JP2000067826A - 非水電解液電池とその封口板および封口板の製造法 - Google Patents
非水電解液電池とその封口板および封口板の製造法Info
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Abstract
封口板においても、アルミニウムなどの軽量電池ケース
と溶接可能な封口板構造を提供する事を目的とする。 【解決手段】 封口板蓋板を2種以上の金属板のグラッ
ド板とする。ハーメチックシールが容易にできる金属
と、ケース材料と同じ材質のものの金属板をクラッド処
理し張り合わせる。このことでハーメチックシール困難
なケース材料であっても、まずハーメチック容易な金属
部分でハーメチックシールを行い、次にケース材料と同
じ金属材質の部分でケースとレーザー溶接する。
Description
構造に関し、とくにクラッド板を用いた封口板に関する
ものである。
ス化、ポータブル化に伴いその駆動用電源である電池に
対し、小型、軽量、高エネルギー密度化の要望が強まっ
ている。特にリチウム二次電池は高エネルギー密度を有
する電池であり次世代の主力電池として期待され、その
潜在的市場規模も大きい。また形状としては通信機の薄
型化、あるいは、スペースの有効利用の観点からも角薄
型の要望が高まっている。特に今日軽量化という意味か
らアルミニウムをケースに用いることが主流となりつつ
ある。さらに薄型化に対して様々な取り組みがなされ特
に電池厚みに最も影響を及ぼす封口板構造について種々
提案(特開平9−153367号公報、USP5585
207号公報)されている。
は、封口板蓋板と端子を樹脂を介して絶縁しているが、
端子はリベットでありこれをかしめることにより液密を
保っている。また、特開昭59−51458号公報や特
開平6−68863号公報では封口板蓋板と端子の絶縁
をガラスまたはセラミックからなる絶縁層で行うハーメ
チックシール方式を採用した電池封口板が提案されてい
る。
信機用途では現在5mm程度のものに移行しつつあり、
将来さらなる薄型化が要望されている。電池の薄型化に
伴い当然封口板も薄くなり端子取り出しスペースが窮屈
になる。従って樹脂を絶縁層にして端子を兼ねたリベッ
トでかしめる方式では非常に小さい部品となり耐漏液性
の信頼性が極めて低くなるといった課題がある。
度の薄型化が可能で薄型電池用封口板として有望であ
る。しかし封口板蓋板の材料が鉄、ニッケルあるいはス
テンレスといった金属は容易にハーメチックシールが可
能だがアルミニウムは非常に困難で信頼性がかなり劣
る。
切望され電池ケースにアルミニウムが用いられる場合が
多くこの場合、封口板蓋板がアルミニウム以外の金属で
あると封口板と電池ケースをレーザー溶接する事が不可
能である。従ってアルミニウムを電池ケースに用いる場
合、従来はハーメチックシールを採用した封口板は使用
されていない。
を採用した端子を備えた封口板においても、電池ケース
と溶接可能な封口板構造を提供するものである。
クラッド板とする。ハーメチックシールが容易にできる
金属と、ケース材料と同じ材質のものの金属板をクラッ
ド処理し張り合わせる。このことでハーメチックシール
困難なケース材料であっても、まずハーメチック容易な
金属部分でハーメチックシールを行い、次にケース材料
と同じ金属材質の部分でケースとレーザー溶接する。
にアルミニウムのようにハーメチックシールが非常に困
難である金属でも以下に示すように使用可能となる。封
口板材料としてアルミニウムとステンレスを張り合わせ
たクラッド板を用いるとステンレス部分でハーメチック
シールを行いアルミニウム部分でケースとレーザー溶接
できる。
ハーメチックシールという薄型化に有利な封口板構造技
術を生かしつつ、アルミニウム電池ケースを用いた電池
の軽量化が同時に実現可能となる。
説明する。
る。1はステンレス板である。2はアルミニウム板であ
り、1及び2をクラッド処理により張り合わせ封口板蓋
板としている。3はガラスの絶縁層であり封口板蓋板の
ステンレス製の部分とステンレス製の端子棒とを絶縁固
定するいわゆるメタル−ガラス−メタルの接合でハーメ
チックシール部分である。本実施例ではステンレス板及
びステンレス端子棒を用いた場合を示したが他のハーメ
チックシール可能な金属でもよい。
は以下のようにして作製した。正極板は、活物質である
LiCoO2に導電剤としてカーボンブラックを、結着
剤としてポリ四フッ化エチレンの水性ディスパージョン
を固形分の重量比で100:3:10の割合で混合した
ものをアルミニウム箔の両面に塗着、乾燥し、圧延した
後所定の大きさに切断したものである。これにアルミニ
ウム製の正極リード板を溶接している。負極板は、炭素
質材料を主材料とし、これとスチレンブタジエンゴム系
結着剤とを重量比で100:5の割合で混合したものを
銅箔の両面に塗着、乾燥、圧延した後所定の大きさに切
断したものである。これに、ニッケル製の負極リードを
溶接している。セパレーターはポリエチレン製の微多孔
フィルムである。正極板、負極板をセパレータを介して
巻き回し上面が長円形の極板群に整形する。この極板群
を角形アルミケースに挿入し正極リードをケースの内壁
に超音波融着にて接続する。一方負極リードは封口板の
端子4に抵抗溶接で接続する。その後に電解液を所定量
注入する。電解液には、エチレンカーボネート(EC)
とジエチルカーボネート(DEC)をモル比で1:3で
混合した溶媒に溶質として六フッ化リン酸リチウムを1
モル/1の濃度で溶解したものを用いた。電解液注入
後、封口板とケースをレーザー溶着にて接合し電池を封
口するが、図2に示したように封口板のアルミニウム合
金部分とアルミニウム合金製電池ケース5をレーザー溶
着にて接合する。このようにした封口板を用いることに
よりハーメチックシールという薄型化に有利な封口板構
造技術を生かしつつ、アルミニウムケースを用いた電池
の軽量化が同時に実現可能となる。
たような封口板構造ではハーメチックシール部分の体積
が小さくなり信頼性が低下する。このような問題を解決
するために図3に示した封口板構造にすることで信頼性
を確保することが可能である。この構造はステンレス層
の部分を絞り加工で筒状7にし、この筒内にハーメチッ
クシール部分を設けることでハーメチックシール部分の
体積を確保し液密信頼性を高めると同時に端子の固定を
確実にする。更に、ステンレス層の保護の目的でブロン
アスファルトピッチなどの保護塗料を図3の10の部分
に塗布し皮膜を形成する。この構造は封口板蓋板の厚み
が薄くなったときにより有効となる。蓋板の厚みが0.
5mmの場合に図1の構成の封口板を用いた電池と図3
の構成の封口板を用いた電池の耐漏液性試験結果を(表
1)に示した。図3の場合の筒部は0.5mmとした。
耐漏液試験は45℃RH90%の恒温恒湿試験層内で1
ヶ月保存した場合の漏液率で示した。
を示した。ステンレス鋼製フープ材及びアルミニウム製
フープ材にあらかじめ端子取り付け用の穴(13,1
4)をあけ図4(A)に示すようにクラッド加工する。
このとき次工程の絞り加工のために13及び14の穴径
は13<14とする(図4(B))。この後にフープ状
のまま絞り加工を施し筒状に成形する。断面を図4
(C)に示した。さらにフープ状のまま端子を挿入しハ
ーメチックシールする(図5)。このフープ材を所定の
寸法、例えば図5注に示した点線の位置で打ち抜き封口
板とする。また、15はフープ材の位置出しを行うため
のパイロット穴である。このような作成方法により封口
板の生産性を飛躍的に向上させることができる。
子しか取り出していない場合を示したが、正負極両方の
2端子を取り出す場合も同様の製造方法で作成可能であ
り、これを用いた電池も作成可能である。この場合は正
極リードケースに溶着するのではなく端子に溶着させ
る。
用いたがアルミニウム合金板でも良く、またステンレス
製の端子及び封口板蓋板を用いたが、鉄、ニッケルある
いはニッケルメッキした鉄製の端子及び封口板蓋板材料
の片側で構成した場合も同様に実施可能である。
液二次電池において、ハーメチックシールを採用した端
子を備えた薄型封口板においても、アルミニウムなどの
軽量電池ケースと溶接可能な封口板構造を提供すると同
時に、生産性の高い封口板製造法を提供できる。
図 (B)同封口板の上面図
ド加工した時の様子を示す図 (B)同クラッド加工したフープ材のB−B’断面図 (C)同フープ材の穴部を筒状に成形した時の様子を示
すB−B’断面図
図
Claims (6)
- 【請求項1】 2種以上の金属板を貼り合わせたクラッ
ド板を用い、その一部には電極端子設置用の穴部を設け
ていて、前記金属板のうち少なくとも1種類はガラスま
たはセラミックからなる絶縁層の形成が容易で、この金
属板の穴部と電極端子との間にガラスまたはセラミック
からなる絶縁層を配した非水電解液電池用封口板。 - 【請求項2】 クラッド板を構成する金属種のうちの1
種は、アルミニウムまたはアルミニウム合金である請求
項1記載の非水電解電池用封口板。 - 【請求項3】 極板群と電解液を内部に収容する金属製
角形ケースと、この角形ケースの開口部を封口する封口
板とを備え、前記封口板は2種以上の金属板を貼り合わ
せたクラッド板を用い、その一部には電極端子設置用の
穴部を設けていて、前記金属板のうち少なくとも1種類
はガラスまたはセラミックからなる絶縁層の形成が容易
で、この金属板の穴部と電極端子との間にガラスまたは
セラミックからなる絶縁層を配した非水電解液電池。 - 【請求項4】 長尺薄板状の金属フープに連続的に電極
端子設置用穴部を設ける工程と、前記穴部を設けた金属
フープ2枚を穴部同士が一致するように重ねてこれらを
圧着する工程と、前記各穴部に電極端子を設置し、穴部
と電極端子との間にセラミック製あるいはガラス製の絶
縁層を配する工程と、このフープを所定の形状に切断加
工して封口板を作製する非水電解液二次電池用封口板の
製造法。 - 【請求項5】 金属フープ2枚を穴部同士が一致するよ
うに重ねてこれらを圧着した後、前記穴部の周囲を一方
に折り曲げて筒状部分を形成し、その内側に電極端子を
設置する請求項4記載の非水電解液二次電池用封口板の
製造法。 - 【請求項6】 金属フープ2枚のうちの一方がアルミニ
ウムまたはアルミニウム合金製である請求項4記載の非
水電解液二次電池用封口板の製造法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23245598A JP4214569B2 (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 非水電解液電池とその封口板および封口板の製造法 |
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Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
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JP2000067826A true JP2000067826A (ja) | 2000-03-03 |
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Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23245598A Expired - Fee Related JP4214569B2 (ja) | 1998-08-19 | 1998-08-19 | 非水電解液電池とその封口板および封口板の製造法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP4214569B2 (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2013017436A1 (de) * | 2011-08-04 | 2013-02-07 | Volkswagen Varta Microbattery Forschungsgesellschaft Mbh & Co. Kg | Batterie mit neuartiger poldurchführung |
WO2022071298A1 (ja) * | 2020-09-29 | 2022-04-07 | 株式会社Gsユアサ | 蓄電素子 |
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---|---|---|---|---|
KR102043800B1 (ko) * | 2018-04-18 | 2019-12-02 | (주)케이엔제이브레이즈 | 리튬 전지 |
-
1998
- 1998-08-19 JP JP23245598A patent/JP4214569B2/ja not_active Expired - Fee Related
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JP4214569B2 (ja) | 2009-01-28 |
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