JPH09213347A - アルカリ電池及びその製造方法 - Google Patents

アルカリ電池及びその製造方法

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JPH09213347A
JPH09213347A JP1796396A JP1796396A JPH09213347A JP H09213347 A JPH09213347 A JP H09213347A JP 1796396 A JP1796396 A JP 1796396A JP 1796396 A JP1796396 A JP 1796396A JP H09213347 A JPH09213347 A JP H09213347A
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JP
Japan
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separator
positive electrode
negative electrode
battery
alkaline battery
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Withdrawn
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JP1796396A
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English (en)
Inventor
Kuniyasu Oya
邦泰 大矢
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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    • Y02E60/12

Abstract

(57)【要約】 【課題】 セパレータ内に負極を注入するに際して負極
が飛散しても正極まで達せず、電池製造時に内部短絡不
良が発生することを防止する。 【解決手段】 中空円筒状に形成された正極1と、正極
に当接されるように配置されて有底円筒状に形成された
セパレータ2と、セパレータ2の内側に配置された負極
3とから構成されるアルカリ電池において、負極3を注
入するに際し、上記セパレータ開口部7が正極上面6を
覆うように広げられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、携帯用電子機器や
コードレス電子機器等の電源として使用されるアルカリ
電池及びその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】近年、ビデオカメラやヘッドフォンステ
レオ等の電子機器の高性能化、小型化には目覚ましいも
のがあり、これらの電子機器の電源となる電池の高容量
化への要求も強まっている。こうした用途の電池として
は、従来、マンガン電池が用いられてきており、更に、
より大きな容量が得られるものとしては、水酸化カリウ
ム等のアルカリ電解液を用いたアルカリ電池が多用され
るようになっている。
【0003】このアルカリ電池の負極には、大電流を取
り出すために、表面積の大きい粒状亜鉛と速やかに放電
反応を起こさせるためのゲル状のアルカリ電解液とから
なる非常に流動性の良い混合物が用いられるのが一般的
である。
【0004】一般的にアルカリ電池は、図5に示すよう
に、中空円筒状に形成された正極21と、正極21に当
接されるように配置されて有底円筒状に形成されたセパ
レータ22と、セパレータ22の内側に配置された負極
23とが電池缶24に収納されてなるものである。
【0005】負極23は、中空円筒状に形成された正極
21に当接するようにして挿入されて有底円筒状に形成
されたセパレータ22内に正極上面よりわずかに低い位
置まで注入される。そして、この正極開口部には、該正
極開口部を封口するためのシール部材25、補強部材2
6、板状スプリング27、及び負極端子28となるカバ
ーが、この順序で組み込まれる。上記シール部材25の
中央部には、貫通孔が形成されており、この貫通口内に
外側から釘状の集電ピン29が圧入され、該集電ピン2
9の一方の下端が負極23内に突出して上端が板状スプ
リング27に当接している。また、電池缶24の底部に
は、正極端子30となるカバーが溶接されてアルカリ電
池が構成される。
【0006】上述したアルカリ電池において、上記セパ
レータ22は、負極23が注入される際に負極23が正
極21側に飛散しないように、セパレータ22の開口部
が正極上面より少し高い位置まで延長されて有底円筒状
に形成されている。しかし、図6に示すように、負極2
3は、流動性が良いためセパレータ22を乗り越えて飛
散したり、不用意に正極21側に流動して内部短絡を発
生する虞があった。内部短絡による不良が発生したアル
カリ電池は、電池電圧が0Vとなり使用することが出来
ない。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】上述したような製造方
法に基づいて製造されるアルカリ電池は、負極がセパレ
ータ内に注入されるに際して、内部短絡による不良を発
生する虞がある。
【0008】また、生産性の向上から高速で電池を製造
されることが求められるが、負極の注入スピードが速く
なるほど、負極が正極まで飛散し、不用意に流動しやす
くなって内部短絡による不良が発生しやすくなる。
【0009】本発明は、上述のような問題点を解決する
ために提案されたものであり、電池製造時に内部短絡に
よる不良が発生せず、生産性の高い構造を有したアルカ
リ電池及びその製造方法を提供することを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明に係るアルカリ電
池は、上述の目的を達成するために提案されたものであ
り、中空円筒状に形成された正極と、正極に当接される
ように配置されて有底円筒状に形成されたセパレータ
と、セパレータの内側に配置された負極とから構成さ
れ、上記セパレータの開口部が正極の上面を覆うように
広げられていることを特徴とする。
【0011】また、上記セパレータは、複数枚のセパレ
ータ片を交差させ、交差部を底部とする有底円筒状に形
成されてなることを特徴とする。
【0012】本発明に係るアルカリ電池の製造方法は、
円筒形電池缶内に中空円筒状の正極を配置する工程と、
有底円筒状に形成されたセパレータを正極内に挿入し、
その開口部を正極の上面を覆うように押し広げる工程
と、上記セパレータの内側に負極を注入する工程とから
なることを特徴とする。
【0013】本発明のアルカリ電池は、セパレータの開
口部が正極上面を覆うように広げられて形成されるの
で、セパレータ内に負極を注入するに際して負極が飛散
したり、不用意に流動しても正極まで達せず、電池製造
時に内部短絡が発生することを防止する。
【0014】
【発明の実施の形態】以下、本発明を適用した実施の形
態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【0015】本発明を適用した円筒形アルカリ電池は、
図1に示すように、中空円筒状に形成された正極1と、
正極1の中空部に当接されるように配置されて有底円筒
状に形成されたセパレータ2と、セパレータ2の内側に
配置された負極3とが電池缶4に収納してなるものであ
る。
【0016】正極1は、二酸化マンガン、グラファイト
及び水酸化カリウム電解液を混合して調整された正極剤
を外径13.4mm、内径9mm、高さ13mmの中空
円筒状にプレス成形した正極ペレット1aが3個積み重
ねられて電池缶4内に挿入されて構成される。正極1
は、外径13.4mm、内径9mm、高さ39mmの中
空円筒状に形成される。
【0017】セパレータ2は、外径9mmの中空円筒状
に形成されて正極1に当接している。その開口部7は、
正極上面6を覆うように押し広げられている。
【0018】負極3は、粒状亜鉛、水酸化カリウム水溶
液、増粘剤等からなるゲル状の負極剤からなり、セパレ
ータ2内に配置される。
【0019】さらに、正極1の開口部には、該正極1の
開口部を封口するためのシール部材8、補強部材9、板
状スプリング10、及び負極端子11となるカバーが配
置される。上記シール部材8の中央部には、貫通孔が形
成されており、この貫通孔を貫通して釘状の集電ピン1
2の上端が板状スプリング10に当接し、もう一方の下
端が負極3内に突出している。電池缶4の底部には、正
極端子13となるカバーが溶接される。電池缶4の胴部
には、外装ラベルが張り付けられる。
【0020】以上のように構成されたアルカリ電池は、
以下のように製造される。
【0021】はじめに、二酸化マンガン、グラファイト
及び水酸化カリウム電解液を混合して調整された正極剤
を外径13.4mm、内径9mm、高さ13mmの中空
円筒状にプレス成形する。これを正極ペレット1aと
し、電池缶4内に正極ペレット1aを3個積み重ねて挿
入する。正極1は、図1に示すように、正極ペレット1
aが積み重ねられて、外径13.4mm、内径9mm、
高さ39mmの中空円筒状に形成される。
【0022】次いで、図2(a)、(b)、(c)に示
すように、短冊状に切断された不織布からなる第1のセ
パレータ2aと第2のセパレータ2bとの中央部を十字
に組み合わせて正極1内に挿入する。挿入するに際して
は、第一のセパレータ2aと第二のセパレータ2bとが
交差された底部に挿入ピン5が当てられる。挿入された
セパレータ2は、図3に示すように、第1のセパレータ
2aが負極3に当接するようにして、また第2のセパレ
ータ2bが正極1に当接されるようにして外径9mm、
高さ41.2mmの有底円筒状に形成される。
【0023】次いで、図4(a)、(b)に示すよう
に、セパレータ成形ピン14によって、セパレータ開口
部7を正極上面6に内側から押し付ける。
【0024】セパレータ成形ピン14は、その先端に正
極1の内径よりわずかに小さい直径を有した半球状の凸
部と、この半球状の凸部の中心軸を一致させて電池缶4
の内径とほぼ等しい外径を有した円柱状のポンチと、こ
のポンチの上端に図示しない装置と連結される円柱状の
シャンクとから構成される。セパレータ成形ピン14
は、半球状の凸部の球面14aがセパレータ開口部7の
内側に当接して、セパレータの開口部7を正極側に広
げ、円柱状のポンチの平面部14bが広げられたセパレ
ータの開口部7を正極上面6に押し付ける。以上のよう
にして、セパレータ2は、その開口部7が正極上面6を
覆うように広げられて形成される。
【0025】この時、電池缶の上端部4aは、図4にも
示すように、セパレータ成形ピン14が挿入された際に
余裕をもたせるために、少し膨らみをもっているのが好
ましい。
【0026】上述するように形成されたセパレータ2の
内側に、水酸化カリウム電解液を滴下し、さらに粒状亜
鉛、水酸化カリウム水溶液、増粘剤等からなるゲル状の
負極3を正極上面6より1mm低い位置まで注入する。
この時、正極上面6はセパレータ開口部7に覆われるの
で、負極3が正極1側に飛散したり不用意に流動して
も、内部短絡の原因とはならない。
【0027】そして、この正極1の開口部に、該正極1
の開口部を封口するためのシール部材8、補強部材9、
板状スプリング10、及び負極端子11となるカバーを
この順序で組み込む。
【0028】上記シール部材8の中央部には、貫通孔が
形成されており、この貫通孔内に外側から釘状の集電ピ
ン12を圧入し、該集電ピン12の上端を板状スプリン
グ10に当接し、もう一方の下端を負極3内に突出させ
る。また、電池缶4の底部に、正極端子13となるカバ
ーを溶接する。さらに、電池缶4の胴部に、外装ラベル
を張り付け、アルカリ電池が完成する。
【0029】上述したように形成されたセパレータ2
は、セパレータ開口部7が正極上面6を覆うことから、
セパレータ2内に負極3を注入の際に負極3が飛散した
り、不用意に流動しても正極1まで達することがなく、
内部短絡による不良を起こすことがない。
【0030】なお、上記セパレータとしては、不織布に
限定されるものではなく、正極と不極とを隔離し、イオ
ン電導性が高く、電子電導性がない紙や高分子多孔膜等
を使用することもできる。
【0031】また、セパレータ成形ピン14の形状は、
これに限定されるものではなく、セパレータの開口部7
が正極上面6を覆うように広げられて挿入され、セパレ
ータの開口部7を正極上面6に押し付けることができれ
ば良い。
【0032】セパレータの開口部7の押し広げられる角
度は、図1または図4に示すように、90°に限定され
るものではなく、負極が飛散しても内部短絡を防止でき
る角度であればよく、60°以上広がっていれば十分な
効果が得られる。
【0033】本発明の効果を確認するため、上述した本
発明におけるアルカリ電池と従来のアルカリ電池をそれ
ぞれ100000本作製して、その内部短絡不良の発生
率を調査した。
【0034】本発明におけるアルカリ電池は、図1乃至
図4で説明したように、セパレータ2の高さが、正極上
面6より2.2mm高いものとして形成され、セパレー
タの開口部7が正極上面6を覆うようにして形成されて
負極3が正極上面6より1mm低い位置まで注入されて
作製される。
【0035】従来のアルカリ電池は、図5に示すよう
に、セパレータ22の高さが正極21の上面より2mm
高いものとして形成され、セパレータの開口部が広げら
れることなくそのままにされる以外は、本発明のアルカ
リ電池と同様に、負極23が正極上面から1mm低い位
置まで注入されて作製される。
【0036】このように作製されるアルカリ電池につい
て、電池電圧が0Vとなったものには、内部短絡により
不良が発生したものと判断し、その結果を表1に示す。
【0037】
【表1】
【0038】表1からも明らかなのように、本発明のア
ルカリ電池は、セパレータ2内に負極3を注入するに際
して、セパレータの開口部7が正極上面6を覆うように
して形成されることから、電池製造時における内部短絡
の発生を防止できる。
【0039】
【発明の効果】以上の点からも明らかなように、本発明
の製造方法によるアルカリ電池においては、セパレータ
内に負極を注入するに際して、負極が飛散したり不用意
に流動しても正極まで達せず、電池製造時に内部短絡が
発生することを防止し、生産性を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明を適用したアルカリ電池を示す概略縦断
面図である。
【図2】電池缶にセパレータが挿入される動作を説明す
るための構成図である。
【図3】セパレータの形状を示すアルカリ電池の概略平
面図である。
【図4】セパレータ成形ピンと、セパレータ成形ピンに
よって正極上面を覆うように広げられたセパレータ開口
部を示す要部断面図である。
【図5】従来のアルカリ電池を示す概略断面図である。
【図6】負極が正極上面に飛散した状態を示す従来のア
ルカリ電池の要部断面図である。
【符号の説明】
1 正極、 2 セパレータ、 3 負極、 4 電池
缶、 6 正極上面、7 セパレータ開口部、 8 シ
ール部材、 9 補強部材、 10 板状スプリング、
11 負極端子、 12 集電ピン、 13 正極端

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 中空円筒状に形成された正極と、正極に
    当接されるように配置されて有底円筒状に形成されたセ
    パレータと、セパレータの内側に配置された負極とから
    なる円筒形アルカリ電池において、 上記セパレータの開口部が正極の上面を覆うように広げ
    られていることを特徴とするアルカリ電池。
  2. 【請求項2】 上記セパレータは、複数枚のセパレータ
    片を交差させ、交差部を底部とする有底円筒状に形成さ
    れてなることを特徴とする請求項1に記載のアルカリ電
    池。
  3. 【請求項3】 円筒形電池缶内に中空円筒状の正極を配
    置する工程と、 有底円筒状に形成されたセパレータを正極内に挿入し、
    その開口部を正極の上面を覆うように押し広げる工程
    と、 上記セパレータの内側に負極を注入する工程とからなる
    ことを特徴とするアルカリ電池の製造方法。
JP1796396A 1996-02-02 1996-02-02 アルカリ電池及びその製造方法 Withdrawn JPH09213347A (ja)

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JP1796396A JPH09213347A (ja) 1996-02-02 1996-02-02 アルカリ電池及びその製造方法

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018060636A (ja) * 2016-10-03 2018-04-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 アルカリ乾電池
JP2018120721A (ja) * 2017-01-24 2018-08-02 Fdk株式会社 アルカリ電池用セパレーター、アルカリ電池
US10124525B2 (en) 2015-07-21 2018-11-13 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Method of manufacturing laminated structure

Cited By (3)

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JP2018060636A (ja) * 2016-10-03 2018-04-12 パナソニックIpマネジメント株式会社 アルカリ乾電池
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Effective date: 20030506