JPH03134949A - 細形リチウム電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、細形リチウム電池の改良に関するものである
。

従来の技術 細形リチウム電池の代表的な断面を第１図に示した。１
は負極端子を兼ねる集電棒で、ブチルゴムから成るガス
ケット２の底部と接する部分に円板状のつばが張り出て
いる。集電棒１のつば部より下はまずリチウム３が巻き
付けられている。さらにその上からリチウム３を覆うよ
うにセパレータ４が巻き付けられている。集電棒１の先
端部は、セパレータ４を溶着して集電棒１が正極合剤５
に直接接触しないようにしである。正極合剤５は、芯材
に正極活物質やカーボンのような導電剤を充填したもの
で、一定寸法に打ち抜いたものがアルミニウムからなる
正極端子を兼ねたケース６の中に挿入しである。封口部
は、集電棒１に挿入した円筒状のガスケット２を正極ケ
ース６の上端で内側にカシメる一方、正極ケース側面か
ら内側に向かって環状の溝部を形成し、ガスケット２の
圧縮を行なっている。

発明が解決しようとする課題 従来の電池の欠点は、封口部の機密性が悪いため耐漏液
性及び保存性が悪い点にある。封口部の液密性が悪い原
因は主としてケース材質とガスケット材質によるところ
が大きい。細形リチウム電池に使用するケースは、径が
小さく、はぞ長い形状をしているため加工が難しく、材
料の点で制約がある。一般に、リチウム電池やアルカリ
電池のケース材として使われているステンレスや鉄のよ
うに固くて伸びの小さい金属では深絞シ加工ができない
ため軟らかく伸びのある金属が必要となっている。又リ
チウム電池の正極ケース材としては化学的、電気化学的
に腐食をしないことが重要な条件になっている。そのた
めに、コイン形リチウム電池ではステンレスが使われて
いる。特に正極活物質にフッ化黒鉛（ＯＦ）ｎ　を用い
たフッ化黒鉛リチウム電池の場合は、クロム含有量の多
い高耐食性ステンレスを用いている。

以上のように加工性と耐食性の両方の特性を満足させる
ために細形リチウム電池のケース材としテアルミニウム
が使われてきた。アルミニウムケースは加工性が良いと
いう反面、強度が弱い欠点を持っている。特に封目時、
ガスケットをカシメたり、環状溝部を形成してガスケッ
トを圧縮する際に少しでも無理をするとアルミニウムケ
ースの破断が生じてしまう。又、アルミニウムケースを
用いた場合のガスケット材質はゴムのようにアルミニウ
ムの強度より弱いものを用いる必要がある。

例えば、コイン形リチウム電池で使われているポリプロ
ピレン製のガスケノ）・を用いて封口した場合、ポリプ
ロピレン製ガスケットに対するアルミニウムケースのカ
シメの力が弱めため、カシメる以前にアルミニウムのケ
ースが異常に伸びたり変形したシして封口ができない現
象が生じる。このように、細形リチウム電池においては
、ケース材としてアルミニウム、ガスケット材としてゴ
ムを用いることが避けられないこととなっていた。

従って、封口してもカシメの力や、ガスケットの反発力
が弱いため漏液しやすくなっている。電池の保存性につ
いても同様で、高温保存では電池内の電解液の蒸発によ
る劣化が、多湿中における保存では水分の侵入による特
性の劣化が生じやすくなっている。コイン形リチウム電
池に比べ、耐漏液性や保存性の点で劣るのは以上述べて
きたことによる理由が大きい。又、同じ細形であっても
電池外径が小さくなるほどこれらの欠点が顕著に現われ
てくる。

本発明は、このような問題点を解決することを目的とし
ている。

課題を解決するための手段 本発明は、前記の目的を達成するために、正極ケースの
材質、！：してステンレスとアルミニウム、又はニッケ
ルとアルミニウムの２層からなる材質を用い、電池内部
にアルミニウム層がくるように成型した正極ケースを用
いたことを特徴とするものである。

作用 このようにケース材として、アルミニウムの長所を活か
しつつステンレスやニッケルで強度を補なうと、封目時
のカシメの力が大きくなり機密性が向上する。これによ
り電池の耐漏液性及び保存性が向上する。さらにケース
材質の強化によりガスケット材質としてゴム以外のポリ
プロピレンやポリエチレンのようなプラスチックの使用
が可能となるため、それらと組み合わせて使用すると耐
漏液性や保存性の大幅な向上がはかれる。

実施例 以下、本発明の詳細な説明する。

電池のサイズは、外径２閣、高さ１１酎の細形リチウム
電池であり、その構成は第１図と同じとした。図中１は
負極端子を兼ねる集電棒で、外径が０．６＃のステンレ
スからできている。２はポリプロピレン製のガスケット
で、集電棒１のつば部の上に載っている。３は負極リチ
ウムで、シート状のリチウム箔を一定寸法に切断したも
のを集電棒１に巻きつけである。４はポリプロピレン製
の不織布からなるセパレータで、集電棒１に巻きつけた
リチウム３を覆うように巻きつけである。５は正極合剤
で、チタン製の芯材にフッ化炭素とカーボンの合剤を充
填したシートを、一定寸法に打ち抜いた後正極ケース６
の内壁に密着するように挿入されている。正極ケース６
は厚さ０．１　ｒｔａｎのアルミニウム層厚す０．１朋
のステンレス（ＳＵＳ３０４）をはり合わせたクラッド
村からなり、ケース内面にアルミニウム面がくるように
成型されている。封口部は、集電棒１に挿入した円筒状
のガスケット２を正極ケース６の上端で内側にカシメる
一方、正極ケース側面から内側に向かって環状の溝部を
形成し、ガスケット２の圧縮を行なっている。電解液は
γ−ブチロラクトン、１．２−ジメトキシエタン、ホウ
フッ化リチウムから成り、セパレータ４や正極合剤５に
含浸されている。

次に本発明品と従来品の漏液試験の比較を表１に、高温
保存試験の比較を表２に示した。漏液試愉は一り０℃〜
６０’（、のヒートショック（２ｈ／サイクル）中で行
ない１週毎に顕微鏡で漏液のチエツクを行なった。高温
保存試験は、電池を８０℃で保存し、２０日毎に取り出
した後２２にΩで放電し１，８ｖになるまでの放電持続
時間を測定した。

〈表　１〉 く　　表 ２　　〉 表１の漏液試験の結果、本発明品の電池はヒートショッ
ク６週経過後も漏液の発生はなかったが、従来電池は２
週目ですでに漏液の発生があり、３週目以後は急激に増
加している。又表２の高温保存試験の結果では、本発明
品の放電持続時間の劣化に対し、従来品の劣化が非常に
大きいことがわかる。

本発明品のねらいは、ケース材質として耐腐食性のアル
ミニウムをケース内面に、強度の強いステンレスやニッ
ケルを外面にすることによりそれぞれの長所を活かした
ととるにある。実施例ではステンレスとアルミニウムを
はり合わせたクラツド材について説明したが、ニッケル
とアルミニウムのクラツド材でも同様の結果が得られて
いる。

又、アルミニウムと他の金属との厚みの割合はケース厚
みによって種々のケースが考えられるが、アルミニウム
層の厚みは少なくとも０．１ｗ以上あることが望ましい
。これは、アルミニウムの厚みが薄くなると封口時に環
状溝部を設けた際にアルミニウム層にひび割れが生じ腐
食が生じるからである。

発明の効果 以上の実施例からも明らかなように、正極ケースの材質
としてステンレスとアルミニウム、又はニッケルとアル
ミニウムの２層から成る材質を用いた本発明の電池は、
耐漏液性及び保存性が大幅に向上した。

【図面の簡単な説明】

第１図は代表的な細形リチウム電池を示す半断面図であ
る。 １・・・・・・集電棒、２・・・・・・ガスケット、３
・・・・・・リチウム、４・・・・・・セパレータ、６
・・・・・・正りｂ合剤、６・・・正極ケース。 １−菓（棒

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 発電要素を内蔵した正極端子を兼ねる有底円筒状のケー
   ス６と、ガスケット２を介してその中心部に位置し、負
   極リチウム３を巻き付けた負極集電棒１からなる電池で
   あって、前記ケース６はその材質がステンレスとアルミ
   ニウム、又はニッケルとアルミニウムの２層から成り、
   電池内部にアルミニウム層がくるように成型したことを
   特徴とする細形リチウム電池。