(57)【要約】【課題】電池の電解液が漏れ出すことがなく、充放電容量が安定した電池を提供すること。【解決手段】電池Ｅは、凹部１ａの内側面に段差１ｃ−Ａが形成されており、下面に第一および第二の導体層Ｄ，Ｃが設けられたセラミック基体１と、段差１ｃ−Ａの上面に形成された第一のメタライズ層１ｃ−Ｂと、凹部１ａの底面に形成された第二のメタライズ層１ｂと、メタライズ層１ｃ−Ｂ，１ｂと導体層Ｄ，Ｃとをそれぞれ接続する内部導体３とを具備している電池用ケースＢと、第二のメタライズ層を覆うように配置された正電極板Ｂ−１と、正電極版Ｂ−１の上面を覆うように配置され、電解液が含浸された多孔質のセラミック板Ｂ−３と、セラミック板Ｂ−３の上面に設置され、一端部が第一のメタライズ層１ｃ−Ｂに電気的に接続された負電極板Ｂ−２と、セラミック基体１の上面に凹部を塞ぐように取着された蓋体２とを具備している。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面の中央部に直方体状の凹部が形成され、該凹部の内側面と底面との間に段差が形成されており、下面に第一および第二の導体層が互いに独立して設けられたセラミック基体と、前記段差の上面に形成された第一のメタライズ層と、前記凹部の底面に形成された第二のメタライズ層と、前記第一のメタライズ層から前記第一の導体層にかけて、および前記第二のメタライズ層から前記第二の導体層にかけてそれぞれ形成された内部導体とを具備している電池用ケースと、前記第二のメタライズ層を覆うように配置されるとともに電気的に接続された正電極板と、該正電極板の上面を覆うように配置され、電解液が含浸された多孔質のセラミック板と、該セラミック板の上面に設置されるとともに一端部が前記第一のメタライズ層に電気的に接続された負電極板と、前記セラミック基体の上面に前記凹部を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることを特徴とする電池。
【請求項２】
前記セラミック板の気孔率が２０〜５０体積％であることを特徴とする請求項１記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、携帯電話などの通信機器に用いられ、実装性に優れるとともに電解液の漏れを有効に防止できる薄型の電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、携帯電話や携帯型コンピュータ、カメラ一体型ビデオテープレコーダー等に代表される携帯機器が目覚しく発達するとともに、より一層の小型化、軽量化が求められる傾向にある。そして、これらの携帯機器の電源としての電池の需要も増加の一途をたどるとともに、電池のエネルギー密度を高めることによる小型軽量化の研究が活発に行われている。特に、リチウム電池は、原子量が小さくかつイオン化エネルギーが大きなリチウムを用いる電池であることから、高エネルギー密度を得ることができて小型軽量化が図れ、さらに再充電が可能な電池とできることより盛んに研究され、現在に至っては携帯機器の電源をはじめとする広範囲な用途に用いられるようになってきた。
【０００３】
また、電池には、大きく分けて円筒型と角型があり、その構造は正極と負極とを絶縁シートから成るセパレータを介して金属製の電槽缶内に収容し、そこに電解液が注入されて封口された構造とされている。
【０００４】
リチウム電池の正極には、例えば金属酸化物を正極活物質としてこれに導電材を添加したものが一般的に使用される。この正極活物質としては例えばコバルト酸リチウム（ＬｉＣｏＯ２）やマンガン酸リチウム（ＬｉＭｎ２Ｏ４）などが使用され、また、導電材としては例えばアセチレンブラック（ＡＢ）や黒鉛などが使用される。電池の負極には、チタン酸リチウム（Ｌｉ４Ｔｉ５Ｏ１２）などのリチウムチタン複合酸化物やグラファイトまたは非晶質炭素などの活物質を樹脂で固めたものが一般的に使用される。
【０００５】
リチウム電池においては、このＬｉＣｏＯ２やＬｉＭｎ２Ｏ４などから成る正極活物質の充放電電圧が約４Ｖであり、これに対して炭素材料などからなる負極活物質の充放電電圧は０Ｖ付近であることから、これらの正極活物質と負極活物質と電解液とを組み合わせることによって約３．５Ｖの高放電電圧を達成している。
【０００６】
電池の正極は上記活物質に上記導電材を加え、さらにポリテトラフルオロエチレンやポリフッ化ビニリデンなどのバインダを添加、混合してスラリー状となし、これを周知のドクターブレード法を用いてシート状に成形し、ついでこのシートを例えば円形状に裁断して作製される。
【０００７】
また負極は上記活物質に、正極と同様にポリテトラフルオロエチレンやポリフッ化ビニリデンなどのバインダを添加、混合してスラリー状となし、これを周知のドクターブレード法を用いてシート状に成形し、ついでこのシートを例えば円形状に裁断して作製される。
【０００８】
そして、このようにして作製された正極および負極をその間に耐熱温度が約１５０℃のポリオレフィン繊維製の不織布やポリオレフィン製の微多孔膜などからなるセパレータを介して電槽缶内に収容し、電解液を注入して電池が得られる。
【０００９】
そして、このようにして作製される電池をさらに小型化、高密度化するために、図２に示すコイン型の電池Ａが開発されている。
【００１０】
この従来の電池Ａは、円板状の正極１１ｂを備えた例えばステンレスからなる正極缶１１と、円板状の負極１２ｂを備えた例えばステンレスからなる負極缶１２とを電解液を含浸させたセパレータ１４を介して対置させ、ついで例えば絶縁性のポリプロピレン樹脂からなるガスケット１５を介して正極缶１１の周囲と負極缶１２の周囲とをかしめるようにして一体に結合させた電槽缶構造とされている。正極１１ｂおよび負極１２ｂにおける充放電は正極缶１１および負極缶１２に取着した外部接続端子部材を介して行われる（例えば、下記の特許文献１，２参照）。
【００１１】
【特許文献１】
特開２０００−１０６１９５号公報（第６−１２頁、図１）
【特許文献２】
特開２００２−１９８０１９号公報（第３−４頁、図１）
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、特許文献１，２に示されるような従来の電池Ａは、長期間に亘って温度差が百数十度という温度サイクル試験（例えば−４０℃〜８５℃）に曝されると、例えばポリプロピレン樹脂からなるガスケット１５と正極缶１１と負極缶１２との熱膨張率の差によりガスケット１５を介して正極缶１１および負極缶１２の周囲をかしめた電槽缶の結合部位に隙間が生じて電解液が漏れ出す場合が有り、これにより電池Ａの電池性能を劣化させたり、さらに漏れ出た電解液により外部電気回路基板上の銅（Ｃｕ）配線が腐食して断線するといった不具合が発生したり、あるいは、この隙間から水分が電池Ａ内部に侵入して電池性能を劣化させるという不具合が発生していた。
【００１３】
さらに、従来の電池Ａでは、電解液を正極缶１１と負極缶１２との内部に封入するに際して気泡が内部に残留し、この気泡が上記の温度サイクル試験に曝された場合に熱膨張と熱収縮を繰り返すことによってかしめて結合させた部位付近における上記隙間の発生を助長し、その結果、電解液漏れや水分の浸入によって電池性能をさらに劣化させていた。
【００１４】
また、従来の電池Ａは、充放電を行なうために、上下に外部接続端子部材を接続してこの外部接続端子部材を外部電気回路基板に接続しなければならず、外部電気回路基板への接続が繁雑であるという問題点を有していた。
【００１５】
また、高電圧を必要とする場合にはコイン型電池Ａを電気的に直列に接続するために外部接続端子部材などを用いなければならず、その外部接続端子部材を含めた体積が大きくなるために携帯用機器に求められる軽薄短小化の流れに反するものとなっていた。
【００１６】
また、従来の電池Ａは、外部から侵入する水分により電極１１ｂ，１２ｂが膨潤してセパレータ１４を圧縮することによりセパレータの電解液が滲出して電極１１ｂ，１２ｂ間の電解液が不足し、充放電サイクルの寿命が短くなるといった不具合が発生したり、あるいは部分的に短絡することで電圧が低下したりするといった不具合が発生していた。
【００１７】
従って、本発明は上記問題点に鑑みて完成されたものであり、その目的は、長期間の使用により電槽缶の結合部位に隙間が生じることにより電解液が漏れ出して電池性能を劣化させたり、漏出した電解液により外部電気回路基板が損傷を受けたりすることがなく、セパレータが保持する電解液量を常に一定に保つことができて充放電容量が安定した電池とするとともに、外部電気回路基板上に面実装することができる薄型の電池を提供することにある。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池は、上面の中央部に直方体状の凹部が形成され、該凹部の内側面と底面との間に段差が形成されており、下面に第一および第二の導体層が互いに独立して設けられたセラミック基体と、前記段差の上面に形成された第一のメタライズ層と、前記凹部の底面に形成された第二のメタライズ層と、前記第一のメタライズ層から前記第一の導体層にかけて、および前記第二のメタライズ層から前記第二の導体層にかけてそれぞれ形成された内部導体とを具備している電池用ケースと、前記第二のメタライズ層を覆うように配置されるとともに電気的に接続された正電極板と、該正電極板の上面を覆うように配置され、電解液が含浸された多孔質のセラミック板と、該セラミック板の上面に設置されるとともに一端部が前記第一のメタライズ層に電気的に接続された負電極板と、前記セラミック基体の上面に前記凹部を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の電池は、上面の中央部に直方体状の凹部が形成され、この凹部の内側面と底面との間に段差が形成されており、下面に第一および第二の導体層が互いに独立して設けられたセラミック基体と、段差の上面に形成された第一のメタライズ層と、凹部の底面に形成された第二のメタライズ層と、第一のメタライズ層から第一の導体層にかけて、および第二のメタライズ層から第二の導体層にかけてそれぞれ形成された内部導体とを具備している電池用ケースと、第二のメタライズ層を覆うように配置されるとともに電気的に接続された正電極板と、この正電極板の上面を覆うように配置され、電解液が含浸された多孔質のセラミック板と、このセラミック板の上面に設置されるとともに一端部が第一のメタライズ層に電気的に接続された負電極板と、セラミック基体の上面に凹部を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることから、気密性に優れるとともに耐熱性に優れるセラミック基体とその上面に取着された蓋体とによって形成された容器内に電解液が収容されているため、温度サイクル試験に曝された場合でも隙間が生じて電解液が漏れることはなく、電解液を良好に収容することができる。また、気密性が維持されるので、電池性能を劣化させる水分や酸素等が外部から電解液中に浸入するのを有効に抑制することができる。さらに、従来の正極缶と負極缶とのかしめ部がないので、かしめ部に必要な体積を必要とせず、小型の電池を提供することができる。
【００２０】
また、セラミック基体は有機溶剤や酸等を含む電解液に侵され難く、電解液中にセラミック基体から溶け出した不純物が混入しないので電解液を劣化させない。このため電池性能を良好に維持することができる。
【００２１】
さらに、電池の正負の電極板にそれぞれ接続される第一および第二のメタライズ層に、それぞれ電気的に接続される第一および第二の導体層をともにセラミック基体の下面に設けることによって、外部接続端子部材等を用いることなく外部電気回路基板の表面の配線導体に表面実装によって容易に接続することが可能となり、量産性に優れたものとなる。
【００２２】
また、本発明の電池は、正電極板と負電極板とが電解液が含浸された多孔質のセラミック板を介して配置されていることにより、正負電極板が膨潤して剛体のセラミック板を圧縮しても、含浸された電解液が滲出することがないので、従来の電池で発生していた電極が膨潤して樹脂からなるセパレータを圧縮することによりセパレータの電解液が不足して充放電容量が小さくなるといった不具合を解消することができ、また正負電極板間の距離が変化することによって充放電容量値が変化するのを有効に抑えることができる。
【００２３】
また、本発明の電池は、上記構成において好ましくは、前記セラミック板の気孔率が２０〜５０体積％であることを特徴とするものである。
【００２４】
セラミック板の気孔率が２０〜５０体積％であることから電解液の含浸量を充分なものとすることができるとともにセラミック板の強度を保持することができ、電池の性能が劣化することもない。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の電池について以下に詳細に説明する。図１は本発明の電池の実施の形態の一例を示し、図１（ａ）は電池の断面図であり、図１（ｂ）は電池を下面側から見た斜視図である。図１において、１はセラミック基体、１ａは凹部、１ｂは第二のメタライズ層、１ｃ−Ａは段差、１ｃ−Ｂは第一のメタライズ層、３は内部導体、２は蓋体、Ｂは電池用ケース、Ｂ−１は正電極板、Ｂ−２は負電極板、Ｂ−３はセラミック板、Ｂ−４は電解液、Ｃは第二の導体層、Ｄは第一の導体層、Ｅは電池である。
【００２６】
本発明の電池Ｅにおける電池用ケースＢは、セラミック基体１の上面の中央部に直方体状の凹部１ａが形成され、この凹部１ａの内側面と底面との間に段差１ｃ−Ａが形成されており、下面に第一の導体層Ｄおよび第二の導体層Ｃが互いに独立して設けられている。
【００２７】
また、段差１ｃ−Ａの上面には第一のメタライズ層１ｃ−Ｂが形成されており、凹部１ａの底面には第二のメタライズ層１ｂが形成されている。さらに、第一のメタライズ層１ｃ−Ｂから第一の導体層Ｄにかけて、および第二のメタライズ層１ｂから第二の導体層Ｃにかけて内部導体３がそれぞれ形成されている。
【００２８】
このようなセラミック基体１は、アルミナ（Ａｌ２Ｏ３）質焼結体やムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）質焼結体，窒化アルミニウム（ＡｌＮ）質焼結体，ガラスセラミックス等から成り、例えばセラミック基体１がアルミナ質焼結体から成る場合、以下のようにして作製される。すなわち、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），酸化珪素（ＳｉＯ２），酸化マグネシウム（ＭｇＯ），酸化カルシウム（ＣａＯ）等の原料粉末に適当な有機バインダ，溶剤等を添加混合してスラリーと成す。このスラリーをドクターブレード法やカレンダーロール法によってセラミックグリーンシート（以下、グリーンシートと称す）と成し、所要の大きさに切断する。次に、その中から選ばれた複数のグリーンシートにおいて凹部１ａ、段差１ｃ−Ａ、内部導体３等を形成するために適当な打抜き加工を施す。そして、これらのグリーンシートにタングステン（Ｗ）等の金属粉末を主成分とする金属ペーストを所定の部分に印刷塗布して第一および第二のメタライズ層１ｃ−Ｂ，１ｂ、内部導体３、第一および第二の導体層Ｄ，Ｃとなる金属ペースト層を形成し、次いでこれらの金属ペースト層を形成したグリーンシートを積層し、約１６００℃の温度で焼成することによってセラミック基体１が作製される。
【００２９】
セラミック基体１は有機溶剤や酸等を含む電解液Ｂ−４に侵され難く、従って電解液Ｂ−４中にセラミック基体１から溶け出した不純物が混入して電解液Ｂ−４を劣化させることがない。このため電池性能を良好に維持することができる電池用ケースＢを得ることができる。また、セラミック基体１をＡｌＮ質焼結体から成るものとした場合には、作動時の熱を効率よく外部に放散させることができるので、電解液Ｂ−４の充放電容量が熱によってほとんど変化することの無い信頼性の高い電池用ケースＢとすることができる。
【００３０】
なお、内部導体３は、図１では第一の導体層Ｄに対して垂直に連なる一本の層間接続導体（貫通導体）として示されているが、セラミック基体１の下面に形成された第一の導体層Ｄと平行な方向の内部配線層と垂直な層間接続導体とを複数組み合わせて形成されていてもよく、これによってセラミック基体１内に電気回路を引き回すことができるとともに、第一および第二の導体層Ｄ，Ｃをセラミック基体１の下面の所望の位置に形成することができる。
【００３１】
また、セラミック基体１に形成されたこれらの第一および第二のメタライズ層１ｃ−Ｂ，１ｂ、第一および第二の導体層Ｄ，Ｃ、内部導体３の露出している表面には、耐食性に優れかつ半田との濡れ性に優れる金属、具体的には厚さ１〜１２μｍのニッケル（Ｎｉ）層および厚さ０．３〜５μｍの金（Ａｕ）層をめっき法等により順次被着させておいてもよい。特に電池用ケースＢの内部に形成された第一および第二のメタライズ層１ｃ−Ｂ，１ｂの表面に被着された金めっき層は酸性の電解液Ｂ−４に侵され難い性質を有しているので、充放電による電圧で第一および第二のメタライズ層１ｃ−Ｂ，１ｂの金属主成分であるＷ等が電解液Ｂ−４中に溶出するのを有効に抑制する作用をなす。また、第一および第二の導体層Ｄ，Ｃに被着されたＮｉおよびＡｕめっき層は半田との濡れ性を良くする作用をなすので、外部電気回路基板（図示せず）上の配線導体との接合強度がより強固なものとなる。
【００３２】
Ｎｉ層の厚さが１μｍ未満であれば、メタライズから成る各導体の酸化腐蝕を防止したり各導体から金属成分が溶出したりするのを有効に抑制するのが困難になって電池性能が劣化し易くなる。また、Ｎｉ層の厚さが１２μｍを超えると、めっき形成に多大の時間がかかることになり量産性が低下し易くなるとともに電気抵抗が大きくなり易い。
【００３３】
また、Ａｕ層の厚さが０．３μｍ未満であれば、均一な厚さのＡｕ層を形成するのが困難となり、Ａｕ層がきわめて薄い部位やあるいはＡｕ層が形成されていない部位が生じ易く、酸化腐食の防止効果や半田との濡れ性が低下し易くなる。またＡｕ層の厚さが５μｍを超えると、めっき形成に多大の時間がかかることになり量産性が低下し易くなる。
【００３４】
セラミック基体１の下面には、第一および第二の導体層Ｄ，Ｃが内部導体３を介して第一および第二のメタライズ層１ｃ−Ｂ，１ｂとそれぞれ電気的に接続されて形成されている。これらの第一および第二の導体層Ｄ，Ｃが外部電気回路基板の表面の配線導体に半田を介して接合されることによって電池Ｅが外部の電気回路と接続される。
【００３５】
このように第一および第二の導体層Ｄ，Ｃが外部電気回路基板の表面の配線導体に半田を介して直接接合されるようにできることから、本発明の電池用ケースＢによれば、外部接続端子部材等を用いることなく外部電気回路基板の表面の配線導体に表面実装によって容易に接続することが可能となり、量産性に優れたものとなる。
【００３６】
本発明の電池Ｅは、上記の電池用ケースＢと、第二のメタライズ層１ｂを覆うように配置されるとともに電気的に接続された正電極板Ｂ−１と、この正電極板Ｂ−１の上面を覆うように配置され、電解液Ｂ−４が含浸された多孔質のセラミック板Ｂ−３と、このセラミック板Ｂ−３の上面に設置されるとともに一端部が第一のメタライズ層１ｃ−Ｂに電気的に接続された負電極板Ｂ−２と、セラミック基体１の上面に凹部１ａを塞ぐように取着された蓋体２とを具備している。
【００３７】
本発明の電池Ｅは、上記本発明の電池用ケースＢと上面に取着された蓋体２とを用いたことにより、かしめ部が不要となるために温度サイクルが負荷されることによるかしめ部に発生する隙間が解消されるので、気密の信頼性が高く、量産性に優れるものとなる。
【００３８】
正電極板Ｂ−１は、ＬｉＣｏＯ２やＬｉＭｎ２Ｏ４等から成る正極活物質およびアセチレンブラックや黒鉛等の導電材を含む板状やシート状のものであり、また、負電極板Ｂ−２はコークスや炭素繊維等の炭素材料から成る負極活物質を含む板状やシート状のものである。
【００３９】
正電極板Ｂ−１は、上記正極活物質に上記導電材を加えたものにポリテトラフルオロエチレンやポリフッ化ビニリデンなどのバインダを添加、混合してスラリー状となし、これを周知のドクターブレード法を用いてシート状に成形し、ついでこのシートを例えば円形状に裁断して作製される。
【００４０】
同様にして負電極版Ｂ−２は、上記負極活物質にポリテトラフルオロエチレンやポリフッ化ビニリデンなどのバインダを添加、混合してスラリー状となし、これを周知のドクターブレード法を用いてシート状に成形し、ついでこのシートを例えば円形状に裁断して作製される。
【００４１】
セラミック板Ｂ−３は多孔質のセラミックスから成り、その両主面間がセラミック板Ｂ−３に形成された多数の気孔によって連通していることにより、電解液Ｂ−４がその主面から内部まで充分に含浸される。そして、セラミック板Ｂ−３が正電極板Ｂ−１と負電極板Ｂ−２との間に配置されることにより、正電極板Ｂ−１と負電極板Ｂ−２との間隔を所定の間隔に保ち、また正電極板Ｂ−１と負電極板Ｂ−２との直接の接触を防止する。さらに、これらの正電極板Ｂ−１，負電極板Ｂ−２が外部から侵入してきた水分により膨潤してセラミック板Ｂ−３を圧縮したとしてもセラミック板Ｂ−３の厚みは変動しないので、正電極板Ｂ−１と負電極板Ｂ−２との間の距離を常に一定とすることができ、含浸された電解液Ｂ−４がセラミック板Ｂ−３から滲出することがないので、充放電容量の製品毎のバラツキが小さくなり、電池Ｅの充放電寿命のバラツキが生じることを有効に防止できる。
【００４２】
このセラミック板Ｂ−３は、例えばアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）とＳｉＯ２などの焼結助材との焼成体やムライト（３Ａｌ２Ｏ３・２ＳｉＯ２）の焼成体、あるいはガラスセラミックスの焼成体などからなり、通常の焼結温度の７０〜９０％の温度で焼成することにより作製することができる。例えばセラミック板Ｂ−３がアルミナ（Ａｌ２Ｏ３）と焼結助材とから作製されるときには、それぞれの平均粒径が１〜５μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）を９０重量％，酸化珪素（ＳｉＯ２）を４重量％，酸化マグネシウム（ＭｇＯ）を４重量％，酸化カルシウム（ＣａＯ）を２重量％含む原料粉末に適当な量の粉末状の有機バインダを添加，混合した混合粉末を作製し、これを金型によるプレス整形によって所定の形状とし、通常の焼結温度である１６００℃程度に対して、１１２０℃〜１４４０℃で焼成すれば所望の気孔率を有する焼成体を作製することができる。
【００４３】
このようにして得られる焼成体の圧縮強度および抗折強度は通常の温度で焼結させて得られる焼結体の圧縮強度および抗折強度の１／２〜２／３程度であり、正負電極板Ｂ−１，Ｂ−２間に配置するセラミック板Ｂ−３として必要な強度を有している。また、セラミック板Ｂ−３の気孔率は２０〜５０体積％が好ましく、２０体積％未満であれば正負電極板Ｂ−１，Ｂ−２の間に保持する電解液Ｂ−４の量が少なくなり、電池Ｅの充放電容量が小さくなってしまう。また５０体積％を超えるとセラミック板Ｂ−３の圧縮強度および抗折強度が小さくなり、製造工程において厚さ方向に潰れたり、あるいは互いにぶつかることでチッピングしたり、ときには折れてしまうことがある。
【００４４】
また、セラミック板Ｂ−３の気孔は焼成温度の他に、例えば有機バインダの添加量の調整，プレス時の圧力調整によっても制御することができ、これらの条件を組み合わせて所望の気孔率を有する焼成体を得ることができる。
【００４５】
なお、気孔率とは、所定の体積のセラミックス中に含まれる気孔の体積の合計のセラミックスの体積に対する割合を意味し、気孔の体積の合計をｖとしセラミックスの体積をＶとしたときに（ｖ／Ｖ）×１００として求められ、体積％で表される。実際には個々の気孔の体積を求めることができないために、セラミックスの研摩された断面の単位面積における個々の気孔の面積の合計の割合（％）を算出して、それを上記断面において所定回数行ない、それらの平均を算出することで求めている。この算出については、セラミックスの表面の明暗を光学的に２値化して明暗の比を求める画像解析装置（例えばニコレ社製の「ＬＵＺＥＸ」）を用いて行なうことができる。
【００４６】
蓋体２は、アルミナ質焼結体等から成り、蓋体２の下面のセラミック基体１と接合される部位にメタライズ層を形成しておき、また、セラミック基体１の上面の凹部１ａの周囲にもメタライズ層を形成しておき、これらのメタライズ層同士を半田等のロウ材で接合することによって、セラミック基体１の上面に蓋体２が凹部１ａを塞ぐように取着されて、凹部１ａ内を気密に保つ。
【００４７】
また、本発明においてセラミック基体１の側面や底面、あるいは蓋体２に貫通孔１ｄを形成しておくとよい。これにより、電解液Ｂ−４を電池用ケースＢ内に注入する際、貫通孔１ｄから電解液Ｂ−４を注入することが容易となる。また、貫通孔１ｄより電解液Ｂ−４を注入することにより電解液Ｂ−４の注入スピードや注入量の調整が容易となり、電池用ケースＢ内部に大きな気泡を発生させることはない。これによって内部に気泡が残留して、その気泡が熱膨張することによって電池用ケースＢに大きな応力が加わることを抑制できるので、電池用ケースＢにクラックが発生することを有効に防止できる。
【００４８】
電解液Ｂ−４は、湿気をほとんど含まない例えばアルゴン（Ａｒ）ガスを充填した容器内で例えばシリンジなどの注入手段を用いて貫通孔１ｄから電池Ｅの内部に注入される。そして、注入後に例えばポリプロピレン樹脂などの電解液Ｂ−４に対して侵され難い樹脂を封止材として貫通孔１ｄに充填することにより、電池Ｅの内部を気密に封止することができる。
【００４９】
電解液Ｂ−４を注入するに際しては、貫通孔１ｄが設けられた面を上にすると、電池用ケースＢの内部に気泡が取り残されることがなく、よって歩留り良く生産することができる。
【００５０】
電解液Ｂ−４は、例えば、四フッ化ホウ酸リチウム等のリチウム塩や塩酸，硫酸，硝酸等の酸をジメトキシエタンやプロピレンカーボネート等の有機溶媒に溶解したものである。
【００５１】
このような電解液Ｂ−４は、腐食性や溶解性の高いものであるが、本発明の電池Ｅによれば、セラミック基体１は有機溶剤や酸等を含む電解液Ｂ−４に侵され難く、電解液Ｂ−４中にセラミック基体１から溶け出した不純物が混入して電解液Ｂ−４を劣化させることがなく、電池性能を良好に維持することができる。
【００５２】
さらに、セラミック板Ｂ−３を用いることにより電解液Ｂ−４への成分溶出をほとんど解消することができるとともに、正負電極板Ｂ−１，Ｂ−２間を移動するイオンの量を安定させることができるので、電池Ｅの充放電容量を安定させることができる。
【００５３】
また、従来の電池Ａでは図２に示すように正極缶１１と負極缶１２との周囲をポリプロピレン樹脂等から成るガスケット１５を介してかしめることによって一体化しており、このかしめた部位があるために従来の電池Ａでは正極缶１１と負極缶１２とセパレータ１４とを合わせたかしめ部に２ｍｍ前後の寸法が必要であったのに対して、本発明によれば、かしめ部がないために電池Ｅの外形を小さくすることができ、携帯機器の小型化に大きく寄与できるものとなる。
【００５４】
なお、本発明は上記実施の形態の例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内であれば種々の変更は可能である。例えば、１つの凹部１ａを有する電池用ケースＢを用いた電池Ｅについて説明したが、複数の凹部１ａを有する電池用ケースＢとしてもよく、その場合、蓋体２は各凹部１ａをすべて覆うように取着される１枚の蓋体２とするか、またはそれぞれの凹部１ａを覆うように複数の蓋体２が取着されるようにすればよい。このように複数の凹部１ａを有する電池用ケースＢを用いる場合には、それぞれの凹部１ａに作製された電池Ｅを並列接続することにより高容量の電池Ｅとすることができ、直列接続することにより高電圧を供給することができる電池Ｅとすることができる。
【００５５】
【発明の効果】
本発明の電池は、上面の中央部に直方体状の凹部が形成され、この凹部の内側面と底面との間に段差が形成されており、下面に第一および第二の導体層が互いに独立して設けられたセラミック基体と、段差の上面に形成された第一のメタライズ層と、凹部の底面に形成された第二のメタライズ層と、第一のメタライズ層から第一の導体層にかけて、および第二のメタライズ層から第二の導体層にかけてそれぞれ形成された内部導体とを具備している電池用ケースと、第二のメタライズ層を覆うように配置されるとともに電気的に接続された正電極板と、この正電極板の上面を覆うように配置され、電解液が含浸された多孔質のセラミック板と、このセラミック板の上面に設置されるとともに一端部が第一のメタライズ層に電気的に接続された負電極板と、セラミック基体の上面に凹部を塞ぐように取着された蓋体とを具備していることから、気密性に優れるとともに耐熱性に優れるセラミック基体とその上面に取着された蓋体とによって形成された容器内に電解液が収容されているため、温度サイクル試験に曝された場合でも隙間が生じて電解液が漏れることはなく、電解液を良好に収容することができる。また、気密性が維持されるので、電池性能を劣化させる水分や酸素等が外部から電解液中に浸入するのを有効に抑制することができる。さらに、従来の正極缶と負極缶とのかしめ部がないので、かしめ部に必要な体積を必要とせず、小型の電池を提供することができる。
【００５６】
また、セラミック基体は有機溶剤や酸等を含む電解液に侵され難く、電解液中にセラミック基体から溶け出した不純物が混入しないので電解液を劣化させない。このため電池性能を良好に維持することができる。
【００５７】
さらに、電池の正負の電極板にそれぞれ接続される第一および第二のメタライズ層に、それぞれ電気的に接続される第一および第二の導体層をともにセラミック基体の下面に設けることによって、外部接続端子部材等を用いることなく外部電気回路基板の表面の配線導体に表面実装によって容易に接続することが可能となり、量産性に優れたものとなる。
【００５８】
また、本発明の電池は、正電極板と負電極板とが電解液が含浸された多孔質のセラミック板を介して配置されていることにより、正負電極板が膨潤して剛体のセラミック板を圧縮しても、含浸された電解液が滲出することがないので、従来の電池で発生していた電極が膨潤して樹脂からなるセパレータを圧縮することによりセパレータの電解液が不足して充放電容量が小さくなるといった不具合を解消することができる、また正負電極板間の距離が変化することによって充放電容量値が変化するのを有効に抑えることができる。
【００５９】
また、上記構成において好ましくは、セラミック板の気孔率が２０〜５０体積％であることから電解液の含浸量を充分なものとすることができるとともにセラミック板の強度を保持することができ、電池の性能が劣化することもない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の電池の実施の形態の一例を示し、（ａ）は電池の断面図、（ｂ）は電池を下面側から見た斜視図である。
【図２】従来の電池の例を示す断面図である。
【符号の説明】１：セラミック基体  １ａ：凹部  １ｂ：第二のメタライズ層  １ｃ−Ａ：段差  １ｃ−Ｂ：第一のメタライズ層  ２：蓋体  ３：内部導体
Ｂ：電池用ケース
Ｂ−１：正電極板
Ｂ−２：負電極板
Ｂ−３：セラミック板
Ｂ−４：電解液
Ｃ：第二の導体層
Ｄ：第一の導体層
Ｅ：電池
【図１】
2005044541.tif 000003
【図２】
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