JPS6111432B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はセパレータの構成を改良したアルカ
リ電池に関するものである。 最近、ラジオ、テープレコーダ、小型計算機等
の電池を電源とする小型電子機器の普及発達に伴
ない、これに用いられる電池も小型でかつ高容量
化されることが望まれている。このような要望を
満すものとして、単位体積当りの容量の大きなア
ルカリ電池がある。 アルカリ電池においては、陰極剤と陽極合剤と
がセパレータにより隔絶され電解液のみがセパレ
ータを介して陰陽両極間を移動して反応が行なわ
れる。ところが、このようなアルカリ電池の長寿
命化を阻むものとして陽極酸化物等に起因するセ
パレータの劣化があり、これを避けるため耐酸化
性、耐アルカリ性を有するポリエチレンがセパレ
ータの材料として用いられている。さらにそのイ
オン交換性、保水性を満足させるためにアクリル
酸、メタアクリル酸等を重合することが行なわれ
ている。 このようなグラフト重合ポリエチレン膜をセパ
レータとして用いる場合、グラフト率が電気抵抗
や耐酸化性に影響するのでその重合度を適切な値
に選定する必要がある。 そして、グラフト率が略同じであるとすれば、
高密度ポリエチレン膜は電気抵抗が比較的高いが
銀イオンの透過量が少なく銀イオンの還元量も少
ないので耐酸化性がよい。またアルカリ電解液で
の膨潤収縮が少なく寸法安定性がよい特長があ
る。一方低密度ポリエチレン膜は電気的抵抗が比
較的低い特長があるが、銀イオンの透過量が多く
イオンの還元量も増加するので耐酸化性に欠ける
きらいがある。 この発明は上記の事情に基づきなされたもの
で、セパレータとしてグラフト重合高密度ポリエ
チレン膜とグラフト重合低密度ポリエチレン膜と
をラミネートして一体に構成したものを用いるこ
とにより、インピーダンスが小さくしかも貯蔵特
性を向上することのできるアルカリ電池を提供し
ようとするものである。 すなわち、このアルカリ電池はグラフト重合高
密度ポリエチレン膜とグラフト重合低密度ポリエ
チレン膜をラミネートしたセパレータを用い、低
密度ポリエチレン膜によつてインピーダンスの低
下を図り、高密度ポリエチレン膜によつて銀イオ
ンの透過量並びに還元量を少なくして耐酸化特性
を向上し、したがつて貯蔵特性を向上するもので
ある。 このアルカリ電池は両ポリエチレン膜の有する
欠点を補い合つて性能の向上を計るものというこ
とができる。 以下図面を参照してこの発明の一実施例を説明
する。 第１図において１はニツケルメツキした鋼板よ
りなる有底短円筒状の金属容器で陽極端子を兼ね
るものである。この金属容器１の内部には酸化銀
活性物質に黒鉛を電導剤として添加し成形した陽
極合剤２を充填し後に詳述するイオン透過性のセ
パレータ３、苛性カリまたは苛性ソーダの水溶液
を含有し多孔性繊維物質からなる電解液保持材
４、アマルガム化した亜鉛粉末を電解液例えばカ
ルボキシメチルセルローズ、ポリビニルアルコー
ル等の粘結剤にてゲル状にした陰極剤５を順次積
層して収納する。 ６は金属容器１の開口部７を封口する陰極端子
を兼ねた金属封口板でニツケルメツキした鋼板を
用いている。８は金属容器１と金属封口板６との
間を絶縁するとともにその間隙を密封する絶縁パ
ツキングで、金属容器１の開口部７を内側に彎曲
させてこれを締着している。なお図中９は環体を
示している。 この発明のアルカリ電池においてセパレータ３
としては、アクリル酸またはメタアクリル酸をグ
ラフト重合し高密度ポリエチレン膜と低密度ポリ
エチレン膜とをラミネートし一体に構成したもの
を用いる。例えば第２図ａに示すように１枚のグ
ラフト重合高密度ポリエチレン膜１１と１枚のグ
ラフト重合低密度ポリエチレン膜１２とをラミネ
ートして構成したものを用い陽極酸化物の影響を
阻止するため前記高密度ポリエチレン膜１１を陽
極合剤２の側となるように配設する。 また別の実施態様としては第２図ｂに示すよう
に、セパレータ３としてグラフト重合高密度ポリ
エチレン膜１１の両側にグラフト重合低密度ポリ
エチレン膜１２をラミネートして構成したものを
用いる。 さらにグラフト率の具体的数値を示すと、いず
れの場合にもグラフト重合高密度ポリエチレン膜
としてはグラフト率約59％のものを用いグラフト
重合低密度ポリエチレン膜としてグラフト率約62
％のものを用いたが、勿論この数値にこだわるも
のではない。 次に第１表はSR1120（外径11.6mm、高さ2.05
mm）に適用した場合と従来品の場合とを対比し、
それぞれ100個のアルカリ電池について60℃で長
期間貯蔵中の開路電圧の不良発生個数を記録した
ものである。 Ａ，Ｂはこの発明によるアルカリ電池の場合で
あつてＡは高密度ポリエチレン膜および低密度ポ
リエチレン膜をそれぞれ１枚用いた場合であり、
Ｂは高密度ポリエチレン膜の両側にポリエチレン
膜を配した場合である。またＣ，Ｄは従来品の場
合でＡは陽極側、陰極側とも高密度ポリエチレン
膜を用いた場合、Ｄは陽極側陰極側とも低密度ポ
リエチレン膜を用いた場合を示している。なお表
中LDPEはグラフト重合低密度ポリエチレン膜で
グラフト率約59％、HDPEはグラフト重合高密度
ポリエチレン膜でグラフト率約62％の場合であ
る。

【表】 この表によると、この発明のアルカリ電池Ａ，
Ｂの場合には60日までは不良の発生がなく、80日
に至つて僅かな個数の不良が発生するが、従来品
Ｃの場合には略同等であり従来品Ｄの場合には不
良の発生が短い貯蔵期間から開始されることを知
ることができる。 次に第２表は、それぞれ10個のアルカリ電池に
ついて15kΩの負荷抵抗を接続して連続放電し電
圧が1.2Vに達するまでの時間による放電特性を
示したものである。

【表】 なお、第２表においては10個の平均値を、Ｒ
はバラツキ幅を示している。 この表によると、この発明によるものの場合に
はいずれも安定した値を示すのに対し、従来品Ｃ
の場合には低温特性が悪くしかもバラツキが大き
い。さらに従来品Ｄの場合には高温貯蔵時の劣化
が大であり、バラツキもまた大きくなることを知
ることができる。 以上述べたようにこの発明によれば、セパレー
タとしてグラフト重合高密度ポリエチレン膜とグ
ラフト重合低密度ポリエチレン膜とをラミネート
して一体に構成したものを用いることにより、イ
ンピーダンスが小さくしかも貯蔵特性を向上する
ことのできるアルカリ電池を提供することができ
る。 なお、この発明は上記実施例のみに限定される
ものではなく要旨を変更しない範囲において異な
る構成をとることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例の概略的な構成を
示す縦断面図、第２図ａ，ｂはこの発明において
用いるセパレータのそれぞれ異なる例を示す説明
図である。 １……金属容器、２……陽極合剤、３……セパ
レータ、４……電解液保持材、５……陰極剤、６
……金属封口板、７……開口部、８……パツキン
グ、９……環体、１１……グラフト重合高密度ポ
リエチレン膜、１２……グラフト重合低密度ポリ
エチレン膜。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 陰極剤と陽極合剤との間に介在させるセパレ
   ータとして、アクリル酸またはメタアクリル酸を
   グラフト重合した高密度ポリエチレン膜と低密度
   ポリエチレン膜とをラミネートして一体に構成し
   たものを用いたことを特徴とするアルカリ電池。 ２ 上記セパレータとして、グラフト重合高密度
   ポリエチレン膜１枚とグラフト重合低密度ポリエ
   チレン膜１枚とをラミネートして構成したものを
   用い前記高密度ポリエチレン膜を陽極合剤側とな
   るように配設したことを特徴とする特許請求の範
   囲第１項記載のアルカリ電池。 ３ 上記セパレータとしてグラフト重合高密度ポ
   リエチレン膜の両側にグラフト重合低密度ポリエ
   チレン膜をラミネートして構成したものを用いた
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のア
   ルカリ電池。