JPS6050032B2 - アルカリ電池の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、アルカリ電池における封口構造の改良に係
り、耐漏液性の向上を目的とする。

アルカリ電池は、用いるアルカリ電解液自体がクリー
プしやすく、特に負極に帯電した金属部材の表面に沿つ
てクリープしやすい為、封口板と絶縁封口リングとの間
を、アスファルトピッチ、ポリイソブチレン、ポリブテ
ン、ポリアミド樹脂等の封止剤で閉塞することが種々試
みられてきた。

例えば、実開昭５２−５６２■号では封口板周縁端部の
みにアスファルト、合成ゴム、ポリブテン等の耐アルカ
リ性接着剤を付着する方法が開示されており、特開昭５
４−７５３６号、同５４−１１４３７号では封口リング
と、正極端子を兼ねた電池ケースもしくは封口板の当接
する面の単独又は両面に、ポリアミド樹脂やアスファル
トピッチとオイルとの混合物等からなるシール剤を形成
する方法が提案されているが、そのいずれもシール剤の
均一な塗布が困難であつたり、シール剤と封口板等の封
口部材との密着性が十分でない為、満足できるような耐
漏液性を保つには至らなかつた。 また、シール剤とし
てクロロスルホン化ボリエ・チレンを使用する例も、特
公昭５２−４７８１４号にみられる。

これは、従来のシール剤に比べて良好な効果が得られた
が、クロロスルホン化ポリエチレンの量により組立封口
板外部への溢れ出しやシール効果が不十分な量しか塗布
できないなどその処一理方法に困難な点が多く、実用的
には不向きであつた。 即ち、封口板と絶縁封口リング
との間隙をうすめ、負極部における電解液の漏出を阻止
する為には、その間隙に一定量以上のクロロスルホン化
ポリエチレンを保持することが必要である。

クロロスルホン化ポリエチレンを充填する為には、これ
まで溶媒に溶解したクロロスルホン化ポリエチレンを、
封口リングの内側溝部に流し込み、しかるのちに封口板
を嵌合していた。しかし、封口板とクロロスルホン化ポ
リエチレンとの接着をよくする為には、クロロスルホン
化ポリエチレンを乾燥ないしは半乾燥状態で嵌合する必
要がある。しかし一方でこのクロロスルホン化ポリエチ
レン溶液の粘度は低い為、多量の溶液を封口リングの溝
部に保持させようとすれば、封口板の嵌合時にその溶液
が封口板の内、外両面に溢れ出ることを防止できなかつ
た。この点を考慮して封口板側にクロロスルホン化ポリ
エチレンを塗布することもなされたが、この場合には封
口リングに充填する場合に比べて、量的にその約１１５
しか塗布できず、十分なシール効果が期待できなかつた
。また、封口リングの正極電池ケースと接する側に塗布
すると、組立封口板相互が塗布したクロロスルホン化ポ
リエチレンにより付着しあう、いわゆるブロッキング現
象が生じたりして、取扱いが極めて困難であつた。本発
明は、アルカリ電池のシール剤として、クロロスルホン
化ポリエチレンを用いるにあたつて、断面略Ｌ字状で立
上り上部の内径方向に肉盛り部を有した絶縁封口リング
を用い、このリングの封口板周縁折り返し部に当接する
面及び、封口板の封口リングに当接する面てある封口板
折り返えし部に、各々シール剤層を形成し、封口板側の
シール剤層のみを乾燥させた後、この封口板の周縁折り
返し部を封口リングに嵌合して組立封口板とし、これを
用いて電池を組み立てることにより、耐漏液性に優れた
電池を提供しようとするものである。

上記のシール剤塗布方法をとることにより、封口板と封
口リングとの間隙には必要かつ十分な量のシール剤を無
理なく充填でき、あわせて電池組立時に封口リングの上
部内周面等をシール剤で汚染することなく、シール剤同
志を接着させることにより、従来よりも強固な接着強化
が得られる。以下、本発明の実施例を図面により説明す
る。第１図に示すように、主としてポリアミド樹脂から
なる絶縁封口リング１は断面略Ｌ字状に形成されていて
、その立上り上部の内径方向に肉盛り部１゛を一体に設
けるとともに、内底面である溝部内面ａには溶媒に溶解
した液状のクロロスルホン化ポリエチレンを注入し、一
定時間において、溶媒を蒸発させ半乾燥状態のシール剤
の膜ａ″を形成する。一方、封口板２は第２図に示すよ
うに、周縁に折り返し部３が設けられており、この折り
返し部外面ｂへ溶媒に溶解した液状のクロロスルホン化
ポリエチレンを塗布した後乾燥してペタ付きのないシー
ル剤の膜ｂ″を形成する。この時使用するシール剤溶液
の配合の一例を示すと、次の如くである。封口リング注
入用シール剤溶液 クロロスルホン化ポリエチレン ２鍾量％トルエン
８唾量％この封口リング注入用のシ
ール剤溶液は、例えば定量ポンプを使用して注入するこ
とができるが、注入時に気泡等を巻き込まずに、一定量
を安定して供給することができるように、常温での粘度
が１５■Ｐｓ以下になるように調整した。

封口板塗布用シール剤溶液５％加硫クロロスルホン化ポ
リエチレン ３鍾量％トルエン
７呼量％封口板塗布用のシール剤溶
液は、例えばこの溶液を入れた槽の中でローラの下端が
常に溶液に触れる状態にしておき、ローラを回転させる
ことによつて、ローラ表面に付着した溶液と封口板の折
り返し部とを接触させ、封口板の折り返し部最下部を中
心にその外面に溶液を塗布した後これを乾燥させる。

この塗布方法では折り返し部に必要量塗布することが要
求され、かつ溶液が常に空気にさらされ、溶媒の蒸発し
やすい状態になつていることから、溶媒であるトルエン
の蒸発により溶液の濃度が変化しやすいような低濃度の
液や、逆に粘度が高過ぎて均一に塗布されないような溶
液は好ましくなく、従つて常温での粘度は、封口リング
側シール剤のそれよりも高い１５０〜３００ＣｐＳの間
に設定すると良い。また封口板の折り返し部外面ｂへの
塗布が均一になされていることが確認しやすいように、
溶液を封口板内面の銅と判別しやすい色となるように、
例えば黒色に着色するには、スーダン社の商品名スーダ
ンブラツク■や、内田洋行（株）の商品名マジックイン
キ黒等をシール剤中に０．０１〜０．１重量％混合する
と良い。塗布されたシール剤は常温で加熱乾燥されてペ
タ付きがなく、かつ封口板との密着度合の強い状態とな
る。この相互の当接面にシール剤層を形成した封口板２
と封口リング１とを嵌合した状態を第３図に示す。なお
封口リング１の立上り上部の内径方向に突出するように
形成した肉盛り部１″は、封口板２との嵌合時に、その
折り返し部３に触れるが、この部分のシール剤ｂ″が乾
燥しているため、汚染されることはない。第３図Ａは断
面図、Ｂは組立封口板４を矢印方向から見た状態である
。

第３図Ａにおいて、封口リング側シール剤層ａ″及び封
口板側シール剤層ｂ″が完全に一体化し、封口板と封口
リングを十分に接着しているのが分る。その部分を矢印
方向から見ると、半透明の封口リング底部を通して、一
体化したシール剤層ａ″＋ｂ″が、封口リング１の溝部
を完全に一周しているのがよく分る。ここで、万一封口
リング１、シール剤層ａ″、封口板２、シール剤層ｂ″
のいずれかの間に空隙が生じておれば、Ｂにおいてハン
チング部分に空隙が観察されるものであるが、本発明の
場合、そのようなことが一切無かつた。一方、従来の場
合には第４図Ａに断面図、Ｂは底面から見た状態を示す
とおり、断面図からはシール剤の塗布に見掛け上の差は
見出せないが、Ｂの底面から見ると、シール剤層ａ″と
封口リング内底面との間に間隙ｃが見える。これは単に
封口リングの溝部のみにシール剤を塗布しても均一な塗
布が困難であり、どのようにしてもシール剤の微細な凹
凸は避けられず、その結果間隙ｃが生じたものである。
この際、封口リングと封口板のシール剤層ａ″，ｂ″を
完全に密着させて均一にする為には、相方の層が未だ溶
媒が蒸発していない状態で嵌合するのが望ましいが、そ
うすると封口板の封口リングへの嵌合時に封口板側のシ
ール剤が封口リングの上部内周面等に付着し、とくに封
口リングに肉盛り部が設けられている場合にはこれを汚
染するため、このようなことのない乾燥シール剤層とし
た。こうしてできた組立封口板４は第３図Ｂの如くなり
、底面から見ると、封口板２のｂ面、シール剤層ａ″＋
ｂ″及び封口リング１のａ面が一体化して、シール剤層
ａ″＋ｂ″が完全に一周しているのが目視できる。その
為、封口板内部からの、封口板と封口リングとの間隙を
通る電解液の漏出は完全に防止できる。しかし第４図Ｂ
の如く、シール剤ａ″が途切れていると、そのわずかな
間隙を通つて電解液の漏出が生じる場合があり、漏液の
おそれがある。このように、封口剤層の密着効果により
、負極の端子を兼ねた封口板２と絶縁封口リング１との
間からの漏液現象を完全に防止する。その為、電池を長
期保存したような場合には、電池ケース５と封口リング
１との間隙から、微漏液を生ずるようなことである。従
つてこの間隙にも従来使用されているアスファルトピッ
チやポリイソブチレン、ポリブテンなどやクロロスルホ
ン化ポリエチレン主体の封止剤層を設ける方法もあるが
、封口リング１の外周面にシール剤の層を設けると、組
立封口板４の外周にシール剤層があると、前述したブロ
ッキング現象を生じてその取扱いが面倒になるし、かつ
電池ケース５の内壁に均一なシール剤の層を設けること
は困難であり、シール剤層表面に凹凸を生じて、却つて
悪い結果を招くような場合もある。そこで、本発明の場
合は、更に第１図に示す封口リング１の上部外径をφ１
、底部外径φ２及び第５図に示す正極端子を兼ねた電池
ケース５の内径φ３の寸法関係を、φ１〉φ３〉φ２の
ように保ち、かつ立上り上部の内径方向に肉盛り部１″
を形成することにより、側面テーパ状の組立封口板４を
、正極ケース５の内壁に沿つて無理なく滑らせ、更に封
口リング２の弾性を利用して最終まで押し込むことがで
きる。ａ このようにすることで、電池密封後、封口リ
ング上部は正極ケースと封口板の間で強く圧迫され、そ
の間に空隙の発生する余地がなくなり、良好に密着する
ようになる。

第６図は、このようにして作られた組立封口板４を用い
たボタン型酸化銀電池を示すもので、正極ケース５に主
として酸化銀からなる正極６、正極リング７、セパレー
タ８、含浸材９を順次挿入し、永化亜鉛粉末とゲル状ア
ルカリ電解液との混合物からなる負極１０を内填した組
立封口板４フを、正極電池ケース５の開口部に嵌入し、
ついでケース５の開口部を内方へカールすることによつ
て密封している。

このケース開口部の内方へのカールにより、封口リング
の肉盛り部１″が封口板とケースとの間で、これら両者
に密着するように圧縮変形するため、シール剤の漏液抑
止効果と相俟つて良好な耐漏液効果を得ることができる
。上述の実施例の如くして得られた本発明のボタン型酸
化銀電池１と、同様の処理方法でシール剤をアスファル
トピッチに代えた電池■、本発明同様の方法でクロロス
ルホン化ポリエチレンをシール剤として使用するが封口
板リングに肉盛り部がなく、かつこのリングと正極電池
ケースとの関係が、従来の如くφ３〉φ１≧φ２となつ
ている電池■、本発明の部品寸法でシール剤は同じだが
、封口リングの溝部ａ面にのみシール剤の層を形成レた
電池■のそれぞれ５０個ずつを、相対湿度９５％、温度
４５゜Ｃのもとで４０日間保存した場合の漏液発生率を
次表に示す。本発明は上述のような構成であり、封口板
と封口リングとの間に微少な凹凸があつたとしても乾燥
後において弾力性を有するクロロスルホン化ポリエチレ
ンの層がその凹凸を完全に充填閉塞しており、かつ肉盛
り部の密封機能によつて電解液の漏出が有効に阻止され
る。

一方電池■の如く、従来使用されていたアスファルトピ
ッチでは、封口板組立時に封口リングの上部がアスファ
ルトピッチで汚染されて作業性が悪く、かつアスファル
トピッチが硬化する為に効果が十分に表われないものと
思われる。更に、シール剤の層ｂ″が加硫されている場
合、クラッド封口板内面の銅層と加硫さ．れたクロロス
ルホン化ポリエチレンとの密着性が更に強くなり、密封
、耐漏液効果は一層増加する。一方、正極ケースと封口
リングとの間からは、従来のような部品構成だと、電池
■にみられるような漏液が発生する。これは、電池封口
時に．”巻き込んだ空気や、わずかながら負極等に含ま
れる不純物等により、電池の内圧が上昇し、封口板側は
完全に液密である為に、正極ケース側の間隙から電解液
のクリープが生じる為である。しかし、本発明では、電
池密封の際にケースと封口板との間が強く圧迫されるた
め封口リングと正極ケースとの間隙がなくなりかつ肉盛
り部を変形させて封口板とケースとの間における封口リ
ングの圧縮度を高めて間隙を生じないようにし、かつ封
口リングの外側に若干のテーパをつけて、組立封口板が
ケースの内壁に沿つて自然に滑り込むようにする。

組立封口板の上部外径は、正極ケース内径よりは大きい
ので、そのままでは終点までゆかずに止まるが、封口リ
ングの弾性を利用し、上から少し押してやれば、容易に
ケースに挿入されるよう設計してある為、このようなこ
とはない。また、本発明のような設計にしても、封口リ
ングにのみシール剤層を形成しただけでは、封口板と嵌
合する際に、溶剤が蒸発して乾燥した場合とか、シール
剤層が均一に形成されていない場合とかの、わずかな条
件の違いで、封口板と封口リングとの間隙がわずかに生
じることがあり、電池の如く、一部の電池に漏液が生じ
るので好ましくない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例において用いてシール剤層を有
する絶縁封口リングの一部破断図、第２図は封口板の一
部破断図、第３図Ａは本発明の実施例における組立封口
板の一部破断図、同図Ｂはその下面図、第４図Ａは従来
の組立封口板の一部破断図、同図Ｂはその下面図、第５
図は本発明の実施例における電池ケースの一部破断図、
第６図は本発明電池の一例を示す半裁側面図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 端子を兼ねた電池ケースと封口板との間に配置した
   断面略Ｌ字状で立上り上部の内径方向に肉盛り部を有し
   た絶縁封口リングの上部外径をφ＿１、下部外径をφ＿
   ２、前記電池ケースの内径をφ＿３とした際、φ＿１＞
   φ＿３＞φ＿２の寸法関係に保ち、封口リングの前記封
   口板の周縁折り返し部と接する内底面及び封口板の周縁
   折り返し部にそれぞれクロロスルホン化ポリエチレンを
   主体とするシール剤層を形成し、封口板側のシール剤層
   のみを乾燥させた後、封口リングを封口板の周縁折り返
   し部に嵌合して組立封口板とし、この組立封口板を周縁
   折り返し部を下にして電池ケースに嵌入し、ケース開口
   部を、これと封口板との間で封口リングの立上り上部を
   圧縮する方向へかしめることを特徴としたアルカリ電池
   の製造方法。 ２ 前記封口リングに塗布するシール剤に比べ封口板の
   周縁折り返し部に塗布するシール剤が高粘度である特許
   請求の範囲第１項記載のアルカリ電池の製造方法。 ３ 前記封口板の内面が銅層であつて、その周縁折り返
   し部に塗布するシール剤中のクロロスルホン化ポリエチ
   レンが加硫されている特許請求の範囲第１項又は第２項
   記載のアルカリ電池の製造方法。