JPS6141100B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明はアルカリ電池の製造法の改良に係
り、耐漏液性の向上を目的とする。 一般に電池の封口においては、陽極缶の開口部
にポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンなど
の合成樹脂もしくはゴム製のガスケツトを配設
し、陽極缶の開口縁を内方へ締め付けることによ
りガスケツトを陰極端子板や陰極リード体などの
陰極集電体に押し付けて陽極缶―ガスケツト―陰
極集電体間の接面を相互に密着させることによ
り、これら接面からの電解液の漏出を防止するよ
うにしている。 しかるに苛性カリのようなアルカリ電解液を使
用する電池では、上述した封口手段にもかかわら
ず耐漏液性が低くなりがちであり、このため今日
まで陰極端子板の形状を耐漏液性の向上ができる
ような形状に改良したり、あるいはガスケツトと
陽極缶および陰極集電体との接面にアスフアルト
ピツチ、脂肪ポリアミド、フツ素系オイルなどの
液状パツキング材を介在させるなどの多くの提案
がなされてきたが、これらによつても高度の耐漏
液性は必らずしも得られていない。 ところでアルカリ電池における電解液の漏出
は、一般に陽極缶とガスケツトとの接面からより
も、陰極集電体とガスケツトとの接面からの方が
おこりやすい。この理由は放電特性を向上させる
などのためアルカリ電解液の大半量を陰極側に注
入していることにもよるが、主として陰極集電体
特有の電気化学的なクリープ現象によるものと考
えられる。 すなわち陰極集電体における陰極剤層からの立
ち上り部つまり集電体と陰極剤層との接触が解除
される境界部で電解液が電気化学的に還元されて
OH^-イオンが生じると、アルカリ濃度が局部的
に高くなつて上記の立ち上り部に移行し、陰極集
電体表面に沿つて経時的にはい上るクリープ現象
として現われる。 また陰極集電体は、陰極活物質として一般的な
アマルガム化された亜鉛粉末との間で局部電池が
形成されることがないように、陰極集電体におけ
る少なくとも陰極剤と接触する側が通常銅もしく
は銅合金で構成されているが、この金属と活物質
である亜鉛との電位差が比較的大きいことが前記
した電気化学的なクリープ現象を顕著にする原因
ともなつている。 この発明はそのような事情に鑑みてなされたも
のであり、陽極缶と陰極集電体との間にガスケツ
トを配設して封口するアルカリ電池の製造にあた
り、陰極集電体をベンゾトリアゾール系処理剤の
存在下に機械研摩し、研摩とほぼ同時に陰極集電
体の銅ないし銅合金表面にベンゾトリアゾール系
化合物を主成分とする皮膜を形成することによ
り、アルカリ電池の耐漏液性を向上させたもので
ある。 つぎに図面に基づいてこの発明を説明する。 第１図はこの発明に係るボタン型アルカリ電池
の一例を示す部分断面図であり、１は酸化第一
銀、二酸化マンガン、酸化第二銀、酸化水銀、酸
化ニツケルなどの陽極活物質と、カーボンブラツ
ク、りん状黒鉛のような導電助剤とを含み、これ
にアルカリ電解液の一部を含浸させてなる陽極合
剤、２は陽極合剤１およびその周縁に固着させた
金属製環状台座３に接触するセパレータであり、
このセパレータ２はたとえば親水処理された微孔
性ポリプロピレンフイルムとセロハンとビニロン
―レーヨン混抄紙とを積み重ねたものである。４
はアマルガム化された亜鉛活物質とポリアクリル
酸ソーダ、カルボキシメチルセルロースなどのゲ
ル化分散剤とを含み、これにアルカリ電解液の大
半量を注入してなる陰極剤である。 ５はニツケルメツキを施した鉄板から形成され
る陽極缶であり、この陽極缶５は陽極合剤１およ
びセパレータ２を内填させるとともに、缶開口部
に陰極剤４が内填された陰極集電体としての陰極
端子板６を、ポリエチレン、ポリプロピレン、ナ
イロンなどの各種樹脂もしくはゴムからなる断面
Ｌ字状の環状ガスケツト７を介装して嵌合させ、
陽極缶５の開口縁を内方へ締め付けて電池内部を
密閉構造にしている。 陰極端子板６は、第２図に示されるように、鋼
板８の外面側に美観ないし耐腐食性を満足させる
ニツケル層９を、内面側に亜鉛活物質との局部電
池の形成を防止するための銅層１０を設けた構成
からなり、通常鋼板８、ニツケル層９および銅層
１０からなるクラツド板を絞り加工によつて周辺
折り返し部１１を有する形状に加工することによ
つて形成される。 そして、この陰極端子板６の銅層１０表面には
ベンゾトリアゾール系化合物を主成分とする皮膜
１２が前記特定の方法、すなわち陰極端子板６を
ベンゾトリアゾール系処理剤の存在下に機械研摩
することにより形成されている。なお、この発明
の方法によれば皮膜１２は陰極端子板６の銅層１
０の表面全域に形成されるが、ボタン型アルカリ
電池の電解液の漏出に関しては、特に陰極端子板
６の銅層１０と環状ガスケツト７との接面１３が
重要であり、皮膜１２は該接面１３およびその近
傍にさえ形成されておれば、実質的な効果が奏さ
れるので、図面においては、該接面１３およびそ
の近傍のみに形成した状態で示されている。また
環状ガスケツト７と陽極缶５との接面および環状
ガスケツト７と陰極端子板６に設けた皮膜１２と
の間にはアスフアルトピツチ、脂肪ポリアミド、
フツ素系オイルなどの液状パツキング材を介在さ
せている。こは、陰極集電体表面のクリープによ
る電解液の漏出は、前記のベンゾトリアゾール系
化合物を主成分とする皮膜１２で防止することが
できるが、上記皮膜１２とガスケツト７との間や
ガスケツト７と陽極缶５との間からも電解液の漏
出が生じるおそれがあるので、この皮膜１２とガ
スケツト７との間やガスケツト７と陽極缶５との
間に液状パツキング材を介在させ、皮膜１２とガ
スケツト７との間やガスケツト７と陽極缶５との
間に生じる微細な隙間を液状パツキング材で埋め
て、皮膜１２とガスケツト７との間やガスケツト
７と陽極缶５との間からの電解液の漏出を防止す
ることが好ましいからである。このような目的で
使用する液状パツキング材は、皮膜１２とガスケ
ツト７との間やガスケツト７と陽極缶５との間の
微細な隙間を埋めることができ、かつ耐アルカリ
性、撥水性を有するものであればよく、たとえば
上述のようなアスフアルトピツチ、フツ素系オイ
ル、脂肪ポリアミドなどが使用される。 この発明において、ベンゾトリアゾール系化合
物とはベンゾトリアゾールまたはその誘導体をい
い、ベンゾトリアゾールの誘導体としては一般式
（） （式中、Ｒはアルキル基またはハロゲンであ
る）で示される化合物があげられ、その代表例と
してはたとえばメチルベンゾトリアゾール、クロ
ルベンゾトリアゾールなどがあげられる。またベ
ンゾトリアゾール系化合物を主成分とするとは、
文字どおりベンゾトリアゾール系化合物を主成分
とし、これにたとえば非イオン界面活性剤などが
添加されている場合のみならず、ベンゾトリアゾ
ール系化合物だけの場合をも含む概念である。な
おベンゾトリアゾール系化合物を主成分として含
む薬剤として菱江化学(株)よりC.B.ブライト（商
品名）が市販されている。 ベンゾトリアゾール系処理剤とはベンゾトリア
ゾール系化合物を主成分としてなるものを水また
はアルコール、アセトンなどに溶解させたもので
ある。なおその際のベンゾトリアゾール系化合物
の濃度としては0.05〜1.0重量％の範囲が好まし
い。 このベンゾトリアゾール系化合物は銅に対して
強い活性を有し、銅と化学的に結合して銅層表面
に強固かつ緻密な皮膜を形成し、しかも防錆機能
を有していて銅層表面に酸化皮膜が形成するのを
防止するため、陰極端子板６とガスケツト７との
接面１３からの電気化学的なクリープ現象に基づ
く電解液の漏出が効果的に抑制される。 この発明において機械研摩の方法としては、ベ
ンゾトリアゾール系処理剤の存在下で陰極端子板
や後述する陰極リード体などの陰極集電体を研摩
でき、研摩とほぼ同時に陰極集電体の銅ないし銅
合金表面にベンゾトリアゾール系化合物を主成分
とする皮膚を形成しうるものであれば特に限定さ
れないが、バレル中に陰極集電体、ベンゾトリア
ゾール系処理剤および研摩材を入れ、バレルに回
転あるいは揺動を与えながら陰極集電体の表面を
研摩するバレル研摩が、大量の陰極集電体を効率
よく研摩しうるので好ましい。 たとえば、このようなバレル研摩により陰極集
電体を研摩すると、前述のようにベンゾトリアゾ
ール系化合物は銅に対して強い活性を有している
ので、研摩により活性化ないし平滑化された陰極
集電体の銅ないし銅合金表面は研摩とほぼ同時に
ベンゾトリアゾール系化合物を主成分とする皮膚
が形成される。 研摩の程度は、陰極集電体の種類によつて、特
に陰極端子板にあつてはサイズによつて銅層の厚
さが異なるためサイズによつても異なるが、通常
は１〜10μの範囲から望ましい研摩厚が選ばれ
る。また研摩時間は研摩材の種類や回転数などに
よつても異なるが、通常0.1〜１時間程度が採用
される。 このようにして研摩ならびに皮膚１２の形成が
行なわれた陰極集電体は通常の方法、手段によつ
て電池に組み込まれ、アルカリ電池が製造され
る。 つぎの第１表はこの発明の方法により製造され
た前記のごとき構成のボタン型アルカリ電池Ａと
この発明とは異なる方法で製造されたボタン型ア
ルカリ電池Ｂ、ＣおよびＤについて耐漏液性を調
べた結果を示すものである。

【表】 第１表中の数値は各電池100個を45℃、相対湿
度90％の雰囲気中に放置したときに電解液の漏出
が認められた電池個数を示すものである。電池は
いずれも酸化第一銀を陽極活物質として用い、電
解液として酸化亜鉛を５重量％溶解した35重量％
苛性アルカリ水溶液を用いたSR44型の電池であ
る。そして、この発明の方法による電池Ａは、つ
ぎのようにして皮膜１２を形成したものである。 すなわち、容積10のバレルに、ベンゾトリア
ゾールを0.1重量％溶解させた水溶液よりなる処
理剤５と研摩材（チツプ状研摩材、粒度：JIS
R6001に規定される＃16）２Kgと陰極端子板2000
個を入れ、150rpmでバレルを15分間回転させ、
ついで陰極端子板をバレルより取出し、水洗して
付着する研摩材や研摩された金属粉を除去するこ
とにより、陰極端子板の銅層表面を研摩するとと
もに該表面に皮膜を形成した。なお電池Ｂは、ベ
ンゾトリアゾール水溶液に代えて水を用いたほか
は電池Ａの場合と同様にして陰極端子板の研摩を
行ない、陰極端子板をバレルより取出し水洗した
のち、１分後に該陰極端子板を0.1重量％ベンゾ
トリアゾール水溶液液に２分間浸漬して陰極端子
板の銅表面に皮膜を形成したものであり、電池Ｃ
はベンゾトリアゾール水溶液に代えて３重量％の
フツ素系撥水剤（住友化学工業(株)製のスミフロン
FP―81（商品名））を用いたほかは電池Ａの場合
と同様にして研摩を行なつたものである。なお電
池Ｄは研摩も皮膜形成もまつたく行なわなかつた
ものである。なお、いずれの電池においても、ガ
スケツトと陽極缶との接面にはアスフアルトピツ
チよりなる液状パツキング材を介在させ、電池Ａ
およびＢではベンゾトリアゾールからなる皮膜と
ガスケツトとの間に、電池Ｃではフツ素系撥水剤
の皮膜とガスケツトとの間に、電池Ｄでは陰極端
子板とガスケツトとの間にアスフアルトピツチよ
りなる液状パツキング材を介在させた。 第１表に示されるように、この発明の方法によ
る電池Ａは従来による電池Ｄに比べて耐漏液性が
すぐれているが、研摩後１分間たつてから皮膜を
形成した電池Ｂおよび研摩とほぼ同時にフツ素系
の皮膜を形成した電池Ｃはいずれも耐漏液性が充
分でない。 第３図および第４図はこの発明に係る筒型アル
カリ電池の一例を示す部分断面図である。 筒型アルカリ電池の電解液の漏出に関しては、
陰極集電体としての陰極リード体１４とガスケツ
ト７との接面１３がもつとも重要であり、従つて
ベンゾトリアゾール系化合物を主成分とする電解
液漏出防止用の皮膜１２は、銅と亜鉛との合金で
ある真鍮製の陰極リード体１４におけるガスケツ
ト７との接面１３に形成される。そして、この皮
膜１２の形成は、前記ボタン型電池の場合と同様
に陰極リード体１４をベンゾトリアゾール系処理
剤の存在下に機械研摩することによつてなされ
る。なお図中、１５は樹脂チユーブ、１６は外装
缶であるが、第１図および第２図に例示のボタン
型電池と同一組成ないし機能を有するものには同
一の符号が付されている。 以上詳述したように、この発明によれば、研摩
とベンゾトリアゾール系化合物を主成分とする皮
膜の形成がほぼ同時に行なわれるので工程の短縮
が図りうるとともに、皮膜形成が研摩直後に行な
われるのでベンゾトリアゾール系化合物の銅に対
する強い活性が一層顕著に発揮され陰極集電体の
銅ないし銅合金表面に強固かつ緻密に結合し、か
つベンゾトリアゾール系化合物の有する防錆機能
によつて電池組立て前もしくは後に銅ないし銅合
金表面に酸化皮膜が生成するのを防止するため、
クリープ現象に基づく電解液の漏出が抑制され、
耐漏液性が大巾に向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係るボタン型アルカリ電池
の一例を示す部分断面図、第２図は第１図の部
分の拡大図、第３図はこの発明に係る筒型アルカ
リ電池の一例を示す部分断面図、第４図は第３図
の部分の拡大図である。 ５…陽極缶、６，１４…陰極集電体、１２…ベ
ンゾトリアゾール系化合物を主成分とする皮膜。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 陽極缶と陰極集電体との間にガスケツトを配
   設して封口するアルカリ電池の製造にあたり、陰
   極集電体をベンゾトリアゾール系処理剤の存在下
   に機械研摩し、研摩とほぼ同時に陰極集電体の銅
   ないし銅合金表面にベンゾトリアゾール系化合物
   を主成分とする皮膜を形成し、上記皮膜とガスケ
   ツトとの間およびガスケツトと陽極缶との間に液
   状パツキング材を介在させることを特徴とするア
   ルカリ電池の製造法。