JPH038256A - 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】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、電池に関する。さらに詳しくは電池容器内壁
面に改良された絶縁層を存する電池に関する。

（ロ）従来の技術 従来、三層錠剤状電池要素を用いる積層ボタン型７ｊｌ
池は、まず正極活物質を含んだ正極合剤粉末、電解質を
保持する多孔質のセパレータ合剤粉末、負極活物質を含
んだ負極合剤粉末を、成形用金型中にて１類次積層し、
一体に加ＯＥ校形して、正極、セパレータ、負極の三層
錠剤状電池要素を得、次に集電体を底部に溶接したボタ
ン型電池容器内に、航記錠剤状電池要素の側面と電池容
器ｔｙ＞　＠気的接牡を防ｌ二するための絶縁性のチュ
ーブを挿入し、この後に、面記錠剤状電池要素を設置し
て電解液を含浸させ、更に電ｌ也要素間のイオン伝導に
よる短絡を防止するために、電子缶導性の薄板であろ脣
；坂をｆ＋−在さ仕で前記と同様の錠剤状電池要素を設
置して電解液を含浸させる工程を操り返すことにより、
電池要素の積、１を行い、最後にフタを載せて、かしめ
て封口することにより？ａ、ｔを製造していた。

（ハ）発明が解決しようとする課題 前述の従来の電池は、電池容器が電池要素あるいは電池
要素間に配置される集電板（導電層）に接触して短絡す
ることを防止する目的で、円筒形に成形されたｍ指等か
ら成る非吸液性の絶縁性チューブを電池容器に内接して
挿入している。この地縫性チク、−ブは、樹脂等の薄肉
体であり、機械的あるいは熱的な形状安定性に欠け、ま
た前記電池要素あるいは前記集電板（導電層）との間の
クリアランスを大きく取らねばならず、電池のエネルギ
ー密度が低下する欠点があった。また電池の組立工程に
おいても、工程が曳堆となり製造歩留まりが低下する欠
点もうった。

本発明は、面記従来の電池がもつ問題点を解消するため
になされたちのであって、簡単な工程でかつ高い歩留ま
りで生産でき、電池容器と電池要素の間のクリアランス
を小さくすることができ、エネルギー密度を向上できる
電池を提供しようとするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 この発明者らは、電池のエネルギー密度を向上さける方
法について鋭意研究を行ったところ、従来の電池容器内
部に挿入する絶縁チューブの代わりに、内壁面にコーテ
ィングによって絶縁材料を彼Ｉした電池容器を用い、こ
の中に電池要素を配置して構成した電池は、電池容器の
実効内容積を増大させることができ、電池のエネルギー
密度を向上させることかでき、また、電池容器内部の形
状が単純化されるため、電池要素や集電板の設置か容易
となり、製造歩留まり乙向上するという事実を見出しこ
の発明に至った。

この発明によれば、正極活物質を含む正極合剤層と、電
解液を含むセパレータ層と、負極活物質を含乙゛負極合
剤看との三層の電池要素の一以上か導電層を介して密閉
容器内に収納されてなる電池において、電池容器がその
内壁面に合成樹脂絶縁層の被覆層を宵することを特徴と
する電池が提供される。

萌紀電池要素は、化学反応によって電子を発生させ所定
の電位差を発現させるためのらのであって、正極活物質
を含む正極合剤層と、電解液を含むセパレータ層と負極
活物質を含む負極合剤層との三層からなり、例えば、正
極合剤、セパレータ合剤及び負極合剤を１つの金型に順
次役人し、加圧して三層に積７１シて形成することがで
きる。前記正極合剤は、正極活物質、導電剤及び結着剤
からなる。この正極活物質は、例えば二酸化マンガン、
酸化ニッケル、三酸化タングステン、二酸化鉛、三酸化
モリブデン等の酸化剤が挙げられるが、中でら二酸化マ
ンガン々び酸化ニッケルが好適である。前記導電剤１は
、合剤中の電子導電性を向上させ、？ａｆＪｉの分極を
抑えるために添加される電子導電性物質であり、アセチ
レンブラック、グラファイト、カーボンブラック、ニッ
ケル粉末等が挙げられるが、中でらアセチレンブラック
及びグラファイトが好適である。前記結着剤は、前記正
極活物質及び前記導電剤の結着性を高めるために添加さ
れる物質であり、カルボキソルメチルセルロース及びそ
の塩、ヒドロキシエチルセルロース、ポリビニルアルコ
ール、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、寒
天等が挙げられる。前記導電剤及び前記結着剤は、正極
活物質１００重量部に対し、例えば１〜２０重！部ずつ
添加される。

セパレータ合剤は、電解液保持体及び結着剤から成る。

電解液保持体は絶縁体でなければならず、例えば二酸化
ケイ素、酸化アルミニウム等が挙げられる。結着剤とし
ては、前記正極合剤と同様ならのが選択される。前記結
着剤は、航ｚ２電解液保持体１００重量部に対し、通常
４０重量部以下の量配合される。負極合剤：よ、負極活
物質を正極活物質の代わりに用いて正極合剤と同様に調
製することが可能である。ここで、負極活物質としては
、表面に金属被覆を施した水素貯蔵合金が用いられる。

水素貯蔵合金としては、ランタンニッケル、ミソンユメ
タルニッケル、チタンニッケル等の合金が挙げられ、金
属被覆としは、ニッケル、銅等の無電解メツキ等による
被覆が挙げられる。前記負極活物質自体は、金属である
ため良好な電子導電性をらち、また加圧成形が可能なた
め、導電剤や結着剤の添加なしに負極合剤として使用す
ることら可能である。前記電１！ｉ！液は、例えば水酸
化カリウム水溶液等を用いることができる。前記電池要
素は、１個を用いてもよいが２錫以上を導電層（集電体
）を介して積み重ねて密閉容器内に収納して電池を構成
することができる。

この発明においては、電池容器がその内壁面に合成樹脂
絶縁層の被覆層を有する。航記１４池容器は、前記電池
要素を収納し、電池要素の化学反応によって生じた電子
を所定の電位差で取り出す正極と負極を形成するための
らのであって、例えば集電体を底部に溶接した正極缶に
、前記−以上の電池要素を導電層を介して収納し、絶縁
性のガスケットを介在させて負極蓋をかしめて密閉して
用いることができ、この密閉とともに前記収納された電
池要素の正極合剤の層及び負極合剤の層のそれぞれの面
がこの電池容器の正極及び負極に接続される。前記電池
容器の内壁面は、合成樹脂絶縁層の被覆層を有し、接近
した前記電池要素の端面に対して絶線することができろ
。前記合成樹脂絶縁層は、前記電池容器の内壁面に、例
えば絶縁性の合成樹脂を液体に分散させるかあるいは溶
解して塗布液を作製し、この塗布液を塗布するか又は溶
射等によって被覆して形成することができる。

前記絶縁性の合成樹脂は、前記電解液と反応しないらの
でかつ絶縁性の熱可塑性及び熱硬化性樹脂を用いるがで
き、例えばエポキシ樹脂、変性ポリオレフィン、４フツ
化エチレン樹脂、エチレン−酢酸ビニル重合体、メタク
リル酸−エチレン共重合体、アイオノマー樹脂等が挙げ
られ、この中でも変性ポリエチレン、変性ポリプロピレ
ン、４フツ化エチレン樹脂が電気化学安定性に浸れかつ
熱溶着性を有し被覆加工性に浸れているので好ましい。

また、この合成樹脂絶縁層は具体的には、例えば前記熱
溶着性の樹脂を低沸点の液体に溶解又は分散させた塗布
液を、電池容器内面に塗布し、加熱により乾燥させるか
、又は予め加熱溶融させた液状の前記熱溶着性のｉｆ脂
を、この熱溶着性樹脂の融点付近に加熱した電池容器の
内面に空気と共に吹き付けることにより溶射して、通常
１００〜５００μｍの膜厚の絶縁層を形成することがで
きる。

（ホ）作用 電池容器の内壁面に被覆して形成された合成樹脂絶縁７
１が、電池容器内壁面に対する電池要素の接近を可能に
し、電池容器内のスペースを効率的に利用させる。

（へ）実施例 実施例１ 電池容器内壁面への合成樹脂絶縁層の形成開口部に負極
蓋接合用フランツ部を有する内径１６．８■、深さ８１
１のステンレス製正極缶に、その底部にマスキング材を
取付け、内壁面に２５重量％の変性ポリエチレンのトル
エンディスバージョン液を吹き付けによって塗布し、次
に１３０℃の恒温槽中で３０分間乾燥した後、取り出し
冷却して膜厚的１５０μＩの絶律性合成樹脂彼ＩＦＪ３
を形成する。

尚、前記絶縁性合成樹脂被覆層を形成した後の正極缶内
の直径はこの被覆層が薄いためＬ６．５ｚｘであった。

電池の成形 正　極　合　剤　γ−二酸化マンガン　　　　　　　　
　　１００重量部アセチレンブラック　　　　　　　　
　　　２０〃カルボキシメチルセルロースナトリウム　
１０〃二酸化ケイ素　　　　　　　　　　　　　１００
〃カルボキシメチルセルロース　　　　　　　５　〃水
素化したチタンニッケル　　　　　　　１００〃アセチ
レンブラツク　　　　　　　　　　１０　　〃カルボキ
シメチルセルロース　　　　　　１０　　”セパレータ
合剤 負極合剤 上記正極合剤２００ｆＡ９を直径Ｌ＋、８ａｘの金型に
投入し軽く圧縮し、この上に上記セパレータ合剤２００
．１１９を投入し再び軽く圧縮し、更にこの上に上記負
亜合剤２００ｚ９を投入し、２００ｍ９／ａｍ’に加圧
し、離型して三層錠剤状電池要素を作製する。

電池の形成 第１図に示すように、前記絶縁性合成樹脂被覆、１３を
有する正極缶２の中に、前記三層錠剤状電池要素Ｉを載
置し、３０重里％の水酸化カリウム水溶液１００μ（を
滴下し、ニッケル製の直径１６．３ｘｚ、厚さ５０μｍ
導電仮５を載置し、更にこの上にこの電池要素の載置と
電解液の滴下及び導電板の載置の工程を２回繰り返し、
この上に前記と同様の導電板５を載置し、前記正極缶の
負極Ｍ接合用フランジ部８に絶縁性のガスケット４を介
在して、負極蓋６を配置し、かしめて封口し電池を作製
した。

電池のエネルギー効率 第１表に示すように、絶縁性合成樹脂被覆層形成前の正
極缶内径Ｄｘｘと電池要素の外径ｄｘｘから池の容＠効
＄（Ｅ％）は８８．５％であり後述の比較例に比べ約１
１％大きくなり、得られた電池のエネルギー効率は大巾
に向上することを確認した。

（以下余白） 実施例２ 実施例１において、正極缶の内壁面に変性ポリエチレン
のトルエンディスバージョン液を吹き付すによって塗布
する代わりに、正極缶を１２０℃に加、熱し、変性ポリ
エチレンを溶融させて、空気と共にこの正極缶の内壁面
に吹き付は溶射を行い、厚さ約１００μｍの絶縁性合成
樹脂被服層を形成し、この他は実施例１と同様に電池を
作製した。この電池の電池容器の容積効率は第１表に示
すように８８．５％であり、このｔｔのエネルギー効率
は大巾に、向上することを確認した。

比較例１ 実施例１において、正極缶の内壁面に絶縁性合成樹脂被
覆層を形成する代わりに第２図に示すように絶縁層とし
てポリエチレン製チューブ８を設！した。尚、このチュ
ーブ８の内１は、１６Ｒ２となり、この内径より大きい
チューブは電池の組立作業の効率か低下するｒこめ使用
できなかった。次に直径１５　、８ｘｍの金型を用いる
代わりに直径１５．０＋ｕの金型を用い、この池は実施
例１と同機にして電池を作製した。得られた電池のエネ
ルギー効率は、第１表に示すように、この電池の電池容
器の容積効率が７７９％であり、やや低いしのであった
。

（ト）発明の効果 この発明によれば、電池容器と電池要素の間のクリアラ
ンスを小さくすることができ、エネルギー密度を向上す
ることができる電池を提供することができる。この電池
は、電子機器の電源として有用であり、または簡略化さ
れた組立工程によって低いコストでかつ高い歩留まりを
維持製造することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明の実施例において作製した電池の説
明図、第２図は従来の電池の説明図であ三、１錠剤状電
池要素、２・・・正極缶合成樹脂絶縁層の被覆石、 ・・ガスケット、　　　　　５・・・・果電仮、・負題
蓋、 ・絶縁チューブ、 ・・負極蓋接合用フランツ部。 １　　　・ ３・・　・ ４　・・ ６　・・ ８・・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、正極活物質を含む正極合剤層と、電解液を含むセパ
   レータ層と、負極活物質を含む負極合剤層との三層の電
   池要素の一以上が導電層を介して密閉容器内に収納され
   てなる電池において、電池容器がその内壁面に合成樹脂
   絶縁層の被覆層を有することを特徴とする電池。