(57)【要約】      （修正有）【課題】角形や小判形のような、直線部と曲線部を有する形状の扁平形電池における密閉性を向上させる。【解決手段】負極ケース５、正極ケース１がそれぞれ直線部と曲線部を有する形状をしており、いずれかのケースの開口部をカシメ加工により折り曲げて両ケースが絶縁ガスケット６を介して嵌合した封口構造をしている扁平形電池であって、上記カシメ加工されたケースの底面から開口部の端部までの高さを、直線部の方が曲線部より高くなるようにしたことによって、封口による歪みを減少させかつ密閉性を向上させることができ、漏液を阻止することができる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極端子を兼ねる金属製負極ケースおよび正極端子を兼ねる金属製正極ケースがそれぞれ２辺以上の直線部をもちかつ直線部と直線部とが曲線により結ばれている形状をしており、上記負極正極いずれかのケースの開口部がカシメ加工により折り曲げられ、それによって絶縁ガスケットを介して両ケースが嵌合した封口構造をしている扁平形電池において、上記カシメ加工されたケースの底面から開口部の端部までの高さが、直線部の方が曲線部より高いことを特徴とする扁平形電池。
【請求項２】
カシメ加工される正極負極いずれかのケースの直線部における高さが電池総高の０．８〜１．０であり、かつ曲線部における高さの１．０３〜１．１４である請求項１記載の扁平形電池。
【請求項３】
カシメ加工される正極負極いずれかのケースの開口部端部が曲線部において凹状となっている請求項１記載の扁平形電池。
【請求項４】
扁平形電池が扁平形非水電解質二次電池であり、正極ケースがカシメ加工されている請求項１記載の扁平形電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電池ケースに改良を加えて密閉性を向上させた扁平形非水電解質二次電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
携帯電話やＰＤＡなどの小型情報端末を中心に使用機器の小型化が加速しており、主電源である二次電池についても小型化を図ることが要求されている。このような状況に対応して、扁平形非水電解質二次電池においても、小型でありながら重負荷時の放電容量を大きくするために、正負極を捲回または積層して正負極対向面積を大きくしたものが発明されている（例えば、特許文献１および特許文献２参照）。
【０００３】
上記のような扁平形非水電解質二次電池において、さらに高容量化を図るためには、電池内の電極群以外の占める空間を極力少なくして、容積を有効に活用できるような形状にすることが望ましい。それには、例えば角形や小判形のような、２辺以上の直線部をもち、それぞれの直線部の接点が曲線部で結ばれているような形状がよい。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−０６８１６０号
【特許文献２】
特開２００１−０６８１４３号
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような形状にした場合、次のような問題点があることがわかった。一般に扁平形電池では金属製負極ケースと金属製正極ケースとが絶縁ガスケットを介して嵌合して作製されており、その際正極ケースまたは負極ケース（以後、正極ケースの場合について説明する）の開口端部を中心に向かって折り曲げる方法をとっている。しかしながら、前記したような角形や小判形のような形状とする場合には、正極ケースの開口端部を折り曲げて縮口するときに、正極ケースの直線部から曲線部に向かう部分で肉寄せや歪が発生しやすい。この場合、直線部と曲線部を同じように曲げようとすると、正極ケースの側面部や底部にかかる力が不均一となり、正極ケースに凹みや歪みなどの変形が生じて、密閉性が低下する。これに対して、直線部の縮口率を曲線部より小さくなるように曲げようとすると、直線部での密閉性が低下する。
【０００６】
本発明はこのような問題に対処してなされたもので、例えば角形や小判形のような、２辺以上の直線部をもち、直線部と直線部とが曲線部で結ばれているような形状の扁平形電池において、密閉性を向上させることを目的としたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、負極端子を兼ねる金属製負極ケースおよび正極端子を兼ねる金属製正極ケースがそれぞれ２辺以上の直線部をもちかつ直線部と直線部とが曲線により結ばれている形状をしており、上記負極正極いずれかのケースの開口部がカシメ加工により折り曲げられ、それによって絶縁ガスケットを介して両ケースが嵌合した封口構造をしている扁平形電池において、上記カシメ加工されたケースの底面から開口部の端部までの高さが、直線部の方が曲線部より高いことを特徴とする。
【０００８】
前記したように、直線部の縮口の圧力を曲線部より弱くすれば、そのケースに凹みや歪みなどの変形がなくなるが、そうすると直線部における絶縁ガスケットの締めが弱くなり、密閉性が悪くなる。それを解決するために、本発明では、カシメ加工するケースの高さ、すなわちケース底面から開口部の端部までの高さ、を直線部において曲線部より高くすることによって、縮口の弱さを補い、密閉性を維持した。
【０００９】
このケースの直線部の高さは、電池総高に対して０．８〜１．０の場合（殆どの場合この範囲に入る）、曲線部の高さに対して１．０３〜１．４４が好ましい。これよりも曲線部が低いと曲線部の縮口力が不足して封口性が低下する。逆にこれよりも曲線部が高いと直線部に凹みや歪みが生じてしまう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１に本実施例の電池の断面図を示す。
まず、正極合剤を作成する。ＬｉＣｏＯ２  １００質量部に導電剤としてアセチレンブラック５質量部、黒鉛粉末５質量部を加え、結着剤としてポリフッ化ビニリデン５質量部を加え、Ｎ―メチルピロリドンで希釈して混合し、スラリー状の正極合剤を得た。次にこの正極合剤を、正極集電体である厚さ０．０２ｍｍのアルミ箔の片面にドクターブレード法により塗工・乾燥を行い、アルミ箔表面に正極作用物質含有層２を形成した。以後、正極作用物質含有層の塗膜厚さが両面で０．１５ｍｍになるまで塗工・乾燥を繰り返し、両面塗工正極を作成した。次にこの正極体の片面の端から１０ｍｍ部分の作用物質含有層を除去し、このアルミ層を剥き出しにした部分を通電部とした。このようにして幅１９ｍｍ、長さ２００ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍの正極板を作成した。
【００１１】
次に、負極合剤を作成する。黒鉛化メソフェーズピッチ炭素繊維粉末１００質量部に、結着剤としてスチレンブタジエンゴムとカルボキシセルロースをそれぞれ２．５質量部添加し、イオン交換水で希釈・混合し、スラリー状の負極合剤を得た。この負極合剤を、負極集電体である厚さ０．０２ｍｍの銅箔に、作用物質層の厚さが両面で０．１５ｍｍとなるまで正極の場合と同様に塗工・乾燥を繰り返して、両面塗工負極を作成した。次に、この負極体の片面の端から２３ｍｍ部分の作用物質含有層４を除去し、この銅層を剥き出しにした部分を通電部とした。このようにして幅２０ｍｍ、長さ２２０ｍｍ、厚さ０．１５ｍｍの負極板を作成した。
【００１２】
上記の正・負極板の通電部面をそれぞれ外周巻き終わり側として、正極と負極の間にセパレータ３（２５μｍのポリエチレン微多孔膜）を介して渦巻き状に捲回し、捲回電極の中心部に空間がなくなるまでこの捲回電極を一定方向に加圧し、電池の扁平面に対して水平方向に正負極対向部をもつようにした。この作成した電極群を８５℃で１２時間乾燥した後、この電極群を、絶縁ガスケット６を一体化した金属製負極ケース５の内底面に負極通電部が接するように配置し、次に非水電解質をこれに注液した。非水電解質はエチレンカーボネートとメチルエチルカーボネートを体積比１：１で混合した溶媒に、支持塩としてＬｉＰＦ６を１ｍｏｌ／ｌの割合で溶解せしめたものである。
【００１３】
次に、上記の負極ケースに、直線部の高さ（図４参照）２．８ｍｍ、曲線部の高さ（図３参照）２．７ｍｍの、内側をアルミニウムでクラッドされているステンレス製正極ケース（以下、「アルミクラッドステンレス製正極ケース」）１を嵌合し、上下反転した後正極ケースのカシメ加工を行った。直線部と曲線部とで高さが異なる正極ケースの斜め上から見た状態を図２に示す。図２に示すように、曲線部の開口部端部は凹状となっている。
【００１４】
これによって厚さ３．２ｍｍ、縦３０ｍｍ、横３０ｍｍの角形の扁平形非水電解質二次電池を製作した。この電池でカシメにより折り曲げられた正極ケースの底面から開口端部までの高さは、直線部で２．５ｍｍ、曲線部で２．４ｍｍとなる。
【００１５】
（実施例２）
アルミクラッドステンレス製正極ケースを、直線部の高さ２．９ｍｍ、曲線部の高さ２．７ｍｍとし、それ以外はすべて実施例１と同様にして角形の扁平形非水電解質二次電池を製作した。この電池でカシメにより折り曲げられた正極ケースの底面から開口端部までの高さは、直線部で２．６ｍｍ、曲線部で２．４ｍｍとなる。
【００１６】
（実施例３）
アルミクラッドステンレス製正極ケースを、直線部の高さ３．０ｍｍ、曲線部の高さ２．７ｍｍとし、それ以外はすべて実施例１と同様にして角形の扁平形非水電解質二次電池を製作した。この電池でカシメにより折り曲げられた正極ケースの底面から開口端部までの高さは、直線部で２．８ｍｍ、曲線部で２．４ｍｍとなる。
【００１７】
（比較例１）
アルミクラッドステンレス製正極ケースを、直線部の高さ２．７ｍｍ、曲線部の高さ２．７ｍｍとし、それ以外はすべて実施例１と同様にして角形の扁平形非水電解質二次電池を製作した。この電池でカシメにより折り曲げられた正極ケースの底面から開口端部までの高さは、直線部で２．４ｍｍ、曲線部で２．４ｍｍとなる。
【００１８】
（比較例２）
アルミクラッドステンレス製正極ケースを、直線部の高さ３．１ｍｍ、曲線部の高さ２．７ｍｍとし、それ以外はすべて実施例１と同様にして角形の扁平形非水電解質二次電池を製作した。この電池でカシメにより折り曲げられた正極ケースの底面から開口端部までの高さは、直線部で２．９ｍｍ、曲線部で２．４ｍｍとなる。
【００１９】
上記実施例１〜３および比較例１〜２の電池各１００個について変形歪みを調べた後、４．２Ｖ、１０ｍＡの定電流定電圧で４８時間初充電を実施し、温度６０℃−湿度９３％の雰囲気中３０日間貯蔵した。貯蔵後の電解液の漏液個数を調べた。結果を表１に示す。
【００２０】
【表１】
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【００２１】
表１で明らかなように、比較例１の電池は正極ケースの直線部に歪みが生じ、その部分で電解液の漏出が発生した。比較例２の電池は曲線部の縮口力が不足して封口性が低下し、その部分から漏液が生じた。これに対して実施例の電池では歪み変形も漏液も生じなかった。
【００２２】
なお、上記実施例では電解液に非水溶媒を用いた扁平形非水電解質二次電池について説明したが、電解液に水溶性溶媒を用いたものでも、また充電を行わない一次電池でも、本発明は適用できる。
【００２３】
さらに、電池形状としては正極ケースのカシメ加工により封口する角形コイン状について説明したが、負極ケースをカシメ加工するものでもよく、また小判形でもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、例えば角形や小判形のような、電池ケースの形状が少なくとも２辺の直線部とそれらとつながる曲線部とを有する扁平形電池において、封口加工による歪みを減少させ、密封性を向上させる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１の電池の断面図。
【図２】本発明の実施例１の電池の一部を斜め上から見た図。
【図３】本発明の実施例１の電池の曲線部の断面図。
【図４】本発明の実施例１の電池の直線部の断面図。
【符号の説明】
１…正極ケース、２…正極作用物質含有層、３…セパレータ、４…負極作用物質含有層、５…負極ケース、６…絶縁ガスケット。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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