JPS6138581B2 - - Google Patents
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- JPS6138581B2 JPS6138581B2 JP54091647A JP9164779A JPS6138581B2 JP S6138581 B2 JPS6138581 B2 JP S6138581B2 JP 54091647 A JP54091647 A JP 54091647A JP 9164779 A JP9164779 A JP 9164779A JP S6138581 B2 JPS6138581 B2 JP S6138581B2
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/10—Primary casings, jackets or wrappings of a single cell or a single battery
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/19—Sealing members characterised by the material
- H01M50/191—Inorganic material
-
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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- H01M50/19—Sealing members characterised by the material
- H01M50/193—Organic material
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Description
この発明は、ガラスで封止された、いわゆるハ
ーメチツクシールタイプの密閉式アルカリ電池に
関する。 密閉式アルカリ電池においては、そこで使用さ
れているアルカリ電解液の漏出を防ぐために、そ
のシール部は特に厳重にしなければない。このた
め、高級な電子部品の密封シール部に好んで使用
されているガラスシール材を用いて、密閉式アル
カリ電池を封止することが、従来から行なわれて
いる。これは、ガラスが他のシール材、例えばゴ
ムや樹脂等の有機シール材に比でると、封止効果
が高く、かつ安定で変質し難いといつた点ですぐ
れているからである。しかし、このようなガラス
シール材の利点は、通常の電子部品の場合には確
かにあてはまるが、密閉式アルカル電池の場合に
は、必ずしも十分な封止効果を得ることができな
かつた。すなわち、漏液を防止することが十分に
できなかつた。この原因は、アルカリ電解例がそ
のアルカリ性によつてわずかではあるがガラスを
浸蝕することが考えられる。このアルカリ電解液
によるガラスの浸蝕は、きわめてわずかなもの
で、これによつてシール部が溶解して漏液を生ず
るということは一般には考えられていなかつた。
しかし、本発明者らが知得したところによると、
もしガラス中にクラツタがあると、このクラツク
にアルカリ電解液が侵入するとともに、電池外部
からの熱変化や電池内部で生ずる電気化学的反応
により生成する発生期水素等による化学的あるい
は電気化学的反応によつて周囲のガラスを侵蝕
し、この結果クラツクの生長が促進されて電解液
の滲出路がが形成され、これによつて漏液が生じ
ることが判明した。 このようなクラツクによる漏液発生を防止する
ためには、予め漏液を生じそうなクラツクの有無
を検査することができればよいのであるが、しか
し厄介なことに、その漏液を生じさせるクラツク
は、電池の製造段階では全く漏液を生じさせない
ような微小クラツクが、製造後に時間の経過によ
つて徐々に生長した結果生ずるものであり、従つ
てこのようなクラツクを事前に検出する有効な手
だてはなく、例えば従来から多く使用されている
ヘリウムリーク検査法も、この場合には全く用を
なさない。 この発明は、以上のような問題を鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、アルカリ電
解液によつて生ずる化学的あるいは電気化学的な
浸蝕作用によるクラツクの生長をを抑制し、これ
によりガラスでシールされた密閉式アルカリ電池
の漏液を事前に防止することにある。 以上の目的を達成するために、この発明による
密閉式アルカリ電池では、一方極の端子を兼ねる
金属製電池ケースと他方極の端子を兼ねる金属製
集電リードとの間をガラスで封止するとともに、
上記ガラス質とこのガラス質と相溶しない粉状無
機物とからなるものにしてある。以下、この発明
の実施例を図面を参照しながら詳述する。 第１図および第２図は、この発明に係る密閉式
アルカリ電池の一実施例を示したもので、同図に
示すものは、先ず、偏平型の金属製電池ケース１
内に発電要素２が内填され、端子を兼ねる棒状の
金属集電リード３と上記ケース１との間の環状間
隙が後述するガラス４で封止されている。上記電
池ケース１は、封底側ケース部１ａと封口側ケー
ス部１ｂとを互いに溶接接合したもので、封口側
ケース部１ｂには、上記集電リード３が遊嵌貫通
するための透孔が設けられ、さらにこの透孔の内
周縁に沿つて環状部材としての環状ボス部１ｃが
一体に形成されている。上記発電要素２は、例え
ば酸化銀を主剤とする陽極合剤２ａ、アルカリ電
解液を含むセパレータ２ｂおよび陰極物質２ｃを
積層したもので、陽極合剤２ａは上記ケース１の
封底側ケース部１ａに直接接触し、また陰極物質
２ｃは、皿状の集電板３ａを介して上記集電リー
ド３に電気的に接続されいる。これにより、上記
ケース１が陽極端子を、集電リード３が陰極端子
をそれぞれ兼ねるようになつている。ここで、上
記集電リード３と上記集電板３ａとは圧着あるい
はスポツト溶接等によつて接合され、また上記集
電板３ａは上記ケース１の内面に沿つて上記陰極
物質２ｃに被されるような皿状に形成され、さら
にこの集電板３ａと電池ケース１との間には、例
えばポリエチレン、ポリプロビレン、ポリアミド
の如く柔軟で段力性のある皿状の絶縁パツキング
５が介在させられている。 ここで、上記ガラス４は、ガラス質４ａとこの
ガラス質と相溶しない粉状無機物４ｂとからなる
もので、実施例では特に、ガラス質４ａとして低
融点ガラスの粉末と、上記無機物４ｂとして上記
ガラス質４ａと反応しない結晶とを混合して得ら
れる複合材料が使用されている。上記無機物４ｂ
としては、例えばチタン酸鉛や負の熱膨脹係数を
もつたβ―ユークリプタイト（Li2O・Al2O3・
2SiO2）を含有したLi2O―Al2O3―SiO2系のガラス
ゼラミツクスが使用できる。 ここで、その配合例の好適な一例を示すと、上
記ガラス質４ａとして、PbO75〜85％、B2O37〜
17％、SiO2＋Al2O3〜２〜８％の鉛ガラスを100
重量部、また無機物４ｂとして平均粒径70〜90μ
のチタン酸鉛（PbTiO3）50重量部を配合する。 さらに、実施例の密閉式アルカリ電池において
は、上記ガラス４を囲繞する環状金属部材すなわ
ちここでは上記封口側ケース部１ｂを上記ガラス
４よりも熱膨脹率の大きな材質で形成することに
より、ガラス４を溶着させた後の該封口側ケース
部１ｂの環状ボス部１ｃの残留熱応力によつて上
記ガラス４を常時圧縮するようにしている。いわ
ゆる、コンプレツシヨンタイプのシール構造が形
成されている。 さて、以上のようなガラス質４ａと無機物４ｂ
とからなるガラス４でもつてシールされた密閉式
アルカリ電池においては、仮にそのシール部のガ
ラス４に検出不可能なほどの微小なクラツクにア
ルカリ電解液が侵入し、これによりクラツクがア
ルカリがアルカリ電解液によつてもたらされる化
学的あるいは電気化学的な浸蝕作用によつて生長
をしはじめても、このクラツクの生長は、その生
長端が上記ガラス質４ａとこれと相溶しい無機物
４ｂとの間に形成される不連続界面にクラツクが
当つたところで、その生長方向が無機物４ｂによ
つて変更され、無機物４ｂがンダムに混入されて
いるため、生成方向もランダムに偏位され、その
結果生長が阻止される。これによりクラツクの生
長は制限されて、アルカリ電解液が外部へ滲出す
る程大きなクラツクがその後に発生する恐れはな
くなり、従つて、これにより漏液は有効に防止で
きるようになる。このことは、以下に示す試験結
果によつてもも裏付けることができる。以下、そ
の試験方法および結果を示す。 ここで、試験は、上述した実施例に基づいて構
成されたJIS「SR 1130」タイプの密閉式アルカ
リ電池について行ない、この発明によるものと従
来の同タイプのものとの漏液発生率を、それぞれ
同一条件下において行なつた。 また、試験は、コンプレツシヨンタイプのシー
ル構造を有するものと、非コンプレツシヨンタイ
プのシール構造を有するものとに分けて行なつ
た。これは前述した如きクラツク生長による漏液
の発生が特にコンプレツシヨンタイプのシール構
造を有するものにおいて目立つたので、同タイプ
における改善の効果を特に知りたいために行なつ
たものである。 試験方法 電池を温度80℃、湿度90％の雰囲気中に貯蔵し
漏液をみた。 結 果
ーメチツクシールタイプの密閉式アルカリ電池に
関する。 密閉式アルカリ電池においては、そこで使用さ
れているアルカリ電解液の漏出を防ぐために、そ
のシール部は特に厳重にしなければない。このた
め、高級な電子部品の密封シール部に好んで使用
されているガラスシール材を用いて、密閉式アル
カリ電池を封止することが、従来から行なわれて
いる。これは、ガラスが他のシール材、例えばゴ
ムや樹脂等の有機シール材に比でると、封止効果
が高く、かつ安定で変質し難いといつた点ですぐ
れているからである。しかし、このようなガラス
シール材の利点は、通常の電子部品の場合には確
かにあてはまるが、密閉式アルカル電池の場合に
は、必ずしも十分な封止効果を得ることができな
かつた。すなわち、漏液を防止することが十分に
できなかつた。この原因は、アルカリ電解例がそ
のアルカリ性によつてわずかではあるがガラスを
浸蝕することが考えられる。このアルカリ電解液
によるガラスの浸蝕は、きわめてわずかなもの
で、これによつてシール部が溶解して漏液を生ず
るということは一般には考えられていなかつた。
しかし、本発明者らが知得したところによると、
もしガラス中にクラツタがあると、このクラツク
にアルカリ電解液が侵入するとともに、電池外部
からの熱変化や電池内部で生ずる電気化学的反応
により生成する発生期水素等による化学的あるい
は電気化学的反応によつて周囲のガラスを侵蝕
し、この結果クラツクの生長が促進されて電解液
の滲出路がが形成され、これによつて漏液が生じ
ることが判明した。 このようなクラツクによる漏液発生を防止する
ためには、予め漏液を生じそうなクラツクの有無
を検査することができればよいのであるが、しか
し厄介なことに、その漏液を生じさせるクラツク
は、電池の製造段階では全く漏液を生じさせない
ような微小クラツクが、製造後に時間の経過によ
つて徐々に生長した結果生ずるものであり、従つ
てこのようなクラツクを事前に検出する有効な手
だてはなく、例えば従来から多く使用されている
ヘリウムリーク検査法も、この場合には全く用を
なさない。 この発明は、以上のような問題を鑑みてなされ
たもので、その目的とするところは、アルカリ電
解液によつて生ずる化学的あるいは電気化学的な
浸蝕作用によるクラツクの生長をを抑制し、これ
によりガラスでシールされた密閉式アルカリ電池
の漏液を事前に防止することにある。 以上の目的を達成するために、この発明による
密閉式アルカリ電池では、一方極の端子を兼ねる
金属製電池ケースと他方極の端子を兼ねる金属製
集電リードとの間をガラスで封止するとともに、
上記ガラス質とこのガラス質と相溶しない粉状無
機物とからなるものにしてある。以下、この発明
の実施例を図面を参照しながら詳述する。 第１図および第２図は、この発明に係る密閉式
アルカリ電池の一実施例を示したもので、同図に
示すものは、先ず、偏平型の金属製電池ケース１
内に発電要素２が内填され、端子を兼ねる棒状の
金属集電リード３と上記ケース１との間の環状間
隙が後述するガラス４で封止されている。上記電
池ケース１は、封底側ケース部１ａと封口側ケー
ス部１ｂとを互いに溶接接合したもので、封口側
ケース部１ｂには、上記集電リード３が遊嵌貫通
するための透孔が設けられ、さらにこの透孔の内
周縁に沿つて環状部材としての環状ボス部１ｃが
一体に形成されている。上記発電要素２は、例え
ば酸化銀を主剤とする陽極合剤２ａ、アルカリ電
解液を含むセパレータ２ｂおよび陰極物質２ｃを
積層したもので、陽極合剤２ａは上記ケース１の
封底側ケース部１ａに直接接触し、また陰極物質
２ｃは、皿状の集電板３ａを介して上記集電リー
ド３に電気的に接続されいる。これにより、上記
ケース１が陽極端子を、集電リード３が陰極端子
をそれぞれ兼ねるようになつている。ここで、上
記集電リード３と上記集電板３ａとは圧着あるい
はスポツト溶接等によつて接合され、また上記集
電板３ａは上記ケース１の内面に沿つて上記陰極
物質２ｃに被されるような皿状に形成され、さら
にこの集電板３ａと電池ケース１との間には、例
えばポリエチレン、ポリプロビレン、ポリアミド
の如く柔軟で段力性のある皿状の絶縁パツキング
５が介在させられている。 ここで、上記ガラス４は、ガラス質４ａとこの
ガラス質と相溶しない粉状無機物４ｂとからなる
もので、実施例では特に、ガラス質４ａとして低
融点ガラスの粉末と、上記無機物４ｂとして上記
ガラス質４ａと反応しない結晶とを混合して得ら
れる複合材料が使用されている。上記無機物４ｂ
としては、例えばチタン酸鉛や負の熱膨脹係数を
もつたβ―ユークリプタイト（Li2O・Al2O3・
2SiO2）を含有したLi2O―Al2O3―SiO2系のガラス
ゼラミツクスが使用できる。 ここで、その配合例の好適な一例を示すと、上
記ガラス質４ａとして、PbO75〜85％、B2O37〜
17％、SiO2＋Al2O3〜２〜８％の鉛ガラスを100
重量部、また無機物４ｂとして平均粒径70〜90μ
のチタン酸鉛（PbTiO3）50重量部を配合する。 さらに、実施例の密閉式アルカリ電池において
は、上記ガラス４を囲繞する環状金属部材すなわ
ちここでは上記封口側ケース部１ｂを上記ガラス
４よりも熱膨脹率の大きな材質で形成することに
より、ガラス４を溶着させた後の該封口側ケース
部１ｂの環状ボス部１ｃの残留熱応力によつて上
記ガラス４を常時圧縮するようにしている。いわ
ゆる、コンプレツシヨンタイプのシール構造が形
成されている。 さて、以上のようなガラス質４ａと無機物４ｂ
とからなるガラス４でもつてシールされた密閉式
アルカリ電池においては、仮にそのシール部のガ
ラス４に検出不可能なほどの微小なクラツクにア
ルカリ電解液が侵入し、これによりクラツクがア
ルカリがアルカリ電解液によつてもたらされる化
学的あるいは電気化学的な浸蝕作用によつて生長
をしはじめても、このクラツクの生長は、その生
長端が上記ガラス質４ａとこれと相溶しい無機物
４ｂとの間に形成される不連続界面にクラツクが
当つたところで、その生長方向が無機物４ｂによ
つて変更され、無機物４ｂがンダムに混入されて
いるため、生成方向もランダムに偏位され、その
結果生長が阻止される。これによりクラツクの生
長は制限されて、アルカリ電解液が外部へ滲出す
る程大きなクラツクがその後に発生する恐れはな
くなり、従つて、これにより漏液は有効に防止で
きるようになる。このことは、以下に示す試験結
果によつてもも裏付けることができる。以下、そ
の試験方法および結果を示す。 ここで、試験は、上述した実施例に基づいて構
成されたJIS「SR 1130」タイプの密閉式アルカ
リ電池について行ない、この発明によるものと従
来の同タイプのものとの漏液発生率を、それぞれ
同一条件下において行なつた。 また、試験は、コンプレツシヨンタイプのシー
ル構造を有するものと、非コンプレツシヨンタイ
プのシール構造を有するものとに分けて行なつ
た。これは前述した如きクラツク生長による漏液
の発生が特にコンプレツシヨンタイプのシール構
造を有するものにおいて目立つたので、同タイプ
における改善の効果を特に知りたいために行なつ
たものである。 試験方法 電池を温度80℃、湿度90％の雰囲気中に貯蔵し
漏液をみた。 結 果
【表】
以上のように、この発明による密閉式アルカリ
電池では、一方極の端子を兼ねる金属製電池ケー
スと他方極の端子を兼ねる金属製集電リードとの
間をガラスで封止するとともに、上記ガラスを、
ガラス質とこのガラス質と相溶しない粉状無機物
とからなるものにしたことにより、アルカリ電解
液によつて生ずる化学的あるいか電気化学的な浸
蝕作用によるクラツクの生長を有効に抑制するこ
とができ、これによりガラスシール部での漏液発
生を事前に防止してその発生率を小さくすること
ができる。
電池では、一方極の端子を兼ねる金属製電池ケー
スと他方極の端子を兼ねる金属製集電リードとの
間をガラスで封止するとともに、上記ガラスを、
ガラス質とこのガラス質と相溶しない粉状無機物
とからなるものにしたことにより、アルカリ電解
液によつて生ずる化学的あるいか電気化学的な浸
蝕作用によるクラツクの生長を有効に抑制するこ
とができ、これによりガラスシール部での漏液発
生を事前に防止してその発生率を小さくすること
ができる。
第１図はこの発明に係る密閉式アルカリ電池の
一実施例を示す断面図、第２図はその一部分の拡
大図である。 １……電池ケース、１ｃ……環状ボス部、２…
…発電要素、３……集電リード、３ａ……集電
板、４……ガラス、４ａ……ガラス質、４ｂ……
無機物。
一実施例を示す断面図、第２図はその一部分の拡
大図である。 １……電池ケース、１ｃ……環状ボス部、２…
…発電要素、３……集電リード、３ａ……集電
板、４……ガラス、４ａ……ガラス質、４ｂ……
無機物。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 一方極の端子を兼ねる金属製電池ケースと、
該電池ケースに内填された発電要素と、該電池ケ
ースに遊嵌され、これを貫通する他方極の端子を
兼ねる金属製集電リードとの間をガラスで封止し
てなる密閉式アルカリ電池において、上記ガラス
は、ガラス質とこののガラス質と相溶しないい粉
状無機物とからなることを特徴とする密閉式アル
カリ電池。 ２ 前記ガラスは、前記ガラス質として低融点ガ
ラスの粉末と、前記無機質として上記ガラス質と
反応しない結晶の粉末とを混合して得られる複合
材料であることを特徴とする特許請求の範囲第１
項記載の密閉式アルカリ電池。 ３ 前記ガラスを、このガラスを囲繞する前記電
池ケースの一部である環状金属部材の残留熱応力
によつて常時被圧していることを特徴とする特許
請求の範囲第２項記載の密閉式アルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9164779A JPS5618365A (en) | 1979-07-20 | 1979-07-20 | Sealed type alkaline battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9164779A JPS5618365A (en) | 1979-07-20 | 1979-07-20 | Sealed type alkaline battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5618365A JPS5618365A (en) | 1981-02-21 |
| JPS6138581B2 true JPS6138581B2 (ja) | 1986-08-29 |
Family
ID=14032305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9164779A Granted JPS5618365A (en) | 1979-07-20 | 1979-07-20 | Sealed type alkaline battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5618365A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS58201249A (ja) * | 1982-05-20 | 1983-11-24 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 密閉式電池 |
| JPS61192811U (ja) * | 1985-05-25 | 1986-12-01 |
-
1979
- 1979-07-20 JP JP9164779A patent/JPS5618365A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5618365A (en) | 1981-02-21 |
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