JPS6041752A - ボタン型空気電池 - 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】 産業上の利用分野 本発明は、ボークプル電子機器などに使用するボタン型
空気電池の改良に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来のボタン型空気電池の代表的構造を第１図で説明す
る。１ス１中、１ｉ１１：正極ケースであり、底部に空
気孔２をイＪしている。３ｄ：負極り一−スて、庄：極
ケース１との間は絶縁１４にの封口リング４により隔離
されている。１４正極触媒層であり、その片面に撥水性
多孔膜６を配して空気極を構成している。７は負極１１
Ｆ鉛、８は合成樹脂製セパレータ、９は正極ケース１の
内底部に設けた凹Ｒ１ｓ　１０に配置された空気拡散紙
である。負極クープは開１−」部が断面Ｕ字状の外周折
り返し部を翁し、開口ｌ　Ｚ：、ｉ部は、断回路り字状
の封口リング４の水ｉｌＺ部て支持されている。

このような構造のボタン型空気電池は、Ｊξ］１」すン
グ４と負極ケース３との嵌着部からアルカリ電解液の外
部への漏出が、他のアルカリ電池よりも発生し易い。

一例として電池の外径が１１．６ｆｆｍ、総高が６．４
ＴＲＩＬＬのＲ４４ザイズにおいて、封口リングの寸法
を同じザイスの酸化銀電池、水銀電池と比較すると次表
の−ようになる。

第１表 このように、ボタン型空気電池の場合、負極ケースの総
高を他のアルカリ電池並の一；」法に設計すると、封口
リング４の水３１′部肉厚か、他のアルカリ電池の封口
リングの水子部肉厚より６倍はど厚い設計になる。

封］」リング４はアルカリ電解液を使用する場合、ナイ
ロン６．６、あるいはナイロン６で構成されるのが普通
である。、ナイロン製の封［−１リンクＣ」−１非常に
柔軟１／１があり、正極ケース１の折曲１情に、封口リ
ンク４の水平部が簡単に電池内力へ変形してしまい、負
極り゛−ス３の開「１部と刊Ｌ１リング４の密着が不充
分になる。

寸だ、」」１１リング４は負極ケース３と嵌着する場合
、負極ケース３の支長体となる目的を有し、その封口リ
ング４の内径φＢは、負極ケース３の内径φＡ　よりも
人きくなくてはならない。そのだめ、負極ケース３と旧
ロリング４で構成された負極」ｙＪ　ｃ＋体容積Ｃ１１
２、封［二１リング′４の水平部肉厚が厚いほと減少す
る結果となる。。

寸だ、ボタン型空気電池の負極封口体容積をｉｉｆ能な
だけ拡大するために、第２図のような構造も考えられ／
こ。

第１図で示ず断面図と第２図で示す断面図のボタン型空
気電池の負極」づ目体の容積は、総高５．４問、外径１
１．６０騎のＲ４４ザイズで比較すると、負極ケース３
．正極ケース１　、封口リンク４のイ則壁部肉厚が同じ
場合、第２図の断面図で示される電池の方が２０％程度
容積か大である１、この構造は、負極封口体の容積を最
大にする力／Ｉ！；としては有効であるが、１箇所致命
的欠陥を持っている。第２図■部の拡大断１ｒｉｉ図を
第３図に示す。

１０は銅層、１１はステンレス鋼又は鉄層、１２ｄ：ニ
ッケル層であり、負極ケース３に１、一般的にこの玉名
のクラッドＩＪである。負極ケース３の端部は断面Ｕ字
状の封口リング４に１１シ（着されているが、負極封口
体に充填される負極活物Ｔ」、γ中の強アルカリ性の電
解液のため、銅層１０と封１−１リング４の密着部へ、
電解液がその強いクリープ＋／、１のため侵入し、電池
保存中に、負極ケース３のＴ１“１．；部１３に電解液
が（＝１着し、銅１０．ステンレス鋼又は鉄１１、ニッ
ケル１２の三者で局部電池を形成し、端部１３から水素
ガスが発生ずる。この水素ガスは、電池内部の圧力を増
大させ空気孔２から電解液と共に押し出される１、 次に第１図、第２図に示した構造の欠点を解決する／こ
め、第４図の断面図で示す構造について検利する。

負極ケース３０開１」部に４］〒り返し部をイ」し、か
つ、８１Ｔ１図のＪｌｌ　１　！ノング４に比べて水平
部肉厚を他のアルカリ電池１１１ｇの薄さにする構造て
あり、寸だ第１図、第２図に示しだ電池よりもＲ４４サ
イズで各村［１部月側壁部を２０％肉薄にしたボタン型
空気電池である。第４図の構造回ニ、第１図の構造に比
較するとＲ４４ザイズて、負極封［」体容程ｉは２０％
増人する１、 ボタン型電池ｔ、ｊ二、封口金Ｌ１１」に」：すｉｆ−
：極ケース１の開り部を内力に折曲させることによって
封「１する。この１１４ｊ、負彬ケース３の折り返しｆ
％、’１部とＩＩＩ！４ケース１の４１７曲部の圧力Ｉ
ＡＴ＋かｆ、１．）いツノが酬ｉ］１１液１′１能にす
ぐれていることは、よく知られていることである。しか
し７．１１１１Ｉ勘１液性能の向上のだめＴ１をｆ＋ｊ
　くするＩ“１的て、ＩＩ極り一ス１を内方へ１強、＜
　４ｊｒ曲すると、その圧力が負極ケース３の開１−１
部へ伝達され２、封口リング４の水１’一部と、詞［二
１リング４とｉ［（ｉｉ、ケース１の内底用凹部に侠［
１でいる中パレータ８゜正極触媒層５．撥水膜層６か、
必四以上に月縮される結果、負極ケーク３内部へふくら
むことになる。ｊ「：極触媒層５が、負極ケース３内部
にふくらむことは、負極活物質７とその中に含寸れてい
る電解液を押圧する結果となり、電解液か多孔質のｉＨ
令触媒層５と多孔質の撥水膜層６を通ノ１、カしてしま
い、電池保存中に重接ケース１の空気孔２から漏液して
し甘う。１１尺極ケース１折曲１１．５の圧力伝達によ
る触媒層５の圧縮は、負極ケース３の開［１端部１４と
」Ｊ−極触媒層６の間隔′凋が０．６πｒ以下の場合、
負極ケース３開口端部１４の曲率半径に人きく依存する
ことがわかった。負極ケース３の容積を最大限に拡大す
るために、肉厚を薄ぐすると曲率半径が小さくなり、触
媒層５が封り時にふくらみやすくなる。

発明の目的 本発明ｄ１、以上のような従来の欠点を仰ｒ哨し、客用
が大きく、しかも耐漏液性にすぐれたボタン型空気電池
を持供することを目的とする。

発明の構成 本発明は、開１」部か断面Ｕ字状の外周折り返し部を有
する負極ケ　スと、断面路り字状の封り、Ｉ　ＩＪング
とを備え１．Ｊ狛」リングの（ＩＩＩ壁部を負極り−ス
の折り返し端部と１１−極ケーヌとの間に圧縮するとと
もに、弁極り一スの開［１部により封［１リングの水平
部を介して１１極触媒層を・山（ＩＩＪｌケース底面へ
１接した構成とし７、さらに負極ケースの側〜１Ｖ：部
中央の内径をφＡ　、　Ｊ〕ｒ　リ返し９ｊ１：部の最
外径をφＣ１開口部の夕１径をφＤ、開口部の内径をφ
ＥとしたときφＣ〉φＤ、φＡ、−φＥの関係を有し、
かつ月に１リングの水平部の負極ケース開「１部と接す
る部分の１（旧′ｌを０．２〜０．５騎に設定し／くこ
とを！時機とする。

実施例の説明 本発明によるボタン型空気電池の一例を第５図に示す。

ボタン型空気電池の負極容４」′１を最大にする／こめ
に、正極ケース１の板厚及Ｕ’　其イ１＞ケース３の扱
１゛〕は、０．２５　ｍｍ以１・にする。寸た十１１１
リング４の１則壁部肉厚は０．４１Ｌｍ以下にする。し
かし、両ケ　ス１．３の板厚Ｑ　０．１５　ｍｍ以−ト
、」旧−１リンク４の側壁部内−厚を０．２ＭＩＩ＋以
１・−にすることは、電池を構成する上で強度的に弱く
なる。電池の形状、サイズに応じて、封口部月１．３．
４の肉ｊψは選択きれなければならない。ここではＲ４
４ザイスのボタン型空気電池で説明する。

板厚０．２６騎の負極ケース３ｉｊ１、］ノ引ｒ１１に
銅層を形成したステンレス鋼のクラッド拐を使用し７、
負極ケース３の折り曲げ部外径φＤｌｒＪ、折咳し部の
端部最外径φＣより０．０５〜０．１１０ｌ１径小に、
寸たり「り曲げ部内径φＥは、ケ−７３の仙：ｊ、１部
中火部内径φ□に比較して０．０２〜０．０４　ｍｍ径
小に形成する。負極ケース３の板厚が０．２５　ｍｌＩ
の場合は、断面Ｕ字形に折り曲げる場合、Ｑ、３　Ｉ＃
ｒｒの１１］トＦ半径を保ち折り曲げることによって、
ＩＩ］能である。

次に、この負極ケース３を断面り字状のＪ＞Ｊ’　Ｄ　
！Ｊング４に嵌着する。この１１、牙、封［１リング４
の水平部肉厚は０．２　ｔｒｎｎ〜０．６ｍｍにしてお
くへきである。

リング４水−゛１′部肉厚が０．６Ｆ＃ｌ＋以上の場合
ＣＩ１、電池の耐漏液性がＪｌ常に悪くなり、寸だ０．
２１１ｒｍ以下は、Ｊ’ｊ　「＋　＋）ング４の樹脂成
形か本口」能である。木実流側ては、０．３ｆｆｌｌｌ
＋とした。

封口リング４と嵌着した負極ケース３の中に、負極活物
質となる亜鉛と電解液としての水酸化カリウムの水溶液
を充填する。

次に空気孔２の開孔した正極ケース１の中に、底部より
空気拡散４（（９，撥水膜６．活性炭を主成分としてフ
ッ淋Ｊ、＞１脂系の結着剤で成形きれたｌｊ；〕さ０．
４部ｍの１１−極触媒層６．七パレータ８の順で積層化
する。

そして、この１日ンケー２１開口部に、前記の負不反ケ
ース３　’ｃ　十Ｊ　ｌｌ’ｌリング４を介して１侵合
する。

正極ケース１の開１」部側の折曲（ｄ、封１−１金型を
使用し、２〜３１・ンのｊ−ピカを加え封１−１する３
、この１１買封１」時に負極ウース３の折り返し端部と
１ト極ケ−蚤１の折曲部の距１ζ［ＣＴ＋ｆ’Ｊ、短縮
され、月１１リンク４０当箇所のＪＪｐさは、ケーク１
折曲１）ｉｉと比へて２０〜ｂ −ス３の開［１部に伝達をれ、１１′、４ｉｆｊＬ触媒
層５か１縮される。空気型Ｑ１４．の場合ＣＩ、Ｉ’ｔ
　Ｉｉｆシケ−ス３のＡ１ゾｊ′、！の１．２〜１，４
１．Ｈ’−の曲率半径を−（−ＩＬ７’こり　ス３の開
１」折り曲げ部か、封Ｌ」時に伝わる１力を分散させ、
負４つにケー７３の開１」端部１４と）「極触媒層５０
間隔が０．６ｍｍ以−１・てあっても触媒層６ｉ１あＡ
、りふくら甘ない。

次に、Ｒ４４サイスで第１図、第２図、第４図および第
５図の構成の電池を試作し、！ｌ’＝ｉ　（）ｌを比較
した結果を第２表に示す。なお、放電ＹＦ　、ｌ’、’
ｔは、２０℃において６２０Ωの負荷で放電し／ヒとき
の端子電圧０．９Ｙまでの容量を電池２個の・１／−均
値で表わず。また、７１４液１は空気孔より　１ｌｉｌ
ｌｉ液を生Ｌ／（電池数、漏液ＩＩ　１、封口部側より
漏液を生じた電池数を表わし、試料載−］いずれも１０
個である。

以下余白 第２表 発明の効果 以上のように、不発り」によれば、容１ｉｉ、が大きく
、保存時の耐δ１［１液＋ｌｌにすぐれ、安定し／ζ１
／」能のボタン型空気電池を’４：ｌることかできる。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は従来のボタン型空気電池の要部の縦
断面図、第３図は第２図准部分の拡大断面図、第４図は
従来のボタン型空気電池の要部の縦断面図、第５図は本
発明によるボタン型空気電池の要部の縦断面図、第６図
はその負極ケースの要部の縦断面図である。 １・・−ｊＩ：極ケース、２・・・空気孔、３・、・・
・負極り一−ス、４・・・・−・封口リング、５・　・
正極゛触媒層、７・−・・負極活物質、８・・−・・セ
パレータ。 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 第　３１ツ１ 第　４１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 底面に空気孔を設けて正極触媒層を配した正極ケースと
   、開口部が断面Ｕ字状の外周折り返し部を有する負極ケ
   ースと、負極ケース内に収容した負極活物質と、負極活
   物質と正極触媒層とを除肉１１するセパレータ、及び、
   正極ケースと負極ケースとを絶縁する側壁部と負極ケー
   スの開り部を支す）する水平部とを有する断回路り字状
   の封「１リングを備え、封口リングの側壁部を負極ケー
   スの折り返し部端部と正極ケースとの間に圧縮するとと
   もに、負極ケースの開口部により封口リングの水平部を
   介した正極触媒層を正極ケース底面へ圧接したボタン型
   空気電池であって、負極ケース内側ハ゛（部中央の内径
   をφＡ１折り返し端部の最外径をφＣ１開１」部の外径
   をφＤ、開口部の内径をφＥ　としたときφＣ〉φＤ、
   φＡ〉φＥの関係を有し、かつ封口リングの水平部の負
   極ケース開口部と接する部分の肉厚を０．２〜０．５騎
   に設定したことを重機とするボタン型空気電池。