JPH04115456A

JPH04115456A - リチウム電池

Info

Publication number: JPH04115456A
Application number: JP2233514A
Authority: JP
Inventors: Haruo Kogure; 小暮　春男; Kaoru Murakami; 薫村上
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1990-09-03
Filing date: 1990-09-03
Publication date: 1992-04-16

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、リチウムを負極活物質とし、有機電解液を用
いるリチウム電池の封口部の改良に関するもので、耐漏
液性を向上させることを目的としている。

従来の技術リチウム電池は、高エネルギー密度を有し長期保存性に
優れているところから、電子機器をはじめとするあらゆ
る分野で使用されるようになってきた。そのだめ、高温
での長期間使用や温度変化の激しい環境下での用途が増
え、電池に対する要求が厳しくなってきている。従来、
水酸化カリウムや水酸化ナトリウム等のクリープ性で腐
食性の強い電解液を用いたアルカリ電池に比べ、有機電
解液を用いたリチウム電池は耐漏液性が比較的良く、漏
液による機器の損傷も発生しにくいため特には重視され
ていなかった。しかし、最近では外観上の問題や保存性
が厳しく要求されるに従い、リチウム電池の耐漏液性を
向上させることが信頼性を向上させる上で重要になって
いる。

従来、漏液を防止するために封口部の構造や封口方法、
ガスケット材質等の改良が行われてきた。

まだ、封口部におけるシール剤として、アスファルト、
エポキシ系樹脂、ポリアミド系樹脂、ポリイソブチレン
、合成ゴム系接着剤等の検討が行われてきたが、まだ十
分な耐漏液性が得られていない。

第１図に偏平形リチウム電池の代表的な断面を示し、こ
の図を用いて説明する。負極端子を兼ねた封口板１の内
側に円形のリチウム２が圧着されている。３はベレット
状に成型した正極合剤で、皿状に絞っであるセパレータ
４の内側に載置され、リチウム２と直接に接触しないよ
うにしである。

正極合剤３は活物質と導電剤とバインダーからできてい
る。活物質としてはフッ化黒鉛、二酸化マンガン、酸化
鋼等が使われ、導電剤としては黒鉛が、バインダーには
フッ素樹脂が用いられている。

５は正極端子を兼ねる電池ケースで、封口板１と組み合
わされた断面り字状のガスケット６の上部を内側にカー
ルして内部を密閉しである。７はノール剤層で、封口板
１とガスケット６の接するシール部及び電池ケース６と
ガスケット６の接するシール部に設けられている。８は
集電体で、正極合剤３と電池ケース５の接触状態をより
良好に保つために、ステンレスやチタンのシートラ打チ
抜いたものを電池ケース６の内面にスポット溶接しであ
る。

発明が解決しようとする課題過去からいろいろな電池でアスファルトがシール剤とし
てよく使われていたが、リチウム電池においてもアスフ
ァルトを有機溶剤で溶かし、鉱物油を混合したシール剤
を用いていた。これは、アスファルトが石油を蒸留した
後の残留物であるため、安価でしかも粘着性、弾性、電
気絶縁性を備えているためである。しかし、リチウム電
池においてはγ−ブチロラクトン、プロビレンカーボネ
−）、１．２　−ジメトキシエタン等を主成分とする有
機溶媒を電解液に使用しているため、電池の保存中にア
スファルトの一部が電解液に溶け、シール性能が劣化し
て漏液が生じるという問題があった。

また、圧力や熱をかけた時に軟化しやすい性質を持って
いるため、電池を封口した際や高温で保存した時に、ア
スファルトがシール部から電池表面に押し出され、外観
上の不良が多く発生しやすいという欠点も持っていた。

また、耐有機電解液性が良いシール剤としてポリイソブ
チレンがあるが、粘着性が非常に高く軟らかいため、電
池を封口した際にシール部から電池の外に押し出され外
観不良が発生したシ、シール性の低下に伴い漏液が生じ
るという欠点も持っていた。特に、平均分子量が１０ｏ
ＯＯ以下のものはその傾向が強く粘着性によシ生産時に
工程トラブルが発生し、逆に電池組み立て時の作業性の
低下の原因にもなっていた。

本発明は、上記のような従来の問題点を解消し、耐漏液
性に優れるリチウム電池を供給することを目的としてい
る。

課題を解決するだめの手段本発明は、前記の目的を達成するために、ガスケットと
封口板とのシール部及びガスケットと電池ケースとのシ
ール部にポリスチレン・ポリインプレンブロック共重合
体とポリイソブチレンの混合物から成るシール剤層を形
成したことを特徴とするものである。

作用このシール剤層は、成膜性に優れたポリスチレン・ポリ
イソプレンブロック共重合体と粘着性に優れた平均分子
量の大きいポリイソブチレンの混合物からできており、
それぞれの長所である成膜性と粘着性を合わせもつとい
う特徴を持っている。

また、いずれも耐有機電解液性に優れているため、電解
液と長期間接触しても溶けたシ膨潤することがない。従
って、封口板、電池ケース、ガスケット等と液密的に密
着した状態を長期間保ち、安定したシール性能を維持で
きるため電池の耐漏液性が著しく向上する。さらＫ、こ
のシール剤層は被膜を形成するため、電池を封口した際
でも電池の外にシール剤が押し出されないため外観不良
の発生を防止できる。

実施例以下、本発明の実施例を図面と共に説明する。

電池の構成は第１図と同じで、外径１６１ｔｌａ　ｓ高
さ２麿の偏平５１Ｊチウム電池とした。１は厚さ０．２
閣のステンレスから成る封口板、２は、直径１１馴、厚
さ０．３３ｍｍのリチウムで封口板１に圧着されている
。３は、二酸化マンガンと黒鉛とフッ素樹脂からなる正
極合剤で、外径１２　ｍ　、厚さ０．８６闇のペレ７）
状に成型しである。４はポリプロピレン不織布からなる
セパレータ、６は厚さ０．２聴のヌテンレス製電池ケー
ス、６はポリプロピレン製のガスケット、７はポリスチ
レン・ポリインプレンブロック共重合体とポリイソブチ
レンの混合物から成るシール剤層、８は厚さ０．１　ｍ
のチタン製菓電体である。電解液は、プロピレンカーボ
ネ−）と１．２−ジメトキシエタンの混合溶媒に過塩素
酸リチウム１モル／ｌを溶解させたものである。

本発明で用いたシール剤は、ポリスチレン・ポリイソプ
レンブロック共重合体５０重量％と平均分子量４０００
０のポリインブチレフ６０重量係の混合物をトルエンに
て希釈溶解させた混合溶液であシ、注射針式の注液ポン
プで吐出できるように３００　ｃｐｓ以下の粘度に調節
したものである。

また、使用したポリスチレン・ポリイソプレンブロック
共重合体は、ポリスチレン分子と水素添加したポリイソ
プレン分子からなるブロックコポリマーである。電池ケ
ース側のシール部については、あらかじめ電池ケース５
の内壁面にシール剤を塗布、乾燥し、トルエンを蒸発さ
せてシール剤層を形成しておいた。また、封口板側のシ
ール部についても同様にガスケット６の内壁にシール剤
を塗布したのち乾燥を行い、シール剤層を形成させてか
ら封口板１と組み合わせた。

混合するポリイソブチレンの重量比は、種々の検討の結
果１０〜７５重量％が好ましいことがわかっている。こ
れは、ポリイソブチレンの量が１０重量％以下ではポリ
イソブチレンの特徴である粘着性がなくなるため耐漏液
性が悪くなる。逆に、７６重量％以上ではポリスチレン
・ポリインプレンブロック共重合体の特徴である被膜の
弾性の低下に伴い、封口した際にシール剤が電池の外に
押し出されて外観不良が増えるからである。

次に実施例で示した本発明の電池と、従来のアスファル
トに鉱物油を加えたシール剤を用いた電池の漏液試験結
果を次表に示した。漏液試験は０〜７０″Ｃのヒートシ
ョック雰囲気（４０分／サイクル）に電池を放置し、１
週間毎に顕微鏡で漏液発生数の測定を行った。本発明品
と従来品はシール剤以外はすべて同じ構成の電池である
。

また第２図に、シール剤中のポリイソブチレンの重量比
と電池組み立て後のシール剤のはみ出しによる外観不良
の発生率の関係を、第３図には同じくポリイソブチレン
の重量比と漏液発生率の関係を示した。漏液発生率は前
記の試験条件において４周目の漏液発生率で示した。

本実施例で用いたポリイソブチレンは平均分子量が４０
０００であったが、１ｏｏｏｏ〜１０００００のもので
も同様の効果が得られる。

しかし１００００以下になると、シール剤層が軟らかく
なるだめシール剤のはみ出しとシール性の低下が生じ、
１０００００以上では高粘度になるためシール剤の調合
作業が困難になるので好ましくない。

また、本実施例では二酸化マンガンリチウム電池系につ
いて示したが、電解液にγ−ブチロラクトンと１．２−
ジメトキシエタンを用いるフッ化黒鉛リチウム電池や、
同じような電解液を用いる酸化銅リチウム電池、カーボ
ンリチウム二次電池、バナジウムリチウム二次電池等に
ついても同様の効果がある。

発明の効果以上の説明からも明らかなように、電池のシール部にポ
リスチレン・ポリイソプレンブロック共重合体とポリイ
ソブチレンの混合物から成るシール剤層を形成した本発
明の電池は、厳しｂ条件下においても耐漏液性に優れる
とともに、塗布したシール剤が電池の外に押し出されな
いため外観不良の減少に非常に効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は代表的な偏平型リチウム電池の断面図、第２図
はポリイソブチレンの重量比と外観不良の発生率との関
係を示す図、第３図はポリイソブチレンの重量比と漏液
発生率の関係を示す図である。１・・・・・・封口板、２・・・・・リチウム、３・・
・・正極合剤、４・・・・・・セパレーター、５・・・
・・電池ケーク、６・・・・・・ガスケット、７・・・
・・・シール剤層、８・・・・・集電体。代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２８第　１　
図１−一一替１版２−−リチう４３−−一正碌８〜１＋−一づｌ’Ｌ−タ５−−ｔう＋！ｉスｇ−−−〃’スケ１．ト７−−−ンーノＬ慣→ｉｔ６−−−菓を俤

Claims

【特許請求の範囲】

（１）負極活物質であるリチウムと正極活物質と有機電
解液からなる発電要素を内蔵し、ガスケットを介して負
極端子を兼ねた封口板を電池ケースでカシメて封口した
電池であって、前記ガスケットと封口板とのシール部及
びガスケットと電池ケースとのシール部にポリスチレン
・ポリイソプレンブロック共重合体とポリイソブチレン
の混合物からなるシール剤層を形成したことを特徴とす
るリチウム電池。
（２）前記ポリイソブチレンの平均重合度が、１０００
０〜１０００００である特許請求の範囲第１項記載のリ
チウム電池。