JPS6224903B2 - - Google Patents
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- JPS6224903B2 JPS6224903B2 JP55006597A JP659780A JPS6224903B2 JP S6224903 B2 JPS6224903 B2 JP S6224903B2 JP 55006597 A JP55006597 A JP 55006597A JP 659780 A JP659780 A JP 659780A JP S6224903 B2 JPS6224903 B2 JP S6224903B2
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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
- H01M50/147—Lids or covers
- H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
- H01M50/154—Lid or cover comprising an axial bore for receiving a central current collector
-
- 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
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
- H01M50/3425—Non-re-sealable arrangements in the form of rupturable membranes or weakened parts, e.g. pierced with the aid of a sharp member
-
- 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
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Description
本発明はアルカリ電池の防爆機構に関するもの
である。 アルカリ電池においては、ガス発生を防ぐこと
は特に困難であり、負極に亜鉛を使用する場合な
どは電池の開路状態においてもわずかではあるが
亜鉛が溶解して水素ガスが発生する。また二次電
池の場合は過充電ないしは過放電によりガス発生
が起こる。普通、電池は電解液の漏出等の防止の
ため密閉構造になつているが、特にアルカリ電解
液を使用する場合には、そのクリープ性による漏
出防止のため電池容器が極めて密に密封されてい
る。そこでガス発生が起こるとガスが内部に蓄積
され、容器の内圧が上昇する。さらに誤つて不当
な条件で放電されたり貯蔵された場合には、その
内圧上昇も急激で遂には電池容器の破裂に至り、
電池使用機器や電地取扱者に傷害を及ぼすことが
あり極めて危険である。 本発明は、アルカリ電池のガス逸散機構に関す
るもので、急激なガス発生においても確実にガス
を電池外部へ排出させ、電池容器の破裂を防止す
るものである。 従来のガス逸散機構として、封口体の一部に薄
膜部を設け、ガス圧の上昇によつて薄膜が破れて
ガスが逃げるというものがあつたが、安全なガス
逸散のためには内圧の比較的低い状態（30Kg／cm2
程度以下）で薄膜が十分破れなければならない。
そのため、薄膜の肉厚としては0.2mm以下に成形
する必要があつた。しかし、0.2mm以下の薄膜を
有する封口体の樹脂成形には、かなり高度な技術
を要し、成形金具の精度、条件管理等で難しい面
があり、成形不良の発生が避けられなかつた。 そこで、本発明は、薄膜が0.2mm以上に成形さ
れた封口体を使用したアルカリ電池においても、
ガス発生時に安全かつ確実にガスを外部に逸散さ
せる構造を提供するものである。 以下、本発明をその実施例に基づき説明する。 第１図は本発明の実施例におけるアルカリマン
ガン電池を示す。１は正極缶で、その内部には、
二酸化マンガンと黒鉛からなる円筒形の成形正極
合剤２が配置されていて、その内側に苛性カリ、
粘性物質および汞化亜鉛粉末からなるゲル状負極
３がセパレータ４を介して挿入されている。 ５は正極缶１の開口を封口する比較的軟質のポ
リエチレン等からなる合成樹脂製封口体、６はそ
の外側に配したガス逸散孔６ａを有する負極底
板、７は負極集電子である。封口体５は、缶１の
開口部近傍の外側に溝入れ加工をして形成した棚
部１ａと缶１の開口端１ｂの折曲部とにより挾圧
される断面コ字状部５ａと、集電子７を密にとり
かこむ円筒部５ｂと、この円筒部の端面と断面コ
字状部５ａを連結する環状の薄膜部５ｃ、および
コ字状部５ａの端部に形成され、セパレータ４の
外側に接する円筒部５ｄからなる。８は前記の円
筒部５ｂの下端面と底板６との間に、集電子７に
嵌合させて配設した硬質の合成樹脂、例えばエポ
キシ樹脂からなる環状体でその外周縁上端のエツ
ジ部８ａを薄膜部５ｃの内縁側に当接している。 ９は正極端子キヤツプ、１０はポリ塩化ビニル
などの熱収縮性樹脂チユーブ、１１，１２は絶縁
リング、１３は外装缶である。 なお、環状体８は金属製のものでもよく、集電
子７の下端に鍔部を設け、これによつて環状体の
働きをさせてもよい。 第２図はガス発生時における封口体の環状薄膜
部付近の拡大断面図である。ガス発生のため封口
体の環状薄膜部５ｃが膨張し、環状体８の外周壁
上端エツジ８ａによつて矢印ｘに示す剪断力が生
じている。ガス発生が継続して内圧の上昇に伴い
環状薄膜部５ｃの変形も増大すると、同時に剪断
力も増大し、遂には薄膜部５ｃのエツジ８ａに当
たる部分５c′がエツジ８ａで剪断されて、ガスが
底板６のガス逸散孔６ａより外部へ排出される仕
組みになつている。 次に、硬質の環状体８の外径寸法をａ、環状薄
膜部５ｃの内径寸法をｂ、外径寸法をｃとしてこ
れらの寸法を種々変え、環状体８のエツジ８ａが
環状薄膜部５ｃの内縁、中間部、外縁等に接する
状態、即ち、ａ＝ｂの場合は環状体８のエツジ８
ａが薄膜部５ｃの内縁に位置し、ａ＝ｂ＋ｃ／２の場 合はエツジ８ａが薄膜部５ｃの中間部に位置し、
ａ＝ｃの場合はエツジ８ａが薄膜部５ｃの外縁に
位置する寸法関係で、厚さ0.3mmの薄膜部５ｃが
破壊されるときの圧力を測定する実験を行つた。
その結果を第１表に示す。 なお、薄膜破壊時の圧力は、試料５個について
平均値で表わした。
である。 アルカリ電池においては、ガス発生を防ぐこと
は特に困難であり、負極に亜鉛を使用する場合な
どは電池の開路状態においてもわずかではあるが
亜鉛が溶解して水素ガスが発生する。また二次電
池の場合は過充電ないしは過放電によりガス発生
が起こる。普通、電池は電解液の漏出等の防止の
ため密閉構造になつているが、特にアルカリ電解
液を使用する場合には、そのクリープ性による漏
出防止のため電池容器が極めて密に密封されてい
る。そこでガス発生が起こるとガスが内部に蓄積
され、容器の内圧が上昇する。さらに誤つて不当
な条件で放電されたり貯蔵された場合には、その
内圧上昇も急激で遂には電池容器の破裂に至り、
電池使用機器や電地取扱者に傷害を及ぼすことが
あり極めて危険である。 本発明は、アルカリ電池のガス逸散機構に関す
るもので、急激なガス発生においても確実にガス
を電池外部へ排出させ、電池容器の破裂を防止す
るものである。 従来のガス逸散機構として、封口体の一部に薄
膜部を設け、ガス圧の上昇によつて薄膜が破れて
ガスが逃げるというものがあつたが、安全なガス
逸散のためには内圧の比較的低い状態（30Kg／cm2
程度以下）で薄膜が十分破れなければならない。
そのため、薄膜の肉厚としては0.2mm以下に成形
する必要があつた。しかし、0.2mm以下の薄膜を
有する封口体の樹脂成形には、かなり高度な技術
を要し、成形金具の精度、条件管理等で難しい面
があり、成形不良の発生が避けられなかつた。 そこで、本発明は、薄膜が0.2mm以上に成形さ
れた封口体を使用したアルカリ電池においても、
ガス発生時に安全かつ確実にガスを外部に逸散さ
せる構造を提供するものである。 以下、本発明をその実施例に基づき説明する。 第１図は本発明の実施例におけるアルカリマン
ガン電池を示す。１は正極缶で、その内部には、
二酸化マンガンと黒鉛からなる円筒形の成形正極
合剤２が配置されていて、その内側に苛性カリ、
粘性物質および汞化亜鉛粉末からなるゲル状負極
３がセパレータ４を介して挿入されている。 ５は正極缶１の開口を封口する比較的軟質のポ
リエチレン等からなる合成樹脂製封口体、６はそ
の外側に配したガス逸散孔６ａを有する負極底
板、７は負極集電子である。封口体５は、缶１の
開口部近傍の外側に溝入れ加工をして形成した棚
部１ａと缶１の開口端１ｂの折曲部とにより挾圧
される断面コ字状部５ａと、集電子７を密にとり
かこむ円筒部５ｂと、この円筒部の端面と断面コ
字状部５ａを連結する環状の薄膜部５ｃ、および
コ字状部５ａの端部に形成され、セパレータ４の
外側に接する円筒部５ｄからなる。８は前記の円
筒部５ｂの下端面と底板６との間に、集電子７に
嵌合させて配設した硬質の合成樹脂、例えばエポ
キシ樹脂からなる環状体でその外周縁上端のエツ
ジ部８ａを薄膜部５ｃの内縁側に当接している。 ９は正極端子キヤツプ、１０はポリ塩化ビニル
などの熱収縮性樹脂チユーブ、１１，１２は絶縁
リング、１３は外装缶である。 なお、環状体８は金属製のものでもよく、集電
子７の下端に鍔部を設け、これによつて環状体の
働きをさせてもよい。 第２図はガス発生時における封口体の環状薄膜
部付近の拡大断面図である。ガス発生のため封口
体の環状薄膜部５ｃが膨張し、環状体８の外周壁
上端エツジ８ａによつて矢印ｘに示す剪断力が生
じている。ガス発生が継続して内圧の上昇に伴い
環状薄膜部５ｃの変形も増大すると、同時に剪断
力も増大し、遂には薄膜部５ｃのエツジ８ａに当
たる部分５c′がエツジ８ａで剪断されて、ガスが
底板６のガス逸散孔６ａより外部へ排出される仕
組みになつている。 次に、硬質の環状体８の外径寸法をａ、環状薄
膜部５ｃの内径寸法をｂ、外径寸法をｃとしてこ
れらの寸法を種々変え、環状体８のエツジ８ａが
環状薄膜部５ｃの内縁、中間部、外縁等に接する
状態、即ち、ａ＝ｂの場合は環状体８のエツジ８
ａが薄膜部５ｃの内縁に位置し、ａ＝ｂ＋ｃ／２の場 合はエツジ８ａが薄膜部５ｃの中間部に位置し、
ａ＝ｃの場合はエツジ８ａが薄膜部５ｃの外縁に
位置する寸法関係で、厚さ0.3mmの薄膜部５ｃが
破壊されるときの圧力を測定する実験を行つた。
その結果を第１表に示す。 なお、薄膜破壊時の圧力は、試料５個について
平均値で表わした。
【表】
第１表に示すように、
ｂ＋ｃ／２＜ａ＜ｃ
なる関係にある場合は、薄膜部５ｃはその膨張す
る面積が外縁部側の一部に制限されて小さいため
破壊されにくく、電池の破壊に至るものがあり危
険である。一方 ｂ≦ａ≦ｂ＋ｃ／２ なる関係にあれば、30Kg／cm2程度の圧力で薄膜が
破れ、安全にガス逸散が行われる。 次に、LR6の電池に適用したときの試験結果を
説明する。前記ａ、ｂ、ｃの値を第１表のNo.２の
ものとし、薄膜部５ｃの厚さを0.3mmにした電池
をＡとする。比較例として、ａ、ｂ、ｃをＡと同
じ寸法関係とし、薄膜部５ｃの厚さを0.15mmにし
た電池をＢ、ａ、ｂ、ｃを第１表のNo.４の値と
し、薄膜部の厚さを0.3mmとした電池をＣとし、
Ａの電池の環状体８の外周縁上端のエツジ８ａを
除き、代りに半径１mmの丸みＲをつけた電池をＤ
とする。 これらの各電池について、３個の電池によつて
逆装填した１個の電池が充電される状態に１時間
接続して電池の破裂防止効果を調べた。また60℃
で１カ月保存して耐漏液性を調べた。これらの結
果を第２表に示す。なお、試料数は200個とし
た。これらの電池の正極缶の封口強度は、最大内
圧100Kg／cm2まで耐えうるものであつた。
る面積が外縁部側の一部に制限されて小さいため
破壊されにくく、電池の破壊に至るものがあり危
険である。一方 ｂ≦ａ≦ｂ＋ｃ／２ なる関係にあれば、30Kg／cm2程度の圧力で薄膜が
破れ、安全にガス逸散が行われる。 次に、LR6の電池に適用したときの試験結果を
説明する。前記ａ、ｂ、ｃの値を第１表のNo.２の
ものとし、薄膜部５ｃの厚さを0.3mmにした電池
をＡとする。比較例として、ａ、ｂ、ｃをＡと同
じ寸法関係とし、薄膜部５ｃの厚さを0.15mmにし
た電池をＢ、ａ、ｂ、ｃを第１表のNo.４の値と
し、薄膜部の厚さを0.3mmとした電池をＣとし、
Ａの電池の環状体８の外周縁上端のエツジ８ａを
除き、代りに半径１mmの丸みＲをつけた電池をＤ
とする。 これらの各電池について、３個の電池によつて
逆装填した１個の電池が充電される状態に１時間
接続して電池の破裂防止効果を調べた。また60℃
で１カ月保存して耐漏液性を調べた。これらの結
果を第２表に示す。なお、試料数は200個とし
た。これらの電池の正極缶の封口強度は、最大内
圧100Kg／cm2まで耐えうるものであつた。
【表】
薄膜部を薄くした電池Ｂでは、破裂防止効果は
良いが、成形不良などによる薄膜部のピンホール
により漏液する不都合があり、また、薄膜部を厚
くした電池Ｃでは、耐漏液性はよいが、破裂防止
効果が悪い。Ｃと同様に環状体のエツジ部を除
き、代りに、丸みＲをつけた電池Ｄでも耐漏液は
よいが、丸みＲが薄膜部に接する状態では内圧増
大による薄膜の膨張に際しても剪断力が薄膜に十
分に使用せず、薄膜破壊が十分でないため破裂防
止効果は乏しい。なお電池Ｄにおける薄膜破壊時
の圧力を測定した結果、104Kg／cm2であつた。こ
の値は正極缶の封口強度にほぼ一致し安全なガス
逸散ができなかつたものと思われる。このことか
ら、環状体のエツジ部の存在が膨張する薄膜に対
しての剪断力を増し、薄膜破壊に十分な効果を発
揮する本発明の電池Ａは、耐漏液性、破裂防止効
果いずれも優れている。 以上のように、本発明によれば、耐漏液性に優
れ、内圧の異常上昇時には、安全にかつ確実にガ
スを外部に逸散し、破裂の危惧のないアルカリ電
池が得られる。
良いが、成形不良などによる薄膜部のピンホール
により漏液する不都合があり、また、薄膜部を厚
くした電池Ｃでは、耐漏液性はよいが、破裂防止
効果が悪い。Ｃと同様に環状体のエツジ部を除
き、代りに、丸みＲをつけた電池Ｄでも耐漏液は
よいが、丸みＲが薄膜部に接する状態では内圧増
大による薄膜の膨張に際しても剪断力が薄膜に十
分に使用せず、薄膜破壊が十分でないため破裂防
止効果は乏しい。なお電池Ｄにおける薄膜破壊時
の圧力を測定した結果、104Kg／cm2であつた。こ
の値は正極缶の封口強度にほぼ一致し安全なガス
逸散ができなかつたものと思われる。このことか
ら、環状体のエツジ部の存在が膨張する薄膜に対
しての剪断力を増し、薄膜破壊に十分な効果を発
揮する本発明の電池Ａは、耐漏液性、破裂防止効
果いずれも優れている。 以上のように、本発明によれば、耐漏液性に優
れ、内圧の異常上昇時には、安全にかつ確実にガ
スを外部に逸散し、破裂の危惧のないアルカリ電
池が得られる。
第１図は本発明の実施例の電池を示す要部欠截
側面図、第２図は内圧上昇時における封口体の薄
膜部付近の拡大断面図である。 １……正極缶、２……正極合剤、３……負極、
４……セパレータ、５……封口体、５ａ……断面
コ字状部、５ｂ……円筒部、５ｃ……薄膜部、６
……負極底板、６……ガス逸散孔、７……集電
子、８……環状体、８ａ……エツジ部。
側面図、第２図は内圧上昇時における封口体の薄
膜部付近の拡大断面図である。 １……正極缶、２……正極合剤、３……負極、
４……セパレータ、５……封口体、５ａ……断面
コ字状部、５ｂ……円筒部、５ｃ……薄膜部、６
……負極底板、６……ガス逸散孔、７……集電
子、８……環状体、８ａ……エツジ部。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 発電要素を収納した正極缶と、正極缶の開口
を封口する合成樹脂製封口体と、この封口体の外
側に配設したガス逸散孔を有する負極底板とを備
えるアルカリ電池において、前記封口体が負極集
電子をとりかこむ円筒部と負極底板の周縁をおお
う断面コ字状部および前記円筒部の端面と断面コ
字状部とを連結する環状薄膜部とを有し、さらに
前記円筒部端面と負極底板との間に、外周縁上端
のエツジ部を前記薄膜部に当接させた硬質環状体
を設けたことを特徴とするアルカリ電池。 ２ 硬質環状体の外径寸法をａ、封口体の薄膜部
の内径および外径寸法をそれぞれｂおよびｃとし
たとき、 ｂ≦ａ≦ｂ＋ｃ／２ なる関係にある特許請求の範囲第１項記載のアル
カリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP659780A JPS56103862A (en) | 1980-01-22 | 1980-01-22 | Alkaline battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP659780A JPS56103862A (en) | 1980-01-22 | 1980-01-22 | Alkaline battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS56103862A JPS56103862A (en) | 1981-08-19 |
| JPS6224903B2 true JPS6224903B2 (ja) | 1987-05-30 |
Family
ID=11642732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP659780A Granted JPS56103862A (en) | 1980-01-22 | 1980-01-22 | Alkaline battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS56103862A (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60257062A (ja) * | 1984-06-01 | 1985-12-18 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 乾電池の封口方法 |
| JPH0449450U (ja) * | 1990-08-30 | 1992-04-27 | ||
| US5227261A (en) * | 1991-10-15 | 1993-07-13 | Eveready Battery Company, Inc. | Cylindrical electrochemical cells with a diaphragm seal |
| JP3346191B2 (ja) * | 1996-11-05 | 2002-11-18 | 松下電器産業株式会社 | 円筒型アルカリ電池 |
-
1980
- 1980-01-22 JP JP659780A patent/JPS56103862A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS56103862A (en) | 1981-08-19 |
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