JPS628902B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電池の耐漏液性向上を目的としたもの
であり、とくに漏液性大なるアルカリ電解液を用
いる電池系のシール剤の改良に関するものであ
る。 一般に電池の漏液防止には、ゴムあるいは合成
樹脂からなる絶縁パツキング又は封口体を使用
し、その嵌合部や電極金属体との接触部にシール
剤をあらかじめ塗布しておき、上記パツキングや
封口体を圧着により封口するのが通常の方法であ
る。 また、シール剤として一般的には、ビニール
系、フエノール系、ポリウレタン系、ポリエステ
ル系、シリコン系、エポキシ系、ゴム系などの高
分子接着剤が用いられるが、中には特公昭52−
6447号にみられるような未硬化のエポキシ樹脂を
用いるものである。 しかしながら、アルカリ電池では負極側よりの
漏液が極めて大であり、前記の様なシール剤を駆
使しても完全に漏液を防止することははなはだ困
難であり、いまなお業界において探索されている
のが現状である。 前記のエポキシ樹脂においても、完全に硬化し
たものは金属との接着性に優れ、耐アルカリ性に
もすぐれるが、粘着性に乏しいため、サーマルシ
ヨツクなどによつてはがれが生じ易く、接合部よ
り意外に漏液し易いという欠点をもつている。 逆に、未硬化のエポキシ樹脂の場合には粘着性
がありアルカリともよく反応し、アルカリ液の固
化作用をもつが、反面そのもの単独ではアルカリ
液のクリープを阻止する能力は乏しく、さらに硬
化しない限り流動性が残るため、附着させたい部
分に必ずしも固定されないという欠点があつた。 そこで、本発明では未硬化のエポキシ樹脂の特
性を生かしつゝその短所をカバーする方法を検討
した結果、耐漏液性にすぐれ、かつ作業性にもす
ぐれるシール剤を発見することができた。 すなわち、未硬化のエポキシ樹脂とクロルスル
フオン化ポリエチレンと無機質の粉末とを混合し
てシール剤としたものである。 クロルスルフオン化ポリエチレンは一般的には
次式で示されるが、その特性は強靭なゴム質であ
り、アルカリ液などに浸漬した場合などの化学変
化に対する抵抗性が耐摩耗性にすぐれており、耐
薬品性塗料として用いられる。 したがつて、クロルスルフオン化ポリエチレン
だけでもシール剤として効果があるが、たゞ乾燥
固化後は電極金属体や絶縁封口体相互間に対する
接着性は必ずしも良好とはいえない。 しかし、クロルスルフオン化ポリエチレンに未
硬化のエポキシ樹脂を混合した場合には、非常に
相溶性がよく、しかもトルエン、キシレンなどの
溶剤ともよく相溶することがわかつている。こう
した混合体は、シール剤として封口体と電池ケー
スとの嵌合部や他の必要部に塗布して乾燥する
と、クロルスルフオン化ポリエチレンのように完
全な固体化はせず、しかも未硬化のエポキシ樹脂
単独のような流動体ともならず、非常に粘着性が
強く流動体にやゝ近い柔軟性があり、かつゴム特
有の造膜性があるので、塗布部から流れ出ること
はない。また、クロルスルフオン化ポリエチレン
の耐アルカリ性、及び未硬化のエポキシ樹脂のア
ルカリ固化作用が相まつて備わるので、アルカリ
封止剤としてはかなりの効果が期待される。 さらに、この混合体にアルミナ、シリカ等の無
機充填剤を加えることにより、耐熱性を向上させ
たり、シール剤塗布部のボリユームを増加させた
り、機械的強度を増加させたりすることができ
る。また無機充填剤としてMn、Co等の磁性粉末
を用いると、非磁性粉末の場合よりも耐漏液性は
さらに向上する。その理由は定かではないが、充
填剤として混入した磁性粉末が絶縁封口体を介し
て正極金属体と負極金属体との間に存在するの
で、いわばプラスとマイナスの電界の間に磁性体
を置いたような状態となり、中に置かれた磁性体
は磁気を帯び磁場を発生することになる。一方、
アルカリ電解液が漏出する場合、そのメカニズム
として十分解明はされていないが、電極の金属板
の表面層を＋イオン、又は−イオンが走り、その
あとを電解液が走つて漏出するといわれている。 そこで、イオンが走ろうとするとき、つまり電
気が流れようとするとき、シール剤中の磁場付近
を通過するので、電気理論によればこの際に逆起
電力が発生し、イオン通過を阻止しようとする作
用が働いているのではないかと考えられる。 磁性粉末としては、これを単に未硬化のエポキ
シ樹脂とクロルスルフオン化ポリエチレンとの混
合体に分散するだけでなく、混合体の特性を損な
わない物質でなければならない。この条件を満た
すものは、例えばMn、Co、Ni、Fe、Ba、Mgの
単体あるいは化合物である。また、耐漏液性とシ
ール剤の増量の両方を満足させるため磁性粉末と
非磁性粉末とを共用してもよい。非磁性粉末とし
てはアルミナ、シリカ、チタニア、カーボンブラ
ツク、グラフアイト、タルク、マイカなどの物質
がある。 このように磁性粉末あるいはこれと非磁性粉末
との混合物を未硬化のエポキシ樹脂とクロルスル
フオン化ポリエチレンとの混合体に添加すると、
前述のように理由は明らかでないが、アルカリ電
解液の漏出抑制のための封止剤としては効果的で
ある。 以下、実施例によつて本発明を説明する。未硬
化のエポキシ樹脂として、スイスCIBA−GEIGY
社のアラルダイトCY230を選び、これを100重量
部用意する。これにクロルスルフオン化ポリエチ
レンとしてアメリカデユポン社のハイパロン40を
あらかじめキシレン溶剤中に50重量％で溶かして
おき、これを溶質分として100重量部混合し、さ
らに無機充填剤として磁性粉末及び非磁性粉末を
表１の如く配合した。

【表】 これらの配合条件による混合体を図に示す公知
のアルカリマンガン電池の合成樹脂からなる絶縁
封口体６と集電子４との間隙７、及び同じく封口
体６内ケース５との間隙８に塗布し、Ａ−１、Ａ
−２の電池を試作した。なお図中１は二酸化マン
ガン主体の正極合剤、２は亜鉛負極、３はセパレ
ータ、９は負極端子、１０は正極端子である。比
較としてCY230のみの場合をＢ−１、CY230とハ
イパロン40との比が重量比で50／50の混合体を使
用した場合をＢ−２とした。それぞれの試作電池
個数はすべて100個である。これらを60℃で２時
間、−10℃で２時間保存するサイクルをくり返す
ヒートサイクル法による耐漏液試験を行ない、２
か月保存後のアルカリ電解液の漏液状況を調べた
ところ、表２に示すような結果であつた。

【表】 上記のように、60℃〜−10℃にヒートサイクル
下ではアルカリ電解液は極めて漏液し易く、アラ
ルダイトCY230単独では95％も漏液している。そ
れに比べ、Ｂ−２の漏液率は10％とかなり低く、
さらにＡ−１，Ａ−２では３％、１％とかなり漏
液が少ない。これらのことから、未硬化のエポキ
シ樹脂、クロルスルフオン化ポリエチレン及び無
機充填剤の混合体はアルカリ電解液の漏液抑制効
果にすぐれており、中でも非磁性粉末単独で加え
たものよりも、これと磁性粉末との混合物を添加
したものの方が漏液抑制効果は良好である。 この場合、未硬化のエポキシ樹脂とクロルスル
フオン化ポリエチレンとの配合比は重量比で50：
50としたが、必ずしもこれにこだわるものではな
く、20：80〜80：20の範囲でもほぼ同様な効果が
ある。また、実施例においては硬化剤などは添加
されていないが、硬化に必要な量以下において、
若干程度の硬化剤の添加は、まつたく問題なく同
様な効果が得られる。一方、溶剤については濃度
の機械的塗工条件によつて適当に選べばよく、ト
ルエン、キシレンなどの種類が適当である。 さらに、本発明のシール剤は、アルカリ系の電
池のみならず、中性塩、有機電解液系電池への適
用も可能である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の実施例におけるアルカリマンガン
電池の断面図である。 １……正極合剤、２……亜鉛負極、３……セパ
レータ、４……負極集電子、５……内ケース、６
……樹脂封口体、７，８……間隙。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 絶縁封口体と電極金属体との接触面に、未硬
   化のエポキシ樹脂とクロルスルフオン化ポリエチ
   レンと無機質の粉末充填剤との混合体からなるシ
   ール剤を介在したことを特徴とする電池。 ２ 前記無機質の粉末充填剤が、磁性粉末あるい
   は磁性粉末と非磁性粉末との混合体からなること
   を特徴とする特許請求の範囲第１項に記載の電
   池。 ３ 前記磁性粉末として、Mn、Co、Ni、Fe、
   Ba、Mgの単体あるいは化合物を、非磁性粉末と
   してアルミナ、シリカ、チタニア、カーボンブラ
   ツク、グラフアイト、タルク、マイカのいずれか
   をそれぞれ用いたことを特徴とする特許請求の範
   囲第２項に記載の電池。