JP2001015092A

JP2001015092A - マンガン乾電池

Info

Publication number: JP2001015092A
Application number: JP18227799A
Authority: JP
Inventors: Keiji Ogino; 桂治荻野; Naoto Iguchi; 直人井口; Hiroshi Hase; 洋志長谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】逆接続や短絡などにより電池内部にガスが発
生し、電池内部の圧力が異常に高くなった際にも、発生
したガスを確実に排出し、破裂を防止することができる
安全性の高いマンガン乾電池を提供する。【解決手段】炭素棒を抱持する内筒部１３、亜鉛缶の
開口部内壁に密接する外筒部１４および両者を連結する
連結部を有する封口体で封口され、排気孔２ａを有する
正極端子板２の外周縁部と亜鉛缶の開口部で封口体の外
筒部を締め付けて密閉したマンガン乾電池において、封
口体３の内筒部１３の頂面に内筒部の内外を連通させる
溝１３ａを設ける。さらに、封口体の内筒部の内面の炭
素棒に圧接する面に上下に通ずる溝１３ｂを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、外装にメタルジャ
ケットを使用せず、熱収縮性樹脂フィルムを基材とする
チューブまたはラベルで素電池を被覆した外装構造のマ
ンガン乾電池の改良に関するもので、特に電池内部の圧
力が上昇した際の安全機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】コスト低減を目的として熱収縮性樹脂フ
ィルムを基材とするチューブまたはラベルで素電池（亜
鉛缶が露出した状態）を被覆するだけの外装構造のマン
ガン乾電池においては、電池を封口する場合、負極亜鉛
缶の開口部の内側に封口体を嵌合させるとともに、正極
集電体である炭素棒の上端突出部に正極端子板を被せ、
亜鉛缶側面を圧縮するかまたは亜鉛缶の開口端部を屈曲
することにより電池内部の密閉性を維持している。

【０００３】このような電池は、密閉性が高いために電
池内部で発生したガスが排出されにくい。従って、電池
の逆接続や短絡などの誤使用によってガスが大量に発生
し、内圧が異常に高くなることがあるので、電池の破裂
を防止するための機構が必要とされていた。そこで、以
下の様な機構が考案され、採用されてきた。例えば、
電池内部の圧力が上昇した場合、封口体の内筒部の内面
と封口体に挿入された炭素棒との接合面が内圧によって
離れ、その隙間からガスが排出されることにより破裂を
防止する機構、封口体の内筒部の内面に上下に通ずる
溝を設け、ガスを抜けやすくする機構、封口体の一部
に薄肉部を設け、内圧によってその薄肉部が破断し、そ
こからガスが排出されることにより破裂を防止する機構
などである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】チューブまたはラベル
外装方式のマンガン乾電池においては、電池の破裂を防
止するために、上述のような機構が採用されている。し
かし、上述の防爆機構は、次の様な問題があった。すな
わち、いずれの機構も、材料、成型条件などの要因で、
ガスが排出される圧力（防爆作動圧）にバラツキがあ
る。特に、の機構においては、ある圧力値以上で薄肉
部が破断するためには、特に慎重な材質・厚みの選定が
必要であり、また、外的要因によっても防爆作動圧に大
きなバラツキが生じやすいという問題があった。

【０００５】さらに、防爆作動圧のバラツキによって、
適当な圧力値でガスが排出されない場合、内圧により封
口体が上方向に押し上げられ、封口体の内筒部の上面と
正極端子板が密着し、炭素棒と封口体の内筒部内面の隙
間からガスが上昇しても、封口体と正極端子板の密着度
合いが非常に高く、ガス排出経路がないために、破裂発
生の可能性があった。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明はこの課題を解決
するために、炭素棒を抱持する内筒部、亜鉛缶の内壁に
密接する外筒部、および両者を連結する連結部を有する
封口体、並びに、炭素棒の頂部に嵌合する正極端子板を
具備し、前記正極端子板の外周縁部と亜鉛缶の開口部で
封口体の外筒部を締め付けて密閉したマンガン乾電池に
おいて、前記封口体の内筒部の頂面に内筒部の内外を連
通させる溝を設け、前記正極端子板に排気孔を設けたこ
とを特徴とする。本発明は、また前記封口体の内筒部の
内面に、前記溝を内筒部の下端面に連通させる溝を形成
し、この内筒部の下端側の溝部分を封止剤で密封する。
さらに、前記封口体の内筒部の内面に形成された前記溝
の一部に、炭素棒の外周に圧接して前記溝を上下に仕切
る薄肉状の弁部を一体に形成する。

【０００７】本発明の封口体は、内筒部の頂面に内筒部
の内外を連通させる溝を形成しているので、内圧によっ
て封口体が押し上げられ、封口体上面が正極端子板に密
着していても、内筒部頂面の溝によりガスを排出する経
路が確保される。この封口体の溝から排出されたガス
は、正極端子板の排気孔を通り外部に排出され、破裂を
防ぐことが可能となる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は本発明の一実施の形態によ
るマンガン乾電池の構造を示す。また、図２〜４は封口
体の構成例を示す一部を切欠した斜視図である。４は負
極亜鉛缶を示し、底部にはカップ底板１１を嵌合させ、
内部にはセパレータ８および底紙１０を介して正極合剤
６を充填している。正極合剤６の中心部には炭素棒１が
挿入され、正極端子板２が嵌合された封口体３が、中心
に炭素棒１を抱着しつつ亜鉛缶４に挿入されている。封
口体３は、炭素棒１を挿入する透孔１２を有する内筒部
１３、亜鉛缶４の開口縁部に接する外筒部１４、および
両者を連結する連結部１５からなり、連結部１５には環
状の肉薄部を有する。炭素棒１および亜鉛缶４と封口体
３の内筒部１３および外筒部１４の密着部下部には、封
止剤のアスファルト５が塗布されている。この封口体３
に正極端子板２を嵌合させて一体にして、発電要素を収
容した負極亜鉛缶４の開口部に押し込み、次いで、亜鉛
缶４の上部側面を圧縮することにより縮径させて亜鉛缶
の内壁と封口体３の外筒部１４とを密着させ、亜鉛缶の
開口端を外筒部１４の上端を巻き込んで屈曲して締め付
ける。このようにして封口された素電池は、熱収縮性樹
脂フィルムを基材とするチューブ９で外装される。

【０００９】本発明の一実施の形態においては、封口体
３の内筒部１３の頂面に、図２に示すように、内筒部の
内外を連通させる溝１３ａを設ける。一方、正極端子板
２には、封口体３の連結部１５に対応する部分に排気孔
２ａを設ける。この乾電池では、封口体３の内筒部１３
の頂面にガス排出経路としての溝１３ａが形成されてい
る。従来、電池を短絡または逆接続などの誤使用によ
り、電池内部にガスが発生し内圧が以上に高くなった
際、封口体が内圧により押し上げられ、封口体３の内筒
部１３上面と正極端子板２が密着し、炭素棒１と封口体
３の内筒部内面との隙間から上がったガスが排出されに
くくなっていたのに対し、この乾電池では、内圧によっ
て封口体３が押し上げられ、封口体３の上面が正極端子
板２に密着していても、溝１３ａによってガスを排出す
る経路が確保される。

【００１０】図３に示す実施の形態においては、封口体
３の内筒部１３の頂面に、前記と同様に、内筒部１３の
内外を連通させる溝１３ａを設け、さらに封口体３の内
筒部１３の内壁面に、溝１３ａと連なり、しかも上下に
通じる溝１３ｂを設ける。溝１３ｂは、通常は封止剤５
により封じられているが、電池内圧が異常に上昇したと
きは、発生したガスは溝１３ｂから溝１３ａを通じて封
口体の上部へ出て、正極端子板２の排気孔から外部へ排
出される。

【００１１】図４に示す実施の形態においては、図３と
同様に、内筒部１３の頂面および内壁面にそれぞれ溝１
３ａおよび１３ｂを設け、さらに溝１３ｂにこれを上下
に仕切る薄肉状の弁部１３ｃを形成する。この薄肉状の
弁部１３ｃは、炭素棒１の外面と密着しているので、封
口体３の内筒部１３に形成された溝１３ｂは外部と連通
していない。したがって、薄肉状の弁部１３ｃを設けて
いる場合は、炭素棒１の外周部と封口体の内筒部１３下
部との間隙には封止剤が無くてもよい。この乾電池も図
３に示す封口体を用いたものと同様にしてガスを排出す
る経路が確保される。

【００１２】

【実施例】次に本発明の具体例について説明する。図１
の構成のマンガン乾電池において、正極合剤６を充填
し、その中心に炭素棒１を挿入した亜鉛缶４の上部内面
および炭素棒１の上部外面に封止剤５を塗布した後、内
筒部１３に溝１３ａを設けた封口体３を挿入し、亜鉛缶
４の上部をカールして、本発明によるマンガン乾電池Ａ
を得た。上記と同様に、内筒部１３に溝１３ａおよび１
３ｂを設けた図３に示す構造の封口体３を用いて本発明
によるマンガン乾電池Ｂを得た。また、内筒部１３に溝
１３ａ、溝１３ｂおよび弁部１３ｃを設けた図４に示す
構造の封口体３を用いて本発明によるマンガン乾電池Ｃ
を得た。比較のために、図５のように、内筒部１３に溝
のない封口体を用いた構成による従来のマンガン乾電池
Ｄを作製した。

【００１３】これらの電池Ａ、Ｂ、ＣおよびＤについ
て、それぞれ逆接続試験（４個中１個を逆方向に接続す
る）をし、電池の破裂発生率を調べた。その結果、比較
例の電池Ｄでは破裂発生率が１０％であったが、本発明
による電池Ａ、ＢおよびＣはいずれも破裂しなかった。

【００１４】次に、上記の電池Ａ、Ｂ、ＣおよびＤにつ
いて、それぞれ４５℃の高温に保存し、開路電圧および
短絡電流を調べた。図６は保存期間と回路電圧との関係
を示し、図７は保存期間と短絡電流との関係を示してい
る。本発明による電池Ａ、Ｂ、およびＣの電圧、および
電流値の推移は、比較例の電池Ｄのそれらともほぼ同等
であることから、封口体の内筒部に溝を設けても、封止
剤を溝部に充填することにより、密閉性が保たれ、溝の
ない封口体を用いた場合とほぼ同等の保存性を確保でき
ることがわかる。

【００１５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、逆接続や
短絡などにより電池内部にガスが発生し、電池内部の圧
力が異常に高くなった際にも、発生したガスを確実に排
出し、破裂を防止することができる安全性の高いマンガ
ン乾電池を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態におけるマンガン乾電池
の一部を断面にした正面図である。

【図２】同電池の封口体の要部を切欠した斜視図であ
る。

【図３】本発明の他の実施の形態における封口体の要部
を切欠した斜視図である。

【図４】本発明のさらに他の実施の形態における封口体
の要部を切欠した斜視図である。

【図５】従来の乾電池の封口体の要部を切欠した斜視図
である。

【図６】実施例及び従来例の電池を高温保存したときの
保存期間と開路電圧との関係を示す図である。

【図７】実施例及び従来例の電池を高温保存したときの
保存期間と短絡電流との関係を示す図である。

【符号の説明】

１炭素棒２正極端子板２ａ排気孔３封口体４亜鉛缶５封止剤６正極合剤７鍔紙８セパレータ９外装チューブ１０底紙１１底板１２透孔１３内筒部１３ａ、１３ｂ溝１３ｃ薄肉状弁部１４外筒部１５連結部

フロントページの続き (72)発明者長谷洋志大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 5H012 AA01 BB02 BB04 BB11 CC01 DD03 DD05 DD17 EE01 FF01 GG01 JJ01 5H024 AA03 AA14 CC02 CC06 CC14 DD01 DD04 EE01 EE09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】炭素棒を抱持する内筒部、亜鉛缶の開口
部内壁に密接する外筒部、および両者を連結する連結部
を有する封口体、並びに、炭素棒の頂部に嵌合する正極
端子板を具備し、前記正極端子板の外周縁部と亜鉛缶の
開口部で封口体の外筒部を締め付けて密閉したマンガン
乾電池において、前記封口体の内筒部の頂面に内筒部の
内外を連通させる溝を設け、前記正極端子板に排気孔を
設けたマンガン乾電池。
【請求項２】前記封口体の内筒部の内面に、前記溝を
内筒部の下端面に連通させる溝が形成され、この内筒部
の下端側の溝部分が封止剤で密封されている請求項１記
載のマンガン乾電池。
【請求項３】前記封口体の内筒部の内面に、前記溝を
内筒部の下端面に連通させる溝が形成され、この溝の一
部に、炭素棒の外面に圧接して前記溝を上下に仕切る薄
肉状の弁部が一体に形成された請求項１記載のマンガン
乾電池。