JP2002025519A - 電池収納容器およびこれを有する電子機器、並びに、電池の使用方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 負荷の大きい領域における放電特性を向上さ
せることができる電池収納容器を提供する。 【解決手段】 電池収納容器１は、電源としての電池を
収納するものである。この電池収納容器１の内側の一部
または全部には断熱体３を形成されている。この断熱体
３は、熱伝導率が０．０１〜０．１２（Ｗ／ｍ℃）であ
る材料で構成されている。また、断熱体３の厚さは０．
１〜１０（ｍｍ）の範囲にある。断熱体３は２種類以上
の材料を積層した構造であってもいい。この場合、少な
くとも１層が上述の熱伝導率および厚さの条件を満足し
ている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電源としての電池
を収納する電池収納容器およびこれを有する電子機器、
並びに、電池の使用方法に関する。

【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、およ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、アルカリ電池の重負荷領域、たとえば１Ｗ、１．５
Ｗ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、重負荷領
域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】従来、電子機器等に付属しているアルカリ
電池を収納する電池収納容器は電気的絶縁性を有する電
池収納部と１個もしくは複数のアルカリ電池、これらの
アルカリ電池同士を電気的に接続する配線回路、アルカ
リ電池や配線回路と電子機器等とを接続する配線回路部
から構成されている。

【０００７】そして、電池収納容器の電気的絶縁性を示
す材料にはポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）など
の合成樹脂がよく使われている。また、電池収納容器の
役割としては単に電気的絶縁と電子機器との接続機能し
かなく、電池特性上特別な効果を与えるものではない。

【０００８】

【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、ポ
リエチレンテレフタレートなどの合成樹脂は、熱伝導率
が大きく、また電池と電池収納容器との間には隙間もあ
るため、電池内で発生する熱を利用することができてい
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。

【０００９】本発明は、このような課題に鑑みてなされ
たものであり、負荷の大きい領域における放電特性を向
上させることができる電池収納容器およびこれを有する
電子機器、並びに、電池の使用方法を提供することを目
的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の電池収納容器
は、電源としての電池を収納する電池収納容器におい
て、上記電池収納容器の内側の一部または全部に断熱体
を形成し、断熱体の少なくとも一部の当該部分は、熱伝
導率が０．０１〜０．１２（Ｗ／ｍ℃）である材料で構
成されているものである。上述の断熱体の上記当該部分
の厚さは０．１〜１０（ｍｍ）の範囲にある。上述の断
熱体は２種類以上の材料を積層した構造である場合があ
り、上記当該部分が少なくとも１層を構成する。

【００１１】また、本発明の電子機器は、電池収納容器
を有する電子機器であって、電池収納容器が電源として
の電池を収納する、電子機器において、上記電池収納容
器は、その内側の一部または全部に断熱体を形成し、断
熱体の少なくとも一部の当該部分は、熱伝導率が０．０
１〜０．１２（Ｗ／ｍ℃）である材料で構成されている
ものである。上述の断熱体の上記当該部分の厚さは０．
１〜１０（ｍｍ）の範囲にある。上述の断熱体は２種類
以上の材料を積層した構造である場合があり、上記当該
部分が少なくとも１層を構成する。

【００１２】また、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ている電
池を、電池収納容器に収納し、放電させる電池の使用方
法において、上記電池収納容器の内側の一部または全部
に断熱体を形成し、断熱体の少なくとも一部の当該部分
は、熱伝導率が０．０１〜０．１２（Ｗ／ｍ℃）である
材料で構成されている方法である。

【００１３】上述の断熱体の上記当該部分の厚さは０．
１〜１０（ｍｍ）の範囲にある。上述の断熱体は２種類
以上の材料を積層した構造である場合があり、上記当該
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、負荷の大きい領域で放電させる。ここで、負荷の
大きい領域では、放電電流が０．５〜３Ａの範囲にあ
る。または、負荷の大きい領域では、放電電力が０．６
〜３．６Ｗの範囲にある。

【００１４】本発明の電池収納容器およびこれを有する
電子機器、並びに、電池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。また負荷が大きくなるに従い電
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。電池収納容器の内側に形成する断熱体として熱
伝導率の小さい材料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負荷
の大きい領域における放電で有効である。

【００１５】

【発明の実施の形態】以下、電池収納容器およびこれを
有する電子機器、並びに、電池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２は、本実施の形態に
かかる電池収納容器に収納される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。

【００１６】図２において、金属缶１１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１１は、
電池の容器としての機能を有すると共に正極端子２０の
機能も兼ね備えている。

【００１７】図２において、金属缶１１の内側には、中
空円筒状の正極合剤１２が収納されている。この正極合
剤１２は、金属缶１１内にて所定の圧力で成形されてい
る。正極合剤１２は、つぎの方法により成形される。ま
ず、金属缶１１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１
３．３ｍｍ、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。

【００１８】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１１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２０の内径よりも大きい。

【００１９】シリンダーは、その先端が金属缶１１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１１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
１の内径とほぼ同じである。加圧治具の、金属缶１１の
底側の面は、平面であり、金属缶１１の円筒の中心軸と
ほぼ直角をなしている。

【００２０】つぎに、この加圧治具を金属缶１１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１２の加圧後の高さが約４２ｍｍ
となるように成形する。

【００２１】つぎに、金属缶１１、および成形された正
極合剤１２の内側に、セパレータ１３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１４を充填する。

【００２２】この後、金属缶１１の開口部に負極集電ピ
ン１５、並びに、プラスティックシール１６、封口板１
７、および負極端子１８からなる封口体１９を入れ、か
しめて封口する。

【００２３】つぎに、金属缶１１の外側表面に外装体２
１を形成する。図２に示すように、外装体２１は、金属
缶１１の外側表面を被覆している。外装体２１は、金属
缶１１の外側表面に密着している。

【００２４】外装体２１が金属缶１１を被覆している領
域はつぎの通りである。まず、外装体２１は、金属缶１
１の円筒の側面全体を被覆している。また、正極端子２
０側では、セパレータ１３の端部が正極２０側の金属缶
１１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１１の外表面を被覆している。負極端子１
８側では、かしめることにより折れ曲がった金属缶１１
の開口部の端部まで、金属缶１１の外表面を被覆してい
る。

【００２５】外装体２１の材質としては、ポリエチレン
テレフタレートが用いられる。なお、外装体２１の材質
はこれ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。外装体２１の膜厚は０．０５ｍｍである。
これにより、アルカリマンガン電池が完成する。

【００２６】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。

【００２７】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。

【００２８】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 ＋Ｈ₂ Ｏ＋ｅ^- →ＭｎＯＯＨ＋ＯＨ^- （１）

【００２９】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。

【００３０】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^- →Ｍｎ₃ Ｏ₄ ＋ＯＨ^- ＋Ｈ₂ Ｏ （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。

【００３１】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。

【００３２】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＋Ｈ₂ Ｏ （５）

【００３３】以上総合すると、ＭｎＯ₂ ｌ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＋２Ｈ₂ Ｏ →２ＭｎＯＯＨ＋Ｚｎ（ＯＨ）₂ （６） で表される。

【００３４】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→Ｍｎ₃ Ｏ₄ ＋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０．５Ｖに達するま
での放電中の平均の電圧は約１．２Ｖである。

【００３５】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。

【００３６】つぎに本実施の形態にかかる電池収納容器
について説明する。図１は、本実施の形態にかかる電池
収納容器の一例を示したものである。電池収納容器１
は、電源としての電池、例えば電源としてのアルカリマ
ンガン電池を収納するものである。

【００３７】電池収納容器１の容器本体７は、一面に開
口部を有する箱形であり、この開口部には留め具５を介
して容器蓋２が取り付けられている。なお、電池収納容
器１の形状はこの箱形に限定されない。電池を収納でき
るものであれば円筒形、半円筒形などその他種々の形状
を採用することができる。

【００３８】電池収納容器１は、電子機器の一部をなす
ものである。すなわち、電池収納容器１は、携帯用電子
機器などの一部として付属されるものであって、電子機
器本体に電気を供給する電池を収納する部分である。た
だし、電子機器への電源としての機能を果たす限り、電
子機器と独立した存在であってもかまわないことはもち
ろんである。

【００３９】図１において、電池収納容器１の容器本体
７の内側における上の方には、負極端子４が設置されて
いる。また、下の方には正極端子６が設置されている。
この電池収納容器１には、上述したアルカリマンガン電
池が収納される。この場合、電池の正極端子２０および
負極端子１８をそれぞれ電池収納容器１の正極端子６お
よび負極端子４に接触させて収納する。

【００４０】なお、図１の電池収納容器１においては、
電池を１本収納しているが、収納する電池の数はこの１
本に限定されない。このほか、２本などの直列接続、並
びに、４本、６本、および８本などの直列および並列を
併用した接続など種々の本数を採用することができる。

【００４１】電池収納容器１のうち、容器本体７の内側
の３つの側面、および容器蓋２の内側には断熱体３が形
成されている。すなわち、収納される電池の全周を覆う
領域に断熱体３が形成されている。

【００４２】なお、絶縁体３を形成する領域は、上述し
た領域に限定されるわけではない。上述した領域の一
部、例えば収納される電池の金属缶１１と正極合剤１２
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。反対に、正極端子６および負極端子４
を除く、電池収納容器１の内側全体に絶縁体３を形成し
てもよい。

【００４３】断熱体３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、塩化ビニ
リデン、などを採用することができる。なお、断熱体３
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。

【００４４】断熱体３の熱伝導率は０．０１〜０．１２
（Ｗ／ｍ℃）の範囲内にあることが望ましい。すなわち
熱伝導率の小さい材料を用いた断熱体であることが好ま
しい。熱伝導率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。

【００４５】なお、断熱体３はその全体において、熱伝
導率が０．０１〜０．１２（Ｗ／ｍ℃）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。断熱体３の一
部、例えば金属缶１１と正極合剤１２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、熱伝導率が０．０１〜０．
１２（Ｗ／ｍ℃）である材料で構成されていればよい。

【００４６】断熱体３の厚さは、０．１〜１０（ｍｍ）
の範囲にあることが望ましい。断熱体３の厚さが０．１
ｍｍ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。断熱体３の厚さが１０ｍｍよりも厚くなる
と、電池を収納するのに大きな容積の電池収納容器１が
必要となり、電子機器に求められる小型化を図ることが
困難となるからである。

【００４７】なお、断熱体３の厚さは断熱体３全体で均
一である必要はない。電池収納容器１の内側の角を厚く
するなど、部分的に厚さが異なってもよい。また、上述
の厚さの範囲は、断熱体３の一部、例えば金属缶１１と
正極合剤１２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、断熱体３の少
なくとも一部の当該部分の厚さが０．１〜１０（ｍｍ）
の範囲にあればよい。また、当該部分の熱伝導率が０．
０１〜０．１２（Ｗ／ｍ℃）である材料で構成されてい
ればよい。

【００４８】上述においては、断熱体３が単一の膜から
なる場合について説明したが、断熱体３は単一の膜であ
ることに限定されない。断熱体３は多層、すなわち断熱
体３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０．１〜１０（ｍｍ）の範囲にあり、また、この一
層の熱伝導率が０．０１〜０．１２（Ｗ／ｍ℃）であれ
ばよい。

【００４９】電池収納容器１の内側への絶縁体３の形成
させる方法は、絶縁体３を電池収納容器１の内側に接着
剤で貼り付ける方法のほか、絶縁体３をテープで貼り付
ける方法、絶縁体３を溝部などにはめ込む方法など通常
採用される方法を採用することができる。

【００５０】本実施の形態における電池の使用方法にお
いては、負荷の大きい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、負荷の大き
い領域としては、放電電流が０．５〜３Ａの範囲にある
ことが望ましい。また、負荷の大きい領域としては、平
均放電電圧を１．２Ｖと考えると、放電電力が０．６〜
３．６Ｗの範囲にあることが望ましい。放電電流が０．
５Ａより小さいか放電電力が０．６Ｗ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。

【００５１】放電電流が３Ａよりも大きいか放電電力が
３．６Ｗ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。

【００５２】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。

【００５３】

【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。

【００５４】（従来例）正極合剤１２は二酸化マンガン
／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１１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。

【００５５】この正極合剤１２の中にセパレータ１３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１４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。この作製した負極合剤１４を充填し、封
口体１９と金属缶１１を嵌合した。つぎに、金属缶１１
の外表面に外装体２１を被覆した。この外装体２１は、
ポリエチレンテレフタレートからなり、膜厚は０．０５
ｍｍである。これにより、単３形アルカリ電池が完成し
た。

【００５６】作製したアルカリ電池を図１に示す電池収
納容器１に収納する。電池収納容器１自体の材料は、表
１に示すように、ポリエチレンテレフタレートを用い
た。ただし、断熱体３は形成しなかった。なお、用いた
材質の物理的諸数値は表２に示すとおりである。

【００５７】

【表１】

【００５８】

【表２】

【００５９】（実施例１）電池収納容器１の内側には、
断熱体３を貼り付けた。具体的には、電池収納容器１の
容器本体７の内側の３つの側面全面、および容器蓋２の
内側のほぼ全面に貼り付けた。断熱体３の材質は、表１
に示すように、ＡＢＳ樹脂である。このＡＢＳ樹脂の熱
伝導率は０．１２（Ｗ／ｍ℃）である。またＡＢＳ樹脂
の膜厚は１ｍｍのものを用いた。このほかの点について
は、従来例と同じである。

【００６０】（実施例２）電池収納容器１の内側には、
断熱体３を貼り付けた。断熱体３の材質は、表１に示す
ように、ポリウレタンである。このポリウレタンの熱伝
導率は０．０６（Ｗ／ｍ℃）である。またポリウレタン
の膜厚は１ｍｍのものを用いた。このほかの点について
は、従来例と同じである。

【００６１】（実施例３）電池収納容器１の内側には、
断熱体３を貼り付けた。断熱体３の材質は、表１に示す
ように、ポリスチレンである。このポリスチレンの熱伝
導率は０．０３（Ｗ／ｍ℃）である。またポリスチレン
の膜厚は１ｍｍのものを用いた。このほかの点について
は、従来例と同じである。

【００６２】（実施例４）電池収納容器１の内側には、
断熱体３を貼り付けた。断熱体３の材質は、表１に示す
ように、ポリプロピレンである。このポリプロピレンの
熱伝導率は０．０１（Ｗ／ｍ℃）である。またポリプロ
ピレンの膜厚は１ｍｍのものを用いた。このほかの点に
ついては、従来例と同じである。

【００６３】（比較例１）電池収納容器１の内側には、
断熱体３を貼り付けた。断熱体３の材質は、表１に示す
ように、天然ゴムである。この天然ゴムの熱伝導率は
０．１４（Ｗ／ｍ℃）である。また天然ゴムの膜厚は１
ｍｍのものを用いた。このほかの点については、従来例
と同じである。

【００６４】（比較例２）電池収納容器１の内側には、
断熱体３を貼り付けた。断熱体３の材質は、表１に示す
ように、ビニロン樹脂である。このビニロン樹脂の熱伝
導率は０．２４（Ｗ／ｍ℃）である。またビニロン樹脂
の膜厚は１ｍｍのものを用いた。このほかの点について
は、従来例と同じである。

【００６５】つぎに、上述した従来例、実施例１〜４、
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１に記した。試験数は５個である。また評価に使用し
た電池収納容器１および電池収納容器１内側の熱伝導率
の小さい断熱性を有する材料の常温での熱伝導率も表１
に併記した。

【００６６】表１から分かるように、従来例、すなわち
電池収納容器１の内側に断熱体３を設けなかった場合に
は、１Ａ連続放電時間は５７分であった。これに対し
て、実施例１では、電池収納容器１の内側に断熱体３と
してＡＢＳ樹脂を形成している。このＡＢＳ樹脂の熱伝
導率は０．１２（Ｗ／ｍ℃）である。この場合、１Ａ連
続放電時間は６０分であり、従来例の５７分よりも長く
なっている。

【００６７】実施例２では、電池収納容器１の内側に断
熱体３としてポリウレタンを形成している。このポリウ
レタンの熱伝導率は０．０６（Ｗ／ｍ℃）であり、実施
例１で使用したＡＢＳ樹脂の熱伝導率０．１２（Ｗ／ｍ
℃）よりも小さい。実施例２のポリウレタンの場合、１
Ａ連続放電時間は６５分であり、実施例１の６０分より
も長くなっている。

【００６８】実施例３では、電池収納容器１の内側に断
熱体３としてポリスチレンを形成している。このポリス
チレンの熱伝導率は０．０３（Ｗ／ｍ℃）であり、実施
例２で使用したポリウレタンの熱伝導率０．０６（Ｗ／
ｍ℃）よりも小さい。実施例３のポリスチレンの場合、
１Ａ連続放電時間は６７分であり、実施例２の６５分よ
りも長くなっている。

【００６９】実施例４では、電池収納容器１の内側に断
熱体３としてポリプロピレンを形成している。このポリ
プロピレンの熱伝導率は０．０１（Ｗ／ｍ℃）であり、
実施例３で使用したポリスチレンの熱伝導率０．０３
（Ｗ／ｍ℃）よりも小さい。実施例４のポリプロピレン
の場合、１Ａ連続放電時間は６８分であり、実施例３の
６７分よりも長くなっている。

【００７０】比較例１では、電池収納容器１の内側に断
熱体３として天然ゴムを形成している。この天然ゴムの
熱伝導率は０．１４（Ｗ／ｍ℃）であり、実施例１で使
用したＡＢＳ樹脂の熱伝導率０．１２（Ｗ／ｍ℃）より
も大きい。比較例１の天然ゴムの場合、１Ａ連続放電時
間は５７分であり、実施例１の６０分より短い。また、
従来例の５７分と同じ値である。

【００７１】比較例２では、電池収納容器１の内側に断
熱体３としてビニロン樹脂を形成している。このビニロ
ン樹脂の熱伝導率は０．２４（Ｗ／ｍ℃）であり、比較
例１で使用した天然ゴムの熱伝導率０．１４（Ｗ／ｍ
℃）よりも大きい。比較例２のビニロン樹脂の場合、１
Ａ連続放電時間は５２分であり、比較例１の５７分より
も短くなっている。

【００７２】以上の総合すると、実施例１〜４のよう
に、断熱体３の熱伝導率が０．０１〜０．１２（Ｗ／ｍ
℃）の範囲にある場合は、１Ａ連続放電時間が６０〜６
８分の範囲にあり、従来例の５７分よりも長い。一方、
比較例１〜２のように、断熱体３の熱伝導率が０．１４
〜０．２４（Ｗ／ｍ℃）の範囲にある場合は、１Ａ連続
放電時間が５２〜５７分の範囲にあり、従来例の５７分
以下の値となっている。

【００７３】これらのことから、断熱体３の熱伝導率が
０．０１〜０．１２（Ｗ／ｍ℃）の範囲にあるときに、
従来例に比較して重負荷放電特性が優れていることが分
かる。したがって、断熱体３の熱伝導率は０．０１〜
０．１２（Ｗ／ｍ℃）の範囲にあることが望ましい。

【００７４】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を電池
収納容器の内側に設置することによって負荷の大きい領
域における放電特性を向上させることができる。すなわ
ち、熱伝導率の小さい材料を電池収納容器の内側に用い
ることにより、放電中に電池内部から発生する熱を利用
して電池内の反応を促進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。

【００７５】一般に中負荷から重負荷の領域において
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。

【００７６】熱伝導率の小さい材料を電池収納容器の内
側に用いて、電池と電池収納容器との隙間をなくすこと
によって、電池からの放熱を小さくし、電池内部から発
生する熱を電池内部の反応の促進に利用することができ
る。これにより、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。この効果は特に、放電
中に発熱の大きい負荷の大きい領域における放電で有効
である。

【００７７】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のアルカリ電
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。

【００７８】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。

【００７９】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。

【００８０】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。

【００８１】

【発明の効果】本発明によれば、熱伝導率の小さい材料
からなる断熱体を用い、電池収納容器の内側に形成する
ことによって、負荷の大きい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。また断熱体が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れば、負荷の大きい領域にお
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】本発明の電池収納容器に係る発明の実施の形態
の一例を示す図である。

【図２】本実施の形態で用いた、アルカリ電池を示す断
面図である。

【符号の説明】

１‥‥電池収納容器、２‥‥容器蓋、３‥‥断熱体、４
‥‥負極端子、５止め具、６‥‥正極端子、７‥‥容器
本体、１１‥‥金属缶、１２‥‥正極合剤、１３‥‥セ
パレータ、１４‥‥負極合剤、１５‥‥負極集電ピン、
１６‥‥プラスティックシール、１７‥‥封口板、１８
‥‥負極端子、１９‥‥封口体、２０‥‥正極端子、２
１‥‥外装体

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電源としての電池を収納する電池収納容
   器において、上記電池収納容器の内側の一部または全部
   に断熱体を形成し、上記断熱体の少なくとも一部の当該
   部分は、熱伝導率が０．０１〜０．１２（Ｗ／ｍ℃）で
   ある材料で構成されていることを特徴とする電池収納容
   器。
2. 【請求項２】 断熱体が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記載の電池収納容器。
3. 【請求項３】 断熱体の当該部分の厚さが０．１〜１０
   （ｍｍ）の範囲にあることを特徴とする請求項１記載の
   電池収納容器。
4. 【請求項４】 断熱体が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記載の電池収納容器。
5. 【請求項５】 電池収納容器を有する電子機器であっ
   て、上記電池収納容器が電源としての電池を収納する、
   電子機器において、上記電池収納容器は、その内側の一
   部または全部に断熱体を形成し、上記断熱体の少なくと
   も一部の当該部分は、熱伝導率が０．０１〜０．１２
   （Ｗ／ｍ℃）である材料で構成されていることを特徴と
   する電子機器。
6. 【請求項６】 断熱体が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記載の電子機器。
7. 【請求項７】 断熱体の当該部分の厚さが０．１〜１０
   （ｍｍ）の範囲にあることを特徴とする請求項５記載の
   電子機器。
8. 【請求項８】 断熱体が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記載の電子機器。
9. 【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
   負極とを備えている電池を、電池収納容器に収納し、放
   電させる電池の使用方法において、上記電池収納容器の
   内側の一部または全部に断熱体を形成し、上記断熱体の
   少なくとも一部の当該部分は、熱伝導率が０．０１〜
   ０．１２（Ｗ／ｍ℃）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。
10. 【請求項１０】 断熱体が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。
11. 【請求項１１】 断熱体の当該部分の厚さが０．１〜１
    ０（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。
12. 【請求項１２】 断熱体が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。
13. 【請求項１３】 負荷の大きい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。
14. 【請求項１４】 負荷の大きい領域は、放電電流が０．
    ５〜３Ａ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。
15. 【請求項１５】 負荷の大きい領域は、放電電力が０．
    ６〜３．６Ｗ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。