JPH08287968A - 空気電池用密封材 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【目的】 低水銀、無水銀の空気電池において、負極亜
鉛から発生した若干量の水素ガスを電池外へ排出できる
密封材を用いることで、水素ガス発生に由来する密封材
の膨れがなく、保存時の電池の劣化が小さい空気電池を
提供する。 【構成】 密封材中のアルミ層の厚みを０．１〜０．６
ミクロンに規制した。負極亜鉛中から発生した若干量の
水素ガスは前述の薄いアルミ層の間を抜けるため、密封
材の膨れがなく、保存時の電池の劣化が小さい空気電池
ができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は空気電池、詳しくは空気
取り入れ孔を密封材で閉塞した空気電池の密封材および
この種の密封材を使用した空気電池に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】近年、地球的環境問題が注目を集め、と
りわけ水銀廃棄の環境に与える影響が懸念されるように
なった。ボタン形空気電池は水銀電池の代替電源として
開発された電池であり、低水銀で環境にやさしく、大電
気容量、軽量という優れた特長を有しているため、補聴
器用電源を中心にその需要を急速に伸ばしている。また
大容量タイプや積層形電池の開発により、ページャー用
電源・医療機器用電源などの新たな用途も拡大し、今後
一層の成長が見込まれている。

【０００３】空気電池の正極活物質は、空気中の酸素で
ある。一般に空気電池は図１（ａ）に示す構造を有して
おり、空気中の酸素を正極ケース８に設けた空気取り入
れのための空気取り入れ孔８（ａ）より取り込み、正極
活物質としている。

【０００４】空気電池を使用しない状態で保存する場合
は、空気取り入れ孔８（ａ）より電池内の電解液（苛性
アルカリ水溶液）が蒸発したり、電解液が空気中の炭酸
ガスを吸収して炭酸塩を生成することに起因する電池保
存性能の劣化を防止するため、電池を合成樹脂と０．６
ミクロンより厚いアルミ層からなるガスバリヤー性の大
きい密封材で密封していた。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、空気電
池にも水銀電池に比較すれば少量ではあるものの、負極
亜鉛中に水銀が含まれている。これは、亜鉛の水素過電
圧を大きくし、水素ガスの発生を抑制することと、電気
伝導性の確保を目的として添加されているものであり、
環境保護の立場から有機系インヒビターを添加した負極
亜鉛の水銀低減化の提案や、亜鉛粉として水素過電圧の
大きなものを使用し、前述有機系インヒビターとの組合
せによる水銀無添加の提案がなされている。しかし、こ
れらの電池においても若干ではあるが、保存中に電池内
で水素ガスが発生する。発生した水素ガスは電池の密封
材を若干ではあるが膨らませ、外観不良の原因となるほ
か、異常時にはこの内圧急激に増加し、密封材の接着部
の接着強度よりも大きくなり、接着部の剥離が生じ、空
気が侵入するため電池が劣化消耗する。

【０００６】本発明は密封材を用いた空気電池におい
て、添加する水銀量を低減あるいは無添加とした場合に
発生する水素ガスによる密封材の膨れを抑制するととも
に、保存時の電池の劣化を防止することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記の課題を解決するた
めに本発明は、密封材中のアルミ層の厚みを０．１〜
０．６ミクロンに規制するものである。

【０００８】

【作用】この構成によれば、密封材のアルミ層を電池か
ら発生した水素ガスが通過し、密封材に対する内圧の負
荷を低下させ、密封材の膨れによる外観不良の発生を防
止するとともに、密封材の接着部の剥離を防止し、空気
取り入れ孔からの空気の侵入による電池の性能劣化を予
防する。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図とともに説明す
る。

【００１０】図１（ａ）、（ｂ）は本実施例の空気電池
ＰＲ２３３０（直径２３ｍｍ、高さ３．０ｍｍ）および
その密封材の断面図である。

【００１１】図１（ｂ）に示した素電池に用いる密封材
では電池正極ケース面に密封材を固定する必要があり、
密封材除去の際、粘着材が正極ケースへ残り、機器の端
子との接触不良が発生することを防止するため、アルミ
層を合成樹脂でサンドイッチし、ラミネート加工を施
し、比較的粘着材との密着性のよい合成樹脂表面に粘着
材を塗布し、電池に配置している。本実施例では、この
構成を採用し、且つ合成樹脂としてはポリエチレンテレ
フタレートの２５ミクロンの厚みのものを用いた。

【００１２】まず、アルミ層の厚みを０〜１．０ミクロ
ンまで変化させＰＲ２３３０に貼ったものを１００個ず
つ作成し、空気電池の推奨期限である常温２年保存に相
当する６０℃４０日保存後に密封材の空気孔付近の膨れ
を観察した結果を表１に示す。

【００１３】

【表１】

【００１４】また、使用した電池としては無水銀処方の
電池での実施例を電池Ａとし、低水銀処方電池での実施
例として負極亜鉛に対し３％の水銀を含むものを電池
Ｂ、それ以外の水銀量の比較的多い電池の実施例として
７％の水銀を含むものを電池Ｃとして用いた。表中の数
字は１０倍の顕微鏡で確認された膨れの発生数である。
表１から明らかなように、電池Ｃでは、アルミ層の厚み
に関係なく密封材の膨れは確認されなかった。これは、
負極亜鉛中の水銀量が多量に含まれるため保存中の水素
ガス発生がほとんど起こらないためと推定される。一
方、負極亜鉛中に含まれる水銀量がゼロあるいは少ない
電池Ａ、Ｂでは保存中にわずかに発生する水素ガスがあ
り、０．７ミクロン以上のアルミ層厚の密封材を用いた
場合膨れが確認された。０．６ミクロン以下のアルミ層
厚の密封材を用いたときに膨れが発生しなかったのは、
アルミ層の厚みが薄いため負極から発生した水素ガスが
密封材の小さな穴から抜けたためと推定される。また、
アルミ層の無い電池では水素ガス発生による膨れはなか
ったものの、著しい電池内部からの水蒸気の蒸発による
と思われる電池重量の減少が確認され、保存後の放電容
量が初期値の半分となった。０．１ミクロン以上のアル
ミ層を有する密封材では放電容量の劣化現象は起こらな
かった。

【００１５】なお、合成樹脂フィルム１０、１２として
は、本実施例の他、厚みが１０〜２００ミクロンのポリ
エチレン、ポリプロピレン、ポリメチルペンテン等のポ
リオレフィン、ナイロン６，６６，１１，１２等のポリ
アミド、ポリブチレンテレフタレート等のポリエステ
ル、ポリテトラフルオロエチレン等のポリフッ化オレフ
ィンでも同様の効果が得られた。

【００１６】また、実施例以外に合成樹脂とアルミ層を
多層積層した構成を用いても、使用したアルミ層の層厚
が０．１〜０．６ミクロン以下であれば、同様の効果が
得られた。

【００１７】さらに、本発明は平面構造を有する密封材
だけでなく、積層形の空気電池に使用される袋状の密封
材でも同様の効果を確認した。

【００１８】

【発明の効果】本発明の密封材を低水銀、無水銀の空気
電池に用いれば、負極亜鉛から発生した水素ガスを電池
外へ排出できるため、水素ガス発生に由来する密封材の
膨れがなく、保存時の電池の劣化が小さい空気電池とす
ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】（ａ） 空気電池の構成を示す断面図 （ｂ） 本発明の空気電池用密封材の構成を示す断面図

【符号の説明】

１ 封口板 ２ 負極 ３ ガスケット ４ セパレータ ５ 空気極 ６ 撥水膜 ７ 拡散紙 ８ 正極ケース ８ａ 空気孔 ９ 密封材 １０ 合成樹脂 １１ アルミ層 １２ 合成樹脂

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】空気取り入れ孔を密封材で閉塞するととも
   に、負極亜鉛中の含有水銀量が３重量パーセント以下の
   空気電池の密封材であって、合成樹脂フィルムとアルミ
   層からなり、前記アルミ層の厚みが０．１〜０．６ミク
   ロンである空気電池用密封材。