JPS59138069A - 筒状アルカリ電池 - Google Patents

筒状アルカリ電池

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JPS59138069A
JPS59138069A JP998483A JP998483A JPS59138069A JP S59138069 A JPS59138069 A JP S59138069A JP 998483 A JP998483 A JP 998483A JP 998483 A JP998483 A JP 998483A JP S59138069 A JPS59138069 A JP S59138069A
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JP
Japan
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anode
cathode
conductive film
separator
cylindrical
Prior art date
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Pending
Application number
JP998483A
Other languages
English (en)
Inventor
Kenichi Shinoda
健一 篠田
Akihide Izumi
泉 彰英
Hideaki Nagura
名倉 秀哲
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
FDK Corp
Original Assignee
FDK Corp
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Publication date
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Publication of JPS59138069A publication Critical patent/JPS59138069A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/04Cells with aqueous electrolyte
    • H01M6/06Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
    • H01M6/08Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with cup-shaped electrodes

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】 この発明は筒状アルカリ電池、特に陽極合剤と陰極合剤
の間に右底筒状に形成されたセパレータを介在させてな
る発電要素を筒状陽極缶に装填したものに関する。
この種の筒状アルカリ電池は、第1図Aにその一例を示
づように、筒状陽極缶10内に陽極合剤24と亜鉛を主
剤とする陰極合剤20が同軸状に配置されるとともに、
両合剤20.24がセパレータ22によって隔1i31
+され、さらにこのレバレータ22はシー1〜状素片を
有底筒状に形成したものであって、その側胴部が一1x
 iiピ陽極合剤24と上記陰極合剤20との間を隔離
し 、かつその底部が上記陰極合剤20と上記陽極缶1
0の底部との間を隔離するように構成されCいる。上記
セパレータ22は、一枚のシート状セパレータ素片を折
曲げ加I?Iることにより有底筒状に形成される。上記
陽極缶10には、まず陽極合剤24が嵌挿され、次に上
記ヒバレータ22が挿入され、この後上記陰極合剤20
が有底筒状セパレータ22の中に充填される。陽極缶1
0の開口部は陰極端子14によって器をされ、さらにこ
の陰極端子14と陽極缶10の間に封口ガスケット12
が介在づることにより該陽(〜(hloの内部を密封入
している。陰極端子14の内側面中央には集電子16が
突設されてa5す、この集電子16は上記陰極合剤20
中に挿入されている。
ところで、この種の筒状アルカリ電池では、上記セパレ
ータ22の底部に亜鉛の析出が集中的に生じやAく、こ
れによりその電池の保存中に内部ショートが発生ずると
いうことが従来においてしばしばあった。第1図Bは、
その亜鉛析出か生じたセパレータ22の外底面30側を
展開して示したもので、その外底面30に針状の亜鉛結
晶いわゆるプントライ1−32が斑点状に析出し成長し
ている。このように成長したプントライ1−32は、セ
パレータ22の底部を突き破って陰極側と陽極側とを短
絡させる大きな原因どなる。ところで、このようなデン
ドライト32の析出およびその成長を抑制するためには
、上記レバレータ22の外底面30と上記陽極缶10の
内底面28との間を適当な間隔保持部+A (スぺ一ザ
ー)でもって一定間隔以上離すか、あるいは上記セパレ
ータ22の底を十分な厚みを有する閉塞。
部材で閉塞することが従来において試みられていた。第
2図はセパレータ22の底部に閉塞部材36を充填した
場合の従来例を示す。この場合、その閉塞部材36は十
分な厚みを有するフェルト材等で形成されている。そし
て、この閉塞部材36を無底筒状ヒバレータ22の底部
開口に圧挿入して該セパレータ22の下部開口を閉塞せ
しめる。しかし、この従来例においては、その閉塞部材
36と陽極缶10の内底面28の間にデンドライトの析
出および成長を確実に阻止するためには、その閉塞部材
36の厚みを十分に大きくしなければならず、このため
陽極缶10内の有効発電容積が大幅に減少させられて放
電容最の低下をまねくという問題が生じてくる。
そこで、上記閉塞部材36を、フェルトのような通水性
の材質ではなく、例えば熱溶融性の樹脂を流し込んで形
成覆ることが考えられるが、しかしこのような方法でも
って上記セパレータ22に底を形成する工程は非常に複
雑であり 、かつコスト高である。というのは、筒状の
けパレータ22の中に熱溶融1性の樹脂を所定量充填し
、さらにこの充填した熱溶融慴樹脂を所定のRみに成型
しく’ t?パレータ22の底となすことが意外に面倒
かつ困fiIなことなのである。また、第3図に示1従
来例では、有五筒状レバレータ22を使用し、このセパ
レータ22の外底面30と陽極缶10の内底面28の間
に間隔保持部vJ38を介在さけCいるが、この場合は
その間隔保持部材38を新たな部品として供給しなけれ
ばならず、さらにその間隔保持部材38をセパレータ2
2の外底面30と陽極缶10の内底面28との間に正確
に位置決めして設置しな【プれは′ならないという丁程
上の面倒もあった。そのほかに、図示は省1I18ツる
が、有底筒状セパレータの底の部分だけを二重構造にJ
ることが従来においで行なわれたことかある。しかし、
このような構成はそのセパレータの形成工程をいたずら
に複卸化覆る(ばかりてあって、テンドライ1〜の析出
a5よび成長の抑止という点ではさほどの効果を得るこ
とが(きなかった。
この発明は以上のような従来の問題に鑑みてなされたも
ので、その目的とするところは、極めて量産に適した簡
単な構成でもって、また電池の有効発電容積を減じせし
めたり 、あるいは電池の放電特性に犠牲をもたらした
りすることなく、むしろ電池の放電特性の向上と両立し
つつ、セパレータの外底面と陽極缶の内底面の間におけ
るプントライ1への析出およびその成長を確実に抑止で
きるようにし、これによりそのデンドライトに起因する
不良の発生を大幅に少くすることができるようにした筒
状アルカリ電池を提供することにある。
上記の目的を達成するために、この発明は、筒状陽極缶
内に陽極合剤と亜鉛を主材とづる陰極合剤が同軸状に配
置されるとともに、両合剤間がセパレータによって隔離
され、さらに該セパレータはシート状素片を有底筒状に
形成したものであって、その側胴部が上記陽極合剤と上
記陰極合剤との間を隔離し 、かつその底部が上記陰極
合剤と上記陽極fJi底部との間を隔離するようにして
なる筒状アルカリ電池において、上記陽極缶内(mに炭
素を主とした導電性の膜を形成し、この導電性膜を上記
レバレータの外底miと上記陽極缶の内底面との間に介
在さけたことを特徴とづる。
以下、この発明のりf適な実施例を図面に基づい・て説
明(る。なお、各図中共通あるいは相当する部分は同符
号を付して示す。
第4図はこの発明による筒状アルカリ電池の一実施例を
示す。同図に示゛り筒状アルカリ電池は、まず、その基
本的構成については前述した従来のものと同様であって
、陽極缶10 、封口ガスケット12、陰極端子14か
らなる電池ケース内に、陰極合剤20.有底筒状セパレ
ータ 22.陽極合剤24かうなる発電要素が密封入さ
れている。陽極合剤24は陽極缶10の内壁面に電気的
に接触し、また陰極合剤20は東電子16を介して陰極
端子14に電気的に接続されている。陽極缶10は、例
えば鉄にニッケルメッキを施したものが使用される。陽
極合剤24は、あらかじめ中空管状に加圧成形されたも
のを使用し、これをまず陽極缶10内に嵌挿する。この
後、一枚のシート状セパレータ累片を折曲げ加工してな
る右底筒状レバレータ22をその陽極合剤24の内側に
挿入し、この後亜鉛を主剤とする陰極合剤2゜を充填し
て発電要素を形成覆る。
どころで、この発明では、第4図にその一実施例を示覆
ご、とく、上記陽極缶10の内壁面には予め導電性の膜
40が成形されている。この導電性膜4゜は炭素を主体
とするものであって、上記陽極合剤24等が装置眞され
るに先だって該陽極缶1oの内壁面に塗布等の方法によ
って成形される。具体的には、黒鉛等の粉末状炭素物質
とバインターとを溶媒に溶解してなる塗料をエアスプレ
ー 、エアレススプレーあるいは部分浸漬等によって」
]記陽極缶1oの内壁面に塗布し、さらに乾燥処理を行
なうことにより形成される。そして、このようにして形
成される導電性WA40が上記セパレータ22の外底面
3oと上記陽極缶10の内底面28との間に介在するこ
とにより、従来において生じていたデンドライトの析出
および成長がきわめて再現性良く抑止されることを知得
4るに至った。また、実施例では、その導電性膜40が
陽極缶10と陽極合剤24との間にも介在しているが、
このように陽極缶1oと陽極合剤24との間に介在でる
導電性膜40は、該陽極缶10と該@極台剤24との電
気的接触状態を良好かつ安定なものにづるようにも機能
することができる。従って、その導電性II!1j40
の形成に際しては、面倒な位置決め要素はなく、レバレ
ータ22の外底面30の当接面以外の個所にその導電性
膜40が形成されても構わない。むしろ、セパレータ2
2の外底面30以外の部分に形成された導電性膜40は
、上述したように、l’l極缶10と陽極合剤24との
電気的接触状態を良好にし、これにより放電特性を向上
さけるようにさえなる。ここで、上記導電性膜40がデ
ンドライトの析出およびその成長を抑止づ−ることがで
きる理由としては、この導電性膜40が陽極缶10の金
属面とアルカリ電解液との直接の接触を防止し、このた
めにテン1〜ライトの析出および成長の電気化学的現象
が生じなくなるためと考えられる。まlζ、その部分に
d34ノる導電性膜40の厚さは、陽極缶10の金属面
がアルカリ電解液に直接接触づるのを防止づる程度の厚
さで良いが、これをさらに具体的に調べてみたところ、
少くとも陽極缶10の缶壁に塗布される導電塗料4oの
厚みもよりも厚<10μ以上とすることでもってデンド
ライトの析出および成長がほぼ完全に抑止されることが
判明した。
もちろん、十分に注意して形成された導電性膜4゜であ
れば、それ以下の厚みでも十分にデンドライトの析出d
3よび成長を抑止Jることができる。しかし、望ましく
は、陽極缶1oの内底面28における導電性膜40の厚
みは、10μよりも大きくすることが望ましい。この場
合、その導電性11140の)fみは、それを形成する
だめの塗布条件2例えば塗布するときの塗料の粘度や塗
布厚み等を調整することにより任意に制御することがで
きる。
以下、この発明の具体的実施例を示す。
実施例 まず、 塩化ビニル樹脂30平担部 輪状黒鉛65重ω部 アセヂレンブラック5重ω部 以上のものをトルエンC゛溶解・混合し、塗旧私にした
しのを、エアスプレーによってニッケルメッキされた1
湯桶缶10の内底面a3よび内側円筒部分に塗布し、こ
の後乾燥処理を行なった。このときの塗膜の厚さは、円
筒部分ぐ10〜15μ(ミク[」ン)どした。また、内
底面における厚さは、10〜15μ(ミクロン)と20
〜30μ(ミクロン)の2種類を行なった。そして、第
4図に示したような筒、状アルカリ電池を組立てた。
ここで、導電性膜のない従来の筒状アルカリ電池をΔと
し、また内底面に10〜15μ(ミクロン)の厚さのS
電性膜を形成した電池をBとし、同じく内底面に20へ
・30μ〈ミクロン)の導電性膜を形成した電池をCと
し、これらの電池△ 、B  、Cをそれぞれi (1
0個り゛つ用いて貯蔵試験を行なった。
貯蔵の条件は、60°Cであった。この貯蔵の結果、各
電池Δ 、B  、Cにa5tブる不良の発生状況は、
以下のとd5ゆであった。
以上の試験結果から明らかになるように、従来の電池Δ
はその保存によって亜鉛デンドライトが生成し、これに
より内部短絡を生じて容量が減少し、開路電圧が1.5
V以下になった不良品を多く生じた。これに対し、この
発明による電池B  、Cは、上記導電性膜により、プ
ントライi・の発生が防止されて内部短絡が起こりにく
くなっており、貯蔵による不良発生率は大幅に少くなっ
ている。
第5図は、この発明による電池に陽極端子42を設け、
また、その円筒部を熱収縮チューブ44とメタルジャケ
ット46で覆ってなる最終的な完成状態を示づ。また、
第6図はこの発明の他の実施例を示し、ここでは上記導
電性膜40は陽極缶10の内底面だけに形成されている
。この場合にJ3いても、セパレータ22と陽極缶10
との間にデンドライトが発生づることを確実に防止でき
ることはもちろんである。
以上のように、この発明による通常筒状アルカリ電池は
、その要部の(育成が例えばコーアスプレーあるいは部
分浸漬等のJ−うに極めて量産に適した方法でもつC形
成することかできるとともに、有効な発電容積を減じせ
しめることもほとんど<7 <、さらに電池の放電特性
を10つたりすることもなく、むしろ陽極缶と1湯桶合
剤との電気的接触状[ぷを良好なものにしつつ、プント
ライ]への析出a3よびその成長によって生じる内部短
絡等の不良発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図Aは従来の筒状アルカリ電池の一例を示づ断7H
’r図、第1図L3は従来の筒状アルカリ電池にお(プ
るセパレータの外底面の状態を示づ展開図、第2図およ
び第3図はそれぞれ従来の筒状アルカリ電池の他の例を
示づ断面図、第4図はこの発明による筒状アルカリ電池
の一実施例を示す断面図、第5図は最終的な製品として
完成した状態の一例を示す部分断面図、第6図はこの発
明の他の実施例を示す断面図である。 10・・・・・・・・・・・・陽極缶 12・・・・・・・・・・・・月ロガスケッ]へ14・
・・・・・・・・・・・陰極端子16・・・・・・・・
・・・・集電子 20・・・・・・・・・・・・陰極合剤22・・・・・
・・・・・・・レバレータ24・・・・・・・・・・・
・陽極合剤28・・・・・・・・・・・・陽極缶の内底
面30・・・・・・・・・・・・セパレータの外底面3
2・・・・・・・・・・・・テンドライト40・・・・
・・・・・・・・導電性膜性r[出願人       
富士電気化学株式会社代  理  人        
  弁叩十  −色  叶  輔第 2 口1 +4 第3図 4 7)7シ4図 4 第51〜.り1 42 第6図

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)筒状陽極Oi内に陽極合剤と亜鉛を主剤とする陰
    極合剤か同軸状に配置されるとともに、両合剤間がレバ
    レータによつC隔離され、さらに該レバレータはシー1
    〜状素片を有底筒状に形成したちのCあって、その側胴
    部が上記陽極合剤と上記陰極合剤との間を隔N1シ、か
    つその底部か」二記陰極合剤どト記陽極缶底部との間を
    隔離するようにしてなる筒状アルカリ電池におい−C1
    上記陽極缶内面に炭素を主とした導電性の膜を形成し、
    この導電性膜を上記セパレータの外底面と上記陽極缶の
    内底面との間に介在させたことを特徴とづる筒状アルカ
    リ電池。
  2. (2)特R’f請求の範囲(1)の電池にJ3いて、」
    −記陽極缶の内底面に形成される導電性膜の厚みを該+
    i極缶の側面の厚さよりも大きくしたことを特徴とする
    筒状アルカリ電池。
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Cited By (3)

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US5447809A (en) * 1984-08-21 1995-09-05 Rayovac Corporation Alkaline primary battery containing coated current collector
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