JPS5878366A - 密閉式アルカリ電池およびその製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、例えばボタン型あるいはコイン型などの小
型の密閉式アルカリ電池およびその製造方法に関する。

一般にアルカリ電池は、放電性能にすぐれ、籍にボタン
型やコイン型などの小型密閉式電池として広範な用途を
得ている。ところが、この種のアルカＩＪ　’！池は、
そのすぐれた放電性能の反面、滲出性の特に強いアルカ
リ電解液を使用するため、漏液防止が卯騎に雌しい。こ
のため、この桶のアルカＩＪ　ｉ池においては、そのア
ルカリ′電解液の漏出を二層確実に防止すること、すな
わち耐漏液性能を高めることが当ｐ者の１＆大の関心事
であり、そのために従来から種々の封口構造が開発され
てきた。しかしながら、アルカｌＪ’！池においては今
もって満足できる封口構造が得られず、特にボタン型や
コイン型などのような小型電池では、スペース上の制約
金堂けて十分な封口構造を施すことができず、従って特
にこれらの小型密閉式アルカリ電池において耐漏液性能
の向上が一層切実な問題であった。

つまり、限られたスペース内で簡単な構造としなければ
ならない一方、特に参出力の強いアルカリ電解液の漏（
仮を防出するのに足る十分な封止力を持たせなければな
らないという互いに背反する要求に応えなければならな
いのである。

ここで、第１図ａは従来の密閉式アルカリ電池の一例を
示す。同図に示す電池は、いわゆるボタン型に構成され
たもので、小型化のためにきわめて簡略化された構造と
なっている。すなわち、陰極側電池ケース部を兼ねる金
属性の陰よ、子、と陽１つ側電池ヶー哀、□つ７ｏ６□
性の陽極端子２とを、電気絶縁性で、かつ弾力性に富む
樹脂製環状封口ガスケット４を介してそれぞれの開口端
縁部１ａ、２ａを互いに嵌着せしめ、ボタン型の密閉構
造の゛電池ケース８を構成する。そして、その電池ケー
ス８内には、例えば二酸化マンガンや酸化銀を王剤とす
る陽極合剤５ａ、アルカリ電解液を含むセパノー夕５ｂ
および水化亜鉛の如き陰極活物質５Ｃを層状に配列して
なる発電要素５か内填されて、ボタン型の密閉式アルカ
リ電池を構成している。この場合、その封口構造は、陰
極端子ｌと陽極端子２の間にガスケット４を挟圧するだ
けのきわめて簡単な構造となっている。このような簡単
な封口構造とすることによシ、はじめて電池の小型化が
達成され、その用途が得られるのである。しかしそのた
めに、電池ケース８の内外を隔てているのは、実質的に
上記封口ガスケット４の部分だけとなり、このため、そ
のガスケット４と端子ｌあるいは２との間に沿ってアル
カリ電解液が漏出しやすくならざるを得なかった。

特にこの種の電池において考慮しなければならないのは
、封口ガスケット４と陰ＶＩｉ、ｉ４子ｌの間には、電
池の起電力によって、学なる機械的な毛細管現象に原因
するだけではなく、電気化学的な毛細管現象も参加して
当該部分におけるアルカリ電解液の漏液が一層促進され
るということである。従って、一般に行なわれているよ
うな封ＩＥ手段だけをもってしてはアルカＩＪ　電池に
おける漏液を十分に阻出し冴ない。そこで、上述の封口
構造による封止力を強化するために、第１図すに示すよ
うに、ガスケット４と１健他端子１の間に例えば瀝青物
質あるいは硬化剤で硬化されたエポキシ樹脂からなる封
止剤６を介在させることが従来において試みられたこと
がある。ところが、瀝青物質はそもそも長期に鼾って安
定な物質とは言えず、このため高温高湿の悪環境下で保
存されると、早期の内に封り力が低下して漏液を生じさ
せてしまうという欠点が現われる。また、硬化されたエ
ポキシ樹脂は、剛性が高すぎて柔軟性に欠け、このため
ガスケット４と封止剤６との間あるいは陰極端子ｌと封
市剤６との間にアルカリ電解液の参出路となるような境
界部分６ａ、６ｂが形成されやすく、これによシ却って
、アルカリ電解液は漏液路を得る機会を多く得てしまう
という問題を生じる。

つまり、何れの場合にもそれ程の効果は得られなかった
。

この発明は以上のような背景を檻みてなされたもので、
その目的とするところは、前述した如き密閉式アルカリ
電池において、その電池の構成を困難にするような、あ
るいはアルカリ電池の特質を損なったりするようなこと
がなく、また構造的な複雑化や大型化をともなうことな
く、さらに制約されたスペース条件下でもってアル’Ｊ
　ＩＪ電Ｗ４液の漏出を確実に防止できるようにした密
閉式アルカリ電池およびその製造方法を提供することに
ある。

μ下、この発明の実権例を図面全参照しながら詳述する
。なお、各図中、共通あるいは相当する部分には同符号
を用いて示す。

第２図ａ、ｂは、この発明による密閉式アルカリ電池の
一実施例を示す。同図に示す電池は、その基本的な構成
については、第１図ａ、ｂに示した従来のものとほぼ同
１である。すなわち、共に金属製の陰極端子ｌと陽極端
子２との間に電気絶縁性で、かつ弾力性金有するガスケ
ット４を挟圧せしめてなる封口構造を有する。そして、
少なくとも上記陰極端子ｌと上記ガスケット４０間に封
止剤６が介在させられている。上記封口ガスケット４と
しては、ガスケットとして要求される一般的事項を満た
すような材質。

例えばナイロン６６、ポリエチＶン、ポリプロピレン等
が使用される。また、端子１は、０ｕ−８ＵＳ８０４−
Ｎｉの８層クラツド板をブＶス加工したものが使用され
ている。また、端子２は鉄にニッケルメッキを施したも
のが使用されている。この場合、ニッケル面が外側の端
子面となる。発電要素５は前述した従来のものと同じ、
アルカリ電解液を使用するものである。

さてここで、この発明による密閉式アルカリ電池の特徴
とするところは、上記封市削６として、エビ・ビス型エ
ポキシ樹脂にそのエポキシ当量の１５〜５％に相当する
当量の反応基を与えるように硬化剤が配合されてなるも
のを用いていることである。硬化剤としては、実施例で
は反応ポリアミド基を有するポリアミド樹脂が使用され
る。このように、当量に足りない硬化剤が配合されたエ
ビ・ビス型エポキシ樹脂は、長期間経ても完全に硬化す
ることはなく、あたかも半硬化状態のまま端子ｌと封口
ガスケット４の間に介在し続ける。この結果、封口ガス
ケット４と封止剤６との間および端子ｌと封止剤６との
間にはそれぞれアルカリ電解液の漏出を阻止するのに適
した封止界面６ａ、６ｂが形成され、かつそれが長期に
１って保持されるようになる。さらにここで今一つ注目
すべきことは、硬化剤に対して過剰のエポキシ当量を有
する上記エポキシ樹脂のエポキシ基は、内部から漏出し
てくるアルカリ電解液中のアルカリ（俟と化学的に反応
することにより復アルカリ電ｉ１／ｉｆの漏出を確実に
阻止するようにも機能できるということである。すなわ
ち、長期間に暇ってアルカリ電解液の漏出を阻止する状
態を保持できるとともに、（反にアルカリ電解液が漏出
しようとした場合には、その漏出の先喘部のアルカＩＪ
　”Ｋ解液をひ出力の弱い性状のものに化学的に変化さ
せて、そＩ″ＬＩＪ上の漏液の進行を確実に阻止するこ
とができるのである。そして、このような作用による漏
液防止効果は、第８図のグラフに示すように、上記エポ
キシ樹脂にそのエポキシ当量の１５〜５％に相当する当
量の反応基を与えるように硬化剤を配合したときに最も
大きいことが本発明者らによって知得された。第８図に
示すグラフは、ボタン型アルカリマンガン電池ＬＲ４４
タイプにおける試験結果を示したもので、硬化剤として
は反応ポリアミド基を有するポリアミド樹脂を用いてい
る。同図のグラフによれば、耐漏液性能（６０Ｃ，９０
％ＲＨにおいてサンプル個数（ｎ＝１００）中の５０％
の個数が漏液するまでの日数）と封止力を示す密着性（
硬化剤の配合量が零のときの密着性（付着量）を１とす
る比較値）は、共にポリアミド樹脂の配合比率が５〜１
５％のときに最良の状態を得ている。

ここで、ポリアミド樹脂配合比率が５％を下回ると密着
性がｊ限＜なって十分な封止力を得唯＜、゛また１５％
全越えると漏出してくるアルカリ電解液を化学反応によ
シ阻止する能力が低下してくる。従って、その配合比率
は５〜１５％にする必要がある。

次に、以上のように構成された封口構造を有する密閉式
アルカリ屯池ヲ製造するに際して、上述のように配合さ
れた封止剤は、その電池の通常の使用状態においてアル
カリ電１１Ｆ、液の漏液を防止するための封止剤として
は非眉にすぐれた性能を呈することができるものの、そ
のような状態における上記ｎ出剤は、これを上記端子ｌ
とガスケット４の間に介在させるための作業を行なうた
めには必ずしも最良の状態でないことが本発明者らによ
って知得された。すなわち、上述した配合による封止剤
６は、そのままの状態では上記作業を行なうのに適した
枯吠および付勢力を有しておらず、このため、学に配合
されたままの封止剤を上記端子ｌと上記ガスケット４０
間に介在させる作業を行なった揚台、特に陽ｆｆ１４子
２の周縁部を内側に折曲させてガスケット４を挟圧せし
めるときに、その封止剤６の逃げが円滑に行かず、これ
によりその封止剤６が端子１とガスケット４の間に均一
に介在しなくなるという問題が生じる。このような問題
を解決するには、上記硬１ヒ剤の配付比率を５％以下に
制限しなければならない。しかしそれでは、前述したよ
うに、十分な耐漏ｉ性能が得られなくなる。そこで、こ
のような背反する問題を嘆決するために、この発明によ
る。モ閉式アルカリ屯池の製造方法では、上記エビ舎ビ
ス型エポキシ樹脂にそのエポキシ当肴の１５〜５％に相
当する当吐の反応基を与えるように硬化剤を配合し、上
記反応基金附温甲ですべて反応させた鎌、７ＪＯ熱して
粘度および付涜力を調節して上記陰極端子と上記ガスケ
ットの間に介在させるだめの作業を行なう。これにより
、封止剤６は耐漏液性能を得るのに最も適した配合比率
を確保すると同時に、端子１とガスケット４０間に均一
にかつ確実に介在させられるようになり、耐漏液性能の
向上と作業性の向上という互いに背反する問題が同時に
解決される。このとき、上記加熱の条件は、硬化剤とし
て反応ポリアミド基を有するポリアミド樹脂を用いる場
付け、３５〜ＴＯＣで上記作業に最も適した粘度および
付着力を得ることができる。

以上のように、この発明によれば、電池の構成を困難に
するような、あるいはその特質を損なったシするような
ことなく、また構造的な複雑化をともなうことなく、さ
らに制約されたスペース粂件下で耐漏液性能にすぐれた
密閉式アルカリ醒池を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図ａは従来の密閉式アルカリ電池の一例を示す断面
図、同図すはその一部拡大断面図、第２図ａはこの発明
による密閉式アルカリ電池の一実施例を示す断面図、同
図すはその要部拡大断面図、第８図はこの発明で用いる
封ＩＥ剤の配合比率とその効果の関係を示すグラフであ
る。 １・・・・・・・・・陰甑端子 ２・・・・・・・・・陽極端子 ８・・・・・・・・・電池ケース ４・・・・・・・・・ガスケット ５・・・・・・・・・発電要素 ６・・・・・・・・・封止剤 特　許　出　願　人　　冨士′屯気化学株式会社代理人
　弁理士　−色　健　輔 第１図 （ｑン ｂ （ｂ） 第２図 （ｂ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　共に金属・棟の陰極端子と陽極端子との間に
   電気絶縁性で、かつ弾力性を有するガスケットを挟圧せ
   しめてなる封口構造を有する密閉式アルカリ電池におい
   て、少なくとも上記陰極端子と上記ガスケットの間に封
   止剤が介在させられるとともに、Ｊ封止剤は、エピ拳ビ
   ス型エポキシ樹脂にそのエポキシ当量の１５〜５％に相
   当する当量の反応基を与えるように硬化剤が配合されて
   なることを特徴とする密閉式アルカリ電池。 （２、特許請求の範囲第１項Ｍｅ載のものにおいて、上
   記硬化剤は反応ポリアミド基を有するポリアミド樹脂で
   あることを特徴とする密閉式アルカリ電池。 （８）　　共に金属製の［有］極端子と陽喰端子との間
   に電気絶縁性で、かつ弾力性を有するガスケットを挟圧
   せしめてなる封口構造を有するとともに、エビ・ビス型
   エポキシ樹脂にそのエポキシ当量の１５〜５％に相当す
   る当量の反応基を与えるように硬化剤全配合してなる封
   止剤を上記陰（ｉｉｌｊ子と上記ガスケットの間に介在
   せしめてなる密閉式アルカリ電池の製造方法において、
   エビ・ビス型エポキシ樹脂にそのエポキシ当量の１５〜
   ５％に相当する当量の反応基を与えるように便化ｈ１１
   を配付し、上記反応基を常温中ですべて反応させた後、
   加熱して枯１組および付着力を、調節して、上記陰極端
   子と上記ガスケットの間に介在させるための咋暎を行な
   うことを特徴とする密閉式アルカリ電池の製造方法。 （４）特許請求の範囲第８項記載の方法に分いて、上記
   護化剤として反応ポリアミド基を有するポリアミド樹脂
   を用い、また上記加熱を３５〜７０Ｃで行なうことを特
   徴とする密閉式アルヵリ電池の製造方法。