(57)【要約】【課題】コイン形電池において、ケースのかしめ封口時の電解液の漏れを防止することにより、電池内部に所定の電解液量が封入できないことに起因する電池の内部抵抗の上昇を抑制し、電池の寿命特性を向上させることを目的とする。【解決手段】正極と負極の間にセパレータを介した発電要素を有するコイン形電池であって、前記セパレータが複数枚の微多孔膜からなり、前記微多孔膜の少なくとも一つに貫通部を有し、前記貫通部と前記正極または前記貫通部と前記負極の間に他の微多孔膜が設けられていることを特徴とする。【選択図】図２
2006331909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極の間にセパレータを介した発電要素を有するコイン形電池であって、前記セパレータが複数枚の微多孔膜からなり、前記微多孔膜の少なくとも一つに貫通部を有し、前記貫通部と前記正極または前記貫通部と前記負極の間に他の微多孔膜が設けられているコイン形電池。
【請求項２】
正極と負極の間にセパレータを介した発電要素を有するコイン形電池であって、前記セパレータが複数枚の微多孔膜からなり、前記樹脂膜の少なくとも一つの切り欠き部を有し、前記切り欠き部と前記正極または前記切り欠き部と前記負極の間に他の微多孔膜が設けられているコイン形電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はコイン形電池、特にそのセパレータに関する。
【背景技術】
【０００２】
コイン形電池は従来から電子機器のメモリーバックアップ用電源、電卓や補聴器等の民生用機器等の電源等に使用されている。
【０００３】
従来のコイン形電池は、コイン形状の正極と負極とが円形状をした複数枚のセパレータを介して積層しており、このセパレータには不織布や微孔性膜が用いられているとともにセパレータは正極と負極の絶縁及び電解液を透過する役割を果たしており、コイン形電池は、ガスケットと一体型となっている封口板に負極を入れ、複数枚の微多孔膜からなるセパレータを負極に備え、セパレータの中央部に電解液を注液し、正極をセパレータ上に備え、ケースをかぶせた後封口することにより組み立てられている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平５−１０９４３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら従来のコイン形電池では、円形状をした複数枚のセパレータに電解液の浸透性が低いポリプロピレンやポリエチレンからなる不織布や微孔性膜を用いるため、組立工程の電解液注液時においてセパレータ及び極板へ電解液が浸透するまでに長い時間を要することから、ケースのかしめ封口時に電解液の漏れが発生し、電池内部に所定の電解液量が封入できず電池の内部抵抗が上昇し、その結果電池寿命が短くなるという課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記課題を解決するために、本発明は、正極と負極の間にセパレータを介した発電要素を有するコイン形電池であって、前記セパレータが複数枚の微多孔膜からなり、前記微多孔膜の少なくとも一つに貫通部を有し、前記貫通部と前記正極または前記貫通部と前記負極の間に他の微多孔膜が設けられているコイン形電池を提供する。
【０００６】
本発明のセパレータを用いることによって、電解液が電解液通過部を優先的に通過することにより電解液のセパレータへ浸透性が上がり、組立工程で電解液注入後のかしめ封口時の電解液の漏れを抑制し、所定の電解液量が電池内部に注入できるため内部抵抗が安定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によると、組立工程での電解液の漏れが少なく内部抵抗が安定したコイン形電池を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明は、正極と負極の間にセパレータを介した発電要素を有するコイン形電池であって、前記セパレータが複数枚の微多孔膜からなり、前記微多孔膜の少なくとも一つに貫通部を有し、前記貫通部と前記正極または前記貫通部と前記負極の間に他の微多孔膜が設けられていることを特徴とし、封口時の電解液の漏れを抑制し、良好な電池寿命特性を得ることができる。また、微多孔膜の少なくとも一つに貫通部を有することにより、正極、負極あるいはセパレータに浸透しない電解液（いわゆる遊離電解液）の量を一定量確保することできるるとともに、内部短絡が発生しないように貫通部と正極または貫通部と負極の間に他の多孔膜を設けていることにより、さらなる電池の長期保存化が期待できる。
【０００９】
すなわち本発明は、コイン形電池のセパレータの少なくとも一方に貫通部を有し、前記貫通部と他方のセパレータの対向する部分に貫通部を有さないセパレータを用いると、電解液が貫通部を優先的に通過するため、電解液の浸透性が高く、組立時の液漏れが少なく、所定電解液量を確実に注入可能となり、電池の内部抵抗が安定することを見出したものである。
【００１０】
さらに電池が多湿環境下にある場合においては、組立直後の電解液漏れが少ないため余分の電解液が豊富に存在することにより、電解液の蒸発に伴う閉回路電圧の低下を抑制し、長寿命化の効果がある。
【００１１】
また本発明は、正極と負極の間にセパレータを介した発電要素を有するコイン形電池であって、前記セパレータが複数枚の微多孔膜からなり、前記樹脂膜の少なくとも一つの切り欠き部を有し、前記切り欠き部と前記正極または前記切り欠き部と前記負極の間に他の微多孔膜が設けられていることを特徴とし、電解液漏れが抑えられるため充電後内部抵抗の低下、多湿環境保存下における長寿命化という効果を奏する。
【００１２】
さらに電池が多湿環境下にある場合においては、組立直後の電解液漏れが少ないため余分の電解液が豊富に存在することにより、電解液の蒸発に伴う閉回路電圧の低下を抑制し、長寿命化の効果がある。
【実施例１】
【００１３】
４Ｖ級活物質であるＬｉＣｏＯ2、導電剤としてのカーボンブラックおよび結着剤としてのフッ素樹脂粉末を造粒機により１分間混合した混合合剤に蒸留水を加え、さらに混合した。これを直径４．２ｍｍ、厚み０．６ｍｍのペレット状に成型した後、２００℃中で２４時間乾燥し、正極を得た。
【００１４】
一方、チタン酸リチウムに導電剤としてのカーボンブラックおよび結着剤をミキサーにより１０分間混合し、直径４．７ｍｍ、厚み０．７ｍｍのペレット状に成型した後、１５０℃中で２４時間乾燥し、負極を得た。
【００１５】
また、封口板をステンレス鋼、電池ケースを作製し、電池ケースと封口板を絶縁するガスケットにはポリプロピレン製ガスケットを用いた。
【００１６】
さらに、集電体は導電性カーボン塗料を電池ケース及び封口板の内面に塗布した後、塗膜の水分を除去するために乾燥して用いた。
【００１７】
また、電解液としてはプロピレンカーボネートとメチルエチルカーボネ−トを体積比１：３の割合で混合した溶媒に、溶質ＬｉＰＦ6を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解したものを用いた。
【００１８】
セパレータには、直径５．０ｍｍのポリプロピレン製不織布からなる微多孔膜を２枚重ね合わせ、正極側の微多孔膜の中央に直径２．０ｍｍの貫通部を設けたものを用いた。
【００１９】
そして、ガスケットと一体化された封口板に負極を入れ、セパレータを負極上に備え、セパレータの中央部に電解液を２０ｍｇ注液し、セパレータ上に正極を具え、電池ケースをかぶせた後、電池ケースをかしめ封口して直径６ｍｍ、高さ１．６ｍｍの電池を作製し、この電池を電池Ａとした。
【００２０】
なお、電池内部の気密性を高めることで電解液の蒸発を最小限に抑え、かつガスケットの破断が生じない程度に封口板上端部と電池ケース間のガスケットの圧縮率を５０％になるように封口圧を設定した。
【実施例２】
【００２１】
微多孔膜を３枚重ね合わせ、中央の微多孔膜に貫通部を設けたこと以外は電池Ａと同様にして作製した電池を電池Ｂとした。
【実施例３】
【００２２】
微多孔膜を２枚重ね合わせ、全ての微多孔膜に貫通部を有し、片側半分に３箇所の貫通部を一列に設けた１枚と、これと同じ形状の微多孔膜を１８０°回転させた１枚を設けたこと以外は電池Ａと同様にして作製した電池を電池Ｃとした。
【実施例４】
【００２３】
微多孔膜に貫通部ではなく円弧状の切り欠き部を設けたこと以外は電池Ａと同様にして作製した電池を電池Ｄとした。
【実施例５】
【００２４】
微多孔膜に貫通部でなく多角形状の切り欠き部を設けたこと以外は電池Ａと同様にして作製した電池を電池Ｅとした。
【００２５】
（比較例１）
微多孔膜に貫通部を設けなかったこと以外は電池Ａと同様にして作製した電池を電池Ｆとした。
【００２６】
上記電池Ａ〜電池Ｆに対して、各５００個電池を作製し、組立後に電池の重量を測定した。その後、４５℃で７２時間の第一エージング、２．５Ｖで３０時間の充電、４５℃で７２時間の第二エージングを行い、２５℃で４時間保存してから内部抵抗の測定した。また、６０℃、湿度９０％の環境下で５０日間保存した後、閉回路電圧（ＣＣＶ）を測定した。
【００２７】
これら５００個の組立後の電池重量、第二エージング後の内部抵抗、６０℃、湿度９０％の環境下での５０日後のＣＣＶの平均および標準偏差を表１に示す。
【００２８】
【表１】
2006331909.tif 000003
【００２９】
表１から明らかなように、電池Ｆと比較して電池Ａ−電池Ｅでは重量の平均値が高く、電池重量のバラツキをあらわす標準偏差が低くなっている。つまり、電池Ａ−電池Ｅでは電解液の漏れが少なく、電解液量のバラツキが小さくなるという結果が得られた。
【００３０】
そしてこの結果が、第二エージング後の内部抵抗、６０℃−湿度９０％の環境下で５０日保存した後の閉回路電圧といった各電池の特性に良い効果をもたらしている。
【００３１】
すなわち、第二エージング後の内部抵抗を見ると、電池Ｆの内部抵抗平均値が５３．５Ωであるのに対し電池Ａ〜電池Ｅでは４９．２〜５０．６Ωと低くなっており、また電池Ｆの偏差が２．５であるのに対し電池Ａ〜Ｅでは０．９〜１．３と低くなっている。これは電解液が十分に存在すると内部抵抗が低下することを示すものであり、電池が電気回路内にあって内部抵抗が低いと放電特性が良くなることから、本発明の電池Ａ−電池Ｅのように、所定の電解液量を入れて内部抵抗を低く安定化させることによって電池の長寿命化をはかることができるものである。
【００３２】
また、電池を長期間保存した後の寿命を示す指標としての、加速試験である６０℃−９０％保存後の閉回路電圧測定によると、比較例のセパレータを用いた電池Ｆの平均値が１８０１Ｖであるのに対し、実施例の電池Ａ〜電池Ｅでは１．８２１〜１．８４６Ｖと高くなり長寿命化している。
【００３３】
以上の結果により、本発明の電池においては電解液の漏れが抑えられ、電池内部の電解液量が安定することで、放電特性に寄与する内部抵抗を低く安定させることができ、また電解液が十分に存在することにより、電池の長寿命をはかることができる。
【産業上の利用可能性】
【００３４】
本発明にかかるコイン形電池は、電解液のセパレータへの透過速度が向上することにより、組立工程における電解液量の漏れが減少するので、特に強放電を要する機器用途のコイン形電池として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施例にかかるコイン形電池の構成図
【図２】本発明の一実施例にかかるセパレータの模式図
【図３】本発明の一実施例にかかるセパレータの模式図
【図４】本発明の一実施例にかかるセパレータの模式図
【図５】本発明の一実施例にかかるセパレータの模式図
【図６】本発明の一実施例にかかるセパレータの模式図
【符号の説明】
【００３６】
１  封口板
２  負極
３  セパレータ
４  正極
５  正極ケース
６  ガスケット
【図１】
2006331909.tif 000004
【図２】
2006331909.tif 000005
【図３】
2006331909.tif 000006
【図４】
2006331909.tif 000007
【図５】
2006331909.tif 000008
【図６】
2006331909.tif 000009