JPS6155218B2 - - 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に関し、その
目的は耐漏液能に優れたアルカリ電池の製造法を
提供することにある。 一般にボタン型電池などのアルカリ電池は、ボ
タン型電池を例示すれば、陽極缶底部に陽極合剤
層を挿入し、さらに電解液の一部を注入して合剤
層上部にセパレータ層を載置し、次いで陰極合剤
と電解液の大部分を配置した陰極端子板を、陽極
缶開口部に断面逆Ｌ字状の合成樹脂製ガスケツト
を介在させて嵌合し次いで陽極缶上部を内方に屈
曲封口して製造されるもので、このようにアルカ
リ電池はボタン型では陽極缶と陰極端子板との間
に、また筒型では陽極缶と陰極端子板や陰極リー
ド棒などとの間に、合成樹脂から成るガスケツト
を介在させることにより、両極を隔絶しかつ機械
的に両極を緩衝させて電池内部を液密に保持して
製造される。 ところが、この合成樹脂製ガスケツトは、電池
に組み込む前および組込後に空気中や電解液中の
水分を吸収する傾向があり、その結果ガスケツト
内部の水分含量が多くなるに従い反撥応力が漸次
的に低下し経時的にガスケツトの緩衝能が無くな
り、特に陰極部と陽極缶によつて集約的に締圧力
が集中する箇所での反撥力が低下してこの部分か
ら電池内の液密性が崩壊することにより電解液が
漏出して、電池特性の劣化は勿論内装する装置に
損傷を与える弊害が有る。この傾向は高温多湿時
には特に強くこのような気候条件が季節的に来訪
する日本などの地域では大きな問題となつてい
た。 以上のような事情に照らし、この発明者らは鋭
意研究を続けた結果、合成樹脂からなるガスケツ
トのうち特に飽和含水率が高い合成樹脂材料から
なるガスケツトを供してアルカリ電池を製造した
ときに上記の傾向が強い事実をまず解明し、更に
引き続く研究過程において成形後の前記ガスケツ
トにガスケツトよりも疎水性の強いパツキングを
表面に塗布した後、ガスケツトとの当接面にパツ
キングを塗布した陰極集電部と予め嵌合し、この
嵌合状態のままガスケツトを加熱乾燥処理して含
水率を低下させ陰極集電部とともに電池に組み込
めば、組み込み時のガスケツトの含水率が低くな
るために良好な反撥応力が得られてこれにより強
力に締圧することができ、また表面に設けられた
パツキングの疎水性により組み込み後の水分の吸
湿が防止され、しかもガスケツトと陰極集電部と
はその両者に設けられたパツキングを介して良好
に密着されているから電解液の漏出が長期に亘り
防止できることを知得しこの発明を完成した。 すなわちこの発明は陽極缶の開口部と陰極集電
部との間に飽和含水率の高い合成樹脂から成形し
たガスケツトを配設して封口しアルカリ電池内部
を液密にするにあたり、このガスケツトを配設す
るまえにガスケツトよりも疎水性の強いパツキン
グをガスケツト表面に塗布した後、ガスケツトと
の当接面にパツキングを塗布した陰極端子板など
の陰極集電部と上記のガスケツトとを予め嵌合
し、この嵌合状態のままガスケツトを加熱乾燥処
理して含水率を低下させることを特徴とするアル
カリ電池の製造方法に係るものである。 この発明で使用するガスケツト用の材料とは固
有応力が大きくガスケツト用部材として賞用され
ている合成樹脂材料のうち飽和含水率が0.1％以
上のものであつて、その具体例としてはポリアセ
タール、ABS樹脂（アクリロニトリル−ブタジ
エン−スチレン共重合体）、ナイロン６、ナイロ
ン66、ナイロン610、ナイロン11、ナイロン12等
のポリアミド系樹脂などが挙げられる。 一方ポリエチレンのような飽和含水率が0.1％
以下の材料からなるガスケツトは吸水そのものが
小さくこの発明に係る製造方法の実効性がほとん
ど得られないから不適当である。 このような材料から常法に準じて、すなわち射
出成形、打抜成形など方法で成形されたガスケツ
トとさらに陰極端子板などの陰極集電部に塗布す
るパツキングとは、常温で液状のもののほか常温
で固体のものが含まれる。ガスケツトおよび陰極
集電部への塗布に際しては、常温で固体のものは
もちろん常温で液状のものについても、通常は適
宜の溶媒に溶かした溶液状として塗布される。こ
れらパツキングはガスケツトよりも疎水性の強い
例えばピツチ、脂肪族ポリアミド、ゴム系接着
剤、シリコンオイルなどが挙げられる。 これらパツキングをガスケツト表面に通常50〜
500μ程度の厚みとなるよう塗布した後、陰極集
電部のガスケツトと当接する面にもパツキングを
50〜500μの程度の厚みとなるよう塗布し、次い
でガスケツトを予め陰極集電部と嵌合し、この嵌
合状態のままガスケツトを加熱乾燥する。 その方法としては、成形後空気中の水分を吸湿
したガスケツトの含水率を低下させる方法であれ
ば全て採用することができ、例えば10mmHg程度
の真空度を与えながら60〜90℃で４〜20時間程度
加熱下で減圧乾燥してガスケツトの含水率を0.0
〜0.3％程度の範囲になるように調整する方法が
好ましく使用できる。 この発明で乾燥条件を加熱下とする理由は、こ
の乾燥工程でガスケツトの含水率を低下させると
ともに加熱することにより陰極集電部とガスケツ
トに塗布したパツキングを相互に融着させて、こ
の両者を一体物にするためである。 しかし乾燥時にあまり高熱を加えると、ガスケ
ツトの熱変質が生じ形状が変化したり、また加熱
によつてパツキングの粘度が下り流垂する等の弊
害が生じるから、加熱条件としては90℃以下が望
ましい。 ガスケツトの含水率と反撥応力との間には、含
水率が低下すると反撥応力が増すという相関関係
が認められるが、その値はガスケツトの材質によ
り異なる値となるため、ガスケツトの材質ごとに
含水率を検討する必要がある。 従つて所要の効果を得るためには他の加熱乾燥
手段、例えば加熱密閉系内に吸湿剤と陰極集電部
嵌合状態のガスケツトを並置してあるいはこの系
内の空気を更に積極的に除去して真空度を高める
等の手段を採用してガスケツトの含水率を所要値
としてもよい。 なおこの発明で加熱乾燥処理を、ガスケツトに
パツキングを塗布した後パツキングを塗布した陰
極集電部を嵌合し、この嵌合状態で施す理由は、
前述のパツキング相互を融着させるという効果を
得ることに加えて、アルカリ電池にガスケツトを
配設する際の作業時間を可及的に短縮しアルカリ
電池製造工程途中での吸湿を防ぐという目的があ
り、この工程を分けて含水率を低下させたガスケ
ツトにパツキングを塗布風乾した後陰極端子板と
嵌合一体状態とすると塗布工程、風乾工程、さら
には嵌合工程でガスケツトが空気中の水分を吸湿
し、またガスケツトにパツキングを塗布した後、
乾燥処理を施してガスケツトの含水率を低下させ
て陰極端子板と嵌合一体する方法であつても、嵌
合工程等でガスケツトが再び水分を吸湿し、これ
ら工程を分離した方法では、この発明方法で得ら
れる耐漏液能よりも、いく分劣る傾向があるとい
うこの発明者らの知見に基く。 また、この発明において、パツキングの塗布を
ガスケツトだけでなく陰極集電部にも行つている
理由は、ガスケツトにだけパツキングを塗布しこ
れを陰極集電部に嵌合一体化させて加熱乾燥処理
しても、陰極集電部表面の凹部が上記パツキング
で充分におおわれにくく、したがつてパツキング
を介したガスケツトと陰極集電部との良好な密着
性が得にくくなるからである。 このようにして、予め陰極端子板などの陰極集
電部に嵌合して含水率を好ましくは0.0〜0.3％に
低下させ、パツキングを表面に持つガスケツトを
アルカリ電池に配設してアルカリ電池を製造する
には、常法に準じて行えばよく、例えば図面で示
すようにボタン型電池であれば断面テーパー状の
陽極缶１底部に、Ag₂O，HgO，MnO₂などの陽
極活物質およびカーボン、黒鉛などの導電助剤か
らなる陽極合剤層２を挿入し、さらにKOHなど
のアルカリ電解液の１部を注入し、この合剤層２
上面側にポリプロピレンなどの保護膜、セロフア
ンなどのセパレータ、および不織布などからなる
電解液保持層を順次載置してセパレータ層３と
し、次いで亜鉛粉末と大部分のアルカリ電解液の
混合物からなる陰極剤４を内填した陰極端子板５
を、表面パツキング層６によつて端子板５と嵌合
一体化し含水率を低下させた断面Ｌ字状のガスケ
ツト７とともに陽極缶開口部に挿着し、陽極缶上
端部８を内方へ折り曲げて封口し電池内部を液密
にして製造すればよい。 上述のようにこの発明に係るアルカリ電池の製
造方法は飽和含水率の高い合成樹脂などの材料か
ら成形したガスケツトの表面にガスケツトよりも
疎水性の強いパツキングを塗布した後、ガスケツ
トとの当接面にパツキングを塗布した陰極端子板
などの陰極集電部と予め嵌合した状態で加熱乾燥
処理してガスケツトの含水率を低下させて、陰極
集電部とガスケツトを一体として電池に組み込む
構成としたから、この方法で得られた電池は、工
程中にガスケツトの吸湿が起らず、長期間に亘り
封口時の強力な締圧力にガスケツトが良好に反撥
し、しかもガスケツトと陰極集電部は一体加熱乾
燥によりパツキングによる密着度が優れているか
ら電池内部の液密性が増し、漏液などの弊害を生
せずに電池特性が良好に機能する。 次にこの発明の試験例について述べ更にこの発
明方法を詳細に説明する。 試験例 ガスケツト成形材料としてナイロン11を射出成
形して断面Ｌ字状のボタン型アルカリ電池用ガス
ケツトを製造した。 このガスケツトを温度20℃、相対湿度65％の雰
囲気で貯蔵したところ製造直後含水率が０％であ
つたものが0.9％になつた。 このガスケツトの表面にピツチをトルエンに溶
解したパツキングを厚さ200〜300μとなるように
塗布した後同じくパツキングをガスケツトの当接
面に200〜300μとなるように塗布した陰極端子板
と嵌合し、この陰極端子板と嵌合した状態のガス
ケツトを90℃、10mmHg、で４時間加熱減圧乾燥
してガスケツトの含水率を０％に低下させ、一体
状態のままボタン型アルカリ電池に組み込んだ
（電池Ａ）。 電池組み込み直前のガスケツトの含水率は0.1
％となつていた。 含水率が0.9％となつたガスケツトの表面に上
記パツキングを塗布した後パツキングの溶媒を飛
散させるために風乾して陰極端子板と嵌合して一
体状態でボタン型アルカリ電池に組み込んだ（電
池Ｂ）。 電池組み込み直前のガスケツトの含水率は1.2
％となつていた。 電池Ａの乾燥方法でガスケツトの含水率を0.9
％から０％に低下させたガスケツトに上記パツキ
ングを塗布風乾して陰極端子板を嵌合し、一体状
態のままボタン型アルカリ電池に組み込んだ（電
池Ｃ）。 電池組み込み直前のガスケツトの含水率は0.3
％となつていた。 含水率が0.9％となつたガスケツトに上記パツ
キングを塗布した後、電池Ａの乾燥方法でガスケ
ツトの含水率を０％に低下させパツキングを塗布
していない陰極端子板と嵌合し一体状態のままボ
タン型アルカリ電池に組み込んだ（電池Ｄ）。 電池組み込み直前のガスケツトの含水率は0.2
％となつていた。 これら４種の電池を温度45℃、相対湿度90％の
雰囲気に保存して、同種の電池100個のうち漏液
が発生する電池の個数を経日的に調べた。結果を
下記表に記載する。

【表】 上表から明らかなように、この発明に係る製造
方法で得られるボタン型アルカリ電池（電池Ａ）
は、耐漏液性に優れた電池であることが判る。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る製造方法で得たボタン型
アルカリ電池の断面図である。 １……陽極缶、５……陰極端子板、６……パツ
キング、７……ガスケツト。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 陽極缶１の開口部と陰極集電部との間に飽和
   含水率の高い合成樹脂から成形したガスケツト７
   を配設して封口しアルカリ電池内部を液密にする
   にあたり、このガスケツト７を配設するまえにガ
   スケツトよりも疎水性の強いパツキング６をガス
   ケツト７表面に塗布した後、ガスケツト７との当
   接面にパツキング６を塗布した陰極端子板５など
   の陰極集電部と上記のガスケツト７とを予め嵌合
   し、この嵌合状態のまま加熱乾燥処理してガスケ
   ツト７の含水率を低下させることを特徴とするア
   ルカリ電池の製造方法。