JP3913013B2 - 積層形マンガン乾電池 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層形マンガン乾電池に関するもので、特に素電池の複数個を積層したセルスタックを被覆する熱収縮性樹脂チューブの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
積層形マンガン乾電池は、その構造上、保存特性が悪く、特に無水銀乾電池においては、負極亜鉛板の組成変更などにより保存特性の改良がなされている。例えば、負極亜鉛板に鉛を添加することにより保存特性の改良がなされている。しかし、鉛を添加すると、過放電時に漏液しやすくなる。鉛は環境負荷物質であるから、これの減量ないしは除去が望まれる。
【0003】
一方、素電池を積層したセルスタックを被覆する樹脂チューブにはポリ塩化ビニル(以下PVCという)からなるものが用いられてきた。PVCは、焼却時に塩化水素を発生するという問題を有することから、脱PVC化の要請が高まっている。しかし、積層形マンガン乾電池の熱収縮内装チューブとして適した脱PVCチューブが開発されていない。ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィンやポリスチレンを使用すると、酸素透過度が大きいため、常温および高温保存後の開路電圧が劣化する。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、以上に鑑み、セルスタックを被覆するチューブの脱PVC化を図るとともに保存後の開路電圧の劣化を抑制することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明の積層形マンガン乾電池は、二酸化マンガンを主とする正極合剤、炭素−亜鉛結合極板、前記正極合剤と炭素−亜鉛結合極板との間に挿入したセパレータ、および電解液からなる発電要素を包被する熱収縮性樹脂チューブからなる素電池の複数を積層し、最上部の正極合剤上部に集電板を設置したセルスタック、前記セルスタックの周囲を被覆するワックス層と、前記セルスタックを前記ワックス層の外側から被覆する熱収縮性樹脂チューブを具備し、前記セルスタックを前記ワックス層の外側から被覆する前記熱収縮性樹脂チューブがポリエチレンテレフタレートからなり、前記発電要素を包被する前記熱収縮性樹脂チューブがポリスチレンからなることを特徴とする
【0006】
【発明の実施の形態】
無水銀マンガン乾電池においては、素電池内部に酸素が流入することにより、開路電圧が劣化する。ポリエチレンテレフタレートは、酸素透過度が小さいことが知られていたが、コストが比較的高いとともに、強酸の電解液により加水分解を起こしクラックが発生するため、検討がなされていなかったのである。本発明者らは、以下の実施例に示すように、各種の熱収縮性樹脂チューブについて、素電池を積層したセルスタックを内装するチューブとしての適格性を検討した結果、ポリエチレンテレフタレートよりなるチューブが、酸素透過度が低く、しかもワックス層の存在により、電解液に接触することがないため、保存後の開路電圧の低下が抑制された積層形マンガン乾電池を提供できることを見いだした。
【0007】
素電池自体を被覆する熱収縮性チューブとしては、ポリスチレンよりなるチューブを用いることにより、積層形マンガン乾電池の完全なる脱PVC化を達成することができる。ポリスチレンは、酸素透過度が大きいが、セルスタックは、ワックス層およびポリエチレンテレフタレートチューブにより被覆されるので、酸素透過に関しては特に問題はなく、強酸の電解液により分解せず、耐久性に優れることから、PVCの代替としての役割を十分果たせることがわかった。
【0008】
【実施例】
以下、実施例に基づいて、本発明の積層形マンガン乾電池をさらに詳しく説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。
【0009】
《実施例1》
図1は本発明による積層形マンガン乾電池のセルスタックをワックス層および熱収縮性樹脂チューブで被覆したものの要部を断面にした正面図である。
素電池1は、二酸化マンガンを主とする正極合剤2、炭素−亜鉛結合極板3、および正極合剤2と炭素−亜鉛結合極板3との間に挿入したセパレータ4を被覆する断面コ字状の熱収縮性樹脂チューブ5からなる。正極合剤2およびセパレータ4には電解液が含浸されている。この例では、素電池1が6個積層され、最上部の素電池の正極合剤上部には、下面に炭素塗料を塗布したブリキ板からなる集電板6が設置されている。
【0010】
このセルスタックは、溶融したワックス中に浸漬することにより、周囲にワックス層7が形成されている。ワックス層で被覆したセルスタックは、さらにワックス層7の外側から熱収縮性樹脂チューブ8で被覆されている。
上記素電池の熱収縮性樹脂チューブ5にポリスチレン、セルスタックの熱収縮性樹脂チューブ8にポリエチレンテレフタレートを用いた。この電池をaとする。
【0011】
《比較例1》
素電池の熱収縮性樹脂チューブ5およびセルスタックの熱収縮性樹脂チューブ8にPVCを用いた。この電池をbとする。
【0012】
《比較例2》
素電池の熱収縮性樹脂チューブ5にPVC、セルスタックの熱収縮性樹脂チューブ8にポリスチレンを用いた。この電池をcとする。
【0013】
《比較例3》
素電池の熱収縮性樹脂チューブ5にPVC、セルスタックの熱収縮性樹脂チューブ8にポリエチレンを用いた。この電池をdとする。
《比較例4》
素電池の熱収縮性樹脂チューブ5にPVC、セルスタックの熱収縮性樹脂チューブ8にポリプロピレンを用いた。この電池をeとする。
【0014】
これらの電池を各20個製造し、直後、並びに45℃で3ヶ月保存後および室温で12ヶ月保存後の開路電圧を測定した。各電池の平均の開路電圧およびセルスタックの熱収縮性樹脂チューブの室温における酸素透過度を表1に示す。なお、酸素透過度は、チューブを構成する樹脂の25μm厚のフィルムについて測定した値で示した。
【0015】
【表1】
Figure 0003913013
【0016】
表1の結果から、実施例1の電池は、保存後の開路電圧が、セルスタックの熱収縮性樹脂チューブにPVCを用いた比較例の電池と同レベルであり、何ら遜色ないことがわかる。また、素電池の熱収縮性樹脂チューブにポリスチレンを用いているが、素電池の熱収縮性樹脂チューブの酸素透過度が大きくても影響ないことがわかる。
【0017】
【発明の効果】
本発明によれば、セルスタックを被覆する熱収縮性樹脂チューブの脱PVC化を図るとともに保存後の開路電圧の劣化の抑制された、性能の優れた積層形マンガン乾電池を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例における積層形マンガン乾電池のセルスタックをワックス層および熱収縮性樹脂チューブで被覆したものの要部を断面にした正面図である。
【符号の説明】
1 素電池
2 正極合剤
3 炭素−亜鉛結合極板
4 セパレータ
5 素電池の熱収縮性樹脂チューブ
6 集電板
7 ワックス層
8 セルスタックの熱収縮性樹脂チューブ

Claims (1)

  1. 二酸化マンガンを主とする正極合剤、炭素−亜鉛結合極板、前記正極合剤と炭素−亜鉛結合極板との間に挿入したセパレータおよび電解液からなる発電要素を包被する熱収縮性樹脂チューブからなる素電池を複数個積層し、最上部の前記素電池の正極合剤上側に集電板を設置したセルスタック、前記セルスタックの周囲を被覆するワックス層と、前記セルスタックを前記ワックス層の外側から被覆する熱収縮性樹脂チューブを具備する積層形マンガン乾電池であって、
    前記セルスタックを前記ワックス層の外側から被覆する前記熱収縮性樹脂チューブがポリエチレンテレフタレートからなり、
    前記発電要素を包被する前記熱収縮性樹脂チューブがポリスチレンからなることを特徴とする積層形マンガン乾電池
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