JP3067320B2 - 筒形アルカリ電池の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、時代の要請である無水
銀化に対応した筒形アルカリ電池の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図７乃至図９は従来の筒形アルカリ電池
の製造方法の各工程を示す断面図である。

【０００３】従来、筒形アルカリ電池を製造する際に
は、封口体の製作工程において、図７に示すように、ポ
リプロピレン等のポリオレフィン系樹脂製のガスケット
７の肉厚のボス部７ａに金属製のキャップ１３を嵌着
し、その状態で、図８に示すように、該ボス部７ａの中
央部に形成された集電体嵌入孔７ｂに金属針状の集電体
９を挿入して、図９に示すような封口体６を製作してい
た。即ち、集電体９の挿入に際してガスケット７のボス
部７ａにキャップ１３を嵌着することにより、ボス部７
ａが集電体９を締め付ける力がクリープ特性によって経
時的に弱まるのを補強し、これにより、電池として要求
される耐漏液性を確保していた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、近年、筒形ア
ルカリ電池は、環境への問題から、負極亜鉛粉からのガ
ス発生を防止するためにアマルガムとして加えていた水
銀を極力減らす動きがあり、無水銀化も検討されてい
る。この無水銀化に当たって、負極活物質（亜鉛）に直
接触れる金属製のキャップ１３は亜鉛の腐食によるガス
発生に悪影響を及ぼすことが確認され、このキャップ１
３の廃止を余儀なくされつつある。

【０００５】ところが、ガスケット７のボス部７ａにキ
ャップ１３を嵌着しない状態で、ボス部７ａの集電体嵌
入孔７ｂに集電体９を挿入すると、ガスケット７のボス
部７ａにストレスクラックが生じたり、ボス部７ａと集
電体９との密着性が悪くてクリープが起こる危険性が高
い。

【０００６】本発明は、上記事情に鑑み、無水銀化に対
応し得ると共に、ストレスクラックやクリープの発生を
防止することが可能な筒形アルカリ電池の製造方法を提
供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】即ち、本発明は、正極缶
（２）内に筒状の正極合剤（３）を挿入し、該正極合剤
の中空部に、セパレータ（４）を介して、亜鉛を負極活
物質とする負極（５）を充填してなる本体（８）と、熱
可塑性樹脂からなるガスケット（７）のボス部（７ａ）
に形成された集電体嵌入孔（７ｂ）に対して金属製の集
電体（９）を挿入してなる封口体（６）とを有する筒形
アルカリ電池（１）において、前記ガスケットのボス部
を所定の治具（１２）で挟持し、この状態で、前記集電
体嵌入孔に前記集電体を圧入して封口体（６）とし、次
いで、前記封口体から前記治具を取り外した後、前記封
口体の集電体を前記本体の負極に挿入する形で当該封口
体を当該本体に組み付けるようにして構成される。

【０００８】

【作用】上記した構成により、本発明は、ガスケット
（７）のボス部（７ａ）の集電体嵌入孔（７ｂ）に集電
体（９）を圧入するときには、ボス部の膨張が治具（１
２）によって拘束されると共に、筒形アルカリ電池
（１）の組立後においては、該筒形アルカリ電池内に治
具が存在しないように作用する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づき説明す
る。図１は本発明による筒形アルカリ電池の製造方法の
一実施例が適用された筒形アルカリ電池の一例を示す断
面図、図２乃至図６は本発明による筒形アルカリ電池の
製造方法の一実施例の各工程を示す断面図である。

【００１０】まず、正極缶２、正極合剤３、セパレータ
４及び負極５等からなる本体８を従来の方法で製作す
る。即ち、二酸化マンガンを正極活物質とする正極合剤
３をペレット状に成形し、このペレット状の正極合剤３
を３個、図１に示すように、円筒状の正極缶２内に挿入
し、加圧一体化する。次に、これ等正極合剤３の中空部
にセパレータ４を挿入し、所定量の電解液を注入する。
電解液が正極合剤３に含浸された後、亜鉛を負極活物質
とするゲル状の負極５を一定量注入充填して、本体８と
する。

【００１１】一方、ガスケット７、集電体９及び負極端
子１０等からなる封口体６を製作する。それには、ま
ず、図２に示すように、ポリプロピレン製のガスケット
７のボス部７ａに対して、図２上方から所定の治具１２
を嵌着する。この治具１２は、中空円錐状の外金型１２
ａと円筒状の内金型１２ｂから構成されており、内金型
１２ｂが外金型１２ａに対して軸心方向（即ち、図２上
下方向）に摺動自在に支持された構造を有している。

【００１２】こうして、ガスケット７のボス部７ａに治
具１２が嵌着されると、ガスケット７のボス部７ａは、
図３に示すように、その上面が治具１２の内金型１２ｂ
に当接し、その外周面が治具１２の外金型１２ａに当接
して挟持された状態となる。なお、治具１２の外金型１
２ａの内径Ｄ１（図２参照）はガスケット７のボス部７
ａの外径Ｄ２よりやや小さい（例えば、ボス部７ａの外
径Ｄ２が４．０mmである場合には外金型１２ａの内径Ｄ
１は３．９mm程度）ので、ボス部７ａは外金型１２ａに
よって強固に挟持されることとなる。

【００１３】この状態で、ガスケット７のボス部７ａに
形成された集電体嵌入孔７ｂに対して、略円板状の負極
端子１０が一端に設けられた金属製の集電体９の他端を
図３下方から圧入していき、負極端子１０の周縁部１０
ａが、図４に示すように、ガスケット７の周縁部７ｃに
当接係合したところで、該集電体９の圧入動作を停止す
る。この際、ガスケット７のボス部７ａは治具１２の外
金型１２ａによって強固に挟持されているので、ボス部
７ａにストレスクラックが生じるようなことはない。ま
た、ガスケット７の集電体嵌入孔７ｂの内径Ｄ３（図３
参照）は集電体９の直径Ｄ４よりやや小さく形成されて
いる（例えば、集電体９の直径Ｄ４が１．５mmである場
合には集電体嵌入孔７ｂの内径Ｄ３は１．３mm程度）の
で、ガスケット７のボス部７ａと集電体９との密着性が
高まることから、クリープが発生する事態を未然に防止
することが可能となる。なお、集電体９をガスケット７
の集電体嵌入孔７ｂに挿入していくと、集電体９はボス
部７ａの上面から上に突出し、更に治具１２の内金型１
２ｂの内部空間を上昇することになるが、治具１２の内
金型１２ｂの内径Ｄ５は集電体９の直径Ｄ４よりやや大
きく形成されているので、集電体９が内金型１２ｂの内
周面に接触して摩擦抵抗を生じるようなことはなく、集
電体９の圧入動作は円滑に行なわれる。

【００１４】次いで、治具１２の内金型１２ｂを外金型
１２ａに対して図４下方に摺動させる。すると、それま
で外金型１２ａによって挟持されていたガスケット７
が、図５に示すように、内金型１２ｂによって下方に押
圧されて治具１２から外れ、ここで、ガスケット７、集
電体９及び負極端子１０からなる封口体６の製作が終了
し、図６に示すような封口体６が出来上がる。

【００１５】こうして、封口体６が出来上がったところ
で、該封口体６を前記本体８の正極缶２の図１下端の開
口部２ａから内部に挿入し、集電体９を前記負極５内に
所定の深さまで差し込む。最後に、正極缶２の開口部２
ａをクリンプ封口させて、筒形アルカリ電池１とする。

【００１６】こうして製造された筒形アルカリ電池１
は、従来のものと異なり、ガスケット７のボス部７ａに
金属製のキャップを嵌着していないので、ガス発生も少
なく、材料費も節約することが出来る。

【００１７】なお、こうして製造した筒形アルカリ電池
１について、ボス割れの状況を調査した。調査個数は１
００個である。

【００１８】また、こうして製造した筒形アルカリ電池
１を６０日間静置し、その時点で筒形アルカリ電池１の
クリープ性を調査した。調査個数は２０個である。

【００１９】更に、こうして製造した筒形アルカリ電池
１（無汞化ＬＲ６）について、耐漏液試験を行なった。
即ち、温度６０℃、相対湿度９０％の雰囲気下で６０日
間保存し、２０日経過時、４０日経過時及び６０日経過
時にそれぞれ漏液の有無を調べた。試験個数は６０個で
ある。

【００２０】同様にして、ガスケット７のボス部７ａに
金属製のキャップを嵌着して製造した従来の筒形アルカ
リ電池（以下、比較例１と称する。）と、ガスケット７
のボス部７ａに金属製のキャップを嵌着せず、かつ治具
１２を使用せずに製造した筒形アルカリ電池（以下、比
較例２と称する。）についても、それぞれ上記の３項目
（ボス割れの状況、クリープ性及び耐漏液性）の調査を
実施した。

【００２１】これ等の結果を表１にまとめて示す。

【００２２】

【表１】

【００２３】表１から明らかなように、ボス割れの状況
については、比較例２では１００個の試験体の内の２２
個（即ち、２２％）がボス割れを生じたのに対して、実
施例では１００個の試験体の全てについてボス割れは生
じなかった。また、クリープ性については、比較例２で
は２０個の試験体の内の５個（即ち、２５％）について
クリープが発生したのに対して、実施例では２０個の試
験体の全てについてクリープは発生しなかった。更に、
耐漏液性については、比較例１では、６０個の試験体の
内、４０日経過時に２個（即ち、３．３％）、６０日経
過時に９個（即ち、１５％）に漏液が発生し、比較例２
では、６０個の試験体の内、２０日経過時に４個（即
ち、６．７％）、４０日経過時に８個（即ち、１３．３
％）、６０日経過時に２１個（即ち、３５％）に漏液が
発生したのに対して、実施例では、６０日経過時におい
ても６０個の試験体の全てについて漏液は発生しなかっ
た。

【００２４】なお、上述の実施例では、ポリプロピレン
製のガスケット７を使用した場合について説明したが、
ポリプロピレン以外のポリオレフィン系樹脂（例えば、
ポリエチレン、ポリスチレン等）及びポリアミド系樹脂
からなるガスケット７を用いた場合に本発明を適用する
ことも勿論可能である。

【００２５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
正極缶２内に筒状の正極合剤３を挿入し、該正極合剤３
の中空部に、セパレータ４を介して、亜鉛を負極活物質
とする負極５を充填してなる本体８と、ポリプロピレ
ン、ポリエチレン、ポリスチレン等のポリオレフィン系
樹脂やポリアミド系樹脂などの熱可塑性樹脂からなるガ
スケット７のボス部７ａに形成された集電体嵌入孔７ｂ
に対して金属製の集電体９を挿入してなる封口体６とを
有する筒形アルカリ電池１において、前記ガスケット７
のボス部７ａを所定の治具１２で挟持し、この状態で、
前記集電体嵌入孔７ｂに前記集電体９を圧入して封口体
６とし、次いで、前記封口体６から前記治具１２を取り
外した後、前記封口体６の集電体９を前記本体８の負極
５に挿入する形で当該封口体６を当該本体８に組み付け
るようにして構成したので、ガスケット７のボス部７ａ
の集電体嵌入孔７ｂに集電体９を圧入するときには、ボ
ス部７ａの膨張が治具１２によって拘束されると共に、
筒形アルカリ電池１の組立後においては、該筒形アルカ
リ電池１内に治具１２が存在しないことから、ストレス
クラックやクリープの発生を防止することが出来ると共
に、無水銀化に対応可能な筒形アルカリ電池の製造方法
を提供することが出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による筒形アルカリ電池の製造方法の一
実施例が適用された筒形アルカリ電池の一例を示す断面
図である。

【図２】本発明による筒形アルカリ電池の製造方法の一
実施例の一工程を示す断面図である。

【図３】本発明による筒形アルカリ電池の製造方法の一
実施例の別の工程を示す断面図である。

【図４】本発明による筒形アルカリ電池の製造方法の一
実施例の更に別の工程を示す断面図である。

【図５】本発明による筒形アルカリ電池の製造方法の一
実施例の更に別の工程を示す断面図である。

【図６】本発明による筒形アルカリ電池の製造方法の一
実施例の更に別の工程を示す断面図である。

【図７】従来の筒形アルカリ電池の製造方法の一工程を
示す断面図である。

【図８】従来の筒形アルカリ電池の製造方法の別の工程
を示す断面図である。

【図９】従来の筒形アルカリ電池の製造方法の更に別の
工程を示す断面図である。

【符号の説明】

１……筒形アルカリ電池 ２……正極缶 ３……正極合剤 ４……セパレータ ５……負極 ６……封口体 ７……ガスケット ７ａ……ボス部 ７ｂ……集電体嵌入孔 ８……本体 ９……集電体 １２……治具

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 筒井 清英 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (72)発明者 山下 勝博 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (72)発明者 都築 秀典 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−225061（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−164667（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−168968（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−133568（ＪＰ，Ａ) 実開 昭60−174172（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H01M 2/08 H01M 6/00 - 6/22

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正極缶内に筒状の正極合剤を挿入し、該
   正極合剤の中空部に、セパレータを介して、亜鉛を負極
   活物質とする負極を充填してなる本体と、熱可塑性樹脂
   からなるガスケットのボス部に形成された集電体嵌入孔
   に対して金属製の集電体を挿入してなる封口体とを有す
   る筒形アルカリ電池において、 前記ガスケットのボス部を所定の治具で挟持し、 この状態で、前記集電体嵌入孔に前記集電体を圧入して
   封口体とし、 次いで、前記封口体から前記治具を取り外した後、前記
   封口体の集電体を前記本体の負極に挿入する形で当該封
   口体を当該本体に組み付けるようにして構成した筒形ア
   ルカリ電池の製造方法。