JPS6148219B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6148219B2 JPS6148219B2 JP55177105A JP17710580A JPS6148219B2 JP S6148219 B2 JPS6148219 B2 JP S6148219B2 JP 55177105 A JP55177105 A JP 55177105A JP 17710580 A JP17710580 A JP 17710580A JP S6148219 B2 JPS6148219 B2 JP S6148219B2
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- JP
- Japan
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- battery
- metal
- brazing material
- brazing
- ceramic
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- Expired
Links
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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
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
-
- 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
- H01M50/183—Sealing members
- H01M50/19—Sealing members characterised by the material
- H01M50/191—Inorganic 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
この発明は、密閉式アルカリ電池、特にそのシ
ール部にセラミツクスを用いたいわゆるハーメチ
ツクシールタイプのものに関する。 一般に、ガラスやセラミツクス等のシール材に
よつて封止された密閉式アルカリ電池は、例えば
ゴムや樹脂等の有機シール材によつてシールされ
たものに比べると、そのシール部におけるシール
効果が高く、かつ安定で変質し難いといつた種々
の利点を有する。 第１図は、そのハーメチツクシールによつて封
止された従来の小型密閉式アルカリ電池１のシー
ル部を拡大して示したものである。同図に示した
例では、陽極端子を兼ねる金属製電池ケース２と
このケース２の内外を貫通する金属製陰極集電リ
ード３との間の環状隙間部分にセラミツクスから
なる環状絶縁隔離部材４を配し、この隔離部材４
と集電リード３との間およびケース２との間を、
それぞれロー付け層４ｂによつて接合し、電池１
内部を密封入している。このように、セラミツク
スを用いたシール構造は、それ以前のガラスだけ
を用いたものに比べると、ガラス特有のクラツク
が生じ難く、一層良好なシール効果が期待され、
これにより耐漏液性能の向上も期待される。 ところで、このセラミツクスからなる絶縁隔離
部材４をシール材として使用するためには、その
セラミツクスと金属部分の接合材料として、少な
くとも銀または銅を含むロー材を使用しなければ
ならない。第１図においては、金属部分と接合を
なすべきセラミツクスの部分の表面に、先ずメタ
ライズ層４ａを設け、さらにそのメタライズ層４
ａの表面をニツケル等のメツキ層４ｃで覆い、そ
のメツキ層４ｃと金属部分との間を上記ロー付け
層４ｂによつて接合してある。ここで、上記ロー
付け層４ｂに用いられている接合材料が少なくと
も銀または銅を含むロー材としたのは、一般にロ
ー付け温度が高くなれば、ロー付け時のセラミツ
クスの熱膨張も大きくなり、冷却後にセラミツク
スにかかる応力が大となり、このためロー付け温
度が高いとセラミツクスに残留応力歪が発生しや
すく、クラツク、割れの原因となるとともに、ロ
ー付け温度が高くなれば、ロー付け設備に要する
コストおよびランニングコスト（消費電力等）が
高くなるが、銀または銅を含むロー材では、ロー
付け温度が低く（620〜900℃）、これらの問題が
少なくなるという理由による。 しかしながら、その銀または銅を含むロー材
は、これを上記接合材料として用いて密閉式アル
カリ電池を組み立てた場合に、陽極側のロー材が
アルカリ電解液に接触すると、そのロー材に含ま
れる銀または銅が酸化溶解して陰極側へ移行し、
それが析出することにより、陽極側と陰極側との
間の絶縁状態が不良となり、これにより自己放電
が生じてしまうようにする。なお、陰極側では通
常このような溶解，析出は生じない。 また、その銀または銅の酸化溶解によつて、セ
ラミツクスと金属部分との界面に沿つて部分が浸
蝕され、これによりアルカリ電池で最も嫌われる
漏液が発生してしまうようになる。 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、シール部に
セラミツクスを用いた密閉式アルカリ電池におい
て、上記絶縁隔離部材としてのセラミツクスの特
長を何ら損ねることなく、また構造の複雑化やコ
スト高をともなうことなく、自己放電による電圧
不良の発生およびアルカリ電解液の漏液を確実に
防止できるようにすることにある。 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２図ａ，ｂは、この発明による密閉式アルカ
リ電池の一実施例を示したものである。 先ず、同図ａに示す電池５は、偏平型の金属製
電池ケース６内に、陽極７ａ，セパレータ７ｂお
よび陰極７ｃからなる発電要素７が装填されてい
る。この発電要素７は、電解液として強アルカリ
水溶液を使用している。電池ケース６には、その
ケース６の内外を貫通する金属製集電リード８
が、シール部９によつて電気的に絶縁隔離された
状態で、保持されている。電池ケース６は陽極端
子を兼ね、また集電リード８は陰極端子を兼ねる
ようになつている。 上記ケース６と上記集電リード８との環状隙間
部分には、セラミツクスからなる環状絶縁隔離部
材１０が配設されている。この隔離部材１０の表
面には、第２図ｂに示すように、メタライズ層１
０ａが形成され、さらにそのメタライズ層１０ａ
の表面にニツケルメツキ層１０ｃが形成されてい
る。 これらの層１０ａ，１０ｃは、隔離部材１０と
金属部分の界面に沿つた面にだけ部分的に形成さ
れている。すなわち、上記電池ケース６の環状ボ
ス部６ａの内周囲面と上記集電リード８のリード
部８ａの外周囲面とのそれぞれの界面に沿う部分
だけに選択的に形成されている。そして、上記メ
ツキ層１０ｃと金属部分との間に、少なくとも銀
または銅を含むロー付け層１０ｂが介在させられ
ている。このロー付け層１０ｂが接合層として上
記絶縁隔離部材１０を上記集電リード８および上
記電池ケース６にそれぞれ密に接合せしめて、上
記環状隙間部分を塞いでいるのである。そしてさ
らに、第２図ｂに拡大して示すように、電池ケー
ス６の内側であつて、上記セラミツクスと金属部
分との界面の端部に形成される上記ロー材の露出
面を耐酸化性でかつ耐アルカリ性の金属（Niま
たはAn）で被覆してある。この被覆は、実施例
ではニツケルメツキ層１０ｄによつて形成されて
いる。このようなメツキ層１０ｄは、上記ケース
６、集電リード８および上記隔離部材１０を上記
ロー付け層１０ｂによつて一体化した後、ロー材
の露出面または露出面とその周辺、あるいは一体
化したもの全体を無電解メツキ液に浸漬すること
により簡単に形成することができる。このニツケ
ルメツキ層１０ｄは、少なくとも陽極側の金属部
分とセラミツクスとの界面の端部に沿つて形成さ
れる上記ロー材の露出面に設ければよい。しか
し、望ましくは、陰極側のロー材露出面にも、陽
極側と同様のメツキ層１０ｄを設けることであ
る。なお、ケース６および集電リード８は、その
表面が部分的あるいは全面的にメツキされていて
も差し支えない。 以上のようにして、セラミツクスと金属部分と
の界面の端部に沿つて形成される上記ロー材の露
出面を例えばニツケルの如く耐酸化性でかつ耐ア
ルカリ性の金属で被覆すると、そのロー材層１０
ｂは電池内のアルカリ電解液から隔離され、これ
によりそのロー材中に銀または銅が含まれていて
も、その銀または銅が酸化溶解されることはなく
なる。従つて、その銀または銅が陰極側へ移行し
析出することにより生ずる自己放電が防止され
る。また、それとともに、その銀または銅を含む
ロー材層１０ｂがアルカリ電解液によつて浸蝕さ
れる恐れもなくなる。従つて、そのロー付け層１
０ｂに沿つて生ずるアルカリ電解液の漏液も防止
されるようになる。 さてここで、以上の実施例で述べたこの発明に
よる密閉式アルカリ電池と、上記ニツケルメツキ
層１０ｄを欠く従来の密閉式アルカリ電池をそれ
ぞれ50個ずつ用意して、温度60℃の環境下に保存
した場合の電圧不良の発生個数を調べたところ、
表１に示すような結果が得られた。
ール部にセラミツクスを用いたいわゆるハーメチ
ツクシールタイプのものに関する。 一般に、ガラスやセラミツクス等のシール材に
よつて封止された密閉式アルカリ電池は、例えば
ゴムや樹脂等の有機シール材によつてシールされ
たものに比べると、そのシール部におけるシール
効果が高く、かつ安定で変質し難いといつた種々
の利点を有する。 第１図は、そのハーメチツクシールによつて封
止された従来の小型密閉式アルカリ電池１のシー
ル部を拡大して示したものである。同図に示した
例では、陽極端子を兼ねる金属製電池ケース２と
このケース２の内外を貫通する金属製陰極集電リ
ード３との間の環状隙間部分にセラミツクスから
なる環状絶縁隔離部材４を配し、この隔離部材４
と集電リード３との間およびケース２との間を、
それぞれロー付け層４ｂによつて接合し、電池１
内部を密封入している。このように、セラミツク
スを用いたシール構造は、それ以前のガラスだけ
を用いたものに比べると、ガラス特有のクラツク
が生じ難く、一層良好なシール効果が期待され、
これにより耐漏液性能の向上も期待される。 ところで、このセラミツクスからなる絶縁隔離
部材４をシール材として使用するためには、その
セラミツクスと金属部分の接合材料として、少な
くとも銀または銅を含むロー材を使用しなければ
ならない。第１図においては、金属部分と接合を
なすべきセラミツクスの部分の表面に、先ずメタ
ライズ層４ａを設け、さらにそのメタライズ層４
ａの表面をニツケル等のメツキ層４ｃで覆い、そ
のメツキ層４ｃと金属部分との間を上記ロー付け
層４ｂによつて接合してある。ここで、上記ロー
付け層４ｂに用いられている接合材料が少なくと
も銀または銅を含むロー材としたのは、一般にロ
ー付け温度が高くなれば、ロー付け時のセラミツ
クスの熱膨張も大きくなり、冷却後にセラミツク
スにかかる応力が大となり、このためロー付け温
度が高いとセラミツクスに残留応力歪が発生しや
すく、クラツク、割れの原因となるとともに、ロ
ー付け温度が高くなれば、ロー付け設備に要する
コストおよびランニングコスト（消費電力等）が
高くなるが、銀または銅を含むロー材では、ロー
付け温度が低く（620〜900℃）、これらの問題が
少なくなるという理由による。 しかしながら、その銀または銅を含むロー材
は、これを上記接合材料として用いて密閉式アル
カリ電池を組み立てた場合に、陽極側のロー材が
アルカリ電解液に接触すると、そのロー材に含ま
れる銀または銅が酸化溶解して陰極側へ移行し、
それが析出することにより、陽極側と陰極側との
間の絶縁状態が不良となり、これにより自己放電
が生じてしまうようにする。なお、陰極側では通
常このような溶解，析出は生じない。 また、その銀または銅の酸化溶解によつて、セ
ラミツクスと金属部分との界面に沿つて部分が浸
蝕され、これによりアルカリ電池で最も嫌われる
漏液が発生してしまうようになる。 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、シール部に
セラミツクスを用いた密閉式アルカリ電池におい
て、上記絶縁隔離部材としてのセラミツクスの特
長を何ら損ねることなく、また構造の複雑化やコ
スト高をともなうことなく、自己放電による電圧
不良の発生およびアルカリ電解液の漏液を確実に
防止できるようにすることにある。 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２図ａ，ｂは、この発明による密閉式アルカ
リ電池の一実施例を示したものである。 先ず、同図ａに示す電池５は、偏平型の金属製
電池ケース６内に、陽極７ａ，セパレータ７ｂお
よび陰極７ｃからなる発電要素７が装填されてい
る。この発電要素７は、電解液として強アルカリ
水溶液を使用している。電池ケース６には、その
ケース６の内外を貫通する金属製集電リード８
が、シール部９によつて電気的に絶縁隔離された
状態で、保持されている。電池ケース６は陽極端
子を兼ね、また集電リード８は陰極端子を兼ねる
ようになつている。 上記ケース６と上記集電リード８との環状隙間
部分には、セラミツクスからなる環状絶縁隔離部
材１０が配設されている。この隔離部材１０の表
面には、第２図ｂに示すように、メタライズ層１
０ａが形成され、さらにそのメタライズ層１０ａ
の表面にニツケルメツキ層１０ｃが形成されてい
る。 これらの層１０ａ，１０ｃは、隔離部材１０と
金属部分の界面に沿つた面にだけ部分的に形成さ
れている。すなわち、上記電池ケース６の環状ボ
ス部６ａの内周囲面と上記集電リード８のリード
部８ａの外周囲面とのそれぞれの界面に沿う部分
だけに選択的に形成されている。そして、上記メ
ツキ層１０ｃと金属部分との間に、少なくとも銀
または銅を含むロー付け層１０ｂが介在させられ
ている。このロー付け層１０ｂが接合層として上
記絶縁隔離部材１０を上記集電リード８および上
記電池ケース６にそれぞれ密に接合せしめて、上
記環状隙間部分を塞いでいるのである。そしてさ
らに、第２図ｂに拡大して示すように、電池ケー
ス６の内側であつて、上記セラミツクスと金属部
分との界面の端部に形成される上記ロー材の露出
面を耐酸化性でかつ耐アルカリ性の金属（Niま
たはAn）で被覆してある。この被覆は、実施例
ではニツケルメツキ層１０ｄによつて形成されて
いる。このようなメツキ層１０ｄは、上記ケース
６、集電リード８および上記隔離部材１０を上記
ロー付け層１０ｂによつて一体化した後、ロー材
の露出面または露出面とその周辺、あるいは一体
化したもの全体を無電解メツキ液に浸漬すること
により簡単に形成することができる。このニツケ
ルメツキ層１０ｄは、少なくとも陽極側の金属部
分とセラミツクスとの界面の端部に沿つて形成さ
れる上記ロー材の露出面に設ければよい。しか
し、望ましくは、陰極側のロー材露出面にも、陽
極側と同様のメツキ層１０ｄを設けることであ
る。なお、ケース６および集電リード８は、その
表面が部分的あるいは全面的にメツキされていて
も差し支えない。 以上のようにして、セラミツクスと金属部分と
の界面の端部に沿つて形成される上記ロー材の露
出面を例えばニツケルの如く耐酸化性でかつ耐ア
ルカリ性の金属で被覆すると、そのロー材層１０
ｂは電池内のアルカリ電解液から隔離され、これ
によりそのロー材中に銀または銅が含まれていて
も、その銀または銅が酸化溶解されることはなく
なる。従つて、その銀または銅が陰極側へ移行し
析出することにより生ずる自己放電が防止され
る。また、それとともに、その銀または銅を含む
ロー材層１０ｂがアルカリ電解液によつて浸蝕さ
れる恐れもなくなる。従つて、そのロー付け層１
０ｂに沿つて生ずるアルカリ電解液の漏液も防止
されるようになる。 さてここで、以上の実施例で述べたこの発明に
よる密閉式アルカリ電池と、上記ニツケルメツキ
層１０ｄを欠く従来の密閉式アルカリ電池をそれ
ぞれ50個ずつ用意して、温度60℃の環境下に保存
した場合の電圧不良の発生個数を調べたところ、
表１に示すような結果が得られた。
【表】
日数は保存日数
なお、電圧不良の基準は、端子間電圧1Vを基
準とし、それに満たないものを不良とした。 表１から明らかなように、この発明による電池
では、電圧不良の発生数が従来のものよりも著し
く少ないが、これは接合材料として使用されてい
るロー材中の銀または銅が前記ニツケルメツキ層
１０ｄによつてほとんど酸化溶解されなくなつた
ためと認められる。 また、この発明による電池と従来の電池を、そ
れぞれ温度60℃、相対湿度90％の環境下で保存
し、その間のアルカリ電解液の漏液発生個数を調
べたところ、表２に示すような結果が得られた。
なお、電圧不良の基準は、端子間電圧1Vを基
準とし、それに満たないものを不良とした。 表１から明らかなように、この発明による電池
では、電圧不良の発生数が従来のものよりも著し
く少ないが、これは接合材料として使用されてい
るロー材中の銀または銅が前記ニツケルメツキ層
１０ｄによつてほとんど酸化溶解されなくなつた
ためと認められる。 また、この発明による電池と従来の電池を、そ
れぞれ温度60℃、相対湿度90％の環境下で保存
し、その間のアルカリ電解液の漏液発生個数を調
べたところ、表２に示すような結果が得られた。
【表】
日数は保存日数
表２から明らかなように、この発明による電池
は、耐漏液性能においても、従来のものに比べ
て、大幅に改善されている。 以上のように、この発明による密閉式アルカリ
電池は、そのシール部にそのシール材としてのセ
ラミツクスを用いたものにおいて、そのシール材
としてのセラミツクスの特長を何ら損ねるもので
ないばかりか、電圧の不良発生が少なく、また耐
漏液性能が大幅に改善されている。
表２から明らかなように、この発明による電池
は、耐漏液性能においても、従来のものに比べ
て、大幅に改善されている。 以上のように、この発明による密閉式アルカリ
電池は、そのシール部にそのシール材としてのセ
ラミツクスを用いたものにおいて、そのシール材
としてのセラミツクスの特長を何ら損ねるもので
ないばかりか、電圧の不良発生が少なく、また耐
漏液性能が大幅に改善されている。
第１図は従来の密閉式アルカリ電池の一例を部
分的に拡大して示す断面図、第２図ａはこの発明
による密閉式電池の一実施例を示す断面図、同図
ｂはその要部拡大断面図である。 ５……電池、６……電池ケース、７……発電要
素、８……集電リード、９……シール部、１０…
…セラミツクスからなる環状絶縁隔離部材、１０
ａ……メタライズ層、１０ｂ……ロー付け層、１
０ｃ……メツキ層、１０ｄ……ニツケルメツキ
層。
分的に拡大して示す断面図、第２図ａはこの発明
による密閉式電池の一実施例を示す断面図、同図
ｂはその要部拡大断面図である。 ５……電池、６……電池ケース、７……発電要
素、８……集電リード、９……シール部、１０…
…セラミツクスからなる環状絶縁隔離部材、１０
ａ……メタライズ層、１０ｂ……ロー付け層、１
０ｃ……メツキ層、１０ｄ……ニツケルメツキ
層。
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の内
外を貫通する他方極の金属製集電リードと上記電
池ケースとの間の環状隙間部分に、セラミツクス
からなる環状絶縁隔離部材を配し、この隔離部材
によつて上記電池ケース内の発電要素を密封入す
るとともに陽極側と陰極側とを互いに絶縁隔離す
るようにした密閉式アルカリ電池において、上記
絶縁隔離部材を形成するセラミツクスと金属部分
の接合材料として、少なくとも銀または銅を含む
ロー材を使用し、かつ上記電池ケースの内側であ
つて、上記セラミツクスと金属部分との境界の端
部に沿つて形成される上記ロー材の露出面を耐酸
化性でかつ対アルカリ性の金属で被覆したことを
特徴とする密閉式アルカリ電池。 ２ 前記ロー材の露出面をニツケルで被覆したこ
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。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55177105A JPS57101339A (en) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | Enclosed alkaline battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55177105A JPS57101339A (en) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | Enclosed alkaline battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS57101339A JPS57101339A (en) | 1982-06-23 |
| JPS6148219B2 true JPS6148219B2 (ja) | 1986-10-23 |
Family
ID=16025229
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55177105A Granted JPS57101339A (en) | 1980-12-17 | 1980-12-17 | Enclosed alkaline battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS57101339A (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB8911944D0 (en) * | 1989-05-24 | 1989-07-12 | Lilliwyte Sa | Electrochemical cell |
| DE69907586T2 (de) * | 1998-08-07 | 2003-11-20 | Japan Storage Battery Co Ltd | Batterie mit nichtwässrigem Elektrolyt |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS4866602U (ja) * | 1971-11-26 | 1973-08-23 | ||
| JPS54159582U (ja) * | 1978-04-27 | 1979-11-07 |
-
1980
- 1980-12-17 JP JP55177105A patent/JPS57101339A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS57101339A (en) | 1982-06-23 |
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