JPH05314993A - ボタン形アルカリ電池およびその製造法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 低温時の内部抵抗が低く安定している低温特
性の優れたボタン形アルカリ電池およびその製造法を提
供することを目的とする。 【構成】 正極電解液体積を正極合剤空隙体積以上に注
入することにより、電解液が正極空隙体積を全て満た
し、正極合剤とセパレータの間にも電解液が存在するた
め、液不足による内部抵抗の増大およびバラツキが起こ
らず低温特性の優れたボタン形アルカリ電池が得られ
る。またそのための製造法として、あらかじめ電池状態
での正極合剤空隙体積の１．４〜１．５倍の空隙体積に
正極合剤を成型しておき、それに必要量の電解液を吸液
させた後正極合剤空隙体積を初期の６０％〜７０％に加
圧成型する製造法を取ることによって、直後漏液のない
電池を製造することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は正極合剤を正極ケース内
で成形し、電解液を注入するボタン形アルカリ電池およ
びその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】ボタン形アルカリ電池は、小型・高性能
な電池として、腕時計や電卓、ゲーム機器などの電源に
多く用いられており、最近益々小型・薄型でしかも高容
量なものが要求されている。

【０００３】以下に従来のボタン形アルカリ電池につい
て図面を参照しながら説明する。図５に従来のボタン形
アルカリ電池の構成を示す。

【０００４】図５において、正極合剤１１は正極ケース
１２内に成形され、セパレータ１３を介して負極合剤１
４と対向している。封口板１５は封口パッキン１６を挟
んで正極ケース端部により封口されている。

【０００５】正極合剤には酸化銀、酸化マンガン、酸化
水銀などの金属酸化物と導電助剤として黒鉛を混合し、
円板状に成型したものを用いる。負極合剤には汞化亜鉛
を用いる。電解液には水酸化カリウムまたは水酸化ナト
リウムの水溶液を用いる。

【０００６】つぎに、上記のように構成された従来のボ
タン形アルカリ電池の製造工程について説明する。

【０００７】正極部の製造工程としては、 （１）プレスで成型した正極合剤１１を正極ケース１２
に挿入する工程。

【０００８】（２）正極合剤上に電解液を注液する工
程。 （３）所定の大きさのセパレータを正極合剤上に挿入す
る工程。

【０００９】負極部の工程としては、 （１）負極合剤１４を、あらかじめ封口パッキン１６と
構成された封口板１５に挿入する工程。

【００１０】（２）負極合剤上に電解液を注液する工
程。 そして、正極部と負極部をカップリングし、クリンプ封
口してボタン形アルカリ電池を構成する工程からなって
いる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】上記の従来の構成で
は、図４に示すように、正極部の電解液体積が正極合剤
空隙体積の７０％〜８０％しかないため正極とセパレー
タ界面に電解液がほとんど存在せず、低温時（特に０℃
以下）の内部抵抗が高く、バラツキも大きくなり、電池
の閉路電圧が低下するとともに電池性能のバラツキが大
きいという問題点があった。

【００１２】また、電解液を正極空隙体積の１００％以
上注液すると、クリンプ封口時に電解液が正極ケースの
外にはみ出して漏液するため、電解液量を増やせないと
いう問題点があった。

【００１３】本発明は上記従来の課題を解決するもの
で、封口時に漏液せず、電池性能が均質で低温時に内部
抵抗が増大しないボタン形アルカリ電池およびその製造
法を提供することを目的とするものである。

【００１４】

【課題を解決するための手段】この課題を解決するため
に本発明は、正極部に含有される電界液の体積の下限
が、正極合剤中の空隙体積に等しい体積になるようにし
たものである。

【００１５】また、正極合剤の空隙体積が、電池構成時
の空隙体積の１．４〜１．５倍である前記正極合剤を成
形する工程と、成形した正極合剤を電池ケースに挿入す
る工程と、所定体積の電解液を前記正極合剤に吸収させ
る工程と、セパレータを所定の形状に打ち抜き前記正極
合剤上に挿入する工程と、成形した前記正極合剤を初期
の６０〜７０％の空隙体積まで加圧成型する工程を備え
るようにしたものである。

【００１６】

【作用】この構成によって、正極部の電解液体積が正極
合剤空隙体積の１００％以上存在することになり、正極
合剤の空隙をすべて満たして液の偏在がなくなる。

【００１７】また、正極合剤とセパレータの界面にも電
解液が存在する。このため、常に導電性が保たれ、内部
抵抗の増大やバラツキによる閉路電圧の低下やバラツキ
を防止することができる。

【００１８】

【実施例】以下に本発明の一実施例について、図面を参
照しながら説明する。

【００１９】図１は酸化銀電池ＳＲ６２６ＳＷを構成
し、正極電解液体積と正極合剤空隙体積との比率を変化
させ、各条件毎にそれぞれ２０個の電池を作製し、それ
ぞれの電池を−１０℃で２４時間放置したときの電池の
内部抵抗を示したものである。

【００２０】図１からわかるように、正極電解液体積が
正極合剤空隙体積の１００％以下の場合、−１０℃での
電池内部抵抗は高くまたバラツキが大きい。これは電解
液の比率が小さいほど顕著である。

【００２１】逆に、電解液の比率が正極空隙体積の１０
０％以上ある場合は、−１０℃での電池内部抵抗は低く
安定している。また、１００％以上あればそれ以上増加
させても内部抵抗の傾向にあまり変化はない。

【００２２】以上のように本発明の実施例によれば、正
極電解液体積を正極合剤空隙体積の１００％以上存在さ
せることにより、低温での電池内部抵抗が低くまたバラ
ツキも小さく安定しており、低温特性にすぐれた電池を
得ることができる。

【００２３】しかしながら図４に示すように、従来の製
造法では正極合剤の電解液吸液量は空隙体積の７０％〜
８０％しかなく、空隙体積の１００％以上注液した場合
クリンプ封口時に余剰電解液が正極ケース上部まではみ
出し、直後漏液が発生する。

【００２４】つぎに、直後漏液の発生無しに正極電解液
を正極合剤空隙体積の１００％以上存在させる製造法に
ついて図面を参照しながら説明する。図２（ａ）〜
（ｆ）に、本発明の一実施例のボタン形アルカリ電池の
製造法を正極部各工程について示す。

【００２５】図２において、（ａ）は正極合剤一次成型
工程 （ｂ）は正極合剤一次成型品を正極ケースに挿入
する工程 （ｃ）は正極合剤上に電解液を所定量注液
し、完全吸液させる工程 （ｄ）は正極合剤上にセパレ
ータを挿入する工程 （ｅ）はプレスで正極合剤を６０
％〜７０％の体積に加圧成型する工程 （ｆ）は完成し
た正極部である。

【００２６】酸化銀電池ＳＲ６２６ＳＷを用いた本発明
の具体的実施例を以下に説明する。電池ＳＲ６２６ＳＷ
は直径６．８mm、高さ２．６mmのボタン形電池で、正極
合剤の空隙体積は３．８μｌである。

【００２７】まず正極合剤一次成型品１として空隙体積
５．４μｌのものを成型する。この一次成型品は、電池
構成状態での正極合剤空隙体積の１．４２倍である。つ
ぎに正極合剤一次成型品１を正極ケース２に挿入した後
正極合剤一次成型品空隙体積の７４％に当たる４μｌの
電解液４を注液し完全吸液させる。そしてセパレータ３
を正極合剤上に挿入した後、プレス５によって加圧圧縮
する。

【００２８】このとき、圧縮率を変えて電池を作製し、
−１０℃に２４時間放置後の電池の内部抵抗と、直後漏
液発生率を測定した。結果を図３に示す。図３からわか
るように、正極合剤体積を初期の７０％以下に圧縮すれ
ば内部抵抗の値が低く、バラツキも小さく安定した低温
特性を有する電池を得ることができる。これは、圧縮後
の正極合剤空隙体積が３．８μｌ以下となり、注液した
電解液体積４μｌが正極合剤空隙体積の１００％以上に
なるからである。

【００２９】この電池を分解して正極合剤とセパレータ
の界面を観察してみると、界面に電解液の存在が確認で
きた。このことから、電解液が正極合剤の空隙を満たし
てなお余剰の電解液があることがわかる。しかし、正極
合剤空隙体積を初期の５０％以下にまで圧縮すると直後
漏液の発生がある。これは、余剰電解液量が多くなりす
ぎて、正極ケース上部まではみ出すためと考えられる。

【００３０】したがって、正極合剤空隙体積を初期の６
０％〜７０％に圧縮すれば、低温での内部抵抗が安定
し、かつ直後漏液無しに電池を作ることができる。

【００３１】以上のように、本実施例の製造法を用いれ
ば、低温での内部抵抗が低く安定しており、すぐれた低
温特性の電池を直後漏液無しに製造することができる。

【００３２】なお、本実施例では酸化銀電池ＳＲ６２６
ＳＷについてのみ記したが、他のサイズの電池ならびに
アルカリボタン電池や水銀電池などの他のボタン形アル
カリ電池においても同様の効果が得られる。

【００３３】

【発明の効果】以上の実施例の説明から明らかなように
本発明によれば、正極電解液体積を正極合剤空隙体積の
１００％以上にすることによって、低温での電池内部抵
抗を低くし、安定にすることができ、低温特性のすぐれ
たボタン形アルカリ電池を提供できる。

【００３４】またそのための製造法として、あらかじめ
電池状態での正極合剤空隙体積の１．４〜１．５倍の体
積に正極合剤を成型しておき、それに必要量の電解液を
吸液させた後正極合剤空隙体積を初期の６０％〜７０％
に加圧成型する製造法によって、直後漏液無しに正極電
解液体積が正極合剤空隙体積の１００％以上となるボタ
ン形アルカリ電池ならびにその製造法を提供することが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例のボタン形アルカリ電池の正
極電解液体積と正極合剤空隙体積の比率と電池内部抵抗
との関係を示す図

【図２】（ａ）は同正極合剤の一次成型品の断面図 （ｂ）は同正極合剤一次成型品を正極ケースに挿入した
状態を示す断面図 （ｃ）は同正極合剤に電解液を注入する状態を示す断面
図 （ｄ）は同セパレータを正極合剤状に挿入した状態を示
す断面図 （ｅ）は同正極合剤の二次成型の状態を示す断面図 （ｆ）は同完成した正極部の断面図

【図３】同正極合剤空隙体積圧縮率と電池内部抵抗およ
び直後漏液発生率との関係を示す図

【図４】従来のボタン形アルカリ電池の正極合剤への電
解液注液量と吸液量と直後漏液発生率の関係を示す図

【図５】同ボタン形アルカリ電池の構成を示す断面図

【符号の説明】

１ 正極合剤一次成型品 ２ 正極ケース ３ セパレータ ４ 電解液 ５ プレス

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森田 是宣 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】正極部に含有される電界波の体積の下限
   が、正極合剤中の空隙体積に等しい体積であるボタン形
   アルカリ電池。
2. 【請求項２】正極合剤の空隙体積が、電池構成時の空隙
   体積の１．４〜１．５倍である前記正極合剤を成形する
   工程と、成形した正極合剤を電池ケースに挿入する工程
   と、所定体積の電解液を前記正極合剤に吸収させる工程
   と、セパレータを所定の形状に打ち抜き前記正極合剤上
   に挿入する工程と、成型した前記正極合剤を初期の６０
   〜７０％の空隙体積まで加圧成形する工程を備えたボタ
   ン形アルカリ電池の製造法。