(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極と負極と非水溶媒、支持塩を含む電解液と、セパレータが収納され、正極缶と負極缶との間にガスケットを介し、前記正極缶をかしめ封口する非水電解質二次電池において、
負極缶折り返し端部の角（５０）の角度（１０）が、鈍角であり、
前記ガスケットは、前記負極缶折り返し端部の角（５０）と前記正極缶（１０５）との間に厚みを有し、
前記負極缶折り返し端部の角（５０）が、折り返し立ち上がり部（６０）から垂直にのばした線（４０）より前記負極缶の内側方向に位置することを特徴とする非水電解質二次電池。
【請求項２】
前記負極缶折り返し端部の角（５０）と前記正極缶との間のガスケット上部の厚さ（２０）が、折り返し立ち上がり部（６０）と前記正極缶との間のガスケット側部の厚さ（３０）の２１〜４５％であることを特徴とする請求項１記載の非水電解質二次電池。
【請求項３】
前記ガスケットがポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル樹脂（ＰＥＮ）から選ばれる少なくとも１種類の樹脂であることを特徴とする請求項１または２に記載の非水電解質二次電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リチウムを吸蔵放出可能な物質、リチウム金属または合金負極を負極活物質とし、リチウムを吸蔵放出可能な物質を正極の活物質とし、リチウムイオン導電性の非水電解質を用いるコイン型（ボタン型）非水電解質二次電池のなかでリフローはんだ付け実装可能な非水電解質二次電池およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりコイン型（ボタン型）非水電解質二次電池は、高エネルギー密度、軽量であるといった特徴により、機器のバックアップ用の電源としての用途が増加している。
【０００３】
該電池は、主にメモリーバックアップ電源として用いる場合、該電池にハンダ付用の端子を溶接した後、メモリー素子とともにプリント基板上にハンダ付け実装されることが多い。従来、プリント基板上へのハンダ付は、ハンダこてを用いて行なわれていたが、機器の小型化あるいは高機能化にともない、プリント基板の同一面積内に搭載される電子部品を多くする必要が生じハンダ付のためにハンダこてを挿入する隙間を確保することが困難となってきた。また、ハンダ付け作業もコストダウンのため自動化が求められていた。
【０００４】
そこであらかじめプリント基板上のハンダ付を行なう部分にハンダクリーム等を塗布しておきその部分に部品を載置するか、あるいは、部品を載置後ハンダ小球をハンダ付部分に供給し、ハンダ付部分がハンダの融点以上、例えば、２００〜２６０℃となるように設定された高温雰囲気の炉内に部品を搭載したプリント基板を通過させることにより、ハンダを溶融させてハンダ付を行なう方法が用いられている（以下リフローハンダ付という）。
【０００５】
リフローハンダ付けを行うためには、電池部材も耐熱性のものを用いなければならない。とりわけ、ガスケットは、ポリプロピレン（ＰＰ）から、耐熱性が高く硬質のエンジニアリングプラスチックが用いられるようになった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
コイン型（ボタン型）でリフローハンダ付け実装可能な非水電解質二次電池のガスケットにエンジニアリングプラスチックを用いた場合、かしめ封口やリフローはんだ付けにより、ガスケットが切れやすいという問題がある。
【０００７】
図２に従来のエンジニアリングプラスチック製ガスケットを用いたリフローハンダ付け実装可能な非水電解質二次電池の断面図を示した。
【０００８】
負極缶折り返し端部の角５０と正極缶１０５との間のガスケットの厚さ２０が狭く、非常に切れやすい構造となっている。かしめ封口やリフローはんだ付けにより、ガスケット１０６が切れると、電池がショートしたり、ガスケット１０６の気密性が低下し漏液（電解液が電池外部に漏れること）することがあった。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
図１に本発明のエンジニアリングプラスチック製ガスケットを用いたリフローハンダ付け実装可能な非水電解質二次電池の断面図を示した。
【００１０】
負極缶折り返し端部の角５０の角度３０を９０度以上と、より鈍角にするか、角３０をつぶし加工するか、または面取り加工しより切れにくくした。
【００１１】
さらに、負極缶折り返し端部の角５０を折り返し立ち上がり部６０から垂直にのばした線４０より負極缶１０１の内側方向もっていくことにより、前記負極缶折り返し端部の角５０と正極缶との間のガスケットの厚さ２０を大きくとることができ、よりガスケットが切れにくくなった。
【００１２】
負極缶折り返し端部の角５０と正極缶１０５との間のガスケットの厚さ２０は、折り返し立ち上がり部６０と正極缶１０５との間のガスケットの厚さ３０の２０％以上６０％未満となるように制御し、かしめ封口を行った。ここでガスケット厚さ３０は２０％以上４０％以下が好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図２に示した従来のエンジニアリングプラスチック製ガスケットを用いたリフローハンダ付け実装可能な非水電解質二次電池において、負極缶折り返し端部の角５０がと正極缶との間のガスケットの厚さ２０が狭く、非常に切れやすい構造となっている。
【００１４】
フローハンダ付け実装可能な非水電解質二次電池のガスケットは、硬くてもろいエンジニアリングプラスチックを用いているため、ＰＰ製のガスケットに比べ、かしめ封口の衝撃で、切れやすくなっている。また、リフロー時においても、正負極缶の金属の熱膨張とエンジニアリングプラスチックの熱膨張が違うため切れやすくなっている。
【００１５】
そのため、封口の適正条件を求めるのが非常に困難であった。負極缶の折り返しの寸法がばらつくと切れが発生し製造歩留まりを低下させたり、切れないように封口をあまくすると気密が低下し、電池性能が劣化することがあった。
【００１６】
ガスケットの切れは、負極缶折り返し端部の角５０がガスケットにくい込むこと、もしくは角５０と正極缶との間のガスケットの厚さ２０が狭くなりすぎることにより発生する。
【００１７】
角５０のガスケットへのくい込みを防止するには、負極缶折り返し端部の角５０の角度１０を９０度以上と、鈍角にすることが効果的であり、切れが極端に少なくなることがわかった。より好ましくは、１１０度以上が良好であった。また、角５０をつぶし加工、面取り加工することも有効であった。
【００１８】
角５０と正極缶との間のガスケットの厚さ２０が狭くなりすぎることを防止するには、負極缶折り返し端部の角５０を折り返し立ち上がり部６０から垂直にのばした線４０より負極缶１０１の内側方向または中心方向にもっていくことが有効である。内側方向にもっていくことにより、正極缶１０５をかしめた力が角５０に集中するのを防ぎ折り返しの面に分散することができる。漏液を防ぐためには、ガスケットの厚さ２０は、できるだけ狭い方がよいが、狭くなりすぎて切れることは、避ける必要がある。
【００１９】
負極缶折り返し端部の角５０と正極缶との間のガスケットの厚さ２０は、折り返し立ち上がり部と正極缶との間のガスケットの厚さ３０の２０％以上とした場合ガスケットが切れにくいことがわかった。厚さ２０を６０％以上とした場合は、漏液が発生した。
【００２０】
本発明のかしめ構造は、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン樹脂（ＰＥＥＫ）、ポリエーテルニトリル樹脂（ＰＥＮ）等の硬質エンジニアリングプラスチックを用いたガスケットにおいて有効である。
【００２１】
また、この材料に１０重量％程度以下の添加量でガラス繊維、マイカウイスカー、セラミック微粉末等を添加したものであっても、本実験と同様の効果を発揮することが実験によって判明している。
【００２２】
ガスケットの製造方法としては、射出成型法、熱圧縮法等がある。
【００２３】
一般に、リフローはんだ付けを行うために、電池にはあらかじめ端子が取り付けられる。
【００２４】
電極端子は、金属製で主に０．１〜０．３ｍｍ程度の板状のステンレス鋼が加工して用いられる。端子の回路基板とハンダ付けされる部分には、金めっき、ニッケルめっき、ハンダめっき等が施されることが多い。電池への溶接は、抵抗溶接法、レーザー溶接法などが用いられる。
【００２５】
以下、実施例により本発明を更に詳細に説明する。
【００２６】
【実施例】
（実施例１）
本実施例は、正極活物質としてＭｏＯ３、負極活物質としＳｉＯを用いた場合である。下記のようにして作製した正極、負極及び電解液を用いた。また、電池の大きさは外径４．８ｍｍ、厚さ１．４ｍｍであった。
【００２７】
実施例２〜１５として、正極は次の様にして作製した。 市販のＭｏＯ３を粉砕したものに導電剤としてグラファイトを、結着剤としてポリアクリル酸を重量比ＭｏＯ３：グラファイト：ポリアクリル酸＝５３：４５：２の割合で混合して正極合剤とし、次にこの正極合剤５ｍｇを２ｔｏｎ／ｃｍ2で直径２．４ｍｍのペレットに加圧成形した。その後、この様にして得られた正極ペレット１０４を炭素を含む導電性樹脂接着剤からなる電極集電体を用いて正極ケース１０５に接着し一体化した（正極ユニット化）後、２５０℃で８時間減圧加熱乾燥した。
【００２８】
塗布する液体シール剤は、市販のブチルゴム系接着剤（ブチルゴム３０重量％、残りトルエン）とブローンアスファルトをトルエンに溶かしたものを正極缶の内側に注射器により塗布し、ドライルーム内で１２０℃乾燥して用いた。
【００２９】
負極は、次の様にして作製した。市販のＳｉＯを粉砕したものを作用極の活物質として用いた。この活物質に導電剤としてグラファイトを、結着剤としてポリアクリル酸をそれぞれ重量比４５：４０：１５の割合で混合して負極合剤とした。合剤１．１ｍｇを２ｔｏｎ／ｃｍ2で直径２．１ｍｍのペレットに加圧成形したものを用いた。その後、この様にして得られた負極ペレット１０２を炭素を導電性フィラーとする導電性樹脂接着剤からなる電極集電体を用いて負極缶１０１に接着し一体化した（負極ユニット化）後、２５０℃で８時間減圧加熱乾燥した。さらに、ペレット上にリチウムフォイルを直径２ｍｍ、厚さ０．２ｍｍに打ち抜いたものを圧着し、リチウム−負極ペレット積層電極とした。厚さ０．２ｍｍのガラス繊維からなる不織布を乾燥後φ３ｍｍに打ち抜きセパレータ１０３とした。ガスケット１０６は、材質については表１に示した。
【００３０】
塗布する液体シール剤は、市販のブチルゴム系接着剤（ブチルゴム３０重量％、残りトルエン）とブローンアスファルトをトルエンに溶かしたものをガスケットの溝に注射器により塗布し、ドライルーム内で１２０℃乾燥して用いた。
【００３１】
電解液は、エチレンカーボネート（ＥＣ）：γ−ブチロラクトン（γＢＬ）の体積比１：１混合溶媒にホウフッ化リチウム（ＬｉＢＦ4）を１モル／ｌ溶解したもの６μＬ、電池缶内に入れた。正極ユニットと負極ユニットを重ねかしめ封口することにより電池を作製した。電池は負極缶１０１の形状および封口条件を変えそれぞれ５００個作製した。
【００３２】
作製した電池は、予備加熱１８０℃、３分、到達温度２４０℃のリフロー炉を通過させ、漏液とガスケット切れを評価した。
【００３３】
結果を表１に示した。
【００３４】
【表１】
0004909470.tif 000002
【００３５】
表中の角度Ａは、図１の角１０であり、負極缶１０１を樹脂に埋め込み断面観察し、実測した値を示した。角Ｅは図１の負極缶折り返し端部の角５０の位置であり、その位置は負極缶の最外径（４．２１mm）に対し、何％負極缶１０１内側方向に位置しているかを示している。樹脂の厚さＢは図１のガスケット厚み２０に対応し、負極缶折り返し端部の角Ｅと正極缶との間の樹脂の厚さＢの折り返し立ち上がり部と正極缶との間の樹脂の厚さＣ、図１のガスケット厚み３０に対応する、に対する比率を示している。これらの位置も同様に断面観察により測定した。
【００３６】
比較例１，２は比較的角５０が鋭角で、内側に倒していない負極缶を用いて電池を作製した。ガスケットの厚さ２０を狭くしない場合は漏液し、狭くした場合はガスケットが切れという結果となった。
【００３７】
実施例１〜９においては、角度Ａを鈍角にし、角５０を内側に倒すほど、樹脂の厚さ２０を絞ることができ、漏液やガスケット切れに対する信頼性を増すことがわかった。また、ＰＥＥＫ、ＬＣＰ、ＰＥＮのガスケット材質においても同様の効果が確認できた。
【００３８】
【発明の効果】
コイン型（ボタン型）でリフローハンダ付け実装可能な非水電解質二次電池のガスケットにエンジニアリングプラスチックを用いた場合、かしめ封口やリフローはんだ付けにより、ガスケットが切れやすいという問題があったが、  負極缶折り返し端部の角５０の角度１０を９０度以上とより鈍角にするか、角Ｅがつぶし加工するか、または面取り加工しより切れにくくなることがわかった。
【００３９】
さらに、負極缶折り返し端部の角Ｅを折り返し立ち上がり部Ｆから垂直にのばした線Ｄより負極缶の内側方向もっていくことにより、前記負極缶折り返し端部の角Ｅと正極缶との間の樹脂の厚さＢを大きくとることができ、よりガスケットが切れにくくなった。
【００４０】
これにより、かしめ封口やリフローはんだ付けで、ガスケットが切れて、電池がショートしたり、ガスケットの気密性が低下し漏液（電解液が電池外部に漏れること）することがなくなった。また、負極缶の製造による寸法ばらつきや、かしめ条件のばらつきも吸収できることになり、製造歩留まりが格段に向上した。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のリフローはんだ付け実装可能な非水電解質二次電池の断面図
【図２】従来のリフローはんだ付け実装可能な非水電解質二次電池の断面図
【符号の説明】
１０  角度
２０  ガスケットの厚さ
３０  ガスケットの厚さ
４０  線
５０  負極缶折り返し端部の角
６０  折り返し立上がり部
１０１  負極缶
１０２  負極ペレット
１０３  セパレータ
１０４  正極ペレット
１０５  正極缶
１０６  ガスケット
【図１】
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【図２】
0004909470.tif 000004