JPS6361744B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は薄形電池、特にその耐漏液性の改良
に関する。 一般にペーパ形電池などと称される薄形の電池
は、セパレータを挟んでその両面に陽極層及び陰
極層をサンドイツチ状に積層するとともに、更に
それら各層の表面に金属集電板を積層して発電要
素を構成し、この金属集電体の外表面中央部を除
いて絶縁性の外装体で被包し、周縁部を密封した
構造（第１図）或いはこの金属集電体と電気的に
接合している金属端子を絶縁性の外装体で挟んで
周縁部を密封した構造（第５図）となしている。
このような構造の薄形電池で、絶縁性の外装体を
合成樹脂で構成し、これと金属集電体もしくは金
属端子とを接合する際には、 (1) 有機溶剤で接合する金属表面を単に脱脂した
後、エチレン−酢ビ共重合体、エエチレン−ア
クリル酸またはメタクリル酸共重合体、エチレ
ン−アクリル酸エステルまたはメタクリル酸エ
ステル共重合体、アイオノマー、ポリアミド
系、ポリエステル系、カルボキシルEVA等の
ホツトメルト接着剤層を介して外装体に接着す
る。 (2) サンドブラスト等の機械的または化学的エツ
チング等の粗面化手段により金属表面を粗面化
した後、上記のようなホツトメルト接着剤を介
して外装体に接着する。 (3) 金属集電体もしくは金属端子の接合する金属
表面を有機溶剤で脱脂した後、該金属表面と外
装体との間に耐電解液性を有し、撥水性を有す
る、例えばポリブリテン、ポリイソブチレン、
シリコーングリス等のシール剤を介在せしめて
該金属体集電体もしくは金属端子と外装体とを
熱融着する。 (4) 金属集電体もしくは金属端子の接合面をサン
ドプラストによる機械的手段または化学的手段
により粗面化した後、脂肪族ポリアミドの接着
性シーラントで該金属集電体もしくは金属端子
と外装体とを接着する。 等の種々の接着手段及び金属表面処理技術が実施
されている。 しかしながら、これら接合手段にあつては電池
が長期間高温度に保存された場合や、温度サイク
ルのある雰囲気下に置かれた場合などにそのいず
れもが金属面と接着層間に密着不良が生じ、また
一旦密着不良が生じた場合に、金属はその表面エ
ネルギーの大きさ故に電解液が浸透し易い状態と
なり、その浸透により漏液するなど信頼性が十分
ではなかつた。 この発明は上記のような各種従来技術の欠点に
鑑みてなされたものであり、その目的とするとこ
ろは、薄形電池において第１図或いは第５図に示
すように、外表面中央部を除いて合成樹脂製の外
装体で被包した金属集電体、もしくはこの金属集
電体と電気的に接合している金属端子と合成樹脂
外装体との接合を従来のいずれの接合手段よりも
強化することにより、保存性及び耐漏液性能を更
に向上することにある。 上記目的を達成するために本発明は、一部を端
子として外部に露出した金属集電体の外装体との
接合面、もしくは上記金属集電体との電気的に接
続している金属端子と外装体との接合面が、金属
の樹枝状もしくは粒状の電着物層を形成すること
により粗面化されていることを特徴とする薄形電
池を提供するもので、以下この発明の実施例を図
面を参照して詳細に説明する。 第１図において、この発明に係る薄形電池はビ
ニロン不織布よりなるセパレータ１０を介してそ
の上、不面に積層された陰極層１２及び陽極層１
４と、陰極層１２の上面に積層された陰極集電板
１６及び陽極層１４の下面に積層された陽極集電
板１８により発電要素を構成し、この発電要素の
外周面に夫々ホツトメルト接着剤層２０，２０を
介して外装体２２，２２で被包したものである。 上記陰極層１２はアマルガム化した亜鉛粉を合
成糊料と電解液とでゲル状としたものであり、陽
極層１４は二酸化マンガンと黒鉛との混合物を成
形し、電解液を含浸したもので、電解液には35％
KOH溶液を用いている。また陽極集電板１８は
鉄箔にニツケルメツキを施したもので、この陽極
集電板１８と陽極層１４との電気的接触性を高め
るために陽極層１４側には導電塗料が塗布され、
この塗料層を介して陽極層１４と陽極集電板１８
とを接触せしめてある。 上記外装体２２はその内面がポリエチレン、外
面がポリエステルからなり、それらの中間にアル
ミニウム箔をラミネートした三層ラミネートフイ
ルムからなり、また上記ホツトメルト接着剤層２
０は上記ポリエチレンと親和性を有する変成ポリ
オレフインフイルムからなつていて、上記各集電
板１６，１８の中央部金属面を夫々陰極及び陽極
端子部２４，２６として露出せしめた状態で熱プ
レスすることにより各集電板１６，１８と外装体
２２を接着するとともに、外装体２２の周縁部を
熱シールすることによつて端子部２４，２６を除
く発電要素全体を被包せしめたものである。 次に上記陰極集電板１６は電鋳法により得た厚
さ70μｍの銅箔からなるものであるが、金属層を
−極に電着させ、当該電着層を−極から剥ぎ取
る、いわゆる電鋳法は通常のめつき法より著しく
厚い金属電着層が得られる上、電極から剥ぎ取る
のも容易であるので本発明に応用したものであ
る。その陰極集電板１６の外装体２２との接合面
側表面には第２図に拡大して示すように樹枝状の
電着物層２８が形成されているとともに、この電
着物層２８に凹凸状に喰い込む形でナイロン変成
エポキシ樹脂層３０が形成されて上記電着物層２
８を被覆し、かつこの樹脂層３０を介して上記ホ
ツトメルト接着剤層２０に接着されている。 上記電着物層２８の形成方法としては上記陰極
集電板１６を、 例えばホウフツ化銅 300〜450ｇ／ ホウフツ酸 30〜 40ｇ／ の塑性のホウフツ化銅浴中で、浴より−極に析出
する銅量と＋極より浴中へ溶解する銅量がつり合
う電流密度の上限即ち、限界電流密度を越える、
例えば、40A／ｄm²の電流を印加すると金属表面
に電着した銅の結晶が粗雑に発達し、該結晶の突
部に電流が集中するので電着する銅が樹枝状に成
長した電解物層２８が得られる。この電着物層２
８の厚みは約10μｍで表面には、電着物層２８の
酸化を防止し、樹脂層３０との接着性を高めるた
めのクロメート処理を施してある。クロメート処
理は一例として クロム酸 20〜200ｇ／ 硝 酸 ５〜 20ｇ／ の溶液に、樹枝状電着層を形成させた金属板を20
〜30秒浸して取り出し、水洗して乾燥することに
より実施される。 このようにして得られた集電板１６の表面に上
述のエポキシ樹脂層３０を塗布し、次いで150℃、
30分間硬化させることによつて、この樹脂層３０
は上記電着物層２８の投錨効果によつて強固に集
電板１６に接着されることになる。 上記電着物層は集電板１６に対する電着条件を
例えば限界電流密度より大きく、且つ、電着層を
樹枝状に成長させるときよりは小さい電流を印加
するように変えれば、第４図に示すような粒状の
電着物層２８を得ることも出来る。 なお、本発明においてクロメート処理は電着物
層の酸化を防止し、樹脂層との接着性を高める効
果があり、さらにエポキシ樹脂層３０は外装体２
２と陰極集電板１６の接着性を高める効果があ
る。しかし上述のエポキシ樹脂層３０は必ずしも
必要でなく、また電着物層に対するクロメート処
理も省略してよいことは勿論である。 次に本発明による縦50mm、横30mm、厚さ2.5mm
の薄形アルカリマンガン電池(A)、(B)、(C)、(D)の４
種類と従来品とを60℃に保存した後、陰極端子部
からの漏液の有無を調べたところ、以下の表１に
示す結果を得た。 但し(A)：上記実施例によるもの。 (B)：電着条件を変えて第４図に示す粒状の電着物
層２８′を形成したもので、他は上記実施例と
同様である。 (C)：上記実施例においてクロメート処理を省略し
たもの。 (D)：上記実施例においてエポキシ樹脂層を設けず
陰極集電板及び電着物層を直接ホツトメルト接
着剤に接着したもの。 従来品：70μｍの銅箔からなる陰極集電板の接合
面をサンドブラストし、次いで変成オレフイン
系ホツトメルト接着剤を介して外装体に接着し
たもので、他の要部以外の構造、寸法、組成は
本発明品と同様である。

【表】 以上の表１に示す結果からも明らかなように本
発明により得た電池は従来構造の電池に比して外
装体と陰極集電体間の結合が良好で、耐漏液性
能、保存性に優れるものである。 次に第５図は本発明の他の実施例を示す。 但し上記実施例と同一箇所は同一符号を付し、
異なる部分についてのみ説明すると、本実施例に
おいては、陰極集電板１６の一部を露出せしめて
陰極端子部とするのでなく、この陰極集電板１６
の辺縁に一端部をスポツト溶接４０された銅ある
いは真ちゆうからなる端子板４２を外装体２２，
２２同志の周縁シール部より外部に延出すること
により、この端子板４２を陰極端子部としてい
る。 そしてこの端子板４２の上記外装体２２と接す
る両面には前述の第３図、第４図に示した如き電
着物層２８およびまた２８′が形成されていると
ともにエポキシ樹脂層４４、ホツトメルト層４６
を介して外装体２２に強固に接合されている。 本実施例に示した構造の電池を以下に示す条件
で試作し60℃に保存して漏液の有無を調べたとこ
ろ以下の表２に示す結果を得た。 本発明品Ｅ：電着層２８を形成した金属集電体お
よび金属端子をクロメート処理して使用した電
池 本発明品Ｆ：電着層２８′を形成した金属集電体
および金属端子をクロメート処理して使用しし
た電池 本発明品Ｇ：Ａの金属集電体および金属端子でク
ロメート処理を省略して使用した電池 従来品：表−１の従来品と同じ電池

【表】 表２の結果からも明らかなように、本発明品
Ｅ、Ｆ、Ｇはいずれも優れた耐漏液性が得られ
る。 また、表２の結果からも明らかなように、本発
明品Ｅ、Ｆ、Ｇはいずれもエポキシ樹脂を設けて
いないが優れた耐漏液性が得られる。 なお、上記各実施例においては陰極集電体もし
くは陰極端子部にのみ電着物層を形成してなるも
のであるが、陽極集電体または陽極端子部にも電
着物層を形成することが可能であり、例えば陽極
集電体が鉄箔にニツケルメツキを施したものであ
る場合には、 例えば、塩化第二鉄 300〜525ｇ／ 塩化カルシウム 115〜335ｇ／ からなる鉄の塩化物浴、あるいは 硫酸第一鉄 250〜300ｇ／ 硫酸 0.2〜0.3ｇ／ からなる鉄の硫酸塩浴中にこれを浸漬し、浴から
−極への鉄の電着析出物と＋極から浴への鉄の溶
解量がつり合つている電流密度例えば４〜6A／
ｄm²では通常の電鋳が得られるが、上限の電流密
度6A／ｄm²を越えて、例えば15A／ｄm²の電流
を印加すると、金属表面に電着結晶が粗雑に発達
し該結晶凸部に電流が集中するので電着物が樹枝
状に成長し、また、限界電流密度を越えるが樹脂
状電着物が形成するほどは高くない電流例えば８
〜13A／ｄm²の電流を印加することにより粒状電
着物が得られるので、この後通常の条件でニツケ
ルメツキを施せばよい。 更に本発明はアルカリマンガン電池の他、銀電
池、水銀電池、中性塩を電解質とするマンガン電
池、リチウム電池等のこの種薄形電池一般に適用
でき、電解液、活物質等に対する耐食性を考慮し
た集電板、端子板及びこれらに適合する電着層の
材質を選定することによつて種々適用可能であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す電池の断面
図、第２図は第１図のＡ部拡大断面図、第３図、
第４図は集電板上に形成された電着物層を模式的
に示す部分拡大断面図、第５図は本発明の他の実
施例を示す電池の断面図である。 １０……セパレータ、１２……陰極層、１４…
…陽極層、１６……陰極集電板、１８……陽極集
電板、２０，４６……ホツトメルト層、２２……
外装体、２８，２８′……電着物層、３０，４４
……エポキシ樹脂層、４２……陰極端子板。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 端子部を除いて発電要素を合成樹脂からなる
   外装体で被包した薄形電池において、一部を端子
   として外部に露出した金属集電体の外装体との接
   合面、もしくは上記金属集電体と電気的に接続し
   ている金属端子の外装体との接合面が、金属の樹
   枝状もしくは粒状の電着物層を形成することによ
   り粗面化され、この粗面化された接合面が接着剤
   層を介して上記外装体に接着されていることを特
   徴とする薄形電池。 ２ 前記金属集電体もしくは金属端子は電鋳法に
   より得た銅であり、樹枝状もしくは粒状の電着物
   層は銅であることを特徴とする特許請求の範囲第
   １項記載の薄形電池。 ３ 前記樹枝状もしくは粒状の電着物層はクロメ
   ート処理されていることを特徴とする第許請求の
   範囲第１項または第２項記載の薄形電池。 ４ 前記樹枝状もしくは粒状の電着物層にはエポ
   キシ樹脂層が固着されていることを特徴とする特
   許請求の範囲第１項、第２項または第３項のいず
   れか１項に記載の薄形電池。 ５ 前記エポキシ樹脂層はホツトメルト接着剤を
   介して外装体に接着されていることを特徴とする
   特許請求の範囲第４項記載の薄形電池。