[发明专利]扁平形有机电解液二次电池

说明书

技术领域

本发明涉及即使在高温多湿环境下也稳定的、长期可靠性和高负荷放电性能优良的扁平形有机电解液二次电池。 

背景技术

轮胎内部的压力传感器被用在温度超过85℃的高温下、湿度90％左右的多湿环境的严酷条件下。一直期待可在这种特殊用途中使用的、且可取出大电流的电池。对于作为其候补的有机电解液电池，一直在积极进行多种研究开发。 

作为有机电解液电池的形状，从所需的放电容量、大小、组装性及成本等方面考虑，扁平形(钮扣形、硬币形、扁平角形)最适合。扁平形的有机电解液电池通过敛缝封口进行密封。这种封口方法与其它的激光封口或玻璃密封等相比气密性差，因此在超过60℃的高温气氛下，因热冲击负荷引起电池性能的劣化或漏液。 

因此，为了提高将锂、钠、镁等轻金属或它们的合金用于负极的扁平形有机电解液电池的耐热性，提出了多种方案。例如在特开平08-138686号公报中，公开了将四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂(PFA)用作垫圈，将玻璃纤维用作隔膜，采用由沸点在170℃以上的有机溶剂构成电解液的电池。以往在垫圈中使用的聚丙烯(PP)如果在超过60℃的温度下长期暴露，则因树脂本身的劣化使密封性能下降。其结果是，水分从松懈的密封部浸入，使容量下降，或电解液蒸发使可靠性降低。在严重的情况下，电解液泄漏会破坏设备。因此，通过将垫圈材质变更为PFA，可改善热冲击或高温保存性能。 

用于负极的锂、钠等金属或其合金，它们的反应性非常高。此外，也无适当的粘结剂。从这些方面考虑，采用比表面积大的粉末是困难的，因此采用片状的。但是，采用片状的材料作为负极，会使有效反应面积减小。 

因此，高负荷放电性能下降。 

另一方面，在日本特开2002-117841号公报中，公开了利用由氧化物构成的负极对电解液的稳定性，组合有由热变形温度在230℃以上的PFA构成的垫圈的电池。该电池即使在230℃以上的回流温度下也不急剧膨胀，此外，用垫圈、电池壳和封口板密封的部分也不会脱落。而且即使在回流后的保存中，也不会出现因垫圈变形造成的漏液等问题。 

但是，如果该电池被暴露在按实际使用产生的高温多湿环境下，则封口板和垫圈从被电池壳密封的部分脱落(以下，记述为封口部的脱落)。在垫圈是氟系树脂时，与PP相比虽然水分进入被延迟，但是水分从敛缝封口的密封部的气密性低的部分浸入。该水分与负极激烈反应，生成氢气。因该气体发生造成内压上升，垫圈被压缩，机械密封性提高。另外如果内压继续上升，达到封口耐压以上，则封口部脱落。另一方面，由于以往的PP制的垫圈的耐热性低，而且因漏液等内压下降，所以封口部的脱落不会发生。 

在负极是锂或其合金时，通过在最表面与空气中的水分的反应，锂表面被氢氧化锂或碳酸锂等覆盖。因此上述这样的激烈反应不会发生。但是在负极由氧化物等的粉体构成的情况下，由于表面没有覆膜等，比表面积也大，所以与锂金属相比，与水分的反应性高。因此发生上述这样的激烈的反应。 

为了使采用氧化物的负极和水分的反应性降低，重要的是对PFA制垫圈进行研究。但是，有关PFA制垫圈还未进行详细的研究。 

发明内容

本发明的扁平形有机电解液二次电池具有负极、正极、有机电解液、隔膜、封口板和正极罐、垫圈。负极含有能可逆地嵌入/脱嵌锂离子的氧化物作为负极活性物质。正极也能可逆地嵌入/脱嵌锂离子。隔膜介于负极和正极之间。封口板与负极接触，兼作负极端子。正极罐与正极接触，兼作正极端子。垫圈夹在正极罐和封口板之间。垫圈由热变形温度在0.45MPa负荷下为70℃以上、且在1.82MPa负荷下为60℃以下的四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂构成。通过该构成，可得到高负荷放电性能和耐热性优良、电池内压上升时封口部不脱落且内压下降(以下记述为“软性通气”)、安全性高的扁平形有机电解液二次电池。 

附图说明

图1是本发明的实施方式的扁平形有机电解液二次电池的剖视图。 

附图文字 

1-正极罐，2-封口板，3-垫圈，4-正极，5-负极，6-隔膜。 

具体实施方式

图1是本发明的实施方式的扁平形有机电解液二次电池的剖视图。该电池具有配置在上部开口的正极罐1内的正极4、隔着保持有机电解液(未图示)的隔膜6而配置的负极5、和封口板2。封口板2在经由四氟乙烯-全氟烷基乙烯基醚共聚树脂(PFA)制的垫圈3与正极罐1组合后，将正极罐1的开口部向内侧敛缝封口，构成封口部。正极罐1与正极4接触，兼作正极端子，封口板2与负极5接触，兼作负极端子。