JP4318000B2 - ボタン型電池 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は無水銀化したボタン型電池の特性改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボタン型電池の負極封口板は、外側はニッケル層、次にステンレス層（ＳＵＳ３０４）または鉄層からなり、内側は銅層より構成される三層クラッド材からなる鋼材か、もしくは両面のうちどちらか少なくとも一方はメッキで構成される鋼材を用いたりしていた。
また、近年、電池への水銀使用が環境問題の一つとして取り上げられるようになり、低水銀化もしくは無水銀化について、種々検討されている。
【０００３】
ところが、無水銀化に際しては、これまでの負極封口板をそのまま用いただけでは、電池製造後のエージング中または保存中に負極作用物質である無汞化亜鉛粉と負極封口板内側の銅面との間において何らかの原因で水素ガスの発生が起こり、電池の膨れや電圧の低下が生ずるという問題があった。
そこで、負極封口板を成形した後、その内側の銅層にさらに無電解方式による錫メッキを０．１〜１．０μｍ程度施し、前述した問題を改善してした。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような無電解方式による錫メッキを施した負極封口板を用いると、電池製造後のエージング期間や貯蔵中における上述のガス発生や電池電圧の低下等を抑えることは可能であったが、常温または高温高湿度化における貯蔵中の耐漏液特性は、従来の、負極作用物質として汞化亜鉛粉を用い負極封口板として該三層クラッド材をそのまま使用していた電池と比較し、著しく低下するという問題を有していた。
【０００５】
本発明は以上の問題点を解決するためになされたもので、無水銀化ボタン型電池において、汞化亜鉛粉を用いる従来品と同等以上の耐漏液特性を維持するとともに、他の特性についても同様に維持することが可能となるよう改善することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、負極作用物質として無汞化亜鉛粉を用い、負極端子を兼ねる封口板として外側がニッケル層、次がステンレス層または鉄層、内側が銅層で構成される三層クラッド材を用いるボタン型電池において、プレス成形前の前記封口板の内面のみに電解方式による厚さが０．１〜５．０μｍの錫メッキが施されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では負極封口板の内側に電解方式による錫メッキを施しているので、無電解方式の錫メッキに比べて表面の凹凸が少なく、母材である銅面とほぼ同等の平滑性が得られるため、三層クラッド材をそのまま使用していた従来の汞化亜鉛電池と同等の封口性および耐漏液特性が得られる。
【０００８】
また、他の電池特性についても、例えば、負極作用物質として無汞化亜鉛粉を用いたことによるガス発生を、本発明では防止することができ、エージングおよび貯蔵中における電池電圧の低下等を抑えることができる。すなわち、これらの電池特性については従来の汞化亜鉛粉を用いた場合と同等の特性が得られる。
【０００９】
なお、錫メッキの厚さは、５．０μｍを越えるとプレス成形時に金型に付着するという問題が発生し、０．１μｍより薄いと錫メッキしたことの効果がなく、貯蔵特性および貯蔵放電特性が低下するので、０．１μｍ〜５．０μｍの範囲が好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施例および比較例）
図１は本発明の一例であるアルカリボタン電池ＬＲ４４の断面図である。
本発明の実施例として、一方をニッケル層、真ん中をＳＵＳ３０４層、もう片方を銅層より構成される三層クラッド材において、銅層には表１に示すような厚さの電解方式による錫メッキを施した銅材を用意し、この錫メッキ側を内面となるようにプレス成形し、実施例１〜５および比較例１で用いる負極封口板を作製した。
なお、錫メッキ厚が５．０μｍを越えると、プレス成形時に金型に付着するという問題が発生したため、それ以下とした。
【００１１】
次に図１を用いて本発明の電池の製造方法を説明する。
正極缶１内に正極合剤２を装填した後、その上から水酸化カリウム水溶液の電解液を所定量注液し、正極合剤内に吸液された後、その上にセパレータ３を打ち抜き挿入する。
【００１２】
また、予めポリアミド系のシール剤を全面に塗布、乾燥したガスケット４と先に用意した負極封口板５とを嵌合して熱融着した後、この容器内に、無汞化亜鉛粉、水酸化カリウム水溶液の電解液およびゲル化剤を混練した負極作用物質６を所定量充填し、これを部品１〜３までの正極部と嵌合し、正極缶の周縁部を一定寸法までかしめて封口して、電池を組み立てた。
【００１３】
（従来例）
従来例としては、負極封口板５として三層クラッド材、負極作用物質として３％汞化亜鉛粉を用いた電池を従来例１とし、また従来例１の３％汞化亜鉛粉を無汞化亜鉛粉に代えて他は実施例１と同様にした電池を従来例２とした。また、負極封口板５として従来例１および２と同じ部品に更に無電解方式による０．３μｍの錫メッキを施したものを用い、無汞化亜鉛粉よりなる負極作用物質６を用いた電池を従来例３とした。
【００１４】
以上の実施例、比較例および従来例の電池について、以下の試験を行った。
（１）高温耐漏液試験…温度：４５℃、相対湿度：９３％ＲＨの環境下に電池を試験数各４０ケずつ貯蔵し、２０日間毎にアルカリ反応指示薬を用い、漏液発生率を調べた。
（２）貯蔵試験…温度：６０℃、乾燥雰囲気の環境下に電池を試験数各２０ケずつ貯蔵し、２０日間毎に開路電圧の測定を行った。
【００１５】
（３）貯蔵放電試験…温度：６０℃、乾燥雰囲気の環境下に電池を貯蔵し、２０日間後にその都度、試験数各１０ケずつ、６．８ｋΩの連続放電を行い、従来例１の貯蔵前の放電容量を１００％として、維持率を調べた。
表１および表２に本発明の実施例および従来例の試験結果を示す。
【００１６】
【表１】
【００１７】
【表２】
【００１８】
表１に示すように、無電解方式により錫メッキした従来例３が耐漏液性が悪化しているのに対し、本発明の実施例の電池では、いずれも耐漏液特性が優れていることがわかった。また、表２に示すように、実施例１〜５では貯蔵特性および貯蔵放電特性が従来の汞化亜鉛使用の電池とほぼ同等であり、負極封口板内側に無電解方式による錫メッキを施したことにより、無汞化亜鉛を使用したにもかかわらず汞化亜鉛の場合と同等の効果を奏したことがわかる。ただし電解方式による錫メッキを施しても、厚さが０．０５μｍの比較例１は表面が完全に錫で被覆されていないので、貯蔵特性および貯蔵放電特性において、従来の汞化亜鉛使用の電池に比べて劣化が大きくなった。したがって、メッキ厚さは０．１μｍ以上とすることが好ましい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のボタン型電池は負極封口板の内側に設けた電解方式の錫メッキにより、負極作用物質として無汞化亜鉛粉を用いても、電池貯蔵後の耐漏液特性や貯蔵および貯蔵放電特性は従来の汞化亜鉛粉使用の電池と同等の特性を維持することができ、ボタン型電池の無水銀化を実施することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である一般的なアルカリボタン電池の断面図。
【符号の説明】
１…正極缶、２…正極合剤、３…セパレータ、４…ガスケット、５…負極封口板、６…負極作用物質。
【発明の属する技術分野】
本発明は無水銀化したボタン型電池の特性改善に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のボタン型電池の負極封口板は、外側はニッケル層、次にステンレス層（ＳＵＳ３０４）または鉄層からなり、内側は銅層より構成される三層クラッド材からなる鋼材か、もしくは両面のうちどちらか少なくとも一方はメッキで構成される鋼材を用いたりしていた。
また、近年、電池への水銀使用が環境問題の一つとして取り上げられるようになり、低水銀化もしくは無水銀化について、種々検討されている。
【０００３】
ところが、無水銀化に際しては、これまでの負極封口板をそのまま用いただけでは、電池製造後のエージング中または保存中に負極作用物質である無汞化亜鉛粉と負極封口板内側の銅面との間において何らかの原因で水素ガスの発生が起こり、電池の膨れや電圧の低下が生ずるという問題があった。
そこで、負極封口板を成形した後、その内側の銅層にさらに無電解方式による錫メッキを０．１〜１．０μｍ程度施し、前述した問題を改善してした。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前述のような無電解方式による錫メッキを施した負極封口板を用いると、電池製造後のエージング期間や貯蔵中における上述のガス発生や電池電圧の低下等を抑えることは可能であったが、常温または高温高湿度化における貯蔵中の耐漏液特性は、従来の、負極作用物質として汞化亜鉛粉を用い負極封口板として該三層クラッド材をそのまま使用していた電池と比較し、著しく低下するという問題を有していた。
【０００５】
本発明は以上の問題点を解決するためになされたもので、無水銀化ボタン型電池において、汞化亜鉛粉を用いる従来品と同等以上の耐漏液特性を維持するとともに、他の特性についても同様に維持することが可能となるよう改善することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、負極作用物質として無汞化亜鉛粉を用い、負極端子を兼ねる封口板として外側がニッケル層、次がステンレス層または鉄層、内側が銅層で構成される三層クラッド材を用いるボタン型電池において、プレス成形前の前記封口板の内面のみに電解方式による厚さが０．１〜５．０μｍの錫メッキが施されていることを特徴とする。
【０００７】
本発明では負極封口板の内側に電解方式による錫メッキを施しているので、無電解方式の錫メッキに比べて表面の凹凸が少なく、母材である銅面とほぼ同等の平滑性が得られるため、三層クラッド材をそのまま使用していた従来の汞化亜鉛電池と同等の封口性および耐漏液特性が得られる。
【０００８】
また、他の電池特性についても、例えば、負極作用物質として無汞化亜鉛粉を用いたことによるガス発生を、本発明では防止することができ、エージングおよび貯蔵中における電池電圧の低下等を抑えることができる。すなわち、これらの電池特性については従来の汞化亜鉛粉を用いた場合と同等の特性が得られる。
【０００９】
なお、錫メッキの厚さは、５．０μｍを越えるとプレス成形時に金型に付着するという問題が発生し、０．１μｍより薄いと錫メッキしたことの効果がなく、貯蔵特性および貯蔵放電特性が低下するので、０．１μｍ〜５．０μｍの範囲が好ましい。
【００１０】
【発明の実施の形態】
（実施例および比較例）
図１は本発明の一例であるアルカリボタン電池ＬＲ４４の断面図である。
本発明の実施例として、一方をニッケル層、真ん中をＳＵＳ３０４層、もう片方を銅層より構成される三層クラッド材において、銅層には表１に示すような厚さの電解方式による錫メッキを施した銅材を用意し、この錫メッキ側を内面となるようにプレス成形し、実施例１〜５および比較例１で用いる負極封口板を作製した。
なお、錫メッキ厚が５．０μｍを越えると、プレス成形時に金型に付着するという問題が発生したため、それ以下とした。
【００１１】
次に図１を用いて本発明の電池の製造方法を説明する。
正極缶１内に正極合剤２を装填した後、その上から水酸化カリウム水溶液の電解液を所定量注液し、正極合剤内に吸液された後、その上にセパレータ３を打ち抜き挿入する。
【００１２】
また、予めポリアミド系のシール剤を全面に塗布、乾燥したガスケット４と先に用意した負極封口板５とを嵌合して熱融着した後、この容器内に、無汞化亜鉛粉、水酸化カリウム水溶液の電解液およびゲル化剤を混練した負極作用物質６を所定量充填し、これを部品１〜３までの正極部と嵌合し、正極缶の周縁部を一定寸法までかしめて封口して、電池を組み立てた。
【００１３】
（従来例）
従来例としては、負極封口板５として三層クラッド材、負極作用物質として３％汞化亜鉛粉を用いた電池を従来例１とし、また従来例１の３％汞化亜鉛粉を無汞化亜鉛粉に代えて他は実施例１と同様にした電池を従来例２とした。また、負極封口板５として従来例１および２と同じ部品に更に無電解方式による０．３μｍの錫メッキを施したものを用い、無汞化亜鉛粉よりなる負極作用物質６を用いた電池を従来例３とした。
【００１４】
以上の実施例、比較例および従来例の電池について、以下の試験を行った。
（１）高温耐漏液試験…温度：４５℃、相対湿度：９３％ＲＨの環境下に電池を試験数各４０ケずつ貯蔵し、２０日間毎にアルカリ反応指示薬を用い、漏液発生率を調べた。
（２）貯蔵試験…温度：６０℃、乾燥雰囲気の環境下に電池を試験数各２０ケずつ貯蔵し、２０日間毎に開路電圧の測定を行った。
【００１５】
（３）貯蔵放電試験…温度：６０℃、乾燥雰囲気の環境下に電池を貯蔵し、２０日間後にその都度、試験数各１０ケずつ、６．８ｋΩの連続放電を行い、従来例１の貯蔵前の放電容量を１００％として、維持率を調べた。
表１および表２に本発明の実施例および従来例の試験結果を示す。
【００１６】
【表１】
【表２】
表１に示すように、無電解方式により錫メッキした従来例３が耐漏液性が悪化しているのに対し、本発明の実施例の電池では、いずれも耐漏液特性が優れていることがわかった。また、表２に示すように、実施例１〜５では貯蔵特性および貯蔵放電特性が従来の汞化亜鉛使用の電池とほぼ同等であり、負極封口板内側に無電解方式による錫メッキを施したことにより、無汞化亜鉛を使用したにもかかわらず汞化亜鉛の場合と同等の効果を奏したことがわかる。ただし電解方式による錫メッキを施しても、厚さが０．０５μｍの比較例１は表面が完全に錫で被覆されていないので、貯蔵特性および貯蔵放電特性において、従来の汞化亜鉛使用の電池に比べて劣化が大きくなった。したがって、メッキ厚さは０．１μｍ以上とすることが好ましい。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のボタン型電池は負極封口板の内側に設けた電解方式の錫メッキにより、負極作用物質として無汞化亜鉛粉を用いても、電池貯蔵後の耐漏液特性や貯蔵および貯蔵放電特性は従来の汞化亜鉛粉使用の電池と同等の特性を維持することができ、ボタン型電池の無水銀化を実施することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例である一般的なアルカリボタン電池の断面図。
【符号の説明】
１…正極缶、２…正極合剤、３…セパレータ、４…ガスケット、５…負極封口板、６…負極作用物質。
Claims (1)
- 負極作用物質として無汞化亜鉛粉を用い、負極端子を兼ねる封口板として外側がニッケル層、次がステンレス層または鉄層、内側が銅層で構成される三層クラッド材を用いるボタン型電池において、プレス成形前の前記封口板の内面のみに電解方式による厚さが０．１〜５．０μｍの錫メッキが施されていることを特徴とするボタン型電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33077698A JP4318000B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | ボタン型電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33077698A JP4318000B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | ボタン型電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000156207A JP2000156207A (ja) | 2000-06-06 |
| JP4318000B2 true JP4318000B2 (ja) | 2009-08-19 |
Family
ID=18236424
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33077698A Expired - Fee Related JP4318000B2 (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | ボタン型電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4318000B2 (ja) |
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| JP4851708B2 (ja) * | 2004-12-15 | 2012-01-11 | セイコーインスツル株式会社 | アルカリ電池及びその製造方法 |
| DE602007004334D1 (de) * | 2006-06-08 | 2010-03-04 | Eveready Battery Inc | Verzinnte anodengehäuse für alkalibatterien |
-
1998
- 1998-11-20 JP JP33077698A patent/JP4318000B2/ja not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JP2000156207A (ja) | 2000-06-06 |
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Legal Events
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20050823 |
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