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と、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とを具備し、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】
【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
【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と、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とを具備し、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】
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)
- 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と、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と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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001244609A JP3913013B2 (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 積層形マンガン乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001244609A JP3913013B2 (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 積層形マンガン乾電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003059465A JP2003059465A (ja) | 2003-02-28 |
| JP3913013B2 true JP3913013B2 (ja) | 2007-05-09 |
Family
ID=19074512
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001244609A Expired - Fee Related JP3913013B2 (ja) | 2001-08-10 | 2001-08-10 | 積層形マンガン乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3913013B2 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR20220101311A (ko) * | 2021-01-11 | 2022-07-19 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩 |
| KR20220116946A (ko) * | 2021-02-16 | 2022-08-23 | 주식회사 엘지에너지솔루션 | 전지 모듈 및 이를 포함하는 전지팩 |
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2001
- 2001-08-10 JP JP2001244609A patent/JP3913013B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2003059465A (ja) | 2003-02-28 |
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Effective date: 20041221 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 |
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