偏平形電池においては、封口板 1 2に、ガスケット 1 3を部分的に圧縮し得る屈曲部分を設けることが困難だからである。

さらに、電池の厚さを薄くするためには、発電要素であるケースおよび封口板の厚みを薄くする必要がある。しかし、ケースの厚みを薄くした場合、ケースの開口端部を内方へ折曲させた部分の強度が低下するという問題がある。このことは、得られる電池の耐漏液性および耐久性を低下させてしまうことにつながる。

したがって、本発明は、上記の問題点を解決するために、封口板および/またはケースの形状を改良することにより、 1 m m以下の薄さであつても耐漏液性、耐久性および量産性に優れた偏平形電池を提供することを目的とする。発明の開示

本発明は、上記問題点を解決すべく、一方の電極端子を兼ねるケース、他方の電極端子を兼ね、外面側に突出した平面状中央部と前記中央部とほぼ平行に伸びる平面状周縁部とからなる封口板、および前記ケースと封口板とを絶縁するガスケットにより発電要素を密閉してなる偏平形電池において、前記封口板の前記周縁部のさらに外周縁部を折り曲げることおよびノまたは前記ケースに前記ガスケットを介して前記封口板の周縁部を嵌合する折返し部を設け、かつ前記折返し部を前記ガスケッ卜に部分的に圧縮させることを特徴とする。

前記封口板の前記周縁部のさらに外周縁部を折り曲げる本発明の実施の形態においては、前記外周縁部が前記ケースの内部にあり、外周縁部の高さがガスケッ卜の厚さの 9 5 %以下であるのが好ましい。

また、前記外周縁部の折り曲げ角度がケースの底面に平行な方向（水平面）に対して 5〜 4 5 ° であるのが好ましい。

前記ケースが、前記ガスケットを介して前記封口板の周縁部を嵌合する折返し部を有し、前記折返し部が、前記ガスケットを部分的に圧縮する本発明の実施の形態においては、前記折返し部が、前記ガスケットを部分的に圧縮する環状凹部を有するのが好ましい。

また、前記折返し部が、さらにその外周縁に、前記ガスケットに向けて折り曲げた折曲部を有し、前記折曲部が前記ガスケッ卜を部分的に圧縮するのが好ましい。

さらに、前記折返し部が、前記ケースの底面側に傾斜して前記ガスケットを部分的に圧縮するのが好ましい。また、この場合の傾斜角は、 5 〜 2 0 ° であるのが好ましい。

本発明においては、前記ガスケットがポリフエ二レンサルフアイドカ、らなり、前記ガスケットの部分的に圧縮された部分が、未圧縮状態におけるガスケッ卜の厚みに対して 1 0〜 5 0 %の比率で圧縮された状態にあるのが好ましい。

また、前記ガスケットがポリプロピレンからなり、前記ガスケットの部分的に圧縮された部分が、未圧縮状態におけるガスケッ卜の厚みに対して 3 0〜 8 0 %の比率で圧縮された状態にあるのが好ましい。

また、前記ガスケットがボリエチレンテレフ夕レートからなり、前記ガスケッ卜の部分的に圧縮された部分が、未圧縮状態におけるガスケッ卜の厚みに対して 1 0〜 7 0 %の比率で圧縮された状態にあるのが好ましい。

また、前記ガスケットがポリエチレンナフタレートからなり、前記ガスケッ卜の部分的に圧縮された部分が、未圧縮状態におけるガスケットの厚みに対して 1 0〜 7 0 %の比率で圧縮された状態にあるのが好ましい。本発明の偏平形電池は、厚さ 0 . 2 m m以下の前記封口板を含み、 1 . 0 m m以下の厚さを有するのが好ましい。

さらに、本発明は、上部が開口した電池ケースの内部に、断面が略 L 字状のガスケットと、外面側に突出した平面状中央部と前記中央部とほぼ平行に伸びる平面状周縁部とからなる封口板とを載置し、前記ケースの周縁部と前記封口板の周縁部とを、前記ガスケットを介して締め付けてなる偏平形電池の製造方法であって、前記ケースの開口端を内方に向けて変形させ、前記ケースの周縁部を U字状にして折返し部を形成する工程、および前記折返し部の少なくとも一部を凹状に窪ませること、または前記周縁部のさらに外周縁をガスケット側に折曲げることにより、前記封口板が前記ガスケッ卜を部分的に圧縮する部分を形成する工程を有することを特徴とする偏平形電池の製造方法を提供する。

また、上部が開口した電池ケースの内部に、断面が略 L字状のガスケットと、外面側に突出した平面状中央部と前記中央部とほぼ平行に伸びる平面状周縁部とからなる封口板とを載置し、前記ケースの周縁部と前記封口板の周縁部とを、前記ガスケットを介して締め付けてなる偏平形電池の製造方法であって、前記ケースの開口端を内方に向けて変形させて前記ケースの周縁部を U字状にし、前記ケースの底面に対して略平行な折返し部を形成する工程、および前記折返し部を、前記ケースの底面側に傾斜して前記ガスケットを部分的に圧縮させる工程を含むことを特徵とする偏平形電池の製造方法も提供する。

この場合、前記折返し部の傾斜角を、前記ケースの底面に平行な方向に対して 5〜 2 0 ° とするのが好ましい。図面の簡単な説明

図 1 は、本発明の実施の形態 1 の偏平形電池の概略断面図である。図 2は、本発明の実施の形態 1における封口板の概略断面図である。図 3は、本発明の実施の形態 2の偏平形電池の概略断面図である。図 4は、本発明の実施の形態 2の偏平形電池を作製するために用いる金型の概略断面図である。

図 5は、本発明の実施の形態 2の偏平形電池を作製するために用いる別の金型の概略断面図である。

図 6は、本発明の実施の形態 2の偏平形電池を作製するために用いるさらに別の金型の概略断面図である。

図 7は、本発明の実施の形態 2の偏平形電池の封口部分の構造を説明するための部分概略断面図である。

図 8は、本発明の実施の形態 2の偏平形電池の別の封口部分の構造を説明するための部分概略断面図である。

図 9は、本発明の実施の形態 2に係る偏平形電池のさらに別の封口部分の構造を説明するための部分概略断面図である。

図 1 0は、本発明の実施の形態 2の偏平形電池の概略断面図である。図 1 1は、本発明の実施の形態 2の偏平形電池を作製するために用いる金型の概略断面図である。

図 1 2は、本発明の実施の形態 2の偏平形電池のさらに別の封口部分の構造を説明するための部分概略断面図である。

図 1 3は、従来のコイン形電池の構造を示す概略断面図である。

図 1 4は、従来の偏平形電池の構造を示す概略断面図である。発明を実施するための最良の形態

上述のように、本願発明の特徴は、一方の電極端子を兼ねるケース、他方の電極端子を兼ね、外面側に突出した平面状中央部と前記中央部とほぼ平行に伸びる平面状周縁部とからなる封口板、および前記ケースと封口板とを絶縁するガスケッ卜により発電要素を密閉してなる偏平形電池において、前記封口板の前記周縁部のさらに外周縁部を折り曲げることおよびノまたは前記ケースに前記ガスケットを介して前記封口板の周縁部を嵌合する折返し部を設け、かつ前記折返し部を前記ガスケッ卜に部分的に圧縮させることを特徴とする。

以下、前記封口板の前記周縁部のさらに外周縁部を折り曲げる実施の形態を本発明の実施の形態 1、前記ケースに前記ガスケットを介して前記封口板の周縁部を嵌合する折返し部を設け、かつ前記折返し部を前記ガスケットに部分的に圧縮させる実施の形態を本発明の実施の形態 2 として説明する。なお、もちろん、本願発明の偏平形電池は、これら実施の形態 1の特徴と実施の形態 2の特徴の両方を具備していても良い。

I . 実施の形態 1 について

本発明の実施の形態 1 に係る偏平形電池を、図 1 を参照しながら説明する。

本発明の偏平形電池は、一方の電極端子を兼ねるケース 2、他方の電極端子を兼ねる封口板 1、および前記ケース 2と封口板 1 とを絶縁するガスケット 3により発電要素を密閉してなる。

そして、図 2に示す封口板 1の縦断面図からわかるように、前記封口板 1 はその主面が外方へ突出した凸部 7および前記主面とほぼ平行に伸びるフラットな周縁部 8を有する偏平形電池であって、前記フラットな周縁部のさらに外周縁部 9が折り曲げられてなることに特徴を有する。すなわち、本実施の形態においては、封口板 1の形状に最大の特徴を有する。

本発明における封口板 1 を前記のような構造とすることにより、ケース 2の開口端部を内方へ折曲して締めつけた際に、封口板 1 の外周縁部 9がガスケット 3に食い込み、ケース 2は、ガスケット 3を介して、外周縁部 9を圧縮して折り曲げ角度を小さくする方向に力が働く。換言すると、封口板 1の外周縁部 9には、折り曲げ前の角度に戻そうとする力が働く。

このため、封口板 1、ケース 2およびガスケット 3の間の密封性が向上し、得られる電池の耐漏液性および耐久性も向上するという効果を奏するのである。

ここで、前記外周縁部 9は、水平面に対して上部に 5〜 4 5 ° の範囲で折り曲げられてなるのが好ましい。 5 ° 未満であると、ケース 2を折り曲げた場合に、ガスケット 3へくい込ませることができず、ガスケット 3へを圧縮する力が弱くなるという不利益があり、 4 5 ° を超えると、ケース 2を折曲した場合に外周縁部 9がガスケット 3を貫通してショー卜する可能性があるからである。

また、前記折り曲げられてなる外周縁部 9の高さがガスケット 3の厚さの 9 5 %以下であるのが好ましい。これは、ケース 2を折り曲げた場合に外周縁部 9がガスケット 3を貫通してショー卜する可能性があるからである。

また、電池の厚さをできるだけ低減させるという点から、前記封口板 1の厚さが 0 . 2 m m以下であるのが好ましい。また、得られる偏平形電池の厚さが 1 . 0 m m以下であるのが好ましい。

つぎに、本発明の偏平形電池の各構成要素は、従来から用いられている材料からなればよく、また、その製造方法についても従来と同様であれば特に制限はない。

一方の電極端子を兼ねるケース 2および他方の電極端子を兼ねる封口板 1 の材料としては、例えばステンレス鋼などが挙げられる。これらは同じ材料からなるのが好ましく、耐食性に優れるステンレス鋼からなるのが好ましい。また、前記ケース 2 と封口板 1 とを絶縁するガスケット 3の材料としては、例えばポリエチレン、ボリプロピレン、ポリフエ二レンサルファイド、ボリエチレンテレフ夕レートなどが挙げられる。なかでも、ケ一スを折り曲げた際に破損しない十分な破断強度を有するという点から、特に好ましくは、ポリフエ二レンサルフアイドからなるのが好ましい。

また、セパレー夕 4は、例えばボリプロピレンもしくはセルロース製不織布、または多孔性ボリプロピレンもしくはボリェチレンフィルムなどからなり、正極および負極は従来からのものであればよい。

正極用材料としては、例えば二酸化マンガン、弗化黒鉛、塩化チォニ —ル、二酸化硫黄、クロム酸銀などを用いることができる。

また、負極、活物質、電解液、セパレー夕などについても、本発明の効果を損なわない範囲で適宜変更することができる。例えば、負極にリチウム金属やリチウムの吸蔵、放出が可能なリチウム合金、カーボン、金属酸化物、ポリアセンなど、電解液に有機電解液、正極にリチウムィオンと層間化合物を形成する材料（例えば五酸化バナジウム、五酸化二ォブ、二酸化マンガンなどの金属酸化物や、リチウムと金属酸化物の複合酸化物、二硫化チタン、二硫化モリブデンなどの硫化物、ボリァニリン、ポリアセンなどの導電性高分子など）を使用すれば、充電可能な二次電池を得ることも可能である。

また、本発明は、当然に実施の形態 1 に係る偏平形電池の製造方法も提供する。その製造方法は、あらかじめ封口板に外周縁部を設ける工程を含む他は、従来公知の方法と同様の工程により達成することができる _c 以下に、実施例を用いて本発明の実施の形態 1 についてより詳細に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるものではない。実施例 1〜 5 図 1に、本実施例において製造した偏平形電池（二酸化マンガンリチウム電池）の縦断面図を示す。図 1中、 1はフラットな周縁部に折り曲げた外周縁部を有するステンレス鋼製の封口板であり、 2は正極端子を兼ねるケースである。また、 3はボリフエ二レンサルファイドからなるリング状のガスケット、 4はボリプロピレン製不織布からなるセパレ一夕であり、 5は二酸化マンガン、黒鉛および結着剤（フッ素樹脂）の混合粉末に水を加えて混練し、造粒させた後に乾燥させ、一定寸法に加圧成形して得られた正極体である。 6は、金属リチウムを活物質とする負極体である。

まず、正極体 5、セパレー夕 4および正極体 6をケース 2内に充填し、有機電解液（プロピレンカーボネートと 1， 2—ジメトキシェタンとの等容積混合溶媒に、過塩素酸リチウムを 1モルリットルの割合で溶解したもの）を注入した。ついで、ケース 2の開口部をケース 2および封口板 1の両者に対して絶縁体であるガスケット 3を介して力シメ封口することにより前記構成をもつ偏平形電池を製造した。

ケースおよび封口板の厚さは 0. l mm、ガスケットの厚さ（図 1における a) は、 0. 2 5 mmとし、直径 2 0. 0 mm、厚さ 1. 0 mm の偏平形二酸化マンガンリチウム電池を作製した。また、封口板 1の周縁部の長さを 0. 8 0 mm、外周縁部の長さ（図 2における c ) を 0. 4 0 mmとした。外周縁部の折り曲げ高さ（図 2における b) 、ならびに外周縁部の折り曲げ角度を、それぞれ表 1に示す。

[評価]

• 漏液率

各電池を 1 0 0個作製し、一 1 0 °Cで 1時間保持した後、 6 0 °Cで 1 時間保持することを繰り返す熱衝撃サイクルの漏液テストを行った。漏液の確認は、 1 2 0および 2 4 0サイクル後に電池を取り出し、目視に 1 より電池表面の漏液をチェックする方法で実施した。漏液発生率を、式：（漏液電池数）ノ（電池数（ 1 0 0 ) ) X 1 0 0 (%) にしたがって求めた。結果を表 1に示す。

• ショート発生率

電池組立て後に電池電圧を測定してショー卜の有無を確認し、式：（ショート発生電池数） / (電池数（ 1 0 0 ) ) X 1 0 0 (%) によりショート発生率を求めた。結果を表 1に示す。比較例 1

封口板の周縁部を折り曲げず、外周縁部を設けなかったほかは実施例

1 と同様にして、従来からの構成を有する比較用偏平形電池を作製した, また、この電池について実施例 1 と同様の評価を行った。結果を表 1に示す。

実施例 6〜 1 1

封口板の外周縁部の長さを 0 . 2 0 mmとし、折り曲げ高さと角度を表 2に示す値にしたほかは、実施例 1 と同様にして本発明の偏平形電池を作製した。また、これらの電池について実施例 1 と同様の評価を行つた。結果を表 2に示す。表 2

実施例 1 2〜 1 5

得られる電池の厚さを 0 . 5 m m、ガスケットの厚さを 0 . 1 0 m m とし、封口板 1の外周縁部の折り曲げ高さと角度を表 2に示す値にしたほかは、実施例 1 と同様にして本発明の偏平形電池を作製した。また、これらの電池について実施例 1 と同様の評価を行った。結果を表 3に示す。比較例 2

封口板の周緣部を折り曲げず、外周縁部を設けなかったほかは実施例 1 2と同様にして、従来からの構成を有する比較用偏平形電池を作製した。この電池について実施例 1 と同様の評価を行った。結果を表 3に示す。表 3

実施例 1 6〜 2 1

封口板の外周縁部の長さを 0 · 2 0 m mとし、折り曲げ高さと角度を表 4に示す値にしたほかは、実施例 1 2と同様にして本発明の偏平形電池を作製した。また、これらの電池について実施例 1 と同様の評価を行つた。結果を表 4に示す。

表 4

実施例 2 2〜 2 6 封口板の外周縁部の折り曲げ高さを 0 . 0 7 m mと一定にし、外周縁部の長さと角度を表 5に示す値にしたほかは、実施例 1 2と同様にして本発明の偏平形電池を作製した。また、これらの電池について実施例 1 と同様の評価を行った。結果を表 5に示す。表 5

表 1〜 5に示す結果より、以下のことがわかった。

• ガスケットの厚さ/折り曲げ高さ X 1 0 0 ( % ) の値が 9 5以下の本発明の偏平形電池は、電池封口後にショートを発生しない。

• 漏液率を評価する際の熱衝撃サイクルにおいて、 1 2 0サイクルで漏液がなければ通常の使用状態で 3〜 5年間使用でき、 2 4 0サイクルで漏液がなければ通常の使用状態で 5〜 1 0年使用可能であると考えられることから、本発明の偏平形電池は寿命が長いといえる。

•特に封口板の外周縁部の折り曲げ角度が 1 0 ° 以上であれば 1 2 0サィクルで漏液しにくく、外周縁部の長さが同じであれば角度の大きい方が耐漏液性に優れる傾向にある。

I I . 実施の形態 2について

本発明の実施の形態 2は、前記ケースが、前記ガスケットを介して前記封口板の周縁部を嵌合する折返し部を有し、前記折返し部が、前記ガスケットを部分的に圧縮する点に特徴を有する。

そして、この実施の形態 2としては、具体的には、前記折返し部が前記ガスケットを部分的に圧縮する環状凹部を有する実施の形態 2— 1 、と前記折返し部が、前記ケースの底面側に傾斜して前記ガスケットを部分的に圧縮する実施の形態 2— 2があげられる。

( 1 ) 実施の形態 2 _ 1について

本発明の実施の形態 2— 1に係る偏平形電池は、一方の電極端子を兼ねる電池ケース、他方の電極端子を兼ね、外面側に突出した平面状中央部と前記中央部とほぼ平行に伸びる平面状周縁部とからなる封口板、および前記ケースと封口板とを絶縁するガスケットにより発電要素を密閉してなり、前記ケースが、前記ガスケットを介して前記封口板の周縁部を嵌合する折返し部を有し、前記折返し部が、前記ガスケットを部分的に圧縮する環状凹部を有することを特徴とする。

これは、環状凹部を有する前記ケースは、環状凹部の裏側に環状凸部を有することを意味し、この環状凸部が前記ガスケットを部分的に圧縮することになる。

この場合、前記折返し部が、さらにその外周縁に、前記ガスケットに向けて折り曲げた折曲部を有し、前記折曲部が前記ガスケットを部分的に圧縮してもよい。

本発明の実施の形態 2— 1に係る偏平形電池おいては、ガスケットの部分的に圧縮された部分における、未圧縮状態におけるガスケッ卜の厚みに対する圧縮の程度、すなわち部分的に圧縮された部分におけるガスケットの圧縮率は、適用されるガスケッ卜の素材に応じて異なっている。例えば、ガスケットとしてボリフエニレンサルフアイドを使用した場合は、その圧縮率が 1 0 %から 5 0 %であることが好ましく、ガスケットとしてボリプロピレンを使用した場合は、その圧縮率が 3 0 %から 8 0 %であることが好ましい。また、ボリエチレンテレフ夕レートを使用した場合には、圧縮率が 1 0 %から 7 0 %であることが好ましく、同じくボリエチレンナフ夕レートを使用した場合には、圧縮率が 1 0 %から 7 0 %であることが好ましい。

これらの各種ガスケットに共通して、局部圧縮率が前記の下限値を下回ると、圧縮不足のために耐漏液特性が改善されず、前記の上限値を上回ると、圧縮過剰のためにガスケットに割れ、ひび等の破壊が生じ、電池ケースと封口板との絶縁が不十分となり、内部ショー卜が発生する可能性がある。

なお、その他の構成要素については、上記実施の形態 1 と同様にすればよい。

一方、本発明は、実施の形態 2— 1に係る偏平形電池の製造方法も提供する。特に、本発明は、上部が開口した電池ケースの内部に、断面が略 L字状のガスケッ卜と、外面側に突出した平面状中央部と前記中央部とほぼ平行に伸びる平面状周縁部とからなる封口板とを載置し、前記ケ —スの周縁部と前記封口板の周縁部とを、前記ガスケッ卜を介して締め付けてなる偏平形電池の製造方法であって、前記ケースの開口端を内方に向けて変形させ、前記ケースの周縁部が U字状にして折返し部を形成する工程、および前記折返し部の少なくとも一部を凹状に窪ませること、または前記周縁部のさらに外周縁をガスケット側に折曲げることにより、前記封口板が前記ガスケットを部分的に圧縮する部分を形成する工程を有することを特徴とする偏平形電池の製造方法を提供する。

以下、本発明の実施の形態 2— 1について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本発明はこれらのみに限定されるものではない。図 3は、本発明の実施の形態 2— 1 に係る偏平形電池の概略断面図である。図 3において、正極端子を兼ねるケース 2 としては、耐食性に優れたステンレス鋼からなるものを用いた。また、ケース 2の内側面には、図示していないがアスファルトを主成分とする封止剤を塗布して被膜を形成する。ハット状に形成された封口板 1 としては、ケース 2 と同じくステンレス鋼製のものを用いた。封口板 1 は、電池容器の外面側に向けて突出した平面上の中央部 1 aを有し、この中央部から略平行に伸びる平面上周縁部 1 bを有するものであった。

また、ポリフエ二レンサルファイドからなり、略 L字状の断面を有するガスケット 3を、上部開口した容器状のケース 2の内面に配した。さらに、ケース 2の開口端とともに内方に折り曲げられる際、ガスケット 3が、封口板 1 の周縁部 1 bを挟み込むことにより、ケース 2と封口板 1 との絶縁およびケース内部の密閉を達成する。このとき、ケース 2には折返し部 2 aを形成した。さらに、力シメ封口を行う段階で、折返し部 2 a上に環状凹部 2 bを形成した。

正極 5は、二酸化マンガン、導電剤であるカーボン、および結着剤であるフッ素樹脂粉末を混合し、直径 1 5 m m、厚み 0 . 3 m mのペレツト状に加圧成型した後、 2 0 0 °Cにて 1 2時間乾燥したものを用いた。負極 6は、金属リチウムからなり、フープ状のものを円形に打ち抜いた後、封口板 2の凸部内面に加圧により圧接した。セパレ一夕 4は、ボリプロピレン製不織布からなり、電解液はプロピレンカーボネー卜と、 1 , 2 —ジメトキシェタンとの等容積混合溶媒に、過塩素酸リチウムを 1モル/リツトルの割合で溶解したものを用いた。

図 3に示す偏平形電池は、以下の手順に従って作製した。まず、上部開口した容器状のケース 2の内部に、断面が略 L字状のガスケット 3 と、外面側に突出した中央部 1 aおよび平面状周縁部 1 bを有する封口板 1 とを載置した。このとき、セパレー夕 4を介して正極 5、負極 6が対向配置された発電要素は、封口板 1の中央部 1 aとケース 2に取り囲まれた空間に収容された。各構成要素が配置された状態にあるケース 2は、その開口端を内方に向けて変形させ、ガスケットを介して封口板の外周縁に沿って U字状にした。これにより、封口板の周縁部を嵌合する折返し部が、ケース 2に形成され、図 1 4に示すような従来の偏平形電池と同様の断面形状を有する電池が得られた。このとき、ケース 2の開口端を内方に変形させ、力シメ封口を行う金型には、図 4に示す断面形状を有する金型を使用した。図 4は、本発明の実施の形態 2 _ 1に係る偏平形電池を作製するために用いる金型の概略断面図である。

このように折返し部 2 aが形成された偏平形電池に対して、この折返し部を再度プレスし、ガスケットを部分的に圧縮する部分を形成するように、第二の力シメ封口を行った。これにより、折返し部 2 aの一部に環状凹部、およびまたは折返し部の周縁部のさらに外周縁においてガスケット側に向いた折曲部を設けた。この、凹部および/または折曲部により、封口板 1がガスケットを部分的に圧縮する。

この第二の力シメ封口において使用した金型は、図 5および図 6に示す断面形状を有している。図 5に示す金型は、外周縁をガスケット側に折り曲げる際に適用される金型であり、また図 6に示す金型は環状凹部を設ける際に適用される金型である。これらの金型により力シメ封口された偏平形電池における力シメ封口部分の構造を図 7〜図 9に示す。なお、図 3に示す偏平形電池においては、ケース 2の折返し部 2 aに、環状凹部 2 bが形成されている。

本発明の実施の形態 2— 1の実施例として、図 4〜図 6に示す金型を用いて偏平形電池を作製した偏平形電池の電池特性について評価した。実施例 2 7〜 3 1および比較例 3〜 5 図 3に示す正極 5、負極 6およびセパレ一夕 4からなる発電要素、ならびに封口板 1 を、上部開口した状態にあるケース 2に載置した。このとき、ガスケット 3 としては、ポリフエ二レンサルファイドからなり、断面が略 L字状に形成されたものを用いた。

これらを、図 4に示す金型にて封口した後、さらに図 5に示す第二の金型を用いて第二の力シメ封口を行った。この第二の力シメ封口により、ケース 2の外周縁はガスケット側に折り曲げられ、折曲部 2 cが形成された。力シメ封口部分は、図 7に示した部分概略断面図からも明らかなように、外周縁の折曲部 2 cがガスケットを部分的に圧縮した。

圧縮された部分におけるガスケッ卜の圧縮率は、作製した各電池の切断断面写真よりガスケットの厚みを測定するとともに、未圧縮状態におけるガスケットの厚みを求め、次式に従って算出した。

ガスケットの圧縮率（％) =

( (未圧縮状態ガスケットの厚み一圧縮後ガスケットの厚み） /

未圧縮状態ガスケッ卜厚み） X 1 0 0 第二の力シメ封口において、金型のプレス圧力を適宜調整することで、外周縁のガスケット方向への折り曲げ程度を変化させ、圧縮率を調整した。ガスケットの圧縮された部分の圧縮率（以下、単に「圧縮率」という。）力 1 0 %とした偏平形電池を電池 Aとした。

同様に、第二のカシメ工程において、図 5に示す金型を使用し、ガスケッ卜の圧縮率を 3 0 %とし、他の構成を電池 Aと同一としたものを、電池 Bとした。

さらに、図 5に示す金型を使用し、ガスケットの圧縮率を 5 0 %とし、他の構成を電池 Aおよび電池 Bと同一としたものを、電池 Cとした。

また、図 6に示す金型を使用し、ケース 2の折返し部 2 aの一部に、環状凹部 2 bを形成した電池を作製した。得られた電池の力シメ封口部は、図 8に示した部分概略断面図から明らかなように、凹部がガスケッ卜を圧縮する構造となっている。ガスケットの圧縮率を 3 0 %とし、他の構成を電池 Aと同一としたものを、電池 Dとした。

さらに、図 6に示す金型を使用して、第二の力シメ封口を行った後、図 5に示す金型を使用して、さらに力シメ封口を行った。得られた電池の力シメ封口部における断面形状は、図 9に示すように、ケース 2の外周縁がガスケット側に折り曲げられた折曲部 2 c、さらに折返し部 2 a の一部に、環状凹部 2 bが形成された形状となった。外周縁がガスケットと接する部分および環状凹部におけるガスケットの圧縮率をともに 3 0 %とし、他の構成を電池 Aと同一としたものを、電池 Eとした。

一方、比較例として、第二の力シメ封口を実施せず、折返し部 2 aのみを形成し、他の構成は電池 Aと同一とした電池を作製した。電池の断面形状は、図 1 4に示す従来の偏平形電池と同様であった。このとき、ガスケッ卜に圧縮される部分は存在しないが、ガスケットは未圧縮状態の厚み対して、 1 0 %圧縮された状態にあった。得られた電池を、電池 Fとした。

また、電池ケースの外周縁をガススケット側に折曲げ、圧縮率を 5 % とし、他の構成を電池 Aと同一とした電池を作製した。得られた電池を電池 Gとした。同様に圧縮率を 5 5 %とし、他構成を電池 Aと同一とした電池を作製した。得られた電池を電池 Hとした。

このようにして得られた偏平形電池である電池 A〜電池 Hの寸法は、いずれも直径を 2 0 m m、厚さを 0 . 5 m mとした。各電池の圧縮率、使用した第二の金型の形状、および封口部における構造の関係を表 6に示す。表 6

つぎに、電池 A〜電池 Hをそれぞれ 1 0 0 0個作製し、電池特性の評価および漏液の発生状況を確認した。評価事項は、電池の組み立て直後の開回路電圧、 1 k H zの交流法による内部抵抗、内部ショートの発生率とした。電池の組立て直後の開回路電圧と 1 k H zの交流法による内部抵抗の値は、 1 0 0個の電池の測定結果から求めた。また、内部ショ一トの発生率は作製した電池の全数個を検査した結果から求めた。

また、漏液の発生状況としては、電池を環境温度 6 0 t：、湿度 9 0 % の高温多湿条件に保存し、保存開始 2 0 日目の漏液状態を目視にて確認した。

さらに、電池を— 1 0 および 6 0 °Cの各温度に 1時間保持し、さらに各温度域への昇温および降温にそれぞれ 1時間かけ、 4時間を 1サイクルとする熱衝撃による漏液試験を実施した。この試験を 1 0 0サイクル繰り返した後、漏液状態を同様に目視にて確認した。これらの結果を表 7に示す。表 7

表 7より、実施例 2 7〜 3 1および比較例 3〜 5において得られた電池は、バラツキが小さく安定した電圧および内部抵抗を有し、ガスケッ卜の圧縮部分の有無や圧縮の程度に応じて、電池特性に差は認められない。

しかし、圧縮率の低い電池 Gおよび圧縮部分のない電池 Fでは、各漏液試験においてガスケッ卜の圧縮が不足していることが原因と推定される漏液の発生が見られる。一方、圧縮率の高い電池 Hでは、電池組み立て後の内部ショートの発生が見られる。これらは、調査の結果、ガスケットの圧縮の程度が過大となり、ガスケットにひびや割れが生じ、封口板とケースの内側面部が接触したためであった。実施例 3 2〜 3 4

つぎに、実施例 2 7のポリフエ二レンサルフアイドからなるガスケッ卜に代えて、他のガスケット材料を使用し、実施例 2 7と同様に図 4〜図 6に示す金型を用いて偏平形電池を作製し、それらの電池特性を評価した。実施例 2 7と同一の発電要素および電池容器を使用し、図 3に示す正極 5、負極 6およびセパレー夕 4からなる発電要素、ならびに封口板 1 を、上部開口した状態にあるケース 2に載置した。このとき、ガスケット 3 としては、ポリプロピレンからなり、断面が略 L字状に形成されたものを用いた。

これらを、実施例 2 7における電池 Aと同様に、図 4に示す金型にて封口した後、さらに図 5に示す金型を用いて、封口を実施した。このとき、ガスケットの圧縮率は 6 0 %とした。得られた電池を電池 I とした, 同様にガスケッ卜にポリエチレンテレフ夕レートを使用し、ガスケッ卜の圧縮率を 6 0 %とし、他の構成を電池 Aと同一としたものを電池 J とした。

また、ガスケットにポリエチレンナフタレ一トを使用し、ガスケットの圧縮率を 6 0 %とし、他の構成を電池 Aと同一としたものを電池 Kとした。

このようにして得られた偏平形電池である電池 I〜電池 Kは、いずれも直径を 2 0 m m、厚さを 0 . 5 mmとした。各電池のガスケット材料，圧縮率、使用した第二の金型の形状および封口部における構造の関係を表 8に示す。

表 8 実施例

電池 I 電池 J 電池

ガスケットポリエチレンポリエチレン

ポリプロピレン

材質テレフタレ一トナフ夕レート圧縮率（％) 6 0

第二の金型の

図 5

形状

カシメ部分の

図 7

断面形状つぎに実施例 2 7と同様にして、各電池をそれぞれ 1 0 0 0偭作製し電池特性の評価および漏液の発生状況を確認した。評価結果を表 9に示す。

表 9

表 9から明らかなように、電池 I〜電池 Kは、バラツキが小さく安定した電圧および内部抵抗を発揮し、ガスケットの圧縮部分の有無、および圧縮の程度による電池特性の差は認められない。また、漏液試験においても、漏液は確認されなかった。このことから、実施例 2 7と同じく折返し部の一部に凹部および Zまたは折曲部を設けて、ケースがガスケッ卜を部分的に圧縮する部分を形成することにより、電池特性の悪化を招くことなく、漏液および内部ショー卜の発生を抑制した偏平形電池を提供することができる。

ここで、実施例 3 2〜 3 4において使用しなかった上記の各ガスケット材料を用いても、ガスケットの圧縮が十分に得られない場合、実施例 1 と同様に漏液の発生が見られ、各ガスケット材料に特有のガスケット圧縮率の最低値が存在することが確認された。

このように、信頼性の高い電池とするためには、折返し部の全周にわたり形成させた窪みによるガスケッ卜の圧縮率は、各ガスケッ卜材料に対して規定した上述の範囲の最低値以上であることが好ましい。

さらに、ガスケットの圧縮が過大の場合、同様にガスケットの破壊に起因する封口板とケースの内側面部とのショートの発生が見られた。これらの不良は、製造工程中の検査にて発見され、市場では発生しないと考えられるが、より信頼性の高い電池とするためには、ケース折返し部の全周にわたり形成させた窪みによるガスケッ卜の局部圧縮率は、各ガスケット材料により特有である最大値以下であることが好ましい。

なお、上記各実施例ではケース折返し部の凹部をカシメにて形成したが、部品段階のケース自身にあらかじめ凹部を設けた後に力シメ封口を実施するなどの方法を用いても構わない。

( 2 ) 実施の形態 2— 2について

本発明の実施の形態 2 - 2に係る偏平形電池は、一方の電極端子を兼ねる電池ケース、他方の電極端子を兼ね、外面側に突出した平面状中央部と前記中央部とほぼ平行に伸びる平面状周縁部とからなる封口板、および前記ケースと封口板とを絶縁するガスケットにより発電要素を密閉してなり、前記折返し部が、前記ケースの底面側に傾斜して前記ガスケットを部分的に圧縮することを特徴とする

この実施の形態 2— 2に係る偏平形電池においても、ガスケッ卜の圧縮された部分における、未圧縮状態におけるガスケッ卜の厚みに対する圧縮の程度、すなわち、圧縮された部分におけるガスケットの圧縮率は、適用されるガスケッ卜の素材に応じて異なっている。

前記実施の形態 2 _ 1 と同様に、例えばガスケットとしてボリフエ二レンサルフアイドを使用する場合は、その圧縮率が 1 0〜 5 0 %であることが好ましく、ガスケットとしてボリプロピレンを使用する場合は、その圧縮率が 3 0〜 8 0 %であることが好ましい。また、ポリエチレンテレフタレ一トを使用する場合には、圧縮率が 1 0〜 7 0 %であることが好ましく、ポリエチレンナフタレー卜を使用する場合は、圧縮率が 1 0〜 7 0 %であることが好ましい。

その他の構成要素については、上記実施の形態 1および 2— 1について述べたものと同様にして、本実施の形態 2— 2に係る偏平形電池を得ることができる。

したがって、本発明は、実施の形態 2 — 2に係る偏平形電池の製造方法にも関する。特に、上部が開口した電池ケースの内部に、断面が略 L 字状のガスケットと、外面側に突出した平面状中央部と前記中央部とほぼ平行に伸びる平面状周縁部とからなる封口板とを載置し、前記ケースの開口端と前記封口板の周縁部とを、前記ガスケットを介して封口してなる偏平形電池の製造方法であって、前記ケースの開口端を内方に向けて変形させて前記ケースの周縁部を U字状にし、前記ケースの底面に対して略平行な折返し部を形成する工程、および前記折返し部を、前記ケ —スの底面側に傾斜して前記ガスケットを部分的に圧縮させる工程を含むことを特徴とする偏平形電池の製造方法を提供する。

この場合、上述のように、前記折返し部の傾斜角を、前記ケースの底面に平行な方向に対して 5〜 2 0 ° とするのが好ましい。

以下、本発明の実施の形態 2 _ 2について、図面を参照しながら詳細に説明する。ただし、本発明は、これらのみに限定されるものではない。図 1 0は、本発明の実施例における偏平形電池の概略断面図である。図 1 0において、正極端子を兼ねるケース 2は、耐食性に優れたステンレス鋼からなるものであった。また、ケース 2の内側面には、図示しないがアスファルトを主成分とする封止剤を塗布して被膜を形成した。ハッ卜状に形成された封口板 1は、ケース 2と同じくステンレス鋼からなり、負極端子を兼ねるものであった。その形状は、ケース 2の外側面に向けて突出した中央部 1 aを有し、これと略平行に伸びるフラッ卜な周縁部 1 bを有する。

また、ガスケット 3は、ボリフエ二レンサルファイドからなるガスケットであり、断面が略 L字状に形成されており、上部開口した容器状のケース 2の内面に配した。さらに、ケース 2の開口端を内方に折り曲げられた際に、ガスケット 3は、封口板 1の周縁部 1 bを挟み込んで、ケ一スと封口板との絶縁およびケース内部の密閉する。このとき、ケース 2には折返し部 1 aが形成された。さらに、力シメ封口を行う段階で、折返し部 1 a上の先端部をさらにガスケット 3に向かって傾斜させ、ガスケット 3を部分的に圧縮する部分を形成した。

正極 5としては、二酸化マンガン、導電剤であるカーボン、および結着剤であるフッ素樹脂粉末を混合し、直径 1 5 m m、厚み 0 . 3 m mのペレツト状に加圧成形した後、 2 0 0 °Cにて 1 2時間乾燥した正極を用いた。負極 6は、フープ状の金属リチウムを円形に打ち抜いて得、封口板 1の凸部内面に加圧により圧接する。

セパレー夕 4は、ポリプロピレン製不織布からなり、電解液には、プロピレンカーボネートと、 1 , 2—ジメトキシェタンとの等容積混合溶媒に、過塩素酸リチウムを 1モルノリツトルの割合で溶解したものを用いた。

図 1 0に示す電池は、以下の手順によって作製する。

まず、上部の開口したケース 2の内部に、断面が略 L字状のガスケット 3と、外面側に突出した中央部 1 aおよび平面状の周縁部 1 bが形成された封口板 1を載置する。このとき、セパレー夕 3を介して正極 5、負極 6が対向配置された発電要素を、封口板 1の中央部 1 aとケース 2取り囲まれた空間に収容する。各構成要素が配置された状態にあるケ —ス 2は、その開口端を内方に向けて変形させ、ガスケット 3を介して封口板の外周縁に沿って折り返す。つまり、ケース 2の外周縁を U字状にする。これにより、封口板の周縁部を嵌合する折返し部 2 aが、ケース 2に形成され、図 1 4に示す従来の偏平形電池と同様の断面形状を有する電池が得られる。このとき、ケースの開口端を内方に変形させ、力シメ封口を行う金型として図 4に示す断面形状を有する金型を使用する。このように折返し部 2 aが形成された偏平形電池に対して、この折返し部を再度プレスし、ガスケットを部分的に圧縮する部分を形成するように、第二の力シメ封口を行う。これにより、折返し部 2 aの上面がさらにガスケット側に折曲げられ、封口板 1 の周縁部 1 bとケース 2の折返し部 2 aにてガスケット 3を部分的に圧縮する。

この第二の力シメ封口において使用される金型は、図 1 1 に示す断面形状を有する。図 1 1 に示す金型のカシメ部分の傾斜角は、水平に対し、おおむね 5〜 2 0 ° の範囲であることが好ましい。この金型によりカシメ封口された偏平形電池における力シメ封口部分の部分概略断面図を図 1 2に示す。

以下、図 4および図 1 1の金型を用いて本発明の実施の形態 2— 2に係る偏平形電池を作製し、電池特性について評価した。実施例 3 5〜 3 8および比較例 6〜 1 0

図 1 0に示す正極 5、負極 6およびセパレー夕 4からなる発電要素、ならびに封口板 1 を、上部開口した状態にあるケース 2に載置する。このとき、ガスケット 3 として、ボリフエ二レンサルファイドからなり、断面が略 L字状に形成されたものを用いた。

これらを、図 4に示す金型にて力シメ封口した後、さらに図 1 1 に示す第二の金型を用いて第二の力シメ封口を行った。第二の金型の傾斜角は水平に対して 5 ° とした。この第二の力シメ封口により、ケース 2の折返し部 2 aは、さらにガスケット 3側にに折曲げて傾斜を形成した。力シメ封口部分は、図 1 2に示した部分概略断面図からも明らかなように、傾斜した折返し部 2 aがガスケッ卜を部分的に圧縮している。

部分的に圧縮された部分におけるガスケッ卜の圧縮率は、作製した電池の断面写真よりガスケッ卜の厚みを測定するとともに、未圧縮状態におけるガスケットの厚みを求め、次式に従って算出した。

ガスケットの圧縮率（％) =

( (未圧縮状態のガスケットの厚み一圧縮後のガスケットの厚み） Z 未圧縮状態のガスケット厚み） X 1 0 0 第二の力シメ封口において、金型のプレス圧力を適宜調整することで、傾斜した折返し部 2 aのガスケット 3方向への折曲げ程度を変化させ、圧縮率を調整した。ガスケット 3の部分的に圧縮された部分の圧縮率が、 1 0 %とした偏平形電池を電池 Lとした。

同様にして、図 1 1 に示す金型を用いて第二の力シメ封口を行ってガスケットの圧縮率を 3 0 %とし、他の構成を電池 Aと同一にしたものを電池 Mとした。

さらに、図 1 1 に示す金型にて第二の力シメ封口を行い、ガスケットの圧縮率を 5 0 %とし、他の構成を電池 Aと同一にしたものを、電池 N とした。

また、図 1 1 に示す傾斜角を水平に対して 2 0 ° とした金型を使用して第二の力シメ封口を行い、ガスケットの圧縮率を 3 0 %とし、他の構成を電池 Aと同一にしたものを、本実施例における電池〇とした。

一方、比較例として、第二の力シメ封口を行わずに折返し部 2 aのみを形成し、他の構成は電池 Aと同一とした電池を作製した。ここで作製した電池の断面形状は、図 1 4に示す従来例と同じである。このとき、ガスケット 3に部分的に圧縮される部分は存在しないが、ガスケットは未圧縮の厚みに対して、 1 0 %圧縮された状態にある。得られた電池を Pとした。

また、図 1 1に示す傾斜角を水平に対して 5 ° とした金型を使用して第二の力シメ封口を行い、ガスケットの圧縮率を 5 %とし、他の構成を電池 Aと同一にした電池 Qを作製した。また、図 1 1 に示す傾斜角を水平に対して 5 ° とした金型を使用して第二の力シメ封口を行い、ガスケッ卜の圧縮率を 5 5 %とし、他の構成を電池 Aと同一にした電池 Rを作製した。

さらに、比較例として、図 1 1に示す傾斜角を水平に対して 3 ° とした金型を使用して第二の力シメ封口を行い、他の構成を電池 Aと同一にした電池 Sを作製した。また、図 1 1 に示す傾斜角を水平に対して 3 0 ° とした金型を使用して第二の力シメ封口を行い、他の構成を電池 Aと同一にした電池 Tを作製した。

このようにして得られた偏平形電池 L〜Tの寸法は、いずれも直径を 2 0 m m、厚さを 0 . 5 m mとした。各電池の圧縮率、使用した図 1 1 に示す金型の傾斜角、および断面形状の関係を表 1 0に示す。

表 1 0 実施例比較例

電池電池電池電池電池電池電池電池電池

L M N O P Q R S T

ガスケッ卜

ポリフエ二レンサルフアイド

材質

圧縮率（％) 1 0 3 0 5 0 3 0 なし 5 5 5

第二の金型の実施

5 2 0 5 3 3 0 傾斜角（° ) せず

カシメ部分の

図 1 2 図 1 4 図 1 2 図 1 4 図 1 2 断面形状つぎに、各電池をそれぞれ 1 0 0 0個作製し、電池特性の評価および漏液の発生状況を確認した。評価事項としては、電池組立直後の開路電圧、 1 k H zの交流法による内部抵抗、電池全体の厚み、内部ショートの発生率を確認した。電池組立直後の開路電圧、 1 k H zの交流法による内部抵抗の値は、各 1 0 0個の電池についての測定結果であり、内部ショートの発生率は、作製した電池を全数個検査した結果である。

また、漏液の発生状況は、環境温度 6 0 ：、湿度 9 0 %の高温多湿条件下に保存し、保存開始 2 0日目の漏液状態を目視にて確認した。さらに、一 1 0で及び 6 0 °Cの各温度に 1時間保持し、さらに各温度域への昇温及び降温にそれぞれ 1時間かけ、 4時間を 1サイクルとする熱衝撃による漏液試験を実施した。これを 1 0 0サイクル繰り返した後、漏液状態を同様に目視にて確認した。これらの結果を表 1 1に示す。表 1 1

表 1 1より、電池 L〜電池 Tは、ばらつきが小さく安定した電圧および内部抵抗を示し、ガスケットの圧縮の有無、その程度に応じて、電池特性に差は認められない。しかし、圧縮率の低い電池 Qおよび部分的圧縮がなされていない電池 Pでは、各漏液試験においてガスケッ卜の圧縮が不足していることが原因と推定される漏液の発生が見られる。

一方、圧縮率の高い電池 Rでは、電池組立後の内部ショートの発生が見られる。調査の結果、ガスケットの圧縮が過大となり、ガスケットにひびや割れが生じ、封口板とケースの内側面部が接触したことが原因であつ 7こ。

また、第二の力シメ封口用の金型の傾斜角が小さい電池 Sについては、プレス圧力を調整してもガスケットの圧縮率を上げることが出来ず、各漏液試験においてガスケッ卜の部分的圧縮が不足していることが原因と推定される漏液の発生が見られる。第二の金型の傾斜角が大きい電池 T については、プレス圧力を調整してもガスケットの圧縮率を下げることができず、電池組立後の内部ショートの発生が見られる。調査の結果、これらはガスケッ卜の部分的圧縮が過大となり、ガスケッ卜にひびや割れが生じ、封口板とケースの内側面部が接触したことが原因であった。実施例 3 9 〜 4 1

実施例 3 5のボリフエ二レンサルフアイドからなるガスケッ卜に代えて、他のガスケット材料を使用し、実施例 3 5 と同様にして図 4および図 1 1 に示す金型を用いて偏平形電池を作製し、その電池特性を評価した。なお、図 1 1 に示す金型の傾斜角は、 5 ° とした。

実施例 3 5 と同一の発電要素およびケースを使用し、図 1 0に示す正極 5、負極 6およびセパレー夕 4からなる発電要素、ならびに封口板 1 を、上部が開口した状態にあるケース 2に載置した。このとき、ガスケット 3 としては、ボリプロピレンからなり、断面が略 L字状に形成されたガスケットを用いた。これらを、実施例 3 5における電池 Lと同様に、図 4に示す金型にて封口した後、さらに図 1 1に示す第二の金型を用いて封口を実施した。このとき、ガスケットの圧縮率は 6 0 %とした。得られた電池を電池 Uとした。

同様にガスケッ卜にポリエチレンテレフ夕レートを使用し、ガスケッ卜の圧縮率を 6 0 %とし、他の構成を電池 Lと同一とした電池 Vを作製した。また、ガスケットにポリエチレンナフ夕レートを使用し、ガスケッ卜の圧縮率を 6 0 %とし、他の構成を電池 Lと同一とした電池 Wを作製した。

このようにして得られた偏平形電池である電池 U〜電池 Wの寸法は、いずれも直径を 2 0 m m、厚さを 0 . 5 m mとした。各電池の圧縮率、使用した図 1 1に示す第二の金型の傾斜角、断面形状の関係を表 1 2に示す。

表 1 2

つぎに実施例 3 5と同一の手法を適用して、各電池をそれぞれ 1 0 0 0個作製し、電池特性の評価および漏液の発生状況を確認した。評価結果を表 1 3に示す。表 1 3

表 1 3から明らかなように、電池 U〜電池 Wはバラツキが小さく安定した電圧および内部抵抗を示しており、ガスケットの材質に応じて、電池特性に差は認められない。また、漏液試験においても、漏液は確認されなかった。このことから、実施例 3 5と同じくケースの折返し部に傾斜角を付けることにより、ケースの端部にてガスケットを圧縮する部分を形成し、電池特性の悪化を招くことなく、漏液および内部ショートの発生を抑制した偏平形電池を提供することができる。

ここでは特に詳述しなかったがが、上記の各ガスケット材料においてもガスケットの圧縮が十分に得られない場合、実施例 3 5と同様に漏液の発生が見られ、各ガスケット材料に特有のガスケット圧縮率の最低値が存在することが確認された。このように、信頼性の高い電池とするためには、折返し部の全周にわたって傾斜角を持たせたケースにおける圧縮率は、各ガスケット材料について規定した上記各範囲の最低値以上であることが好ましい。

さらに、ガスケットの圧縮が過大の場合、同様にガスケットの破壊に起因する封口板とケースの内側面部とのショートの発生が見られた。これらの不良は、製造工程中の検査にて発見され、市場では発生しないと考えられる。より信頼性の高い電池を得るためには、折返し部の全周にわたって傾斜を持たせたケースを用い、圧縮率を各ガスケット材料に応じた上記範囲の最大値以下であることが好ましい。

また、実施の形態 2 _ 2においては、第一の力シメ封口に、図 1 1に示す傾斜つきの金型を用いると、折曲げ加工での曲げ応力が過大となることが原因と推定される電池のひずみが生じることが確認された。プレス速度を低下させて力シメ封口を行えば、そのひずみは解消されるが、量産性が大きく損なわれる。したがって、上述したように、力シメ封口を 2度に分けて行うことにより、量産性に優れ、形状の安定した電池を得ることができる。産業上の利用の可能性

本発明に係る偏平形電池は、封口板の周縁部および Zまたはケースの折返し部の形状を特定の形状にすることにより、ケースの端部において封口板、ガスケットおよびケースが確実に力シメ封口され、耐漏液性および量産性に優れた 1 m m以下の薄い偏平形電池を得ることができる。

Claims

請求の範囲

1 . 一方の電極端子を兼ねる電池ケース、他方の電極端子を兼ね、外面側に突出した平面状中央部と前記中央部とほぼ平行に伸びる平面状周縁部とからなる封口板、および前記ケースと封口板とを絶縁するガスケットにより発電要素を密閉してなる偏平形電池であって、

前記封口板において、前記周縁部のさらに外周縁部が折り曲げられてなることを特徴とする偏平形電池。

2 . 前記封口板の外周縁部が前記ケースの内部にあり、外周縁部の高さがガスケッ卜の厚さの 9 5 %以下である請求の範囲第 1項記載の偏平形電池。

3 . 前記外周縁部の折り曲げ角度が水平面に対して 5〜 4 5 ° である請求の範囲第 1項記載の偏平形電池。

4 . 前記ケースが、前記ガスケットを介して前記封口板の周縁部を嵌合する折返し部を有し、前記折返し部が、前記ガスケットを部分的に圧縮することを特徴とする請求の範囲第 1項記載の偏平形電池。

5 . 前記折返し部が、前記ガスケットを部分的に圧縮する環状凹部を有することを特徴とする請求の範囲第 4項記載の偏平形電池。

6 . 前記折返し部が、さらにその外周縁に、前記ガスケットに向けて折り曲げた折曲部を有し、前記折曲部が前記ガスケットを部分的に圧縮することを特徴とする請求の範囲第 5項記載の偏平形電池。

7 . 前記折返し部が、前記ケースの底面側に傾斜して前記ガスケットを部分的に圧縮することを特徴とする請求の範囲第 4項記載の偏平形電池。

8 . 前記ガスケットがポリフエ二レンサルファイドからなり、前記ガスケッ卜の部分的に圧縮された部分が、未圧縮状態におけるガスケットの厚みに対して 1 0〜 5 0 %の比率で圧縮された状態にある請求の範囲第 4項記載の偏平形電池。

9 . 前記ガスケットがポリプロピレンからなり、前記ガスケットの部分的に圧縮された部分が、未圧縮状態におけるガスケッ卜の厚みに対して 3 0〜 8 0 %の比率で圧縮された状態にある請求の範囲第 4項記載の偏平形電池。

1 0 . 前記ガスケッ卜がポリエチレンテレフ夕レートからなり、前記ガスケッ卜の部分的に圧縮された部分が、未圧縮状態におけるガスケッ卜の厚みに対して 1 0〜 7 0 %の比率で圧縮された状態にある請求の範囲第 4項記載の偏平形電池。

1 1 . 前記ガスケットがボリエチレンナフタレートからなり、前記ガスケッ卜の部分的に圧縮された部分が、未圧縮状態におけるガスケットの厚みに対して 1 0〜 7 0 %の比率で圧縮された状態にある請求の範囲第 4項記載の偏平形電池。

1 2 . 前記封口板の厚さが 0 . 2 m m以下であり、電池の厚さが 1 . 0 m m以下である請求の範囲第 1項項記載の偏平形電池。

1 3 . 上部が開口した電池ケースの内部に、断面が略 L字状のガスケットと、外面側に突出した平面状中央部と前記中央部とほぼ平行に伸びる平面状周縁部とからなる封口板とを載置し、前記ケースの周縁部と前記封口板の周縁部とを、前記ガスケットを介して締め付けてなる偏平形電池の製造方法であって、

前記ケースの開口端を内方に向けて変形させ、前記ケースの周縁部を U字状にして折返し部を形成する工程、および

前記折返し部の少なくとも一部を凹状に窪ませること、または前記周縁部のさらに外周縁をガスケット側に折曲げることにより、前記封口板が前記ガスケットを部分的に圧縮する部分を形成する工程を有することを特徴とする偏平形電池の製造方法。

1 4 . 上部が開口した電池ケースの内部に、断面が略 L字状のガスケットと、外面側に突出した平面状中央部と前記中央部とほぼ平行に伸びる平面状周縁部とからなる封口板とを載置し、前記ケースの周縁部と前記封口板の周縁部とを、前記ガスケッ卜を介して締め付けてなる偏平形電池の製造方法であって、

前記ケースの開口端を内方に向けて変形させて前記ケースの周縁部を U字状にし、前記ケースの底面に対して略平行な折返し部を形成するェ程、および

前記折返し部を、前記ケースの底面側に傾斜して前記ガスケッ卜を部分的に圧縮させる工程を含むことを特徴とする偏平形電池の製造方法。

1 5 . 前記折返し部の傾斜角を、前記ケースの底面に平行な方向に対して 5〜 2 0度とすることを特徴とする請求の範囲第 1 4項記載の偏平形電池の製造方法。