JP2010080246A - Separator for alkaline battery, method for manufacturing the same, and alkaline battery - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、正極活物質及び負極活物質間に配置されるアルカリ電池用セパレータ及びその製造方法、アルカリ電池用セパレータを用いて構成されたアルカリ電池に関するものである。 The present invention relates to an alkaline battery separator disposed between a positive electrode active material and a negative electrode active material, a method for producing the same, and an alkaline battery configured using the alkaline battery separator.
一般に、アルカリ電池は、有底筒状の正極缶と、その正極缶内に収納されるリング状の正極合剤と、正極缶の中心部に配置されるゲル状負極合剤と、正極合剤とゲル状負極合剤との間に配置される筒状のセパレータと、正極缶の開口部に装着される集電体とを備えている。 Generally, an alkaline battery includes a bottomed cylindrical positive electrode can, a ring-shaped positive electrode mixture housed in the positive electrode can, a gel-like negative electrode mixture disposed in the center of the positive electrode can, and a positive electrode mixture. And a gelled negative electrode mixture, and a current collector attached to the opening of the positive electrode can.
従来のアルカリ電池に用いられる筒状のセパレータは、以下の手法によって作製されている。 The cylindrical separator used for the conventional alkaline battery is produced by the following method.
先ず、第1の手法としては、図4に示されるセパレータ50のように、セパレータ材51を筒状に巻き、セパレータ材51の最外端52と外側から2周目の部分53をその全長にわたり接着剤54で接着することにより作製される。また、第2の手法としては、図5に示されるセパレータ55のように、セパレータ材51を筒状に巻き、その胴部56を接着しない状態で底57を熱溶着や底紙により形成することで作製される。さらに、第3の手法としては、図6に示されるセパレータ59のように、細長いセパレータ材60,61を重ねて接着剤で固め筒状に形成し、全面を接着剤で貼り付けることで作製される。また、第4の手法としては、図7に示されるセパレータ62のように、2枚以上のセパレータ材63,64を十字状に重ねて折り曲げることで筒状に作製される。
First, as a first method, like the
アルカリ電池において、セパレータ内に収容されたゲル状負極合剤が正極側へ漏れ出すと、内部短絡を起こす。この対策として、セパレータの開口部を集電体の封口ガスケットに接着し、内部短絡を防止するようにしたアルカリ電池が提案されている(特許文献1,2等参照)。
ところが、図4のようにセパレータ50の最外端52を接着したり、図5のようにセパレータ55の底57のみを形成したりする場合、セパレータ50,55の内側が固定されていないため、セパレータ50,55に電解液を浸み込ませる工程においてセパレータ50,55が内側に撓み、ゲル状負極合剤と正極合剤との間に隙間が形成されてしまう。この場合、隙間が形成されている部分の正極及び負極は重負荷放電時には反応しない部分となるため、電池の放電性能が低下してしまう。また、図7のセパレータ62でも内側が固定されていないため、セパレータ62が内側に撓み、放電性能が低下する場合がある。さらに、図6のセパレータ59のように、接着剤を使って全面に貼り付けた場合には、接着剤が抵抗となるため放電性能が低下する。また、接着剤によりセパレータ59の柔軟性がなくなる。このため、衝撃等によってセパレータ59が裂け、ゲル状負極合剤が正極合剤側に漏れ出して内部短絡が起こりやすくなる。
However, when the
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、重負荷パルス放電の良好なアルカリ電池用セパレータを提供することにある。また、別の目的は、上記アルカリ電池用セパレータを製造するのに好適な製造方法を提供することにある。さらに、別の目的は、放電性能に優れたアルカリ電池を提供することにある。 This invention is made | formed in view of said subject, The objective is to provide the separator for alkaline batteries with favorable heavy load pulse discharge. Another object is to provide a production method suitable for producing the alkaline battery separator. Furthermore, another object is to provide an alkaline battery excellent in discharge performance.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の発明では、1枚のセパレータ材を2周以上巻くことで負極端子側開口部を有する有底筒状に形成され、正極活物質及び負極活物質間に配置されるアルカリ電池用セパレータであって、前記正極活物質及び前記負極活物質に接している両極接触部分において前記セパレータ材同士が固定されていない一方で、セパレータ内側に位置する前記セパレータ材の最内端とセパレータ内側から少なくとも2周目の部分とが、前記両極接触部分に属さない前記負極端子側開口部において固定されていることを特徴とするアルカリ電池用セパレータをその要旨とする。 In order to solve the above-described problem, in the invention according to claim 1, the separator material is formed into a bottomed cylindrical shape having a negative electrode terminal side opening by winding one separator material two or more times, and the positive electrode active material and the negative electrode active material are formed. A separator for an alkaline battery disposed between materials, wherein the separator material is not fixed to each other at a bipolar contact portion in contact with the positive electrode active material and the negative electrode active material, and the separator is located inside the separator. The gist of the separator for alkaline batteries is characterized in that the innermost end of the material and at least the second round portion from the inside of the separator are fixed in the opening on the negative electrode terminal side that does not belong to the bipolar contact portion. .
請求項1に記載の発明によれば、正極活物質及び負極活物質に接している両極接触部分においてセパレータ材同士を接着剤や熱融着で固定した場合と比較して、内部抵抗を低くすることができる。また、セパレータ内側に位置するセパレータ材の最内端とセパレータ内側から2周目の部分とが負極端子側開口部において固定されているので、セパレータに電解液を浸み込ませた場合でも、セパレータが内側に撓むことがなく、正極活物質及び負極活物質に接している両極接触部分で各活物質を効率よく反応させることができる。また、負極端子側開口部においてセパレータを部分的に固定することにより、柔軟性の低下を抑えることができ、耐衝撃性を確保することができる。 According to the first aspect of the present invention, the internal resistance is lowered as compared with the case where the separator materials are fixed to each other by an adhesive or heat fusion at the bipolar contact portions in contact with the positive electrode active material and the negative electrode active material. be able to. In addition, since the innermost end of the separator material located on the inner side of the separator and the second round portion from the inner side of the separator are fixed at the opening on the negative electrode terminal side, the separator can be used even when the electrolyte is immersed in the separator. Therefore, each active material can be efficiently reacted at the bipolar contact portion in contact with the positive electrode active material and the negative electrode active material. Moreover, by fixing a separator partially in a negative electrode terminal side opening part, the fall of a softness | flexibility can be suppressed and impact resistance can be ensured.
請求項2に記載の発明は、請求項1において、前記セパレータ材の最内端とセパレータ内側から2周目の部分とが、熱融着により固定されていることをその要旨とする。 The gist of the invention described in claim 2 is that, in claim 1, the innermost end of the separator material and the second round portion from the inside of the separator are fixed by thermal fusion.
請求項2に記載の発明によれば、熱融着によってセパレータ材を確実に固定することができる。 According to invention of Claim 2, a separator material can be reliably fixed by heat sealing | fusion.
請求項3に記載の発明は、請求項1において、前記セパレータ材の最内端とセパレータ内側から2周目の部分とが、接着剤により接着固定されていることをその要旨とする。 The gist of the invention described in claim 3 is that, in claim 1, the innermost end of the separator material and the portion of the second circumference from the inside of the separator are bonded and fixed by an adhesive.
請求項3に記載の発明によれば、接着剤によってセパレータ材を確実に固定することができる。 According to invention of Claim 3, a separator material can be reliably fixed with an adhesive agent.
請求項4に記載の発明は、請求項1乃至3のいずれか1項において、セパレータ外側に位置する前記セパレータ材の最外端とセパレータ外側から2周目の部分とが、固定されていないことをその要旨とする。 According to a fourth aspect of the invention, in any one of the first to third aspects, the outermost end of the separator material located on the outer side of the separator and the second round part from the outer side of the separator are not fixed. Is the gist.
請求項4に記載の発明によれば、セパレータ材の最外端とセパレータ外側から2周目の部分とが固定されていないので、柔軟性の低下を抑えることができ、セパレータの耐衝撃性を十分に確保することができる。 According to the invention described in claim 4, since the outermost end of the separator material and the second round part from the outside of the separator are not fixed, it is possible to suppress a decrease in flexibility, and to improve the impact resistance of the separator. It can be secured sufficiently.
請求項5に記載の発明は、請求項4に記載のアルカリ電池用セパレータを製造する方法であって、熱可塑性のバインダ繊維を含む矩形状のセパレータ材を用い、そのセパレータ材における1つの角部に水を付ける水付与工程と、水を付けた角部が内端側になるようにして前記セパレータ材を2周以上巻いて筒状にする巻回工程と、筒状に巻かれた状態の前記セパレータ材を加熱することにより、前記セパレータ材の最内端とセパレータ内側から2周目の部分とを、セパレータ開口部において部分的に固定する部分固定工程とを含むことを特徴とするアルカリ電池用セパレータの製造方法をその要旨とする。 The invention according to claim 5 is a method for producing the separator for an alkaline battery according to claim 4, wherein a rectangular separator material including a thermoplastic binder fiber is used, and one corner portion in the separator material is used. A water applying step for adding water, a winding step for winding the separator material two or more times so that the corner with water is on the inner end side, and a cylindrical shape, An alkaline battery comprising: a partial fixing step of partially fixing the innermost end of the separator material and the second round portion from the inside of the separator by heating the separator material at a separator opening. The gist of the manufacturing method of the separator for the printer.
請求項5に記載の発明によれば、水付与工程において、セパレータ材における1つの角部に水が付けられた後、巻回工程を行い、その角部が内端側になるようにしてセパレータ材が2周以上巻かれて筒状にされる。このとき、セパレータ材において水が付着した部分では、熱可塑性のバインダ繊維が水分を含んで膨潤し、軟化しやすい状態になる。この後、筒状のセパレータが加熱されると、軟化したバインダ繊維が熱可塑性の接着剤として機能してそのバインダ繊維が再固化することにより、セパレータ材の最内端とセパレータ内側から2周目の部分とが、セパレータ開口部において部分的に固定される。このようにすれば、請求項4に記載のアルカリ電池用セパレータを確実に製造することができる。 According to the invention of claim 5, in the water application step, after water is applied to one corner of the separator material, the winding step is performed, and the separator is arranged such that the corner is on the inner end side. The material is wound two or more times into a cylindrical shape. At this time, in the portion where water adheres in the separator material, the thermoplastic binder fiber swells with moisture and becomes soft. Thereafter, when the cylindrical separator is heated, the softened binder fiber functions as a thermoplastic adhesive and the binder fiber re-solidifies, so that the second round from the innermost end of the separator material and the inner side of the separator. Is partially fixed at the separator opening. If it does in this way, the separator for alkaline batteries of Claim 4 can be manufactured reliably.
請求項6に記載の発明は、請求項1乃至4のいずれか1項に記載のアルカリ電池用セパレータを用いて構成されたことを特徴とするアルカリ電池をその要旨とする。 The gist of an invention described in claim 6 is an alkaline battery comprising the alkaline battery separator according to any one of claims 1 to 4.
請求項6に記載の発明によれば、耐衝撃性及び放電性能に優れたアルカリ電池を得ることができる。 According to the invention of claim 6, an alkaline battery excellent in impact resistance and discharge performance can be obtained.
以上詳述したように、請求項1〜4に記載の発明によると、電池性能を落とすことなく、耐衝撃性を十分に確保することができるアルカリ電池用セパレータを提供することができる。また、請求項5に記載の発明によると、電池性能を落とすことなく、耐衝撃性を十分に確保することができるアルカリ電池用セパレータを確実に製造することができる。さらに、請求項6に記載の発明によると、耐衝撃性及び放電性能に優れたアルカリ電池を提供することができる。 As described above in detail, according to the first to fourth aspects of the present invention, it is possible to provide an alkaline battery separator that can sufficiently ensure impact resistance without deteriorating battery performance. In addition, according to the invention described in claim 5, it is possible to reliably manufacture an alkaline battery separator that can sufficiently ensure impact resistance without deteriorating battery performance. Furthermore, according to the invention of claim 6, an alkaline battery excellent in impact resistance and discharge performance can be provided.
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図1は本実施の形態におけるアルカリ電池の概略構成を示す断面図である。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an alkaline battery in the present embodiment.
以下、本発明を具体化した一実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図1は、本実施の形態におけるアルカリ電池10の概略構成を示す断面図である。なお、本実施の形態のアルカリ電池10は、LR6タイプ(単3形)の電池である。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an
図1に示されるように、アルカリ電池10は、有底筒状の正極缶11と、その正極缶11の内面に沿って嵌着されたリング状の正極合剤12(正極活物質)と、正極合剤12の内側に挿入される有底筒状のセパレータ13と、正極缶11の中心部となるセパレータ13の中空部に配置されるゲル状負極合剤14(負極活物質)と、正極缶11の開口部15に装着される集電体16とを備える。
As shown in FIG. 1, the
正極缶11は、ニッケルめっき鋼板製のプレス加工品であり、開口部15、胴部17及び底部18を有する有底筒状にプレス成形されている。正極缶11における底部18の中央には正極端子19が突設されている。
The positive electrode can 11 is a press-processed product made of a nickel-plated steel plate, and is press-formed into a bottomed cylindrical shape having an
正極合剤12は、電解二酸化マンガン、黒鉛、水酸化カリウム、及びバインダを混合した正極合剤粉を整粒した後、円筒状にプレス成形することで作製される。
The
ゲル状負極合剤14は、水と酸化亜鉛と水酸化カリウム水溶液とを混ぜて溶解し、ポリアクリル酸などのゲル化剤と亜鉛粉とを混合することで作製される。
The gelled
集電体16は、負極端子板21、負極集電子22、及び封口ガスケット23を含んで構成されている。正極缶11の開口部15付近には、集電体16を載置するためのビード部24が形成されている。そして、そのビード部24上に集電体16を載置した状態で、正極缶11の開口部15にカール及び絞り加工を施すことにより、正極缶11が封口されている。
The
集電体16は、真鍮を用いて棒状に形成された負極集電子22をその基端側の頭部で負極端子板21に抵抗溶接するとともに、負極集電子22の首部に封口ガスケット23を嵌着することで、形成されている。そして、負極集電子22の先端側がゲル状負極合剤14に挿入されている。
The
負極端子板21は、正極缶11と同じくニッケルめっき鋼板をプレス成形することで作製され、封口ガスケット23を介して正極缶11の開口部15を封口している。封口ガスケット23は、ポリオレフィン樹脂やポリアミド樹脂などの樹脂材料を用いて射出成形することで作製される。
The negative
この封口ガスケット23における中心にはボス部26が設けられ、そのボス部26に負極集電子22が貫通されている。さらに、封口ガスケット23におけるボス部26の近傍に板厚が薄い薄肉部27(安全弁)が形成されている。そして、ガスの発生により内圧が高まった場合には、その圧力上昇によりこの封口ガスケット23の薄肉部27を破損させてガスを外部に放出するようにしている。
A
図2に示されるように、セパレータ13は、例えば、ビニロンバインダ繊維(熱可塑性のバインダ繊維)を含んだビニロン・レーヨン不織布などのセパレータ材31を二重に巻くことで円筒状に形成され、セパレータ材31の最内端33と内側から2周目の部分34とが熱融着により固定されている。より詳しくは、セパレータ13において、正極合剤12及びゲル状負極合剤14に接している両極接触部分35においてセパレータ材31同士が固定されていない一方で、両極接触部分35に属さない負極端子側開口部36においてセパレータ材31の最内端33と内側から2周目の部分34とが熱融着により部分的に固定されている。また、本実施の形態のセパレータ13は、その外側に位置するセパレータ材31の最外端37と外側から2周目の部分34とが、固定されていない。このようにセパレータ13を構成することにより、熱融着による固定部分が最小限に抑えられる。このため、セパレータ13における電解液の保液率が高められるとともに、柔軟性が確保される。
As shown in FIG. 2, the
なお、アルカリ電池10では、製造時において、正極缶11内に圧入された正極合剤12の中空部にセパレータ13を挿入した後、電解液を注液して正極合剤12とセパレータ13とに電解液を染み込ませている。
In addition, in the
本実施の形態のセパレータ13は、以下のような方法で作製される。
先ず、準備工程において、熱可塑性のビニロンバインダ繊維を含んだビニロン・レーヨン不織布のセパレータ原紙を矩形状に切断して、1枚のセパレータ材31を用意する(図3(a)参照)。 First, in the preparation step, a separator base paper of vinylon / rayon nonwoven fabric containing thermoplastic vinylon binder fibers is cut into a rectangular shape to prepare one separator material 31 (see FIG. 3A).
そして、水付着工程では、その矩形状のセパレータ材31における1つの角部39に水40を付着させる(図3(b)参照)。ビニロンバインダ繊維は親水性(吸水性)を有する繊維であるため、水40を付着させた部分が膨潤し、軟化しやすい状態になる。なお、所定部分に水40を付着させる方法としては、例えばスポイト状の器具を用いてその先端から水40を出すという方法等があるが、特にこれに限定されず任意の方法を採用することができる。ただし、この場合には水40が他の部分に付着しないような器具を使用する必要がある。この後、巻回工程では、水40を付けた角部39が内端側となるようにしてセパレータ材31を棒状の治具(図示略)の外周に2周巻いて円筒状にする(図3(c)参照)。さらに、部分固定工程では、筒状に巻かれた状態のセパレータ材31にて、水40が付着した部分と外周側のセパレータ材31とを接触させ、その接触部分をヒータ等の加熱装置(図示略)を用いて加熱する。これにより、軟化したバインダ繊維を再固化させることで、セパレータ材31の最内端33とセパレータ内側から2周目の部分34とをスポット状に固定する(図3(d)参照)。
And in a water adhesion process, the
セパレータ材31を筒状に固定した後、一方の円筒端部41(図3(d)では固定されていない下側の端部)を筒軸方向に折曲しつつその折曲によって重なり合う部分を熱融着させることで底部38を有する有底筒状のセパレータ13を作製する(図2参照)。
After the
本発明者らは、上記の方法で作製したセパレータ13を用いてアルカリ電池10を作製し、アルカリ電池10の放電試験及び衝撃試験を行った。その試験結果を実施例1として表1に示している。なお、放電試験は、デジタルカメラを想定した試験であり、1500mWで2秒間、650mWで28秒間の放電を1サイクルとし、1時間で10サイクル(5分間)の放電を行った後に55分間放電を休むといった試験モードで行った。この放電試験を終了する最終電圧(EPV)は、1.05Vである。また、衝撃試験としては、1mの高さから平らな床面へ自由落下させた後、電池の電圧測定を行い、内部短絡の発生率を確認した。
The inventors of the present invention produced an
なおここでは、従来例のセパレータを用いて作製したアルカリ電池についても各試験を行い、その結果を示している。具体的には、図4のセパレータ50(最外端52と外側から2周目の部分53とを接着したセパレータ)を用いた場合を従来例1とし、図5のセパレータ55(底57のみを接着したセパレータ)を用いた場合を従来例2とし、図6のセパレータ59(全面を接着したセパレータ)を用いた場合を従来例3として示している。さらに、最内端と内側から2周目の部分だけではなく、最外端と外側から2周目の部分も接着(開口部部分を全枚数接着)したセパレータを作製し、そのセパレータを用いた場合の試験結果を実施例2として示している。
表1に示されるように、放電試験において最終電圧EPV以下となるまでのサイクル数は、従来例1の場合で99サイクル、従来例2の場合で97サイクル、従来例3の場合で92サイクルであった。これに対して、実施例1の場合ではサイクル数が118サイクル、実施例2の場合では117サイクルであり、実施例1,2では、従来例1〜3と比較して十分な放電性能が得られることが確認された。 As shown in Table 1, the number of cycles until the final voltage EPV or less in the discharge test is 99 cycles for Conventional Example 1, 97 cycles for Conventional Example 2, and 92 cycles for Conventional Example 3. there were. On the other hand, in the case of Example 1, the number of cycles is 118 cycles, and in the case of Example 2, it is 117 cycles. In Examples 1 and 2, sufficient discharge performance is obtained as compared with Conventional Examples 1 to 3. It was confirmed that
また、衝撃試験については、従来例3、実施例1、実施例2の各アルカリ電池について行った。従来例3の場合、10個中8個の確率で内部短絡が発生した。これに対して、実施例1の場合では、10個全ての電池で内部短絡が発生しなかった。さらに、実施例2の場合では、10個中5個の確率で内部短絡が発生したが、従来例3の場合と比較して、その発生確率を低減することができた。 Moreover, about the impact test, it carried out about each alkaline battery of the prior art example 3, Example 1, and Example 2. FIG. In the case of Conventional Example 3, an internal short circuit occurred with a probability of 8 out of 10. On the other hand, in the case of Example 1, an internal short circuit did not occur in all ten batteries. Furthermore, in the case of Example 2, an internal short circuit occurred with a probability of 5 out of 10, but the probability of occurrence could be reduced as compared with the case of Conventional Example 3.
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。 Therefore, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
(1)本実施の形態のセパレータ13は、正極合剤12及びゲル状負極合剤14に接している両極接触部分35においてセパレータ材31同士が固定されていないので、両極接触部分35を接着剤等で固定した場合と比較して、内部抵抗を低くすることができる。また、セパレータ13では、その内側に位置するセパレータ材31の最内端33と内側から2周目の部分34とが負極端子側開口部36において固定されている。このようにすると、セパレータ13に電解液を浸み込ませた場合でも、セパレータ13が内側に撓むことがないため、正極合剤12及びゲル状負極合剤14の両極接触部分35で各合剤12,14の活物質を効率よく反応させることができる。また、負極端子側開口部36においてセパレータ13を部分的に固定することにより、柔軟性の低下を抑えることができ、耐衝撃性を確保することができる。従って、本実施の形態のセパレータ13を用いることにより、耐衝撃性及び放電性能に優れたアルカリ電池10を製造することができる。
(1) Since the
(2)本実施の形態のセパレータ13では、熱融着によってセパレータ材31を円筒状に固定しているので、接着剤で固定する場合と比較して内部抵抗を低くすることができる。
(2) In the
(3)本実施の形態のセパレータ13において、セパレータ材31の最内端33と内側から2周目の部分34とを固定し、セパレータ材31の最外端37と外側から2周目の部分34とを固定しない場合(実施例1の場合)には、最外端37と外側から2周目の部分34とを固定した場合(実施例2の場合)と比較して、耐衝撃性を十分に高めることができる。
(3) In the
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。 In addition, you may change embodiment of this invention as follows.
・上記実施の形態のセパレータ13は、熱溶着により円筒状に固定されるものであったが、接着剤を用いて接着固定してもよい。また、セパレータ13の底部38を熱融着により形成するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、セパレータの開口を塞ぐように底紙(セパレータ材)を配置することにより、セパレータの底部を形成してもよい。このようにすれば、セパレータ材同士を固定することなく底部を形成することができる。従って、熱融着により底部を形成する場合と比較して、電解液を確実に吸収させることができ、セパレータの保液率を高めることができる。
-Although
・上記実施の形態のセパレータ13では、セパレータ材31を2重(重なり部分は3重)に巻いて形成するものであったが、セパレータ材31を3重以上に巻いて形成してもよい。なおこの場合、セパレータ材31の最内端33とセパレータ内側から2周目の部分34とを固定することにより、耐衝撃性に優れたセパレータを実現することができる。
In the
・上記実施の形態では、アルカリ電池用セパレータ13の製造時において、巻回工程の前にあらかじめ水付与工程を行い、セパレータ材31の所定部分を十分に膨潤、軟化させたうえで固定工程を行ったが、例えば巻回工程の後で水付与工程を行ってもよい。ただし、巻回工程の後で水付与工程を行う後者の方法の場合、意図しない箇所に水40を付着させないようにする工夫が必要になるため、その必要がない前者の方法のほうが好適である。
In the above embodiment, at the time of manufacturing the
・上記実施の形態では、アルカリ電池用セパレータ13の製造時において、部分固定工程の後に熱融着を行って底部38を形成するようにしたが、部分固定工程と同時に熱融着を行って底部38を形成してもよい。
In the above embodiment, when the
・上記実施の形態では、単三形のアルカリ電池10に具体化するものであったが、単四形等のアルカリ電池に具体化してもよい。
In the above embodiment, the invention is embodied in the AA
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。 Next, in addition to the technical ideas described in the claims, the technical ideas grasped by the above-described embodiments are listed below.
(1)請求項1乃至4のいずれか1項において、前記セパレータの底部において前記セパレータ材同士が固定されていないことを特徴とするアルカリ電池用セパレータ。
(2)請求項4に記載のアルカリ電池用セパレータを製造する方法であって、
ビニロンバインダ繊維を含む矩形状のセパレータ材を用い、そのセパレータ材における1つの角部に水をスポット状に付ける水付与工程と、水を付けた角部が内端側になるようにして前記セパレータ材を棒状の治具に対し2周以上巻いて筒状にする巻回工程と、筒状に巻かれた状態の前記セパレータ材を加熱することにより、前記セパレータ材の最内端とセパレータ内側から2周目の部分とを、セパレータ開口部において部分的に固定する工程とを含むことを特徴とするアルカリ電池用セパレータの製造方法。
(1) The separator for alkaline batteries according to any one of claims 1 to 4, wherein the separator members are not fixed to each other at the bottom of the separator.
(2) A method for producing an alkaline battery separator according to claim 4,
Using a rectangular separator material containing vinylon binder fibers, a water applying step for spotting water to one corner of the separator material, and the separator so that the corner with water is on the inner end side From the innermost end of the separator material and the inner side of the separator by heating the separator material in a cylindrical shape by winding the material around the rod-shaped jig two or more times to form a cylindrical shape And a step of partially fixing the second round portion at the opening of the separator.
10…アルカリ電池
12…正極活物質としての正極合剤
13…セパレータ
14…負極活物質としてのゲル状負極合剤
31…セパレータ材
33…最内端
34…2周目の部分
35…両極接触部分
36…負極端子側開口部
37…最外端
39…角部
40…水
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記正極活物質及び前記負極活物質に接している両極接触部分において前記セパレータ材同士が固定されていない一方で、セパレータ内側に位置する前記セパレータ材の最内端とセパレータ内側から少なくとも2周目の部分とが、前記両極接触部分に属さない前記負極端子側開口部において固定されていることを特徴とするアルカリ電池用セパレータ。 A separator for an alkaline battery that is formed into a bottomed cylindrical shape having an opening on the negative electrode terminal side by winding one separator material two or more times, and is disposed between a positive electrode active material and a negative electrode active material,
While the separator materials are not fixed to each other in contact with the positive electrode active material and the negative electrode active material, the innermost end of the separator material located inside the separator and at least a second turn from the inside of the separator A separator for an alkaline battery, wherein the portion is fixed in the opening on the negative electrode terminal side that does not belong to the bipolar contact portion.
熱可塑性のバインダ繊維を含む矩形状のセパレータ材を用い、そのセパレータ材における1つの角部に水を付ける水付与工程と、
水を付けた角部が内端側になるようにして前記セパレータ材を2周以上巻いて筒状にする巻回工程と、
筒状に巻かれた状態の前記セパレータ材を加熱することにより、前記セパレータ材の最内端とセパレータ内側から2周目の部分とを、セパレータ開口部において部分的に固定する部分固定工程と
を含むことを特徴とするアルカリ電池用セパレータの製造方法。 A method for producing the alkaline battery separator according to claim 4,
Using a rectangular separator material containing a thermoplastic binder fiber, a water application step of adding water to one corner of the separator material;
A winding step in which the separator material is wound two or more times so that the corner with water is on the inner end side to form a cylinder;
A partial fixing step of partially fixing the innermost end of the separator material and the second round portion from the inside of the separator by heating the separator material in a state of being wound in a cylindrical shape. The manufacturing method of the separator for alkaline batteries characterized by including.
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Cited By (2)
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JP2019522341A (en) * | 2016-06-20 | 2019-08-08 | スペクトラム ブランズ インコーポレイテッド | Alkaline electrochemical cell with improved anode and separator components |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59230256A (en) * | 1983-06-14 | 1984-12-24 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | Cylindrical battery |
JPH08167406A (en) * | 1993-10-27 | 1996-06-25 | Sanyo Excel Kk | Separator for cylindrical battery |
-
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Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS59230256A (en) * | 1983-06-14 | 1984-12-24 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | Cylindrical battery |
JPH08167406A (en) * | 1993-10-27 | 1996-06-25 | Sanyo Excel Kk | Separator for cylindrical battery |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2019522341A (en) * | 2016-06-20 | 2019-08-08 | スペクトラム ブランズ インコーポレイテッド | Alkaline electrochemical cell with improved anode and separator components |
US11264607B2 (en) | 2016-06-20 | 2022-03-01 | Energizer Brands, Llc | Alkaline electrochemical cell with improved anode and separator components |
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