(57)【要約】【課題】蓋の内面や出力端子にリチウム金属が析出しても、そのリチウム金属で蓋と出力端子とが内部短絡しないようにする。【解決手段】上面が開口する有底円筒形状の電池缶１と、正極１１と負極１２とを有して電池缶１内に収容される電極体２と、電池缶１の開口上面を塞ぐ蓋３と、蓋３に対して絶縁ガスケット６を介して貫通状に取り付けられる出力端子７とを含み、正極１１が出力端子７に接続されている。蓋３の内面が遮蔽体２１で覆われており、遮蔽体２１は、出力端子７に近接する中央部２１ａが出力端子７によって蓋３に固定されている。【選択図】図１
2007200787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
上面が開口する有底筒形状の電池缶と、正極と負極とを有して前記電池缶内に収容される電極体と、前記電池缶の開口上面を塞ぐ蓋と、前記蓋に対して絶縁ガスケットを介して貫通状に取り付けられる出力端子とを含み、前記正極および前記負極のいずれか一方が前記出力端子に接続される密閉型電池において、
前記蓋の内面が絶縁性の遮蔽体で覆われており、
前記遮蔽体は、少なくとも前記出力端子に近接する中央部が前記出力端子によって前記蓋に固定されていることを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】
前記蓋には、前記絶縁ガスケットおよび前記出力端子が貫通状態で固定される端子取付孔が設けられていて、前記絶縁ガスケットの下部が電池内に臨んでおり、
前記遮蔽体が、前記絶縁ガスケットの下部に密着した状態で前記蓋に固定されている請求項１記載の密閉型電池。
【請求項３】
前記絶縁ガスケットの下側に押さえ板が配されており、
前記出力端子が、前記押さえ板を介して前記遮蔽体および前記絶縁ガスケットを前記蓋に固定している請求項２記載の密閉型電池。
【請求項４】
前記蓋には、前記絶縁ガスケットおよび前記出力端子が貫通状態で固定される端子取付孔が設けられていて、前記絶縁ガスケットの下部が電池内に臨んでおり、
前記絶縁ガスケットの下部を前記蓋の内面の周縁側へ延出することで前記遮蔽体を形成してある請求項１記載の密閉型電池。
【請求項５】
前記絶縁ガスケットの下側に押さえ板が配されており、
前記出力端子が、前記押さえ板を介して前記絶縁ガスケットを前記蓋に固定している請求項４記載の密閉型電池。
【請求項６】
前記電極体は、帯状の前記正極と帯状の前記負極との間にセパレータを介在させた状態で巻回して形成してあり、
前記負極の負極活物質としては、リチウム金属またはリチウム合金を用いた請求項１又は２又は３又は４又は５記載の密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、負極活物質としてリチウム金属またはリチウム合金を用いたリチウム一次電池などの密閉型電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
前記リチウム一次電池においては、特許文献１に示すごとく、正極と負極との間にセパレータを介在させた状態で渦巻状に巻回して電極体を形成し、その電極体を電池缶内に収容して蓋で密閉する構造が知られている。
【０００３】
前記リチウム一次電池では、前記蓋に対して、出力端子が絶縁ガスケットを介して貫通状に取り付けられており、集電リードによって電極体の正極が出力端子に接続されることで、出力端子が正極の電位になっている。電極体の負極は、電池缶の内面に接続されていて、電池缶を介して蓋が負極の電位になっている。
【０００４】
この種のリチウム一次電池は、アルカリ電池などと比べて、高エネルギー密度であって長期間の使用ができることから、その需要がますます増えるとともに、その用途も広がっている。
【０００５】
【特許文献１】特開平１−２３９７６９号公報（第１図）
【特許文献２】特開平５−４１２４８号公報（図１）
【特許文献３】特開平５−１０９４３５号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
前記リチウム一次電池では、誤って充電されると、本来の放電電流とは逆方向に電流が流れる。また、放電容量が少なくなった古い電池と新品の電池とを混ぜて使用すると、新品の電池から古い電池へ本来の放電電流とは逆方向に電流が流れる。これらの場合、負極の電位となる蓋の内面などに微粒子状のリチウム金属が析出し、このリチウム金属が成長して出力端子に接触し、内部短絡が生じることがある。
【０００７】
前記リチウム金属の析出に起因する内部短絡の防止手段が、特許文献１〜３に開示されている。ところが、特許文献１では、電極体の外周全面および下面周辺部と、電池缶の内面との短絡を絶縁フィルムで防ぐだけである。特許文献２では、リチウム金属がセパレータを乗り越えて正極に短絡することを隔離板で防ぐだけであり、特許文献３では、リチウム金属がセパレータを乗り越えることを絶縁性物質で防ぐだけである。
【０００８】
つまり、特許文献１〜３では、負極の電位となる蓋の内面にリチウム金属が析出することには着目されておらず、蓋の内面に析出したリチウム金属が出力端子に接触して内部短絡することを防止できないところに問題がある。
【０００９】
また、電極体の負極を出力端子に接続し、電極体の正極を電池缶の内面に接続した電池では、出力端子の下部にリチウム金属が析出するため、この電池でも前記リチウム金属によって蓋の内面と出力端子とが内部短絡するおそれがある。
【００１０】
そこで本発明の目的は、蓋の内面や出力端子にリチウム金属が析出しても、そのリチウム金属で蓋と出力端子とが内部短絡することがない密閉型電池を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明が対象とする密閉型電池は、図２に示すごとく、上面が開口する有底筒形状の電池缶１と、正極１１と負極１２とを有して電池缶１内に収容される電極体２と、電池缶１の開口上面を塞ぐ蓋３と、蓋３に対して絶縁ガスケット６を介して貫通状に取り付けられる出力端子７とを含み、正極１１および負極１２のいずれか一方が出力端子７に接続されている。
【００１２】
本発明は、図１や図４に示すごとく、蓋３の内面が絶縁性の遮蔽体で覆われており、遮蔽体は、少なくとも出力端子７に近接する中央部が出力端子７によって蓋３に固定されている。ここでは、前記出力端子７での固定に加えてさらに遮蔽体２１を蓋３の内面に対して接着剤などで固定する場合も該当し、遮蔽体２１の一部または全体を蓋３の内面に固定する場合が該当する。遮蔽体は、必ずしも蓋３の内面の全体を覆う必要はなく、遮蔽体の外周縁が蓋３の外周縁よりもやや蓋３の中央側に寄っていてもよい。
【００１３】
具体的に説明すると、蓋３には、絶縁ガスケット６および出力端子７が貫通状態で固定される端子取付孔９が設けられていて、絶縁ガスケット６の下部が電池内に臨んでおり、図１や図３に示すごとく、遮蔽体２１は、絶縁ガスケット６の下部に密着した状態で蓋３に固定されている。
【００１４】
詳しくは、絶縁ガスケット６の下側に押さえ板１０が配されており、出力端子７が、押さえ板１０を介して遮蔽体２１および絶縁ガスケット６を蓋３に固定している。
【００１５】
また、先の遮蔽体としては、図４に示すごとく、絶縁ガスケット６の下部６ａを蓋３の内面の周縁側へ延出することで形成してあるものとすることができる。
【００１６】
かかる絶縁ガスケット６の下側に押さえ板１０が配されており、出力端子７が、押さえ板１０を介して絶縁ガスケット６を蓋３に固定しているものとすることができる。
【００１７】
より具体的には、電極体２は、帯状の正極１１と帯状の負極１２との間にセパレータ１３を介在させた状態で巻回して形成してあり、負極１２の負極活物質としては、リチウム金属またはリチウム合金を用いている。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、遮蔽体が蓋３の内面を覆っているので、出力端子７と蓋３との間に遮蔽体および絶縁ガスケット６が介在することになり、出力端子７の下部あるいは蓋３の内面にリチウム金属などが析出しても、そのリチウム金属などによって出力端子７と蓋３との間で内部短絡が生じることが防止され、その分だけ電池の信頼性が向上する。
【００１９】
しかも、遮蔽体が蓋３の内面を覆っている分だけ蓋３の内面が電解液に接触し難くなっており、蓋３を負極の電位に設定したうえで、負極活物質としてリチウム金属またはリチウム合金を用いた場合でも、蓋３の内面にリチウム金属が析出し難くなって、この点でも出力端子７と蓋３との間で内部短絡が生じることが防止される。
【００２０】
そのうえで、遮蔽体が蓋３に固定されているので、前述の遮蔽体が蓋３の内面を覆う状態を確実に維持できる。
【００２１】
遮蔽体２１を絶縁ガスケット６の下部に密着させると、前記析出したリチウム金属などが遮蔽体２１と絶縁ガスケット６との隙間に入り込むことが阻止されて、前記析出したリチウム金属などによる出力端子７と蓋３との内部短絡を確実に防止できる。
【００２２】
絶縁ガスケット６の下部６ａを蓋３の内面の周縁側へ延出することで遮蔽体を形成してあると、遮蔽体を別に製作して蓋３に組み付ける必要がない。つまり、電池の組み立てに際して新たな作業を追加するなどを行わなくても済みながら、遮蔽体の機能を有することができることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
（実施例１）  図１と図２とは、本発明が対象とする密閉型電池の実施例１を示し、図２に示すごとく、上面が開口する有底円筒形状の電池缶１と、電池缶１内に収容される電極体２および非水電解液と、電池缶１の開口上面を塞ぐ円形状の蓋３と、電極体２と蓋３との間に配置される絶縁体５とを含む。電池缶１および蓋３は、冷間圧延鋼板（ＳＰＣＣ）などで形成される。前記電池は、外径寸法が１７mm、高さ寸法が４５mmである。
【００２４】
蓋３の中央には、図１に示すごとく、絶縁ガスケット６および出力端子７が貫通状態で固定される端子取付孔９が設けられる。蓋３の外周縁が電池缶１の開口内周面にレーザーでシーム溶接されることで、電池缶１と蓋３とが導通する。
【００２５】
蓋３の内面のほぼ全体は、遮蔽体２１で覆われており、遮蔽体２１の中央には、絶縁ガスケット６および出力端子７が貫通する貫通孔２２が形成されている。絶縁ガスケット６の下側には、押さえ板１０が配されている。
【００２６】
出力端子７を絶縁ガスケット６と共に蓋３の端子取付孔９および遮蔽体２１の貫通孔２２に貫通させ、絶縁ガスケット６の下側に押さえ板１０を配した状態で、出力端子７を上下にかしめることによって、出力端子７が、押さえ板１０を介して蓋３の端子取付孔９の周縁に固定され、これに伴って出力端子７に近接する遮蔽体２１の中央部２１ａおよび絶縁ガスケット６が出力端子７によって蓋３に固定される。この状態で、絶縁ガスケット６の下部が電池内に臨んでいる。
【００２７】
前記出力端子７のかしめ加工後の状態で、遮蔽体２１の貫通孔２２の内周面が、絶縁ガスケット６の下部の外周に密着している。遮蔽体２１は、絶縁性を有するポリプロピレン（ＰＰ）樹脂などでリング状に樹脂成形されている。遮蔽体２１は、必ずしも蓋３の内面の全体を覆う必要はなく、遮蔽体２１の外周縁が蓋３の外周縁よりもやや蓋３の中央側に寄っていてもよい。
【００２８】
電極体２は、電極としての帯状の正極１１と帯状の負極１２とを有しており、正極１１と負極１２との間に帯状のセパレータ１３を介在させた状態で渦巻状に巻回して形成される。セパレータ１３は、ポリプロピレン樹脂製の微多孔性薄膜フィルムからなる。
【００２９】
正極１１は、網状ステンレス箔製の正極集電体１１ａの裏表両面に正極剤が配されることで形成される。正極剤は、正極活物質としての二酸化マンガンと、バインダーと、カーボンブラックなどを含有する。負極１２は、銅箔製の負極集電体１２ａの裏表両面に負極活物質としてのリチウム金属またはリチウム合金が配されることで形成される。正極１１からは、薄板状の正極集電リード１５が導出されており、負極１２からは、薄板状の負極集電リード１６が導出される。
【００３０】
蓋３の外周寄りには、開裂ベント１７が形成されており、電池内圧が異常上昇したときに開裂ベント１７が開裂して電池内圧を解放する。蓋３には、電池缶１内に電解液を注入するための注液孔１９が形成されており、電解液の注入後の注液孔１９に栓２０が配されてレーザーでシーム溶接される。遮蔽体２１は、開裂ベント１７および注液孔１９に臨む位置に通孔２５・２６をそれぞれ設けてある。
【００３１】
前記かしめ加工後の出力端子７の下端面７ａには、図１に示すごとく正極集電リード１５が溶接される。負極集電リード１６は、電池缶１の内周上端部に溶接される。これによって、出力端子７が正極の電位になり、電池缶１および蓋３が負極の電位になる。負極集電リード１６は、蓋３の内面に溶接されてもよい。電極体２は、その外周面がセパレータ１３で巻回されるよう形成される。
【００３２】
非水電解液は、プロピレンカーボネート（ＰＣ）やジメチルエーテル（ＤＭＥ）などを含有する有機溶剤からなる。絶縁体５および絶縁ガスケット６は、ポリプロピレン樹脂などからなる。押さえ板１０は、ステンレス鋼でリング状に形成される。なお、本発明に係る電池は、電池缶１が有底角筒形状などであってもよい。
【００３３】
電池缶１の底部には、図２に示すごとく、ポリプロピレン樹脂などからなる絶縁板２７が配される。遮蔽体２１は、前記出力端子７での固定に加えて蓋３の内面に対して接着剤などで接着してもよい。この場合、遮蔽体２１が蓋３によりしっかりと固定される。
【００３４】
電池の組み立てに際しては、蓋３に対し、前述のように出力端子７、絶縁ガスケット６、遮蔽体２１および押さえ板１０を取り付けておき、絶縁板２７、電極体２および絶縁体５を電池缶１内に収容したのちに、正極集電リード１５を出力端子７の下端面７ａに、負極集電リード１６を電池缶１の内周面にそれぞれ前述の要領で溶接する。
【００３５】
次いで、蓋３を電池缶１に前述の要領で溶接し、注液孔１９から電解液を注入したのちに、注液孔１９を栓２０で塞いで溶接することで電池が完成する。
【００３６】
（実施例２）  図３は、本発明が対象とする密閉型電池の実施例２を示している。実施例２では、遮蔽体２１の中央部２１ａが、絶縁ガスケット６の下部の下面および外周側面を覆っており、押さえ板１０は、遮蔽体２１の中央部２１ａを間に挟んで絶縁ガスケット６の下部の下面に対面している。前記出力端子７のかしめ加工後の状態で、遮蔽体２１の中央部２１ａが絶縁ガスケット６の下部に密着している。
【００３７】
そして、出力端子７を絶縁ガスケット６と共に蓋３の端子取付孔９および遮蔽体２１の貫通孔２２に貫通させ、遮蔽体２１の中央部２１ａの下側に押さえ板１０を配した状態で出力端子７を上下にかしめることにより、出力端子７が、押さえ板１０を介して蓋３の端子取付孔９の周縁に固定され、これに伴って出力端子７に近接する遮蔽体２１の中央部２１ａおよび絶縁ガスケット６が出力端子７によって蓋３に固定される。その他の点は、実施例１と同じであるので説明を省略する。
【００３８】
実施例２では、遮蔽体２１の中央部２１ａと押さえ板１０との接触面積を大きくとれるために、遮蔽体２１の中央部２１ａが蓋３に対してよりしっかりと固定される。
【００３９】
（実施例３）  図４は、本発明が対象とする密閉型電池の実施例３を示している。実施例３では、絶縁ガスケット６の下部を蓋３の内面の周縁側へ延出することで遮蔽体を形成してある。この絶縁ガスケット６の延出下部（遮蔽体）２９には、開裂ベント１７および注液孔１９に臨む位置に通孔２５・２６をそれぞれ設けてある。
【００４０】
そして、出力端子７を上下にかしめることで、出力端子７が、押さえ板１０を介して蓋３の端子取付孔９の周縁に固定され、前記延出下部２９を含む絶縁ガスケット６が出力端子７によって蓋３に固定される。この状態で、前記絶縁ガスケット６の延出下部２９によって蓋３の内面が覆われる。絶縁ガスケット６の延出下部２９は、必ずしも蓋３の内面の全体を覆う必要はなく、絶縁ガスケット６の延出下部２９の外周縁が蓋３の外周縁よりもやや蓋３の中央側に寄っていてもよい。その他の点は、実施例１と同じであるので説明を省略する。
【００４１】
本発明は、出力端子７を負極の電位、電池缶１および蓋３を正極の電位に設定した電池であっても適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施例１に係る密閉型電池の要部の拡大縦断正面図
【図２】密閉型電池の全体の縦断正面図
【図３】本発明の実施例２に係る密閉型電池の要部の拡大縦断正面図
【図４】本発明の実施例３に係る密閉型電池の要部の拡大縦断正面図
【符号の説明】
【００４３】
１  電池缶
２  電極体
３  蓋
６  絶縁ガスケット
７  出力端子
９  端子取付孔
１０  押さえ板
１１  正極
１２  負極
１３  セパレータ
２１  遮蔽体
２１ａ  中央部
２９  延出下部
【図１】
2007200787.tif 000003
【図２】
2007200787.tif 000004
【図３】
2007200787.tif 000005
【図４】
2007200787.tif 000006