JPH05129016A - アルカリ乾電池 - Google Patents
アルカリ乾電池Info
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- JPH05129016A JPH05129016A JP3287842A JP28784291A JPH05129016A JP H05129016 A JPH05129016 A JP H05129016A JP 3287842 A JP3287842 A JP 3287842A JP 28784291 A JP28784291 A JP 28784291A JP H05129016 A JPH05129016 A JP H05129016A
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- JP
- Japan
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- negative electrode
- current collecting
- base material
- die
- alkaline dry
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- H01M4/00—Electrodes
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- H01M4/64—Carriers or collectors
- H01M4/66—Selection of materials
- H01M4/661—Metal or alloys, e.g. alloy coatings
-
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- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【目的】水銀無添加とした場合においても高温貯蔵時の
水素ガス発生を十分に抑制する。 【構成】活物質としての亜鉛、及びアルカリ電解液を含
有するゲル状負極内に真鍮製の集電棒を挿入した構造を
有するアルカリ乾電池において、前記集電棒として、棒
状の集電棒基材をダイスに押込んで前記基材の表層を前
記ダイス前段に移動させて前記ゲル状負極と接触する部
位に新生面が表出したものを用いる。
水素ガス発生を十分に抑制する。 【構成】活物質としての亜鉛、及びアルカリ電解液を含
有するゲル状負極内に真鍮製の集電棒を挿入した構造を
有するアルカリ乾電池において、前記集電棒として、棒
状の集電棒基材をダイスに押込んで前記基材の表層を前
記ダイス前段に移動させて前記ゲル状負極と接触する部
位に新生面が表出したものを用いる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ乾電池に関し、
特にゲル状負極内に挿入される集電棒を改良したアルカ
リ乾電池に係る。
特にゲル状負極内に挿入される集電棒を改良したアルカ
リ乾電池に係る。
【０００２】
【従来の技術】アルカリマンガン乾電池で代表されるア
ルカリ乾電池は、亜鉛粉末（或いは亜鉛合金粉末）とカ
ルボキシメチルセルロース等のゲル化剤とを水酸化カリ
ウム水溶液等からなるアルカリ電解液に混合したゲル状
負極を備えている。従来のアルカリ乾電池では、前記ゲ
ル状負極の亜鉛粉末に水銀を添加して汞化することによ
って、貯蔵時の亜鉛の自己放電に起因する水素ガスの発
生を制御して電池内圧の上昇を防止していた。
ルカリ乾電池は、亜鉛粉末（或いは亜鉛合金粉末）とカ
ルボキシメチルセルロース等のゲル化剤とを水酸化カリ
ウム水溶液等からなるアルカリ電解液に混合したゲル状
負極を備えている。従来のアルカリ乾電池では、前記ゲ
ル状負極の亜鉛粉末に水銀を添加して汞化することによ
って、貯蔵時の亜鉛の自己放電に起因する水素ガスの発
生を制御して電池内圧の上昇を防止していた。
【０００３】ところが、近年、環境公害問題上の見地か
らアルカリ乾電池内の水銀量の低減化が望まれている。
このようなことから、水銀を無添加としたアルカリ乾電
池においても、前記亜鉛の自己放電に起因する水素ガス
の発生を抑制することが可能となるように次のような対
策が提案されている。即ち、亜鉛粉末への不純物（特に
鉄やクロムの微粒子）の付着によって自己放電が誘発さ
れるのを防止するため精製された亜鉛粉末を用いると共
に、自己放電反応を抑制するインヒビター（例えばフッ
素を分子構造中に取り組んだ界面活性能を有する物質）
をゲル状負極に配合する対策が提案されている。しかし
ながら、水銀無添加のアルカリ乾電池では、前記対策を
施しても貯蔵時、特に高温貯蔵時の水素ガス発生を十分
に抑制することができなかった。
らアルカリ乾電池内の水銀量の低減化が望まれている。
このようなことから、水銀を無添加としたアルカリ乾電
池においても、前記亜鉛の自己放電に起因する水素ガス
の発生を抑制することが可能となるように次のような対
策が提案されている。即ち、亜鉛粉末への不純物（特に
鉄やクロムの微粒子）の付着によって自己放電が誘発さ
れるのを防止するため精製された亜鉛粉末を用いると共
に、自己放電反応を抑制するインヒビター（例えばフッ
素を分子構造中に取り組んだ界面活性能を有する物質）
をゲル状負極に配合する対策が提案されている。しかし
ながら、水銀無添加のアルカリ乾電池では、前記対策を
施しても貯蔵時、特に高温貯蔵時の水素ガス発生を十分
に抑制することができなかった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、従来の問題
点を解決するためになされたもので、水銀無添加とした
場合においても高温貯蔵時の水素ガス発生が十分に抑制
されたアルカリ乾電池を提供しようとするものである。
点を解決するためになされたもので、水銀無添加とした
場合においても高温貯蔵時の水素ガス発生が十分に抑制
されたアルカリ乾電池を提供しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、活物質として
の亜鉛、及びアルカリ電解液を含有するゲル状負極内に
真鍮製の集電棒を挿入した構造を有するアルカリ乾電池
において、前記集電棒として、棒状の集電棒基材をダイ
スに押込んで前記基材の表層を前記ダイス前段に移動さ
せて前記ゲル状負極と接触する部位に新生面が表出した
ものを用いることを特徴とするアルカリ乾電池である。
の亜鉛、及びアルカリ電解液を含有するゲル状負極内に
真鍮製の集電棒を挿入した構造を有するアルカリ乾電池
において、前記集電棒として、棒状の集電棒基材をダイ
スに押込んで前記基材の表層を前記ダイス前段に移動さ
せて前記ゲル状負極と接触する部位に新生面が表出した
ものを用いることを特徴とするアルカリ乾電池である。
【０００６】
【作用】従来、アルカリ乾電池のゲル状負極内に挿入さ
れる集電棒は、例えば次のように製造される。即ち、真
鍮材料をダイスに通して縮径する引き抜き加工を複数回
行なって所定の径の棒状の集電棒基材を成形する。つづ
いて、この集電棒基材の一端側をガスケットへの取付け
性や負極端子板との溶接性が良好な頭部となるように成
形加工し、更に必要に応じて他端を鋭角にして全体が釘
状となるように成形加工して集電棒を製造する。こうし
た集電棒の製造工程において、前記真鍮材料をダイスに
通す際にその表層に鉄やクロム等の重金属の微粒子など
の不純物が埋め込まれ、その後この不純物は更に引き抜
き加工が行なわれても真鍮材料と共に引き伸ばされるだ
けで表層に最後まで残る。従って、従来のアルカリ乾電
池では、前記集電棒の表層に不純物が埋め込まれている
ため、ゲル状負極中の亜鉛の自己放電を誘発し、その結
果貯蔵時、特に高温貯蔵時に水素ガス発生を招くという
問題があった。
れる集電棒は、例えば次のように製造される。即ち、真
鍮材料をダイスに通して縮径する引き抜き加工を複数回
行なって所定の径の棒状の集電棒基材を成形する。つづ
いて、この集電棒基材の一端側をガスケットへの取付け
性や負極端子板との溶接性が良好な頭部となるように成
形加工し、更に必要に応じて他端を鋭角にして全体が釘
状となるように成形加工して集電棒を製造する。こうし
た集電棒の製造工程において、前記真鍮材料をダイスに
通す際にその表層に鉄やクロム等の重金属の微粒子など
の不純物が埋め込まれ、その後この不純物は更に引き抜
き加工が行なわれても真鍮材料と共に引き伸ばされるだ
けで表層に最後まで残る。従って、従来のアルカリ乾電
池では、前記集電棒の表層に不純物が埋め込まれている
ため、ゲル状負極中の亜鉛の自己放電を誘発し、その結
果貯蔵時、特に高温貯蔵時に水素ガス発生を招くという
問題があった。
【０００７】本発明のアルカリ乾電池は、前記真鍮製の
集電棒として、棒状の集電棒基材をダイスに押込んで前
記基材の表層を前記ダイス前段に移動させて前記ゲル状
負極と接触する部位に新生面が表出したもの、つまり前
記集電棒基材の不純物の埋め込まれた表層を除去して前
記ゲル状負極と接触する部位を不純物がない状態で形成
したものを用いているため、前記ゲル状負極中の亜鉛の
自己放電が誘発されることがなく、その結果、水銀無添
加とした場合においても高温貯蔵時の水素ガス発生が十
分に抑制されたアルカリ乾電池を得ることができる。
集電棒として、棒状の集電棒基材をダイスに押込んで前
記基材の表層を前記ダイス前段に移動させて前記ゲル状
負極と接触する部位に新生面が表出したもの、つまり前
記集電棒基材の不純物の埋め込まれた表層を除去して前
記ゲル状負極と接触する部位を不純物がない状態で形成
したものを用いているため、前記ゲル状負極中の亜鉛の
自己放電が誘発されることがなく、その結果、水銀無添
加とした場合においても高温貯蔵時の水素ガス発生が十
分に抑制されたアルカリ乾電池を得ることができる。
【０００８】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して詳細
に説明する。 実施例１
に説明する。 実施例１
【０００９】図１は、実施例１に用いられた集電棒の押
出し加工装置を示す断面図である。即ち、図中の１は、
貫通孔を有するタングステンの超硬合金からなる金型で
ある。前記金型１の貫通孔は、孔径１．４３ｍｍφのダ
イス前段部１ａ、孔径１．２６ｍｍφのダイス部１ｂ、
孔径１．３０ｍｍφのダイス後段部１ｃからなる。前記
金型１のダイス前段部１ａの開口部を有する面側には、
前記貫通孔の中心軸方向に移動する押し棒２が配置され
ている。次に、前述した押出し加工装置を用いた集電棒
の製造方法を説明する。
出し加工装置を示す断面図である。即ち、図中の１は、
貫通孔を有するタングステンの超硬合金からなる金型で
ある。前記金型１の貫通孔は、孔径１．４３ｍｍφのダ
イス前段部１ａ、孔径１．２６ｍｍφのダイス部１ｂ、
孔径１．３０ｍｍφのダイス後段部１ｃからなる。前記
金型１のダイス前段部１ａの開口部を有する面側には、
前記貫通孔の中心軸方向に移動する押し棒２が配置され
ている。次に、前述した押出し加工装置を用いた集電棒
の製造方法を説明する。
【００１０】まず、組成が銅６５重量％、亜鉛３５重量
％の真鍮材料に引抜き加工を複数回施すことにより、図
２（ａ）に示すような直径１．３８ｍｍ、長さ２８ｍｍ
の棒状の集電棒基材３を形成した。
％の真鍮材料に引抜き加工を複数回施すことにより、図
２（ａ）に示すような直径１．３８ｍｍ、長さ２８ｍｍ
の棒状の集電棒基材３を形成した。
【００１１】次いで、図２（ｂ）に示すように前記集電
棒基材３を前記金型１の貫通孔のダイス前段部１ａに挿
入する。つづいて、図２（ｃ）に示すように前記押し棒
２を前記金型１方向に移動させて前記集電棒基材３を前
記金型１の貫通孔のダイス部１ｂに押し込む。これによ
り、前記ダイス部１ｂに押し込まれた集電棒基材３部分
は、その表層がダイス前段部１ａに移動されて新生面を
表出して直径１．２６ｍｍに縮径される。また、前記ダ
イス前段部１ａ内の集電棒基材３部分は、該ダイス前段
部１ａの形状となって直径が拡大される。ひきつづき、
この集電棒基材３を前記金型１から取出した後、前記直
径が拡大された集電棒基材３部分の先端を叩いて更に拡
大し、かつその先端面に高さ０．２ｍｍの突起を付ける
成形加工を施すことにより、図２（ｄ）に示すような長
さ４ｍｍの頭部４ａと、長さ２５ｍｍの胴部４ｂとから
なる全長２９ｍｍの集電棒４を製造した。なお、前記頭
部４ａの高さ０．２ｍｍの突起は、負極端子板との良好
な抵抗溶接性を得るために付けたものである。こうして
得られた集電棒を用いて図３に示すＪＩＳ規格ＬＲ０３
形（単４形）のアルカリ乾電池を組立てた。
棒基材３を前記金型１の貫通孔のダイス前段部１ａに挿
入する。つづいて、図２（ｃ）に示すように前記押し棒
２を前記金型１方向に移動させて前記集電棒基材３を前
記金型１の貫通孔のダイス部１ｂに押し込む。これによ
り、前記ダイス部１ｂに押し込まれた集電棒基材３部分
は、その表層がダイス前段部１ａに移動されて新生面を
表出して直径１．２６ｍｍに縮径される。また、前記ダ
イス前段部１ａ内の集電棒基材３部分は、該ダイス前段
部１ａの形状となって直径が拡大される。ひきつづき、
この集電棒基材３を前記金型１から取出した後、前記直
径が拡大された集電棒基材３部分の先端を叩いて更に拡
大し、かつその先端面に高さ０．２ｍｍの突起を付ける
成形加工を施すことにより、図２（ｄ）に示すような長
さ４ｍｍの頭部４ａと、長さ２５ｍｍの胴部４ｂとから
なる全長２９ｍｍの集電棒４を製造した。なお、前記頭
部４ａの高さ０．２ｍｍの突起は、負極端子板との良好
な抵抗溶接性を得るために付けたものである。こうして
得られた集電棒を用いて図３に示すＪＩＳ規格ＬＲ０３
形（単４形）のアルカリ乾電池を組立てた。
【００１２】即ち、図中、１１は正極端子を兼ねる有底
円筒形の金属缶である。この金属缶１１内には、円筒状
に加圧成形した正極合剤１２が充填されている。前記正
極合剤１２は、二酸化マンガン粉末とカーボン粉末とを
混合し、これを前記金属缶１１内に収納し所定の圧力で
中空円筒状に加圧成形したものである。
円筒形の金属缶である。この金属缶１１内には、円筒状
に加圧成形した正極合剤１２が充填されている。前記正
極合剤１２は、二酸化マンガン粉末とカーボン粉末とを
混合し、これを前記金属缶１１内に収納し所定の圧力で
中空円筒状に加圧成形したものである。
【００１３】前記正極合剤１２の中空部には、アセター
ル化ポリビニルアルコール繊維の不織布からなる有底円
筒状のセパレータ１３を介してゲル状負極１４が充填さ
れている。前記ゲル状負極１４は、亜鉛粉末にポリアク
リル酸をゲル化剤としてを混合し、これを水酸化カリウ
ム水溶液に減圧下で撹拌して混合することにより得られ
たものである。
ル化ポリビニルアルコール繊維の不織布からなる有底円
筒状のセパレータ１３を介してゲル状負極１４が充填さ
れている。前記ゲル状負極１４は、亜鉛粉末にポリアク
リル酸をゲル化剤としてを混合し、これを水酸化カリウ
ム水溶液に減圧下で撹拌して混合することにより得られ
たものである。
【００１４】前記ゲル状負極１４内には、前記方法で得
られた集電棒４の胴部４ｂがその頭部４ａを該負極１４
より突出するように挿着されている。前記集電棒４の頭
部４ａ外周面及び前記金属缶１１の上部内周面には、二
重環状部を構成するポリアミド樹脂からなる内側絶縁ガ
スケット１５が配設されている。このガスケット１５の
二重環状部の間には、リング状の金属板１６が配設さ
れ、かつ該金属板１６上には負極端子を兼ねる帽子形の
金属封口板１７が配設されている。前記金属封口板１７
には、前記集電棒４の頭部４ａ先端が抵抗溶接により接
続されている。そして、前記金属缶１１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１５及び前記金
属封口板１７で該金属缶１１内を密封口している。 比較例１
られた集電棒４の胴部４ｂがその頭部４ａを該負極１４
より突出するように挿着されている。前記集電棒４の頭
部４ａ外周面及び前記金属缶１１の上部内周面には、二
重環状部を構成するポリアミド樹脂からなる内側絶縁ガ
スケット１５が配設されている。このガスケット１５の
二重環状部の間には、リング状の金属板１６が配設さ
れ、かつ該金属板１６上には負極端子を兼ねる帽子形の
金属封口板１７が配設されている。前記金属封口板１７
には、前記集電棒４の頭部４ａ先端が抵抗溶接により接
続されている。そして、前記金属缶１１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１５及び前記金
属封口板１７で該金属缶１１内を密封口している。 比較例１
【００１５】実施例１と同様な棒状の集電棒基材に更に
引き抜き加工を行なった後、頭部を成形加工して実施例
１と同寸法の集電棒を製造した。前記集電棒を用いて実
施例１と同様なアルカリ乾電池を組立てた。
引き抜き加工を行なった後、頭部を成形加工して実施例
１と同寸法の集電棒を製造した。前記集電棒を用いて実
施例１と同様なアルカリ乾電池を組立てた。
【００１６】実施例１及び比較例１のアルカリ乾電池に
ついて、それぞれ６０個づつを温度６０℃の条件下で貯
蔵した。これらアルカリ乾電池を貯蔵日数１０日経過ご
とに２０個づつ分解し、発生した水素ガス量を水中捕集
によって測定し、その平均値を求めた。その結果を下記
表１に示す。
ついて、それぞれ６０個づつを温度６０℃の条件下で貯
蔵した。これらアルカリ乾電池を貯蔵日数１０日経過ご
とに２０個づつ分解し、発生した水素ガス量を水中捕集
によって測定し、その平均値を求めた。その結果を下記
表１に示す。
【００１７】 表１ 貯蔵日数 １０日 ２０日 ３０日 実施例１ ０．２ｍｌ ０．２ｍｌ ０．２ｍｌ 比較例１ １．８ｍｌ ４．６ｍｌ ７．０ｍｌ
【００１８】表１から明らかなように実施例１のアルカ
リ乾電池は、高温貯蔵時の水素ガス発生が十分に抑制さ
れていることがわかる。これは、ゲル状負極と接触する
部位である集電棒の胴部に新生面を表出して不純物がな
い状態にしているため、ゲル状負極中の亜鉛の自己放電
が誘発されることがないことによるものである。
リ乾電池は、高温貯蔵時の水素ガス発生が十分に抑制さ
れていることがわかる。これは、ゲル状負極と接触する
部位である集電棒の胴部に新生面を表出して不純物がな
い状態にしているため、ゲル状負極中の亜鉛の自己放電
が誘発されることがないことによるものである。
【００１９】これに対し、比較例１のアルカリ乾電池
は、高温貯蔵時に水素ガスが発生していることがわか
る。これは、集電棒の胴部の表層に鉄、クロム微粒子等
の不純物が埋め込まれているため、ゲル状負極中の亜鉛
の自己放電を誘発していることによるものである。な
お、比較例１の集電棒を化学的に洗浄しても表層に埋め
込まれた不純物を除去できないため、高温貯蔵時の水素
ガス発生を抑制する効果は得られなかった。
は、高温貯蔵時に水素ガスが発生していることがわか
る。これは、集電棒の胴部の表層に鉄、クロム微粒子等
の不純物が埋め込まれているため、ゲル状負極中の亜鉛
の自己放電を誘発していることによるものである。な
お、比較例１の集電棒を化学的に洗浄しても表層に埋め
込まれた不純物を除去できないため、高温貯蔵時の水素
ガス発生を抑制する効果は得られなかった。
【００２０】
【発明の効果】以上詳述した如く、本発明によれば水銀
無添加とした場合においても高温貯蔵時の水素ガス発生
が十分に抑制されたアルカリ乾電池を提供することがで
きる。
無添加とした場合においても高温貯蔵時の水素ガス発生
が十分に抑制されたアルカリ乾電池を提供することがで
きる。
【図１】実施例１に用いられた集電棒の押出し加工装置
を示す断面図。
を示す断面図。
【図２】実施例１の集電棒の製造工程を示す断面図。
【図３】実施例１のアルカリ乾電池を示す断面図。
１…金型、１ａ…ダイス前段部、１ｂ…ダイス部、１ｃ
…ダイス後段部、２…押し棒、３…集電棒基材、４…集
電棒、４ａ…集電棒の頭部、４ｂ…集電棒の胴部、１１
…金属缶、１２…正極合剤、１３…セパレータ、１４…
ゲル状負極、１７…金属封口板。
…ダイス後段部、２…押し棒、３…集電棒基材、４…集
電棒、４ａ…集電棒の頭部、４ｂ…集電棒の胴部、１１
…金属缶、１２…正極合剤、１３…セパレータ、１４…
ゲル状負極、１７…金属封口板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 伊藤 幸博 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 (72)発明者 大友 栄二 東京都品川区南品川３丁目４番10号 東芝 電池株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 活物質としての亜鉛、及びアルカリ電解
液を含有するゲル状負極内に真鍮製の集電棒を挿入した
構造を有するアルカリ乾電池において、 前記集電棒として、棒状の集電棒基材をダイスに押込ん
で前記基材の表層を前記ダイス前段に移動させて前記ゲ
ル状負極と接触する部位に新生面が表出したものを用い
る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 |
|---|---|---|---|
| JP3287842A JPH05129016A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | アルカリ乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3287842A JPH05129016A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | アルカリ乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05129016A true JPH05129016A (ja) | 1993-05-25 |
Family
ID=17722483
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3287842A Pending JPH05129016A (ja) | 1991-11-01 | 1991-11-01 | アルカリ乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05129016A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2306564A1 (en) * | 2009-10-01 | 2011-04-06 | Panasonic Corporation | Alkaline dry battery and method for producing the same |
-
1991
- 1991-11-01 JP JP3287842A patent/JPH05129016A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2306564A1 (en) * | 2009-10-01 | 2011-04-06 | Panasonic Corporation | Alkaline dry battery and method for producing the same |
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