JP2005332630A

JP2005332630A - アルカリ乾電池

Info

Publication number: JP2005332630A
Application number: JP2004148005A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Sumiyama; 真一住山; Seiji Wada; 誠司和田; Yasushi Sumihiro; 泰史住廣
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2004-05-18
Filing date: 2004-05-18
Publication date: 2005-12-02

Abstract

【課題】耐漏液性に優れたアルカリ乾電池を提供する。
【解決手段】アルカリ乾電池が、正極；負極；アルカリ電解液；正極、負極およびアルカリ電解液を収容する電池ケース；電池ケースの開口部を封口する封口板；ならびに電池ケースと封口板との間に配されるガスケットを具備し、電池ケースとガスケットとの間に、流動パラフィンおよびワセリンを重量比２０：８０〜８０：２０の割合で含む封止剤層を有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、アルカリ乾電池に関し、特にアルカリ乾電池の電池ケースとガスケットとの間に付与される封止剤に関する。

従来より、アルカリ乾電池の耐漏液性を改善するために種々の検討が行われている。
例えば、特許文献１では、電池内部で発生した水素ガスが外部に漏出するのを防止するために、ガスケットに封止剤として液体状の流動パラフィンを塗布することが提案されている。
また、特許文献２では、角形電池において電解液の漏液を防止するために、封口板とガスケットとの間に封止剤として半固体状のワセリンを塗布することが提案されている。

しかし、絶縁物である液体状の流動パラフィンが、塗布部分から電池内部の発電要素に流れ込んだり、電池外部の負極端子を兼ねる封口板の表面に付着したりし、電池の内部抵抗を増大させてしまう可能性がある。
また、半固体状態のワセリンは、封口部に均一に塗布することができず、塗布むらにより封口部に隙間が生じ、そこから電解液が漏液する可能性がある。
さらに、流動パラフィンおよびワセリンの色が白色または無色透明であるため、封止剤が封口部分に均一に、かつはみ出すことなく塗布されているかを目視で判断しにくかった。
特開平７−１３０３４０号公報特開２００１−２０２９３３号公報

そこで、本発明は、上記の従来の問題を解決するため、封口性に優れた高信頼性のアルカリ乾電池を提供することを目的とする。

本発明のアルカリ乾電池は、正極；負極；前記正極と負極との間に配されるセパレータ；アルカリ電解液；前記正極、負極、セパレータおよびアルカリ電解液を収容する電池ケース；前記電池ケースの開口部を封口する封口板；ならびに前記電池ケースと封口板との間に配されるガスケットを具備するアルカリ乾電池であって、前記電池ケースとガスケットとの間に、流動パラフィンおよびワセリンを重量比２０：８０〜８０：２０の割合で含む封止剤層を有することを特徴とする。
前記封止剤層が、さらに流動パラフィンおよびワセリンの混合物１００重量部に対して着色剤を０．１〜１．０重量部含むのが好ましい。

本発明によれば、封止剤が適度な流動性および粘着性を有するため、ガスケットと電池ケースとの間の封口部分に、封止剤をむらなく均一に塗布することができるとともに、封口部分からはみ出して封口板等の封口部分以外の部分に付着するのを防ぐことができる。これにより、封口性に優れた高信頼性のアルカリ乾電池が得られる。

本発明は、正極；負極；前記正極と負極との間に配されるセパレータ；アルカリ電解液；前記正極、負極、セパレータ、およびアルカリ電解液を収容する電池ケース；前記電池ケースの開口部を封口する封口板；ならびに前記電池ケースと封口板との間に配されるガスケットを具備するアルカリ乾電池に関する。そして、前記電池ケースとガスケットとの間に、流動パラフィンおよびワセリンを重量比２０：８０〜８０：２０の割合で含む封止剤の層を有する。

常温で液体である流動パラフィンと常温で半固体状態であるワセリンを重量比２０：８０〜８０：２０の割合で混合することにより、流動性および粘着性が良好な封止剤が得られる。そのため、ガスケットと電池ケースとの間の封口部分に、封止剤をむらなく均一に塗布することができる。また、封止剤が封口部分からはみ出して封口板等の封口部分以外の部分に付着することがない。これにより、封口性に優れた高信頼性のアルカリ乾電池が得られる。
さらに好ましくは、封止剤層が、流動パラフィンおよびワセリンを重量比２０：８０〜５０：５０の割合で含む。流動パラフィンは乳化し易いため、流動パラフィンの含有率が低い範囲では、高温環境下で長期保存した場合でも優れた封口性を維持できる。

流動パラフィンは、炭素数１８〜１９の飽和炭化水素を主成分とし、その平均分子量は２５４〜２６８であるのが好ましい。
ワセリンは、炭素数２０〜４０の飽和炭化水素を主成分とし、その平均分子量は２８２〜５６２であるのが好ましい。

封止剤１００重量部中の流動パラフィンの含有量が２０重量部未満となり、ワセリンの含有量が８０重量部を超えると、封止剤を均一に塗布することが困難となり、塗布むらを生じやすい。この塗布むらにより、ガスケットと電池ケースとの間に隙間を生じ、封口性が低下する。一方、流動パラフィンの含有量が８０重量部を超えて、ワセリンの含有量が２０重量部未満となると、封止剤が流動しやすくなり、塗布部分以外にはみ出して、負極端子を兼ねる封口板等に付着する場合がある。この封止剤は電気的に絶縁性を有するため、電池の内部抵抗が増大する可能性がある。

この封止剤は、さらに流動パラフィンおよびワセリンの混合物１００重量部に対して着色剤を０．１〜１．０重量部含むのが好ましい。流動パラフィンおよびワセリンは白色または無色透明であるため、塗布状態を目視で確認することが困難である。そこで、このように着色剤を添加することにより、封止剤の塗布状態を目視で容易に確認することができる。着色剤としては、オイルレッド、酸化チタン等が用いられる。
着色剤の含有量が０．１重量部未満では、封止剤の着色が不充分となる。一方、着色剤の含有量が１．０重量部を超えると、封止剤の封口性が不充分となる。

《実施例１〜３および比較例１〜４》
（１）封止剤の調製
流動パラフィン（（株）松村石油研究所製、モレスコバイオレス）とワセリン（（株）コスメサイエンス製、サンホワイトＰ−１）とを表１に示す割合（重量比）で混合し、この混合物１００重量部に対して着色剤としてオイルレッドを０．５重量部添加した。

（２）正極合剤の作製
二酸化マンガンとオキシ水酸化ニッケルと黒鉛とを、５０：５０：５の重量比で混合した。そして、得られた混合物と４０重量％の水酸化ナトリウム水溶液とを１００：３の重量比で混合し、充分に攪拌した後、フレーク状に圧縮成形した。ついで、フレーク状の正極合剤を粉砕して顆粒状とし、これを篩によって分級し、１０〜１００メッシュのものを中空円筒状に加圧成形してペレット状の正極合剤を得た。

（３）負極の作製
ゲル化剤としてポリアクリル酸ナトリウムと、アルカリ電解液として４０重量％の水酸化ナトリウム水溶液と、負極活物質として亜鉛粉末とを１：３３：６６の重量比で混合し、ゲル状負極を得た。

（４）円筒形アルカリ乾電池の組み立て
図１に示す構造の単三形のアルカリ乾電池（ＬＲ６）を下記の手順により作製した。図１は、円筒形アルカリ乾電池の一部を断面とする正面図である。
電池ケース１内に上記で得られた正極合剤２を２個挿入し、加圧治具により正極合剤を再成形して電池ケース１の内壁に密着させた。電池ケース１の内壁に密着させた正極合剤２の中央に有底円筒形のセパレータ４を配置した。電池ケース１のガスケット５との密着部分に上記で得られた封止剤を塗布した。セパレータ４内に所定量のアルカリ電解液を注入した。所定時間経過した後、上記で得られたゲル状負極３をセパレータ４内に充填した。なお、セパレータ４には、ポリビニルアルコール繊維およびレーヨン繊維を主体として混抄した不織布を用いた。

負極集電子６をゲル状負極３の中央に差し込んだ。なお、負極集電子６には、ガスケット５および負極端子を兼ねた底板（封口板）７を一体化させた。そして、電池ケース１の開口端部を樹脂製のガスケット５の端部を介して底板７の周縁部にかしめて、電池ケース１の開口部を封口した。外装ラベル８で電池ケース１の外表面を被覆した。

［評価］
（イ）アルカリ乾電池の耐漏液性の評価
温度４５℃および湿度９０％の環境下で、各電池を９ヶ月間保存した。そして、３、６および９ヶ月経過時点において漏液した電池の数を調べた。なお、電池の試験数は１００個とした。

（ロ）製造後の電池における封止剤の流動性の評価
温度８０℃の環境下で、各電池を４時間保存した。そして、保存後の電池について目視により封口板に封止剤が付着しているか否かを調べた。なお、電池の試験数は１０個とした。その評価結果を表１に示す。

比較例１および２では、封止剤中の流動パラフィンの含有量が多いため、なめらかに均一に塗布することができたが、流動性が良すぎて封口板に付着した電池がみられた。比較例３および４では、封止剤中のワセリンの含有量が多いため、塗布時にむらができ封口部分に隙間が生じて、漏液した電池がみられた。
これに対して、実施例１〜３では、封止剤の流動性および粘着性が良好であり、優れた耐漏液性が得られた。

以上のように、本発明のアルカリ乾電池は耐漏液性に優れているため、電子機器、携帯機器用の電源等に適用できる。

本発明の実施例におけるアルカリ乾電池の一部を断面とした正面図である。

符号の説明

１電池ケース
２正極合剤
３ゲル状負極
４セパレータ
５ガスケット
６負極集電子
７底板
８外装ラベル

Claims

正極；負極；前記正極と負極との間に配されるセパレータ；アルカリ電解液；前記正極、負極、セパレータ、およびアルカリ電解液を収容する電池ケース；前記電池ケースの開口部を封口する封口板；ならびに前記電池ケースと封口板との間に配されるガスケットを具備するアルカリ乾電池であって、
前記電池ケースとガスケットとの間に、流動パラフィンおよびワセリンを重量比２０：８０〜８０：２０の割合で含む封止剤層を有することを特徴とするアルカリ乾電池。
前記封止剤層が、さらに流動パラフィンおよびワセリンの混合物１００重量部に対して着色剤を０．１〜１．０重量部含む請求項１記載のアルカリ乾電池。