(57)【要約】【課題】密封性と耐熱性とを両立させる。【解決手段】正極活物質を有する正極２と、負極活物質を有する負極３と、セパレータ４と、非水電解質５と、正極缶９及び負極缶１０を有し、正極缶９の開口部を負極缶１０が閉蓋することで形成される内部空間６ａに、正極２等を収納させる外装材６と、正極缶９と負極缶１０との間にできる隙間を封止するで内部空間６ａを密閉し、内周側面７ｅを一周する凸部７ｆが設けられているガスケット７と、ガスケット７の周面に成膜されるシール膜８とを備え、ガスケット７の周壁部７ａの厚みが、はじめの厚みに対して７０％以上、９５％以下の範囲の厚みに圧縮されている。【選択図】　図２
2004079355.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
リチウムのドープ／脱ドープが可能な正極活物質を有する正極と、
リチウムのドープ／脱ドープが可能な負極活物質を有する負極と、
上記正極と上記負極との間に配され、上記正極と上記負極とが接触しないように遮蔽させるセパレータと、
電解質塩と非水溶媒とを含有する非水電解質と、
上記正極及び上記負極のうち一方の電極と電気的に接続される容器と、上記正極及び上記負極のうち他方の電極と電気的に接続される蓋体とを有し、上記容器の開口部を上記蓋体が閉蓋することで形成される内部空間に、上記正極、上記負極、上記セパレータ、上記非水電解質を収納させる外装材と、
上記容器を上記蓋体が閉蓋した際に上記容器の内周面と上記蓋体の外周面との間にできる隙間に嵌め込まれることで上記隙間を封止し、上記蓋体の外周面と相対する内周側面を一周する凸部が設けられているガスケットと、
少なくとも上記ガスケットの周面における上記容器及び上記蓋体と接触する部分に、シール剤と溶媒とを含有するシール塗液を塗布することで成膜されるシール膜とを備え、
上記ガスケットは、上記隙間に嵌め込まれている部分の厚みが、はじめの厚みに対して７０％以上、９５％以下の範囲の厚みになるように圧縮されていることを特徴とする非水電解質電池。
【請求項２】
上記ガスケットは、ポリフェニレンサルファイト、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートのうち何れか一種以上を含有していることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
【請求項３】
上記シール剤は、フッ素系樹脂を含有し、
上記シール塗液における上記シール剤の濃度が４重量％以上、１２重量％以下の範囲であることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
【請求項４】
上記正極活物質は、リチウム・マンガン複合酸化物であり、
上記負極活物質は、リチウム及び／又はリチウム合金であることを特徴とする請求項１記載の非水電解質電池。
【請求項５】
リチウムのドープ／脱ドープが可能な正極活物質を有する正極と、リチウムのドープ／脱ドープが可能な負極活物質を有する負極とを作製し、上記正極及び上記負極のうち一方の電極と電気的に接続される容器と、上記正極及び上記負極のうち他方の電極と電気的に接続される蓋体とを有する外装材における上記容器の開口部を上記蓋体が封口することで形成される内部空間に、上記正極と、上記負極と、上記正極と上記負極との間に配されることで上記正極と上記負極とが接触しないように遮蔽させるセパレータと、電解質塩と非水溶媒とを含有する非水電解質とを収容し、
上記容器の内周面と上記蓋体の外周面との間にできる隙間に嵌め込まれることで上記隙間を封止すると共に、上記蓋体の外周面と相対する内周側面を一周する凸部を有するガスケットの周面に、シール剤と溶媒とを含有するシール塗液を塗布することにより、上記ガスケットの少なくとも上記容器及び上記蓋体と接触する部分にシール膜を成膜し、
上記シール膜が成膜された上記ガスケットを上記隙間に嵌め込むことで、上記隙間を封止し、
上記容器の外周面を内側に押圧することにより、上記ガスケットの上記隙間に嵌め込まれている部分の厚みを、はじめの厚みに対して７０％以上、９５％以下の範囲の厚みになるように圧縮し、
上記容器の周縁部を、上記容器の内径を縮径させる方向に変形させて上記容器の周縁部を上記ガスケットに食い込ませることにより、上記内部空間を密閉することを特徴とする非水電解質電池の製造方法。
【請求項６】
上記ガスケットの上記隙間に嵌め込まれている部分を、リドロー法又はスエージ法で圧縮させることを特徴とする請求項５記載の非水電解質電池の製造方法。
【請求項７】
上記ガスケットに、ポリフェニレンサルファイト、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートのうち何れか一種以上を含有させることを特徴とする請求項５記載の非水電解質電池の製造方法。
【請求項８】
上記シール剤にフッ素系樹脂を含有させ、
上記シール剤の濃度を４重量％以上、１２重量％以下の範囲にした上記シール塗液を上記ガスケットに塗布することを特徴とする請求項５記載の非水電解質電池の製造方法。
【請求項９】
上記正極活物質に、リチウム・マンガン複合酸化物を用い、
上記負極活物質に、リチウム及び／又はリチウム合金を用いることを特徴とする請求項５記載の非水電解質電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、正極、負極、セパレータ、非水電解質、外装材、ガスケットを備え、電池特性が高められた非水電解質電池及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年においては、例えばノート型パーソナルコンピュータ、携帯型電話機、カメラ一体型ＶＴＲ（ｖｉｄｅｏ　ｔａｐｅ　ｒｅｃｏｒｄｅｒ）等の電子機器の主電源やバックアップ用の電源として、軽量で高エネルギー密度な二次電池の開発が進められている。この高いエネルギー密度を有する二次電池としては、例えば鉛電池やニッケルカドミウム電池等よりも大きなエネルギー密度を有し、円筒形、角型、薄型、コイン型、ボタン型等、様々な形状に対応可能なリチウムイオン二次電池がある。
【０００３】
このリチウムイオン二次電池は、電子機器のメモリバックアップ用の電源として用いられる場合、例えばメモリ素子等と一緒にプリント基板に実装されることから、その形状がコイン型、ボタン型等になる。そして、このリチウムイオン二次電池は、例えば電池外装にはんだ付け用の端子が溶接された後に、プリント基板上にはんだ付けされることでプリント基板に実装されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したリチウムイオン二次電池では、プリント基板に実装された場合、はんだ付けされる際の熱により電極や電解液等が劣化し、電池内部でガスが発生したり、電池特性の低下が起こったりすることがある。また、このリチウムイオン二次電池では、はんだ付けされる際の熱によって気密性が低下して電解液等が漏れ出す虞もある。
【０００５】
特に、最近では、電子機器の高性能化が進み、プリント基板に実装される電子部品の点数も増えており、はんだごてによるはんだ付けも困難なことから、プリント基板に対する電子部品やリチウムイオン二次電池のはんだ付けは機械により自動的に行っている。
【０００６】
具体的に、プリント基板へのリチウムイオン二次電池の実装は、はんだ付けされる部分にはんだクリームが塗布されたリチウムイオン二次電池を、プリント基板の所定の位置に装着させた状態で高温炉内を通過させることでプリント基板にはんだ付けさせるはんだリフロー方法によって行われる。
【０００７】
このため、リチウムイオン二次電池は、プリント基板に実装させる際のはんだリフロー方法によって２００℃〜２４０℃の高温雰囲気下に曝されることから、高い耐熱性が求められている。また、リチウムイオン二次電池は、環境に優しい鉛が含有されていないはんだを用いてプリント基板に実装させる場合、プリント基板にはんだ付けさせる温度が更に高くなることから、更に高い耐熱性が要求されることになる。
【０００８】
このような要求は、図６に示すように、リチウムイオン二次電池１００のガスケット１０１の材質に例えばポリフェニレンサルファイト樹脂等といった熱変形温度が高い樹脂を用いることで満足させることができる。
【０００９】
しかしながら、リチウムイオン二次電池１００においては、ガスケット１０１をポリフェニレンサルファイト樹脂のような熱変形温度の高い樹脂で形成した場合、ガスケット１０１が硬くなってしまい、電池缶１０２にガスケット１０１を嵌合した後に蓋体１０３を圧入することが困難となる。このため、リチウムイオン二次電池１００では、例えばガスケット１０１と蓋体１０３との間に図中Ｘで示すような隙間ができるような寸法にしてアセンブリを行っている。
【００１０】
このようなリチウムイオン二次電池では、図７示すように、最終的に電池缶１０２の開口部を縮径する方向にかしめて蓋体１０３を固定させて密封させた際に、ガスケット１０１と蓋体１０３との間に隙間があることからガスケット１０１を均一な厚みして密封をすることが困難になる。
【００１１】
これにより、リチウムイオン二次電池１００では、図中矢印Ｙで示すガスケット１０１の厚みが厚くなっている箇所の密封状態が甘くなることから、例えばはんだリフロー等の高温雰囲気下に曝されると漏液することがある。
【００１２】
そこで、本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、高温環境下に曝されても漏液することがない優れた密封性と耐熱性とを備えた非水電解質電池及びその製造方法を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成する本発明に係る非水電解質電池は、リチウムのドープ／脱ドープが可能な正極活物質を有する正極と、リチウムのドープ／脱ドープが可能な負極活物質を有する負極と、正極と負極との間に配され、正極と負極とが接触しないように遮蔽させるセパレータと、電解質塩と非水溶媒とを含有する非水電解質と、正極及び負極のうち一方の電極と電気的に接続される容器と、正極及び負極のうち他方の電極と電気的に接続される蓋体とを有し、容器の開口部を蓋体が閉蓋することで形成される内部空間に、正極、負極、セパレータ、非水電解質を収納させる外装材と、容器を蓋体が閉蓋した際に容器の内周面と蓋体の外周面との間にできる隙間に嵌め込まれることで内部空間を封止し、蓋体の外周面と相対する内周側面を一周する凸部が設けられているガスケットと、少なくともガスケットの周面における容器及び蓋体と接触する部分に、シール剤と溶媒とを含有するシール塗液を塗布することで成膜されるシール膜とを備え、ガスケットの隙間に嵌め込まれている部分の厚みが、はじめの厚みに対して７０％以上、９５％以下の範囲の厚みになるように圧縮されていることを特徴としている。
【００１４】
この非水電解質電池では、ガスケットの容器と蓋体との間の隙間に嵌め込まれた部分が所定の範囲で圧縮されて容器と蓋体との間の隙間を適切に封止することで内部空間の気密性を高めると共に、ガスケットの内周側面を一周する凸部やガスケットの周面に成膜されたシール膜が内部空間の気密性を更に高めることから、内部空間を適切に密封できる。
【００１５】
また、本発明に係る非水電解質電池は、ガスケットがポリフェニレンサルファイト、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートのうち何れか一種以上を含有し、シール膜がフッ素系樹脂を含有している。
【００１６】
これにより、この非水電解質電池では、ガスケットやシール膜の耐熱性が高められることから、高温環境下でガスケットやシール剤が劣化して起こる内部空間の気密性の低下を防止できる。
【００１７】
上述した目的を達成する本発明に係る非水電解質電池の製造方法は、リチウムのドープ／脱ドープが可能な正極活物質を有する正極と、リチウムのドープ／脱ドープが可能な負極活物質を有する負極とを作製し、正極及び負極のうち一方の電極と電気的に接続される容器と、正極及び負極のうち他方の電極と電気的に接続される蓋体とを有する外装材における容器の開口部を蓋体が封口することで形成される内部空間に、正極と、負極と、正極と負極との間に配されることで正極と負極とが接触しないように遮蔽させるセパレータと、電解質塩と非水溶媒とを含有する非水電解質とを収容し、容器の内周面と蓋体の外周面との間にできる隙間に嵌め込まれることで隙間を封止すると共に、蓋体の外周面と相対する内周側面を一周する凸部を有するガスケットの周面に、シール剤と溶媒とを含有するシール塗液を塗布することにより、ガスケットの少なくとも容器及び蓋体と接触する部分にシール膜を成膜し、シール膜が成膜されたガスケットを隙間に嵌め込むことで、この隙間を封止し、容器の外周面を内側に押圧することにより、ガスケットの隙間に嵌め込まれている部分の厚みを、はじめの厚みに対して７０％以上、９５％以下の範囲の厚みになるように圧縮し、容器の周縁部を、容器の内径を縮径させる方向に変形させて容器の周縁部をガスケットに食い込ませることにより、内部空間を密閉することを特徴としている。
【００１８】
この非水電解質電池の製造方法では、ガスケットの容器と蓋体との間にできる隙間に嵌め込まれている部分の厚みを所定の範囲で圧縮させることで容器と蓋体との間の隙間を適切に封止して内部空間の気密性を高め、ガスケットの内周側面に設けられた凸部やガスケットの周面に成膜されたシール膜により内部空間の気密性が更に高められることから、内部空間が適切に密封された非水電解質電池を製造できる。
【００１９】
また、本発明に係る非水電解質電池の製造方法は、ポリフェニレンサルファイト、ポリエーテルケトン、ポリエーテルエーテルケトン、ポリエチレンテレフタレート、ポリアリレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレートのうち何れか一種以上を含有させたガスケットを用い、フッ素ゴムを含有させたシール剤を用いて容器の内周面と蓋体の外周面との間にできる隙間を封止させている。
【００２０】
これにより、この非水電解質電池の製造方法では、耐熱性の高いガスケットやシール膜を用いていることから、高温環境下でガスケットやシール剤が変形して起こる内部空間の気密性の低下を防止できる非水電解質電池が製造される。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を適用した非水電解質電池及びその製造方法について、図１及び図２に示すコイン型のリチウムイオン二次電池（以下、電池と記す。）１を参照にして説明する。
【００２２】
この電池１は、ペレット状の正極２と、ペレット状の負極３と、正極２及び負極３の間に配されたセパレータ４と、正極２と負極３との間でリチウムイオンを移動させる非水電解液５と、正極２、負極３、セパレータ４、非水電解液５を収納する外装材６と、外装材６の正極２等が収納された空間を密閉するガスケット７と、このガスケット７の周面の所定の位置に成膜されているシール膜８とを備えている。
【００２３】
正極２は、粉末状の正極活物質と、粉末状の導電材と、粉末状の結着剤をと混合し、加圧形成することでペレット状に形成されている。また、正極２としては、粉末体の正極活物質をペレット状に加圧形成したものに限定されることはなく、例えば正極活物質、導電材、結着剤等からなる合剤を溶媒に分散させた正極合剤塗液を、アルミニウム等の導電性金属からなる箔状若しくは網状の正極基板の主面に均一な厚みに塗布し、乾燥することで正極合剤層を形成し、この正極合剤層と正極基板とを一括して所定の形状に切り抜いたものも適用可能ある。
【００２４】
この正極２には、正極活物質として例えば化学式ＬｉｘＭｎ（ｍ）Ｏ（ｘ＋ｍ）（式中ｘはＭｎに対するＬｉをモル比で示したものであり、ｍはＭｎの価数分析値である。）で示されるリチウム・マンガン複合酸化物等を用いる。
【００２５】
以上に示した化学式において、Ｍｎの価数分析値ｍは、リチウム・マンガン複合酸化物のＭｎの価数を示す値であり、次のようにして求まる。Ｍｎの価数分析値ｍを求める際は、先ず、リチウム・マンガン複合酸化物中の全マンガン量を求める。リチウム・マンガン複合酸化物中の全マンガン量を求める際は、リチウム・マンガン複合酸化物を濃塩酸と硫酸との混合溶液に溶解させ、この溶液を純水で希釈し、希釈した溶液にピロ燐酸ナトリウム・１０水和物を加えた後に、水酸化ナトリウムを加えて水素イオン濃度がｐＨ＝７になるように調整する。次に、得られたｐＨ＝７の溶液を過マンガン酸カリウム標準溶液で電位差滴定する。このようにして、リチウム・マンガン複合酸化物中の全マンガン量を求める。
【００２６】
次に、リチウム・マンガン複合酸化物中に含まれる４価のマンガン量を求める。リチウム・マンガン複合酸化物中の４価のマンガン量を求める際は、リチウム・マンガン複合酸化物を５５℃〜６０℃程度の雰囲気中でシュウ酸溶液に溶解させ、この溶液を過マンガン酸カリウム溶液で滴定する。このようにして、リチウム・マンガン複合酸化物に含まれる４価のマンガン量を求める。そして、以上のようにして求めたリチウム・マンガン複合酸化物中の全マンガン量をＡとし、リチウム・マンガン複合酸化物中の４価のマンガン量をＢとしたときに、Ｍｎの価数分析値ｍは、ｍ＝（（Ａ−Ｂ）×２＋Ｂ×４）÷Ａで示した数式により求まる。なお、リチウム・マンガン複合酸化物においては、Ｍｎの価数分析値ｍが３．８以上、４．０以下の範囲することにより、結晶構造が安定することから、電池１の電池特性を向上させるように作用する。
【００２７】
また、このリチウム・マンガン複合酸化物は、比表面積が０．１ｍ２／ｇ以上、７ｍ２／ｇ以下の範囲にされている。リチウム・マンガン複合酸化物の比表面積が０．１ｍ２／ｇより小さい場合、非水電解液５との接触面積が小さくなることから正極２側の電気抵抗が大きくなって電池特性が低下してしまう。一方、リチウム・マンガン複合酸化物の比表面積が７ｍ２／ｇより大きい場合、非水電解液５との接触面積が大きくなり、高温環境下で非水電解液５が過剰に反応して劣化することから電池特性が低下してしまう。
【００２８】
以上で説明したリチウム・マンガン複合酸化物の他に、正極活物質としては、例えばＬｉＣｏＯ２、ＬｉＮｉＯ２、ＬｉｘＮｉｙＣｏ１−ｙＯ２（ｘ、ｙは電池の充放電状態によって異なり、通常０＜ｘ＜１、０．７＜ｙ＜１．０２である。）等といったリチウム複合酸化物、ＴｉＳ２、ＭｏＳ２、ＮｂＳｅ２、Ｖ２Ｏ５等のリチウムを含有しない金属硫化物、金属酸化物、或いは特定のポリマー等が挙げられる。そして、正極２においては、正極活物質として、上述したリチウム・マンガン複合酸化物、その他のリチウム複合酸化物、金属硫化物、金属酸化物、金属セレン化合物等のうち何れか一種以上を混合して用いることも可能である。
【００２９】
また、正極２には、正極活物質と混合される結着剤として、この種の非水電解質電池に通常用いられている公知の樹脂材料を用いることができる。具体的には、結着剤として例えばポリテトラフルオロエチレン等を用いる。また、正極２においては、導電性を向上させるために、正極活物質に導電材等を混合させることも可能であり、この種の非水電解質電池に通常用いられている公知の導電材を用いることができる。具体的には、導電材として例えばカーボンブラック、グラファイト等が挙げられ、これらを単独若しくは混合して用いる。
【００３０】
負極３は、負極活物質となる板状の金属リチウムやリチウム合金を打ち抜いてペレット状に成形されている。また、負極３には、ペレット状の金属リチウムと、リチウムと化合可能な金属若しくは化合物とを貼り合わせた状態で電池内部に収納し、放置しておくことでリチウム合金化したものを負極活物質として用いることも可能である。
【００３１】
負極３においては、リチウムと化合可能な金属若しくは化合物として例えばＭｇ、Ａｌ、Ｇａ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ、Ｐｂ、Ｓｂ、Ｂｉ、Ｃｄ、Ａｇ、Ｚｎ、Ｈｆ、Ｚｒ、Ｙ、Ｂ等の金属元素及びこれらの金属元素を一種以上含有する化合物等が挙げられる。また、リチウムと化合可能であることから半導体元素であるＢ、Ｓｉ、Ａｓ等も上述した金属元素と同様に用いることができる。
【００３２】
負極３には、上述したペレット状のリチウムやリチウム合金の他に、粉末状の負極活物質と粉末状の結着剤をと混合し、加圧形成することでペレット状に形成させたものを用いることもできる。また、負極３には、粉末体の負極活物質をペレット状に加圧形成したものに限定されることはなく、例えば負極活物質、結着剤等からなる合剤を溶媒に分散させた負極合剤塗液を、銅等の導電性金属からなる箔状若しくは網状の負極基板の主面に均一な厚みに塗布し、乾燥することで負極合剤層を形成し、この負極合剤層と負極基板とを一括して所定の形状に切り抜いたものも適用可能ある。
【００３３】
この場合、負極活物質としては、例えば上述したリチウムと化合可能な金属や化合物を粉末状にしたものや、リチウムイオンのドープ／脱ドープが可能な粉末状の炭素質材料等を用いる。負極活物質となる炭素質材料としては、例えば人造黒鉛や天然黒鉛等の黒鉛類、難黒鉛化性炭素、熱分解炭素類、ピッチコークス、ニードルコークス、石油コークス等のコークス類、ガラス状炭素繊維、フェノール樹脂やフラン樹脂等を適当な温度で焼成して炭素化させた有機高分子化合物焼成体、炭素繊維、活性炭、カーボンブラック類等が挙げられ、これらのうち何れか一種以上を用いる。そして、以上に挙げた粉末状の負極活物質は、複数種を混合して用いることも可能である。
【００３４】
また、この負極３には、負極活物質と混合される結着剤として、この種の非水電解質電池に通常用いられている公知の樹脂材料を用いることができる。具体的には、結着剤として例えばポリテトラフルオロエチレン等を用いる。
【００３５】
セパレータ４は、正極２と負極３との間を遮蔽し、両極の接触による短絡を防止しつつ非水電解液５中のリチウムイオンを通過させるものである。このセパレータ４は、熱変形温度を２３０℃以上とする樹脂が例えばメルトブロー等で繊維状にされた繊維状樹脂により形成された不織布である。具体的に、セパレータ４には、空孔率が１０％〜５０％、厚みが４０μｍ〜２００μｍの不織布を用いる。
【００３６】
セパレータ４においては、熱変形温度を２３０℃以上とする繊維状樹脂として例えばポリフェニレンサルファイト、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、ポリアミド等が挙げられ、これらのうち何れか一種以上を用いる。また、セパレータ４には、以上に挙げた繊維状樹脂の他に、例えばガラス繊維等を用いることもできる。
【００３７】
このセパレータ４は、例えば熱変形温度が２３０℃以上の繊維状樹脂等により形成された不織布であることから、電池１をプリント基板等にはんだ付けする際の２００℃程度の高温環境下に曝された場合でも、熱による変形が無く、正極２と負極３との間を適切に遮蔽し続ける。
【００３８】
非水電解液５としては、例えば非水溶媒に電解質塩を溶解させた溶液等が用いられる。非水溶媒としては、例えば環状エステル類、鎖状エステル類、鎖状エーテル類等が用いられる。具体的には、例えばペンタグライム、テトラグライム、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート、ブチレンカーボネート、ビニレンカーボネート、ジメチルカーボネート、ジエチルカーボネート、γ−ブチロラクトン、２メチル−γ−ブチロラクトン、アセチル−γ−ブチロラクトン、γ−バレロラクトン、１−２−ジメトキシエタン、１，２−エトキシエタン、ジエチルエーテル、エチレングリコールジアルキルエーテル、ジエチレングリコールジアルキルエーテル、トリエチレングリコールジアルキルエーテル、テトラエチレングリコールジアルキルエーテル、ジプロピルカーボネート、メチルエチルカーボネート、メチルブチルカーボネート、メチルプロピルカーボネート、エチルブチルカーボネート、エチルプロピルカーボネート、ブチルプロピルカーボネート、プロピオン酸アルキルエステル、マロン酸ジアルキルエステル、酢酸アルキルエステル、テトラヒドロフラン、アルキルテトラヒドラフラン、ジアルキルアルキルテトラヒドロフラン、アルコキシテトラヒドラフラン、ジアルコキシテトラヒドラフラン、１，３−ジオキソラン、アルキル−１，３ジオキソラン、１，４−ジオキソラン、２−メチルテトラヒドラフラン、ジメチルスルフォキシド、ホルムアミド、ジメチルホルムアミド、ジオキソラン、アセトニトリル、ニトロメタン、蟻酸メチル、酢酸メチル、プロピオン酸メチル、プロピオン酸エチル、リン酸トリエステル、スルホラン、３−メチルスルホラン、ジエチレングリコールエチルメチルエーテル、ジグライム、トリグライム、メチルオキソゾルジノン、３−メチルオキソゾルジノン等が挙げられ、これらのうちの何れか一種以上を用いる。
【００３９】
特に、非水溶媒には、沸点が２７０℃以上と高く、電池１が高温環境下に曝された場合でも、熱によるガス化や分解のないペンタグライム、テトラグライム等を用いる。
【００４０】
また、非水電解液５において、電解質塩には、例えばトリフルオロメタスルホン酸リチウム（ＬｉＣＦ３ＳＯ３）、リチウムビストリフルオロメチルスルホニルイミド（ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２）、リチウムビスパーフルオロエチルスルホニルイミド（ＬｉＮ（ＣＦ２Ｆ５ＳＯ２）２）、六フッ化リン酸リチウム（ＬｉＰＦ６）、４フッ化リチウム（ＬｉＢＦ４）、過塩素酸リチウム（ＬｉＣｌＯ４）、六フッ化ヒ素リチウム（ＬｉＡｓＦ６）等のリチウム塩が挙げられ、これらのうちの何れか一種以上を用いる。
【００４１】
外装材６は、正極２と電気的に接触する正極缶９と、負極３と電気的に接触する負極缶１０とからなり、負極缶１０の開口部を正極缶９が覆うように封口することで形成される内部空間６ａに、正極２、負極３、セパレータ４、非水電解質５を収納させている。
【００４２】
正極缶９は、正極２を収容する底の浅い皿状、いわゆるシャーレ状の導電性金属からなる容器であり、正極２と接触することで電池１の外部正極となる。具体的に、この正極缶９には、例えばステンレス等からなる金属容器等を用いる。また、正極缶９には、例えばステンレス、アルミニウム、ニッケル等の金属を複数積層させた状態の金属容器等を用いることも可能である。
【００４３】
負極缶１０は、負極３を収容するシャーレ状の導電性金属からなる容器であり、負極３と接触することで電池１の外部負極となる。具体的に、この負極缶１０には、負極３が収納された際に、負極３側から例えばリチウムと化合可能な金属からなる第１の金属層１０ａ、ステンレス等からなる第２の金属層１０ｂが厚み方向に順次積層されるように成形された金属容器等を用いる。具体的に、負極缶１０は、例えばアルミニウムとステンレスとが貼り合わされたクラッド材等を用い、第１の金属層１０ａがアルミニウムとなるように形成される。この負極缶１０では、負極３が収容される側の第１の金属層１０ａが、その表面にペレット状の金属リチウム等を貼り付けて電池組立後に放置しておくことで、負極３となるリチウム合金を形成させる。
【００４４】
外装材６においては、正極缶９及び／又は負極缶１０の電極を収容させる側の面、すなわち電極が接触する面に微小な凹凸が無数に設けられている。これにより、外装材６においては、正極缶９及び／又は負極缶１０と、電極との電気的な接触が適切に行われる。特に、負極缶１０においては、負極３が接触する面に設けられた凹凸が、負極活物質として貼り付けられた金属リチウムの合金化を促進させる。なお、外装材６においては、正極缶９及び／又は負極缶１０の電極が接触する面に、例えば炭素質材料等が分散された導電性塗料等を塗布し、乾燥させた集電層や、網状の導電性金属等からなる集電体を設けることでも電極との接触を適切に行うことができる。
【００４５】
ガスケット７は、正極缶９が負極缶１０を封口した際に正極缶９と負極缶１０との間に生じる隙間に嵌め込まれるように取り付けられることで、正極缶９と負極缶１０との間の隙間を封止している。これにより、ガスケット７は、正極２、負極３、セパレータ４、非水電解質５が収納された内部空間６ａを密閉することになる。このため、このガスケット７は、外部正極となる正極缶９と外部負極となる負極缶１０とを絶縁させると共に、正極缶９と負極缶１０とにより形成される内部空間６ａに収納された非水電解液５の漏出を防止させるように機能する。
【００４６】
ここで、ガスケット７の具体的な形状について説明する。このガスケット７は、図３に示すように、円環状を呈しており、周壁部７ａ及び底部７ｂを有している、底部７ｂには中央部に孔部７ｃが設けられている。このガスケット７は、底部７ｂにおける孔部７ｃを臨む端部より上方に向かって突出するセパレータ押さえ部７ｄが全周に亘って設けられている。また、このガスケット７は、周壁部７ａの内周側面７ｅに中心部に向かって突出する凸部７ｆが全周に亘って設けられている。
【００４７】
そして、ガスケット７は、正極缶９の開口部を縮径方向にかしめて負極缶１０を強固に固定させて内部空間６ａを完全に密封させる最終封口の前に、正極缶９の外周面９ａを図中矢印Ａで示す正極缶９の中心方向に押圧することにより、正極缶９の内周面と負極缶１０の外周面との間に嵌め込まれた部分の肉厚、すなわち周壁部７ａの肉厚が均一な厚みに圧縮されている。
【００４８】
これにより、ガスケット７は、従来のような負極缶の外周面との間に隙間を生じた状態でアセンブリされることが無く、正極缶９と負極缶１０との間にできる隙間を適切に封止することが可能となり、電池１が最終封口された際の内部空間６ａの気密性を高めることになる。
【００４９】
具体的に、このガスケット７は、周壁部７ａの肉厚が、はじめの厚みに対して７０％以上、９５％以下の範囲の厚みになるように圧縮されている。
【００５０】
ガスケット７の周壁部７ａの肉厚を、はじめの厚みに対して７０％より薄くなるように圧縮させた場合、正極缶９の外周面９ａを内側に押圧した際の圧力が強すぎることでガスケット７の周壁部７ａの肉厚が薄くなっており、外周面９ａを押圧した圧力で正極缶９や負極缶１０が変形してしまう虞がある。一方、ガスケット７の周壁部７ａの肉厚を、はじめの厚みに対して９５％より厚くなるように圧縮させた場合、ガスケット７の周壁部７ａの肉厚の潰れ具合が甘く、従来のように負極缶の外周面とガスケットの内周面との間に隙間等が生じてしまい、内部空間６ａの気密性を高めることが困難になる。
【００５１】
したがって、ガスケット７は、周壁部７ａの肉厚をはじめの厚みに対して７０％以上、９５％以下の範囲の厚みになるように圧縮させることにより、外装材６の変形を抑え、正極缶９と負極缶１０との間の隙間を適切に封止できる。
【００５２】
また、このガスケット７では、周壁部７ａの内周側面７ｅに設けられた凸部７ｆが、電池１が最終封口された際の正極缶９と負極缶１０との間の隙間、特に正極缶９の開口部付近を適切に封止することから、内部空間６ａの気密性を更に高めることができる。
【００５３】
具体的に、ガスケット７のおける凸部７ｆは、周壁部７ａの内周側面７ｅに、周壁部７ａの底部７ｂとは反対側の端部７ｇより、図３中Ｂで示す周壁部７ａの高さの３分の１の範囲に設けられている。ガスケット７においては、凸部７ｆが、端部７ｇより周壁部７ａの高さの４分の１の範囲の内周側面７ｅに設けられていると、更に好ましく、内部空間６ａの気密性を適切に高めるように作用する。
【００５４】
ガスケット７における凸部７ｆは、内周側面７ｅから中心方向に突出する高さが、図３中Ｃで示す周壁部７ａの厚みに対して１０％以下の寸法になるようにされている。ガスケット７においては、内周側面７ｅから中心方向に突出する凸部７ｆの高さが、周壁部７ａの厚みに対して５％程度の寸法にされると、更に好ましく、内部空間６ａの気密性を適切に高めることの他に、負極缶１０を嵌合する際に邪魔になることなく電池１のアセンブリを円滑に行えるようになる。
【００５５】
このガスケット７は、例えば熱変形温度が２３０℃以上の樹脂等によって形成されている。ガスケット７を形成する樹脂としては、例えばポリフェニレンサルファイト樹脂、ポリエーテルケトン樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、ポリシクロヘキサンジメチレンテレフタレート樹脂等が挙げられ、これらうち何れか一種又は複数種を混合して用いる。また、ガスケット７は、以上に挙げた樹脂の他に、例えばペルフルオロアルコキシフルオロプラスチック、液晶ポリマー等により形成されても良い。
【００５６】
このガスケット７では、上述した樹脂等で形成されることにより、優れた曲げ特性、伸び特性、靱性等を備えて内部空間６ａを密閉し、更に高い耐熱性も有することになる。
【００５７】
したがって、このガスケット７では、電池１が高温環境下に曝された場合でも、熱による変形が無く、内部空間６ａを適切に密閉することから、従来のような加熱により変形して内部空間の気密性を低下させて非水電解液を漏出させてしまうといった不具合を防ぐことができる。
【００５８】
シール膜８は、少なくともガスケット７の周面における正極缶９及び負極缶１０が接触する部分に設けられている。このシール膜８は、例えばシール剤と溶媒とを含有するシール塗液を塗布し、溶媒を揮発させることで成膜される。
【００５９】
このシール膜８では、例えば外装材６とガスケット７との間に生じた微小な隙間等に入り込むことにより、電池１における内部空間６ａの気密性を更に高めることができる。
【００６０】
シール膜８において、シール剤には、例えば熱変形温度が３００℃程度の樹脂等を用いる。具体的には、例えばフッ素系の樹脂等が挙げられる。シール膜８において、シール塗液を調製する溶媒には、上述したフッ素系の樹脂を溶解させるものであれば用いることができ、具体的には例えばシクロヘキサン等が挙げられる。
【００６１】
このシール膜８では、熱変形温度が高く、高い耐熱性を有することから、電池１が高温環境下に曝された場合でも、熱により軟化や分解されることが無く、従来のような加熱により軟化や分解が起こって内部空間の気密性を低下させて非水電解液を漏出させてしまうといった不具合を防ぐことができる。
【００６２】
そして、以上のような構成の電池１は、次のようにして製造される。先ず、正極２を作製する。正極２を作製する際は、それぞれが粉末状の正極活物質と導電材と結合剤とを混合して正極合剤を調合し、この正極合剤を加圧形成することでペレット状の正極２が作製される。
【００６３】
次に、負極３を作製する。負極３を作製する際は、負極３を収容させる側の面にリチウムと化合可能な金属からなる第１の金属層１０ａが設けられた負極缶１０を用意し、負極活物質としてペレット状の金属リチウムを第１の金属層１０ａの表面に貼り付けるようにして収納する。そして、電池組立後に放置することで、金属リチウムと負極缶１０における第１の金属層１０ａとが合金化し、リチウム合金からなる負極３が作製される。
【００６４】
次に、非水電解液５を調製する。非水電解液５を調製する際は、上述した電解質塩を、テトラグライム等の非水溶媒に溶解させる。これにより、非水電解液５が調整される。
【００６５】
次に、ガスケット７の周面の所定の位置にシール膜８を成膜させる。シール膜８を成膜させる際は、フッ素ゴム等のシール剤をシクロヘキサン等の溶媒に溶解させて調製したシール塗液を、ガスケット７の周面の所定の位置に塗布し、塗布したシール塗液の溶媒成分を揮発させる等して除去することでシール膜８がガスケット７の周面に成膜される。
【００６６】
このとき、シール塗液は、シール剤の濃度が４重量％以上、１２重量％以下の範囲になるように調製する。シール塗液のシール剤の濃度が４重量％よりも薄い場合、ガスケット７の周面に成膜されるシール膜８の厚みが薄すぎることから、内部空間６ａの気密性を高めるシール膜８の効果を期待できなくなる。一方、シール塗液のシール剤の濃度が１２重量％よりも濃い場合、ガスケット７の周面に成膜されるシール膜８が厚すぎることから、電池１を最終封口した際に、外装材６が変形する虞がある。したがって、シール塗液は、ソール剤の濃度を４重量％以上、１２重量％以下の範囲にすることにより、電池１における内部空間６ａの気密性を適切に高めることができる。
【００６７】
次に、正極２が収容され、非水電解液５が注液された正極缶９の開口部と、負極活物質として金属リチウムが収容され、非水電解液５が注液された負極缶１０の開口部とを、正極２と金属リチウムとの間に、セパレータ４を配置した状態で組み合わせる。このとき、正極缶９と負極缶１０との間にできた隙間にガスケット７を、正極缶９と負極缶１０とが接触することがないように嵌め込む。
【００６８】
次に、正極缶９の外周面９ａを内側に押圧することにより、ガスケット７の周壁部７ａの肉厚を均一な厚みに圧縮させる。具体的に、ガスケット７の周壁部７ａの肉厚を圧縮させる際は、例えばリドロー法やスエージ法等によって行われる。
【００６９】
これらの方法のうち、リドロー法は、図４に示すように、ガスケット７が嵌合された外装材６を、上押さえ型２０と下押さえ型２１とによって外装材６の厚み方向に挟むように固定した状態で、筒状の押込型２２に設けられた正極缶９の外径よりも縮径された孔部２３を通過させることにより、正極缶９の外周面９ａが押込型２２の内周壁面２２ａに当たって正極缶９の内側に押圧され、正極缶９の外径を孔部２３の内径の寸法まで縮径させる方法である。これにより、ガスケット７は、周壁部７ａが均一な厚みになるように圧縮されることになる。
【００７０】
また、スエージ法は、図５に示すように、ガスケット７が嵌合された外装材６を、上押さえ型３０と下押さえ型３１とが外装材６の厚み方向に挟むように固定した状態で外装材６の周方向に中心を軸にして回転させ、押圧型３２を正極缶９の外周面９ａに押し当てることにより、正極缶９の外径が所定の寸法に縮径されるまで正極缶９の外周面９ａを内側に押圧する方法である。これにより、ガスケット７は、上述したリドロー法と同様に、周壁部７ａが均一な厚みになるように圧縮されることになる。スエージ法では、図５において、複数の押圧型３２を外周面９ａの押し当てているが、このことに限定されず、押圧型３２は一つ以上設けられていればガスケットの周壁部７ａの肉厚を均一な厚みに圧縮することができる。
【００７１】
なお、以上では、ガスケット７の周壁部７ａの肉厚を圧縮させる方法としてリドロー法やスエージ法を例に挙げて説明したが、この方法に限定されることはなく、ガスケットの周壁部７ａの肉厚を均一な厚みに適切に圧縮させる方法であれば適用可能である。
【００７２】
次に、正極缶９の周縁部を、更に正極缶９の内径が縮径する方向に変形させて正極缶９の周縁部をガスケット７に食い込ませるようにかしめることで、負極缶１０を固定する。これにより、外装材６の内部空間６ａは、正極２、負極３、セパレータ４、非水電解液５が収容された状態で密閉されることになる。このようにしてコイン型の電池１が製造される。
【００７３】
以上のようにして製造される電池１では、ガスケット７の周壁部７ａが均一な厚みになるように圧縮された状態で正極缶９と負極缶１０との間にできる隙間を封止しており、従来のようなアセンブリした際に外装材とガスケットとの間に隙間ができてしまうことを防ぐことから、内部空間６ａの気密性を高めることができる。
【００７４】
また、この電池１では、ガスケット７に設けられた凸部７ｆが、電池１が最終封口された際の正極缶９と負極缶１０との間の隙間を適切に封止し、ガスケット７の周面に成膜されたシール膜８が、外装材６とガスケット７との間に生じた微小な隙間等に入り込むことから、内部空間６ａの気密性を更に高めることができる。
【００７５】
さらに、この電池１では、ガスケット７及びシール膜８が、熱変形温度が高く、高い耐熱性を有する材料で形成されており、高温環境下に曝された場合でも熱による劣化がないことから、従来のような加熱によりガスケットやシール膜が劣化して起こる気密性の低下や漏液を防止できる。
【００７６】
以上のことより、電池１では、内部空間６ａの気密性が高められ、高温環境下に曝されても漏液することがないことから、密封性と耐熱性とを両立させることができる。
【００７７】
なお、以上の例では、コイン型の電池１を用いて説明しているが、このことに限定されることはなく、例えば円筒形、角型、ボタン型等の外装材に金属製容器を用いた電池等、種々の形状や大きさの非水電解質電池にも適用可能である。また、以上の例では、二次電池である電池１を用いて説明しているが、このことに限定されることはなく、非水電解液電池であれば一次電池にも適用可能である。
【００７８】
【実施例】
以下、本発明を適用した非水電解質電池としてコイン型のリチウムイオン二次電池を実際に作製したサンプルについて説明する。
【００７９】
〈サンプル１〉
サンプル１では、先ず、正極活物質としてリチウム・マンガン複合酸化物を合成した。正極活物質を合成する際は、出発原材料としてＭｎＯＯＨと、ＬｉＯＨとをＭｎとＬｉの原子比率が５対４になるように混合し、この混合物を空気雰囲気で４００℃程度の温度で５時間焼成した後に、５５０℃で１２時間焼成した。このようにして、正極活物質としてＬｉ４Ｍｎ５Ｏ１２を合成した。このとき、得られたＬｉ４Ｍｎ５Ｏ１２は、ＪＣＰＤＳファイルに登録されているＬｉ４Ｍｎ５Ｏ１２の回折ピークと一致していることを確認した。
【００８０】
次に、正極を作製した。正極を作製する際は、粉末状のＬｉ４Ｍｎ５Ｏ１２を９１重量部と、導電材として粉末状のグラファイトを６重量部と、結着剤として粉末状のポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＥＦ）を３重量部とを混合して正極合剤を調合し、この正極合剤を正極活物質が２５ｍｇ含有されるように、集電体にステンレスネットを用いて加圧形成した。このようにして直径４ｍｍ、厚み１ｍｍのペレット状の正極を作製した。
【００８１】
次に、負極を作製した。負極を作製する際は、厚み０．１ｍｍのアルミニウムと、厚み０．１ｍｍのステンレス材とを貼り合わせたクラッド材を、容器の内側がアルミニウム層になるようにシャーレ状に加工した負極缶を用意し、負極活物質として直径４ｍｍ、厚み０．３ｍｍのペレット状の金属リチウムをアルミニウム層の表面に貼り付けるようにして収納した。そして、電池組立後に放置することで、金属リチウムとアルミニウム層とが合金化し、リチウム・アルミニウム合金からなる負極が作製されるようにした。このとき、負極缶においては、負極活物質が貼り付けられる面に微小な凹凸を無数に設け、リチウムとアルミニウムとの合金化を促進させるようにした。
【００８２】
次に、非水電解液を調製した。非水電解液を調製する際は、ＬｉＮ（ＣＦ３ＳＯ２）２からなる電解質塩を、ペンタグライム（ＰＥＧ）からなる非水溶媒に０．５モル／リットルとなるように溶解させた。このようにして非水電解液が調整した。
【００８３】
次に、厚み０．１５ｍｍのステンレス材をシャーレ状に加工した正極缶を用意し、この正極缶に正極を収容した。正極缶においては、正極が収容された際に、正極が接触する面に、カーボン等を分散させた導電性塗料を直径４．５ｍｍに塗布し、１５０℃で１０時間乾燥させることで集電層を形成させた。
【００８４】
次に、ポリフェニレンサルファイト樹脂からなるガスケットの周面、具体的には正極缶及び負極缶と接触する部分にシール膜を成膜させた。シール膜を成膜させる際は、フッ素ゴムをシクロヘキサンに溶解させ、フッ素ゴムの濃度が８重量％となるシール塗液を調製し、このシール塗液をガスケットの周面の所定の位置に塗布し、塗布したシール塗液の溶媒成分を除去した。このようにして、ガスケットの周面にシール膜を成膜させた。シール膜を成膜させたガスケットには、周壁部の内周側面に、周壁部の底部とは反対側の端部より、周壁部の高さの４分の１の範囲に凸部が設けられているものを用いた。
【００８５】
次に、正極が収容され、非水電解液が注液された正極缶の開口部と、負極活物質として金属リチウムが収容され、非水電解液が注液された負極缶の開口部とを、正極と金属リチウムとの間に、ポリフェニレンサルファイト製の繊維状樹脂で形成された不織布からなるセパレータを配置した状態で組み合わせた。このとき、正極缶と負極缶との間にできた隙間にガスケットを、正極缶と負極缶とが接触することがないように嵌め込んだ。
【００８６】
次に、正極缶の外周面を内側にスエージ法で押圧することにより、ガスケットの周壁部の肉厚が、最初の厚みに対して７０％の厚みになるように圧縮させた。
【００８７】
次に、正極缶の周縁部を、更に正極缶の内径が縮径する方向に変形させて正極缶の周縁部をガスケットに食い込ませるようにかしめることで、負極缶を固定した。
【００８８】
このようにして、正極缶と負極缶とによって形成された内部空間に正極、負極、セパレータ、非水電解液が収容された直径６．８ｍｍ、厚み２．１ｍｍのコイン型のリチウムイオン二次電池を２０個作製した。なお、以下の説明では、便宜上、リチウムイオン二次電池のことを単に電池と記す。
【００８９】
〈サンプル２〉
サンプル２では、ガスケットの周壁部を圧縮する際に、ガスケットの周壁部の肉厚が、最初の厚みに対して８０％の厚みになるように圧縮させたこと以外は、サンプル１と同様にして電池を２０個作製した。
【００９０】
〈サンプル３〉
サンプル３では、ガスケットの周壁部を圧縮する際に、ガスケットの周壁部の肉厚が、最初の厚みに対して９０％の厚みになるように圧縮させたこと以外は、サンプル１と同様にして電池を２０個作製した。
【００９１】
〈サンプル４〉
サンプル４では、ガスケットの周壁部を圧縮する際に、ガスケットの周壁部の肉厚が、最初の厚みに対して９５％の厚みになるように圧縮させたこと以外は、サンプル１と同様にして電池を２０個作製した。
【００９２】
〈サンプル５〉
サンプル５では、ガスケットの周壁部を圧縮する際に、ガスケットの周壁部の肉厚が、最初の厚みに対して６０％の厚みになるように圧縮させたこと以外は、サンプル１と同様にして電池を２０個作製した。
【００９３】
〈サンプル６〉
サンプル６では、ガスケットの周壁部を圧縮させなかったこと以外は、サンプル１と同様にして電池を２０個作製した。
【００９４】
〈サンプル７〉
サンプル７では、内周側面に凸部が設けられていないガスケットを用いたこと以外は、サンプル１と同様にして電池を２０個作製した。
【００９５】
そして、サンプル１〜サンプル７について、はんだリフロー処理を施した後の漏液の発生の状態を顕微鏡で測定した。
【００９６】
以下、各サンプルにおけるはんだリフロー後の漏液発生数及びはんだリフロー後の漏液発生率の評価結果を表１に示す。
【００９７】
【表１】
2004079355.tif 000003
【００９８】
なお、はんだリフロー処理は、各サンプルそれぞれ２０個に対し、余熱温度１８０℃で２分間、最高温度２４０℃で１分間加熱する条件で施した。
【００９９】
そして、各サンプルにおいては、はんだリフロー処理後に、６０℃の乾燥雰囲気中に３０日間保管し、保管後に顕微鏡を用いて漏液の有無を観察した。リフロー後の漏れ液発生率は、２０個中で漏液が発生した割合を示している。
【０１００】
表１に示す評価結果から、ガスケットの周壁部の肉厚が最初の厚みに対して７０％以上、９５％以下の範囲の厚みになるように圧縮させたサンプル１〜サンプル４では、はんだリフロー後に漏液の発生がないことがわかる。これに対し、ガスケットの周壁部の肉厚を最初の厚みに対して６０％の厚みに圧縮させたサンプル５やガスケットの周壁部を圧縮させなかったサンプル６では、はんだリフロー後に漏液が発生した電池があることがわかる。
【０１０１】
サンプル５では、ガスケットの周壁部の肉厚を最初の厚みに対して６０％の厚みに圧縮させており、ガスケットの周壁部を圧縮する際の正極缶の外周面を押圧する圧力が強すぎて正極缶及び／又は負極缶が変形する虞があり、正極缶及び／又は負極缶が変形すると内部空間の気密性が低下してしまう。このため、サンプル５では、正極缶の外周面を押圧した際に、正極缶及び／又は負極缶が変形した電池がはんだリフロー後に漏液してしまう。
【０１０２】
また、サンプル６では、ガスケットの周壁部の肉厚を圧縮させていないことから、最終封口をした際に、従来のようなガスケットの周壁部の肉厚に厚みのばらつきが生じてしまい、ガスケットの周壁部の肉厚が厚い部分の密封状態が甘くなり気密性が低下してしまう。
【０１０３】
これらのサンプルに対し、サンプル１〜サンプル４では、ガスケットの周壁部の肉厚を最初の厚みに対して７０％以上、９５％以下の範囲の厚みになるように圧縮させており、ガスケットの周壁部の厚みが均一な厚みに圧縮されていることから、正極缶と負極缶との間にできる隙間を適切に封止して内部空間の気密性を高めることができる。したがって、サンプル１〜サンプル４では、はんだリフロー処理が施されても気密性が低下することなく、はんだリフロー後の漏液を防止できる。
【０１０４】
以上のことから、電池を作製する際に、ガスケットの周壁部の肉厚を最初の厚みに対して７０％以上、９５％以下の範囲の厚みになるように圧縮させることは、はんだリフロー処理が施されても漏液が無い、密封性と耐熱性とが両立された電池を作製する上で大変有効であることがわかる。
【０１０５】
また、表１に示す評価結果から、内周側面に凸部が設けられたガスケットを用いたサンプル１では、はんだリフロー後に漏液の発生がないことがわかる。これに対し、内周側面に凸部が設けられていないガスケットを用いたサンプル７では、はんだリフロー後に漏液が発生した電池があることがわかる。
【０１０６】
サンプル７では、ガスケットの内周側面に凸部が設けられていないことから、正極缶の開口部付近のガスケットの圧縮が甘くなり、内部空間を適切に密封することが困難になる。
【０１０７】
これに対し、サンプル１では、ガスケットの内周側面に凸部が設けられており、特に正極缶の開口部付近のガスケットの圧縮状態を高めてられることから、内部空間を適切に密封することができる。したがって、サンプル１では、はんだリフロー処理が施されても気密性が低下することなく、はんだリフロー後の漏液を防止できる。
【０１０８】
以上のことから、電池を作製する際に、ガスケットの内周側面に凸部を設けることは、はんだリフロー処理が施されても漏液が無い、密封性と耐熱性とが両立された電池を作製する上で大変有効であることがわかる。
【０１０９】
次に、ガスケットの周面にシール膜を成膜させる際のシール塗液におけるフッ素ゴムの濃度を変化させて作製したサンプル８〜サンプル１２の電池について説明する。
【０１１０】
〈サンプル８〉
サンプル８では、シール塗液を調製する際に、フッ素ゴムの濃度を４重量％にしたシール塗液を調製した。そして、このシール塗液を用いたこと以外は、サンプル１と同様にして電池を２０個作製した。
【０１１１】
〈サンプル９〉
サンプル９では、シール塗液を調製する際に、フッ素ゴムの濃度を１２重量％にしたシール塗液を調製した。そして、このシール塗液を用いたこと以外は、サンプル１と同様にして電池を２０個作製した。
【０１１２】
〈サンプル１０〉
サンプル１０では、シール膜を成膜させないガスケットを用いたこと以外は、サンプル１と同様にして電池を２０個作製した。
【０１１３】
〈サンプル１１〉
サンプル１１では、シール塗液を調製する際に、フッ素ゴムの濃度を２重量％にしたシール塗液を調製した。そして、このシール塗液を用いたこと以外は、サンプル１と同様にして電池を２０個作製した。
【０１１４】
〈サンプル１２〉
サンプル１２では、シール塗液を調製する際に、フッ素ゴムの濃度を２３重量％にしたシール塗液を調製した。そして、このシール塗液を用いたこと以外は、サンプル１と同様にして電池を２０個作製した。
【０１１５】
そして、サンプル８〜サンプル１２について、はんだリフロー処理を施した後の漏液の発生の状態を顕微鏡で測定した。
【０１１６】
以下、各サンプルにおけるはんだリフロー後の漏液発生数及びはんだリフロー後の漏液発生率の評価結果を表２に示す。
【０１１７】
【表２】
2004079355.tif 000004
【０１１８】
なお、はんだリフロー処理は、上述したサンプル１〜サンプル７に施した条件と同様の条件で施した。また、漏液の有無は、上述したサンプル１〜サンプル７と同様の条件で観察した。
【０１１９】
表２に示す評価結果から、フッ素ゴムの濃度を４重量％以上、１２重量％以下の範囲にしたシール塗液を用いたサンプル８及びサンプル９では、はんだリフロー後に漏液の発生がないことがわかる。これに対し、シール剤を成膜させないガスケットを用いたサンプル１０、フッ素ゴムの濃度を２重量％にしたシール塗液を用いたサンプル１１及びフッ素ゴムの濃度を２３重量％にしたシール塗液を用いたサンプル１２では、はんだリフロー後に漏液が発生した電池があることがわかる。
【０１２０】
サンプル１０では、ガスケットにシール剤が成膜されていないことから、内部空間の気密性を高めることが困難であり、はんだリフロー後に漏液してしまう。
【０１２１】
また、サンプル１１では、シール塗液におけるフッ素ゴムの濃度が２重量％と薄すぎてガスケットの周面に成膜されるシール膜の厚みが薄くなることから、内部空間の気密性を高めるシール膜の効果を期待できなくなる。
【０１２２】
さらに、サンプル１２では、シール塗液におけるフッ素ゴムの濃度が２３重量％と濃すぎてガスケットの周面に成膜されるシール膜が厚くなりすぎることから、正極缶の外周面を押圧した際に、正極缶及び／又は負極缶を変形する虞があり、正極缶及び／又は負極缶が変形した電池がはんだリフロー後に漏液してしまう。
【０１２３】
これらのサンプルに対し、サンプル８及びサンプル９では、シール塗液におけるフッ素ゴムの濃度が４重量％以上、１２重量％以下の範囲であり、ガスケットの周面にシール膜が適切な厚みに成膜されることから、適切な厚みに成膜されたシール膜が正極缶及び／又は負極缶とガスケットとの間に生じた微小な隙間等に入り込んで内部空間の気密性を高めることができる。したがって、サンプル８及びサンプル９では、はんだリフロー処理が施されても気密性が低下することなく、はんだリフロー後の漏液を防止できる。
【０１２４】
以上のことから、電池を作製する際に、フッ素ゴムの濃度が４重量％以上、１２重量％以下の範囲したシール塗液を用いてシール膜をガスケットの周面に成膜させることは、はんだリフロー処理が施されても漏液が無い、密封性と耐熱性とが両立された電池を作製する上で大変有効であることがわかる。
【０１２５】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、ガスケットの容器と蓋体との間の隙間に嵌め込まれた部分が所定の範囲で圧縮されていることにより、容器と蓋体との間の隙間を適切に封止して内部空間の気密性を高め、ガスケットの内周側面に設けられた凸部及びガスケットの周面に成膜されたシール膜が内部空間の気密性を更に高めることから、内部空間が適切に密封された非水電解質電池が得られる。
【０１２６】
また、本発明によれば、ガスケット及びシール膜の耐熱性が高められていることから、高温環境下でガスケットやシール剤が劣化して起こる内部空間の気密性の低下が防止された非水電解質電池が得られる。
【０１２７】
したがって、本発明によれば、密封性と耐熱性とが両立された優れた非水電解質電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したリチウムイオン二次電池の内部構造を示す断面図である。
【図２】同リチウムイオン二次電池を示す断面図である。
【図３】同リチウムイオン二次電池に用いられるガスケットの一部を切欠いて示す斜視図である。
【図４】リドロー法を説明するための断面図である。
【図５】スエージ法を説明するための断面図である。
【図６】従来のリチウムイオン二次電池の内部構造を示す断面図である。
【図７】同リチウムイオン二次電池を示す断面図である。
【符号の説明】
１　リチウムイオン二次電池、２　正極、３　負極、４　セパレータ、５　非水電解液、６　外装材、６ａ　内部空間、７　ガスケット、７ａ　周壁部、７ｅ内周側面、７ｆ　凸部、８　シール膜、９　正極缶、９ａ　外周面、１０　負極缶
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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