JPS6062059A - 円筒形アルカリ電池 - 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、円筒形アルカリ電池に関し、特にその封口構
造に関するものである。

従来例の構成とその問題点 従来の円筒形アルカリ電池は、乾電池に比較して、強放
電！１０°性にすぐれるという！１）徴を有している反
面、耐Ａｊｌ液特性が悪かっ／こり、あるいは電池を外
部シａ）させた時とか、極性を誤まって機器に使用した
時には電池内部にガス発生反応を生じて、電池が爆発す
るという極めて危険な状態が発生していた。このような
問題を解決しようと種々なことろみがなされた。

たどえげ、従来の円筒状アルカリ電池の代表的な封口部
の構造には、第１図、第２図に示す２つのタイプがあっ
た。

第１図において、１は負極端子を兼ねた金属底板、２は
鉄やニッケルにスズメッキを施したものか、丼だは真鍮
などよりなる負極集電子で、薄肉部３ｂおよび、ガス逸
散溝部３ａを設けた合成樹脂製ガスケット３の厚肉な中
心部を貫通して負極端子１に電気的に接続されている。

ガスケット３は正極端子４と電気的に接続した正極の金
属ケース５が周辺部にくい込むように設計されている○
なお、ガスケット３外側の破壊部材６は急激なガス発生
時の電池破裂防止対策のだめの構造でガスケツ１゛３の
薄肉部３ｂに起立尖鋭端を対向させて設けである。

このような構造の場合の欠点の第１は、外装缶７を必°
皮とするため、電池の実質内容積が極めて小となる点で
ある。

すなわち、ガスケット３と正極ケース５の圧着を補助し
、耐漏液性を向上させるだめに、外装缶４を必要とする
ので、ケース５の外側に樹脂チューブ８を介在させ、外
装缶で締めて耐Ａ１１液効果を上げている。

ところが、このような配慮にもかかわらず、耐ｌ１１１
］液性が悪い欠点を有している。

すなわち、電池、桝にアルカリ電解液がもれることによ
り使用器具の端子をＩＤ’ｈ食させたり、はなはだしい
場合には機能を停止させたりすることがある。この構造
において、耐漏液性に最も関係があるのは正極ケース５
の開口折曲部先端とガスケット３との接触部分であり、
この部分の密着性に上り耐力１液性は左右される。この
密着は、ガスケット３を正極ケース５に挿入する時に上
から圧力を加えて押し込み、さらに外装缶で締めつけて
ガスケットがｔ」、ずれないように固定することにょシ
行なっている。このような上下方向からの加圧による封
目方法をとる電池のガスケットば、加圧後変形するとと
なく弾性が維持されることが必要である。

一方、充填容＆１を重要視して、外装缶を取り除いた構
造にすると、ガスケットと正極ケースとの密着が不完全
で、振動等により密着性がさらに不完全となり、この部
分からの漏液が発生しやすいという問題があった。なお
、図中９は正極合剤、１０は円筒状セパレータ、１１は
ゲル状亜鉛負極である。

また第２図において、１は負極端子を兼ねる金属封目板
で、内側に集電子２が電気的に接続しである。３は封口
板と組合わせられた合成樹脂製のガスケットで、その表
面の一部は封止剤でおおわれ、封目板や金属の正極ケー
ス５との密着性を良くさせている。なおこの金属の正極
ケース３は１）１的口部付近に内側へ張り出した環状溝
部１２を有している。

第２図のような場合、電池をその極性を誤って装填させ
たり、新ＩＨの電池を混用して機器を作動させた場合に
は、逆装填した電池や、古く消耗した電池にガス発生反
応を生じ、雷封構造であるがだめに、耐漏液特性は憂れ
るが、逆にそれがわざわいを牛じて、電池がふくれたり
、著しい場合には、電池が破裂に至るようなことさえあ
り、極めて危険な構造である。

発明のに１的 本発明は、前述したごとく、円筒状アルカリ電油の欠点
を解消し、内容積の拡大による芥吐ア、ノブと耐漏液性
の向ｄ二を図り、さらに安定しだ防爆構造の採用により
極めて安全な電池を供給するものである。

発明の構成 本発明は、正極端子を兼ねる金属ケースの開口部近傍に
内側へ向かって張り出した環状溝部を設け、その蹟冒−
１ｓ−Ｌに封口部材の周縁を・１戊せて封口したことを
！１１−徴とする−０すなわち、前記環状溝部と封口部
拐に新しい提案をするものである。この封口部拐は、中
央部の厚肉部に負極集電子を（４（通させた合成樹脂製
のガスケットと、負極端子を兼ねる外イ１１すの金属封
口板と、通気孔を有し／ζ内側の金属封１０板とから々
る２重封目板と、前記ガスケットと２型材口板との間に
配置され、少なくとも２個所の起立尖鋭端を設けて、こ
れをガスケットの薄肉部に対向させた破壊部材とからな
る。そして電池内部の急激なガス発生反応に応じて、ガ
スケツ！・の薄肉部を膨張させるようにし、前記起立尖
鋭端で膨張したガスケットの薄肉部を破って防爆機能を
発揮させるように構成したものである。

なおこの構成では、外装缶を取り除くことができ、電池
の内容積の実質的拡大が図れ、電池放電容量の増加も可
能である。

実１＋！：ｊ例の説明 次に本発明の実施例における円筒形アルカリ電池を第３
図に示し、図面と共に具体的に説明するＯ正極端子を兼
ね、鉄にニッケルメッキを施してなる金属ケース５内に
酸化水銀と二酸化マンガンと黒鉛とからなる正極合剤９
を円筒形に成型し挿入する。１０は中空円筒状の正極合
剤９の内側に置かれた有底円筒状のセパレータでビニロ
ン繊維の不織イ１】を３重に巻いて用いている。その中
には亜鉛負極１１が充填されている。この亜鉛負極１１
は氷化率１０％の汞化亜鉛粉末と電解液としての水酸カ
リウム水溶液と、増粘剤としてのカルボキシメチルセル
ロースの混練物から成っている。８はポリ塩化ビニール
製の熱収縮チューブからなる外装体である。

正極端子を兼ねだ円１：η状の正極の金属ケース５は、
そのυ；月］部近くに内側へＩＪ長り出した環状溝部１
２を有し、ＪＩ、βに規定されたＳ　Ｐ　ＣＧ−。

５ＰＣＤｔ／ζは５ＰＣＥのような冷間圧延鋼板にニッ
ケルメッキを施しだ４Ｎ質からなっている。

この溝部１２１の上部には、合成樹脂製のガスケット３
の周縁がｎ＆置している。このガスケットの中火部の厚
肉部には、負極集電子２が財通し、この集電子は内側の
封口板１と、電気的に接続するだめにスポット溶接して
いる０集電子２０拐質としては、アマルガム化が答易な
金属が好ましく、銅、真陥、鉄まだはニッケルにスズメ
ッキをしだ材料が使用できる。

なお、前記ガスケット３は環状ｚＩ°１′ｇ部１２とセ
パレータ１０との接触を防止するだめに下向きのスカー
ト部３Ｃを有している。

このスカート部３Ｃが無いと、七ノ（レータ１０と溝部
の張り出した部分１２とが接触し、内部短絡を生じやす
く、保存特性が著しく悪く、長期保存により電圧劣化が
発生することが判明した。したがって、このスカート部
３Ｃは溝部の張り出しガスケット３の材質は、ナイロン
、ポリエチレン、ポリプロピレン等の熱可塑性の樹脂か
ら成り少なくともその周縁部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、ポリブテン等の熱可塑性の樹脂から成る封止剤でお
おわれ内側の封口板や外側の正極ケースとの密着性を維
持している。

封口板は内側封口板１と外側の保護封口板１３との２重
構造を有しており、この２重封目板と集電子とは、スポ
ット溶接により電気的に接続されている。内側封口板１
は、ガス通気孔１ａを有しこの通気孔１ａは外側の保護
−封口板１３とスポット溶接される中央部よりも一段低
く設けた周縁１ｄ上に設けである。この部分に通気孔１
ａを設けることにより、急激なガス発生時に防爆構造が
作動し、ガスケットの薄肉部３ｂが破壊部材６の尖鋭端
６ａで破られて、この通気孔１ａから吸水性の含浸材１
４を通して外側の封１コ板１３０円周状から飛散するよ
うに安全性を考１・、ｉｉ：　した構造にしである。こ
の通気、１Ｌ１ａの位置が眉部あるいは、その下部に設
け／こ場合には、通気孔から集中してガスと腋の混入物
が飛散して危険な状態となるものである。

吸水性のある含浸材１４のＡ′Ａ質は、天然繊維。

合成繊維２合成樹脂などから成り、山１蔽時の吸液と、
防爆構造が作動した時の緩衝拐の役割とを果たすもので
ある。

破壊部月６を１前記ガスケット３と内側の封口板１との
間に配置ｊ７ｔされ、多角形金属板の角形頂部を２カ所
設け、とれを起立させて尖鋭端をガスケット３の薄肉部
３ｂに対向させて配置している。

なお本実施例では六角形状の鉄板を用い、角形頂部は二
ケ所折り曲げて起立尖鋭端６ａを設けた従来例と実施例
で述べた封口部拐を備えたＮＲ６型（直径１４．０ｍｍ
　、高さ５０．Ｏｔｔｒｍ　）の水銀電池を試作し、本
発明によるものをＡ、、第１図のタイ。

プをＢ１第２図のタイプをＣとし、それぞれの電池峙性
を評価した結果を次表に示す。評価の項目は、防爆構造
の作動状況と漏液試験、さらに放電７１４粍とし、これ
らで比較した。

防爆構造の作動状況の評価方法は、６個の内１個を逆装
填してその１個が充電される状態に接続して評価した。

μ↑ｊ液試験は４５°Ｃで相対湿度９０％の条件に保管
し、その時の漏液の状態を肉眼にて評価した。サンプル
数は各１ｏ個とし漏液した個数をあられした。

なお放電性能は２０°Ｃにおける負荷抵抗１５Ωの連続
放電の試験結果を放電持続時間と放電容量で評価した。

発明の効果 表の結果からも明白なごとく、本発明によれば防爆構造
が安定に作動し、かつ放電性能も減少することなく、さ
らにムη液性能も極めて安定な電池を供給することがで
きるものである０

【図面の簡単な説明】

第１図は従来例における円筒形アルカリ電池の半断面図
、第２図は別な従来例における電池の断面図、第３図は
本発明の実施例における円筒形アルカリ電池の断面図で
ある。 １・・・・・内１１１１内封口板、２・・・・・負極集
電子、３・・・・・・ガスケット、５・・・・・・正極
ケース、６・・・・・・破壊部拐、８・・・・・・樹脂
チューブ、９・・・・・・正極合剤、１゜・・・・・・
セパレータ、１１・・・・・・亜鉛負極、１２・・・・
・・内側へ張り出した環状溝部、１３・・・・・・外側
の封口板、１４・・・・・・吸水性の含浸材０ 代理人の氏名　弁理士　中　尾　敏　男　ほか１名第１
図 第２図 ｆ 第３図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）開口部近傍に内側へ向かって張り出した環状溝部
   を有し正極端子を兼ねた円筒状金属ケースと、中央部の
   厚肉部に負極集電子を貫通させかつ周縁部を前記環状溝
   部上に載置した合成樹脂製のガスケットと、負極端子を
   兼ねる外側の金属封口板と、通気孔を有した内側の金属
   封口板とからなる２型材口板と、この２重封目板と前記
   負極集電子を中央部に貫通させた前記ガスヶｙ　ｌ・と
   の間に配置された多角形金属板の角形頂部の少なくとも
   ２カ所に起立尖鋭端を設けた破壊部材とを備え、破壊部
   材の起立尖鋭端を前記ガスケットの薄肉部に対向させて
   配置したことを特徴とする円筒形アルカリ電池。
2. （２）円ｆ？ｉ状金属ケースの環状溝部の内側と円筒状
   セパレータとの間に、前記合成樹脂製のガスケットの一
   部が介在する特許請求の範囲第１項記載の円筒形アルカ
   リ電池。
3. （３）２重封目板のうち内側の封目板の通気孔が中央部
   より一段低く設けた周縁」二に設けられている特許請求
   の範囲第１項記戦の円筒形アルカリ電池。
4. （４）２型材口板がその外側の封目板と内側の封口板と
   の間に吸水性物質を介在させている特許請求の範囲第１
   項記載の円筒形アルカリ電池。