JPS61218064A - 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〉 この発明はアルカリ電池に関し、詳しくは、負極集電子
の材料を改良することでコストダウン、耐漏液性向上等
を図った筒形アルカリ電池やハーメチックタイプのボタ
ン型アルカリ電池等のアルカリ電池に関するものである
。

〈従来の技術〉 氷化粉末亜鉛をカルボキシメチルセルロース等のゲル化
剤とＫＯＩ−１，ＮａＯＨ等のアルカリ電解液とにより
ゲル状に分散させてなる負極を用いるアルカリ電池では
、負極の集電効率を高めて電池放電性能向上を図るため
に、一端を負極端子板にスポット溶接等によって電気的
に接続した負極集電子をゲル状負極内に埋め込む構成が
採られている。そして、筒形アルカリ電池を例にとれば
、負極集電子としては負極端子板側端部を大径に加工形
成し、反対側端部をテーパー状に漸次縮径してなる細長
い棒状のものを用い、このような集電子を負極端子板に
溶接し、封口パッキングのボス部に嵌挿させた後に電池
に組込んでいる。

ところで、現用電池においては上記負極集電子は黄銅（
銅−亜鉛合金）製のものが一般に使用されている。この
理由としては、■黄銅自体の電気伝導性が優れているこ
と、■黄銅は非常に氷化され易いので負極中の氷化粉末
亜鉛との馴染みがよいこと等が挙げられる。

〈発明が解決しようとする問題点〉 しかしながら、黄銅製の負極集電子を用いてなる現用の
アルカリ電池には次のような問題がある。まず、銅、亜
鉛は共に高価なためこれらの合金である黄銅も高くつき
、負極集電子が高騰化して電池のロス１〜ダウンを図る
際の大きな障害、となる。また、鉄素地ニッケルメッキ
板やステンレス鋼を基材とするクラツド板などからなる
負極端子板と黄銅製負極集電子とは融点の差が大きいた
めに溶接時の条件出しが難しく、溶は過ぎによりパリが
生じたり、あるいは溶は不足による溶接強度不良が発生
し易い。特に溶は過ぎの場合には溶接部分のパリによっ
て封口パッキングのシール部が傷つき、電池の耐漏液性
低下の原因となる。更に、負極集電子は細いほどゲル状
負極の充填量を多くでき、また長いはど集電効率を高め
ることができるが、黄銅製負極集電子は加工時の変形を
生じ易いために加工性が悪く、細くて長い寸法のものが
精度よく（ｑられず、例えば径Ｌ５ｍｍの場合、長さ３
０ｍｍぐらいまでに制限されてしまう。また、電池組立
後のストック時において黄銅中の亜鉛が溶出する脱亜鉛
が生じ、この結果負極集電子表面の凸凹が増し、封口パ
ッキングとの間のシール性が低下してアルカリクリープ
し易くなる。更に黄銅が負極中の汞化亜鉛の水銀により
氷化され易いということがこのアルカリクリープを助長
する原因となるという問題もある。このため、以上のよ
うな欠点のない鉄を素材として負極集電子を用いること
も考えられるが、鉄製負極集電子は極めて氷化されにく
く、また例えば電池に組込まれるまでの間に空気中の酸
素により表面が錆び、この錆びによって電池内において
亜鉛粉末が腐蝕されてガス発生の原因となるため実用上
使用不可能であるのが現状である。

く問題点を解決するための手段〉 本発明者は以上の問題点を解決すべく研究。

検討したところ、鉄素地に鉄−スズ合金メッキを施した
場合にはこの合金メッキ層の耐食性が優れ、素地の鉄が
錆るのを防止できて数便用が可能になると共に、この種
のアルカリ電池においては負極集電子としてその材質が
非常に氷化され易く、ゲル状負極中の氷化粉末亜鉛との
馴染みが極めて良いものを用いた場合でも電池の放電性
能向上に貢献する度合は僅かであり、むしろ耐湿液性向
上の見地から黄銅のようなあまりに氷化され易い金属の
使用は好ましくなく、電池全体性能の低下を招く結果と
なることを知１ｑシてこの発明を完成するに至ったもの
である。

即ち、この発明のアルカリ電池は、所定形状に成形し、
鉄−スズ合金メッキを施してなる鉄素地負極集電子を用
いてなることを要旨とする。

〈作　用〉 上記のような鉄−スズ合金メッキの鉄素地負極集電子は
表面の鉄−スズ合金がある程度氷化され易いので負極中
の氷化粉末亜鉛との馴染みは良好でおり、また、黄銅製
負極集電子に比べて月利が安価でおるので非常にロス１
〜安であり、負極端子板との溶接が容易で溶着強度が高
く溶接部分のパリ発生はなく、加工時の変形が生じ難い
ので細くて長い形状が精度よく得られ、また貯蔵時にお
ける脱亜鉛はない。また、表面の鉄−スズ合金メッキ層
の耐食性が優れ、且つ、所定形状に成形した状態でこの
合金メッキが全面に施されるので表面は合金メッキ層に
より確実に被覆され、この結果、素地である鉄が錆る（
酸化鉄になる）のを完全に防止できる。

〈実施例〉 この発明を筒形アルカリ電池に適用した例を示した第１
図において、鉄素地ニッケルメッキ板等でできた有底円
筒形の正極缶１の内周面には、正極活物質である二酸化
マンガンに鱗状黒鉛等の導電剤、及びＫＯＨやＮａＯＨ
水溶液などのアルカリ電解液を加え、混合後に中空円筒
状に加圧成形してなる正極合剤２が圧着している。正極
合剤２の中空部にはポリプロピレン不織布などでできた
セパレータ３を介して氷化亜鉛粉末を主成分とするゲル
状負極４が収容されており、ゲル状負極４の中には鉄素
地ニッケルメッキ板などからなる円盤状の負極端子板８
にその頭部５ａが溶接されてなる負極集電子５が埋め込
まれている。負極集電子５は鉄素地の表面に鉄−スズ合
金メッキを施してなるもので必り、その負極端子板８と
の溶接部周辺にはポリエチレン、ポリプロピレン等でで
きた環状の封ロガスケツ１〜６のボス部６ａが嵌挿され
、ボス部６ａの下端部には封口ギャップ７が嵌着されて
いる。

負極集電子５の製造工程、並びに電池組立工程を第２図
（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。まず、所定寸法の鉄
製の細棒を適宜な金型によって一端に大径の頭部５ａ及
び極細径のヘッダー５Ｃを、他端に漸次縮径し最先端が
Ｒ状となっているテーパ一部５ｂをそれぞれ有する第２
図Ａの如き形状に加工し、加工後に表面に鉄−スズ合金
メッキを施して負極集電子５を作る。この負極集電子５
の頭部５ａを負極端子板８に押圧しつつスポット溶接し
、ヘッド部５Ｃを溶かして両者を一体化させた後、負極
集電子５のテーパ一部５ｂを第２図（Ｂ）のように予め
ボス部６ａに封口キャップ７を嵌着せしめた封口ガスケ
ツ１−６の嵌挿孔６ｂ上に位置させ根元まで押込んで両
者を一体化させる。そしてこの一体品を正極合剤２、セ
パレータ３、ゲル状負極４を収容した正極缶１の開口部
１ｂ上に位置させ、負極集電子５をゲル状負極４の内へ
正極缶開口部と封口ガスケツ１−６とが接するまで埋込
み、爾後、正極缶１の開口部を絞り、かしめれば第１図
の如き筒形アルカリ電池になる。

〈発明の効果〉 以上説明したように、この発明のアルカリ電池は、所定
形状に成形し、鉄−スズ合金メッキを施してなる鉄素地
負極集電子を用いてなるものであり、このような負極集
電子を用いたことにより集電子製作費が低廉化してその
分電池のコストダウンを図れる。また負極集電子を所望
の細径、長寸法のものとすることができるので、ゲル状
負極の充填量が増量でき、集電効率が向上して、電池放
電性能を向上できる。これに加えて負極端子板との溶接
が容易で且つ細い負極集電子を用いた場合でも溶着強度
が高いので、電池組立時の作業性を向上できて生産性改
良を図ることができる。更に、溶接部分のパリの発生が
なく、また加工性の向上により所望形状のものを精度よ
り１ｑられるので、封口バッキングのシール部の損傷が
なくなる。これに加えて、黄銅製負極集電子のような貯
蔵時における表面の脱亜鉛がなく、氷化によるアルカリ
クリープの進行が少ないので、電池の耐湿液性が改善さ
れるという種々の実用上の効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示した断面図、第２図（Ａ）
〜（Ｃ）は実施例の製造工程を示した説明図である。 １・・・正極缶、２・・・正極合剤、４・・・ゲル状負
極、５・・・負極集電子、６・・・封口ガスケツ１〜．
８・・・負極端子板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １、所定形状に成形し、鉄−スズ合金メッキを施してな
   る鉄素地負極集電子を用いてなることを特徴とするアル
   カリ電池。