JP2009064672A - 扁平形アルカリ一次電池 - Google Patents

Abstract

【課題】安価で電池電圧が高く、長時間の使用に耐える信頼性の高い扁平形アルカリ一次電池を提供する。
【解決手段】扁平形のアルカリ一次電池１は、正極缶２の円形の開口部２ａに、負極缶３を、ガスケット４を装着した開口部３ａ側から嵌合させ、該正極缶２の開口部２ａを該ガスケット４に向かってかしめて封口することによって、ガスケット４を介して正極缶２と負極缶３の間には、密閉空間が形成されている。密閉空間には、正極合剤５、セパレータ６、負極合剤７が収容され、セパレータ６を挟んで、正極缶２側に正極合剤５、負極缶３側に負極合剤７が収容配置されている。この密閉空間には、アルカリ電解液が充填されている。また、セパレータ６は少なくともコロナ放電処理した耐アルカリ性に優れるポリオレフィン系不織布６ｂと微多孔膜６ａからなる。
【選択図】図１

Description

本発明は、扁平形アルカリ一次電池に関する。

電子腕時計、携帯用電子計算機等の小型電子機器に使用されるコイン形或いはボタン形等の扁平形アルカリ一次電池は、正極缶内に二酸化マンガンを正極活物質とする正極合剤が収容されて、負極缶内には、亜鉛又は亜鉛合金粉末を負極活物質とする負極合剤が配置されている。

正極合剤と負極合剤は、セパレータを介して対向しており、電池の内部にはアルカリ電解液が注入されている。正極合剤は、二酸化マンガンに導電剤としてのグラファイト粉末、正極合剤の結着性が低い場合は結着剤としてポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）等の樹脂粉末若しくはエマルジョンを混合した後、ペレット状に打錠して正極とする。

また、扁平形アルカリ一次電池の正極活物質として酸化銀を用いたいわゆる酸化銀電池も、広く一般市場に出回っている。酸化銀は、二酸化マンガンと比較し、体積エネルギー密度が高く、かつ、負極活物質を亜鉛とした電池電圧が、１．５６ボルト付近で平坦なため、主に、終止電圧が１．２ボルト以上の電子腕時計、携帯用電子計算機等の小型電子計算機の電源として用いられている。

しかしながら、酸化銀は、性能的に良好であるものの貴金属である銀が主成分であるため高価であり、銀相場により価格が変動し、製造原価の低減や安定を図る上で使用し難い物質であった。そこで、酸化銀に対し体積エネルギー密度が低く放電に伴う電圧降下が大きいものの、質量当たりの価格が２００分の１程度と圧倒的に安価な二酸化マンガンを正極活物質としたいわゆるアルカリマンガン電池が酸化銀電池同様、一般市場に数多く出回っている。

このため、二酸化マンガン等の安価な活物質に種々の添加剤を加えることが検討されている（例えば、特許文献１、２、３）。
特開２００３−２３４１０７号 公報（第２頁〜第３頁、第１図） 特開２００４−６０９２号 公報（第２頁〜第３頁、第１図） 特開２００５−１９３４９号 公報（第２頁〜第４頁、第１図）

ところで、二酸化マンガン等の材料を正極活物質として用いた扁平形アルカリ一次電池では、放電に伴い電圧が大幅に降下する問題点を有していた。電子腕時計など終止電圧が酸化銀電池の電池電圧に合わせて高めに設定されている機器においては、二酸化マンガンの放電に伴う電圧降下から、機器の使用時間が極端に短くなってしまうという課題があった。電圧降下の防止について、種々の検討が行われているが、十分なものではなかった。

その解決策として、正極活物質のオキシ水酸化ニッケルを用いる電池が考案されている。この電池の場合、セパレータの材質として、従来からアルカリ電池に用いられてきたビスコースレーヨン、ポリノジックレーヨン、および、マーセル化パルプのよいなセルロース系セパレータを用いるとセルロースが正極活物質であるオキシ水酸化ニッケルにより分解し、内部ショートが発生するという問題があった。また、その内部ショート対策として、セパレータ構成を微多孔膜と不織布の材質を耐アルカリ性に優れるポリオレフィンする
ことが考案されるが、ポリオレフィン系不織布は、セルロース系不織布と比較すると電解液保液性が劣り、閉路電圧特性が著しく低下するこという問題があった。

本発明は、上記問題点を解決するためになされたものであって、その目的は安価で電池電圧が高く、長時間の使用に耐える信頼性の高い扁平形アルカリ一次電池を提供するにある。

請求項１の発明は、正極缶の開口部に負極缶の開口部を嵌合し、正極缶と負極缶とをガスケットを介して密封して形成された密封空間に、不織布と微多孔膜からなるセパレータを配置するとともに、前記セパレータを挟んで、正極側にはオキシ水酸化ニッケルを主成分とした正極合剤を配置し、負極側には亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末を主成分とした負極合剤を配置し、さらに、その密封空間にアルカリ電解液を充填した扁平形アルカリ一次電池であって、前記セパレータの不織布として、親液性に表面改質したポリオレフィン系不織布を用いる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の扁平形アルカリ一次電池であって、前記セパレータの不織布として、少なくともコロナ放電処理して親液性に表面改質したポリオレフィン系不織布を用いる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の扁平形アルカリ一次電池において、前記不織布の厚さが、５０μｍ以上、１５０μｍ以下である。
請求項４の発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の扁平形アルカリ一次電池において、前記不織布の秤量が、３０ｇ／ｍ^２以上、７０ｇ／ｍ^２以下である。

請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の扁平形アルカリ一次電池において、前記不織布の通気度が、１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上、２０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以下である。

請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１つに記載の扁平形アルカリ一次電池において、前記不織布の引張強度が、１００Ｎ／５０ｍｍ以上、２００Ｎ／５０ｍｍ以下である。

請求項７の発明は、請求項１〜６のいずれか１つに記載の扁平形アルカリ一次電池において、前記不織布の保液率が、１５０％以上、３００％以下である。

請求項１の発明によれば、セパレータの不織布を、耐アルカリ性に優れるポリオレフィン系とすることにより、オキシ水酸化ニッケル共存下例え高温環境に電池を放置してもアルカリ電解液に分解せず、電子腕時計などの機器の使用において、長時間の使用に耐え信頼性を高めることができる。しかも、そのポリオレフィン系不織布を親液性に表面改質したことにより、不織布の電解液保液性を高めることができる。

その結果、正極活物質に高価である酸化銀を使用することなく電子腕時計など終止電圧が酸化銀一次電池の電池電圧にあわせて高く設定されている機器に適した良好な扁平形アルカリ一次電池を得ることができる。しかも、酸化銀一次電池のように高価な材料を使用しないため、安価に製造できる。

請求項２の発明によれば、亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末を負極活物質とし、オキシ水酸化ニッケルを正極活物質とする扁平形アルカリ一次電池において、セパレータ構成を微多孔
膜と不織布の材質をセルロース系に対し圧倒的に耐アルカリ性に優れるポリオレフィン系とすることにより、オキシ水酸化ニッケル共存下例え高温環境に電池を放置してもアルカリ電解液に分解せず、電子腕時計などの機器の使用において、長時間の使用に耐え信頼性を高めることができる。また、そのポリオレフィン系不織布にコロナ放電処理を施すことにより、不織布の電解液保液性を高めることができる。

その結果、正極活物質に高価である酸化銀を使用することなく電子腕時計など終止電圧が酸化銀一次電池の電池電圧にあわせて高く設定されている機器に適した良好な扁平形アルカリ一次電池を得ることができる。しかも、酸化銀一次電池のように高価な材料を使用しないため、安価に製造できる。

請求項３の発明によれば、不織布の厚さを、５０μｍ以上にしたので、セパレータとしてのバリアー性を確保し、負極活物質である亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末と正極活物質であるオキシ水酸化ニッケルの内部ショートの発生を防止することができる。また、不織布の厚さを、１５０μｍ以下にしたので、不織布の厚さ分、電池内部に充電すべき活物質量を確保できるため、放電容量に優れる扁平形アルカリ一次電池を提供できる。

請求項４の発明によれば、不織布の秤量を、３０ｇ／ｍ^２以上にしたので、これもセパレータとしてのバリアー性を確保し、負極活物質である亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末と正極活物質であるオキシ水酸化ニッケルの内部ショートの発生を防止することができる。また、不織布の秤量を、７０ｇ／ｍ^２以下にしたので、電池組立直後の不織布の電解液吸収による膨潤で、電池総高が規格を上回ってしまう不具合を防止することができる。

請求項５の発明によれば、不織布の通気度を、１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上にしたので、電池の内部抵抗の上昇を抑制し、電池として必要な閉路電圧特性を確保することができる。また、不織布の通気度を、２０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以下としたので、セパレータとしてのバリアー性を確保し、負極活物質である亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末と正極活物質であるオキシ水酸化ニッケルの内部ショートの発生を防止することができる。

請求項６の発明によれば、不織布の引張強度を、１００Ｎ／５０ｍｍ以上にしたので、ハンドリング上に必要な強度を確保できるため、電池組立時のセパレータの裂けなど強度不足が起因で発生する不具合を防止することができる。また、不織布の引張強度を、１００Ｎ／５０ｍｍ以上、２００Ｎ／５０ｍｍ以下としたのは、これ以上引張強度を上げるには、保液率がトレードオフの関係にあるためである。

請求項７の発明によれば、不織布の保液率を、１５０％以上にしたので、正負極間の反応に必要な電解液を効果的に不織布内に確保できるため、電池として必要な閉路電圧特性を確保することができる。また、不織布の保液率を、３００％以下にしたのは、コロナ放電処理をしても前述した材質、厚さ、秤量、通気度、および、引張強度で、保液率が３００％を超えるように製造することは現在の技術では困難なことによる。

以下、本発明を具体化した実施形態を、図１に従って説明する。
図１は、ボタン形（扁平形）のアルカリ一次電池の概略断面図を示す。図１において、アルカリ一次電池１は、ボタン形の一次電池であって、有底円筒上の正極缶２及び有蓋円筒状の負極缶３を有している。正極缶２は。鋼板にニッケルメッキを施した構成であって、正極端子を兼ねている。一方、負極缶３は、ニッケルよりなる外表面層と、ステンレススチール（ＳＵＳ）よりなる金属層と、銅よりなる集電体層との３層クラッド材がカップ状にプレス加工されて構成されている。また、負極缶３は、その円形の開口部３ａが折り返し形成され、その折り返し形成された開口部３ａには、例えば、ナイロン製のリング状
のガスケット４が装着されている。

そして、正極缶２の円形の開口部２ａに、負極缶３を、ガスケット４を装着した開口部３ａ側から嵌合させ、該正極缶２の開口部２ａを該ガスケット４に向かってかしめて封口することによって、正極缶２と負極缶３は、互いに連結固定されている。正極缶２と負極缶３を連結固定することによって、ガスケット４を介して正極缶２と負極缶３との間には、密閉空間が形成される。

この密閉空間には、正極合剤５、セパレータ６、負極合剤７が収容され、セパレータ６を挟んで正極缶２に正極合剤５、負極缶３側に負極合剤７が収容配置されている。この密閉空間には、アルカリ電解液が充填されている。

詳述すると、セパレータ６は、少なくともコロナ放電処理したポリオレフィン系不織布６ｂと微多孔膜６ａを用いることが好ましい。これは、セパレータ構成を微多孔膜と不織布の材質をセルロース系に対し圧倒的に耐アルカリ性に優れるポリオレフィン系とすることにより、オキシ水酸化ニッケル共存下例え高温環境に電池を放置してもアルカリ電解液に分解せず、電子腕時計などの機器の使用において、長時間の使用に耐え信頼性を高めることができるためである。

また、そのポリオレフィン系不織布にコロナ放電処理を施すことにより、不織布の電解液保液性を高めることができ、電解液不足による閉路電圧特性の劣化防止することができるためである。

次に、不織布６ｂに厚さは、５０μｍ以上、１５０μｍ以下とすることが好ましい。
これは、５０μｍ以上にすることにより、セパレータとしてのバリアー性を確保し、負極活物質である亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末と正極活物質であるオキシ水酸化ニッケルの内部ショートの発生を防止することができるためである。また、不織布の厚さを、１５０μｍ以下とすることにより、不織布の厚さ分、電池内部に充電すべき活物質量を確保できるため、放電容量に優れる扁平形アルカリ一次電池を提供できる。

次に、不織布６ｂの秤量は、３０ｇ／ｍ^２以上、７０ｇ／ｍ^２以下とすることが好ましい。
これは、不織布６ｂの秤量を、３０ｇ／ｍ^２以上にすることにより、セパレータとしてのバリアー性を確保し、負極活物質である亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末と正極活物質であるオキシ水酸化ニッケルの内部ショートの発生を防止することができるためである。また、不織布６ｂの秤量は、７０ｇ／ｍ^２以下にすることが好ましい。これは、電池組立直後の不織布６ｂの電解液吸収による膨潤で、電池総高が規格を上回ってしまう不具合を防止することができるためである。

次に、不織布６ｂの通気度は、１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上、２０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以下とすることが好ましい。
これは、不織布６ｂの通気度を、１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上とすることにより、電池の内部抵抗の上昇を抑制し、電池として必要な閉路電圧特性を確保することができるためである。また、不織布６ｂの通気度を、２０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以下とすることが好ましい。これは、セパレータとしてのバリアー性を確保し、負極活物質である亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末と正極活物質であるオキシ水酸化ニッケルの内部ショートの発生を防止することができるためである。

次に、不織布６ｂの引張強度は、１００Ｎ／５０ｍｍ以上、２００Ｎ／５０ｍｍ以下とすることが好ましい。
これは、不織布６ｂの引張強度を、１００Ｎ／５０ｍｍ以上にすることにより、ハンドリング上に必要な強度を確保できるため、電池組立時のセパレータ６の裂けなど強度不足が起因で発生する不具合を防止することができることによる。また、不織布６ｂの引張強度を、２００Ｎ／５０ｍｍ以下としたのは、これ以上引張強度を上げるには、保液率がトレードオフの関係にあるためである。

最後に、不織布６ｂの保液率は、１５０％以上、３００％以下とすることが好ましい。
これは、不織布６ｂの保液率を１５０％以上とすることにより、正負極間の反応に必要な電解液を効果的に不織布内に確保できるため、電池として必要な閉路電圧特性を確保することができるためである。また、不織布６ｂの保液率を３００％以下にしたのは、コロナ放電処理をしても前述した材質、厚さ、秤量、通気度、および、引張強度で、保液率が３００％を超えるように製造することは現在の技術では困難なことによる。

このように構成した扁平形アルカリ一次電池１は、セパレータ６の構成として、少なくともコロナ放電処理したポリオレフィン系不織布６ｂと微多孔膜６ａを用いることにより、オキシ水酸化ニッケル共存下例え高温環境に電池を放置してもアルカリ電解液に分解せず、電子腕時計などの機器の使用において、長時間の使用に耐え信頼性を高めることができる。また、そのポリオレフィン系不織布にコロナ放電処理を施すことにより、不織布の電解液保液性を高めることができ、電解液不足による閉路電圧特性の劣化防止することができる。

その結果、電子腕時計など終止電圧が扁平形の酸化銀一次電池の電池電圧に合わせて高めに設定されている機器において、このアルカリ一次電池１は、閉路電圧特性に優れ、かつ、長時間の使用に耐えることができる。

ちなみに、セパレータ６の各種条件を変更した実施例を行い検証した。
（実施例１）
図１で示す電池構造で、負極缶３は、ニッケル外表面層と、ステンレススチール（ＳＵＳ）による金属層と、銅による集電体層の３層による厚さ０．１８ｍｍクラッド材をプレス加工によって成型した。正極合剤５は、導電剤としてグラファイト４ｍａｓｓ％、オキシ水酸化ニッケル９３．８ｍｓｓ％、結着剤としてポリアクリル酸ソーダ０．２ｍａｓｓ％、電解液として濃度３０％の水酸化カリウム水溶液２ｍａｓｓ％をブレンダーで混合した後、打錠機にてペレット状に成型した。

次に、正極合剤５を正極缶２内に挿入し、水酸化カリウムを含むアルカリ電解液を注入して正極合剤５にアルカリ電解液を吸収させる。この正極合剤５上に、微多孔膜６ａと不織布６ｂの二層構造の円形状に打ち抜いたセパレータ６を装填充填する。

なお、実施例１で使用した不織布６ｂは、厚さが１００μｍ、秤量が５０ｇ／ｍ^２、通気度が６ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ、引張強度が１２０Ｎ／５０ｍｍ、保液率が２００％であってコロナ放電処理したポリオレフィン系不織布、微多孔膜６ａの材質はポリエチレン製である。この装填したセパレータ６に、水酸化ナトリウムを含むアルカリ電解液を滴下し含浸させる。このセパレータ６上に、亜鉛合金粉末、酸化亜鉛、増粘剤、水酸化ナトリウム水溶液、及び、水からなるジェル状の負極合剤７を載置する。

そして、負極缶３と正極缶２とをかしめることで密封されて扁平形アルカリ一次電池１を作製した。このとき、正極缶２と負極缶３の間には、ガスケット４が挟持され密封性を高めている。
（実施例２）
実施例２は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の厚さを、１００μｍから５
０μｍにした。
（実施例３）
実施例３は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の厚さを、１００μｍから１５０μｍにした。
（実施例４）
実施例４は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の秤量を、５０ｇ／ｍ^２から３０ｇ／ｍ^２にした。
（実施例５）
実施例５は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の秤量を、５０ｇ／ｍ^２から７０ｇ／ｍ^２にした。
（実施例６）
実施例６は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の通気度を、６ｃｃ／ｃｍ^２／ｓから１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓにした。
（実施例７）
実施例７は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の通気度を、６ｃｃ／ｃｍ^２／ｓから２０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓにした。
（実施例８）
実施例８は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の引張強度を、１２０Ｎ／５０ｍｍから１００Ｎ／５０ｍｍにした。
（実施例９）
実施例９は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の引張強度を、１２０Ｎ／５０ｍｍから２００Ｎ／５０ｍｍにした。
（実施例１０）
実施例１０は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の保液率を、２００％から１５０％にした。
（実施例１１）
実施例１１は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の保液率を、２００％から３００％にした。
（比較例１）
比較例１は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布をコロナ放電未実施とした。（比較例２）
比較例２は、実施例１と同様な構成にするものの、セパレータの構成をコロナ放電を実施した不織布のみとした。
（比較例３）
比較例３は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の厚さを、１００μｍから４０μｍにした。
（比較例４）
比較例４は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の厚さを、１００μｍから１７０μｍにした。
（比較例５）
比較例５は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の秤量を、５０ｇ／ｍ^２から２５ｇ／ｍ^２にした。
（比較例６）
比較例６は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の秤量を、５０ｇ／ｍ^２から７５ｇ／ｍ^２にした。
（比較例７）
比較例７は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の通気度を、６ｃｃ／ｃｍ^２／ｓから０．５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓにした。
（比較例８）
比較例８は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の通気度を、６ｃｃ／ｃｍ^２
／ｓから２５ｃｃ／ｃｍ^２／ｓにした。
（比較例９）
比較例９は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の引張強度を、１２０Ｎ／５０ｍｍから５０Ｎ／５０ｍｍにした。
（比較例１０）
比較例１０は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の引張強度を、１２０Ｎ／５０ｍｍから２５０Ｎ／５０ｍｍにした。
（比較例１１）
比較例１１は、実施例１と同様な構成にするものの、不織布の保液率を、２００％から１３０％にした。

そして、上記した実施例１〜１１、比較例１〜１１のアルカリ電池を、それぞれ１１０個作製し、以下の検証を行った。
具体的には、これら１００個ずつの電池を３０ｋΩで定抵抗放電させ、１．２Ｖの終止電圧とした時の放電容量〔ｍＡｈ〕を表１に示す。

また、これら１０個ずつの電池を−１０℃の環境下、ＤｏＤ８０％（放電深度８０％）、負荷抵抗２ｋΩで７．８ｍ秒後の閉路電圧（放電特性）〔Ｖ〕を表１に示す。最後に、前述した放電試験を行った電池の内部ショートの有無、放電容量試験を行う前の電池総高、および、電池作製時のセパレータ裂け等の強度結果を表１に示す。

（１）はじめに、この表１より、実施例１と比較例１，２を比較するに、セパレータの
構成として、コロナ放電処理したポリオレフィン系不織布６ｂと微多孔膜６ａを用いることにより、負極活物質である亜鉛合金粉末と正極活物質であるオキシ水酸化ニッケルの内部ショートの発生を防止し、信頼性及び閉路電圧特性の優れる扁平形アルカリ一次電池を提供できる。

これは、セパレータ構成を微多孔膜と不織布の材質をセルロース系に対し圧倒的に耐アルカリ性に優れるポリオレフィン系とすることで、オキシ水酸化ニッケル共存下例え高温環境に電池を放置してもアルカリ電解液に分解せず、セパレータとして必要な正負極間のバリアー性が確保できるためである。また、そのポリオレフィン系不織布にコロナ放電処理を施すことにより、不織布の電解液保液性を高めることができ、電解液不足による閉路電圧特性の劣化防止することができるためである。

（２）次に、この表１より、実施例２，３と比較例３，４を比較するに、不織布６ｂに厚さを、５０μｍ〜１５０μｍとすることで、所定の電池総高内で放電容量に優れる扁平形アルカリ一次電池を提供できる。

これは、５０μｍ以上にすることで、内部ショートの発生を防止し、また、不織布の厚さを、１５０μｍ以下とすることで、不織布の厚さ分、電池内部に充電すべき活物質量を確保できるためである。

（３）次に、この表１より、実施例４，５と比較例５，６を比較するに、不織布６ｂの秤量を、３０ｇ／ｍ^２〜７０ｇ／ｍ^２とすることで、所定の電池総高内で放電容量に優れる扁平形アルカリ一次電池を提供できる。

これも、不織布６ｂの秤量を、３０ｇ／ｍ^２以上にすることで、内部ショートの発生を防止し、また、不織布６ｂの秤量は、７０ｇ／ｍ^２以下にすることで、電池組立直後の不織布６ｂの電解液吸収による膨潤を抑制できるためと考えられる。

（４）次に、この表１より、実施例６，７と比較例７，８を比較するに、不織布６ｂの通気度を、１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ〜２０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓとすることで、閉路電圧特性に優れる扁平形アルカリ一次電池を提供できる。

これは、不織布６ｂの通気度を、１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上とすることで、電池の内部抵抗の上昇を抑制し、また、不織布６ｂの通気度を、２０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以下とすることで、セパレータとしてのバリアー性を確保し、負極活物質である亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末と正極活物質であるオキシ水酸化ニッケルの内部ショートの発生を防止することができるためと考えられる。

（５）次に、この表１より、実施例８，９と比較例９，１０を比較するに、不織布６ｂの引張強度を、１００Ｎ／５０ｍｍ〜２００Ｎ／５０ｍｍとすることで、生産性および閉路電圧特性に優れる扁平形アルカリ一次電池を提供できる。

これは、不織布６ｂの引張強度を、１００Ｎ／５０ｍｍ以上にすることで、ハンドリング上必要な強度を確保できるためである。また、不織布６ｂの引張強度を、２００Ｎ／５０ｍｍ以下とすることで、引張強度が高くなることによる保液率の低下を防止することができるためである。

（６）最後に、この表１より、実施例１０，１１と比較例１１を比較するに、不織布６ｂの保液率を、１５０％〜３００％とすることで、所定の電池総高内で閉路電圧特性に優れる扁平形アルカリ一次電池を提供できる。

これは、不織布６ｂの保液率を１５０％以上とすることで、正負極間の反応に必要な電解液を効果的に不織布内に確保できるため、電池として必要な閉路電圧特性を確保することができるためである。また、不織布６ｂの保液率を３００％以下にしたのは、コロナ放電処理をしても前述した材質、厚さ、秤量、通気度、および、引張強度で、保液率が３００％を超えるように製造することは現在の技術では困難なことによる。

次に、上記のように構成した本実施形態の効果を以下に記載する。
（１）本実施形態によれば、扁平形アルカリ一次電池１は、負極活物質として亜鉛又は亜鉛合金粉末を使用し、正極活物質としてオキシ水酸化ニッケルを使用し、それらのセパレータ６の構成として、少なくともコロナ放電処理した耐アルカリ性に優れるポリオレフィン系不織布６ｂと微多孔膜６ａを用いることで、オキシ水酸化ニッケル共存下例え高温環境に電池を放置してもアルカリ電解液に分解せず、電子腕時計などの機器の使用において、長時間の使用に耐え信頼性を高めることができるためである。

しかも、本実施形態のアルカリ一次電池１は、酸化銀一次電池のように高価な材料（銀）を使用しないため、貴金属市場に左右されず安価に製造できる。
（２）本実施形態によれば、扁平形アルカリ一次電池１は、不織布６ｂに厚さを、５０μｍ以上、１５０μｍ以下にしたので、所定の電池総高内で放電容量に優れる扁平形アルカリ一次電池を提供できる。

（３）本実施形態よれば、不織布６ｂの秤量を、３０ｇ／ｍ^２以上、７０ｇ／ｍ^２以下にしたので、所定の電池総高内で放電容量に優れる扁平形アルカリ一次電池を提供できる。

（４）本実施形態よれば、不織布６ｂの通気度を、１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上、２０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以下にしたので、内部ショートの発生を防止し、閉路電圧特性に優れる扁平形アルカリ一次電池を提供できる。

（５）本実施形態よれば、不織布６ｂの引張強度を、１００Ｎ／５０ｍｍ以上、２００Ｎ／５０ｍｍ以下にしたので、生産性および閉路電圧特性に優れる扁平形アルカリ一次電池を提供できる。

（６）本実施形態よれば、不織布６ｂの保液率を、１５０％以上、３００％以下にしたので、所定の電池総高内で閉路電圧特性に優れる扁平形アルカリ一次電池を提供できる。
尚、上記実施形態は、不織布にコロナ放電処理を施すことにより、不織布の表面改質を行い不織布の電解液保液性（親液性）を高めるようにした。この表面改質は、コロナ放電に限らず、ＵＶ（紫外線）を照射して、不織布を表面改質して親液性を高めるようにしてもよい。また、界面活性剤を用いて不織布を表面改質して親液性を高めるようにしてもよい。

本実施形態の扁平形アルカリ一次電池の概略断面図。

符号の説明

１…扁平形アルカリ一次電池、２…正極缶、２ａ…開口部、３…負極缶、３ａ…開口部、４…ガスケット、５…正極合剤、６…セパレータ、６ａ…微多孔膜、６ｂ…不織布、７…負極合剤。

Claims (7)

1. 正極缶の開口部に負極缶の開口部を嵌合し、正極缶と負極缶とをガスケットを介して密封して形成された密封空間に、不織布と微多孔膜からなるセパレータを配置するとともに、前記セパレータを挟んで、正極側にはオキシ水酸化ニッケルを主成分とした正極合剤を配置し、負極側には亜鉛粉末又は亜鉛合金粉末を主成分とした負極合剤を配置し、さらに、その密封空間にアルカリ電解液を充填した扁平形アルカリ一次電池であって、
   前記セパレータの不織布として、親液性に表面改質したポリオレフィン系不織布を用いることを特徴とする扁平形アルカリ一次電池。
2. 請求項１に記載の扁平形アルカリ一次電池であって、
   前記セパレータの不織布として、少なくともコロナ放電処理して親液性に表面改質したポリオレフィン系不織布を用いることを特徴とする扁平形アルカリ一次電池。
3. 請求項１又は２に記載の扁平形アルカリ一次電池において、
   前記不織布の厚さが、５０μｍ以上、１５０μｍ以下であることを特徴とする扁平形アルカリ一次電池。
4. 請求項１〜３のいずれか１つに記載の扁平形アルカリ一次電池において、
   前記不織布の秤量が、３０ｇ／ｍ^２以上、７０ｇ／ｍ^２以下であることを特徴とする扁平形アルカリ一次電池。
5. 請求項１〜４のいずれか１つに記載の扁平形アルカリ一次電池において、
   前記不織布の通気度が、１ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以上、２０ｃｃ／ｃｍ^２／ｓ以下であることを特徴とする扁平形アルカリ一次電池。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の扁平形アルカリ一次電池において、
   前記不織布の引張強度が、１００Ｎ／５０ｍｍ以上、２００Ｎ／５０ｍｍ以下であることを特徴とする特徴とする扁平形アルカリ一次電池。
7. 請求項１〜６のいずれか１つに記載の扁平形アルカリ一次電池において、
   前記不織布の保液率が、１５０％以上、３００％以下であることを特徴とする特徴とする扁平形アルカリ一次電池。

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