JP2000058031A - 非水電解質電池 - Google Patents
非水電解質電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 非水電解液がガラスハーメチックシール２や
金属ロウ９に触れるのを被覆材４が防ぐので、これら封
止材の腐食を防止することができる非水電解質電池を提
供する。 【解決手段】 ガラスハーメチックシール２や金属ロウ
９の電池内側に露出する面を被覆材４で覆った。
金属ロウ９に触れるのを被覆材４が防ぐので、これら封
止材の腐食を防止することができる非水電解質電池を提
供する。 【解決手段】 ガラスハーメチックシール２や金属ロウ
９の電池内側に露出する面を被覆材４で覆った。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電池ケースの一部
を構成する金属外装部材の開口孔に金属ピン端子をガラ
スハーメチックシール又はセラミック材によって絶縁封
止固定した非水電解質電池に関する。
を構成する金属外装部材の開口孔に金属ピン端子をガラ
スハーメチックシール又はセラミック材によって絶縁封
止固定した非水電解質電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】非水電解質電池には、電池ケース内部に
密閉した発電要素の正負極を外部回路と接続するために
気密端子が設けられる。非水電解質電池は、例えば図５
に示すように、絶縁性を有するリング状のセラミック材
８を外嵌した金属ピン端子１を外環金属部材７の開口孔
に挿入し、これらセラミック材８と外環金属部材７の開
口孔及び金属ピン端子１との間を金属ロウ９，９でロウ
付け固定したものを、金属蓋部３の開口孔にそれぞれ嵌
め込んで溶接により封止固定する（セラミックハーメチ
ックシール）。これによりこれらの金属ピン端子１，１
は、電池内部で発電要素６の正負極にそれぞれ接続され
ると共に、セラミック材８によって絶縁され、金属ロウ
９，９によって封止される。
密閉した発電要素の正負極を外部回路と接続するために
気密端子が設けられる。非水電解質電池は、例えば図５
に示すように、絶縁性を有するリング状のセラミック材
８を外嵌した金属ピン端子１を外環金属部材７の開口孔
に挿入し、これらセラミック材８と外環金属部材７の開
口孔及び金属ピン端子１との間を金属ロウ９，９でロウ
付け固定したものを、金属蓋部３の開口孔にそれぞれ嵌
め込んで溶接により封止固定する（セラミックハーメチ
ックシール）。これによりこれらの金属ピン端子１，１
は、電池内部で発電要素６の正負極にそれぞれ接続され
ると共に、セラミック材８によって絶縁され、金属ロウ
９，９によって封止される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来の
非水電解質電池では、封止材として用いた金属ロウ９が
電池の内側で非水電解質と接触するため、この非水電解
質中のリチウム等と反応して、腐食による気密漏れを起
こしサイクル寿命が短くなるという問題があった。
非水電解質電池では、封止材として用いた金属ロウ９が
電池の内側で非水電解質と接触するため、この非水電解
質中のリチウム等と反応して、腐食による気密漏れを起
こしサイクル寿命が短くなるという問題があった。
【０００４】即ち、非水電解質電池においては、負極の
金属ピン端子１付近で、この金属ロウ９が非水電解質の
リチウムと合金化反応を起こして腐食を生じるおそれが
ある。また、正極の金属ピン端子１付近でも、電位が高
い場合には金属の溶解による腐食が生じるおそれがあ
る。特に、３Ｖ以上、特には３．５Ｖ以上の高電位の場
合に正極の金属ピン端子１付近での腐食が生じ易くな
る。このような腐食の問題はガラスハ−メチックシ−ル
を用いた場合にも生じることがある。
金属ピン端子１付近で、この金属ロウ９が非水電解質の
リチウムと合金化反応を起こして腐食を生じるおそれが
ある。また、正極の金属ピン端子１付近でも、電位が高
い場合には金属の溶解による腐食が生じるおそれがあ
る。特に、３Ｖ以上、特には３．５Ｖ以上の高電位の場
合に正極の金属ピン端子１付近での腐食が生じ易くな
る。このような腐食の問題はガラスハ−メチックシ−ル
を用いた場合にも生じることがある。
【０００５】本発明は、かかる事情に鑑みてなされたも
のであり、ガラスハーメチックシールや金属ロウの電池
内側に露出する面を被覆材で覆うことにより、これら封
止材の腐食を防止することができる非水電解質電池を提
供することを目的としている。
のであり、ガラスハーメチックシールや金属ロウの電池
内側に露出する面を被覆材で覆うことにより、これら封
止材の腐食を防止することができる非水電解質電池を提
供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、金属
外装部材の開口孔に金属ピン端子を挿入し、この金属ピ
ン端子と開口孔の間をガラスハーメチックシールで絶縁
封止固定した非水電解質電池において、ガラスハーメチ
ックシールにおける電池内側に露出する面を被覆材で覆
ったことを特徴とする。
外装部材の開口孔に金属ピン端子を挿入し、この金属ピ
ン端子と開口孔の間をガラスハーメチックシールで絶縁
封止固定した非水電解質電池において、ガラスハーメチ
ックシールにおける電池内側に露出する面を被覆材で覆
ったことを特徴とする。
【０００７】尚、金属外装部材とは、非水電解質電池の
電池ケースの一部を構成する部材であり、金属容器部や
金属蓋部、又は、これらの開口孔に嵌め込み固定する外
環金属部材等を意味する。
電池ケースの一部を構成する部材であり、金属容器部や
金属蓋部、又は、これらの開口孔に嵌め込み固定する外
環金属部材等を意味する。
【０００８】請求項２の発明は、金属外装部材の開口孔
に、絶縁性のセラミック材を外嵌した金属ピン端子を挿
入し、このセラミック材と金属外装部材の開口孔及び金
属ピン端子との間をそれぞれ金属ロウで封止固定した非
水電解質電池において、少なくとも金属ピン端子に接す
る側の金属ロウにおける電池内側に露出する面を被覆材
で覆ったことを特徴とする。
に、絶縁性のセラミック材を外嵌した金属ピン端子を挿
入し、このセラミック材と金属外装部材の開口孔及び金
属ピン端子との間をそれぞれ金属ロウで封止固定した非
水電解質電池において、少なくとも金属ピン端子に接す
る側の金属ロウにおける電池内側に露出する面を被覆材
で覆ったことを特徴とする。
【０００９】請求項２の発明によれば、正負極の金属ピ
ン端子に接触する金属ロウが被覆材で覆われるので、非
水電解質のリチウム等に接触することがなくなり、腐食
を防止することができる。また、金属ピン端子とは直接
接触しないセラミック材の外側の金属ロウについても、
同じ被覆材で覆っておけば、より確実に腐食の防止を図
ることができる。
ン端子に接触する金属ロウが被覆材で覆われるので、非
水電解質のリチウム等に接触することがなくなり、腐食
を防止することができる。また、金属ピン端子とは直接
接触しないセラミック材の外側の金属ロウについても、
同じ被覆材で覆っておけば、より確実に腐食の防止を図
ることができる。
【００１０】請求項３の発明は、前記被覆材が、ポリマ
を１種又は２種以上混合したものであることを特徴とす
る。
を１種又は２種以上混合したものであることを特徴とす
る。
【００１１】請求項３の発明によれば、被覆材にポリマ
を用いることにより、ガラスハーメチックシールや金属
ロウの被覆を容易にすることができる。これらのポリマ
は、非水電解液に溶解し難く又は膨潤し難いものが好ま
しい。また、ポリマには、ゴム弾性を有するものを用い
ることもできる。
を用いることにより、ガラスハーメチックシールや金属
ロウの被覆を容易にすることができる。これらのポリマ
は、非水電解液に溶解し難く又は膨潤し難いものが好ま
しい。また、ポリマには、ゴム弾性を有するものを用い
ることもできる。
【００１２】請求項４の発明は、前記被覆材が、セラミ
ックであることを特徴とする。
ックであることを特徴とする。
【００１３】請求項４の発明によれば、被覆材に耐食性
のよいセラミックを用いるので、ガラスハーメチックシ
ールや金属ロウの腐食を確実に防止することができる。
このセラミックには、アルミナやこのアルミナを主成分
とするものが望ましい。
のよいセラミックを用いるので、ガラスハーメチックシ
ールや金属ロウの腐食を確実に防止することができる。
このセラミックには、アルミナやこのアルミナを主成分
とするものが望ましい。
【００１４】請求項５の発明は、前記被覆材が、セラミ
ックに、ポリマを１種又は２種以上混合したものを含浸
させたものであることを特徴とする。
ックに、ポリマを１種又は２種以上混合したものを含浸
させたものであることを特徴とする。
【００１５】請求項５の発明によれば、被覆材に用いる
セラミックにポリマを含浸させるので、非水電解液の浸
入を完全に遮断しガラスハーメチックシールや金属ロウ
を確実に保護することができるようになる。また、ポリ
マ−の剥離を防ぐことができる。
セラミックにポリマを含浸させるので、非水電解液の浸
入を完全に遮断しガラスハーメチックシールや金属ロウ
を確実に保護することができるようになる。また、ポリ
マ−の剥離を防ぐことができる。
【００１６】請求項６の発明は、前記被覆材が、セラミ
ック表面に、ポリマ−を１種または２種以上混合したも
のを被覆したものであることを特徴とする。
ック表面に、ポリマ−を１種または２種以上混合したも
のを被覆したものであることを特徴とする。
【００１７】また、請求項７の発明は、請求項２の発明
における前記被覆材が、メッキによる金属であることを
特徴とする。
における前記被覆材が、メッキによる金属であることを
特徴とする。
【００１８】或いはまた、請求項８の発明は、請求項２
の発明における前記被覆材が、Ｎｉメッキ又はＣｕメッ
キにより形成された金属膜上に樹脂が被覆されたもので
あることを特徴とする。
の発明における前記被覆材が、Ｎｉメッキ又はＣｕメッ
キにより形成された金属膜上に樹脂が被覆されたもので
あることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
図面を参照して説明する。
図面を参照して説明する。
【００２０】図１〜図２は本発明の第１実施形態を示す
ものであって、図１はガラスハーメチックシールを用い
た非水電解質二次電池の端子部分の一部拡大縦断面図、
図２はガラスハーメチックシールを用いた非水電解質電
池の構造を示す縦断面図である。なお、図５に示した従
来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記
する。
ものであって、図１はガラスハーメチックシールを用い
た非水電解質二次電池の端子部分の一部拡大縦断面図、
図２はガラスハーメチックシールを用いた非水電解質電
池の構造を示す縦断面図である。なお、図５に示した従
来例と同様の機能を有する構成部材には同じ番号を付記
する。
【００２１】非水電解質電池は、図５に示した従来例の
セラミックハーメチックシールに代えて、図２に示すよ
うに、電池ケースの金属容器部５に嵌め込む金属蓋部３
の２箇所の開口孔に正負極の金属ピン端子１，１をそれ
ぞれ挿入して、これら開口孔と金属ピン端子１，１との
間をガラスハーメチックシール２，２で固定することに
より絶縁封止することもできる。これら金属蓋部３と金
属容器部５は、アルミニウム又はアルミニウム合金を用
いることにより軽量化を図ることができる。ただし、ア
ルミニウム又はアルミニウム合金は、高融点ガラスとの
熱膨張率の差が大きいので、ここでは熱膨張率の差の小
さい低融点ガラス、特に５００°Ｃ以下の温度で溶融す
る低融点ガラスを用いることが望ましい。
セラミックハーメチックシールに代えて、図２に示すよ
うに、電池ケースの金属容器部５に嵌め込む金属蓋部３
の２箇所の開口孔に正負極の金属ピン端子１，１をそれ
ぞれ挿入して、これら開口孔と金属ピン端子１，１との
間をガラスハーメチックシール２，２で固定することに
より絶縁封止することもできる。これら金属蓋部３と金
属容器部５は、アルミニウム又はアルミニウム合金を用
いることにより軽量化を図ることができる。ただし、ア
ルミニウム又はアルミニウム合金は、高融点ガラスとの
熱膨張率の差が大きいので、ここでは熱膨張率の差の小
さい低融点ガラス、特に５００°Ｃ以下の温度で溶融す
る低融点ガラスを用いることが望ましい。
【００２２】なお、このようなガラスハ−メチックシ−
ルを用いた非水電解質電池において、電池がアルカリ金
属を内部に有するものである場合、特に負極周辺でリチ
ウム等のアルカリ金属と反応を起こしやすいため、少な
くとも負極の部分のガラスハ−メチックシ−ルの露出面
を被覆材で覆うようにするのが好ましい。また、上記の
ように、ハ−メチックシ−ルのガラスは低融点ガラスと
するのが良く、更には５００°Ｃ以下の融点を有するも
のを用いるのが良く、この場合、ガラス中に含まれるＳ
ｎＯ2 等の主成分がアルカリ金属と反応しやすいため本
発明のように被覆材を設けた構造がより効果的なものと
なる。また、ハ−メチックシ−ルのガラスをＳｉＯ2 を
主成分とする高融点ガラスとした場合には、アルカリ金
属との反応は生じにくくなるが、非水電解質の成分によ
っては腐食を生じることもあり、このような腐食を防止
する目的で被覆材を設けることは有効である。特に、非
水電解質がＬｉＰＦ6 を含む電解質である場合のよう
に、電池内部にＨＦを有する電池である場合には、ガラ
スの腐食が生じるため、本発明の被覆材を設けた構造が
より効果的なものとなる。尚、この場合には、正極，負
極両方の部分に被覆材を設けるのが好ましい。
ルを用いた非水電解質電池において、電池がアルカリ金
属を内部に有するものである場合、特に負極周辺でリチ
ウム等のアルカリ金属と反応を起こしやすいため、少な
くとも負極の部分のガラスハ−メチックシ−ルの露出面
を被覆材で覆うようにするのが好ましい。また、上記の
ように、ハ−メチックシ−ルのガラスは低融点ガラスと
するのが良く、更には５００°Ｃ以下の融点を有するも
のを用いるのが良く、この場合、ガラス中に含まれるＳ
ｎＯ2 等の主成分がアルカリ金属と反応しやすいため本
発明のように被覆材を設けた構造がより効果的なものと
なる。また、ハ−メチックシ−ルのガラスをＳｉＯ2 を
主成分とする高融点ガラスとした場合には、アルカリ金
属との反応は生じにくくなるが、非水電解質の成分によ
っては腐食を生じることもあり、このような腐食を防止
する目的で被覆材を設けることは有効である。特に、非
水電解質がＬｉＰＦ6 を含む電解質である場合のよう
に、電池内部にＨＦを有する電池である場合には、ガラ
スの腐食が生じるため、本発明の被覆材を設けた構造が
より効果的なものとなる。尚、この場合には、正極，負
極両方の部分に被覆材を設けるのが好ましい。
【００２３】上記負極の金属ピン端子１には銅又は銅合
金等を用い、正極の金属ピン端子１にはアルミニウム又
はアルミニウム合金等を用いる。また、低融点ガラスの
充填作業は、まずリング状に成形した低融点ガラスを金
属ピン端子１に外嵌して金属蓋部３の開口孔に挿入す
る。次に、この金属蓋部３の裏面には、金属ピン端子１
の下端部を隙間なく挿入するカーボン治具を配置する。
そして、窒素雰囲気中で２０分間５００°Ｃに加熱する
ことにより、この低融点ガラスを溶融させてカーボン治
具上で固化させることによりガラスハーメチックシール
２を形成する。
金等を用い、正極の金属ピン端子１にはアルミニウム又
はアルミニウム合金等を用いる。また、低融点ガラスの
充填作業は、まずリング状に成形した低融点ガラスを金
属ピン端子１に外嵌して金属蓋部３の開口孔に挿入す
る。次に、この金属蓋部３の裏面には、金属ピン端子１
の下端部を隙間なく挿入するカーボン治具を配置する。
そして、窒素雰囲気中で２０分間５００°Ｃに加熱する
ことにより、この低融点ガラスを溶融させてカーボン治
具上で固化させることによりガラスハーメチックシール
２を形成する。
【００２４】上記金属蓋部３の裏面（図では下面）側に
は、ガラスハーメチックシール２が露出する面を覆うよ
うに被覆材４の層が形成される。被覆材４は、ガラスハ
ーメチックシール２を覆うことにより、非水電解質の浸
入を防ぎ得るものであれば、どのような材質のものであ
ってもよい。このような被覆材４としては、セラミック
やポリマ−には含まれない多糖類を用いることができ、
好ましくはセラミックやポリマ−を用いるのが良い。ポ
リマ−としては、熱可塑性、常温硬化性、熱硬化性、の
いずれのものでも良く、これらを１種又は２種以上混合
したものを用いることができる。そして、これらの中で
も、非水電解質、特に非水電解液に溶解し難く、又は膨
潤し難いものが好ましい。例えば、ポリイミド樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチ
レンテレフタレ−ト、ポリフェニレンサルファイド、フ
ェノ−ル樹脂、ブチルゴム、エチレンプロピレン−ジエ
ンゴム、スチレンブタジエンゴム、等を用いることがで
き、中でもエポキシ樹脂が好ましい。
は、ガラスハーメチックシール２が露出する面を覆うよ
うに被覆材４の層が形成される。被覆材４は、ガラスハ
ーメチックシール２を覆うことにより、非水電解質の浸
入を防ぎ得るものであれば、どのような材質のものであ
ってもよい。このような被覆材４としては、セラミック
やポリマ−には含まれない多糖類を用いることができ、
好ましくはセラミックやポリマ−を用いるのが良い。ポ
リマ−としては、熱可塑性、常温硬化性、熱硬化性、の
いずれのものでも良く、これらを１種又は２種以上混合
したものを用いることができる。そして、これらの中で
も、非水電解質、特に非水電解液に溶解し難く、又は膨
潤し難いものが好ましい。例えば、ポリイミド樹脂、エ
ポキシ樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエチ
レンテレフタレ−ト、ポリフェニレンサルファイド、フ
ェノ−ル樹脂、ブチルゴム、エチレンプロピレン−ジエ
ンゴム、スチレンブタジエンゴム、等を用いることがで
き、中でもエポキシ樹脂が好ましい。
【００２５】上記金属蓋部３は、金属ピン端子１，１を
ガラスハーメチックシール２で絶縁封止固定し被覆材４
の層を形成した後に、発電要素６を収納した金属容器部
５に嵌め込んで溶接により封止固定する。また、この
際、金属ピン端子１，１の下端部は、発電要素６の正負
極にそれぞれ接続され、金属容器部５内に非水電解液が
注入される。
ガラスハーメチックシール２で絶縁封止固定し被覆材４
の層を形成した後に、発電要素６を収納した金属容器部
５に嵌め込んで溶接により封止固定する。また、この
際、金属ピン端子１，１の下端部は、発電要素６の正負
極にそれぞれ接続され、金属容器部５内に非水電解液が
注入される。
【００２６】上記構成の非水電解質二次電池によれば、
金属蓋部３の裏面に露出するガラスハーメチックシール
２が被覆材４によって覆われるので、金属容器部５内に
注入された非水電解液がこのガラスハーメチックシール
２に直接接触するようなことがなくなり、非水電解液に
よる腐食を防止することができるようになる。特にガラ
スハーメチックシール２として低融点ガラスを用いた場
合には、負極の金属ピン端子１付近での腐食を防止する
ことができる。従って、この場合には、負極の金属ピン
端子１付近でガラスハーメチックシール２が露出する面
を覆うように被覆材４の層を形成するだけでもよい。
金属蓋部３の裏面に露出するガラスハーメチックシール
２が被覆材４によって覆われるので、金属容器部５内に
注入された非水電解液がこのガラスハーメチックシール
２に直接接触するようなことがなくなり、非水電解液に
よる腐食を防止することができるようになる。特にガラ
スハーメチックシール２として低融点ガラスを用いた場
合には、負極の金属ピン端子１付近での腐食を防止する
ことができる。従って、この場合には、負極の金属ピン
端子１付近でガラスハーメチックシール２が露出する面
を覆うように被覆材４の層を形成するだけでもよい。
【００２７】ここで、電池ケースの金属容器部５と金属
蓋部３にアルミニウムを用いた容量１００Ａｈの非水電
解質二次電池の比較例と実施例について、温度２５°Ｃ
で電流５０Ａ／電圧４．１Ｖの条件により４時間にわた
り定電流／定電圧充電した後、電流５０Ａで２．７５Ｖ
となるまで定電流放電させる充放電サイクルを繰り返し
たときの試験結果を表１に示す。
蓋部３にアルミニウムを用いた容量１００Ａｈの非水電
解質二次電池の比較例と実施例について、温度２５°Ｃ
で電流５０Ａ／電圧４．１Ｖの条件により４時間にわた
り定電流／定電圧充電した後、電流５０Ａで２．７５Ｖ
となるまで定電流放電させる充放電サイクルを繰り返し
たときの試験結果を表１に示す。
【表１】 尚、これら電池は、図１、図２に示したのと同じ構造を
有し、正極活物質に、ＬｉＣｏ2 、負極活物質に人造黒
鉛、電解液にＥＣ：ＤＭＣ：＝２：２：１の混合溶媒に
ＬｉＰＦが１モル濃度添加されたものを用いた長円筒型
のうず巻き電池である。
有し、正極活物質に、ＬｉＣｏ2 、負極活物質に人造黒
鉛、電解液にＥＣ：ＤＭＣ：＝２：２：１の混合溶媒に
ＬｉＰＦが１モル濃度添加されたものを用いた長円筒型
のうず巻き電池である。
【００２８】比較例は、ガラスハーメチックシール２を
覆う被覆材４を形成しなかったものである。実施例１
は、熱硬化性樹脂であるポリイミドを塗布し加熱するこ
とにより被覆材４を形成したものであり、実施例２は、
アルミナを主成分とするセラミックを溶射することによ
り被覆材４を形成したものであり、実施例３は、このセ
ラミックにポリイミドを含浸させて被覆材４を形成した
ものである。表１から明らかなように、比較例は、気密
漏れがありサイクル寿命が短かくなったが、実施例１や
実施例２では、若干の気密漏れはあるもののサイクル寿
命を延ばすことができ、実施例３では、気密漏れをなく
してサイクル寿命をさらに延長することができた。尚、
実施例１では樹脂の剥離、実施例２では微小な孔により
腐食のために気密漏れが生じた。実施例３ではセラミッ
クの孔を樹脂で埋めることにより樹脂の剥離が起きず、
気密洩れも生じなかった。
覆う被覆材４を形成しなかったものである。実施例１
は、熱硬化性樹脂であるポリイミドを塗布し加熱するこ
とにより被覆材４を形成したものであり、実施例２は、
アルミナを主成分とするセラミックを溶射することによ
り被覆材４を形成したものであり、実施例３は、このセ
ラミックにポリイミドを含浸させて被覆材４を形成した
ものである。表１から明らかなように、比較例は、気密
漏れがありサイクル寿命が短かくなったが、実施例１や
実施例２では、若干の気密漏れはあるもののサイクル寿
命を延ばすことができ、実施例３では、気密漏れをなく
してサイクル寿命をさらに延長することができた。尚、
実施例１では樹脂の剥離、実施例２では微小な孔により
腐食のために気密漏れが生じた。実施例３ではセラミッ
クの孔を樹脂で埋めることにより樹脂の剥離が起きず、
気密洩れも生じなかった。
【００２９】図３〜図４は本発明の第２実施形態を示す
ものであって、図３は非水電解質二次電池の端子部分の
一部拡大縦断面図、図４は非水電解質二次電池の分解斜
視図である。なお、図５に示した従来例と同様の機能を
有する構成部材には同じ番号を付記する。
ものであって、図３は非水電解質二次電池の端子部分の
一部拡大縦断面図、図４は非水電解質二次電池の分解斜
視図である。なお、図５に示した従来例と同様の機能を
有する構成部材には同じ番号を付記する。
【００３０】本実施形態は、図５に示した従来例と同様
に、電池ケースの金属蓋部３に嵌め込む外環金属部材
７，７（金属外装部材）と正負極の金属ピン端子１，１
との間にそれぞれセラミック材８を金属ロウ９，９でロ
ウ付け固定することによって絶縁封止した非水電解質二
次電池について説明する。この外環金属部材７は、図３
に示すように、リング状のセラミック材８を外嵌した金
属ピン端子１を開口孔に挿入し、この金属ピン端子１と
セラミック材８との間、及び、このセラミック材８と開
口孔との間をそれぞれ金属ロウ９，９でロウ付けするこ
とにより絶縁封止固定する。これらの外環金属部材７，
７には、アルミニウム又はアルミニウム合金等を用い
る。また、負極の金属ピン端子１には銅又は銅合金等を
用い、正極の金属ピン端子１にはアルミニウム又はアル
ミニウム合金等を用いる。
に、電池ケースの金属蓋部３に嵌め込む外環金属部材
７，７（金属外装部材）と正負極の金属ピン端子１，１
との間にそれぞれセラミック材８を金属ロウ９，９でロ
ウ付け固定することによって絶縁封止した非水電解質二
次電池について説明する。この外環金属部材７は、図３
に示すように、リング状のセラミック材８を外嵌した金
属ピン端子１を開口孔に挿入し、この金属ピン端子１と
セラミック材８との間、及び、このセラミック材８と開
口孔との間をそれぞれ金属ロウ９，９でロウ付けするこ
とにより絶縁封止固定する。これらの外環金属部材７，
７には、アルミニウム又はアルミニウム合金等を用い
る。また、負極の金属ピン端子１には銅又は銅合金等を
用い、正極の金属ピン端子１にはアルミニウム又はアル
ミニウム合金等を用いる。
【００３１】上記外環金属部材７の裏面（図では下面）
側には、金属ロウ９，９が露出する面を覆うように被覆
材４の層が形成される。被覆材４としては、第１実施形
態で説明したのと同様セラミックやポリマ−等を用いる
ことができるが、この場合、更にメッキ金属を好適に用
いることができる。これは、ガラスハ−メチックシ−ル
の場合と異なり、金属ロウ部分に電流を流すことで容易
にメッキ層を金属ロウ部分に形成でときるからである。
メッキ材料としては、ＮｉやＣｕが特に好ましい。ま
た、金属メッキ層により被覆材を形成する場合、更にこ
の上に上記ポリマ−による被覆層を形成するのがより効
果的である。尚、ポリマ−は塗布や吹き付けにより、セ
ラミックは溶射により形成することができ、セラミック
を用いる場合、更にこの上にポリマ−による被覆層を形
成するか、セラミック中にポリマ−を含浸させるのがよ
り効果的である。また、含浸と被覆の両方を行っても良
い。
側には、金属ロウ９，９が露出する面を覆うように被覆
材４の層が形成される。被覆材４としては、第１実施形
態で説明したのと同様セラミックやポリマ−等を用いる
ことができるが、この場合、更にメッキ金属を好適に用
いることができる。これは、ガラスハ−メチックシ−ル
の場合と異なり、金属ロウ部分に電流を流すことで容易
にメッキ層を金属ロウ部分に形成でときるからである。
メッキ材料としては、ＮｉやＣｕが特に好ましい。ま
た、金属メッキ層により被覆材を形成する場合、更にこ
の上に上記ポリマ−による被覆層を形成するのがより効
果的である。尚、ポリマ−は塗布や吹き付けにより、セ
ラミックは溶射により形成することができ、セラミック
を用いる場合、更にこの上にポリマ−による被覆層を形
成するか、セラミック中にポリマ−を含浸させるのがよ
り効果的である。また、含浸と被覆の両方を行っても良
い。
【００３２】本実施形態の非水電解質二次電池は、図５
に示したように、発電要素６を収納した金属容器部５に
金属蓋部３を嵌め込んで溶接により封止固定することに
よって電池ケースを形成する。そして、図４に示すよう
に、この金属蓋部３の２箇所の開口孔に、それぞれ外環
金属部材７，７を嵌め込んで溶接により封止固定する。
また、この際、金属ピン端子１，１の下端部は、発電要
素６の正負極にそれぞれ接続され、金属容器部５内に非
水電解液が注入される。これら金属蓋部３と金属容器部
５は、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いること
により軽量化を図ることができる。
に示したように、発電要素６を収納した金属容器部５に
金属蓋部３を嵌め込んで溶接により封止固定することに
よって電池ケースを形成する。そして、図４に示すよう
に、この金属蓋部３の２箇所の開口孔に、それぞれ外環
金属部材７，７を嵌め込んで溶接により封止固定する。
また、この際、金属ピン端子１，１の下端部は、発電要
素６の正負極にそれぞれ接続され、金属容器部５内に非
水電解液が注入される。これら金属蓋部３と金属容器部
５は、アルミニウム又はアルミニウム合金を用いること
により軽量化を図ることができる。
【００３３】上記構成の非水電解質二次電池によれば、
外環金属部材７の裏面に露出する金属ロウ９，９が被覆
材４によって覆われるので、金属容器部５内に注入され
た非水電解液がこれら金属ロウ９，９に直接接触するよ
うなことがなくなり、非水電解液による腐食を防止する
ことができるようになる。このような非水電解液による
腐食は、正負極の金属ピン端子１，１付近のいずれでも
生じ得るが、非水電解質電池の電位が低い場合には、正
極の金属ピン端子１付近での腐食はほとんどないので、
被覆材４の層は、負極の金属ピン端子１付近の金属ロウ
９のみを覆うようにすることもできる。しかし、特に正
極の電位が３Ｖ以上、特には３．５Ｖ以上となる。例え
ば電池電圧が３．９５Ｖ程度の場合には、正極の金属ピ
ン端子１付近で腐食が発生するので、少なくともこの正
極の金属ピン端子１に接触する側の金属ロウ９が露出す
る面を覆うように被覆材４の層を形成する必要がある。
外環金属部材７の裏面に露出する金属ロウ９，９が被覆
材４によって覆われるので、金属容器部５内に注入され
た非水電解液がこれら金属ロウ９，９に直接接触するよ
うなことがなくなり、非水電解液による腐食を防止する
ことができるようになる。このような非水電解液による
腐食は、正負極の金属ピン端子１，１付近のいずれでも
生じ得るが、非水電解質電池の電位が低い場合には、正
極の金属ピン端子１付近での腐食はほとんどないので、
被覆材４の層は、負極の金属ピン端子１付近の金属ロウ
９のみを覆うようにすることもできる。しかし、特に正
極の電位が３Ｖ以上、特には３．５Ｖ以上となる。例え
ば電池電圧が３．９５Ｖ程度の場合には、正極の金属ピ
ン端子１付近で腐食が発生するので、少なくともこの正
極の金属ピン端子１に接触する側の金属ロウ９が露出す
る面を覆うように被覆材４の層を形成する必要がある。
【００３４】ここで、第１実施形態の場合と同様に、電
池ケースの金属容器部５と金属蓋部３にアルミニウムを
用いた容量１００Ａｈの非水電解質二次電池の比較例と
実施例について、温度２５°Ｃで電流５０Ａ／電圧４．
１Ｖの条件により４時間にわたり定電流／定電圧充電し
た後、電流５０Ａで２．７５Ｖとなるまで定電流放電さ
せる充放電サイクルを繰り返したときの試験結果を表２
に示す。
池ケースの金属容器部５と金属蓋部３にアルミニウムを
用いた容量１００Ａｈの非水電解質二次電池の比較例と
実施例について、温度２５°Ｃで電流５０Ａ／電圧４．
１Ｖの条件により４時間にわたり定電流／定電圧充電し
た後、電流５０Ａで２．７５Ｖとなるまで定電流放電さ
せる充放電サイクルを繰り返したときの試験結果を表２
に示す。
【表２】 尚、これら電池は、図１、図２に示したのと同じ構造を
有し、正極活物質に、ＬｉＣｏ2 、負極活物質に人造黒
鉛、電解液にＥＣ：ＤＭＣ：＝２：２：１の混合溶媒に
ＬｉＰＦが１モル濃度添加されたものを用いた長円筒型
のうず巻き電池である。
有し、正極活物質に、ＬｉＣｏ2 、負極活物質に人造黒
鉛、電解液にＥＣ：ＤＭＣ：＝２：２：１の混合溶媒に
ＬｉＰＦが１モル濃度添加されたものを用いた長円筒型
のうず巻き電池である。
【００３５】比較例は、金属ロウ９，９を覆う被覆材４
を形成しなかったものである。実施例１は、熱硬化性樹
脂であるポリイミドを塗布し加熱することにより被覆材
４を形成したものであり、実施例２は、アルミナを主成
分とするセラミックを溶射することにより被覆材４を形
成したものであり、実施例３は、このセラミックにポリ
イミドを含浸させて被覆材４を形成したものである。表
２から明らかなように、比較例は、気密漏れがありサイ
クル寿命が短かくなったが、実施例１や実施例２では、
若干の気密漏れはあるもののサイクル寿命を延ばすこと
ができ、実施例３では、気密漏れをなくしてサイクル寿
命をさらに延長することができた。
を形成しなかったものである。実施例１は、熱硬化性樹
脂であるポリイミドを塗布し加熱することにより被覆材
４を形成したものであり、実施例２は、アルミナを主成
分とするセラミックを溶射することにより被覆材４を形
成したものであり、実施例３は、このセラミックにポリ
イミドを含浸させて被覆材４を形成したものである。表
２から明らかなように、比較例は、気密漏れがありサイ
クル寿命が短かくなったが、実施例１や実施例２では、
若干の気密漏れはあるもののサイクル寿命を延ばすこと
ができ、実施例３では、気密漏れをなくしてサイクル寿
命をさらに延長することができた。
【００３６】なお、上記第２実施形態では、セラミック
材８の内外周の金属ロウ９，９の全体を被覆材４で覆う
場合について説明したが、実際には正負極に繋がるもの
の腐食がほとんどであるため、金属ピン端子１に直接触
れる内側の金属ロウ９の露出部のみを覆うように形成し
てもよい。
材８の内外周の金属ロウ９，９の全体を被覆材４で覆う
場合について説明したが、実際には正負極に繋がるもの
の腐食がほとんどであるため、金属ピン端子１に直接触
れる内側の金属ロウ９の露出部のみを覆うように形成し
てもよい。
【００３７】また、上記第１と第２の実施形態では、金
属蓋部３や外環金属部材７に金属ピン端子１を絶縁封止
固定する場合について説明したが、電池ケースを構成す
る金属外装部材であれば、いずれの部材に固定してもよ
い。
属蓋部３や外環金属部材７に金属ピン端子１を絶縁封止
固定する場合について説明したが、電池ケースを構成す
る金属外装部材であれば、いずれの部材に固定してもよ
い。
【００３８】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の非水電解質電池によれば、電池内側に露出するガラス
ハーメチックシールや金属ロウの封止材を被覆材で覆う
ので、この封止材が非水電解液に接触することがなくな
り、腐食を防止することができる。
の非水電解質電池によれば、電池内側に露出するガラス
ハーメチックシールや金属ロウの封止材を被覆材で覆う
ので、この封止材が非水電解液に接触することがなくな
り、腐食を防止することができる。
【００３９】そして、被覆材としてポリマを用いた場合
には、被覆を容易にすることができる。また、被覆材に
セラミックを用いた場合には、耐食性を高めることがで
きる。さらに、多糖類やポリマを含浸させたセラミック
を被覆材に用いた場合には、非水電解液の浸入を完全に
遮断し封止材を確実に保護することができる。
には、被覆を容易にすることができる。また、被覆材に
セラミックを用いた場合には、耐食性を高めることがで
きる。さらに、多糖類やポリマを含浸させたセラミック
を被覆材に用いた場合には、非水電解液の浸入を完全に
遮断し封止材を確実に保護することができる。
【図１】本発明の第１実施形態を示すものであって、ガ
ラスハーメチックシールを用いた非水電解質二次電池の
端子部分の一部拡大縦断面図である。
ラスハーメチックシールを用いた非水電解質二次電池の
端子部分の一部拡大縦断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態を示すものであって、ガ
ラスハーメチックシールを用いた非水電解質電池の構造
を示す縦断面図である。
ラスハーメチックシールを用いた非水電解質電池の構造
を示す縦断面図である。
【図３】本発明の第２実施形態を示すものであって、セ
ラミックハーメチックシールを用いた非水電解質二次電
池の端子部分の一部拡大縦断面図である。
ラミックハーメチックシールを用いた非水電解質二次電
池の端子部分の一部拡大縦断面図である。
【図４】本発明の第２実施形態を示すものであって、セ
ラミックハーメチックシールを用いた非水電解質二次電
池の分解斜視図である。
ラミックハーメチックシールを用いた非水電解質二次電
池の分解斜視図である。
【図５】従来例を示すものであって、セラミックハーメ
チックシールを用いた非水電解質電池の構造を示す縦断
面図である。
チックシールを用いた非水電解質電池の構造を示す縦断
面図である。
１ 金属ピン端子 ２ ガラスハーメチックシール ３ 金属蓋部 ４ 被覆材 ７ 外環金属部材 ８ セラミック材 ９ 金属ロウ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 井上 剛文 京都市南区吉祥院西ノ庄猪之馬場町１番地 日本電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5H011 AA17 EE01 EE04 FF04 GG05 HH09 5H022 AA09 CC03 CC08 EE01 EE03 EE05 EE06 KK03 KK07 5H029 AJ15 BJ02 DJ03 DJ05 DJ11 EJ01 EJ06 EJ12
Claims (8)
- 【請求項１】 金属外装部材の開口孔に金属ピン端子を
挿入し、この金属ピン端子と開口孔の間をガラスハーメ
チックシールで絶縁封止固定した非水電解質電池におい
て、 ガラスハーメチックシールにおける電池内側に露出する
面を被覆材で覆ったことを特徴とする非水電解質電池。 - 【請求項２】 金属外装部材の開口孔に、絶縁性のセラ
ミック材を外嵌した金属ピン端子を挿入し、このセラミ
ック材と金属外装部材の開口孔及び金属ピン端子との間
をそれぞれ金属ロウで封止固定した非水電解質電池にお
いて、 少なくとも金属ピン端子に接する側の金属ロウにおける
電池内側に露出する面を被覆材で覆ったことを特徴とす
る非水電解質電池。 - 【請求項３】 前記被覆材が、ポリマを１種又は２種以
上混合したものであることを特徴とする請求項１又は請
求項２に記載の非水電解質電池。 - 【請求項４】 前記被覆材が、セラミックであることを
特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非水電解質電
池。 - 【請求項５】 前記被覆材が、セラミックに、ポリマを
１種又は２種以上混合したものを含浸させたものである
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の非水電
解質電池。 - 【請求項６】 前記被覆材が、セラミック表面に、ポリ
マ−を１種または２種以上混合したものを被覆したもの
であることを特徴とする請求項１又は請求項２又は請求
項３に記載の非水電解質電池。 - 【請求項７】 前記被覆材が、メッキによる金属である
ことを特徴とする請求項２に記載の非水電解質電池。 - 【請求項８】 前記被覆材が、Ｎｉメッキ又はＣｕメッ
キにより形成された金属膜上に樹脂が被覆されたもので
あることを特徴とする請求項２に記載の非水電解質電
池。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10224311A JP2000058031A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 非水電解質電池 |
| EP99115588A EP0978888B1 (en) | 1998-08-07 | 1999-08-06 | Nonaqueous electrolyte battery |
| US09/369,461 US6335117B1 (en) | 1998-08-07 | 1999-08-06 | Nonaqueous electrolyte battery having hermetically sealed terminals |
| DE69907586T DE69907586T2 (de) | 1998-08-07 | 1999-08-06 | Batterie mit nichtwässrigem Elektrolyt |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10224311A JP2000058031A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 非水電解質電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000058031A true JP2000058031A (ja) | 2000-02-25 |
| JP2000058031A5 JP2000058031A5 (ja) | 2005-10-27 |
Family
ID=16811780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10224311A Withdrawn JP2000058031A (ja) | 1998-08-07 | 1998-08-07 | 非水電解質電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000058031A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020093181A (ko) * | 2001-06-07 | 2002-12-16 | 주식회사 애니셀 | 리튬 티오닐 클로라이드 전지의 헤더 및 그 제조방법 |
| KR100412019B1 (ko) * | 2001-08-14 | 2003-12-24 | 주식회사 애니셀 | 리튬 티오닐 클로라이드 전지의 헤더 및 그 제조방법 |
| US7358008B2 (en) | 2001-10-12 | 2008-04-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrochemical device including electrolyte |
| JP2010032532A (ja) * | 2002-07-17 | 2010-02-12 | Sigma Aldrich Co | 容器内の液体レベルを監視するための方法および装置 |
| JP2014522553A (ja) * | 2011-06-10 | 2014-09-04 | ショット アクチエンゲゼルシャフト | 貫通部 |
| JP2014523075A (ja) * | 2011-06-28 | 2014-09-08 | シェンゼェン ビーワイディー オート アールアンドディー カンパニー リミテッド | カバーアセンブリおよびそれを備えるバッテリ |
| CN109256499A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-01-22 | 中澳科创（深圳）新材料有限公司 | 一种铝壳动力电池电极极柱玻璃封接的密封组件及其封接方法 |
| WO2022071298A1 (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子 |
-
1998
- 1998-08-07 JP JP10224311A patent/JP2000058031A/ja not_active Withdrawn
Cited By (13)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20020093181A (ko) * | 2001-06-07 | 2002-12-16 | 주식회사 애니셀 | 리튬 티오닐 클로라이드 전지의 헤더 및 그 제조방법 |
| KR100412019B1 (ko) * | 2001-08-14 | 2003-12-24 | 주식회사 애니셀 | 리튬 티오닐 클로라이드 전지의 헤더 및 그 제조방법 |
| US7358008B2 (en) | 2001-10-12 | 2008-04-15 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrochemical device including electrolyte |
| US7438990B2 (en) | 2001-10-12 | 2008-10-21 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Electrochemical device including electrolyte |
| US7514174B2 (en) | 2001-10-12 | 2009-04-07 | Panasonic Corporation | Electrochemical device including electrolyte |
| JP2010032532A (ja) * | 2002-07-17 | 2010-02-12 | Sigma Aldrich Co | 容器内の液体レベルを監視するための方法および装置 |
| JP2014522553A (ja) * | 2011-06-10 | 2014-09-04 | ショット アクチエンゲゼルシャフト | 貫通部 |
| JP2014523075A (ja) * | 2011-06-28 | 2014-09-08 | シェンゼェン ビーワイディー オート アールアンドディー カンパニー リミテッド | カバーアセンブリおよびそれを備えるバッテリ |
| KR101554441B1 (ko) | 2011-06-28 | 2015-09-18 | 쉔젠 비와이디 오토 알앤디 컴퍼니 리미티드 | 커버 조립체 및 이를 포함하는 배터리 |
| US10333131B2 (en) | 2011-06-28 | 2019-06-25 | Byd Company Limited | Cover assembly and battery comprising the same |
| CN109256499A (zh) * | 2018-11-01 | 2019-01-22 | 中澳科创（深圳）新材料有限公司 | 一种铝壳动力电池电极极柱玻璃封接的密封组件及其封接方法 |
| CN109256499B (zh) * | 2018-11-01 | 2023-08-11 | 深圳中傲新瓷科技有限公司 | 铝壳动力电池电极极柱玻璃封接的密封组件及其封接方法 |
| WO2022071298A1 (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | 株式会社Ｇｓユアサ | 蓄電素子 |
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