JP5495833B2 - アルカリ乾電池及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、正極缶、正極合剤、ゲル状負極合剤、セパレータ等を備えたアルカリ乾電池に関するものである。

図５に示されるように、一般的なアルカリ乾電池１０１は、有底筒状をなす正極缶１０２の内部に中空円筒状の正極合剤１０３を嵌入するとともに、正極缶１０２の中心部にゲル状負極合剤１０４を充填し、正極合剤１０３とゲル状負極合剤１０４との間にセパレータ１０５を介在させた構造を有している（例えば特許文献１参照）。また、正極缶１０２の開口部は、封口ガスケット１０６、負極集電子１０７、負極端子板１０８などを含んで構成された負極集電体１０９によって液密的に封口されている。なお近年、この種のアルカリ乾電池では、材料費を削減することが強く要求されている。そこで、正極合剤１０３の内径を大きくしたり、正極合剤１０３の高さを低くしたりするなどして、正極合剤１０３を減量することが考えられている。

特開平７−１３４９７７号公報（図１等参照）

ところが、正極合剤１０３の内径を大きくした場合には、その分だけセパレータ１０５やゲル状負極合剤１０４の使用量が増加するため、殆ど材料費を削減することができない。一方、正極合剤１０３の高さを低くした場合には、材料費を削減することができるが、以下のような問題が生じてしまう。即ち、正極合剤１０３を正極缶１０２の奥まで嵌入すると、セパレータ１０５において正極合剤１０３にも封口ガスケット１０６にも保持されない領域Ｒ１が大きくなる。この場合、外部からの衝撃によって領域Ｒ１に力が加わると、領域Ｒ１に破断が生じたり、セパレータ１０５の開口が変形して封口ガスケット１０６との間に隙間が生じたりすることがある。すると、破断した箇所や生じた隙間からゲル状負極合剤１０４が漏出する結果、内部ショートが起こることで電圧が低下し、場合によってはアルカリ乾電池１０１が発熱するおそれがある。

本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、材料費を削減することができ、しかも耐衝撃性に優れたアルカリ乾電池を提供することにある。また、別の目的は、上記の優れたアルカリ乾電池を得るうえで好適な製造方法を提供することにある。

上記課題を解決するための手段［１］〜［４］を以下に列挙する。

［１］底部外側中央部に正極端子が配置された有底筒状の正極缶と、前記正極缶の内部に嵌入されかつ同心状に配置された中空円筒状をなす複数の正極合剤と、前記正極缶の中心部に配置されたゲル状負極合剤と、前記正極合剤と前記ゲル状負極合剤との間に介在されたセパレータと、前記正極缶の開口部に配置された封口ガスケットとを備え、前記封口ガスケットが、負極集電子が挿通されるボス孔が設けられたボス部と、前記ボス部の外周部から延設された周縁部とを有するアルカリ乾電池において、前記複数の正極合剤の合計の高さが、前記アルカリ乾電池の総高の７５％以下であり、前記周縁部において前記底部側に最も突出した突出部分の前記正極端子の先端面を基準とした高さから、最も開口部寄りに配置された正極合剤の開口部側端面の前記正極端子の先端面を基準とした高さを引いた値が、前記アルカリ乾電池の総高の３％以下であることを特徴とするアルカリ乾電池。

従って、手段１によると、複数の正極合剤の合計の高さがアルカリ乾電池の総高の７５％以下となるため、正極合剤を減量して材料費を削減することができる。しかも、封口ガスケットに設けられた突出部分の正極端子の先端面を基準とした高さから、最も開口部寄りに配置された正極合剤の開口部側端面の正極端子の先端面を基準とした高さを引いた値が、アルカリ乾電池の総高の３％以下となる。このため、各正極合剤の合計の高さを低くして正極合剤を減量した場合であっても、セパレータにおける殆どの領域が正極合剤や封口ガスケットで保持されるため、外部からの衝撃に起因するセパレータの破断や変形が生じにくくなり、上記した内部ショートが起こりにくくなる。即ち、耐衝撃性に優れたアルカリ乾電池を得ることができる。

［２］前記複数の正極合剤のうち、特定の正極合剤と、前記特定の正極合剤に隣接する正極合剤との間に隙間があることを特徴とする上記手段１に記載のアルカリ乾電池。

従って、手段２によると、電解液を、正極合剤の内周面からだけでなく、上記の隙間に露出している面（即ち、特定の正極合剤の底部側端面や隣接する正極合剤の開口部側端面）からも吸収させることができるため、正極合剤への電解液の吸収作業を短時間で行うことができる。よって、アルカリ乾電池の生産効率が向上する。さらに、正極合剤は放電によって膨張するため、隙間を設けることにより、反応を促す効果も得られる。

［３］前記正極合剤の外径が、前記正極缶の内径よりも０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下だけ大きいことを特徴とする上記手段１または２に記載のアルカリ乾電池。

従って、手段３によると、正極合剤の外径を正極缶の内径よりも０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下だけ大きくすることにより、正極合剤を正極缶の内部に嵌入した際に、正極缶の内面に正極合剤の外周面が密着するようになる。その結果、特定の正極合剤と隣接する正極合剤との間に隙間があったとしても、正極缶と正極合剤との間で良好な接触状態を長期に亘って維持することができ、外部からの衝撃に起因する正極合剤の移動を防止することできる。従って、アルカリ乾電池の耐衝撃性をよりいっそう高めることができる。

なお、正極合剤の外径が正極缶の内径に対して０．１ｍｍ未満だけ大きい場合、即ち、正極合剤の外径から正極缶の内径を引いた値が０．１ｍｍ未満である場合、正極合剤の移動を十分に防止することができない。一方、正極合剤の外径が正極缶の内径に対して０．３ｍｍよりも大きい場合、即ち、正極合剤の外径から正極缶の内径を引いた値が０．３ｍｍよりも大きい場合、正極合剤を嵌入する際に正極缶が割れてしまう可能性が高くなる。

［４］上記手段１乃至３のいずれか１つに記載のアルカリ乾電池の製造方法であって、中空円筒状をなす前記複数の正極合剤を作製する正極合剤作製工程と、前記複数の正極合剤を前記正極缶の内部に嵌入させる嵌入工程とを含み、前記嵌入工程では、前記複数の正極合剤のうち、特定の正極合剤と、前記特定の正極合剤に隣接する正極合剤とを、両者の間に隙間を持たせた状態で嵌入させることを特徴とするアルカリ乾電池の製造方法。

従って、手段４によると、嵌入工程において特定の正極合剤と隣接する正極合剤との間に隙間を持たせることにより、複数の正極合剤の合計の高さをアルカリ乾電池の総高の７５％以下にすることが可能となるため、正極合剤を減量して材料費を削減することができる。しかも、上記の隙間を持たせることで、最も開口部寄りに配置された正極合剤を正極缶の開口部に近付けることができるため、封口ガスケットに設けられた突出部分の正極端子の先端面を基準とした高さから、最も開口部寄りに配置された正極合剤の開口部側端面の正極端子の先端面を基準とした高さを引いた値を、アルカリ乾電池の総高の３％以下とすることが可能となる。このため、正極合剤を減量した場合であっても、セパレータにおける殆どの領域が正極合剤や封口ガスケットで保持されるため、外部からの衝撃に起因するセパレータの破断や変形が生じにくくなり、上記した内部ショートが起こりにくくなる。即ち、耐衝撃性に優れたアルカリ乾電池を得ることができる。

また、電解液を、正極合剤の内周面からだけでなく、上記の隙間に露出している面（即ち、特定の正極合剤の底部側端面や隣接する正極合剤の開口部側端面）からも吸収させることができるため、正極合剤への電解液の吸収作業を短時間で行うことができる。よって、アルカリ乾電池の生産効率が向上する。さらに、正極合剤は放電によって膨張するため、隙間を設けることにより、反応を促す効果も得られる。

以上詳述したように、請求項１〜３に記載の発明によると、材料費を削減することができ、しかも耐衝撃性に優れたアルカリ乾電池を提供することができる。請求項４に記載の発明によると、上記の優れたアルカリ乾電池を得るうえで好適な製造方法を提供することができる。

本実施形態におけるアルカリ乾電池を示す概略断面図。 実施例２におけるアルカリ乾電池を示す概略断面図。 他の実施形態におけるアルカリ乾電池を示す概略断面図。 他の実施形態におけるアルカリ乾電池を示す概略断面図。 従来技術におけるアルカリ乾電池を示す概略断面図。

以下、本発明を具体化した一実施形態を図面に基づき詳細に説明する。

図１に示されるように、本実施形態の筒型のアルカリ乾電池１１（ＬＲ２０：単１形）を構成する正極缶２１は、正極集電体を兼ねる有底円筒状の電池用金属部品であって、ニッケルめっき鋼板の多段深絞り加工によって形成されている。正極缶２１の底部２２の外側中央部には、正極端子２３が突設されている。また、正極缶２１の胴部２４の外面側には外装ラベル２５が貼付されている。

正極缶２１の内部には、中空円筒状に成形された２個の正極合剤３１，３２が縦積み状態で嵌入されかつ同心状に配置されている。正極合剤３１，３２は、二酸化マンガンあるいはオキシ水酸化ニッケル等の酸化剤を含む環状（または管状）の成形合剤である。

さらに、正極缶２１の中心部には、亜鉛合金粉末、ゲル化剤、アルカリ電解液などを混合してなるゲル状負極合剤５１が配置されている。なお本実施形態では、アルカリ電解液として水酸化カリウム水溶液を用いている。また、亜鉛合金粉末としては、数十〜数百ｐｐｍのインジウム、ビスマス及びアルミニウムを含有するものが好適である。なお、ゲル化剤としては、例えば、カルボキシメチルセルロース、ポリアクリル酸及びその塩類、アルギン酸ソーダ、エーテル化デンプン等が好適である。

また、各正極合剤３１，３２とゲル状負極合剤５１との間には、ビニロン繊維やレーヨン繊維を基材とした不織布からなる円筒状のセパレータ４１が介在されている。なお、セパレータ４１中及び正極合剤３１，３２中には、アルカリ電解液が浸潤されている。

また、正極缶２１の開口部２６の内面側には、負極端子板６１と負極集電子７１と封口ガスケット８１とを組み付けてなる負極集電体６０が配置されている。また、正極缶２１の開口部２６付近には、負極集電体６０を載置するためのビード部２７が形成されている。そして、そのビード部２７上に負極集電体６０を載置した状態で、正極缶２１の開口部２６にカール及び絞り加工を施すことにより、正極缶２１が封口される。

封口ガスケット８１は中央部にボス部８２を備えており、そのボス部８２を貫通する断面円形状のボス孔８２ａ内には負極集電子７１が挿通可能となっている。ボス部８２の外周部からは周縁部８３が延設され、周縁部８３において底部２２側に最も突出した突出部分は、断面凹状をなす屈曲部８４となっている。なお、屈曲部８４は、セパレータ４１の内側に配置されている。封口ガスケット８１は、平面視で円形状を呈する合成樹脂製の部材であって、例えばナイロン等のようなポリアミド樹脂からなる射出成形部品である。なお、ポリアミド樹脂の代わりに、ポリプロピレン等のようなポリオレフィン樹脂等を用いてもよい。

負極端子板６１は導電性金属製の板材からなる。負極端子板６１は、正極缶２１と同じ材料であるニッケルめっき鋼板のプレス成形によって形成され、封口ガスケット８１を介して正極缶２１の開口部２６を封口している。

負極集電子７１は、スズめっき真鍮線等のような導電性金属製の棒材からなっている。負極集電子７１の先端部７３は、ゲル状負極合剤５１中に挿入されている。一方、負極集電子７１の基端部７２は、ボス部８２のボス孔８２ａを挿通するとともに、負極端子板６１の内面側中央部に対してスポット溶接等により固着されている。

なお本実施形態では、アルカリ乾電池１１の総高Ｃが６１ｍｍに設定されている。また、正極合剤３１の高さＢ１が２３ｍｍに設定され、正極合剤３２の高さＢ２が同じく２３ｍｍに設定され、正極合剤３１，３２の合計の高さＢが４６ｍｍとなっている。従って、正極合剤３１，３２の合計の高さＢは、アルカリ乾電池１１の総高Ｃの７５％となる。また、正極合剤３１，３２の外径は、互いに等しく設定されるとともに、正極缶２１の内径よりも０．１ｍｍだけ大きい寸法に設定されている。さらに、最も開口部２６寄りに配置された特定の正極合剤３１と、正極合剤３１に隣接する正極合剤３２との間には、幅１．２ｍｍの隙間Ｓ１が生じている。なお、アルカリ乾電池１１の総高Ｃとは、正極端子２３の先端面２８から負極端子板６１の外面６１ａまでの距離である。また、正極合剤３１の高さＢ１とは、底部側端面３１ｂから開口部側端面３１ａまでの距離であり、正極合剤３２の高さＢ２とは、底部側端面３２ｂから開口部側端面３２ａまでの距離である。

さらに本実施形態では、正極端子２３の先端面２８を基準とした屈曲部８４の高さＡ１から、先端面２８を基準とした開口部側端面３１ａの高さＡ２を引いた値Ａが、１．８ｍｍに設定されている。従って、値Ａは、アルカリ乾電池１１の総高Ｃの３．０％となる。なお、高さＡ１とは、正極端子２３の先端面２８から屈曲部８４の外面において最も底部２２側に突出した部分（点Ｐ１参照）までの距離である。また、高さＡ２とは、正極端子２３の先端面２８から正極合剤３１の開口部側端面３１ａまでの距離である。

次に、アルカリ乾電池１１の製造方法を説明する。

まず、正極合剤作製工程を行い、中空円筒状をなす２個の正極合剤３１，３２を作製する。具体的には、まず、正極活物質である二酸化マンガン及び黒鉛にバインダーを添加して乾式混合し、次いでアルカリ電解液を添加しながら湿式混合する。そして、得られた混合物を圧延、粉砕後、整粒された二次粒子を得る。なお、得られた二次粒子を成型金型を用いて中空円筒状に成形すれば、正極缶２１の内部に嵌入可能な正極合剤３１，３２が作製される。

続く嵌入工程では、多段深絞り加工によって有底円筒状に形成した正極缶２１を準備し、準備した正極缶２１の内部に正極合剤３１，３２を嵌入させる。その結果、正極缶２１の内面と正極合剤３１，３２の外周面とが直接接触するようになる。また、正極合剤３１，３２の外径は正極缶２１の内径よりも０．１ｍｍだけ大きく形成されているため、正極合剤３１，３２の外周面は正極缶２１の内面に密着する。さらに、嵌入工程では、特定の正極合剤３１と、特定の正極合剤３１に隣接する正極合剤３２とを、両者の間に隙間Ｓ１を持たせた状態で嵌入させている。なお、嵌入時における隙間Ｓ１の幅は、本実施形態では１．２ｍｍとなる。その後、正極缶２１の開口部２６付近の直径を少し小さくする加工（ビーディング加工）を行うことにより、ビード部２７を形成する。ビード部２７は、正極缶２１の側面を回転している円盤状ローラーで押圧することによって形成される。

その後、開口部２６の内周面に、必要に応じてシール剤（図示略）を塗布する。次に、正極合剤３１，３２の中空部にセパレータ４１を挿入する。さらに、セパレータ４１の内部にアルカリ電解液を注入し、セパレータ４１及び正極合剤３１，３２にアルカリ電解液を浸潤させる。その後、セパレータ４１の内部にゲル状負極合剤５１を充填する。

その後、封口ガスケット８１のボス部８２に設けられたボス孔８２ａに負極集電子７１を挿通させた状態で、負極集電子７１の先端部７３をゲル状負極合剤５１中に挿入する。また、負極集電体６０をビード部２７上に載置する。そして、この状態で、正極缶２１の開口部２６にカール及び絞り加工を施して封口する。さらに、正極缶２１の外表面に外装ラベル２５を巻き付ければ、図１に示すアルカリ乾電池１１が完成する。

以下、上述した実施形態をより具体化した実施例を挙げて説明するが、本発明は実施例に限定されるものではない。

［実施例ａ］
Ａ．試作例の作製及び評価試験の方法
ここでは、アルカリ乾電池（ＬＲ２０）を実際にいくつか作製し、評価用サンプルとした。具体的には、Ｂ（正極合剤の合計の高さ）／Ｃ（アルカリ乾電池の総高）（％）、Ａ（屈曲部の正極端子の先端面を基準とした高さから、最も開口部寄りに配置された正極合剤の開口部側端面の正極端子の先端面を基準とした高さを引いた値）／Ｃ（％）、ＥＭＤ（二酸化マンガン）使用量（指数）などを任意に変更することで、表１に示す複数の試作例（実施例１〜３、従来例１，２、比較例１〜３）を作製した。

本実施例では、各試作例に対する評価試験として、落下試験及び振動試験を行った。落下試験では、試作例であるアルカリ乾電池を段ボール箱に１００本収容し、これらのアルカリ乾電池を負極側を下向きにして配置した。そして、この状態のアルカリ乾電池を２ｍの高さから垂直に自由落下させた。また振動試験では、アルカリ乾電池を段ボール箱に１００本収容し、振幅が１．０ｍｍ（合計変位距離が２．０ｍｍ）となる単振動を、アルカリ乾電池に対して上向き、下向き、横向きの３方向にそれぞれ１２０分ずつ付与した。なお、単振動の周波数を５Ｈｚ〜６０Ｈｚの範囲内に設定するとともに、１分間に１Ｈｚの割合で周波数を上昇及び下降させた。

落下試験及び振動試験の終了後、各アルカリ乾電池の開路電圧を測定し、開路電圧が試験前と比べて１０ｍＶ以上低下しているものの数をカウントした。その結果を表１に併せて示す。
Ｂ．評価試験の結果

（１）従来例１，２
Ｂ／Ｃを７８％（ＥＭＤ使用量１００）、Ａ／Ｃを２．０％とした従来例１（即ち、正極合剤の高さを低くしていない従来例）では、１００個全てのアルカリ乾電池において、開路電圧が試験前と比べて１０ｍＶ以上低下していないことを確認した。一方、Ｂ／Ｃを７６％（ＥＭＤ使用量９７）、Ａ／Ｃを３．５％とした従来例２（即ち、正極合剤の高さを低くした従来例）では、１００個中５個のアルカリ乾電池の開路電圧が落下試験前と比べて１０ｍＶ以上低下し、１００個中１個のアルカリ乾電池の開路電圧が振動試験前と比べて１０ｍＶ以上低下した。

（２）比較例１〜３
Ｂ／Ｃを７５％（ＥＭＤ使用量９６）、Ａ／Ｃを４．２％とした比較例１では、１００個中１２個のアルカリ乾電池の開路電圧が落下試験前と比べて１０ｍＶ以上低下し、１００個中８個のアルカリ乾電池の開路電圧が振動試験前と比べて１０ｍＶ以上低下した。また、Ｂ／Ｃを７５％、Ａ／Ｃを３．５％とした比較例２では、１００個中４個のアルカリ乾電池の開路電圧が落下試験前と比べて１０ｍＶ以上低下し、１００個中１個のアルカリ乾電池の開路電圧が振動試験前と比べて１０ｍＶ以上低下した。さらに、Ｂ／Ｃを７３％（ＥＭＤ使用量９４）、Ａ／Ｃを３．５％とした比較例３では、１００個中２個のアルカリ乾電池の開路電圧が落下試験前と比べて１０ｍＶ以上低下し、同じく１００個中２個のアルカリ乾電池の開路電圧が振動試験前と比べて１０ｍＶ以上低下した。

（３）実施例１〜３
Ｂ／Ｃを７５％、Ａ／Ｃを３．０％とした実施例１では、１００個全てのアルカリ乾電池において、開路電圧が試験前と比べて１０ｍＶ以上低下していないことを確認した。また、Ｂ／Ｃを７５％、Ａ／Ｃを−０．５％とした実施例２についても、Ｂ／Ｃを７３％、Ａ／Ｃを３．０％とした実施例３についても、１００個全てのアルカリ乾電池において、開路電圧が試験前と比べて１０ｍＶ以上低下していないことを確認した。なお、実施例１は、上述した実施形態のアルカリ乾電池１１（図１参照）と同一の構造を有するものである。また、実施例２は、図２に示されるアルカリ乾電池１１Ａと同一の構造を有するものである。このアルカリ乾電池１１Ａでは、屈曲部８４Ａの正極端子２３Ａの先端面２８Ａを基準とした高さＡ１が、最も開口部２６Ａ寄りに配置された正極合剤３３の開口部側端面３３ａの先端面２８Ａを基準とした高さＡ２よりも小さくなっている。このため、高さＡ１から高さＡ２を引いた値Ａが負の値になり、Ａ／Ｃも負の値（−０．５％）となる。また、特定の正極合剤３３と、特定の正極合剤３３に隣接する正極合剤３４との間に生じた隙間Ｓ２は、正極合剤３１，３２の隙間Ｓ１（図１参照）よりも大きくなっている。

以上の結果から、正極合剤を減量したとしても、Ｂ／Ｃが７５％以下であって、Ａ／Ｃが３．０以下であれば、開路電圧が試験前と比べて１０ｍＶ以上低下しないことが確認された。即ち、Ｂ／Ｃ，Ａ／Ｃを上記のように設定すれば、耐衝撃性に優れたアルカリ乾電池が得られることが確認された。

［実施例ｂ］
Ａ．試作例の作製及び評価試験の方法
基本的に実施例ａの方法に準じて複数の試作例を作製した。具体的には、Ｂ／Ｃ（％）、Ａ／Ｃ（％）、正極合剤の外径から正極缶の内径を引いた値（ｍｍ）などを任意に変更することで、表２に示す複数の試作例（実施例４，５、比較例４〜６）を作製した。そして、これらについて実施例ａと同様の評価試験を行った。その結果を表２に示す。
Ｂ．評価試験の結果

（１）比較例４〜６
Ｂ／Ｃを７５％、Ａ／Ｃを３．０％、正極合剤の外径から正極缶の内径を引いた値をそれぞれ０ｍｍ，−０．１ｍｍとした比較例４，５では、１００個全てのアルカリ乾電池において、開路電圧が落下試験前と比べて１０ｍＶ以上低下していないことを確認した。しかし、比較例４では、１００個中１個のアルカリ乾電池の開路電圧が振動試験前と比べて１０ｍＶ以上低下し、比較例５では、１００個中５個のアルカリ乾電池の開路電圧が振動試験前と比べて１０ｍＶ以上低下した。また、Ｂ／Ｃを７５％、Ａ／Ｃを４．２％、正極合剤の外径から正極缶の内径を引いた値を０．１ｍｍとした比較例６では、１００個中１２個のアルカリ乾電池の開路電圧が落下試験前と比べて１０ｍＶ以上低下し、１００個中８個のアルカリ乾電池の開路電圧が振動試験前と比べて１０ｍＶ以上低下した。

（２）実施例４，５
Ｂ／Ｃを７５％、Ａ／Ｃを３．０％、正極合剤の外径から正極缶の内径を引いた値を０．３ｍｍとした実施例４では、１００個全てのアルカリ乾電池において、開路電圧が試験前と比べて１０ｍＶ以上低下していないことを確認した。また、Ｂ／Ｃを７５％、Ａ／Ｃを３．０％、正極合剤の外径から正極缶の内径を引いた値を０．１ｍｍとした実施例５についても、１００個全てのアルカリ乾電池において、開路電圧が試験前と比べて１０ｍＶ以上低下していないことを確認した。なお、実施例５は、上述した実施形態のアルカリ乾電池１１（図１参照）と同一の構造を有するものである。

以上の結果から、正極合剤の外径を正極缶の内径よりも０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下だけ大きくすれば、開路電圧が試験前と比べて１０ｍＶ以上低下しないことが確認された。また、正極合剤の外径を正極缶の内径よりも０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下だけ大きくしたとしても、Ａ／Ｃを３％以下に設定しなければ、開路電圧が試験前と比べて１０ｍＶ以上低下することが確認された。即ち、正極合剤の外径を正極缶の内径よりも０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下だけ大きくし、かつ、Ｂ／Ｃ，Ａ／Ｃを上記のように設定すれば、耐衝撃性に優れたアルカリ乾電池が得られることが確認された。

従って、本実施形態によれば以下の効果を得ることができる。

（１）本実施形態のアルカリ乾電池１１では、２個の正極合剤３１，３２の合計の高さＢをアルカリ乾電池１１の総高Ｃの７５％としているため、正極合剤３１，３２を減量して材料費を削減することができる。しかも、正極端子２３の先端面２８を基準とした屈曲部８４の高さＡ１から、先端面２８を基準とした開口部側端面３１ａの高さＡ２を引いた値Ａが、アルカリ乾電池１１の総高Ｃの３％以下となる。このため、各正極合剤３１，３２の合計の高さＢを低くして正極合剤３１，３２を減量した場合であっても、セパレータ４１における殆どの領域が正極合剤３１，３２や封口ガスケット８１で保持されるため、外部からの衝撃に起因するセパレータ４１の破断や変形が生じにくくなる。その結果、破断箇所や変形箇所からのゲル状負極合剤５１の漏出を防ぐことができ、漏出に起因した内部ショートの発生を防止することができる。即ち、耐衝撃性に優れたアルカリ乾電池１１を得ることができる。

（２）本実施形態では、アルカリ電解液を、正極合剤３１，３２の内周面からだけでなく、隙間Ｓ１に露出している面（即ち、正極合剤３１の底部側端面３１ｂや正極合剤３２の開口部側端面３２ａ）からも吸収させることができるため、正極合剤３１，３２へのアルカリ電解液の吸収作業を短時間で行うことができる。よって、アルカリ乾電池１１の生産効率が向上する。

（３）正極合剤３１，３２の合計の高さＢを従来よりも低くした場合、正極合剤３１，３２の外径が正極缶２１の内径よりも小さいと、外部からの衝撃によって正極合剤３１，３２が初期の位置（組立時の位置）からずれてしまう可能性がある。この問題を解決するために、正極合剤３１，３２と正極缶２１との間に詰め物を充填する方法が考えられるが、詰め物の材料費が必要となってしまう。

そこで本実施形態では、正極合剤３１，３２の外径を正極缶２１の内径よりも０．１ｍｍだけ大きくすることにより、正極合剤３１，３２を正極缶２１の内部に嵌入した際に、正極缶２１の内面に正極合剤３１，３２の外周面を密着させている。その結果、上記した詰め物がなくても、正極缶２１と正極合剤３１，３２との間で良好な接触状態を長期に亘って維持することができ、外部からの衝撃に起因する正極合剤３１，３２の移動を防止することできる。従って、コストの上昇を伴わずに、アルカリ乾電池１１の耐衝撃性を高めることができる。

なお、本実施形態を以下のように変更してもよい。

・上記実施形態のアルカリ乾電池１１では、正極缶２１の内部に２個の正極合剤３１，３２が嵌入されていたが、正極合剤が３個以上嵌入されていてもよい。例えば図３に示されるように、正極缶２１Ｂの内部に３個の正極合剤３５，３６，３７が嵌入されたアルカリ乾電池１１Ｂであってもよい。この場合、正極合剤３５の高さＢ１´、正極合剤３６の高さＢ２´及び正極合剤３７の高さＢ３´は互いに同一に設定され、正極合剤３５〜３７の合計の高さＢ´は、アルカリ乾電池１１Ｂの総高Ｃ´の７５％となる。また、正極端子２３Ｂの先端面２８Ｂを基準とした屈曲部８４Ｂの高さから、先端面２８Ｂを基準とした開口部側端面３５ａの高さを引いた値Ａ´は、アルカリ乾電池１１Ｂの総高Ｃ´の３．０％となる。

なお、正極缶２１Ｂの内部に３個の正極合剤３５〜３７が嵌入される場合、最も開口部２６Ｂから離れた箇所に配置された特定の正極合剤３７と、正極合剤３７に隣接する正極合剤３６との間のみに隙間Ｓ３が設けられていてもよい（図３参照）。また図３において、最も開口部２６Ｂ寄りに配置された特定の正極合剤３５と、正極合剤３５に隣接する正極合剤３６との間のみに隙間が設けられていてもよい。さらに、図４に示されるように、最も開口部２６Ｃから離れた箇所に配置された特定の正極合剤４０と、正極合剤４０に隣接する正極合剤３９との間に隙間Ｓ５が設けられるだけでなく、最も開口部２６Ｃ寄りに配置された特定の正極合剤３８と、正極合剤３８に隣接する正極合剤３９との間にも隙間Ｓ４が設けられたアルカリ乾電池１１Ｃであってもよい。なお、隙間Ｓ４の幅は、隙間Ｓ５の幅よりも小さくなっているが、隙間Ｓ５の幅よりも大きくしてもよいし、隙間Ｓ５の幅と同一にしてもよい。

・上記実施形態では、本発明をＬＲ２０（単１形）のアルカリ乾電池１１に具体化したが、例えばＬＲ６（単３形）のアルカリ乾電池１１Ｂ，１１Ｃ（図３，図４参照）などに具体化してもよいし、ＬＲ１４（単２形）、ＬＲ０３（単４形）、ＬＲ１（単５形）のアルカリ乾電池などに具体化してもよい。さらには、ＺＲタイプのアルカリ乾電池などに具体化してもよい。

次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。

（１）上記手段１乃至３のいずれか１つにおいて、前記突出部分とは、前記セパレータの内側に配置された断面凹状をなす屈曲部であり、前記突出部分の前記正極端子の先端面を基準とした高さとは、前記先端面から前記屈曲部の外面において最も前記底部側に突出した部分までの距離であることを特徴とするアルカリ乾電池。

（２）上記手段２において、前記正極合剤の嵌入時における前記隙間の幅は０．１ｍｍ以上５．０ｍｍ以下であることを特徴とするアルカリ乾電池。

１１，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ…アルカリ乾電池
２１，２１Ｂ…正極缶
２２…正極缶の底部
２３，２３Ａ，２３Ｂ…正極端子
２６，２６Ａ，２６Ｂ，２６Ｃ…正極缶の開口部
２８，２８Ａ，２８Ｂ…正極端子の先端面
３１，３２，３３，３４，３５，３６，３７，３８，３９，４０…正極合剤
３１ａ，３３ａ，３５ａ…開口部側端面
４１…セパレータ
５１…ゲル状負極合剤
７１…負極集電子
８１…封口ガスケット
８２…ボス部
８２ａ…ボス孔
８３…周縁部
８４，８４Ａ，８４Ｂ…突出部分としての屈曲部
Ａ，Ａ´…突出部分の正極端子の先端面を基準とした高さから開口部側端面の正極端子の先端面を基準とした高さを引いた値
Ａ１…突出部分の正極端子の先端面を基準とした高さ
Ａ２…開口部側端面の正極端子の先端面を基準とした高さ
Ｂ，Ｂ´…正極合剤の合計の高さ
Ｃ，Ｃ´…アルカリ乾電池の総高
Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ４，Ｓ５…隙間

Claims (4)

1. 底部外側中央部に正極端子が配置された有底筒状の正極缶と、前記正極缶の内部に嵌入されかつ同心状に配置された中空円筒状をなす複数の正極合剤と、前記正極缶の中心部に配置されたゲル状負極合剤と、前記正極合剤と前記ゲル状負極合剤との間に介在されたセパレータと、前記正極缶の開口部に配置された封口ガスケットとを備え、前記封口ガスケットが、負極集電子が挿通されるボス孔が設けられたボス部と、前記ボス部の外周部から延設された周縁部とを有するアルカリ乾電池において、
   前記複数の正極合剤の合計の高さが、前記アルカリ乾電池の総高の７５％以下であり、
   前記周縁部において前記底部側に最も突出した突出部分の前記正極端子の先端面を基準とした高さから、最も開口部寄りに配置された正極合剤の開口部側端面の前記正極端子の先端面を基準とした高さを引いた値が、前記アルカリ乾電池の総高の３％以下である
   ことを特徴とするアルカリ乾電池。
2. 前記複数の正極合剤のうち、特定の正極合剤と、前記特定の正極合剤に隣接する正極合剤との間に隙間があることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ乾電池。
3. 前記正極合剤の外径が、前記正極缶の内径よりも０．１ｍｍ以上０．３ｍｍ以下だけ大きいことを特徴とする請求項１または２に記載のアルカリ乾電池。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のアルカリ乾電池の製造方法であって、
   中空円筒状をなす前記複数の正極合剤を作製する正極合剤作製工程と、前記複数の正極合剤を前記正極缶の内部に嵌入させる嵌入工程とを含み、
   前記嵌入工程では、前記複数の正極合剤のうち、特定の正極合剤と、前記特定の正極合剤に隣接する正極合剤とを、両者の間に隙間を持たせた状態で嵌入させる
   ことを特徴とするアルカリ乾電池の製造方法。

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