JP2003208906A - 電 池 - Google Patents
電 池Info
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- JP2003208906A JP2003208906A JP2002003129A JP2002003129A JP2003208906A JP 2003208906 A JP2003208906 A JP 2003208906A JP 2002003129 A JP2002003129 A JP 2002003129A JP 2002003129 A JP2002003129 A JP 2002003129A JP 2003208906 A JP2003208906 A JP 2003208906A
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- JP
- Japan
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- battery
- separator
- electrolytic solution
- sealing part
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-
- Y02E60/12—
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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 電池の向きにより生ずる放電性能の差異を無
くす。 【解決手段】 正極作用物質２と負極作用物質４を有底
筒状のセパレータ３にて隔離・絶縁して有底筒状の電池
缶１に収納すると共に、液体状の電解液１０を注入し、
ガスケット５を介して電池缶１の開口部を封口部で封口
し、且つ、前記電解液１０が正極作用物質２、負極作用
物質４、集電体、セパレータ３、封口部、電池缶１以外
の部位に単独で存在するような電池２０において、前記
セパレータ３の開口端部を前記封口部に接触させた構成
とする。本構成では、封口部を下向きにした時に溜まる
封口部側の電解液１０はセパレータ３に効率良く吸収さ
れるようになる。セパレータ３に吸収された電解液１０
は放電反応に有効に活用されるため、軽負荷放電におい
ても電池の置き方に関係なく電池本来の性能を発揮でき
る。
くす。 【解決手段】 正極作用物質２と負極作用物質４を有底
筒状のセパレータ３にて隔離・絶縁して有底筒状の電池
缶１に収納すると共に、液体状の電解液１０を注入し、
ガスケット５を介して電池缶１の開口部を封口部で封口
し、且つ、前記電解液１０が正極作用物質２、負極作用
物質４、集電体、セパレータ３、封口部、電池缶１以外
の部位に単独で存在するような電池２０において、前記
セパレータ３の開口端部を前記封口部に接触させた構成
とする。本構成では、封口部を下向きにした時に溜まる
封口部側の電解液１０はセパレータ３に効率良く吸収さ
れるようになる。セパレータ３に吸収された電解液１０
は放電反応に有効に活用されるため、軽負荷放電におい
ても電池の置き方に関係なく電池本来の性能を発揮でき
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、電解液が正極作用
物質、負極作用物質、集電体、セパレータ、封口部、電
池缶以外の部位に単独で存在するような電池における放
電性能の向上に関するものである。
物質、負極作用物質、集電体、セパレータ、封口部、電
池缶以外の部位に単独で存在するような電池における放
電性能の向上に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２は、従来公知の筒形リチウム電池の
内部構造を示している。図示のように、筒形リチウム電
池２０は、胴部を樹脂チューブ１１で被覆した正極端子
を兼ねる有底円筒状の正極缶１と、正極缶１内に配置さ
れた中空円筒状の正極作用物質２（二酸化マンガンに炭
素粉末等の導電剤とフッ素樹脂等の結着剤を混合した合
剤をリング状に粉末成形したもの）と、有底筒状のセパ
レータ３を介して正極作用物質２の中空部に負極集電体
８と共に充填された負極作用物質４（リチウム金属）等
で構成されている。
内部構造を示している。図示のように、筒形リチウム電
池２０は、胴部を樹脂チューブ１１で被覆した正極端子
を兼ねる有底円筒状の正極缶１と、正極缶１内に配置さ
れた中空円筒状の正極作用物質２（二酸化マンガンに炭
素粉末等の導電剤とフッ素樹脂等の結着剤を混合した合
剤をリング状に粉末成形したもの）と、有底筒状のセパ
レータ３を介して正極作用物質２の中空部に負極集電体
８と共に充填された負極作用物質４（リチウム金属）等
で構成されている。
【０００３】そして、上記した正極作用物質２、負極作
用物質４、負極集電体８等をこの正極缶１内に収納した
後、負極作用物質４の中空部に液体状の電解液１０（一
般的に、リチウムイオンの拡散速度を大きくするため粘
度の低いものが使用される）が注入されると共に、電池
開口部がリング状のガスケット５を介して封口板９や負
極端子６を含む封口部で封口され、完全密閉されてい
る。尚、負極集電体８のリード板８ａは、ガスケット５
の中央孔５ａを通して封口板９に延長されてスポット溶
接されている。
用物質４、負極集電体８等をこの正極缶１内に収納した
後、負極作用物質４の中空部に液体状の電解液１０（一
般的に、リチウムイオンの拡散速度を大きくするため粘
度の低いものが使用される）が注入されると共に、電池
開口部がリング状のガスケット５を介して封口板９や負
極端子６を含む封口部で封口され、完全密閉されてい
る。尚、負極集電体８のリード板８ａは、ガスケット５
の中央孔５ａを通して封口板９に延長されてスポット溶
接されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記した筒
形リチウム電池２０のように、電解液が各電極作用物質
や各部品（セパレータ、集電体、封口部、電池缶）以外
の部位に単独で存在しているような電池では、特に軽負
荷放電の場合、電池の設置向きよって放電性能に差異が
生じるという問題があった。具体的には、電池の封口部
を下向きにして軽負荷放電した場合は、上向きの状態で
軽負荷放電した場合に比べて放電性能（所定の終止電圧
に至るまでの放電持続時間）が劣っていた。これは、次
のようなことが要因していると推測できる。
形リチウム電池２０のように、電解液が各電極作用物質
や各部品（セパレータ、集電体、封口部、電池缶）以外
の部位に単独で存在しているような電池では、特に軽負
荷放電の場合、電池の設置向きよって放電性能に差異が
生じるという問題があった。具体的には、電池の封口部
を下向きにして軽負荷放電した場合は、上向きの状態で
軽負荷放電した場合に比べて放電性能（所定の終止電圧
に至るまでの放電持続時間）が劣っていた。これは、次
のようなことが要因していると推測できる。
【０００５】即ち、図２に示すように、従来型の電池
は、セパレータ３の高さ方向の寸法が短く形成されてお
り、その開口端部とガスケット５の内側の面との間に隙
間が生じる構造であるため、封口部を下向きにした場
合、粘度の低い電解液１０はこの隙間から漏れ出して図
中の鎖線で示すように封口部側の全域に溜まってしま
う。この封口部側に溜まった電解液１０は殆ど放電反応
に寄与しない分であり、特に、注入した電解液１０の殆
どが放電反応に与る軽負荷放電の場合では、注入した電
解液の一部しか放電反応に寄与しない高負荷放電の場合
に比べ、その分、発電効率が低下したものと考えられ
る。
は、セパレータ３の高さ方向の寸法が短く形成されてお
り、その開口端部とガスケット５の内側の面との間に隙
間が生じる構造であるため、封口部を下向きにした場
合、粘度の低い電解液１０はこの隙間から漏れ出して図
中の鎖線で示すように封口部側の全域に溜まってしま
う。この封口部側に溜まった電解液１０は殆ど放電反応
に寄与しない分であり、特に、注入した電解液１０の殆
どが放電反応に与る軽負荷放電の場合では、注入した電
解液の一部しか放電反応に寄与しない高負荷放電の場合
に比べ、その分、発電効率が低下したものと考えられ
る。
【０００６】本発明は、電池の向きにより生ずる放電性
能の差異を無くした信頼性の高い電池を提供することを
目的としている。
能の差異を無くした信頼性の高い電池を提供することを
目的としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】すなわち、請求項１に記
載の本発明は、正極作用物質と負極作用物質を有底筒状
のセパレータにて隔離・絶縁して有底筒状の電池缶に収
納すると共に、液体状の電解液を注入し、ガスケットを
介して電池缶の開口部を封口部で封口し、且つ、前記電
解液が正極作用物質、負極作用物質、集電体、セパレー
タ、封口部、電池缶以外の部位に単独で存在するような
電池において、前記セパレータの開口端部を前記封口部
に接触させた構成とする。
載の本発明は、正極作用物質と負極作用物質を有底筒状
のセパレータにて隔離・絶縁して有底筒状の電池缶に収
納すると共に、液体状の電解液を注入し、ガスケットを
介して電池缶の開口部を封口部で封口し、且つ、前記電
解液が正極作用物質、負極作用物質、集電体、セパレー
タ、封口部、電池缶以外の部位に単独で存在するような
電池において、前記セパレータの開口端部を前記封口部
に接触させた構成とする。
【０００８】また、請求項２に記載の本発明は、請求項
１に記載の電池において、前記ガスケットはリング状と
され、且つ、その内径を前記セパレータの外径より大き
くした構成とする。
１に記載の電池において、前記ガスケットはリング状と
され、且つ、その内径を前記セパレータの外径より大き
くした構成とする。
【０００９】上記構成のように、セパレータの開口端部
を封口部に接触させると、封口部を下向きにした時に溜
まる封口部側の電解液はセパレータに効率良く吸収され
るようになる。具体的には、放電反応が進行すると電解
液は消費されていき、セパレータ内の電解液量は減少し
ていく。しかし、セパレータの開口部が封口部に接触し
ているため、封口部側に溜まった電解液はセパレータに
吸収され、セパレータ内の消費された電解液を補ってく
れる。従って、注入電解液の殆どが活用される軽負荷放
電において、従来のような電池の向きによる放電性能の
差異を無くし、電池本来の性能を発揮できる。
を封口部に接触させると、封口部を下向きにした時に溜
まる封口部側の電解液はセパレータに効率良く吸収され
るようになる。具体的には、放電反応が進行すると電解
液は消費されていき、セパレータ内の電解液量は減少し
ていく。しかし、セパレータの開口部が封口部に接触し
ているため、封口部側に溜まった電解液はセパレータに
吸収され、セパレータ内の消費された電解液を補ってく
れる。従って、注入電解液の殆どが活用される軽負荷放
電において、従来のような電池の向きによる放電性能の
差異を無くし、電池本来の性能を発揮できる。
【００１０】
【発明の実施の形態】以下、図１に基づいて本発明の実
施形態を説明する。尚、説明を簡略化するため、以下の
説明において従来と共通する部分については同一の符号
を用いた。
施形態を説明する。尚、説明を簡略化するため、以下の
説明において従来と共通する部分については同一の符号
を用いた。
【００１１】図１は、本発明が適用された筒形二酸化マ
ンガンリチウム電池（筒形リチウム電池）の構造を示
し、符号１は正極缶、符号２は正極作用物質（二酸化マ
ンガンを主成分とする）、符号３はセパレータ、符号４
は負極作用物質（リチウム金属）、符号５はリング状を
成すガスケット、符号６は負極端子、符号７は金属リン
グ、符号８は負極集電体、符号９は封口部を構成する封
口板である。
ンガンリチウム電池（筒形リチウム電池）の構造を示
し、符号１は正極缶、符号２は正極作用物質（二酸化マ
ンガンを主成分とする）、符号３はセパレータ、符号４
は負極作用物質（リチウム金属）、符号５はリング状を
成すガスケット、符号６は負極端子、符号７は金属リン
グ、符号８は負極集電体、符号９は封口部を構成する封
口板である。
【００１２】係る電池構造は、図２に示したインサイド
アウト構造を有する従来型の筒形リチウム電池と同様で
あるが、本発明が、前記セパレータ３の高さ方向の寸法
を長くし、その開口端部を封口板９の内面に接触させた
点と、この筒状セパレータ３がガスケット５の中央孔５
ａを挿通するように、中央孔５ａの径をセパレータ３の
外径より大きくした点が従来型と相違している。
アウト構造を有する従来型の筒形リチウム電池と同様で
あるが、本発明が、前記セパレータ３の高さ方向の寸法
を長くし、その開口端部を封口板９の内面に接触させた
点と、この筒状セパレータ３がガスケット５の中央孔５
ａを挿通するように、中央孔５ａの径をセパレータ３の
外径より大きくした点が従来型と相違している。
【００１３】このように、セパレータ３の寸法を長くし
てその開口端部を封口板９に接触させる構造にする。封
口部を下向きにすると、図中鎖線で示すように封口部側
に電解液が溜まるようになる。そして、封口部側に溜ま
った電解液１０は周囲のセパレータ３に効率的に吸収さ
れる。セパレータ３に吸収された電解液１０は、放電反
応に有効に活用され、よって、軽負荷放電においても電
池封口部を下向きにして放電した場合と上向きの状態で
放電した場合とで放電性能の差異は無く、電池本来の性
能が得られるようになる。
てその開口端部を封口板９に接触させる構造にする。封
口部を下向きにすると、図中鎖線で示すように封口部側
に電解液が溜まるようになる。そして、封口部側に溜ま
った電解液１０は周囲のセパレータ３に効率的に吸収さ
れる。セパレータ３に吸収された電解液１０は、放電反
応に有効に活用され、よって、軽負荷放電においても電
池封口部を下向きにして放電した場合と上向きの状態で
放電した場合とで放電性能の差異は無く、電池本来の性
能が得られるようになる。
【００１４】
【実施例】次に、上記した本発明の作用効果を確認する
ため、本発明と従来品によるＣＲ２／３ ８・Ｌ型リチ
ウム電池（公称電圧３Ｖ）を作製し、各々連続放電試験
を行い、各々放電性能を調査した。その結果を表１に示
す。連続放電試験は、負荷抵抗５１０Ωによる重負荷放
電と負荷抵抗１０ＫΩによる軽負荷放電の２通りを実施
し、電池終止電圧２Ｖに至る迄の各放電持続時間を測定
した。尚、表１の各数値は、電池の封口部を上向きにし
て放電した従来品の放電持続時間を基準値（１００）と
した場合の値である。
ため、本発明と従来品によるＣＲ２／３ ８・Ｌ型リチ
ウム電池（公称電圧３Ｖ）を作製し、各々連続放電試験
を行い、各々放電性能を調査した。その結果を表１に示
す。連続放電試験は、負荷抵抗５１０Ωによる重負荷放
電と負荷抵抗１０ＫΩによる軽負荷放電の２通りを実施
し、電池終止電圧２Ｖに至る迄の各放電持続時間を測定
した。尚、表１の各数値は、電池の封口部を上向きにし
て放電した従来品の放電持続時間を基準値（１００）と
した場合の値である。
【００１５】
【表１】
【００１６】表１より明らかなように、重負荷放電の場
合は本発明も従来品も電池の置き方に関係なく電池本来
の性能（１００）が得られているが、封口部を下向きに
して行った軽負荷放電においては、従来品の場合放電性
能が低下したのに対し、本発明品は性能の低下は全く見
られず、重負荷放電と同様に優れた放電性能が得られ
た。これより、本発明では、封口部側に溜まった電解液
がセパレータに効率良く吸収され、それが放電反応に有
効に活用されたことが確認された。
合は本発明も従来品も電池の置き方に関係なく電池本来
の性能（１００）が得られているが、封口部を下向きに
して行った軽負荷放電においては、従来品の場合放電性
能が低下したのに対し、本発明品は性能の低下は全く見
られず、重負荷放電と同様に優れた放電性能が得られ
た。これより、本発明では、封口部側に溜まった電解液
がセパレータに効率良く吸収され、それが放電反応に有
効に活用されたことが確認された。
【００１７】また、上記効果に加え、セパレータ３の開
口部を封口板９で施蓋することにより、例えば、電池組
立時等に発生した正極作用物質２の欠片等が電池負極側
に侵入して内部短絡するといったトラブルが防止される
という効果も生ずる。
口部を封口板９で施蓋することにより、例えば、電池組
立時等に発生した正極作用物質２の欠片等が電池負極側
に侵入して内部短絡するといったトラブルが防止される
という効果も生ずる。
【００１８】以上、本実施形態では、正・負極作用物質
から遊離した液体状の電解液を有する電池として円筒形
二酸化マンガンリチウム電池を説明したが、これに限定
されるものではないことは勿論であり、例えば、液体正
極作用物質を有するボビン形塩化チオニルリチウム電池
等にも適用可能である。
から遊離した液体状の電解液を有する電池として円筒形
二酸化マンガンリチウム電池を説明したが、これに限定
されるものではないことは勿論であり、例えば、液体正
極作用物質を有するボビン形塩化チオニルリチウム電池
等にも適用可能である。
【００１９】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
セパレータの開口端部を封口部に当接させた構成とした
ので、封口部を下向きにした時に溜まる封口部側の電解
液はセパレータに効率良く吸収されるようになる。セパ
レータに吸収された電解液は放電反応に有効に活用され
るため、軽負荷放電においても電池の置き方に関係なく
電池本来の性能を発揮できる。
セパレータの開口端部を封口部に当接させた構成とした
ので、封口部を下向きにした時に溜まる封口部側の電解
液はセパレータに効率良く吸収されるようになる。セパ
レータに吸収された電解液は放電反応に有効に活用され
るため、軽負荷放電においても電池の置き方に関係なく
電池本来の性能を発揮できる。
【００２０】加えて、電池組立時等に発生した正極作用
物質の欠片等が電池負極側に侵入して、内部短絡すると
いったトラブルが防止されるという効果も生ずる。
物質の欠片等が電池負極側に侵入して、内部短絡すると
いったトラブルが防止されるという効果も生ずる。
【図１】本発明に係る筒形リチウム電池の内部構造を示
す断面図。
す断面図。
【図２】従来の筒形リチウム電池の内部構造を示す断面
図。
図。
１ 電池缶（正極缶）
２ 正極作用物質
３ セパレータ
４ 負極作用物質
５ ガスケット
９ 封口部（封口板）
１０ 電解液
２０ 電池
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 太田 廣彦
東京都港区新橋５丁目36番11号 エフ・デ
ィー・ケイ株式会社内
Ｆターム(参考） 5H011 AA03 FF03 GG02 KK01
5H021 AA00 BB17 CC14 HH03
5H024 AA12 CC02 CC14 DD01 DD04
DD09 HH13 HH15
Claims (2)
- 【請求項１】 正極作用物質と負極作用物質を有底筒状
のセパレータにて隔離・絶縁して有底筒状の電池缶に収
納すると共に、液体状の電解液を注入し、ガスケットを
介して電池缶の開口部を封口部で封口し、且つ、前記電
解液が正極作用物質、負極作用物質、集電体、セパレー
タ、封口部、電池缶以外の部位に単独で存在するような
電池において、 前記セパレータの開口端部を前記封口部に接触させたこ
とを特徴とする電池。 - 【請求項２】 前記ガスケットはリング状とされ、且
つ、その内径が前記セパレータの外径より大きいことを
特徴とする請求項１に記載の電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002003129A JP2003208906A (ja) | 2002-01-10 | 2002-01-10 | 電 池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002003129A JP2003208906A (ja) | 2002-01-10 | 2002-01-10 | 電 池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003208906A true JP2003208906A (ja) | 2003-07-25 |
Family
ID=27642805
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002003129A Pending JP2003208906A (ja) | 2002-01-10 | 2002-01-10 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003208906A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112006000346B4 (de) | 2005-02-09 | 2018-05-09 | Fdk Corporation | Zylindrische versiegelte Batterie |
-
2002
- 2002-01-10 JP JP2002003129A patent/JP2003208906A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE112006000346B4 (de) | 2005-02-09 | 2018-05-09 | Fdk Corporation | Zylindrische versiegelte Batterie |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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| A977 | Report on retrieval |
Effective date: 20070711 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20071218 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080215 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080701 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Effective date: 20090113 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 |