JP2004031321A - ガルヴァーニ電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】アルカリ電解質を有するこのようなボタン型電池の場合に如何にしてガス化傾向がさらに阻止されるかという方法を記載する。
【解決手段】アルカリ電解質および負の亜鉛電極をボタン型電池の形のケーシング中に有するガルヴァーニ電池の場合に、少なくとも電池蓋２の外面がニッケル不含のＣｕ／Ｓｎ合金またはニッケル不含のＣｕ／Ｓｎ／Ｚｎ合金で被覆されている。
【効果】電池は、ニッケル不含の表面を有し、したがって腐蝕により、利用者の皮膚上にアレルギー反応をまねきうるニッケルイオンが蓋の半部材の表面から溶解除去されうるということは全くありえない。
【選択図】 図１
【解決手段】アルカリ電解質および負の亜鉛電極をボタン型電池の形のケーシング中に有するガルヴァーニ電池の場合に、少なくとも電池蓋２の外面がニッケル不含のＣｕ／Ｓｎ合金またはニッケル不含のＣｕ／Ｓｎ／Ｚｎ合金で被覆されている。
【効果】電池は、ニッケル不含の表面を有し、したがって腐蝕により、利用者の皮膚上にアレルギー反応をまねきうるニッケルイオンが蓋の半部材の表面から溶解除去されうるということは全くありえない。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明の対象は、アルカリ電解質および負の亜鉛電極をボタン型電池の形のケーシング中に有するガルヴァーニ電池である。
【０００２】
【従来の技術】
ボタン型電池の形でアルカリ電解質を有するガルヴァーニ電池は、負の電極として一般に亜鉛粉末からなるゲルを含有する。このガルヴァーニ電池は、正の電極として所謂亜鉛／空気電気の場合には、ガス拡散電極を有するかまたは緊密に閉鎖されたボタン型電池の場合には、例えば酸化マンガンまたは酸化銀を活物質として有する。
【０００３】
前記のボタン型電池の場合には、一般に亜鉛電極を有する、鋼または特殊鋼からなる容器部分を内側上で銅で被覆し、一方で、外向きを示す面上でニッケル被覆を行なうことは、通常のことである。このようなトリメタル被覆は、例えば特開昭６１−０６１３６４号公報Ａ１の記載から認めることができる。この場合、銅からなる内側層は、水素による過電圧を高めかつ亜鉛電極の僅かな水銀含量にも拘わらず水素発生を減少させる目的で、例えばインジウムで合金化されていてもよいし、インジウム層で被覆されていてもよい。この種のボタン型電池の特殊な問題は、強く変形するアルカリ電解質が時間と共に、負の電極を収容する蓋の半部材とパッキングとの間の間隙中に漏出することにある。この場合、電解質は、蓋の切断面の端部およびニッケルで被覆されている外側と接触しており、これは、望ましくない水素発生をまねく。実際に、前記領域内へのアルカリ電解質の侵入を接着剤の使用によってパッキング範囲内で阻止することが試みられたが、しかし、再現可能で許容される結果を達成しなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６１−０６１３６４号公報Ａ１
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、アルカリ電解質を有するこのようなボタン型電池の場合に如何にしてガス化傾向がさらに阻止されるかという方法を記載することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、冒頭に記載した種類のボタン型電池の場合に、少なくとも電池蓋の外面がニッケル不含のＣｕ／Ｓｎ合金で被覆されていること、または少なくとも電池蓋の外面がニッケル不含のＣｕ／Ｓｎ／Ｚｎ合金で被覆されていることによって解決される。本発明の好ましい実施形式は、請求項３から１０までのいずれか１項に記載されている。
【０００７】
本発明によるボタン型電池の場合には、少なくとも負の亜鉛／ゲル電極を有する、電池蓋の外面／外側がニッケル不含のＣｕ／Ｓｎで被覆されている。同様の被覆を蓋の内側／内面上でも行ない、場合によっては容器を電池の他の半部材として容器の内側上および場合によっては容器の外側上でも前記材料で被覆することは、好ましい。
【０００８】
被覆は、有利にＣｕ２０％〜９０％およびＳｎならびにＺｎを含有するＣｕ／Ｓｎ合金からなる。
【０００９】
被覆には、殊にＣｕ５０％〜６０％およびＳｎ４０％〜５０％を含有する合金、またはＣｕ７５％〜８５％およびＳｎ１５％〜２５％からなる合金が適している。更に、本発明の範囲内には、Ｃｕ５０％〜６０％、Ｓｎ２５％〜３５％、残分Ｚｎ、例えばＺｎ１５％からなる合金またはＣｕ７５％〜８５％、Ｓｎ８％〜１２％、残分Ｚｎ、例えばＺｎ５％からなる合金が存在する。
【００１０】
この合金は、ニッケル被覆と同様に十分な硬さ、ならびに耐蝕性および僅かな接触抵抗を有する。この合金は、微結晶性の均質な構造を示す。
【００１１】
電池容器および電池蓋の厚さは、約１２０μｍであり、外側被覆および場合により行なわれる内側被覆の厚さは、０．０５μｍ〜１０μｍ、有利に３μｍ〜６μｍである。
【００１２】
以下、本発明を図につき詳説する。
【００１３】
【実施例】
図１は、通常のアルカリボタン型電池を表わし、このアルカリボタン型電池は、蓋２および容器５を有する。蓋の半部材２中には、亜鉛ゲル６が存在し、この場合には、有利にＨｇ不含の亜鉛が使用され、アルカリ電解質を含有する負の活物質として配置されている。蓋２および電池容器５は、パッキング１によって互いに絶縁されており、外向きに緊密に閉鎖されている。容器の半部材５中には、この場合に示された亜鉛／空気電池の際にガス拡散電極７が存在する。前記容器５は、空気入口開口８を有する。図２は、図１からの拡大された一部分を示す。
【００１４】
既にさらに上記に説明されたように、電池の寿命の間にアルカリ電解質は、パッキング領域内に侵入することができ、その際に、間隙３を経て電池蓋の切断面の端部４に到達し、蓋の半部材２の通常のニッケル被覆と結合を生じ、このことは、ガス発生をまねく。試験によって、トリメタルからなる従来の蓋を有する亜鉛／空気蓄電池を銅／錫合金で被覆された蓋を有する亜鉛／空気電池と比較した場合には、ガス発生の点で明らかな区別が生じることが判明した。
【００１５】
例えば、比較のために、この種の電池を６０℃の温度で１ヶ月間貯蔵し、その後に水素の発生を測定した。本発明による電池の場合には、この貯蔵後に空気開口８の領域内で気泡を全く発生させず、この場合この空気開口は、存在するかもしれない気泡を良好に確認するために、半透明の接着されたフィルムによって閉鎖されていた。
【００１６】
少なくともボタン型電池の蓋の外側の本発明によるニッケル不含の被覆によって、一面で水素の発生が十分に制限されることが達成される。
【００１７】
【発明の効果】
付加的に、電池は、ニッケル不含の表面を有し、したがって腐蝕により、利用者の皮膚上にアレルギー反応をまねきうるニッケルイオンが蓋の半部材の表面から溶解除去されうるということは全くありえないという著しい利点が判明した。
【図面の簡単な説明】
【図１】通常のアルカリボタン型電池を示す断面図。
【図２】図１からの拡大された一部分を示す断面図。
【符号の説明】
１ パッキング、 ２ 蓋、 ３ 間隙、 ４ 電池蓋の切断面の端部、 ５容器、 ６ 亜鉛ゲル、 ７ ガス拡散電極、 ８ 空気入口開口
【発明の属する技術分野】
本発明の対象は、アルカリ電解質および負の亜鉛電極をボタン型電池の形のケーシング中に有するガルヴァーニ電池である。
【０００２】
【従来の技術】
ボタン型電池の形でアルカリ電解質を有するガルヴァーニ電池は、負の電極として一般に亜鉛粉末からなるゲルを含有する。このガルヴァーニ電池は、正の電極として所謂亜鉛／空気電気の場合には、ガス拡散電極を有するかまたは緊密に閉鎖されたボタン型電池の場合には、例えば酸化マンガンまたは酸化銀を活物質として有する。
【０００３】
前記のボタン型電池の場合には、一般に亜鉛電極を有する、鋼または特殊鋼からなる容器部分を内側上で銅で被覆し、一方で、外向きを示す面上でニッケル被覆を行なうことは、通常のことである。このようなトリメタル被覆は、例えば特開昭６１−０６１３６４号公報Ａ１の記載から認めることができる。この場合、銅からなる内側層は、水素による過電圧を高めかつ亜鉛電極の僅かな水銀含量にも拘わらず水素発生を減少させる目的で、例えばインジウムで合金化されていてもよいし、インジウム層で被覆されていてもよい。この種のボタン型電池の特殊な問題は、強く変形するアルカリ電解質が時間と共に、負の電極を収容する蓋の半部材とパッキングとの間の間隙中に漏出することにある。この場合、電解質は、蓋の切断面の端部およびニッケルで被覆されている外側と接触しており、これは、望ましくない水素発生をまねく。実際に、前記領域内へのアルカリ電解質の侵入を接着剤の使用によってパッキング範囲内で阻止することが試みられたが、しかし、再現可能で許容される結果を達成しなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭６１−０６１３６４号公報Ａ１
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従って、本発明の課題は、アルカリ電解質を有するこのようなボタン型電池の場合に如何にしてガス化傾向がさらに阻止されるかという方法を記載することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この課題は、冒頭に記載した種類のボタン型電池の場合に、少なくとも電池蓋の外面がニッケル不含のＣｕ／Ｓｎ合金で被覆されていること、または少なくとも電池蓋の外面がニッケル不含のＣｕ／Ｓｎ／Ｚｎ合金で被覆されていることによって解決される。本発明の好ましい実施形式は、請求項３から１０までのいずれか１項に記載されている。
【０００７】
本発明によるボタン型電池の場合には、少なくとも負の亜鉛／ゲル電極を有する、電池蓋の外面／外側がニッケル不含のＣｕ／Ｓｎで被覆されている。同様の被覆を蓋の内側／内面上でも行ない、場合によっては容器を電池の他の半部材として容器の内側上および場合によっては容器の外側上でも前記材料で被覆することは、好ましい。
【０００８】
被覆は、有利にＣｕ２０％〜９０％およびＳｎならびにＺｎを含有するＣｕ／Ｓｎ合金からなる。
【０００９】
被覆には、殊にＣｕ５０％〜６０％およびＳｎ４０％〜５０％を含有する合金、またはＣｕ７５％〜８５％およびＳｎ１５％〜２５％からなる合金が適している。更に、本発明の範囲内には、Ｃｕ５０％〜６０％、Ｓｎ２５％〜３５％、残分Ｚｎ、例えばＺｎ１５％からなる合金またはＣｕ７５％〜８５％、Ｓｎ８％〜１２％、残分Ｚｎ、例えばＺｎ５％からなる合金が存在する。
【００１０】
この合金は、ニッケル被覆と同様に十分な硬さ、ならびに耐蝕性および僅かな接触抵抗を有する。この合金は、微結晶性の均質な構造を示す。
【００１１】
電池容器および電池蓋の厚さは、約１２０μｍであり、外側被覆および場合により行なわれる内側被覆の厚さは、０．０５μｍ〜１０μｍ、有利に３μｍ〜６μｍである。
【００１２】
以下、本発明を図につき詳説する。
【００１３】
【実施例】
図１は、通常のアルカリボタン型電池を表わし、このアルカリボタン型電池は、蓋２および容器５を有する。蓋の半部材２中には、亜鉛ゲル６が存在し、この場合には、有利にＨｇ不含の亜鉛が使用され、アルカリ電解質を含有する負の活物質として配置されている。蓋２および電池容器５は、パッキング１によって互いに絶縁されており、外向きに緊密に閉鎖されている。容器の半部材５中には、この場合に示された亜鉛／空気電池の際にガス拡散電極７が存在する。前記容器５は、空気入口開口８を有する。図２は、図１からの拡大された一部分を示す。
【００１４】
既にさらに上記に説明されたように、電池の寿命の間にアルカリ電解質は、パッキング領域内に侵入することができ、その際に、間隙３を経て電池蓋の切断面の端部４に到達し、蓋の半部材２の通常のニッケル被覆と結合を生じ、このことは、ガス発生をまねく。試験によって、トリメタルからなる従来の蓋を有する亜鉛／空気蓄電池を銅／錫合金で被覆された蓋を有する亜鉛／空気電池と比較した場合には、ガス発生の点で明らかな区別が生じることが判明した。
【００１５】
例えば、比較のために、この種の電池を６０℃の温度で１ヶ月間貯蔵し、その後に水素の発生を測定した。本発明による電池の場合には、この貯蔵後に空気開口８の領域内で気泡を全く発生させず、この場合この空気開口は、存在するかもしれない気泡を良好に確認するために、半透明の接着されたフィルムによって閉鎖されていた。
【００１６】
少なくともボタン型電池の蓋の外側の本発明によるニッケル不含の被覆によって、一面で水素の発生が十分に制限されることが達成される。
【００１７】
【発明の効果】
付加的に、電池は、ニッケル不含の表面を有し、したがって腐蝕により、利用者の皮膚上にアレルギー反応をまねきうるニッケルイオンが蓋の半部材の表面から溶解除去されうるということは全くありえないという著しい利点が判明した。
【図面の簡単な説明】
【図１】通常のアルカリボタン型電池を示す断面図。
【図２】図１からの拡大された一部分を示す断面図。
【符号の説明】
１ パッキング、 ２ 蓋、 ３ 間隙、 ４ 電池蓋の切断面の端部、 ５容器、 ６ 亜鉛ゲル、 ７ ガス拡散電極、 ８ 空気入口開口
Claims (10)
- アルカリ電解質および負の亜鉛電極をボタン型電池の形のケーシング中に有するガルヴァーニ電池において、少なくとも電池蓋（２）の外面がニッケル不含のＣｕ／Ｓｎ合金で被覆されていることを特徴とする、ガルヴァーニ電池。
- アルカリ電解質および負の亜鉛電極をボタン型電池の形のケーシング中に有するガルヴァーニ電池において、少なくとも電池蓋（２）の外面がニッケル不含のＣｕ／Ｓｎ／Ｚｎ合金で被覆されていることを特徴とする、ガルヴァーニ電池。
- 合金がＣｕ２０％〜９０％を含有する、請求項１または２記載のガルヴァーニ電池。
- 合金がＣｕ５０％〜６０％、残分Ｓｎを含有する、請求項１記載のガルヴァーニ電池。
- 合金がＣｕ７５％〜８５％、残分Ｓｎを含有する、請求項１記載のガルヴァーニ電池。
- 合金がＣｕ５０％〜６０％、Ｓｎ２５〜３５％、残分Ｚｎを含有する、請求項２記載のガルヴァーニ電池。
- 合金がＣｕ７５％〜８５％、Ｓｎ８％〜１２％、残分Ｚｎを含有する、請求項２記載のガルヴァーニ電池。
- 電池蓋（２）の外側および内側が合金で被覆されている、請求項１から７までのいずれか１項に記載のガルヴァーニ電池。
- 電池蓋（２）と共に、電池容器（５）の内側および／または外側も合金で被覆されている、請求項１から８までのいずれか１項に記載のガルヴァーニ電池。
- 被覆の厚さが０．０５μｍ〜１０μｍ、有利に３μｍ〜６μｍである、請求項１から９までのいずれか１項に記載のガルヴァーニ電池。
Applications Claiming Priority (1)
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