JP4264318B2 - Alkaline battery - Google Patents

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Description

この発明は、金属製の負極端子板と樹脂製の封口ガスケットで気密封止されたアルカリ乾電池に関し、たとえばLR20(単1),LR14(単2),LR6(単3)などの円筒型アルカリ乾電池に利用して有効である。   The present invention relates to an alkaline dry battery hermetically sealed with a metal negative electrode terminal plate and a resin sealing gasket. For example, a cylindrical alkaline dry battery such as LR20 (single 1), LR14 (single 2), and LR6 (single AA). It is effective to use.

図5は従来のアルカリ乾電池の要部を示す。同図において、(a)は封口部分の拡大断面図、(b)は全体の外観斜視図を示す。なお、断面図は電池缶開口部の曲げ状態などを模式化して示してあるが、実際の断面は図示の状態よりも曲線的になっている。   FIG. 5 shows a main part of a conventional alkaline battery. In the same figure, (a) is an enlarged sectional view of the sealing portion, and (b) is an overall perspective view of the appearance. The sectional view schematically shows the bent state of the opening of the battery can, but the actual section is more curved than the illustrated state.

同図に示す電池10'は、LR20やLR14などの円筒型アルカリ乾電池であって、発電要素を収容した有底円筒状の金属製電池缶11の開口部が、皿状の金属製負極端子板21と電気絶縁性の樹脂製封口ガスケット31により気密封止されている。   A battery 10 'shown in the figure is a cylindrical alkaline dry battery such as LR20 or LR14, and the opening of a bottomed cylindrical metal battery can 11 containing a power generation element is a dish-shaped metal negative terminal plate. 21 and an electrically insulating resin sealing gasket 31 are hermetically sealed.

発電要素は、管状に成形された正極合剤12、アルカリ電解液が含浸されたセパレータ13、ゲル状亜鉛を用いた負極合剤14により構成されている。負極合剤14には棒状の金属製負極集電子25が貫入している。   The power generation element includes a positive electrode mixture 12 formed into a tubular shape, a separator 13 impregnated with an alkaline electrolyte, and a negative electrode mixture 14 using gelled zinc. A rod-shaped metal negative electrode current collector 25 penetrates the negative electrode mixture 14.

電池缶11は、正極集電体および正極端子を兼ねていて、その底部には突起状正極端子部111がプレス加工により形成されている。この円筒状電池缶11の胴部および上下周縁部は熱収縮性の外装材15で筒状に被覆されている。この外装材15は電池のラベルおよび化粧外装としての機能を担う。また、両端面の電池端子部分を除いた全体を電気絶縁被覆する(特許文献1参照)。   The battery can 11 also serves as a positive electrode current collector and a positive electrode terminal, and a protruding positive electrode terminal portion 111 is formed on the bottom thereof by press working. The barrel and upper and lower peripheral edges of the cylindrical battery can 11 are covered in a cylindrical shape with a heat-shrinkable exterior material 15. The exterior material 15 functions as a battery label and a cosmetic exterior. Moreover, the whole except the battery terminal part of both end surfaces is electrically insulated (see Patent Document 1).

封口ガスケット31は円盤状(またはハット状)の成形品であって、外周部32、中央ボス部33、中間隔壁部34、および薄肉部35などが形成されている。外周部32は、電池缶11と負極端子板21の間に被圧状態で介在することにより、電池缶11内を気密封止する。中央ボス部33には上記負極集電子25が貫通嵌挿する。薄肉部35は安全弁を形成し、電池内圧が異常上昇したときに先行破断することにより、その内圧を逃がして電池の破裂を防止する。   The sealing gasket 31 is a disk-shaped (or hat-shaped) molded product, and includes an outer peripheral portion 32, a central boss portion 33, an intermediate partition wall portion 34, a thin portion 35, and the like. The outer peripheral portion 32 is hermetically sealed in the battery can 11 by being interposed between the battery can 11 and the negative electrode terminal plate 21 in a pressurized state. The negative electrode current collector 25 is inserted through the central boss portion 33. The thin portion 35 forms a safety valve, and when the internal pressure of the battery abnormally increases, the thin portion 35 breaks prior to release the internal pressure and prevent the battery from bursting.

負極端子板21は、電池側面(内側面)の中央に上記負極集電子25がスポット溶接等により接続・固定されている。また、上記安全弁(薄肉部35)が作動したときのガス抜き路となる通気小孔23が形成されている。この通気小孔23は、負極端子板21とガスケット31間の空間部に通じる位置に設けられている。この通気小孔23は外部に露出している。したがって、上記外装材15の先端15eはその通気小孔23よりも外側に位置している。
特開平9−259843号公報
The negative electrode terminal plate 21 has the negative electrode current collector 25 connected and fixed to the center of the battery side surface (inner side surface) by spot welding or the like. In addition, a small vent hole 23 is formed as a gas vent when the safety valve (thin wall portion 35) is operated. The vent hole 23 is provided at a position communicating with the space between the negative terminal plate 21 and the gasket 31. The vent hole 23 is exposed to the outside. Therefore, the front end 15 e of the exterior material 15 is located outside the vent hole 23.
JP-A-9-259843

この種のアルカリ乾電池では耐漏液性能の向上が大きな課題となっている。その解決手段は昔から色々と提案され、一部は実際に使用されて効果をあげている。しかし、まだ完全とは言えない。   In this type of alkaline dry battery, improvement in leakage resistance performance is a major issue. Various solutions have been proposed for a long time, and some of them have been used in practice. But still not perfect.

本発明者らはアルカリ乾電池の漏液とくに長期保存により生じる漏液現象について鋭意研究を重ねた結果、上述したアルカリ乾電池の構造に特有の漏液発生原因があることを突き止めた。   As a result of intensive studies on the leakage phenomenon of alkaline batteries, particularly the leakage phenomenon caused by long-term storage, the present inventors have found that there is a specific cause of leakage in the structure of the alkaline batteries described above.

すなわち、図5に示した従来構造のアルカリ乾電池は、電池内圧の異常上昇による破裂を防止するために、ガスケット31の一部に薄肉部35による安全弁を形成するとともに、負極端子板21にガス抜き用の通気小孔23を設けている。   That is, the conventional alkaline battery shown in FIG. 5 has a safety valve formed by a thin portion 35 in a part of the gasket 31 and a gas vent in the negative terminal plate 21 in order to prevent rupture due to an abnormal increase in battery internal pressure. Ventilation holes 23 are provided.

この場合、ガスケット31は耐アルカリ性のポリアミド樹脂(ナイロン)などで構成されている。負極端子版21の内側(電池側)空間部は、上記通気小孔23により外気と連通としているが、電池内部からは上記ガスケット31により気密隔離されている。したがって、機械構造的に見れば、アルカリ電解液はガスケット31の内側すなわち電池内部に閉じ込められるようになっている。   In this case, the gasket 31 is made of an alkali-resistant polyamide resin (nylon) or the like. The inner space (battery side) of the negative electrode terminal plate 21 communicates with the outside air through the vent hole 23, but is hermetically isolated from the inside of the battery by the gasket 31. Therefore, from the viewpoint of mechanical structure, the alkaline electrolyte is confined inside the gasket 31, that is, inside the battery.

しかし、この種のアルカリ乾電池はアルカリ電解液として高濃度のアルカリ溶液を使用しているため、高湿度環境下で長期間保存すると、外部の水分がガスケット31を透過してアルカリ電解液に吸収されるという現象が生じる。   However, since this type of alkaline dry battery uses a high-concentration alkaline solution as the alkaline electrolyte, external moisture permeates through the gasket 31 and is absorbed by the alkaline electrolyte when stored for a long time in a high humidity environment. Phenomenon occurs.

ガスケット31は、アルカリ電解液の直接的な漏液を機械構造的に阻止するように構成されてはいるが、長期保存中における水分の透過を完全に阻止することはできない。ガスケット31を透過して電池内部に浸入した水分は、その電池内部の空気室を占領して内部圧力の上昇に荷担するため、早期に漏液を生じさせる原因となる。   Although the gasket 31 is configured to mechanically prevent the direct leakage of the alkaline electrolyte, it cannot completely block the permeation of moisture during long-term storage. Moisture that has penetrated the gasket 31 and entered the inside of the battery occupies the air chamber inside the battery and contributes to an increase in internal pressure, which causes liquid leakage at an early stage.

ここで、本発明者らがあきらかにしたところによれば、負極端子板21に設けられた上記通気小孔23が上記水分の主な浸入経路になっていることが判明した。そこで、本発明者らは、本発明に先立ち、その通気小孔23を塞ぐような構造手段を検討した。   Here, according to the present inventors, it has been found that the vent hole 23 provided in the negative electrode terminal plate 21 is the main moisture infiltration path. Therefore, prior to the present invention, the present inventors examined a structural means for closing the vent hole 23.

上記通気小孔23を塞ぐような構造を有するアルカリ乾電池は従来にも存在した。たとえば、特許文献2に記載のアルカリ電池は、負極端子板の上に絶縁リングを載置しているが、この絶縁リングは負極端子板の通気小孔を塞ぐ位置に載置されている。   Alkaline dry batteries having a structure that closes the vent holes 23 also existed in the past. For example, in the alkaline battery described in Patent Document 2, an insulating ring is placed on the negative electrode terminal plate, and this insulating ring is placed at a position to close the ventilation hole of the negative electrode terminal plate.

しかし、上記絶縁リングは本来、負極端子同士が誤接続されるのを形状的に防止する一種の絶縁スペーサであって、通気小孔からの水分浸入を抑制することについては、若干の効果は認められたが、早期漏液発生の原因を解消するまでには至らないことが判明した。   However, the insulating ring is originally a kind of insulating spacer that prevents the negative terminals from being erroneously connected to each other, and has a slight effect on suppressing moisture intrusion from the vent hole. However, it was found that the cause of the early leakage was not solved.

この発明は、以上のような問題を鑑みてなされたもので、電池の破裂防止に必要な安全弁機能を備えたアルカリ乾電池において、長期保存による漏液発生率を比較的簡単かつ実現容易な手段で大幅に低減させることにある。
特開平10−188948号公報
The present invention has been made in view of the above problems, and in an alkaline dry battery having a safety valve function necessary for preventing the battery from rupturing, the rate of leakage due to long-term storage is a relatively simple and easy-to-implement means. There is a significant reduction.
JP-A-10-188948

本発明の第1の手段は、下方を底とした有底筒状で正極端子を兼ねる金属製電池缶と、当該電池缶内に収容されるアルカリ電解液を含む発電要素と、上方を底とした皿状で上記電池缶の上方開口部に介在して筒状電池の一端面をなす金属製負極端子板と、上記電池缶の開口部と上記負極端子板の間に介在して上記電池缶を気密封止する電気絶縁性の樹脂製封口ガスケットと、上記ガスケットの一部に形成されて電池内圧が異常上昇したときに作動する安全弁と、上記皿状負極端子板において、皿の側面となる周辺面に形成されて上記安全弁が作動したときのガス抜き経路となる通気小孔と、上下が開口する筒状に成形されて、上記電池缶の胴部および上下周縁部を電気絶縁して被覆する熱収縮性の外装材とを備えたアルカリ乾電池であって、
上記筒状の外装材は、不透水性の材質で、上方の一端部が上記皿状負極端子板の上記周辺面と底部周縁とを含む環状面部を覆うとともに、当該一端部が負極端子板に接着され、
上記通気小孔を含む上記周辺面が上記外装材に覆われていることで、当該通気小孔を含む上記皿状負極端子板の内面と上記ガスケットとを含む部分が気密遮断されていることを特徴とする。
The first means of the present invention is a bottomed cylindrical metal battery can also serving as a positive electrode terminal, a power generation element containing an alkaline electrolyte accommodated in the battery can, and an upper part as a bottom. A metal negative electrode terminal plate that forms an end surface of the cylindrical battery by interposing it in the upper opening of the battery can in the shape of a dish, and is interposed between the opening of the battery can and the negative electrode terminal plate to seal the battery can. An electrically insulating resin sealing gasket that is hermetically sealed, a safety valve that is formed on a part of the gasket and that operates when the battery internal pressure rises abnormally, and a peripheral surface that serves as a side surface of the dish in the dished negative terminal plate Formed in the shape of a small vent hole when the safety valve is actuated and formed into a cylindrical shape that opens up and down, and electrically insulates and coats the body and upper and lower peripheral edges of the battery can An alkaline battery provided with a shrinkable exterior material,
The cylindrical exterior material is a water-impermeable material, and an upper end portion covers an annular surface portion including the peripheral surface and a bottom periphery of the dish-shaped negative electrode terminal plate, and the one end portion serves as a negative electrode terminal plate. Glued,
That the peripheral surface including the vent hole is covered with the exterior material, so that the portion including the inner surface of the dished negative terminal plate including the vent hole and the gasket is hermetically cut off. Features.

上記手段において、上記外装材は、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂を基材に用いて構成することが望ましい。また、上記手段おいて、上記外装材は、薄膜または箔からなる金属層を有するとともに、少なくとも上記負極端子板に掛かる部分が電気的に絶縁処理されていることが望ましい。   In the above means, it is desirable that the exterior material is constituted by using a PET (polyethylene terephthalate) resin as a base material. Further, in the above means, it is desirable that the exterior material has a metal layer made of a thin film or a foil, and at least a portion applied to the negative electrode terminal plate is electrically insulated.

電池の破裂防止に必要な安全弁機能を備えたアルカリ乾電池において、長期保存による漏液発生率を比較的簡単かつ実現容易な手段で大幅に低減させることにある。   In an alkaline dry battery having a safety valve function necessary for preventing the battery from bursting, the leakage generation rate due to long-term storage is to be significantly reduced by a relatively simple and easy-to-implement means.

図1は本発明の一実施形態によるアルカリ乾電池の要部を示す。同図において、(a)は封口部分の拡大断面図、(b)は全体の外観斜視図を示す。なお、断面図は電池缶開口部の曲げ状態などを模式化して示してあるが、実際の断面は図示の状態よりも曲線的になっている。   FIG. 1 shows a main part of an alkaline battery according to an embodiment of the present invention. In the same figure, (a) is an enlarged sectional view of the sealing portion, and (b) is an overall perspective view of the appearance. The sectional view schematically shows the bent state of the opening of the battery can, but the actual section is more curved than the illustrated state.

同図に示す電池10は、LR20やLR14などの円筒型アルカリ乾電池であって、発電要素を収容した有底円筒状の金属製電池缶11の開口部が、皿状の金属製負極端子板21と電気絶縁性の樹脂製封口ガスケット31により気密封止されている。   The battery 10 shown in the figure is a cylindrical alkaline battery such as LR20 or LR14, and the opening of a bottomed cylindrical metal battery can 11 containing a power generation element is a dish-shaped metal negative electrode terminal plate 21. Are hermetically sealed by an electrically insulating resin sealing gasket 31.

発電要素は、正極合剤12、セパレータ13、負極合剤14を用いて構成されている。正極合剤12は管状に成形・固化されたものが電池缶11に嵌挿されている。この正極合剤12の内側に筒状のセパレータ13が配置されている。このセパレータ13には、高濃度のアルカリ溶液(強アルカリ)からなるアルカリ電解液が含浸される。セパレータ13の内側にはゲル状亜鉛を用いた負極合剤14が充填されている。負極合剤14には棒状の金属製負極集電子25が貫入している。   The power generation element is configured using a positive electrode mixture 12, a separator 13, and a negative electrode mixture 14. The positive electrode mixture 12 is molded and solidified into a tubular shape, and is inserted into the battery can 11. A cylindrical separator 13 is disposed inside the positive electrode mixture 12. The separator 13 is impregnated with an alkaline electrolyte made of a high concentration alkaline solution (strong alkali). The separator 13 is filled with a negative electrode mixture 14 using gelled zinc. A rod-shaped metal negative electrode current collector 25 penetrates the negative electrode mixture 14.

電池缶11は、正極集電体および正極端子を兼ねていて、その底部には突起状正極端子部111がプレス加工により形成されている。この電池缶11の胴部および上下周縁部は熱収縮性の外装材15で筒状に被覆されている。この外装材15は電池のラベルおよび化粧外装としての機能を担う。また、両端面の電池端子となる部分を除いた全体を電気絶縁被覆する。   The battery can 11 also serves as a positive electrode current collector and a positive electrode terminal, and a protruding positive electrode terminal portion 111 is formed on the bottom thereof by press working. The body and upper and lower peripheral edges of the battery can 11 are covered with a heat-shrinkable exterior material 15 in a cylindrical shape. The exterior material 15 functions as a battery label and a cosmetic exterior. Moreover, the whole except the part used as the battery terminal of both end surfaces is electrically insulated.

封口ガスケット31は同軸円盤状の樹脂成形品であって、外周部32、中央ボス部33、中間隔壁部34、および薄肉部35などが形成されている。外周部32は、電池缶11と負極端子板21の間に被圧状態で介在することにより、電池缶11内を気密封止する。中央ボス部33には上記負極集電子25が貫通嵌挿する。薄肉部35は安全弁を形成し、電池内圧が異常上昇したときに先行破断することにより、その内圧を逃がして電池の破裂を防止する。   The sealing gasket 31 is a coaxial disk-shaped resin molded product, and is formed with an outer peripheral portion 32, a central boss portion 33, an intermediate partition wall portion 34, a thin portion 35, and the like. The outer peripheral portion 32 is hermetically sealed in the battery can 11 by being interposed between the battery can 11 and the negative electrode terminal plate 21 in a pressurized state. The negative electrode current collector 25 is inserted through the central boss portion 33. The thin portion 35 forms a safety valve, and when the internal pressure of the battery abnormally increases, the thin portion 35 breaks prior to release the internal pressure and prevent the battery from bursting.

負極端子板21は皿状(あるいはハット状)の金属製であって、電池側面(内側面)の中央に上記負極集電子25がスポット溶接等により接続・固定されている。また、上記安全弁(薄肉部35)が作動したときのガス抜き路となる通気小孔23が形成されている。この通気小孔23は、負極端子板21とガスケット31間の空間部に通じる位置に設けられている。   The negative electrode terminal plate 21 is made of a plate-shaped (or hat-shaped) metal, and the negative electrode current collector 25 is connected and fixed to the center of the battery side surface (inner side surface) by spot welding or the like. In addition, a small vent hole 23 is formed as a gas vent when the safety valve (thin wall portion 35) is operated. The vent hole 23 is provided at a position communicating with the space between the negative terminal plate 21 and the gasket 31.

ここで、この実施形態では、上述した構成において、上記外装材15を、PET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂などの不透水性材質を基材に用いて構成してある。これとともに、この外装材15の一端部を上記負極端子板21の通気小孔23を含む環状面部に覆い被せてある。このため、外装材1の先端15eは通気小孔23よりも内側に達している。さらに、少なくともその一端部を負極端子板21に接着剤16で接着している。これにより、上記ガスケット31および上記通気小孔23を含む部分を外部(外気)から気密遮断している。   Here, in this embodiment, in the configuration described above, the exterior material 15 is configured using a water-impermeable material such as a PET (polyethylene terephthalate) resin as a base material. At the same time, one end portion of the exterior material 15 is covered with an annular surface portion including the vent hole 23 of the negative electrode terminal plate 21. For this reason, the front end 15 e of the exterior material 1 reaches the inside of the ventilation hole 23. Further, at least one end thereof is bonded to the negative terminal plate 21 with the adhesive 16. Thereby, the portion including the gasket 31 and the vent hole 23 is hermetically cut off from the outside (outside air).

外装材15の材質(基材)としては上記PETの他にPVC(ポリ塩化ビニル)樹脂も使用可能である。しかし、本発明者らが知得したところによれば、上記通気小孔23を確実に気密遮断するためには、PETがとくに適していることが判明した。PETは、気体の透過を阻止する機能いわゆるガス遮断性がとくに良好であり、このPET樹脂を用いた外装材15で上記通気孔23等を覆うとともに、その一端部を接着剤16で負極端子板21に接着することにより、電池内部への水分浸入を大幅に低減させて早期の漏液発生を効果的に防止することができる。   As the material (base material) of the exterior material 15, PVC (polyvinyl chloride) resin can be used in addition to the above PET. However, according to what the present inventors have learned, it has been found that PET is particularly suitable for airtightly blocking the vent hole 23. PET has a particularly good function of blocking gas permeation, so-called gas barrier properties, and covers the air holes 23 and the like with an exterior material 15 using this PET resin, and one end of the negative electrode terminal plate with an adhesive 16. By adhering to 21, moisture intrusion into the battery can be greatly reduced, and early leakage can be effectively prevented.

以下、本発明の実施例とその比較例を示す。
<比較例>
まず、比較例1,2として、次の2種類のアルカリ乾電池(仕様A,B)を作製した。
====比較例1(仕様A)=====
図5に示した構造を有するアルカリ乾電池を作製した。外装材15の材質(基材)にはPVC樹脂を使用した。この外装材15の先端15eは図5に示したように、通気小孔23よりも外側に位置している。
Examples of the present invention and comparative examples thereof are shown below.
<Comparative example>
First, as Comparative Examples 1 and 2, the following two types of alkaline batteries (specifications A and B) were produced.
==== Comparative Example 1 (Specification A) =====
An alkaline battery having the structure shown in FIG. 5 was produced. A PVC resin was used as the material (base material) of the exterior material 15. As shown in FIG. 5, the front end 15 e of the exterior material 15 is located outside the ventilation hole 23.

====比較例2(仕様B)=====
比較例1の構成において、特許文献2に記載のものと同様に、ガス抜き用の通気小孔の上に絶縁リング(ワッシャー)を載置したアルカリ乾電池を作製した。絶縁リングは外装材の端部に挟み込ませて固定した。外装材の材質(基材)にはPVC樹脂を使用した。この外装材の先端は通気小孔よりも外側に位置しているが、通気小孔は上記絶縁リングで塞がれている。これ以外の基本的構造は比較例1(仕様A)と同様である。
==== Comparative Example 2 (Specification B) =====
In the configuration of Comparative Example 1, an alkaline dry battery in which an insulating ring (washer) was placed on a vent hole for venting was prepared in the same manner as that described in Patent Document 2. The insulating ring was fixed by being sandwiched between the ends of the exterior material. PVC resin was used for the material (base material) of the exterior material. The front end of the exterior material is located outside the ventilation hole, but the ventilation hole is closed by the insulating ring. The other basic structure is the same as that of Comparative Example 1 (Specification A).

<実施例>
次に、本発明の実施例1,2として、次の2種類のアルカリ乾電池(仕様C,D)を作製した。
<Example>
Next, as Examples 1 and 2 of the present invention, the following two types of alkaline dry batteries (specifications C and D) were produced.

====実施例1(仕様C)=====
図1に示した構造を有するアルカリ乾電池を作製した。外装材15の材質(基材)にはPVC樹脂を使用した。この外装材15の一端部は上述したように、通気小孔23に覆い被さるとともに、負極端子板31に接着されている。
Example 1 (Specification C) =====
An alkaline dry battery having the structure shown in FIG. 1 was produced. A PVC resin was used as the material (base material) of the exterior material 15. As described above, one end portion of the exterior material 15 is covered with the vent hole 23 and bonded to the negative terminal plate 31.

====実施例2(仕様D)=====
実施例1と同様、図1に示した構造を有するアルカリ乾電池を作製した。この実施例2では、外装材15の材質(基材)にPET樹脂を使用したが、その他は実施例1と同様である。
Example 2 (Specification D) =====
Similar to Example 1, an alkaline dry battery having the structure shown in FIG. In Example 2, PET resin was used as the material (base material) of the exterior material 15, but the rest was the same as Example 1.

<試験1>
比較例1,2(仕様A,B)および実施例1,2(仕様C,D)の各アルカリ乾電池についてそれぞれ、60℃90%R.H.の環境下で保存した場合の漏液発生状況を調べる試験を行った。この試験では、各仕様(A〜D)ごとにそれぞれ20本のサンプルを使用し、最初の1本が漏液するまでの保存日数を調べた。
<Test 1>
About each alkaline dry battery of Comparative Examples 1 and 2 (specifications A and B) and Examples 1 and 2 (specifications C and D), 60 ° C. and 90% R.D. H. A test was conducted to examine the occurrence of leakage when stored in the environment. In this test, 20 samples were used for each specification (A to D), and the number of storage days until the first one leaked was examined.

その結果を表1に示す。
The results are shown in Table 1.

表1からもあきらかにように、実施例1,2(仕様C,D)と比較例1,2(仕様A,B)を比較した場合、最初の漏液発生までの期間は、実施例1,2の方が大幅に長くなっている。このことは、実施例1,2の構成が長期保存による漏液発生率を大幅に低減する効果のあることを示している。また、実施例1(仕様C)と実施例2(仕様D)を比較した場合、最初の漏液発生までの期間は実施例2(仕様D)の方が格段に長くなっている。このことは、実施例2の構成が長期保存による漏液発生率を低減させる上で、より有効であることを示している。   As is clear from Table 1, when Examples 1 and 2 (specifications C and D) and Comparative Examples 1 and 2 (specifications A and B) are compared, the period until the first leakage occurs is , 2 is significantly longer. This indicates that the configurations of Examples 1 and 2 have the effect of greatly reducing the rate of leakage caused by long-term storage. Further, when Example 1 (Specification C) and Example 2 (Specification D) are compared, Example 2 (Specification D) is much longer in the period until the first occurrence of liquid leakage. This indicates that the configuration of Example 2 is more effective in reducing the rate of leakage caused by long-term storage.

ここで、実施例1,2(仕様C,D)の効果は、外装材15の一端部における構成により達成される。また、実施例2(仕様D)の効果は、外装材15の材質構成により達成される。このように比較的簡単かつ実現容易な構成でもって、長期保存による漏液発生率を大幅に低減させることができる。   Here, the effects of Examples 1 and 2 (specifications C and D) are achieved by the configuration at one end of the exterior material 15. Further, the effect of the second embodiment (specification D) is achieved by the material configuration of the exterior material 15. With such a relatively simple and easy-to-implement configuration, the rate of liquid leakage due to long-term storage can be greatly reduced.

なお、通気小孔23に覆い被さっている外装材15の一端部は、上記薄肉部35による安全弁を作動させるような大きな電池内圧に対しては、比較的低圧で剥離あるいは破断させられる。したがって、危険な破裂を防止することを目的とする安全弁の機能は保持される。負極端子板21に接着された外装材15の一端部も、上記薄肉部35と同様、先行破断型(または先行破壊型)の安全弁として作用する。   Note that one end portion of the exterior member 15 covering the small ventilation hole 23 is peeled off or broken at a relatively low pressure against a large battery internal pressure that activates the safety valve by the thin portion 35. Therefore, the function of the safety valve aiming at preventing dangerous explosion is maintained. One end portion of the exterior member 15 bonded to the negative electrode terminal plate 21 also functions as a safety valve of a pre-breaking type (or a pre-destructing type) like the thin portion 35.

図2は長期保存試験による水分の浸入状況を調べた試験結果を示すグラフである。この試験では、比較例1,2(仕様A,B)および実施例1,2(仕様C,D)の各アルカリ乾電池をそれぞれ、60℃90%R.H.の環境下で保存した場合の重量増加量(g)を調べた。この場合は、重量増加量は水分浸入量にほぼ対応し、重量増加量が少ないほど水分浸入量が少ないことを示す。   FIG. 2 is a graph showing the test results obtained by examining the state of moisture ingress in the long-term storage test. In this test, the alkaline dry batteries of Comparative Examples 1 and 2 (specifications A and B) and Examples 1 and 2 (specifications C and D) were each subjected to 60 ° C. and 90% R.D. H. The weight increase (g) when stored in the environment of In this case, the weight increase amount substantially corresponds to the water intrusion amount, and the smaller the weight increase amount, the smaller the water intrusion amount.

<試験2>
同図のグラフによれば、実施例1,2(仕様C,D)と比較例1,2(仕様A,B)を比較した場合は、実施例1,2の重量増加率が大幅に低くなっている。これは保存中の水分浸入が大幅に小さくなっていることを意味する。また、実施例1(仕様C)と実施例2(仕様D)の間で比較した場合は、実施例2の重量増加率が特異的に低くなっている。つまり、外装材15の基材にPET樹脂を用いることにより、水分浸入の抑制効果を格段に高めて、漏液発生率を大幅に低減させることができる。
<Test 2>
According to the graph of the figure, when Examples 1 and 2 (specifications C and D) and Comparative Examples 1 and 2 (specifications A and B) are compared, the weight increase rate of Examples 1 and 2 is significantly low. It has become. This means that the water ingress during storage is greatly reduced. Moreover, when compared between Example 1 (specification C) and Example 2 (specification D), the weight increase rate of Example 2 is low specifically. That is, by using a PET resin for the base material of the exterior material 15, the effect of suppressing moisture intrusion can be remarkably enhanced and the liquid leakage occurrence rate can be greatly reduced.

実施例2の水分浸入阻止効果はPET樹脂のガス遮断性が高いことによる。このガス遮断性は、図3に示すように、上記外装材15にアルミニウムなどの金属層152を積層することにより、さらに高めることができる。   The moisture penetration preventing effect of Example 2 is due to the high gas barrier property of PET resin. This gas barrier property can be further enhanced by laminating a metal layer 152 such as aluminum on the exterior material 15 as shown in FIG.

図3は本発明の別の実施形態についてその要部をなす外装材部分の断面を示す。同図の(a)(b)はそれぞれ、上記外装材15の一端部における断面構造を模式的に示したものであって、その外装材15は樹脂からならフィルム基材151にアルミニウム等の金属層152が積層されている。金属層152は金属箔とくにアルミニウム箔の貼り合わせ(ラミネート)により形成されたものが、ガス遮断性およびコスト等において最適である。しかし、メッキ等により形成される他の金属薄膜も上記金属層152として利用可能である。   FIG. 3 shows a cross-section of an exterior material portion constituting the main part of another embodiment of the present invention. (A) and (b) of the figure schematically show a cross-sectional structure at one end of the exterior material 15, and the exterior material 15 is made of resin and is made of a metal such as aluminum on the film base 151. A layer 152 is stacked. The metal layer 152 formed by bonding (laminating) a metal foil, particularly an aluminum foil, is optimal in terms of gas barrier properties and cost. However, other metal thin films formed by plating or the like can also be used as the metal layer 152.

上記のような外装材15の使用により、漏液発生原因となる水分浸入の抑制効果を確実に高めて、漏液発生率を大幅に低減させることができる。この場合、上記外装材15は電池の正極端子部と負極端子部にまたがって覆い被さるため、その両極端子部間が上記金属層152で架橋短絡される恐れが生じる。この短絡を確実に回避させるためには、同図の(a)または(b)に示すように、上記外装材15の少なくとも負極端子板21に掛かる部分を絶縁処理すればよい。   By using the exterior material 15 as described above, it is possible to reliably increase the effect of suppressing water intrusion that causes liquid leakage, and to significantly reduce the liquid leakage occurrence rate. In this case, since the outer covering material 15 covers the positive electrode terminal portion and the negative electrode terminal portion of the battery, there is a risk that the two electrode terminal portions are bridged and short-circuited by the metal layer 152. In order to surely avoid this short circuit, as shown in (a) or (b) of the figure, it is only necessary to insulate at least a portion of the exterior material 15 that is applied to the negative electrode terminal plate 21.

同図の(a)に示す実施形態では、外装材15のうち、負極端子板に覆い被さる部分の金属層152に絶縁層153を被せることにより、上記短絡を回避させている。また、同図の(b)に示す実施形態では、上記金属層152の全面に絶縁層153を積層することにより、上記短絡を回避させている。絶縁層153は、樹脂等による絶縁材の貼り合せ(ラミネート)または塗布により形成することができる。   In the embodiment shown in (a) of the figure, the short circuit is avoided by covering the metal layer 152 of the exterior material 15 that covers the negative electrode terminal plate with the insulating layer 153. Further, in the embodiment shown in FIG. 5B, the short circuit is avoided by laminating the insulating layer 153 on the entire surface of the metal layer 152. The insulating layer 153 can be formed by bonding (laminating) or applying an insulating material with resin or the like.

以上、本発明をその代表的な実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した以外にも種々の態様が可能である。たとえば、図1に示した実施形態では、外装材15が負極端子板21に隙間なく全に密着状態で接着しているが、図4に示すように、外装材15と通気小孔23の間に空間部(空気室)ができるような状態で接着していてもよい。   As mentioned above, although this invention was demonstrated based on the typical Example, this invention can have various aspects other than having mentioned above. For example, in the embodiment shown in FIG. 1, the exterior material 15 is bonded to the negative electrode terminal plate 21 in a completely adhered state without a gap, but as shown in FIG. It may be bonded in a state where a space (air chamber) is formed.

電池の破裂を防止する安全弁機能を備えたアルカリ乾電池において、長期保存による漏液発生率を比較的簡単かつ実現容易な手段で大幅に低減させることができる。   In an alkaline dry battery having a safety valve function for preventing battery rupture, the rate of leakage due to long-term storage can be greatly reduced by a relatively simple and easy means.

本発明によるアルカリ乾電池の要部断面図および外観斜視図である。It is principal part sectional drawing and external appearance perspective view of the alkaline dry battery by this invention. アルカリ乾電池を長期保存したときの水分浸透による重量増加率を示すグラフである。It is a graph which shows the weight increase rate by the water | moisture-content penetration | permeation when an alkaline dry battery is preserve | saved for a long term. 外装材の一端部における断面構造の実施形態を示す断面図である。It is sectional drawing which shows embodiment of the cross-sectional structure in the one end part of an exterior material. 外装材と負極端子板の間の接着状態に関する別の実施形態を示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows another embodiment regarding the adhesion state between an exterior material and a negative electrode terminal board. 従来の雨仮乾電池の要部断面図および外観斜視図である。It is principal part sectional drawing and the external appearance perspective view of the conventional rain temporary dry battery.

符号の説明Explanation of symbols

10 アルカリ乾電池(本発明)
10’ アルカリ乾電池(従来)
11 金属製電池缶
111 突起状正極端子部
12 正極合剤
13 セパレータ
14 負極合剤
15 外装材
15e 外装材の先端15e
151 基材
152 金属層
153 絶縁層
16 接着剤
21 負極端子板
23 通気小孔
25 負極集電子
31 樹脂製封口ガスケット
32 外周部
33 中央ボス部
34 中間隔壁部
35 薄肉部(安全弁)
10 Alkaline battery (the present invention)
10 'alkaline battery (conventional)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 11 Metal battery can 111 Protruding positive electrode terminal part 12 Positive electrode mixture 13 Separator 14 Negative electrode mixture 15 Exterior material 15e End 15e of exterior material
151 Base material 152 Metal layer 153 Insulating layer 16 Adhesive 21 Negative electrode terminal plate 23 Venting small hole 25 Negative electrode current collector 31 Resin sealing gasket 32 Outer peripheral part 33 Central boss part 34 Intermediate partition part 35 Thin wall part (safety valve)

Claims (3)

下方を底とした有底筒状で正極端子を兼ねる金属製電池缶と、当該電池缶内に収容されるアルカリ電解液を含む発電要素と、上方を底とした皿状で上記電池缶の上方開口部に介在して筒状電池の一端面をなす金属製負極端子板と、上記電池缶の開口部と上記負極端子板の間に介在して上記電池缶を気密封止する電気絶縁性の樹脂製封口ガスケットと、上記ガスケットの一部に形成されて電池内圧が異常上昇したときに作動する安全弁と、上記皿状負極端子板において、皿の側面となる周辺面に形成されて上記安全弁が作動したときのガス抜き経路となる通気小孔と、上下が開口する筒状に成形されて、上記電池缶の胴部および上下周縁部を電気絶縁して被覆する熱収縮性の外装材とを備えたアルカリ乾電池であって、
上記筒状の外装材は、不透水性の材質で、上方の一端部が上記皿状負極端子板の上記周辺面と底部周縁とを含む環状面部を覆うとともに、当該一端部が負極端子板に接着され、
上記通気小孔を含む上記周辺面が上記外装材に覆われていることで、当該通気小孔を含む上記皿状負極端子板の内面と上記ガスケットとを含む部分が気密遮断されていることを特徴とするアルカリ乾電池。
A metal battery can also serving as a positive electrode terminal in a bottomed cylindrical shape with the bottom at the bottom, a power generation element containing an alkaline electrolyte accommodated in the battery can, and a dish-like shape with the bottom at the top above the battery can A metal negative electrode terminal plate which is interposed between the opening and forms one end surface of the cylindrical battery, and an electrically insulating resin which is hermetically sealed between the battery can opening and the negative electrode terminal plate. A sealing gasket, a safety valve that is formed on a part of the gasket and that operates when the internal pressure of the battery is abnormally increased, and the safety valve that is formed on the peripheral surface serving as the side surface of the dish in the dished negative terminal plate And a heat-shrinkable exterior material that is molded into a cylindrical shape that is open at the top and bottom, and that electrically insulates and coats the body and upper and lower peripheral edges of the battery can. An alkaline battery,
The cylindrical exterior material is a water-impermeable material, and an upper end portion covers an annular surface portion including the peripheral surface and a bottom periphery of the dish-shaped negative electrode terminal plate, and the one end portion serves as a negative electrode terminal plate. Glued,
That the peripheral surface including the vent hole is covered with the exterior material, so that the portion including the inner surface of the dished negative terminal plate including the vent hole and the gasket is hermetically cut off. Characteristic alkaline battery.
請求項1において、上記外装材がPET(ポリエチレンテレフタレート)樹脂を基材に用いて構成されていることを特徴とするアルカリ乾電池。   2. The alkaline dry battery according to claim 1, wherein the exterior material is configured using a PET (polyethylene terephthalate) resin as a base material. 請求項1または2において、上記外装材が薄膜または箔からなる金属層を有するとともに、少なくとも上記負極端子板に掛かる部分が電気的に絶縁処理されていることを特徴とするアルカリ乾電池。
3. The alkaline dry battery according to claim 1, wherein the exterior material has a metal layer made of a thin film or a foil, and at least a portion applied to the negative electrode terminal plate is electrically insulated.
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