WO2001095412A1

WO2001095412A1 - Electrochemical device

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Publication number: WO2001095412A1
Application number: PCT/JP2001/004830
Authority: WO
Inventors: Tadayoshi Takahashi; Nobuharu Koshiba
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co., Ltd.
Priority date: 2000-06-09
Filing date: 2001-06-07
Publication date: 2001-12-13
Also published as: EP1291935A1; US20020106559A1; EP1291935B1; TW501305B; US7223496B2; EP1291935A4

Description

明細書電気化学素子技術分野

本発明は、電子機器の主電源やメモリパックアツプ用電源などに使用される有機電解液電池、あるいは電気二重層コンデンサやアルミニウム電解コンデンサ等の電気化学反応を利用した電気化学素子に関する。さらに詳しくは、容器の封口部に配される封止剤の塗布状態が確認可能な構成を備えた電気化学素子に関する。背景技術 '

電気化学素子の多くは、一対の電極がセパレ一夕を介して対向配置された素子ユニット、電解液、およびこれらを収容する容器から構成されている。この容器は、一般に、開口部を有する金属ケースおよびその開口部を封口する封口体から構成されている。また、金属ケースと封口体との間には、両者の電気的絶縁を確保するために、ガスケットを介在させることもある。そして、金属ケ一スと封口体との間、あるいはガスケットと金属ケースまたは封口体との間には、封止剤が配されている。なお、金属ケースの形状には、有底筒状、角形、ボタン型などがある。封止剤には、電解液の外部への漏液や蒸発を防止するとともに、外部からの水分の侵入を防止する機能が要求される。特に、電解液として非水電解液を用いた電気化学素子では、水分が非水電解液および電極に悪影響を与えることから、素子内部への水分の侵入を防ぐことを主眼として封止剤が使用されている。

従来から封止剤には様々な提案がなされている。その中でもァスファルト、コールタール等のピッチが最も広く用いられている。さらに、ピツチに鉱物油を混合したもの（特公昭 6 1— 3 6 3 4 4号公報）、ピッチにシリコンゴムを混合したもの（特開昭 6 3— 8 0 4 7 1号公報）が，高温 · 低温下での漏液を起こしにくい封止剤として提案されている。上記のような電気化学素子は、素子の小型化に伴って回路基盤に直接実装されている。その実装方法としては、リフロー法による自動ソルダリングが主流である。昨今、環境面における種々の課題から、世界的に製品の鉛フリー化がすすめられている。そして、鉛フリー半田を使用した高温リフロ一の自動実装に対応可能な部品の開発が急務とされている < しかし、次々と実装部品が高温対応化されて行くなか、電気化学素子はエネルギーを蓄積する部品であることから対応が困難であり、高温に対応した製品化も他の実装部品に比較して大幅に遅れている。その主たる理由は、電気化学素子がリフロー炉の内部を通過する際に高温状態（ピーク時に 2 5 0 °Cの環境下に数十秒程度）に曝され、非常に大きな熱ストレスを受け、破裂したり、性能劣化を起こすことによる。

このような問題に対して、本発明者らは先にブチルゴム、スチレンブ夕ジェンゴム等のエラストマ一からなり、耐熱性と封止性を両立する封止剤（特開 2 0 0 0— 1 3 8 0 4 2号公報）を提案した。この封止剤は. 漏液発生率の大幅な低減を可能とした。しかし、長期保存時等に僅かであるが漏液の発生が認められた。

本発明者らが漏液の発生原因について詳細な検討を行った結果、封止剤の塗布位置、および封止剤からなる被膜の均一性のばらつきが漏液を引き起こす要因になることを見いだした。さらに、発明者らが先に提案した封止剤は無色透明であることから、ガスケットに封止剤を塗布した状態での塗布位置及び被膜の均一性を、目視あるいは画像認識により確認するのは非常に困難である。このため、塗布位置や被膜の均一性の評価値が規定値から外れた素子を製造工程上の不良品として排除できず、漏液の発生につながつたものと考えられる。このような不具合の発生を防止するために、封止剤の塗布状態を画像データにて判定する先行例

(特開平 3 _ 3 7 9 5 5号公報）には、画像認識を行うための補助手段として、封止剤に白色粉末や発光剤を添加し、バックグランドと区別する構成が開示されている。しかし、これら粉末や発光剤は、封止剤としての機能を殆ど有さないので、封止性能の悪化を招く場合がある。本発明は、上記従来の問題点に鑑み、封止剤の特性に悪影響を与えることが無く、同時に電気化学素子のケース、封口板及びガスケットに配される封止剤の塗布位置、膜厚の均一性を目視または画像認識にて確認可能な構成を有する電気化学素子を提供することを目的とする。発明の開示

本発明は、正極および負極がセパレ一タを介して対向配置された素子ユニット、前記素子ユニットと接触する電解液、前記素子ユニットおよび電解液を収容する金属ケース、ならびに前記金属ケースの開口部を封口する封口体を備え、前記金属ケースと封口体との間に封止剤を配した電気化学素子であって、前記封止剤は、エラストマ一を主体とし、有機顔料を含み、前記金属ケース、ガスケット及び封口体と異なる色に着色されている電気化学素子を提供する。

本発明は、また、正極および負極がセパレ一夕を介して対向配置された素子ユニット、前記素子ユニットと接触する電解液、前記素子ュニッ卜および電解液を収容する金属ケース、前記金属ケースの開口部を封口する封口体、及び前記金属ケースと前記封口体との間に介在するガスケットを備え、前記ガスケットと前記金属ケースまたは前記封口体との間に封止剤を配した電気化学素子であって、前記封止剤は、エラストマ一を主体とし、有機顔料を含み、前記金属ケース、ガスケット及び封口体と異なる色に着色されている電気化学素子を提供する。

ここで、前記有機顔料は、フタ口シニアン系金属錯体からなる有機顔料であるのが好ましい。

本発明によれば、エラストマ一を主体とする封止剤を有機顔料によつて着色しており、その色調は金属ケース及び封口体と異なるばかりでなく、好ましくはガスケットとも異なる様に設定している。このため製造工程において封止剤の塗布液を調製し、これを塗布して塗布膜を形成した際に、金属ケース等の各構成部品と封止剤との彩度あるいは色調の相違から塗布状態の評価 ·判断が可能になり、塗布状態のバラツキを抑制できる。特に、画像認識装置を用いた製造工程では、着色部の位置から封止剤の塗布位置を確認することが可能になるだけでなく、塗布位置の認識結果を塗布装置にフィードバックすることで、塗布位置を的確に制御できる。

さらに、塗布された封止剤の斑やかすれ等の着色状況から封止剤の塗布状態を把握し、封止剤の膜厚を推定することができる。前記の認識結果を塗布位置と同様に塗布装置の制御に反映することで、封止剤の膜厚に生ずるバラツキを最小にできる。また、素子の封口性を確保するのに必要充分な量だけが塗布されるため、封止剤の塗布量を削減することも可能になる。

上記のように本発明の封止剤は、主材のエラストマ一と化学的な親和性を有し、かつ比重がほぼ同じ有機顔料で着色しているので、顔料粒子が均一に分散された構成となる。したがって、本発明の封止剤の塗布液では、顔料の沈降や分離を生じることがない。これに対して、上記の先行例（特開平 3— 3 7 9 5 5号公報）は、アスファルトやワックスの封止剤に白色粉末や発光剤を単に混合する構成である。そのため、そのような封止剤を、リフロー法による基板への直接実装を目的とする電気化学素子、あるいは使用環境が高温となる電気化学素子に使用した場合は、封止剤の機能を果たさなくなる。これは、アスファルトやワックスは、高温に曝されると流動するからである。

また、上記の先行例には、白色粉末の具体的な物質名としては酸化チタン（T i 〇₂ ) 、発光剤としては蛍光物質をあげている。前者の無機顔料を本発明のエラストマ一を主体とする封止剤の溶液に添加し、塗布液を調製した場合、無機粉末の比重が比較的大きい（例えば酸化チタンの比重は 3 . 8〜4 . 2 ) ことから、粉末は封止剤中で分離、沈降し易い。このため、塗布膜中で白色粉末の偏在が生じるから、そのような塗布膜を電池に適用すると、漏液を引き起こす要因となる。さらに、均一な塗布膜を得るには、封止剤の塗布液を常に混合、攪拌し、白色粉末の凝集、沈殿を防止する必要があり、封止剤の塗布工程の煩雑化を招いてしまう。後者の発光剤の場合は、蛍光物質が有機電解液に対して可溶性を有する。したがって、封止剤中の発光剤部分は、有機電解液との反応によつて溶解し、封止剤としての機能を果たさなくなるおそれがある。

一方、本発明の封止剤は、前述したようにエラストマ一と均一に混合、分散する有機顔料で着色しているので、素子に塗布される封止剤の機能低下に起因する特性の悪化を招くことはない。

また、封止剤の着色は、金属ケース、封口体及びガスケットの色調に応じて選択することが可能であり、その自由度も大きい。特に、製造ェ程に導入される画像認識装置は、各構成要素の色に加え、装置の特性及び環境による影響も受けることから、各々の影響を考慮した選択が好ましい。これにより、塗布状態、すなわち塗布位置や膜厚、の認識精度を大幅に向上させることが可能になる。

本発明の封止剤は、エラストマ一を主体としており、リフロー炉を通過させた場合でも、封止剤の溶融を生じることがなく、電気化学素子の容器内部の密閉性を保持することができる。さらに、熱ストレスの付加に伴う構成部品の変形、特にガスケットの膨張、収縮に追随できることから、電気化学素子の封止性能を大幅に向上させる。

このように本発明の構成によれば、封口体の周縁部、ケースの内面周縁部、ガスケットなどに、封止剤を所定位置に均一な膜厚で塗布することができ、塗布位置及び膜厚のバラツキに起因する漏液の発生を防止できる効果を奏する。封止剤を形成するエラストマ一、及び有機顔料は、いずれも耐熱性に優れ、かつ封止剤と他の構成部品との密着性に優れていることから、リフロー法による実装を行う際の過大な温度変化及び熱ストレスに対しても封止性能を維持できる。したがって、漏液発生の確率を低減した電気化学素子を得ることができる。図面の簡単な説明

図 1は、本発明の一実施例における偏平形非水電解液電池の縦断面図である。

図 2は、本発明の他の実施例における円筒形非水電解液電池の縦断面図である。

図 3は、本発明のさらに他の実施例における電気二重層コンデンサの縦断面図である。発明を実施するための最良の形態

本発明の電気化学素子は、封口部に用いられる封止剤が特定のゴム成分および特定の有機顔料からなる点に特徴を有する。すなわち、封止剤は、エラストマ一を主体とし、これに有機顔料を添加することで着色している。これにより封止剤は、金属ケース、封口体及びガスケットの色調と異なるように、任意の色に着色され、前記金属ケース等に封止剤を塗布した際に、塗布状況を目視または画像認識により容易に確認できる以下、本発明の具体的な実施の形態について説明する。

図 1は、厚さ 2 . l mm、直径 6 . 8 m mの偏平形有機電解液電池の縦断面図である。この電池は、リフロー法を用いた自動ソルダリングに対応し得る耐高温環境特性を有するように、 2 5 0 °C程度の耐熱性を有する材料を用いて構成されている。さらに、正極にマンガン酸リチウムを、負極にリチウム—アルミニウム合金を用いている。

図 1において、 1は発電要素を収容する電池ケースを表す。このケ一ス 1は、正極端子を兼ね、耐食性に優れたステンレス鋼からなる。ケース 1、負極端子を兼ねるステンレス鋼製の封口板 2、及びケース 1と封口板 2との間に介在させたガスケット 3により、発電要素を密閉する容器を構成している。ガスケット 3は、例えばポリフエ二レンサルフアイドからなる。このガスケット 3は、ケース 1と封口板 2とを絶縁する機能に加え、発電要素を液密的に電池容器内に密閉するための機能を有している。

封止剤は、ガスケット 3の封口板と接することとなる内面部分、すなわち内側の立ち上がり部から底面にわたる部分、並びにケース 1の内面の立ち上がり部から底部周縁部にわたる部分に塗布されている。封止剤を塗布した後、ケース 1の開口部にガスケット 3、封口板 2の順で組み合わせ、ケース 1の周縁部を内方に屈曲させることで、かしめ封口がなされる。図では、封止剤の被膜を 9で表している。

正極 4は、活物質のマンガン酸リチウムに導電剤の力一ボンブラック及び結着剤のフッ素樹脂粉末を混合し、その混合物を直径 4 mm、厚さ 1 . 2 mmのペレット状に成型した後、 2 5 0 °Cで 1 2時間乾燥したものである。得られたペレット状の正極 4は、ケース 1の底面にカーボン塗料を塗布、乾燥させて形成した正極集電体 7上に载置される。負極 5 は、金属リチウムとアルミニウムを電気化学的に合金化したリチウム— アルミニウム合金からなる。この製法は次のとおりである。まず、封口板 2の内面にステンレス鋼のネットからなる集電体 8を接合し、これに直径 4 mm、厚さ 0 . 3 mmの円盤状アルミニウムを圧着する。次に、前記アルミニウムの表面に、シート状のリチウム金属を圧着する。電池組み立て時に、電池容器内へ有機電解液を注入すると、リチウムとアルミニゥムが短絡状態になり、リチウムが電気化学的にアルミニウム中に吸蔵され、リチウム一アルミニウム合金が形成される。

正極 4と負極 5との間に配されるセパレ一夕 6は、ポリフエ二レンサルファイドからなる。有機電解液は、溶媒のスルホランにリチウムビスパ一フルォロスルホニルイミド L i N ( C F ₃ S 0₂) ₂を 1 m o 1 Z 1溶解したもので、電池容器に 1 5 1が充填されている。

図 2は、電気化学素子の一つである円筒形非水電解液電池の封口部に、封止剤を配した状態を断面図で示す。

金属ケース 1 1の中には、正極 1 2および負極 1 4がセパレー夕 1 3 を介して対向配置された素子ュニット、および非水電解液が収容されている。ただし、図 2において非水電解液は省略してある。素子ユニットは、正極 1 2、負極 1 4およびセパレー夕 1 3を積層したものを巻回したものである。

素子ュニットの上下には、電極の短絡を確実に防止するための上部絶縁リング 1 8および下部絶縁リング 1 9が配されている。そして、正極 1 2と接続された正極リード 1 2 aは、封口体 1 6に設けた正極端子 1 5と電気的に接続されている。負極 1 4と接続された負極リ一ド 1 4 aは、負極端子を兼ねる金属ケース 1 1 と電気的に接続されている。そして、金属ケース 1 1の開口部と封口体 1 6の周縁部との間には、封止剤 1 7が配されている。素子ュニット及び上下部の絶縁リングを金属ケース 1 1内に配置した後、ケースの開口部近傍に環状凹部を形成して. 封口体を受ける段部 2 0を形成する。次に、封止剤を、ケース 1 1の開口部内周面に 5〜 1 0 0 mの厚さに塗布する。封止剤の被歲を 1 7で表している。封止剤の塗布状態を画像認識により判別する方法としては. 上記の先行例に記載の方法が適用可能である。

図 3は、電気化学素子の一つである電気二重層コンデンサの封口部に. 封止剤を配した状態を示す。金属ケース 2 1の中には、活性炭からなる一対の分極性電極がセパレー夕を介して対向配置された素子ュニット、および非水電解液が収容されている。ただし、図 3において非水電解液は省略してある。素子ユニット 2 0は、図 3中では断面で示されていないが、正極、負極および両電極を隔離するセパレ一夕を積層し、巻回したものである。前記正極および負極には、それぞれ正極リード 2 3および負極リード 2 4が接続されている。

金属ケース 2 1の開口部は、ケース内部の非水電解液が蒸発したりしないように合成樹脂またはゴムからなる封口体 2 5で封口されている。金属ケース 2 1の開口端部は、その外周を絞り加工して、封口体 2 5の上面周縁部にかしめてある。封口体 2 5は、 2つの貫通孔 2 6および 2 7を有しており、これらの貫通孔を通して正極リード 2 3および負極リード 2 4が外部に導出されている。そして、金属ケース 2 1の開口部と封口体 2 5の側部および上面周縁部との間には、封止剤の被膜 2 8が配されている。正極リード 2 3および負極リ一ド 2 4と貧通孔 2 6および 2 7の内面との間にも、封止剤を設けてもよい。

封止剤は、 5〜 1 0 0 mの厚さで金属ケース、封口体またはガスケット表面の素子の封口部に対応する場所に塗布しておき、それから素子を組み立てれば、本発明の素子を得ることができる。本発明の封止剤は、エラストマ一を主体とするため、周知の封止剤であるピッチ等に比べて粘着力を有している。このため、リフロー法による実装時の急激な温度変化に伴って金属ケース、封口体またはガスケットが膨張 ' 収縮しても、その変化に追随できる。したがって、温度変化によって素子のシール性が低下することがなく、漏液を確実に防止することができる。

封止剤の主成分たるエラストマ一としては、炭素および水素元素を含むクロロプレンゴム、アクリルゴムを用いることができ、好ましくはブ夕ジェンゴム、二トリルゴム、イソブチレンゴム、ブチルゴム、ェチレンープロピレンゴム、エチレン一プロピレン一ジェンモノマ一ゴムの群から選択される単独、または複数を混合したエラストマ一である。構造式中に占めるケィ素および酸素原子の比率が高いシリコンゴムゃフルォ口シリコンゴムも適用可能である。これらは、構造式中に炭素および水素原子を含有しており、さらにケィ素が炭素と同族元素であることから. 前記エラストマ一と同様に有機顔料との親和性が高い。これらのエラストマ一は、一般に無色透明あるいは白色であるが、後述する有機顔料と組み合わせることで任意の.色に着色される。

上記の各エラストマ一に組み合わされ、封止剤を形成する有機顔料としては、レーキレッド、メチルバイオレット、ェォシンレーキ、グリ一ンゴ一ルド、フタ口シァニンブル一、フタロシアニングリーンなどを用いることができる。これらを用いることで表 1に示す色に着色が可能である。表 1

表 1において有機顔料が備える着色力の強さの面では、フタロシア二ンブルー、フタロシアニンダリ一ンなどのフタロシアニン系金属錯体が最も強いことから、封止剤への添加量の削減が可能となり、フタロシアンニン系の有機顔料は他の有機顔料に比べてより有利である。

フタロシアニン系金属錯体からなる有機顔料は、フタロシアニン化合物の中心部における二つの水素イオンを銅、コバルト、鉄、ニッケル、亜鉛等の遷移金属イオンによって置換された化合物である。これら化合物は、上記の通り強い色調を有することに加え、有機溶媒を始めとする各種の電解液に対する高い安定性、すなわち耐有機溶媒性、耐アルカリ性、耐酸性を備える。さらに、比重が 1 . 4前後であり、本発明の封止剤の主成分あるエラストマ一（比重 1 . 3〜 1 . 6 ) と同等であることから、封止剤中に有機顔料を添加 ·分散させた時に分離することがない < また、耐熱性の面に関してもフタロシアンニン系の有機顔料は優れており、リフロー時のような高温環境に曝されても安定に存在することが可能である。

有機顔料は、エラストマ一に対する分散性の面において、無機顔料の分散性に比べて非常に優れており、封止剤を作製する場合には部分的な色むらが無ぐなる。分散性に優れる理由としては、エラストマ一と有機顔料との比重がほぼ等しいことに加え、有機顔料の特徴である炭素、水素などからなる金属イオンの配位子と、主に炭素、水素を含有する構造であるエラストマ一が非常に弱く化学的に引き合つていることが挙げられる。一方、無機顔料は、一般に金属または金属酸化物を主体としており、比重がエラストマ一に比べて 2倍以上にある。さらに、エラストマ一との親和性に欠けることから、エラストマ一と混合後、すぐに顔料の沈降が始まり、封止剤に色むらが発生してしまう。

有機及び無機顔料と共に着色の手段として用いられる染料は、一般に有機電解液に対して不安定であり、溶解する可能性がある。したがって, 電気化学素子を長期間保存した際に、有機電解液と封止剤中の染料成分が接触することで、染料の溶解が生じ、信頼性に影響を及ぼすおそれが ¾る。

これに対して、有機顔料は、有機電解液に対して非常に安定であり、長期の保存においても封止剤中の顔料成分が溶解することもなく、電池の長期信頼性に全く影響を及ぼさない。

次に、上記の有機顔料を用いた封止剤の着色について説明する。

上述のように封止剤の主成分たるエラストマ一は無色透明あるいは白色であるため、封止剤に含有される有機顔料の量が多いほど、封止剤自体の色は濃くなる。そこで、ガスケットの色と着色された封止剤の彩度の差を大きく設定することで、封止剤の塗布位置や被膜の均一性を容易に目視あるいは画像認識で確認することができる。例えば、ガスケットに乳白色の樹脂を用いた場合、濃色、特に黒色や青紫色に着色された封止剤を塗布することで、塗布状況の認識精度は高まる。無色透明あるいは白色等の封止剤では、ガスケットの色と同系色であることから、色の識別は困難であり、有機顔料の量を高めても封止剤の高い認識精度は期待できない。従って、封止剤が塗布される部分の色に対して、異なる色彩に着色することで、封止剤への添加量を低めることが可能になる。このような製造工程上での認識精度に加え、耐熱性を考慮すると、フタ口シァニン系の有機顔料の中でも、耐熱性と色の濃さなどからフ夕ロシアニンブルーが最も好ましい。

封止剤に占める有機顔料の比率については、有機顔料の量が増加することで塗布状態の認識精度は向上する。その一方で、封止剤に占めるェラストマ一の量が相対的に低下し、封止剤に要求される最も重要な機能である封止効果が下がる。このため、封口体あるいはガスケットの高分子との接触面での接着性能が低下し、漏液発生の確立が高くなつてしまう。従って、封止剤に占める有機顔料の割合は好適な範囲が存在する。具体的には 1 0〜 3 0重量％程度が好ましい。

以下、本発明を偏平形非水電解液電池に適用した実施例について説明する。しかし、これは本発明の一例であって、本発明がこれに限定されるものではない。実施例 1

ガスケット 3およびセパレー夕 6に、ポリフエ二レンサルフアイドを用いた、図 1の構造を有する電池を組み立てた。

封止剤は、エラストマ一としてブチルゴムを使用し、有機顔料としてフタロシアニンブルーを使用した。塊状のブチルゴムをトルエンで溶解した溶液を調製し、これにフタロシアニンブル一の微粉末を添加した。このようにして調製した封止剤の塗布液をガスケット 3及びケース 1の所定の位置に塗布した。この塗布は、手作業にて実施し、さらに塗布状況を目視により確認した。封止剤の塗布後、トルエンを蒸発させることによって、有機顔料を含むブチルゴム被膜を形成させた。前記塗布液におけるブチルゴムおよび顔料の割合は 5重量％であり、そのうちブチルゴムと有機顔料の構成比は、ブチルゴム 6 0重量部に対して顔料 4 0重量部である。

上記のようにして封止剤が塗布されたケースおよびガスケットを用いて図 1のような構造を有する電池を作製した。ガスケット及びセパレー夕は、ポリフエ二レンサルファイドからなるものを用いた。この電池を

Aとする。実施例 2

電池 Aの有機顔料であるフタ口シァニンブルーに代えて、レーキレツドを用いた以外は電池 Aと同様の構成の電池 Bを作製した。実施例 3

電池 Aの有機顔料であるフタロシアニンブル一に代えて、有機顔料としてグリーンゴールドを用いた以外は電池 Aと同様の構成の電池 Cを作製した。比較例 1

電池 Aの有機顔料であるフタ口シァニンブル一に代えて、染料としてオイルレツドを用いた以外は電池 Aと同様の構成の電池 Dを作製した。比較例 2

電池 Aの有機顔料であるフタロシアニンブルーに代えて、無機顔料として酸化チタンを用いた以外は電池 Aと同様の構成の電池 Eを作製した ₍ 比較例 3

ブチルゴムのみを溶解したトルエン溶液を所定の部位に塗布し、トルェンを蒸発させることによって、図 1に示す封止剤の被膜 9をプチルゴムのみから作製した電池 Fを組み立てた。用いたトルエン溶液におけるブチルゴムの濃度は 3重量％である。得られた実施例の電池 A〜電池 C、及び比較例の電池 D〜 Fについて. 高周波加熱式リフロー炉を通過させ、耐高温環境特性試験を行った。各電池が通過するリフロー炉の内部の温度プロファイルは余熱行程として 1 8 0 °Cの環境下に 2分間放置し、引き続いて加熱行程として 1 8 0 °C . 2 4 5 ° (：、 1 8 0 °Cの各環境をそれぞれ 3 0秒間で通過させた後、室温に至るまで自然冷却を行った。本実施例では、電池 A〜電池 Fの各電池 1 0 0 0個ずっをリフロー炉に挿入する前にあらかじめ漏液の発生が無いことを確認した後、前記温度プロファイルにてリフロー炉を通過させ. 漏液の発生状況について検査を行った。漏液の発生が無い電池については、再度リフロー炉を通過させ、漏液の発生状況を調べた。漏液の発生状況を表 2に示す。表 2

表 2によれば、電池 A、 B、および Cは、封止剤に顔料を含まない比較例の電池 Fに比べ、リフロ一炉通過後における耐漏液性において優れている。着色が施された封止剤は、ガスケット 3及びケース 1、封口板 2との彩度の違いから、塗布位置、及び斑や掠れ等の塗布状態を目視にて容易に確認することができる。このため、封口部位における封止剤層が均一に形成され、かつそのバラツキも低くなり、漏液の発生確率が大幅に低減される。また、電池 A〜 Cにおいて封止剤の着色を変化させたが、封止剤に添加される有機顔料の種類による漏液の発生状況についての違いは少ない。本発明者らは、上記の実施の形態に記載した有機顔料の種類、封止剤への添加比率であれば、漏液の発生状況に相違は発生しないことも確認した。

一方、封止剤に染料（オイルレッド）を添加した比較例 1の電池 D、及び無機顔料（酸化チタン）を添加した比較例 2の電池 Eは、いずれも封止剤に着色が施されており、封口部位における封止剤層が均一に形成されていることを確認している。しかし、染料を添加した電池 Dは、リフロー時の熱による影響を受け、染料が変性したことに加え、有機電解液に染料が溶解し、封止性能が低下したために、漏液が生じたものと考えられる。無機顔料を添加した電池 Eは、有機電解液による分解や変質. あるいは熱による変性等の影響は受けていないが、封止剤の塗布時に無機顔料が偏在した部分が生じ、この部分の封止性能が低下したことにより、漏液が生じたものと考えられる。

顔料を含まないブチルゴムを用いた場合には、塗布された封止剤の膜が無色透明であり、封止剤の塗布位置および斑やかすれの状態確認を行いつつ、塗布作業を行うのは非常に困難であり、さらにこれらの状態を塗布後の様態から判断するのも難しい。このため、塗布された封止剤に斑やかすれが生じていたり、あるいは所定の位置から外れた場所に塗布された場合でも、目視によって封止剤の状態を確認することができず、その塗布状態にバラツキが生じてしまう。そして、この塗布状態のバラツキにより、所定の位置及び膜厚に封止剤が形成されていない電池が混在することになり、これら電池がリフロー炉の通過後に漏液したものと考えられる。

実施例では、偏平状の電池容器に発電要素を収容した偏平形電池について説明したが、図 2に示す円筒形電池や、角形電池への適用が可能である。また、有機溶媒を含む有機電解液電池について説明したが、本発明の封止剤の主成分たるエラストマ一は、水溶液系の電解液に対して安定であるため、これら電解液に対して安定な有機顔料を組み合わせることで、有機電解液電池だけでなく、ニッケル一水素竃池、ニッケル一力ドミゥム蓄電池、鉛蓄蓄電池等の二次電池、マンガン乾電池、アルカリマンガン電池等の一次電池に本発明に係る封止剤を用いることができる < 実施例では、有機電解液にスルホランを用いたが、スルホラン、 3— メチルスルホラン、テトラグライム、及びメチルォキサゾリジノンからなる群より選択される 1種類以上の溶媒を使用した有機電解液であれば. エラストマ一及び有機顔料に対して安定であり、封止剤に対する影響が無いことを発明者らは確認している。高温環境下における安定性の面においても、スルホランの沸点が 2 8 7 °C、 3—メチルスルホランの沸点が 2 7 6 °C、テトラグライムの沸点が 2 7 5 °C、メチルォキサゾリジノンの沸点が 2 7 0 °Cであることから、各沸点以下の環境下であれば、電解液の気化、分解は生じない。このため、 2 5 0 °C程度まで達するリフ口一炉の内部においても、封止剤の熱による劣化、電解液の分解を生じることなく安定した状態で存在し、電池特性を維持することができ、リフロー法による実装を可能にする。産業上の利用の可能性

本発明によれば、封止剤に添加される有機顔料の色彩を、電気化学素子を構成する部品の色彩と異なるように設定することで、封止剤を塗布した際に各構成部品の彩度の相違から、塗布状態の評価 ·判断が可能になる。したがって、塗布状態が基準に達せず、漏液を発生するおそれのある素子を製造工程から除くことができる。そのため漏液を発生する不良品の割合を大幅に低下させた電気化学素子を提供することができる。特に、画像認識による塗布状態の評価 ·判定の精度が大幅に向上するから、ほぼ全自動化されている実装工程の生産性向上にも大きく寄与する, さらに、封止剤にエラストマ一を用いることで、鉛フリー半田に対応する 2 6 0 °C以上の温度領域でも電気化学素子のリフロー実装が可能になり、環境問題にも対応できるなど、本発明の工業的価値は極めて高い。

Claims

請求の範囲

1 . 正極および負極がセパレー夕を介して対向配置された素子ュニット，前記素子ュニットと接触する電解液、前記素子ュニットおよび電解液を収容する金属ケース、ならびに前記金属ケースの開口部を封口する封口体を備え、前記金属ケースと封口体との間に封止剤を配した電気化学素子であって、前記封止剤は、エラストマ一を主体とし、有機顔料を含み，前記金属ケース、ガスケット及び封口体と異なる色に着色されいることを特徴とする電気化学素子。

2 . 有機顔料が、フタロシアニン系金属錯体からなる有機顔料である請求の範囲第 1項に記載の電気化学素子。

3 . 正極および負極がセパレー夕を介して対向配置された素子ュニッ卜, 前記素子ュニットと接触する電解液、前記素子ュニットおよび電解液を収容する金属ケース、前記金属ケースの開口部を封口する封口体、及び前記金属ケースと前記封口体との間に介在するガスケットを備え、前記ガスケットと前記金属ケースまたは前記封口体との間に封止剤を配した電気化学素子であって、前記封止剤は、エラストマ一を主体とし、有機顔料を含み、前記金属ケース、ガスケット及び封口体と異なる色に着色されていることを特徴とする電気化学素子。

4 . 有機顔料が、フタロシアニン系金属錯体からなる有機顔料である請求の範囲第 3項に記載の電気化学素子。