JPS58176874A - 円筒型アルカリ電池 - Google Patents
円筒型アルカリ電池Info
- Publication number
- JPS58176874A JPS58176874A JP6000082A JP6000082A JPS58176874A JP S58176874 A JPS58176874 A JP S58176874A JP 6000082 A JP6000082 A JP 6000082A JP 6000082 A JP6000082 A JP 6000082A JP S58176874 A JPS58176874 A JP S58176874A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- separator
- cylindrical
- annular groove
- groove part
- alkaline battery
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
- H01M6/08—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with cup-shaped electrodes
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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
マンガン乾電池に源を発する円筒型電池は、近年、電圧
安定性、低温特性、ハイレート特性、容量等の点で優れ
るアルカリ電解液を用いた円筒型アルカリ電池に少しず
つ置き換えられてきている。
安定性、低温特性、ハイレート特性、容量等の点で優れ
るアルカリ電解液を用いた円筒型アルカリ電池に少しず
つ置き換えられてきている。
しかし電解液として用いているが性アルカリ土類金属表
面でのはい上り性が非常に強いため漏液が発／１し易く
、それをいかに防止するかが大きな課電としてあった。
面でのはい上り性が非常に強いため漏液が発／１し易く
、それをいかに防止するかが大きな課電としてあった。
しかし最近は、コンピュータ等電子機器の普及に伴い消
費電流が少なくなってきたため、高容量化とともに長期
間にわたって保存性の良い電池への要求も強くなってき
ており、少なくとも２〜３年間は電圧劣化や容量低下が
ほとんどなく、耐漏液性が維持されることが円筒型アル
カリ電池の課題となっている。
費電流が少なくなってきたため、高容量化とともに長期
間にわたって保存性の良い電池への要求も強くなってき
ており、少なくとも２〜３年間は電圧劣化や容量低下が
ほとんどなく、耐漏液性が維持されることが円筒型アル
カリ電池の課題となっている。
本発明は、正極活物質として二酸化マンガン（ＭｎＯ２
）、酸化銀（Ａｇ２０）、酸化水銀（ＨｇＯ）等を、負
極活物質として亜鉛を、電解液としてか性アルカリをそ
れぞれ用い、正極端子を兼ねた円筒状金属ケースに、外
側から内側方向へ向って張り■した環状溝部を有する円
筒型アルカリ電池の保存中における電圧劣化防止に関す
るもので、環状溝部とその内側に位置する円筒状セパレ
ータとのすき間’ｉｏ、２５〜０，９闘にすることによ
り、セパレータと環状溝部とが直接接触しないようにし
て保存中の電圧劣化を防止するものである。
）、酸化銀（Ａｇ２０）、酸化水銀（ＨｇＯ）等を、負
極活物質として亜鉛を、電解液としてか性アルカリをそ
れぞれ用い、正極端子を兼ねた円筒状金属ケースに、外
側から内側方向へ向って張り■した環状溝部を有する円
筒型アルカリ電池の保存中における電圧劣化防止に関す
るもので、環状溝部とその内側に位置する円筒状セパレ
ータとのすき間’ｉｏ、２５〜０，９闘にすることによ
り、セパレータと環状溝部とが直接接触しないようにし
て保存中の電圧劣化を防止するものである。
環状溝部を有する円筒型アルカリ電池の代表的な構造を
第１図に示す。第１図において、１はニッケル、ステン
レス鋼、銅の三層クラット板から成る封目板で、周縁部
を封口板の半径方向とほぼ直角な方向へ断面Ｕ字状に折
り曲げて形成したもので、負極端子を兼ねている。その
内側の銅表面には集電子２がスポット溶接しである。集
電子の材質としては、アマルガム化が容易な銅や真鍮の
他に、鉄にスズメッキしたものを用いることができる。
第１図に示す。第１図において、１はニッケル、ステン
レス鋼、銅の三層クラット板から成る封目板で、周縁部
を封口板の半径方向とほぼ直角な方向へ断面Ｕ字状に折
り曲げて形成したもので、負極端子を兼ねている。その
内側の銅表面には集電子２がスポット溶接しである。集
電子の材質としては、アマルガム化が容易な銅や真鍮の
他に、鉄にスズメッキしたものを用いることができる。
３は封口板１と液密に組合せられた断面り字状の封口リ
ングで、ナイロン６．６．ナイｏ７１１゜ポリエチレン
、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂から成り、封口板周
縁のＵ字部と接する部分の表面にはピッチやアスファル
ト、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリアミド樹脂、
ポリブテン等の封止剤が塗布され封目板との密着性を維
持している。４は正極端子を備えた円筒状の正極ケース
で、開口部近くに内側へ張り出□した環状溝部４′を有
し、その上に封目板と組合せた封口リングを載せ、ケー
ス上端を内側にカールさせて封口を行なっている。封口
リングと正極ケースとの間の密着性を良くするために、
封口リングと接する正極ケース表向には封口リングの場
合と同様の封１１−剤が塗布されている。材質は冷間圧
延鋼板にニッケル又は金メッキを３〜６μｍの厚さに施
したものである。
ングで、ナイロン６．６．ナイｏ７１１゜ポリエチレン
、ポリプロピレン等の熱可塑性樹脂から成り、封口板周
縁のＵ字部と接する部分の表面にはピッチやアスファル
ト、クロロスルホン化ポリエチレン、ポリアミド樹脂、
ポリブテン等の封止剤が塗布され封目板との密着性を維
持している。４は正極端子を備えた円筒状の正極ケース
で、開口部近くに内側へ張り出□した環状溝部４′を有
し、その上に封目板と組合せた封口リングを載せ、ケー
ス上端を内側にカールさせて封口を行なっている。封口
リングと正極ケースとの間の密着性を良くするために、
封口リングと接する正極ケース表向には封口リングの場
合と同様の封１１−剤が塗布されている。材質は冷間圧
延鋼板にニッケル又は金メッキを３〜６μｍの厚さに施
したものである。
６は正極合剤で、二酸化マンガン、酸化銀又は酸化水銀
等の活物質とリン状黒鉛又はアセチレンブラック等の導
電性物質の粉末とを混合して円筒状に成型したものであ
る。６は有底円筒状のセパレータで、外周が正極合剤５
に接するとともにその上端は封口板１に接しており、内
部に負極合剤７が充填しである。負極合剤７ ｆｄ氷化
率６〜１６係の氷化亜鉛粉末と、電解液としての水酸化
カリウム（ＫＯＨ）、増粘−剤としてのポリアクリル酸
ソーダやカルボキシメチルセルロース等との混練物から
成っている。８はポリ塩化ビニル製のチューブを熱収縮
させたもので、外装体の役割りを果している。このよう
な□構造を持つ円筒型電池において最も重要な役割を示
しているのは環状溝部４′である。それはアルカリ電池
においては電解液として用いる水酸化カリウムが、電気
毛管現象により金属表面をはい上る性質が強いため漏液
が発生し易く、漏液を防止するために封口部において種
々の対策がとられている。環状溝部の」−に封目板を載
せて封口する方法において、耐漏液性に優れた電池を作
るためには封目時の圧力に対して変形することなく封口
板を安定した状態で支えることのできる環状溝部が必要
である。そのため溝をできるたけ正極ケースの内側に向
かって深く張り出すことが重要になってくる。溝が浅い
場合には封「］根か十分にその」−に載、りきらず、封
「］時の圧力により一部封口板が陥没したり、カップリ
ングした封口板と封口リングとの間でズレによるすき間
が牛し、耐漏液性が非常に悪くなる。従って第１図にも
示しであるように環状溝部４′はセパレータ６と接する
位置捷で張り出しである。ところが、環状溝部４′は正
極ケースの一部が内側に曲げられ、伸ひてできたもので
、ニッケルや金メツキ表面は素材の伸びに十分追従でき
ず、微細なりラックが発４１−シている。そしてクラッ
クの小さな隙間には素材である鉄がむき出しの状態にな
っている。このような状態にある電池は、保存中に負極
のＩＩ■ｉ鉛が徐々にセパレータを貫通していき、成長
した亜鉛が環状溝部に達した時点で内部短絡が発生する
。
等の活物質とリン状黒鉛又はアセチレンブラック等の導
電性物質の粉末とを混合して円筒状に成型したものであ
る。６は有底円筒状のセパレータで、外周が正極合剤５
に接するとともにその上端は封口板１に接しており、内
部に負極合剤７が充填しである。負極合剤７ ｆｄ氷化
率６〜１６係の氷化亜鉛粉末と、電解液としての水酸化
カリウム（ＫＯＨ）、増粘−剤としてのポリアクリル酸
ソーダやカルボキシメチルセルロース等との混練物から
成っている。８はポリ塩化ビニル製のチューブを熱収縮
させたもので、外装体の役割りを果している。このよう
な□構造を持つ円筒型電池において最も重要な役割を示
しているのは環状溝部４′である。それはアルカリ電池
においては電解液として用いる水酸化カリウムが、電気
毛管現象により金属表面をはい上る性質が強いため漏液
が発生し易く、漏液を防止するために封口部において種
々の対策がとられている。環状溝部の」−に封目板を載
せて封口する方法において、耐漏液性に優れた電池を作
るためには封目時の圧力に対して変形することなく封口
板を安定した状態で支えることのできる環状溝部が必要
である。そのため溝をできるたけ正極ケースの内側に向
かって深く張り出すことが重要になってくる。溝が浅い
場合には封「］根か十分にその」−に載、りきらず、封
「］時の圧力により一部封口板が陥没したり、カップリ
ングした封口板と封口リングとの間でズレによるすき間
が牛し、耐漏液性が非常に悪くなる。従って第１図にも
示しであるように環状溝部４′はセパレータ６と接する
位置捷で張り出しである。ところが、環状溝部４′は正
極ケースの一部が内側に曲げられ、伸ひてできたもので
、ニッケルや金メツキ表面は素材の伸びに十分追従でき
ず、微細なりラックが発４１−シている。そしてクラッ
クの小さな隙間には素材である鉄がむき出しの状態にな
っている。このような状態にある電池は、保存中に負極
のＩＩ■ｉ鉛が徐々にセパレータを貫通していき、成長
した亜鉛が環状溝部に達した時点で内部短絡が発生する
。
そして活物質の自己消耗が始まり電圧劣化が生じてくる
わけである。このような電圧劣化の現象は特に電池の保
存温度が高くなるとより早く生じ、電池性能に重大な悪
影響を及ぼしている。このように環状溝部構造を有する
従来例は、耐漏液性に優れた構造である反面、保存によ
り電圧劣化が牛してくるという大きな欠点を持っている
。
わけである。このような電圧劣化の現象は特に電池の保
存温度が高くなるとより早く生じ、電池性能に重大な悪
影響を及ぼしている。このように環状溝部構造を有する
従来例は、耐漏液性に優れた構造である反面、保存によ
り電圧劣化が牛してくるという大きな欠点を持っている
。
本発明はこのような欠点を環状溝部とその内側に位置す
る円筒状セパレータとの距離を、最低０．２６問以上、
好ましくは０．２６〜０．９朋離すことにより解決した
ものである。以下本発明の内容について説明する。第２
図べ本発明電池の封口部の拡大断面図を示した。図中１
は封口板、３は封口リンク、４は正極ケース、５は正極
合剤、６はセパレータ、７は負極合剤、８は外装体で、
ａが環状溝部４′とその内側に位置するセパレータ６と
のすき間である。環状溝部４′とセパレータとが直液接
触しているために生じる電圧劣化は、本質的には環状溝
部とセパレータとの間にわずかなすき間があれば生じな
いところである。つ寸りセパレータ外径に対し環状溝部
内径がわずかでも太きければ、接触は起こらず電圧劣化
も生じないはずである。しかし実際にはセパレータと環
状溝部とは部分的に接触しているため電圧劣化が生じる
。この理由は第一に、セパレークが正極合剤内径に対し
適度の嵌合状態を保つように作られており、一度正極合
剤内にそう人されたセパレータは動かない状態にあるに
もかかわらず、セパレータ上部の上から見た形状は完全
な円ではなく、部分的にゆがんだり、楕円状になったり
して不規則な円形（でなっていることがあげられる。第
２にセパレータとして使用する高分子材料の不織布やフ
ィルムは、アルカリ電解液を吸収すると必ず膨潤するた
めセパレータ外径もわずかに大きくなる。第３に電池の
封目時にセパレータ上端が封目板により押しつけられる
ため、部分的に変形が生じることである。
る円筒状セパレータとの距離を、最低０．２６問以上、
好ましくは０．２６〜０．９朋離すことにより解決した
ものである。以下本発明の内容について説明する。第２
図べ本発明電池の封口部の拡大断面図を示した。図中１
は封口板、３は封口リンク、４は正極ケース、５は正極
合剤、６はセパレータ、７は負極合剤、８は外装体で、
ａが環状溝部４′とその内側に位置するセパレータ６と
のすき間である。環状溝部４′とセパレータとが直液接
触しているために生じる電圧劣化は、本質的には環状溝
部とセパレータとの間にわずかなすき間があれば生じな
いところである。つ寸りセパレータ外径に対し環状溝部
内径がわずかでも太きければ、接触は起こらず電圧劣化
も生じないはずである。しかし実際にはセパレータと環
状溝部とは部分的に接触しているため電圧劣化が生じる
。この理由は第一に、セパレークが正極合剤内径に対し
適度の嵌合状態を保つように作られており、一度正極合
剤内にそう人されたセパレータは動かない状態にあるに
もかかわらず、セパレータ上部の上から見た形状は完全
な円ではなく、部分的にゆがんだり、楕円状になったり
して不規則な円形（でなっていることがあげられる。第
２にセパレータとして使用する高分子材料の不織布やフ
ィルムは、アルカリ電解液を吸収すると必ず膨潤するた
めセパレータ外径もわずかに大きくなる。第３に電池の
封目時にセパレータ上端が封目板により押しつけられる
ため、部分的に変形が生じることである。
このような理由で環状溝部とセパレータとの間のすき間
がわずかであれば、部分的に接触が起こり電圧劣化が生
じるわけである。この電圧劣化を防止するためには以上
のことを考慮すると、環状溝部とセパレータとのすき間
は最低０．２６朋以上であること、又は環状溝部内径と
セパレータ外径との差が最低ｏ、ｔｓｏｍｍ以上である
ことが必要である。
がわずかであれば、部分的に接触が起こり電圧劣化が生
じるわけである。この電圧劣化を防止するためには以上
のことを考慮すると、環状溝部とセパレータとのすき間
は最低０．２６朋以上であること、又は環状溝部内径と
セパレータ外径との差が最低ｏ、ｔｓｏｍｍ以上である
ことが必要である。
このように環状溝部と円筒状セパレータとのすき間を０
．２６朋として作った電池は、鉄が露出した環状溝部表
面とセパレータとが完全に離れているため、保存してお
いても負極からの亜鉛がセパレータを貫通して環状溝部
に達することがなく、活物質の自己消耗による電圧劣化
を防ぐことができる。なお、すき間の最大値は封口リン
グの垂れ下がりを防止し、封口板を確実に支える」−か
ら０．９ＭＭが限度である。次表に円筒型水銀電池にお
ける従来品（１） 、 ＜２）と本発明の６０’Ｃ保存
における各１００個の試料の電圧劣化数の変化を示した
。
．２６朋として作った電池は、鉄が露出した環状溝部表
面とセパレータとが完全に離れているため、保存してお
いても負極からの亜鉛がセパレータを貫通して環状溝部
に達することがなく、活物質の自己消耗による電圧劣化
を防ぐことができる。なお、すき間の最大値は封口リン
グの垂れ下がりを防止し、封口板を確実に支える」−か
ら０．９ＭＭが限度である。次表に円筒型水銀電池にお
ける従来品（１） 、 ＜２）と本発明の６０’Ｃ保存
における各１００個の試料の電圧劣化数の変化を示した
。
なお従来品（１） 、 （２）は環状溝部とセパレータ
のすき間がそれぞれ０．１０ｆｆｆｆ、０．２Ｃ１７ｍ
で、（１）は全周にわたって、（２）は部分的に環状溝
部とセパレータが接触している場合である。
のすき間がそれぞれ０．１０ｆｆｆｆ、０．２Ｃ１７ｍ
で、（１）は全周にわたって、（２）は部分的に環状溝
部とセパレータが接触している場合である。
この表より従来品はいずれも６０日頃から急激に劣化す
るものが発生し始めており、全周にわたって環状溝部と
セパレータが接触している従来品（１）の場合は、１２
０［１１で約６ｏ％の電池が劣化してし甘う。さらに部
分的に環状溝部とセパレータとが接触している従来品（
２）の場合も従来品（１）に比べへ劣化数は少ないか、
同様の現象が起きており、保存性の点で問題となってい
る。これに対し本発明品においては６０’Ｃで１２０日
保存したもの一ついても電圧劣化したものはなく、その
効果が著しいことがわかる。このように本発明の特徴は
”ｒｉｂ：池の保存中において活物質の自己消耗により
電１１−劣化か生じるという従来の欠点を除去し、飛躍
的に電池の保存性ケ向−１−させた点にあり、保存４／
ＩＫ優扛た電池の供給を可能にするものである。
るものが発生し始めており、全周にわたって環状溝部と
セパレータが接触している従来品（１）の場合は、１２
０［１１で約６ｏ％の電池が劣化してし甘う。さらに部
分的に環状溝部とセパレータとが接触している従来品（
２）の場合も従来品（１）に比べへ劣化数は少ないか、
同様の現象が起きており、保存性の点で問題となってい
る。これに対し本発明品においては６０’Ｃで１２０日
保存したもの一ついても電圧劣化したものはなく、その
効果が著しいことがわかる。このように本発明の特徴は
”ｒｉｂ：池の保存中において活物質の自己消耗により
電１１−劣化か生じるという従来の欠点を除去し、飛躍
的に電池の保存性ケ向−１−させた点にあり、保存４／
ＩＫ優扛た電池の供給を可能にするものである。
第１図は円筒形アルカリ電池の代表的構造を示す縦断面
図、第２図は本発明の実施例における電池の要部拡大断
面図である。 １・・・・・・負極端子を兼ねた封目板、２・・・・負
極集市ｇ（，３・・・・・封「］リンク、４・・・・・
正極端子を兼ねた金属ケース、４′・・・・・・環状溝
部、６・・・・・・正極合剤、６・・・・セパレータ、
７・・・・・・９極合剤、ａ・・・・・環状溝部とセパ
レータとの間のすき間。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ２図
図、第２図は本発明の実施例における電池の要部拡大断
面図である。 １・・・・・・負極端子を兼ねた封目板、２・・・・負
極集市ｇ（，３・・・・・封「］リンク、４・・・・・
正極端子を兼ねた金属ケース、４′・・・・・・環状溝
部、６・・・・・・正極合剤、６・・・・セパレータ、
７・・・・・・９極合剤、ａ・・・・・環状溝部とセパ
レータとの間のすき間。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか１名第１
図 第 ２図
Claims (1)
- 正、負極及び有底筒状セパレータからなる発電要素を内
蔵した円筒型金属ケースに、内側へ向かって張り出した
環状溝部を設け、この溝部上に封止剤で表面の少なくと
も一部をおおった断面り字状の封口リングと組合わされ
た負極端子を兼ねる封目板を載せて封口した円筒型アル
カリ電池であって、環状溝部とその内側に位置する円筒
状セパレータとのすき間が０．２５〜０．９朋であるこ
とを特徴とする円筒型アルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6000082A JPS58176874A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 円筒型アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6000082A JPS58176874A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 円筒型アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58176874A true JPS58176874A (ja) | 1983-10-17 |
Family
ID=13129398
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6000082A Pending JPS58176874A (ja) | 1982-04-09 | 1982-04-09 | 円筒型アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58176874A (ja) |
-
1982
- 1982-04-09 JP JP6000082A patent/JPS58176874A/ja active Pending
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