JP2001357822A

JP2001357822A - 外装体、並びに、電池およびその使用方法

Info

Publication number: JP2001357822A
Application number: JP2000175999A
Authority: JP
Inventors: Naoteru Hayashi; 直輝林
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 2000-06-12
Filing date: 2000-06-12
Publication date: 2001-12-26

Abstract

(57)【要約】【課題】重負荷領域における放電特性を向上させるこ
とができる電池を提供する。【解決手段】電池は、中空円筒状の正極合剤２と、こ
の正極合剤２に接して配置されたセパレータ３と、この
セパレータ３中に充填した負極合剤４とを備えている。
金属缶１の表面は外装体１０で被覆されている。外装体
１０の少なくとも一部の当該部分は、熱伝導率λが０．
０１〜０．１（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である材料で構成さ
れている。外装体１０の当該部分の厚さは０．１〜３
（ｍｍ）の範囲にある。外装体１０は２種類以上の材料
を積層した構造であってもよい。このとき、少なくとも
１層が、上述の熱伝導率λを有し、またさらに上述の厚
さを有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電池の金属缶の表
面に被覆される外装体、並びに、この外装体を使用する
電池、およびこの電池の使用方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の携帯用電子機器の普及により、筒
形アルカリ電池の需要は増える一方である。これと共
に、電子機器のデジタル化、及び圧縮技術の向上に伴な
い、消費電力量も大きくなりつつある。これらを受け
て、アルカリ乾電池の重負荷領域、たとえば１Ｗ、１．
５Ｗといった領域での放電時間が重要な特性となり始め
ている。

【０００３】一般に、放電特性の向上のためには、より
多くの活物質を充填した方が有利であるが、耐漏液特性
の向上のためにはより少ない充填量にした方が有利に働
く。すなわち、双方の特性バランスを考慮して、正負極
の充填量を決めることが重要である。

【０００４】しかし、放電は充填されたすべての活物質
が使われるわけではなく、放電負荷によって活物質はあ
る一定の割合でしか使われない。特に、中負荷から重負
荷領域の放電になるに従い、活物質の利用率は少なくな
る。特に中空状の正極ペレットと、正極に接して配置さ
れたセパレータと、セパレータ中に充填した負極とを備
えたいわゆるインサイドアウト構造を有するアルカリ電
池では電極間の反応面積が小さいため中負荷、重負荷に
おいて活物質の利用率が少なくなる。

【０００５】よって、活物質の充填量以外にも中負荷、
重負荷領域の放電時間を向上させる技術が必要である。
すなわち、電池内の反応を促進することによって効率的
に活物質を利用する技術が必要である。

【０００６】一方、従来アルカリ電池の外装体としてシ
ュリンクラベルやシュリンクチューブなどの熱収縮性外
装体を使って電池を被覆する構成をとることが多く、役
割としては単に電気的絶縁と商品的外装でしかなく、電
池特性上特別な特性を与えるものではない。また、従来
の外装体の厚さは０．０５ｍｍ程度である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】一般に、中負荷、重負
荷領域における放電では電池内から熱が発生するが、シ
ュリンクラベル等の外装体の材料は、熱伝導率が大きい
ため、電池内で発生する熱を利用することができない。
そのため電池内の反応は促進を妨げられ、十分な放電時
間が得られないでいるのが現状である。

【０００８】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、重負荷領域における放電特性を向上させ
ることができる外装体、並びに、この外装体を用いる電
池およびその電池の使用方法を提供することを目的とす
る。

【０００９】

【課題を解決するための手段】本発明の外装体は、電池
の金属缶の表面を被覆する外装体において、前記外装体
の少なくとも一部の当該部分は、熱伝導率λが０．０１
〜０．１（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である材料で構成されて
いるものである。上述の外装体の当該部分の厚さは０．
１〜３（ｍｍ）の範囲にある。上述の外装体は２種類以
上の材料を積層した構造であり、当該部分が少なくとも
１層を構成する。

【００１０】本発明の電池は、金属缶の表面が外装体で
被覆されている電池であって、中空円筒状の正極と、こ
の正極に接して配置されたセパレータと、このセパレー
タ中に充填した負極とを備えた電池において、前記外装
体の少なくとも一部の当該部分は、熱伝導率λが０．０
１〜０．１（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である材料で構成され
ているものである。上述の外装体の当該部分の厚さは
０．１〜３（ｍｍ）の範囲にある。上述の外装体は２種
類以上の材料を積層した構造であり、当該部分が少なく
とも１層を構成する。

【００１１】本発明の電池の使用方法は、中空円筒状の
正極と、この正極に接して配置されたセパレータと、こ
のセパレータ中に充填した負極とを備え、かつ金属缶の
表面が外装体で被覆されている電池を、放電させる電池
の使用方法において、前記外装体の少なくとも一部の当
該部分は、熱伝導率λが０．０１〜０．１（ｋｃａｌ／
ｍｈ℃）である材料で構成されている方法である。上述
の外装体の当該部分の厚さは０．１〜３（ｍｍ）の範囲
にある。上述の外装体は２種類以上の材料を積層した構
造であり、当該部分が少なくとも１層を構成する。上述
の電池の使用方法は、重負荷領域で放電させる。上述の
重負荷領域は、放電電流が１〜３Ａの範囲にある。

【００１２】本発明の外装体、並びに、電池およびその
使用方法によれば、以下のことが考えられる。一般に、
アルカリ電池は放電中に電池内部から熱が発生する。ま
た重負荷になるに従い電池内部から発生する熱は大き
く、電池としての温度も高くなる。電池の外装体として
熱伝導率の小さい外装体を用いることによって電池から
の放熱を小さくし、電池内部から発生する熱を利用し
て、電池内部の反応を促進することができる。すなわ
ち、正極および負極活物質の利用率も向上し、放電特性
の向上につながる。この結果は特に、放電中に発熱の大
きい重負荷領域における放電で有効である。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、外装体、並びに、電池およ
びその使用方法に係る発明の実施の形態について説明す
る。図１は、本実施の形態の電池の一例である円筒状の
単３形アルカリマンガン電池を示す断面図である。

【００１４】図１において、金属缶１は、開口部と底を
有する円筒状の金属容器である。この金属缶１は、電池
の容器としての機能を有すると共に正極端子１１の機能
も兼ね備えている。

【００１５】図１において、金属缶１の内側には、中空
円筒状の正極合剤２が収納されている。この正極合剤２
は、金属缶１内にて所定の圧力で成形されている。正極
合剤２は、つぎの方法により成形される。まず、金属缶
１に挿入する前に、ペレット状の正極合剤を作製する。
ペレット状の正極合剤は、二酸化マンガンとグラファイ
トを混合し、内径を９．０ｍｍ、外形を１３．３ｍｍ、
高さを１４〜１４．５ｍｍとする中空円筒状に加圧成形
したものである。

【００１６】つぎに、中空円筒状に成形したペレット状
の正極合剤を複数個（例えば３個）金属缶１に挿入す
る。つぎに、金属製のシリンダーを正極合剤の中心孔に
挿入する。シリンダーは円柱状であり、その外形はペレ
ット状の正極合剤の内径にほぼ等しい。また、このシリ
ンダーの外形は正極端子１１の内径よりも大きい。

【００１７】シリンダーは、その先端が金属缶１の底に
ぶつかるまで挿入する。つぎに、リング状の加圧治具
を、シリンダーを通じて、金属缶１の開口部から挿入す
る。このリング状の加圧治具の内径は上述のシリンダー
の外形とほぼ同じである。加圧治具の外形は金属缶１の
内径とほぼ同じである。加圧治具の、金属缶１の底側の
面は、平面であり、金属缶１の円筒の中心軸とほぼ直角
をなしている。

【００１８】つぎに、この加圧治具を金属缶１の底の方
向に移動させることにより、正極合剤の表面から圧力を
かけ、正極合剤全体を加圧する。所定の圧力を加えるこ
とにより、正極合剤２の加圧後の高さが約４２ｍｍとな
るように成形する。

【００１９】つぎに、金属缶１、および成形された正極
合剤２の内側に、セパレータ３を介して、亜鉛合金粉
末、水酸化カリウム水溶液およびゲル化剤等からなるゲ
ル状の負極合剤４を充填する。

【００２０】この後、金属缶１の開口部に負極集電ピン
５、並びに、プラスティックシール６、封口板７、およ
び負極端子８からなる封口体９を入れ、かしめて封口す
る。つぎに、金属缶１の外側表面に外装体１０を形成す
る。これにより、アルカリマンガン電池が完成する。

【００２１】図１に示すように、外装体１０は、金属缶
１の表面を被覆している。外装体１０は、金属缶１の表
面に密着している。外装体１０が金属缶１を被覆してい
る領域はつぎの通りである。まず、外装体１０は、金属
缶１の円筒の側面全体を被覆している。また、正極端子
１１側では、セパレータ３の端部が正極１１側の金属缶
１とぶつかる位置よりも少し外側の地点から、最外周に
至る金属缶１の外表面を被覆している。負極端子８側で
は、かしめることにより折れ曲がった金属缶１の開口部
の端部まで、金属缶１の外表面を被覆している。

【００２２】なお、外装体１０は、上述した全領域を被
覆しなければならないというわけではない。上述した全
領域の一部、例えば金属缶１と正極合剤２が接触してい
る領域の大部分を占めるような領域であってもかまわな
い。

【００２３】外装体１０の材質としては、ＡＢＳ樹脂、
ポリウレタン、ポリスチレン、ポリプロピレンなどを採
用することができる。なお、外装体１０の材質はここに
列挙したものに限定されるわけではない。このほか、柔
軟性、絶縁性を有するものであればいかなる材質も採用
することができる。ただし、つぎに述べる熱伝導率の範
囲に入る材質であることが望ましい。

【００２４】外装体１０の熱伝導率λは０．０１〜０．
１（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）の範囲内にあることが望まし
い。すなわち熱伝導率λの小さい材料を用いた外装体で
あることが好ましい。熱伝導率λの小さい材料を採用す
ることにより、電池内で発生する熱が利用できる。

【００２５】なお、外装体１０はその全体において、熱
伝導率λが０．０１〜０．１（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）の範
囲にある材料で構成されていることに限定されない。外
装体１０の一部、例えば金属缶１と正極合剤２が接触し
ている領域の大部分を占めるような領域であってもかま
わない。ここで、当該一部において、熱伝導率λが０．
０１〜０．１（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である材料で構成さ
れていればよい。

【００２６】図１に示すように、外装体１０は薄い膜で
ある。その厚さは全体でほぼ同一の厚さになっている。
外装体１０の厚さは０．１〜３（ｍｍ）の範囲にあるこ
とが望ましい。厚さが０．１ｍｍよりも薄くなると、電
池内部で発生する熱の保存性が不十分であり反応の促進
を十分に図ることができないからである。厚さが３ｍｍ
を超えると電池全体の体積が大きくなり、エネルギー密
度が低下してしまうからである。

【００２７】なお、外装体１の厚さは外装体１全体で均
一である必要はない。部分的に厚さが異なってもよい。
外装体１０の一部、例えば金属缶１と正極合剤２が接触
している領域の大部分を占めるような領域であってもか
まわない。すなわち、外装体１０の少なくとも一部の当
該部分の厚さが０．１〜３（ｍｍ）の範囲にあればよ
い。また、当該部分の熱伝導率λが０．０１〜０．１
（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である材料で構成されていればよ
い。

【００２８】上述においては、外装体１０が単一の膜か
らなる場合について説明したが、外装体１０は単一の膜
であることに限定されない。外装体１０は多層、すなわ
ち外装体１０が２種類以上の材料を積層した構造からな
るものであってもよい。ここで、当該部分が少なくとも
１層を構成すること、すなわち、多層のうち少なくとも
一層の厚さが０．１〜３（ｍｍ）の範囲にあり、また、
この一層の熱伝導率λが０．０１〜０．１（ｋｃａｌ／
ｍｈ℃）であればよい。

【００２９】つぎに、アルカリマンガン電池を放電した
ときの、電池内部で発生する反応について説明する。ア
ルカリマンガン電池における活物質は電解法で製造され
た二酸化マンガン（電解二酸化マンガン、ＥＭＤ）、ア
ルカリ性の電解液、そして金属亜鉛粉末である。二酸化
マンガンは品位が高いこと、反応性が高いこと、および
純度がきわめて高いことから、化学的製法による二酸化
マンガンでも天然鉱石でもなく電解二酸化マンガンが用
いられる。電解液は濃厚苛性アルカリ、通常は３５〜５
２％の範囲のＫＯＨである。

【００３０】負極には亜鉛粉末が使われ、重負荷でも能
力を十分発揮できるよう電極反応が進行する面の表面積
を大きくしてある。また、亜鉛を、高分子でどろどろに
した強アルカリ液に分散させて固相と液相をより均質に
分布（反応物質と生成物の物質移動の分極を小さくす
る）させている。

【００３１】放電においては、正極である二酸化マンガ
ンはまず１電子還元反応によりオキシハイドロキサイド
になる。ＭｎＯ₂＋Ｈ₂Ｏ＋ｅ^-→ＭｎＯＯＨ＋ＯＨ^- （１）

【００３２】この反応では放電曲線はスムーズな右下が
り曲線を描きながら反応物質ＭｎＯ ₂の中にＭｎＯＯＨ
が均一に生成してゆく。この反応は４価のマンガン酸化
物の結晶格子の中にＨ（Ｈ⁺＋ｅ^-）が均一に拡散した
形で反応が進行するためで、反応の途中経過でＭｎＯＯ
Ｈという明確な相が分離して生成することはない。した
がって放電曲線は平坦でなく右下がりとなる。

【００３３】より低い電圧では、ＭｎＯＯＨはさらに次
式により放電をすることができる。３ＭｎＯＯＨ＋ｅ^-→Ｍｎ₃Ｏ₄＋ＯＨ^-＋Ｈ₂Ｏ（２）この反応は平坦な放電カーブを示すが、最初の還元段階
よりも遅いので軽負荷放電条件下でのみ効果がある。

【００３４】負極に注目すると、最初に進行するのは高
濃度苛性アルカリ電解液中で可溶性の亜鉛酸イオンＺｎ
（ＯＨ）₄ ^2-の生成反応である。Ｚｎ＋４ＯＨ^-→Ｚｎ（ＯＨ）₄ ^2-＋２ｅ^- （３）しかし、反応が進んでＯＨ^-の活量が減少すると、電解
液は亜鉛酸イオンで飽和され、次段階では反応（４）が
進行する。

【００３５】その後、正極では反応（１）によって水が
どんどん消耗するから、この影響で負極でも水の不足と
いう環境が生じ、水酸化亜鉛は次式に従ってゆっくりと
脱水してＺｎＯへと移行する。Ｚｎ＋２ＯＨ^-→Ｚｎ（ＯＨ）₂＋２ｅ^- （４）Ｚｎ（ＯＨ）₂→ＺｎＯ＋Ｈ₂Ｏ（５）

【００３６】以上総合すると、ＭｎＯ₂ｌモル当たりの
１電子反応の深度までの連続放電にさせたとき電池全体
の反応は２ＭｎＯ₂＋Ｚｎ＋２Ｈ₂Ｏ →２ＭｎＯＯＨ＋Ｚｎ（ＯＨ）₂ （６）で表される。

【００３７】これと対照的に軽負荷や間欠放電などの全
電池の反応は１モル当たり１．３３電子の反応で、おそ
らく次のように書ける。３ＭｎＯ₂＋２Ｚｎ→Ｍｎ₃Ｏ₄＋２ＺｎＯ（７）アルカリマンガン電池の初期の開回路電圧は約１．５〜
１．６５Ｖであるが、この電圧の大きさは、正極物質の
純度や活性度、あるいは負極電解液中のＺｎＯの含有率
に依存している。機能上の終止電圧０．７５Ｖに達する
までの放電中の平均の電圧は約１．２Ｖである。

【００３８】上述した反応は、発熱反応である。したが
って、電池の放電により電池内部で熱が発生する。ま
た、温度が上昇し電池内部の温度が高くなると、反応が
促進される。

【００３９】本実施の形態における電池の使用方法にお
いては、重負荷領域で放電させることにより、放電特性
を向上させることができる。ここで、重負荷領域として
は、放電電流が１〜３Ａの範囲にあることが望ましい。
放電電流が１Ａより小さいと、電池内部での反応速度が
小さくなる。したがって、電池内部での温度上昇も小さ
い。電池内部の温度が高くならないと、放電特性を向上
させる効果が期待できない。

【００４０】放電電流が３Ａよりも大きいと、放電時間
が短くなる。放電時間が短くなると、電池内部の温度が
十分に高くなる前に、終電圧に達してしまう。この場
合、温度を上昇させることにより、反応を促進させると
いう効果が得られない。

【００４１】なお、本発明は上述の実施の形態に限らず
本発明の要旨を逸脱することなくその他種々の構成を採
り得ることはもちろんである。

【００４２】

【実施例】次に、本発明の具体的な実施例について説明
する。ただし、本発明はこれら実施例に限定されるもの
ではないことはもちろんである。

【００４３】（従来例）ここでは、外装体１０として従
来使用されている材質を用いた。図１を参照しながら説
明する。正極合剤２は、二酸化マンガンとグラファイト
の約９：１混合物に若干量の４０％の水酸化カリウム水
溶液電解液を加えたものからなる。これを金属缶１内で
外径１３．３ｍｍ、内径９．０ｍｍ、高さ４２．０ｍｍ
の中空円筒状に成形した。

【００４４】この正極合剤２の中にセパレータ３を挿入
し、約１．５ｇの電解液を注液して含浸させる。負極合
剤４は、酸化亜鉛を飽和させた４０％の水酸化カリウム
水溶液にゲル化剤を加えて混合し、このゲル状電解液に
対して重量比で約２倍の亜鉛合金粉末を加え、混合して
作製した。この負極合剤４をセパレータ３の中に充填
し、封口体９と金属缶１を嵌合して単３形のアルカリマ
ンガン電池を作製した。

【００４５】さらに、ポリエチレンテレフタレート（Ｐ
ＥＴ）からなる外装体１０を、金属缶１の表面に被覆し
た。ポリエチレンテレフタレートの熱伝導率λは、表１
に示すように０．１４（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である。外
装体１０の厚さとしては、０．０５ｍｍ、０．１ｍｍ、
０．５ｍｍ、１ｍｍ、および３ｍｍのものを用い、５種
類の電池を作製した。

【００４６】

【表１】

【００４７】（実施例１）電池の外装体１０として、Ａ
ＢＳ樹脂を用いた。このほかの条件は従来例と同様であ
る。ＡＢＳ樹脂の熱伝導率λは、表１に示すように０．
１０（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である。

【００４８】（実施例２）電池の外装体１０として、ポ
リウレタンを用いた。このほかの条件は従来例と同様で
ある。ポリウレタンの熱伝導率λは、表１に示すように
０．０５（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である。

【００４９】（実施例３）電池の外装体１０として、ポ
リスチレンを用いた。このほかの条件は従来例と同様で
ある。ポリスチレンの熱伝導率λは、表１に示すように
０．０３（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である。

【００５０】（実施例４）電池の外装体１０として、ポ
リプロピレンを用いた。このほかの条件は従来例と同様
である。ポリプロピレンの熱伝導率λは、表１に示すよ
うに０．０１（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である。

【００５１】（実施例５）電池の外装体１０として、図
２に示すように、積層したものを用いた。積層した膜の
うち外装体下層１３としてポリウレタンを用い、外装体
上層１２としてポリエチレンテレフタレートを用いた。
外装体下層１３のポリウレタンの厚さとしては、０．０
５ｍｍ、０．１ｍｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、および３ｍ
ｍの５種類とした。外装体上層１２のポリエチレンテレ
フタレートの厚さは、この５種類全てにおいて０．０５
ｍｍとした。これらの組み合わせにより、５種類の電池
を作製した。このほかの条件は従来例と同様である。

【００５２】（実施例６）電池の外装体１０として、積
層したものを用いた。積層した膜のうち外装体下層１３
としてポリスチレンを用い、外装体上層１２としてポリ
エチレンテレフタレートを用いた。外装体下層１３のポ
リスチレンの厚さとしては、０．０５ｍｍ、０．１ｍ
ｍ、０．５ｍｍ、１ｍｍ、および３ｍｍの５種類とし
た。外装体上層１２のポリエチレンテレフタレートの厚
さは、この５種類全てにおいて０．０５ｍｍとした。こ
れらの組み合わせにより、５種類の電池を作製した。こ
のほかの条件は従来例と同様である。

【００５３】（比較例１）電池の外装体１０として、天
然ゴムを用いた。このほかの条件は従来例と同様であ
る。天然ゴムの熱伝導率λは、表１に示すように０．１
２（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である。

【００５４】（比較例２）電池の外装体１０として、ビ
ニロン繊維を用いた。このほかの条件は従来例と同様で
ある。ビニロン繊維の熱伝導率λは、表１に示すように
０．２１（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である。

【００５５】つぎに、上述のように作製した従来例、実
施例１〜６、および比較例１〜２について、重負荷放電
特性の評価を行った。重負荷放電特性の評価は電池作製
直後に行った。重負荷放電特性は、１Ａ連続定電流放電
によって行った。この結果得られた０．９Ｖ終止の連続
放電時間を表２に記した。試験数は５個である。また評
価に使用した外装体の材料の常温での熱伝導率λも併記
した。また、外装体の厚さによる影響を考慮に入れ、
０．０５ｍｍ〜３ｍｍの範囲で評価を行った。

【００５６】

【表２】

【００５７】表２の「１Ａ連続放電時間（分）」の値を
基に重負荷放電特性について評価する。外装体の厚さが
０．０５ｍｍの場合、従来例（熱伝導率λ＝０．１４ｋ
ｃａｌ／ｍｈ℃）の放電時間が５５分であるのに対し
て、実施例１〜４および比較例１（熱伝導率λ＝０．０
１〜０．１２ｋｃａｌ／ｍｈ℃）は、５６〜５８ｋｃａ
ｌ／ｍｈ℃と高い値を示している。また、二層構造であ
る実施例５，６においても５６〜５７分と従来例よりも
高い値を示している。

【００５８】外装体の厚さが０．１ｍｍの場合、従来例
（熱伝導率λ＝０．１４ｋｃａｌ／ｍｈ℃）の放電時間
が５６分であるのに対して、実施例１〜４（熱伝導率λ
＝０．０１〜０．１０ｋｃａｌ／ｍｈ℃）は、５７〜６
１ｋｃａｌ／ｍｈ℃と高い値を示している。また、二層
構造である実施例５，６においても６０〜６１分と従来
例よりも高い値を示している。

【００５９】外装体の厚さが０．５ｍｍの場合、従来例
（熱伝導率λ＝０．１４ｋｃａｌ／ｍｈ℃）の放電時間
が５６分であるのに対して、実施例１〜４および比較例
１（熱伝導率λ＝０．０１〜０．１２ｋｃａｌ／ｍｈ
℃）は、５８〜６３ｋｃａｌ／ｍｈ℃と高い値を示して
いる。また、二層構造である実施例５，６においても６
１〜６３分と従来例よりも高い値を示している。

【００６０】外装体の厚さが１ｍｍの場合、従来例（熱
伝導率λ＝０．１４ｋｃａｌ／ｍｈ℃）の放電時間が５
７分であるのに対して、実施例１〜４（熱伝導率λ＝
０．０１〜０．１０ｋｃａｌ／ｍｈ℃）は、６０〜６８
ｋｃａｌ／ｍｈ℃と高い値を示している。また、二層構
造である実施例５，６においても６５〜６７分と従来例
よりも高い値を示している。

【００６１】外装体の厚さが３ｍｍの場合、従来例（熱
伝導率λ＝０．１４ｋｃａｌ／ｍｈ℃）の放電時間が５
６分であるのに対して、実施例１〜４（熱伝導率λ＝
０．０１〜０．１０ｋｃａｌ／ｍｈ℃）は、６０〜６８
ｋｃａｌ／ｍｈ℃と高い値を示している。また、二層構
造である実施例５，６においても６４〜６８分と従来例
よりも高い値を示している。

【００６２】これらのことから、従来例と比較して、外
装体１０の熱伝導率λは、０．０１〜０．１（ｋｃａｌ
／ｍｈ℃）の範囲内にあることが望ましい。

【００６３】つぎに、実施例１〜６について、外装体の
厚さが０．０５ｍｍから３ｍｍと変化するに従い、放電
時間がどのように変化するかをみてみる。各実施例にお
いて、外装体の厚さが厚くになるに従い、放電時間は長
くなる傾向にあることが認められる。この中で、実施例
５についてみてみると、外装体のうちポリウレタンの厚
さが０．０５ｍｍのときは放電時間が５６分であるのに
対して、ポリウレタンの厚さが０．１〜３ｍｍになると
６０〜６５分と急激に高い値となっている。

【００６４】また、実施例６についてみてみると、外装
体のうちポリスチレンの厚さが０．０５ｍｍのときは５
７分であるのに対して、ポリスチレンの厚さが０．１〜
３ｍｍになると６１〜６８分と急激に高い値となってい
る。

【００６５】これらの結果と、外装体を実際に金属缶に
被覆する場合は積層構造にする場合が多いということを
考え合わせると、外装体の厚さ、または外装体のうち熱
伝導率が０．０１〜０．１ｋｃａｌ／ｍｈ℃の範囲内に
ある膜の厚さは０．１〜３（ｍｍ）の範囲にあることが
望ましい。

【００６６】以上のことから、本実施例によれば、断熱
性を有する材料、すなわち熱伝導率の小さい材料からな
る外装体を用い、またはさらに従来よりも厚い外装体を
用い、金属缶の表面に被覆することによって重負荷領域
における放電特性を大きく向上させることができる。ま
た外装体が２種類以上の材料で積層されている場合に
は、少なくとも１種類が熱伝導率が小さく、従来よりも
厚い材料であれば重負荷領域における放電特性を向上さ
せることができる。その結果、従来の電池に比べて大幅
に放電時間を向上させることができる。

【００６７】なお、上述の発明の実施の形態では単３形
のアルカリマンガン電池を用いて説明したが、電池サイ
ズは特に限定されるものではない。またアルカリマンガ
ン電池以外にも酸化銀電池、ニッケル亜鉛電池、ニッケ
ルカドミウム電池、ニッケル水素電池など金属缶に外装
体の必要なアルカリ電池においても、電池内構造が中空
状の正極ペレットと正極に接して配置されたセパレータ
とセパレータ中に充填した負極とを備えた、いわゆるイ
ンサイドアウト構造を有している電池で同様の効果が得
られることは明らかである。

【００６８】また、インサイドアウト構造を有していれ
ば正極、負極のサイズや組成、セパレータの仕様や電解
液の濃度などについても特に限定されるものではない。

【００６９】また、上述の発明の実施の形態では、一次
電池について説明したが、この一次電池に限定されるわ
けではない。一次電池のほかに二次電池についても本発
明を適用することができる。

【００７０】また、上述の発明の実施の形態では、円筒
形の電池について説明したが、この円筒形の電池に限定
されるわけではない。このほかの形状の電池について
も、本発明が適用できることはもちろんである。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、断熱性を有する材料、
すなわち熱伝導率の小さい材料からなる外装体を用い、
またはさらに従来よりも厚い外装体を用い、金属缶の表
面に被覆することによって重負荷領域における放電特性
を大きく向上することができる。また外装体が２種類以
上の材料で積層されている場合には、少なくとも１種類
が熱伝導率の小さい材料であり、またさらに従来よりも
厚いものであれば重負荷領域における放電特性を向上さ
せることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る電池のうち、外装体が一層からな
る場合の例を示した断面図である。

【図２】本発明に係る電池のうち、外装体が二層からな
る場合の例を示した断面図である。

【符号の説明】

１‥‥金属缶、２‥‥正極合剤、３‥‥セパレータ、４
‥‥負極合剤、５‥‥負極集電ピン、６‥‥プラスティ
ックシール、７‥‥封口板、８‥‥負極端子、９‥‥封
口体、１０‥‥外装体、１１‥‥正極端子、１２‥‥外
装体上層、１３‥‥外装体下層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電池の金属缶の表面を被覆する外装体に
おいて、前記外装体の少なくとも一部の当該部分は、熱
伝導率λが０．０１〜０．１（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）であ
る材料で構成されていることを特徴とする外装体。
【請求項２】外装体が２種類以上の材料を積層した構
造であり、当該部分が少なくとも１層を構成することを
特徴とする請求項１記載の外装体。
【請求項３】外装体の当該部分の厚さが０．１〜３
（ｍｍ）の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の
外装体。
【請求項４】外装体が２種類以上の材料を積層した構
造であり、当該部分が少なくとも１層を構成することを
特徴とする請求項３記載の外装体。
【請求項５】金属缶の表面が外装体で被覆されている
電池であって、中空円筒状の正極と、この正極に接して
配置されたセパレータと、このセパレータ中に充填した
負極とを備えた電池において、前記外装体の少なくとも
一部の当該部分は、熱伝導率λが０．０１〜０．１（ｋ
ｃａｌ／ｍｈ℃）である材料で構成されていることを特
徴とする電池。
【請求項６】外装体が２種類以上の材料を積層した構
造であり、当該部分が少なくとも１層を構成することを
特徴とする請求項５記載の電池。
【請求項７】外装体の当該部分の厚さが０．１〜３
（ｍｍ）の範囲にあることを特徴とする請求項５記載の
電池。
【請求項８】外装体が２種類以上の材料を積層した構
造であり、当該部分が少なくとも１層を構成することを
特徴とする請求項７記載の電池。
【請求項９】中空円筒状の正極と、この正極に接して
配置されたセパレータと、このセパレータ中に充填した
負極とを備え、かつ金属缶の表面が外装体で被覆されて
いる電池を、放電させる電池の使用方法において、前記
外装体の少なくとも一部の当該部分は、熱伝導率λが
０．０１〜０．１（ｋｃａｌ／ｍｈ℃）である材料で構
成されていることを特徴とする電池の使用方法。
【請求項１０】外装体が２種類以上の材料を積層した
構造であり、当該部分が少なくとも１層を構成すること
を特徴とする請求項９記載の電池の使用方法。
【請求項１１】外装体の当該部分の厚さが０．１〜３
（ｍｍ）の範囲にあることを特徴とする請求項９記載の
電池の使用方法。
【請求項１２】外装体が２種類以上の材料を積層した
構造であり、当該部分が少なくとも１層を構成すること
を特徴とする請求項１１記載の電池の使用方法。
【請求項１３】重負荷領域で放電させることを特徴と
する請求項９記載の電池の使用方法。
【請求項１４】重負荷領域は、放電電流が１〜３Ａの
範囲にあることを特徴とする請求項１３記載の電池の使
用方法。