JPH1083801A - アルカリ電池 - Google Patents

アルカリ電池

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JPH1083801A
JPH1083801A JP8236216A JP23621696A JPH1083801A JP H1083801 A JPH1083801 A JP H1083801A JP 8236216 A JP8236216 A JP 8236216A JP 23621696 A JP23621696 A JP 23621696A JP H1083801 A JPH1083801 A JP H1083801A
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JP
Japan
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nickel
alkaline battery
metal
layer
graphite
Prior art date
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Pending
Application number
JP8236216A
Other languages
English (en)
Inventor
Teiji Okayama
定司 岡山
Kazuo Iizuka
一雄 飯塚
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FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Filing date
Publication date
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Publication of JPH1083801A publication Critical patent/JPH1083801A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】アルカリ電池の容器に改良を加えて、長期の貯
蔵で性能劣化を生じないアルカリ電池を提供する。 【解決手段】正極端子を兼ねる有底円筒形の金属缶内に
発電要素を内填したアルカリ電池において、上記金属缶
として、冷間圧延鋼板材素地の缶内面になる側にニッケ
ル−鉄拡散層12およびニッケル−スズ合金層13を順
次施し、缶外面になる側にニッケル−鉄拡散層10を施
し、これを有底円筒型の缶状にプレス絞り加工した後、
缶内面側のニッケル−スズ合金層13の上に黒鉛を主成
分とする導電膜14を形成したものを用いたことによ
り、性能劣化を生じない電池を形成する。特に、高容量
化のために正極合剤中の黒鉛添加率を8%以下とした場
合に、有用である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ電池に関
するものである。
【0002】
【従来の技術】ノート型パソコン,CDプレーヤ,MD
プレーヤ,液晶テレビ等の携帯用AV機器、また、携帯
電話などの超重負荷,重負荷の用途が最近のアルカリ電
池に要求されてきている中で、従来、正極容器は鋼板の
両面に予めニッケルメッキを施したものをプレス絞り加
工するか、鋼板のみで絞り加工した後、ニッケルメッキ
を施してそれぞれ内面に黒鉛を主成分とする導電膜を形
成している。
【0003】鋼板に予めニッケルメッキを施した場合
は、容器にプレス絞り加工をするとニッケルメッキ表面
にひび割れを生じて鉄の地肌が露出するので、ニッケル
メッキの表面積が少なくなり、そのため全てニッケルメ
ッキに覆われている条件に比べて接触抵抗が上昇する。
また、鋼板のみで絞り、後でニッケルメッキを施した場
合は外面側にはニッケルメッキが施されるが、内面側に
はメッキのつき周りが悪い。例えば、外面側に3μmの
厚さでニッケルメッキを施すと、内面側は0.5μm程
度の厚さになる。このため正極合剤との接触が悪く、接
触抵抗が高くなり短絡電流が低下して、長期の貯蔵では
性能の劣化を招き水素ガスの発生量も増加する。これら
の問題点を解決するために、正極容器内面には黒鉛を主
成分とする導電膜が形成されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし、前述した超重
負荷の用途では、これらの対策では不十分で、さらに改
善する必要がある。特に、高容量化のために正極合剤中
の黒鉛添加率を8%以下とした場合には、缶内面と正極
合剤との接触抵抗が高くなるので、さらに改善する必要
性が高い。
【0005】本発明は、上記問題に対処してなされたも
ので、アルカリ電池の容器に関して改良を加え、長期の
貯蔵で性能劣化を生じないアルカリ電池を提供すること
を目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明では、アルカリ電
池の容器に以下のような改良を加えて上記目的を達成し
た。すなわち、本発明は、正極端子を兼ねる有底円筒形
の金属缶内に発電要素を内填したアルカリ電池におい
て、上記金属缶として、冷間圧延鋼板材素地の缶内面に
なる側にニッケル−鉄拡散層およびニッケル−スズ合金
層を順次施し、缶外面になる側にニッケル−鉄拡散層を
施し、これを有底円筒型の缶状にプレス絞り加工した
後、缶内面側のニッケル−スズ合金層の上に黒鉛を主成
分とする導電膜を形成したものを用いることを特徴とす
る。
【0007】上記したように、鋼板素地上にニッケル−
鉄拡散層と更にその上にニッケル−スズ合金層を施した
ことによって、非常に硬い金属表面が得られる。プレス
絞り加工時は表面のニッケル−スズ合金層が硬いために
非常に細かいひび割れが発生し、細かい凸凹面を構成し
て正極合剤との接触向上に寄与する。また、ひび割れが
発生したニッケル−スズ合金層の下には更にニッケル−
鉄拡散層があるので、鋼板の地肌は露出しない。従っ
て、接触抵抗が大きくなることはなく、短絡電流の向上
が図れる。
【0008】また、ニッケル−スズ合金層が露出してい
る場合には、合金層中のスズの溶解が起こることで、開
路電圧の低下と水素ガスの発生があり、電池特性上問題
となるが、本発明では、正極容器内面の電解液が接触す
る部分に、黒鉛を主成分とする導電膜が形成されている
ので、スズの溶解を防ぎ、開路電圧の低下を防止し、短
絡電流が更に向上する。
【0009】また、発電要素を内填する端子兼容器であ
る缶の外面がニッケル−鉄拡散層で覆われているため、
通常のニッケルメッキに比べて接触抵抗が低く、また、
ニッケル−鉄拡散層は非常に硬いため傷が付きにくいと
いうメリットもある。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、その実施例を図により詳細
に説明する。図1は本発明の一実施例であるJIS規格
LR6形(単3形)アルカリ電池の断面図である。ま
た、図2は図1のアルカリ電池の金属缶1の断面構造を
示す図である。
【0011】図1において、1は正極端子を兼ねる有底
円筒形の金属缶、2は正極合剤、3はセパレータ、4は
ゲル状負極、5は負極集電棒、6は絶縁ガスケット、7
はリング状金属板、8は金属封口板、9はラベルジャケ
ットである。また、図2において、10はニッケル−鉄
拡散層、11は鋼板、12はニッケル−鉄拡散層、13
はニッケル−スズ合金層、14は黒鉛を主成分とする導
電膜層である。
【0012】図1の電池の端子兼容器である金属缶1は
次のように製造され、図2に示すような構成となる。す
なわち、冷間圧延鋼板材11をメッキ加工及び熱処理等
により処理して、容器の内面側になる方にニッケル−鉄
拡散層12、ニッケル−スズ合金層13が形成され、外
面側にニッケル−鉄拡散層10が形成される。このよう
に形成されたものを有底の円筒形にプレス絞り加工し、
有底円筒形の缶状に加工後、内面に開口部のガスケット
と接する箇所を除いた部分に黒鉛を主成分とする導電膜
を形成する。導電膜の塗布方法は、黒鉛を主成分とする
導電塗料をメチルエチルケトン(MEK)等の低沸点有
機溶剤にて希釈し、スプレーガンより霧状に金属缶内面
に塗布する。金属缶開口部のガスケットに接する部分は
塗布されないようにする。導電塗料をスプレーガンにて
塗布した後、乾燥機にて溶剤を蒸発させる。残った導電
膜の厚さは1〜10μm程度が望ましい。
【0013】この金属缶1内には円筒状に加圧成形した
正極合剤2が充填されている。正極合剤2は、二酸化マ
ンガン粉末と黒鉛粉末を混合し、これを金属缶1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。放電容量の高容量化のために正極合剤2中の黒鉛添
加率([黒鉛粉末重量]/[二酸化マンガン重量+黒鉛
粉末重量])は8%とした。また、正極合剤2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3を介してゲル状負極
4が充填されている。ゲル状負極4内には真鍮製の負極
集電棒5が、その上端部をゲル状負極4より突出するよ
うに挿着されている。負極集電棒5の突出部外周面及び
金属缶1の上部内周面には二重環状のポリアミド樹脂か
らなる絶縁ガスケット6が配設されている。また、ガス
ケット6の二重環状部の間にはリング状の金属板7が配
設され、かつ金属板7には負極端子を兼ねる帽子形の金
属封口板8が集電棒5の頭部に当接するように配設され
ている。そして、金属缶1の開口縁を内方に屈曲させる
ことによりガスケット6及び金属封口板8で金属缶1内
を密封口している。
【0014】(比較例1)発電要素を内填する端子兼容
器として、内面に黒鉛を主成分とする導電膜を形成して
いないこと以外は実施例と同様の缶を使用し、実施例と
同様にしてJIS規格LR6形(単3形)アルカリ電池
を組み立てた。
【0015】(比較例2)発電要素を内填する端子兼容
器として、予め冷間圧延鋼板材の内面側にニッケルメッ
キを施し、外面側にもニッケルメッキを施したものを、
有底円筒形の缶状にプレス絞り加工し、さらに内面に黒
鉛を主成分とする導電膜を形成した缶を使用した。それ
以外は実施例と同様にしてJIS規格LR6形(単3
形)アルカリ電池を組み立てた。
【0016】(比較例3)発電要素を内填する端子兼容
器として、冷間圧延鋼板材を有底円筒形の缶状にプレス
絞り加工した後でニッケルメッキを施し、内面に黒鉛を
主成分とする導電膜を形成した缶を使用した。それ以外
は実施例と同様にしてLIS規格LR6形(単3形)ア
ルカリ電池を組み立てた。
【0017】上記のようにして組み立てた各アルカリ電
池について、60℃で10日及び60日貯蔵した後の、
開路電圧(n=100個の平均値),短絡電流(n=1
00個の平均値),水素ガス量[水中で分解して電池内
部のガスを捕集](n=100個の平均値)を調べた。
表にこれらの結果を示す。
【0018】
【表1】
【0019】実施例と比較例1を比較すると、60℃、
60日貯蔵で開路電圧の劣化に著しい差が認められ、ま
た、60℃、60日貯蔵後の水素ガス量にも著しい差が
認められる。したがって、缶の内面に黒鉛を主成分とす
る導電膜を形成したことにより、ニッケル−スズ合金層
からのスズの溶解が防止されて、効果が生じたことが分
かる。
【0020】また、実施例と比較例2及び3を比較する
と、ニッケル−スズ合金層による短絡電流の向上が確認
できる。缶内面に導電膜を形成していない比較例1との
差は歴然である。
【0021】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のアルカリ
電池は、容器に改良を加えたことにより、高容量且つ超
重負荷特性に優れ、また貯蔵特性にも優れたものとなっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例であるJIS規格LR6形(単
3形)アルカリ電池の断面図。
【図2】図1のアルカリ電池の金属缶1の断面構造を示
す図。
【符号の説明】 1…金属缶、2…正極合剤、3…セパレータ、4…ゲル
状負極、5…負極集電棒、6…絶縁ガスケット、7…リ
ング状金属板、8…金属封口板、9…ラベルジャケッ
ト、10…ニッケル−鉄拡散層、11…鋼板、12…ニ
ッケル−鉄拡散層、13…ニッケル−スズ合金層、14
…黒鉛を主成分とする導電膜層。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 正極端子を兼ねる有底円筒形の金属缶内
    に発電要素を内填したアルカリ電池において、上記金属
    缶として、冷間圧延鋼板材素地の缶内面になる側にニッ
    ケル−鉄拡散層およびニッケル−スズ合金層を順次施
    し、缶外面になる側にニッケル−鉄拡散層を施し、これ
    を有底円筒型の缶状にプレス絞り加工した後、缶内面側
    のニッケル−スズ合金層の上に黒鉛を主成分とする導電
    膜を形成したものを用いることを特徴とするアルカリ電
    池。
  2. 【請求項2】 正極合剤中の黒鉛添加率が8%以下であ
    る請求項1記載のアルカリ電池。
JP8236216A 1996-09-06 1996-09-06 アルカリ電池 Pending JPH1083801A (ja)

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JP8236216A JPH1083801A (ja) 1996-09-06 1996-09-06 アルカリ電池

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6852445B1 (en) * 1998-11-12 2005-02-08 Hille & Mueller Gmbh Battery sheath made of a formed cold-rolled sheet and method for producing battery sheaths

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6852445B1 (en) * 1998-11-12 2005-02-08 Hille & Mueller Gmbh Battery sheath made of a formed cold-rolled sheet and method for producing battery sheaths

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