JPH0582020B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はガルバーニバツテリの接触ユニツト
の構造に関する。

［従来の技術］ 腐食性電解液を有するガルバーニ電池はこの電
解液が外に漏れて該電池を使用する装置を損うこ
とのないように気密性を良好に保つ必要がある。
この電解液の漏洩が最も生じ易い所はバツテリの
ケースとして機能する絶縁層を貫通するマイナス
集電端子の部分である。

米国特許第4060670号には電解液の漏洩を防ぐ
ため、金属板を電池ケース内側に配置するととも
にケースを貫通する接触部材の個所をケースの内
側に接着するようにして強固な絶縁物質で塗布し
た構造のものが開示されている。電極に接続され
たこれらの金属板への電気的接触は電池の外側に
設けられ、ケースならびに封止部材層を貫通して
設けられたスプリングによつてなされ、かつ金属
板に対し圧接させた状態をとつている。

［発明が解決しようとする課題］ この接触機構は実用上信頼性が高いが、製品の
自動化による製造には適していない。しかも、特
に小型のバツテリに適用するとバツテリが大型化
するなどの問題もある。

この発明は上記事情に鑑みてなされたものであ
つて、製造上有利で、かつ電解液の漏れのおそれ
のないガルバーニバツテリを提供することを目的
とする。

［課題を解決するための手段］ 本発明は強じんな接着性絶縁物質をバツテリケ
ースの陰極側の外側に配し、陰極からの電流の取
出しを、上記絶縁物質およびバツテリの保護層を
貫通して陰極へ貫入されたピン状接触ユニツトの
少なくとも１個を介しておこなうことを特徴とす
るものである。

［作用］ 本発明はこのような構成としたため、集電端子
として機能する金属板は接触ユニツトに実質的に
垂直に固定されるとともに、このバツテリ外表面
上の絶縁物質層に対して圧接され、集電端子とし
て機能する金属板と接触ユニツトとの間の固定部
分が絶縁物質によつて完全に囲繞されるようにな
る。

この発明によれば、単一電池および一連の組合
せた電池の終電端子が簡単な構造を以つてつくる
ことができ、かつ、バツテリの製造の自動化に極
めて適したものとなる。本発明の接触端子構造は
アルカリ平坦電池、円柱状電池、たとえばアルカ
リ二酸化マンガン電池又は乾鉛酸電池等に適して
いる。

［実施例］ 以下、この発明を図示の実施例に基づいて説明
する。

第１および第２図に示すバツテリにおいて、プ
ラスチツクのホイル１および２からなるケースが
示されている。これらのホイルはたとえば内側に
ポリエチレンを設けたポリエチレン／ポリアミド
積層体からつくられている。隔離層５はイオン透
過性のもの、たとえばポリアミドの不織布からつ
くられている。この隔離層５は電池のプラス部分
とマイナス部分とを分けている。この隔離層５の
端部は熱シール性ポリエチレンから作られ、ケー
スのホイル１および２、さらに隔離層５の端部３
も、ポリエチレン層とともに真空中でヒートシー
ルされている。

陽電気物質タブレツト６（以下タブレツト６と
称う）は消極在として、たとえばMnO₂および電
子導通物質としてグラフアイトを有している。さ
らに、これには電解液としてKOH溶液の所定量
およびタブレツト圧縮のためのバインダーを有し
ている。金属板７、たとえば鉄製、はプラス電流
コレクタとして作用する。さらにこの金属板７の
タブレツト６に対向する面には炭素を含む保護塗
料層８が施されている。また、金属板７の外側に
は絶縁層９が塗布されている。この絶縁層９はゴ
ムに類似した添加したビチユーメン又はいわゆる
ホツトメトル型物質からなる。この絶縁層９は電
解液に対し不活性な接着性非流動性強じん物質か
らなつている。なお、この絶縁物質層９の中央に
は四角形状の空間部１０が残存している。

陰極１１は微粒汞化亜鉛およびバツテリ反応で
要請されるKOH溶液の必要量とを含む亜鉛層か
らなつている。この亜鉛層にはKOH溶液をコロ
イド状に結合するためカルボキシメチルセルロー
スを有している。

この形態の電池は食品工業で用いられている真
空包装方法と同様にオートメーシヨンで製造する
ことができる。この電池が全面からプラスチツク
ホイルで密封されているので、このままでは端子
のための接触ユニツトを有していないのでバツテ
リとして機能しない。そのため、第１図、第２図
のものに対し接触ユニツトを設ける必要がある。

第３，４図はホイル１の一部である空間部１０
（絶縁層９に接していない部分）を除去し、これ
にプラス電流コレクタとして作用する金属板７へ
の接点の設け方について示したものである。この
剥離した部分の金属表面にたとえば２個のピンを
有する接触ユニツト１２を固定する。この接触ユ
ニツト１２はたとえば銅、しんちゆう、亜鉛被覆
鉄などからつくられる。その固定手段としてはコ
レクタプレートとなる金属板７上にスポツト溶
接、半田付けによつておこなわれる。このバツテ
リを組立てる前に強じんな接着性物質からなる付
加絶縁層１３を電池のマイナス側に取着し、最終
組立て後のバツテリの気密性を確保するようにす
る。この付加絶縁層１３は上述の絶縁層９と同じ
物質としてもよい。

第５図は上述の型の電池３個を組合わせたバツ
テリであり、下２つは第３，４図のものと同様の
電池であり、最上部の電池の接触ユニツト１４は
薄いスチールシートからつくられ、プラス電流コ
レクタ板である金属板７にスポツト溶接で固着さ
れている。この接触ユニツト１４の一方の面はバ
ツテリのプラス電流コレクタ端子１５と接触して
いる。他方、マイナス接触ユニツト１６はマイナ
ス電流コレクタ端子１７にスポツト溶接等により
固着されている。また電池相互はゴムリング１８
によつて相互に圧接されている。

これら図から明らかなように、陰極１１に挿入
された接触ピンは電池外側に設けられた付加絶縁
層１３によつて囲繞されていて、電解液の漏洩の
完全な防止が施されている。同時に、電池相互は
相互に圧接された場合、各電池のマイナス側に施
された付加絶縁層１３の存在によつて互いに接着
された状態となる。そのため、これら電池は一つ
の固着されたブロツクとなる。このような接触ユ
ニツトで形成された場合、それに要する空間はバ
ツテリ全体の容積から比較すると極めて僅かとな
る。さらに、電池相互の電気的接触は信頼性が極
めて高くなり、振動を受けても良好な接触を保つ
ことができる。

第６，７図は他の接触機構を示すもので、特に
薄型バツテリ、又は高電流をともなうバツテリに
好適する。この構造においては接触ユニツト１２
およびマイナス接触ユニツト１６は銅線からつく
られ、単一のピンを有するにすぎない。バツテリ
組立時において、このピンが薄い銅製ホイルから
なるマイナス電流コレクタ１９を貫通する。これ
は第７図に拡大して示すように、陰極物質１１下
方に設けられたマイナス電流コレクタ１９を貫通
した状態となる。これによつて銅製ホイルとピン
との良好な電気的接触が保たれ、このホイルがマ
イナス電流コレクタ１９として機能する。このよ
うな状態下において、プラスおよびマイナス電流
コレクタ間の電流密度は均等とすることができ、
極めて強力な電流を得ることができる。このよう
に電池を適当な数で積層させることにより所望の
電圧を得ることができる。

ピンは電池を積み重ねるとき、電池の積層面に
対し垂直となつているので、このピンは最初に付
加絶縁層１３を貫通し、次にケースのホイル２を
貫通することになる。そのため電池内の真空が保
たれる。電池相互を積み重ねたときも、この付加
絶縁層１３によつてバツテリの気密性が確保され
る。

第８〜１１図はさらに他の変形例を示すもの
で、第６〜７図におけるマイナス電流コレクタ１
９に相当する部分である電流コレクタネツト１
９′が銅線２０およびプラスチツク繊維織物２１
からなるネツトを形成している。このプラスチツ
ク繊維２１は銅線２０がネツト状を形成してでき
ている電流コレクタネツト１９′と接続し、かつ
電解液の別の容器としても機能する。この場合の
接触ユニツト１２は第９図に示すように３角形状
に拡がり、それが電流コレクタネツト１９′を貫
通したとき、第１０図に示すように、銅線２０と
の電気適接触が形成されるようになつている。す
なわち、その３角形状の尖端が電流コレクタネツ
ト１９′を貫通したとき拡がつて銅線２０と接触
する。この場合、第１１図に示すように３角形の
基線“ｂ”（第９図）は銅線２０相互間の距離
“ａ”と少なくとも同等以上でなければならない。

第１２図、第１３図は第１，２図のものとほぼ
同様の構造をなしているが、プラス電流コレクタ
の金属板７の外面上に拡がる絶縁層９が均一であ
る点（したがつて、開口部がない）で異なる。こ
の場合、本発明を適用するとなると、別の接触ユ
ニツトが必要となる。

第１４，１５図はその解決手段を示すもので、
３種類の接触ユニツト２２，２３，２４の構造が
必要とされる。プラス接触ユニツト２２において
はピン２２′が一方向（下方向）にのみ折曲され
たものが必要である。接触ユニツト２３（電池間
に設けられるもの）においては二方向に向くピン
２３′，２３″が連続的接続のため必要となる。マ
イナス電流コレクタ端子１７の接触ユニツト２４
においては陰極１１内に貫入する単一のピン２
４″のみが存在する。

説明のため、第１５図は誇張して図示している
が、絶縁層９およびケースの１のホイルが極めて
薄いので、これらピン２２′および２３′は実際に
はマイナス電極中に貫入されるピン２３″，２
４″と比較して極めて短いものである。

第１６ａないし第１６ｄ図はプラス電流コレク
タに対し、たとえばスポツト溶接により接触ユニ
ツトを固定した例を示している。

他方、第１６ｅ〜第１６ｈ図は二方向に延びた
ピン２３′，２３″を有する接触ユニツトの種々の
例を示している。

第１７図は円柱状バツテリに対し、本発明を適
用した例を示している。この場合、電池は比較的
厚いマントル部１０１と、薄い底部１０２を有す
る円筒状プラスチツクケースを具備している。こ
のマントル部１０１はカラー部分１０１′が図の
ように底部１０２の下方に延出している。プラス
チツクケースのマントル部１０１及び底部１０２
の内側には円筒状のプラス電流コレクタとして機
能するプラス電流コレクタ端子１０７が設けられ
て、その内側には保護塗料層１０８が設けられて
いる。復極物質１０６の外側に押出されたトロイ
ド状部分に保護塗料層１０８が接触するようにし
て設けられている。

マイナス電極物質１１１は袋の如くして隔離層
１０５によつて全面的に囲繞され、かつカートリ
ツジ状に形成され、復極物質１０６内側の円筒状
空間を満している。プラス電流コレクタ端子１１
５は円筒状ケースを構成しているマントル部１０
１を密封し、その両端にてプラス電流コレクタ１
０７の上端に圧接されている。プラスチツクのケ
ースであるマントル部１０１はプラス電流コレク
タ端子１１５の両端上にて熱シールされ、これに
よつてバツテリの密封を可能にしている。

マイナス電流集電端子は好ましくはニツケルメ
ツキした鉄プレート１１７を具備し、これにピン
状接触ユニツト１１６がたとえば溶接により固定
されている。プラスチツクケースの底部１０２の
底面には粘性接着性の絶縁層１１３が塗布されて
いて、ピン状接触ユニツト１１６がこの絶縁層１
１３、プラスチツクケースの底部１０２および隔
離層１０５を同芯的に貫通するように圧入されて
いてマイナス電極物質１１１内に貫入している。
これにより、フランジ形状の鉄プレート１１７が
絶縁層１１３上に圧接され、その上に、カラー部
分１０１′の端部上に熱シールされ、バツテリを
完成している。

電気的短絡を防止するため、突出部１１５′
（プラス電流集電端子１１５の）の内側にはビチ
ユーム等の絶縁物質１２５が充填されている。

このバツテリはさらに従来同様にスチールジヤ
ケツトで密封するようにしてもよい。

第１８図は第１７図に対する変形例を示すもの
で、プラス電流コレクタ端子１１５，１０７が同
時にプラス電流コレクタとして機能し、プラスチ
ツクバツテリケースのマントル部１０１の底部１
０２中に延出している。これにはシリンダリング
状の溝１２６が設けられていて、円筒状のプラス
電流集電端子１０７の底部を受けている。底部１
０２の中央には、より薄い部分１２７が設けられ
ていて、ピン状接触ユニツト１１６の貫通を容易
にしている。その他の点については第１７図と同
様である。

［発明の効果］ 以上から明らかなように本発明のガルバニーバ
ツテリは陰極に挿入されたピンが電池外側に設け
られた付加絶縁層によつて囲繞されて、電解液の
漏洩の完全な防止が可能となつた。同様に、電池
相互が圧接された場合は、各電池のマイナス側に
施された付加絶縁層の存在によつて、互いに接着
された状態となり、電池相互の電気的接触の信頼
性は極めて高くなり、振動を受けても良好な接触
を保つことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係わる平坦電池の
断面図、第２図は本発明の一実施例に係わる平坦
電池の平面図、第３図及び第４図は第１図及び第
２図平坦電池に、接触ユニツトおよび絶縁層を設
けた態様を示す図、第５図は３個の電池を組合わ
せた状態のものの断面図、第６図及び第７図は他
の実施例に係わる電池の断面図、第８図はさらに
他の実施例を説明する断面図、第９図〜第１１図
は第８図の要部拡大図、第１２図および第１３図
は他の実施例に係わる電池の側面図および平面
図、第１４図は第１２図の３個の電池からなるバ
ツテリの断面図、第１５図は第１４図のバツテリ
に用いられる接触ユニツトを示す図、第１６図ａ
〜ｈは他の実施例に係わる接触ユニツトを示す斜
視図、第１７図は円柱状バツテリの例を示す分解
斜視図、第１８図は円柱状バツテリの他の実施例
を示す断面図である。 １，２……ケース、３……端部、５……隔離
層、６……陽電気物質タブレツト、７……金属
板、８……保護塗料層、９……絶縁層、１０……
空間部、１１……陰極、１２……接触ユニツト、
１３……付加絶縁層、１４……接触片、１５……
プラス電流コレクタ端子、１６……マイナス接触
ユニツト、１７……マイナス電流コレクタ端子、
１８……ゴムリング、１９……マイナス電流コレ
クタ、２０……銅線、２２′，２３′……ピン、２
４″……ピン、１０１……マントル部、１０７…
…プラス電流コレクタ、１０８……保護塗料層、
１１１……マイナス電極物質、１１５……プラス
電流集電端子、１１７……鉄プレート、１２６…
…溝。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陽電気物質層６，１０６と陰極層１１，１１
   １と、上記陽電気物質層と陰極層とを分離する隔
   離層５，１０５と、陽電気物質層に接続されたプ
   ラス電流コレクタ７，１０７と、絶縁材からつく
   られ、電池の活性成分を気密に囲繞するケース
   １，２，１０１，１０２と、プラス電流コレクタ
   ７，１０７と接触しつつ該ケース外方に導出され
   た接触ユニツト１４，２２と、該ケースを貫通し
   て該陰極層１１，１１１と接触する接触ユニツト
   １６，２４，１１６と、ケースに接した接着物質
   から作られている少なくとも１つの付加絶縁層
   ９，１３，１１３を有し、該接触ユニツトの貫通
   によつてもケースの気密性を保持しうるガルバー
   ニバツテリにおいて、上記付加絶縁層１３，１１
   ３を陰極側のケース外表面に設け、接触ユニツト
   がケースを貫通するに際し、この付加絶縁層を最
   初に貫通した状態をなしているガルバーニバツテ
   リ。 ２ 陽電気物質層６，１０６と陰極層１１，１１
   １と、上記陽電気物質層と陰極層とを分離する隔
   離層５と、陽電気物質層に接続されたプラス電流
   コレクタ７と、絶縁材からつくられ、電池の活性
   成分を気密に囲繞するケース１，２と、プラス電
   流コレクタ７と接触しつつ該ケース外方に導出さ
   れた接触ユニツト１４，２２と、該ケースを貫通
   して該陰極層１１と接触する接触ユニツト１６，
   ２４と、ケースに接した接着物質から作られてい
   る少なくとも１つの付加絶縁層９，１３を有し、
   該接触ユニツトの貫通によつてもケースの気密性
   を保持しうるガルバーニバツテリにおいて、上記
   付加絶縁層１３を陰極側のケース外表面に設け、
   接触ユニツトがケースを貫通するに際し、この付
   加絶縁層を最初に貫通した状態をなしているガル
   バーニバツテリを少なくとも２つ以上重ねたもの
   からなり、その相互間においてプラス電流コレク
   タ７と接触した接触ユニツト１２はその先端にピ
   ンを有し、そのピンにより付加絶縁層１３を介し
   て陰極層１１に延在している積層ガルバーニバツ
   テリ。 ３ 該ガルバーニバツテリのセルが円柱状であ
   り、付加絶縁層１１３がケースの比較的薄い端部
   の外面上に配置され、端子となるプレート１１７
   と該プレートから垂直に突起するピン１１６との
   組み合わせからなる接触ユニツトが、付加絶縁層
   １１３、ケースの端部１０２，１２７および袋状
   の隔離層１０５を同芯的に貫通し、陰極物質中に
   延びている特許請求の範囲第１項記載のガルバー
   ニバツテリ。 ４ プラス電流コレクタ７と接触する接触ユニツ
   ト１２，１４が電池のプラス電流コレクタ７と一
   体的にあるいは別体で形成されている特許請求の
   範囲第２項記載の積層ガルバーニバツテリ。 ５ マイナス電流コレクタ端子１７と接触する接
   触ユニツト１６が電池のマイナス電流コレクタ１
   ７と一体的にあるいは別体で形成されている特許
   請求の範囲第２項記載の積層ガルバーニバツテ
   リ。 ６ 接触ユニツト２２，２３，２４が集電端子と
   して作用するプレート状部分と、その面から垂直
   に突起する１個以上のピン状部分２２′，２３′，
   ２３″，２４″とを有する特許請求の範囲第２項記
   載の積層ガルバーニバツテリ。 ７ 接触ユニツト２２，２３，２４のプレート部
   分は全体的に付加絶縁層によつて囲繞されている
   特許請求の範囲第２項記載の積層ガルバーニバツ
   テリ。 ８ 該ガルバーニバツテリの陰極１１とケース２
   との間に金属ホイルからなるマイナス電流コレク
   タ１９を設け、それを接触ユニツトが貫通して良
   好な電気的接触が保たれている特許請求の範囲第
   １項ないし第７項記載のガルバーニバツテリ。 ９ 該ガルバーニバツテリの陰極１１とケース２
   との間に電流コレクタネツト１９′を設けており、
   該電流コレクタネツト１９′が金属ワイヤ２０と
   プラスチツク繊維織物２１からなり、三角形状で
   ある接触ユニツトを設けている特許請求の範囲第
   １項ないし第７項のいずれかに記載のガルバーニ
   バツテリ。