JPH0278150A - アルカリ乾電池 - Google Patents
アルカリ乾電池Info
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
-
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Cell Separators (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は、アルカリ乾電池に関し、特にセパレータを改
良したアルカリ乾電池に係わる。
良したアルカリ乾電池に係わる。
［従来の技術〕
アルカリ乾電池は、塩化亜鉛電解液等を用いたマンガン
電池等に比べて連続放電及び高負荷放電特性が優れてい
るため、高い負荷がかかる携帯用録音装置やカメラのフ
ラッシュライト等の電源に利用されている。従来からこ
のようなアルカリ乾電池のセパレータとしては、例えば
ポリビニールアルコール繊維、ポリアミド繊維、ポリエ
チレン繊維等の合成繊維の不繊布単体、もしくはこれら
合成繊維とバルブ、コツトン、再生セルロース繊維等と
を混紡した不繊布等が用いられていた。
電池等に比べて連続放電及び高負荷放電特性が優れてい
るため、高い負荷がかかる携帯用録音装置やカメラのフ
ラッシュライト等の電源に利用されている。従来からこ
のようなアルカリ乾電池のセパレータとしては、例えば
ポリビニールアルコール繊維、ポリアミド繊維、ポリエ
チレン繊維等の合成繊維の不繊布単体、もしくはこれら
合成繊維とバルブ、コツトン、再生セルロース繊維等と
を混紡した不繊布等が用いられていた。
［発明が解決しようとする課題］
しかしながら、上述したセパレータを備えたアルカリ乾
電池を常温もしくは高い温度下で長期間貯蔵すると、前
記セパレータの電解液の保液力よりもセパレータと接触
する正極合剤への電解液の拡散、浸透力が若干強いため
、貯蔵期間の長期化に伴ってセパレータ中の電解液が正
極合剤へ徐々に浸透してしまう。その結果、セパレータ
中の電解液が減少して内部抵抗の上昇を招き重負荷放電
での放電時間が短くなる問題があった。
電池を常温もしくは高い温度下で長期間貯蔵すると、前
記セパレータの電解液の保液力よりもセパレータと接触
する正極合剤への電解液の拡散、浸透力が若干強いため
、貯蔵期間の長期化に伴ってセパレータ中の電解液が正
極合剤へ徐々に浸透してしまう。その結果、セパレータ
中の電解液が減少して内部抵抗の上昇を招き重負荷放電
での放電時間が短くなる問題があった。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされた
もので、セパレータ中での電解液の保持性を向上して長
期間に亘ってセパレータを低抵抗状態に維持すると共に
、セパレータと正極合剤界面での接触抵抗を低減させた
アルカリ乾電池を提供しようとするものである。
もので、セパレータ中での電解液の保持性を向上して長
期間に亘ってセパレータを低抵抗状態に維持すると共に
、セパレータと正極合剤界面での接触抵抗を低減させた
アルカリ乾電池を提供しようとするものである。
［課題を解決するための手段］
本発明は、−極性の端子を兼ねる有底容器と、この容器
内部に配置された°負極合剤とセパレータと正極合剤と
がこの順序で積層して構成される発電要素と、前記正負
極合剤のいずれか一方に挿入された他極性の集電棒と、
前記発電要素上部に設けられた絶縁性のガスケットと、
前記ガスケット上部に裁置され、前記容器及びガスケッ
トの夫々の開口部をかしめることにより該容器内の各部
材を密閉すると共に前記集電棒と接続される他極性端子
を兼ねる封口板とを具備したアルカリ乾電池において、
前記セパレータにゲル化剤を充填したことを特徴とする
アルカリ乾電池である。
内部に配置された°負極合剤とセパレータと正極合剤と
がこの順序で積層して構成される発電要素と、前記正負
極合剤のいずれか一方に挿入された他極性の集電棒と、
前記発電要素上部に設けられた絶縁性のガスケットと、
前記ガスケット上部に裁置され、前記容器及びガスケッ
トの夫々の開口部をかしめることにより該容器内の各部
材を密閉すると共に前記集電棒と接続される他極性端子
を兼ねる封口板とを具備したアルカリ乾電池において、
前記セパレータにゲル化剤を充填したことを特徴とする
アルカリ乾電池である。
上記セパレータとしては、例えばポリビニールアルコー
ル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維等の合成繊
維の不繊布単体、もしくはこれら合成繊維とバルブ、コ
ツトン、再生セルロース繊維等とを混紡した不繊布等を
挙げることができる。
ル繊維、ポリアミド繊維、ポリエチレン繊維等の合成繊
維の不繊布単体、もしくはこれら合成繊維とバルブ、コ
ツトン、再生セルロース繊維等とを混紡した不繊布等を
挙げることができる。
上記ゲル化剤は、アルカリ電解液を吸収して膨潤する性
質を有するものであればいかなるものでもよく、例えば
カルボキシメチルセルローズ、ポリアクリル酸、ポリア
クリル酸ナトリウム等を挙げることができる。なお、ゲ
ル化剤としてカルボキシメチルセルローズを用いる場合
には正極合剤との接触による分解を回避する観点から、
正極合剤と接触しないようにセパレータ中に充填するこ
とが望ましい。
質を有するものであればいかなるものでもよく、例えば
カルボキシメチルセルローズ、ポリアクリル酸、ポリア
クリル酸ナトリウム等を挙げることができる。なお、ゲ
ル化剤としてカルボキシメチルセルローズを用いる場合
には正極合剤との接触による分解を回避する観点から、
正極合剤と接触しないようにセパレータ中に充填するこ
とが望ましい。
上記ゲル化剤のセパレニタへの充填量は、セパレータの
乾燥重量に対して０．０１〜３０重量％の範囲とするこ
とが好ましい。この理由は、ゲル化剤の充填量を０．０
１重量％未満にするとセパレータ中にゲル化剤を十分に
充填することができず、電解液の保持性が低下する恐れ
があり、かといってゲル化剤の充填量が３０重量％を越
えると、セパレータの内部抵抗の上昇を招く恐れがある
ためである。
乾燥重量に対して０．０１〜３０重量％の範囲とするこ
とが好ましい。この理由は、ゲル化剤の充填量を０．０
１重量％未満にするとセパレータ中にゲル化剤を十分に
充填することができず、電解液の保持性が低下する恐れ
があり、かといってゲル化剤の充填量が３０重量％を越
えると、セパレータの内部抵抗の上昇を招く恐れがある
ためである。
上記ゲル化剤が充填されたセパレータを得る手段として
は、例えば次のような方法を採用することができる。
は、例えば次のような方法を採用することができる。
■、ゲル化剤水溶液中に不繊布を浸漬するか、もしくは
ゲル化剤を不繊布に吹付けるかした後、乾燥することに
よってセパレータを作製する方法。
ゲル化剤を不繊布に吹付けるかした後、乾燥することに
よってセパレータを作製する方法。
■、粉末状のゲル化剤を静電気力によって不繊布表面に
付着させるか、もしくは粉末状のゲル化剤を予め水分を
含ませた不繊布に吸着させるか、いずれかによりセパレ
ータを作製する方法。
付着させるか、もしくは粉末状のゲル化剤を予め水分を
含ませた不繊布に吸着させるか、いずれかによりセパレ
ータを作製する方法。
■、フィブリル化した上記合成繊維を分散させた溶液中
にゲル化剤を溶解させ、該合成繊維表面にゲル化剤をコ
ーティングした後、この繊維を不繊布に加工することに
よりセパレータを作製する方法。
にゲル化剤を溶解させ、該合成繊維表面にゲル化剤をコ
ーティングした後、この繊維を不繊布に加工することに
よりセパレータを作製する方法。
［作用］ ′
本発明によれば、セパレータにゲル化剤を充填すること
によって、電解液をゲル化剤により良好に吸収できるた
め、セパレータ内に電解液を安定に保持できる。また、
ゲル化剤が電解液を吸収することにより膨潤層が形成さ
れ、該膨潤層によってセパレータと正極合剤とを良好に
接触させることができるため、セパレータと正極合剤と
の界面の電気抵抗を減少させることができる。従って、
セパレータの電解液の保持性を向上して正極合剤への電
解液の拡散を防止できると共に、正極合剤とセパレータ
界面での接触抵抗を低減させたアルカリ乾電池を得るこ
とができる。
によって、電解液をゲル化剤により良好に吸収できるた
め、セパレータ内に電解液を安定に保持できる。また、
ゲル化剤が電解液を吸収することにより膨潤層が形成さ
れ、該膨潤層によってセパレータと正極合剤とを良好に
接触させることができるため、セパレータと正極合剤と
の界面の電気抵抗を減少させることができる。従って、
セパレータの電解液の保持性を向上して正極合剤への電
解液の拡散を防止できると共に、正極合剤とセパレータ
界面での接触抵抗を低減させたアルカリ乾電池を得るこ
とができる。
［実施例］
以下、本発明をＪＩＳ規格ＬＲ６形（単玉形）アルカリ
乾電池に適用した例について第１図を参照にして詳細に
説明する。
乾電池に適用した例について第１図を参照にして詳細に
説明する。
図中の１は、正極端子を兼ねる有底円筒形の正極缶であ
る。この正極缶ｌ内には、円筒状に加圧成形した正極合
剤２が充填されている。なお、前記正極合剤２は、正極
缶１に対する接触性を高めるために正極缶ｌへの充填後
において例えば３ｔｏｎ／ｄの圧力で再加圧される。前
記正極合剤２は、二酸化マンガン９フ重二部と黒鉛３重
量部を攪拌混合し、これを３ｔｏｎ／ｉの圧力で中空円
筒状に加圧成形したものである。前記正極合剤２の中空
部には、セパレータ３を介してゲル状負極合剤４が充填
されている。このセパレータ３とシテは、厚さ１５０ｐ
の帯状のポリビニールアルコール繊維にドクターナイフ
法によって５％濃度のポリアクリル酸ナトリウム溶液を
塗布、充填し乾燥した後、この帯状不繊布を三重巻回し
て渦巻き状にしたものを用いた。なお、前記セパレータ
３には乾燥状態で該ポリアクリル酸ナトリウムが１．１
１ ｇ ／ ｍ ２の割合で塗布、充填されている。前
記ゲル状負極合剤４は、電解液としての３５％濃度水酸
化カリウム水溶液にポリアクリル酸ナトリウム０．３重
量％及び氷化亜鉛粉末３重量％とを分散させた組成にな
っている。前記ゲル状負極合剤４内には、真鍮製の負極
集電棒５がその」二端部を該ゲル状負極合剤４より突出
するように挿着されている。この負極集電棒５の突出部
外周面及び前記正極缶１の上部内周面には、二重環状の
ポリアミド樹脂からなる絶縁ガスケット０が介在されて
いる。また、前記ガスケット６の二重環状部の間にはリ
ング状の金属封口板７が配置され、かつ該封口板７には
負極端子を兼ねる帽子形の金属製キャップ８が前記負極
集電棒５の頭部に当接するように配置されている。そし
て、前記正極缶１の開口縁を内方に屈曲させることによ
り前記ガスケット６及びキャップ８で正極缶１内を密閉
口している。
る。この正極缶ｌ内には、円筒状に加圧成形した正極合
剤２が充填されている。なお、前記正極合剤２は、正極
缶１に対する接触性を高めるために正極缶ｌへの充填後
において例えば３ｔｏｎ／ｄの圧力で再加圧される。前
記正極合剤２は、二酸化マンガン９フ重二部と黒鉛３重
量部を攪拌混合し、これを３ｔｏｎ／ｉの圧力で中空円
筒状に加圧成形したものである。前記正極合剤２の中空
部には、セパレータ３を介してゲル状負極合剤４が充填
されている。このセパレータ３とシテは、厚さ１５０ｐ
の帯状のポリビニールアルコール繊維にドクターナイフ
法によって５％濃度のポリアクリル酸ナトリウム溶液を
塗布、充填し乾燥した後、この帯状不繊布を三重巻回し
て渦巻き状にしたものを用いた。なお、前記セパレータ
３には乾燥状態で該ポリアクリル酸ナトリウムが１．１
１ ｇ ／ ｍ ２の割合で塗布、充填されている。前
記ゲル状負極合剤４は、電解液としての３５％濃度水酸
化カリウム水溶液にポリアクリル酸ナトリウム０．３重
量％及び氷化亜鉛粉末３重量％とを分散させた組成にな
っている。前記ゲル状負極合剤４内には、真鍮製の負極
集電棒５がその」二端部を該ゲル状負極合剤４より突出
するように挿着されている。この負極集電棒５の突出部
外周面及び前記正極缶１の上部内周面には、二重環状の
ポリアミド樹脂からなる絶縁ガスケット０が介在されて
いる。また、前記ガスケット６の二重環状部の間にはリ
ング状の金属封口板７が配置され、かつ該封口板７には
負極端子を兼ねる帽子形の金属製キャップ８が前記負極
集電棒５の頭部に当接するように配置されている。そし
て、前記正極缶１の開口縁を内方に屈曲させることによ
り前記ガスケット６及びキャップ８で正極缶１内を密閉
口している。
比較例
セパレータとしてポリビニールアルコール繊維の帯状不
繊布そのものを三重巻回した渦巻状のものを用いた以外
、実施例と同様な構造のアルカリ乾電池を組立てた。
繊布そのものを三重巻回した渦巻状のものを用いた以外
、実施例と同様な構造のアルカリ乾電池を組立てた。
しかして、本実施例及び比較例の電池を夫々２０個用意
し、４５℃の条件下で２ケ月間貯蔵した後、５Ωの負荷
条件で終止電圧が０．９■となるまでの放電時間を測定
しその平均値を求めた。その゛結果を下記第１表に示す
。また、実施例および比較例の電池を３０℃の条件下で
１８ケ月間貯蔵した後、１０Ωの負荷条件で終止電圧が
０．９■となるまでの放電時間を測定し、その平均値を
求めた。その結果を同第１表に併記した。
し、４５℃の条件下で２ケ月間貯蔵した後、５Ωの負荷
条件で終止電圧が０．９■となるまでの放電時間を測定
しその平均値を求めた。その゛結果を下記第１表に示す
。また、実施例および比較例の電池を３０℃の条件下で
１８ケ月間貯蔵した後、１０Ωの負荷条件で終止電圧が
０．９■となるまでの放電時間を測定し、その平均値を
求めた。その結果を同第１表に併記した。
第１表
上記第１表から明らかな如く、本実施例の電池は比較例
の電池に比べ長期間貯蔵後の重負荷放電時間を著しく長
くできることがわかる。
の電池に比べ長期間貯蔵後の重負荷放電時間を著しく長
くできることがわかる。
なお、上記実施例では帯状の不繊布を三重巻回した渦巻
き状のセパレータを用いたがこれに限定されず、帯状の
不繊布を１回、２回もしくは４回以上巻回した渦巻状の
セパレータを用いてもよい。
き状のセパレータを用いたがこれに限定されず、帯状の
不繊布を１回、２回もしくは４回以上巻回した渦巻状の
セパレータを用いてもよい。
上記実施例では、電解液として水酸化カリウムを用いた
がこれに限定されず、水酸化ナトリウム等のアルカリ性
溶液についても同様に適用できる。
がこれに限定されず、水酸化ナトリウム等のアルカリ性
溶液についても同様に適用できる。
上記実施例では、円筒状のアルカリ乾電池について説明
したがこれに限定されず、ボタン形アルカリ乾電池につ
いても同様に適用できる。
したがこれに限定されず、ボタン形アルカリ乾電池につ
いても同様に適用できる。
［発明の効果］
以上詳述したように、本発明によればセパレータの電解
液の保持性を向上すると共に、セパレータと正極合剤界
面の接触抵抗を低減でき、ひいては長期間の貯蔵後や高
温下での貯蔵後においても長時間の放電が可能なアルカ
リ乾電池を提供することができる。
液の保持性を向上すると共に、セパレータと正極合剤界
面の接触抵抗を低減でき、ひいては長期間の貯蔵後や高
温下での貯蔵後においても長時間の放電が可能なアルカ
リ乾電池を提供することができる。
第１図は本発明の実施例におけるアルカリ乾電池を示す
断面図である。 １ ・・正極缶、２・・・正極合剤、３・・・セパレー
タ、４・・・ゲル状負極合剤、５・・・負極集電棒、６
・・・絶縁ガスケット、７・・・封口板、８・・・キャ
ップ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
断面図である。 １ ・・正極缶、２・・・正極合剤、３・・・セパレー
タ、４・・・ゲル状負極合剤、５・・・負極集電棒、６
・・・絶縁ガスケット、７・・・封口板、８・・・キャ
ップ。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦
Claims (1)
- 一極性の端子を兼ねる有底容器と、この容器内部に配置
された負極合剤とセパレータと正極合剤とがこの順序で
積層して構成される発電要素と、前記正負極合剤のいず
れか一方に挿入された他極性の集電棒と、前記発電要素
上部に設けられた絶縁性のガスケットと、前記ガスケッ
ト上部に載置され、前記容器及びガスケットの夫々の開
口部をかしめることにより該容器内の各部材を密閉する
と共に前記集電棒と接続される他極性端子を兼ねる封口
板とを具備したアルカリ乾電池において、前記セパレー
タにゲル化剤を充填したことを特徴とするアルカリ乾電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63228068A JPH0278150A (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | アルカリ乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63228068A JPH0278150A (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | アルカリ乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0278150A true JPH0278150A (ja) | 1990-03-19 |
Family
ID=16870691
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63228068A Pending JPH0278150A (ja) | 1988-09-12 | 1988-09-12 | アルカリ乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0278150A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005124895A1 (ja) * | 2004-06-17 | 2005-12-29 | Kuraray Co., Ltd. | 電池用セパレータ及びアルカリ電池 |
| WO2008075457A1 (ja) | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Kuraray Co., Ltd. | アルカリ電池用セパレータ、その製造方法及び電池 |
| JP2012142256A (ja) * | 2010-12-29 | 2012-07-26 | Industrial Technology Research Inst | セパレータ、セパレータを含む電気化学セル、およびセパレータの製造方法 |
-
1988
- 1988-09-12 JP JP63228068A patent/JPH0278150A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2005124895A1 (ja) * | 2004-06-17 | 2005-12-29 | Kuraray Co., Ltd. | 電池用セパレータ及びアルカリ電池 |
| US7754387B2 (en) | 2004-06-17 | 2010-07-13 | Kuraray Co., Ltd. | Separator for battery and alkaline battery |
| WO2008075457A1 (ja) | 2006-12-20 | 2008-06-26 | Kuraray Co., Ltd. | アルカリ電池用セパレータ、その製造方法及び電池 |
| US8865336B2 (en) | 2006-12-20 | 2014-10-21 | Kuraray Co., Ltd. | Separator for alkaline battery, method for producing the same, and battery |
| JP2012142256A (ja) * | 2010-12-29 | 2012-07-26 | Industrial Technology Research Inst | セパレータ、セパレータを含む電気化学セル、およびセパレータの製造方法 |
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