WO2005104268A1 - 電池容器用めっき鋼板、その電池容器用めっき鋼板を用いた電池容器およびその電池容器を用いた電池 - Google Patents

電池容器用めっき鋼板、その電池容器用めっき鋼板を用いた電池容器およびその電池容器を用いた電池 Download PDF

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Tatsuo Tomomori
Yoshitaka Honda
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Definitions

  • Plated steel plate for battery container battery container using the plated steel plate for battery container, and battery using the battery container
  • the present invention relates to a plated steel sheet for a battery container, a battery container using the plated steel sheet for a battery container, and a battery using the battery container.
  • Patent Document 1 International Publication No. WO00Z05437 pamphlet
  • Patent Document 2 JP 2002-180296 A
  • Patent Document 3 Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-076118
  • the present invention relates to a plated steel sheet for a battery container, which can provide a battery having excellent discharge characteristics without forming a conductive layer mainly composed of graphite or the like on the inner surface of the battery container, and an electrode using the same.
  • An object of the present invention is to provide a pond container and a battery using the same.
  • the plated steel sheet for a battery container of the present invention that solves the above-mentioned problems is characterized in that dispersed nickel and iron, in which fine carbonaceous material is dispersed in a layer, are sequentially placed on a steel sheet on the side of the steel sheet that is the inner surface of the battery container.
  • a nickel-iron diffusion layer formed by diffusion, a nickel-tin diffusion layer formed by dispersing nickel and tin in which fine carbonaceous material is dispersed in the layer, and a layer formed of silver or silver-containing material are formed.
  • carbon black and the Z or black ship are dispersed in an amount of 0.1 to 5% by weight in the nickel tin diffusion layer and the dispersed nickel layer (claim 6).
  • the battery container of the present invention is a battery container (Claim 7) obtained by forming the steel sheet for battery container according to any one of the above (Claims 1 to 6) into a bottomed cylindrical shape. ) And
  • the battery of the present invention is a battery (claim 8) using the battery container of (claim 7).
  • the steel sheet used as the substrate may be a general-purpose low-carbon aluminum-killed steel (carbon content: 0.01 to 0.15% by weight) or a non-ageable ultra-low-carbon aluminum-killed steel (carbon content: 0.01% by weight) to which niobium or titanium is added. %).
  • These steels are hot-rolled to remove the scale from the surface by pickling, then cold-rolled, electrolytically cleaned, annealed and temper-rolled, and used as a substrate. After cold rolling and electrolytic cleaning, the substrate may be plated without annealing and then annealed.
  • a metal layer is formed on both sides of the steel sheet as the substrate obtained in this manner to obtain a plated steel sheet for a battery container of the present invention.
  • the metal layer formed by plating and then performing diffusion heat treatment on the plating steel sheet for battery containers is a nickel plating layer, various nickel alloy plating layers, or a heat treatment after forming these plating layers on the steel sheet. And others.
  • the outer surface of the battery container may be provided with a normal nickel plating layer, various nickel alloy plating layers, or a layer formed by forming these plating layers on a steel plate and then performing heat treatment. Good Then, a layer to be formed on the inner surface side of the battery container may be provided.
  • a plating layer or the above-mentioned dispersion plating layer is formed on the steel sheet, and further heat treatment is performed.
  • a battery container with a diffusion layer formed between the steel plate and these plating layers into a battery container and graphite or the like is mainly placed on these plating layers on the inner surface side of the container.
  • the conductive layer is formed by applying a paint.
  • the innermost surface of the container is made of silver or a compound containing silver.
  • the steps of applying and drying the graphite paint can be omitted.
  • the discharge characteristics are further improved. Also, a secondary effect that the internal resistance is reduced and the battery life is improved can be obtained.
  • the metal layer formed on the steel plate on the side that is the inner surface of the container on which the silver or a compound layer containing silver is formed on the outermost surface is preferably configured as shown below. That is, (a) a nickel-iron diffusion layer in which fine carbonaceous material is dispersed in the layer and nickel is dispersed in iron, and a dispersed nickel in which fine carbonaceous material is dispersed in the layer. And tin are diffused to form a nickel-tin diffusion layer, a layer of silver or silver-containing material, and (b) dispersed nickel and iron in which fine carbonaceous material is dispersed in the layer.
  • Diffusion layer of iron-iron diffusion layer dispersed nickel layer in which fine carbonaceous material is dispersed in the layer, nickel-tin diffusion layer in which dispersed nickel and tin in which fine carbonaceous material is dispersed in the layer, silver Or a layer formed of a silver-containing compound, (c) a nickel-iron diffusion layer, a nickel-iron diffusion layer or layer in which fine nickel is dispersed in the layer and nickel and iron are diffused.
  • D nickel-iron diffusion layer
  • nickel layer, dispersed nickel layer with fine carbonaceous material dispersed in the layer, fine carbonaceous material in the layer It is preferable to use either a nickel-tin diffusion layer formed by diffusion of dispersed nickel and tin, or a layer formed by silver or a silver-containing layer.
  • the metal layer formed on the steel sheet on the side preferably has a nickel-iron diffusion layer and a nickel layer formed in order from the steel sheet side in the downward direction.
  • a metal constituting each metal layer is applied to a steel plate, and then heat treatment is performed to form a diffusion layer. That is, in the case of the above (a) and (b), dispersed nickel plating is applied to the steel sheet, tin plating is applied thereon, and then heat treatment is performed. In cases (c) and (d) above, nickel plating is applied to the steel plate, dispersed nickel plating is applied thereon, and tin plating is applied thereon, followed by heat treatment.
  • the fine carbonaceous material dispersed in the dispersion-coated layer it is preferable to use a carbon black having an average particle diameter of 10 to 200 nm.
  • a carbon black having an average particle diameter of 10 to 200 nm As the carbon black, channel black, thermal black, furnace black, acetylene black, Ketjen black, etc. can be used. Ketjen black with an average particle size of 10 to 60 nm or carbon black with an average particle size of 50 to 200 nm can be used. Preferably, it is used. Further, graphite particles having an average particle size of 1 to LO / zm may be mixed with these ultrafine carbon blacks and dispersed during plating. These fine carbonaceous materials are preferably dispersed in the plating in an amount of 0.5 to 5% by weight.
  • these fine carbonaceous materials are hydrophobic, they are dispersed in the plating solution using a surfactant.
  • a dispersion plating in which these fine carbonaceous materials are dispersed during plating can be obtained.
  • the amount of silver present in the layer containing silver or a compound containing silver such as silver oxide formed on the outermost surface of the metal layer formed on the side of the steel plate which is to be the inner surface of the battery container is silver.
  • L Og / m 2 preferably from 0.05 to 0.5 g / m 2 ⁇ preferred! / ⁇ . If the content is less than 0.01 g / m 2 , the effect of improving the discharge characteristics is poor. 1. If the content exceeds Og / m 2 , the discharge characteristics are not further improved and the cost is not advantageous.
  • the above-mentioned low-carbon aluminum-killed steel or ultra-low-carbon aluminum-killed steel cold-rolled steel plate is used as a substrate, and the above-mentioned carbon black, channel black, thermal black, furnace black, acetylene black, and Dispersed nickel plating made by dispersing any of black or fine carbonaceous materials such as graphite above A layer is formed and a tin plating layer is formed thereon.
  • the above-mentioned nickel plating layer, the above-mentioned dispersed nickel plating layer and a tin plating layer are further formed thereon, and heat treatment is performed.
  • the force to form a nickel-iron diffusion layer and a nickel-tin diffusion layer in which fine carbonaceous material is dispersed in the layer, or the nickel-iron diffusion layer, or the nickel-iron diffusion layer and the A nickel-tin diffusion layer in which fine carbonaceous material is dispersed is formed on the nickel layer, and then a wet plating method such as flash plating, evaporation, sputtering, ion A layer having silver or silver-containing material is formed by a dry plating method such as a plating method.
  • heat treatment may be performed again to form a layer made of a silver-containing compound on the outermost surface.
  • a layer made of silver or a silver-containing compound is further formed thereon. , A diffusion heat treatment may be performed.
  • the step of forming the above-mentioned adhesion layer on these steel sheets and performing the annealing treatment is performed in the case where a cold-rolled low-carbon aluminum-killed steel sheet is used as a substrate (hereinafter, referred to as an A step), and in the case where an extremely low-carbon aluminum-killed steel sheet is used. It is roughly classified into the case where a cold-rolled steel sheet of steel is used as a plating substrate (hereinafter, referred to as process B).
  • the plated steel sheet for a battery container is manufactured by the step A, it is performed as follows.
  • low-carbon aluminum-killed steel is cold-rolled, electrolytically washed in an aqueous alkaline solution, and then box-annealed or continuously.
  • temper rolling is performed, nickel plating is applied to the outer surface of the battery container, and the above-described dispersed nickel plating and tin plating are applied to the inner surface of the battery container, and then the box-type annealing method or the continuous annealing method is applied again.
  • silver plating or silver-tin alloy plating is performed only on the side that will become the inner surface of the battery container.
  • reheating is performed as heat treatment thereafter.
  • apply dispersion nickel plating and tin plating then apply silver plating or silver-tin alloy plating only to the inner side of the battery container, and then perform diffusion heat treatment.
  • an alloy layer containing silver is formed on the outermost surface of the metal layer having the configuration (a) or (b) on the side to be the inner surface of the battery case, and nickel-iron is formed on the side to be the outer surface of the battery case.
  • the plated steel sheet for a battery container of the present invention, on which the diffusion layer and the nickel layer are formed, is obtained.
  • Box-shaped annealing after cold rolling When performing annealing, it is preferable to soak in the temperature range of 640 to 680 ° C for 5 to 20 hours.When performing continuous annealing, soak in the temperature range of 730 to 800 ° C for 0.5 to 3 minutes V, that you prefer. If the diffusion heat treatment after plating is performed by box-type annealing, it is preferable to perform soaking at a temperature in the range of 500 to 530 ° C for 5 to 10 hours. It is preferable to soak for 5 to 3 minutes. For the reheating treatment, if the diffusion heat treatment after plating is performed, it is preferable to heat for 0.5 to 3 minutes in the temperature range of 400 to 500 ° C.
  • Whether to form the metal layer in the configuration (a) or (b) is appropriately selected from the amount of the dispersed nickel plating, the amount of tin plating, and the annealing conditions and diffusion heat treatment conditions (type, temperature, and time).
  • low-carbon aluminum-killed steel is cold-rolled, electrolytically washed in an alkaline aqueous solution, and then box-shaped or continuously annealed.
  • temper rolling is performed, nickel plating is applied to the side to be the outer surface of the battery container, and the above-described nickel plating, dispersed nickel plating, and tin plating are applied to the side to be the inner surface of the battery container, and then again by the box-type annealing method or the continuous annealing method.
  • silver plating or silver-tin alloy plating is applied only to the side that will become the battery container inner surface.
  • reheating treatment is performed as heat treatment thereafter.
  • nickel plating, dispersive nickel plating, and tin plating are applied, and then only the inner side of the battery container is subjected to silver plating or silver-tin alloy plating, followed by diffusion heat treatment.
  • an alloy layer containing silver is formed on the outermost surface of the metal layer having the structure (c) or (d) on the side to be the inner surface of the battery case, and nickel is formed on the side to be the outer surface of the battery case.
  • the plated steel sheet for a battery container of the present invention having the iron diffusion layer and the nickel layer formed thereon is obtained.
  • box annealing is used for annealing after cold rolling, it is preferable to perform soaking at a temperature in the range of 640 to 680 ° C for 5 to 20 hours.If continuous annealing is preferred, the temperature range is 730 to 800 ° C. It is preferable to soak for 0.5 to 3 minutes. If the diffusion heat treatment after plating is performed by box type annealing, it is preferable to soak for 5 to 10 hours in the temperature range of 500 to 530 ° C. It is preferable to soak for 5 to 3 minutes. In the reheating treatment, when the diffusion heat treatment after plating is performed, it is preferable to perform heating for 0.5 to 3 minutes in a temperature range of 400 to 500 ° C, and the diffusion heat treatment after plating is not performed!
  • ⁇ 800 ° C temperature It is preferable to soak in the range for 0.5 to 3 minutes.
  • Whether to form the metal layer of the configuration (c) or (d) depends on the amount of nickel plating, the amount of dispersed nickel plating, the amount of tin plating, and the annealing conditions and diffusion heat treatment conditions (type, temperature, time). select.
  • the plated steel sheet for a battery container is manufactured in the step B, it is performed as follows.
  • a metal layer having the above configuration (a) or (b) is provided on a steel plate, ultra-low carbon aluminum killed steel is electrolytically cleaned through the same process as above, and nickel plating is applied to the side that will become the outer surface of the battery container.
  • nickel plating is applied to the side that will become the outer surface of the battery container.
  • dispersed nickel plating and tin plating are applied to the inner side of the battery container, followed by continuous annealing, and then temper rolling.
  • silver plating or silver-tin alloy plating is applied only to the inner surface of the battery container.
  • dispersed nickel plating and tin plating are performed, and then silver plating or silver-tin alloy plating is performed, followed by continuous annealing, and then temper rolling.
  • an alloy layer containing silver is formed on the outermost surface of the metal layer having the configuration (a) or (b) on the side serving as the inner surface of the battery container, and iron is provided on the side serving as the outer surface of the battery container.
  • the plated steel sheet for a battery container of the present invention on which the nickel diffusion layer and the nickel layer are formed is obtained.
  • the continuous annealing is preferably performed at a temperature of 730 to 800 ° C for 0.5 to 3 minutes. Whether the metal layer having the configuration (a) or (b) is to be formed is appropriately selected from the amount of dispersed nickel plating, the amount of tin plating, and the annealing conditions and diffusion heat treatment conditions (type, temperature, and time).
  • ultra-low carbon aluminum-killed steel is electrolytically cleaned through the same process as described above, and is provided on the side to be the outer surface of the battery container.
  • Nickel plating is applied, nickel plating, dispersed nickel plating and tin plating are applied to the inner side of the battery container, then continuous annealing, and then temper rolling. Then, silver plating or silver-tin alloy plating is applied only to the inner side of the battery container.
  • nickel plating, dispersion-nickel plating, and tin plating are applied, and then silver plating or silver-tin alloy plating is applied, followed by continuous annealing, and then temper rolling.
  • an alloy layer containing silver is formed on the outermost surface of the metal layer having the configuration (c) or (d) on the side to be the inner surface of the battery container, and iron is formed on the side to be the outer surface of the battery container.
  • the plated steel sheet for a battery container of the present invention on which a nickel diffusion layer and a nickel layer are formed is obtained. It is preferable that the continuous annealing is soaked in a temperature range of 730 to 800 ° C for 0.5 to 3 minutes.
  • Whether to form the metal layer in the configuration (c) or (d) depends on the amount of nickel plating, the amount of dispersed nickel plating, the amount of tin plating, and the annealing conditions and diffusion heat treatment conditions. Select the type (type, temperature, time) as appropriate.
  • the plated steel sheet for a battery container of the present invention is obtained as described above.
  • the battery container of the present invention is obtained by subjecting the above-mentioned steel sheet for battery container to drawing, drawing and ironing (DI processing), drawing and stretching (DTR), or stretching after drawing and ironing. It is obtained by forming into a bottomed cylindrical shape using the combined processing method.
  • the bottom surface is a circle, an ellipse, or a polygonal shape such as a rectangle and a square, and the height of the side wall is appropriately selected according to the application, and the cylindrical shape is formed.
  • the battery container thus obtained is filled with a positive electrode, a negative electrode active material and the like to form a battery.
  • a low-carbon aluminum-killed steel (I) and a low-carbon aluminum-killed steel (II) cold-rolled (0.25 mm thick) whose chemical composition is shown in Table 1 were used as substrates.
  • the following steel plates for battery containers were produced through the steps shown in 1 to 6 below, and when using ultra-low carbon aluminum killed steel ( ⁇ ), they went through the steps shown in 7 to 10 below.
  • the following steps 1 to 10 show the case where plating is applied to the inner surface of the container, and the side to be the outer surface of the container is annealed in the following steps 1 to 6 after annealing. In this step, nickel plating is applied after electrolytic cleaning.
  • Nickel plating, dispersed nickel plating, tin plating in the steps shown in 1 to 10 above The silver plating and the silver-tin alloy plating were performed under the following conditions.
  • Anode Nickel pellets (filled in a titanium basket and fitted with a polypropylene bag)
  • Ketchin black (average particle size 25nm) lg / L
  • Anode Nickel pellets (filled in a titanium basket and fitted with a polypropylene bag)
  • Anode Nickel pellets (filled in a titanium basket and fitted with a polypropylene bag)
  • Carbon black (average particle size 180nm) lg / L
  • Anode Nickel pellets (filled in a titanium basket and fitted with a polypropylene bag)
  • Carbon black (average particle size 180nm)
  • Graphite (average particle size 1.3 m) 4 g / L)
  • Silver-tin alloy plating Bath composition Silver-tin alloy plating bath (Dipsol TS-3200 (Sn-3.5wt% Ag eutectic
  • samples (sample numbers 1 to 10) of plated steel sheets for battery containers shown in Tables 2 and 3 were prepared. As shown in Tables 4 and 5, for comparison, a sample in which a metal layer having carbonaceous material dispersed therein was not formed (sample Nos. 11, 13, and 15) and a sample in which silver or a silver-containing compound was not formed on the outermost surface (sample Nos. Sample numbers 12, 14, 16) were prepared. In addition, a sample (conventional product: Sample No. 17) was prepared in which a metal layer in which carbonaceous material was dispersed was not formed and silver or a silver-containing compound was not formed.
  • the outer diameter of the container was reduced by 10-step drawing so that the side provided with only the iron-kick alloy layer and the nickel layer was the outer surface of the container. It was molded into a cylindrical LR6 type battery (AA size battery) container with a size of 8 mm and a height of 49.3 mm.
  • an alkaline manganese battery was prepared as follows. Diacid Manganese and graphite were collected at a ratio of 10: 1, and potassium hydroxide (10 mol) was added and mixed to prepare a positive electrode mixture. Next, the positive electrode mixture was pressurized in a mold to form a donut-shaped positive electrode mixture pellet having a predetermined size, and was press-inserted into the battery container. Some of the battery containers used had inner surfaces coated with paint containing graphite powder as a main component. Next, the negative electrode plate on which the negative electrode current collector was spot-welded was mounted on the battery container.
  • a vinylon woven fabric separator having a strong force is inserted along the inner periphery of the positive electrode mixture pellet pressed into the battery container, and the zinc oxide and potassium hydroxide are saturated with zinc oxide.
  • the negative electrode gel was filled in the battery container.
  • an insulator gasket was attached to the negative electrode plate, inserted into the battery container, and then subjected to a cashmere process to produce an alkaline manganese battery.
  • the battery After leaving the battery at 80 ° C for 3 days, the battery was discharged to a constant current of 1.5A and the voltage was 0.9
  • the time to reach V was measured as the discharge time. The longer the discharge time, the better the discharge characteristics.
  • the operation of discharging at 2A for 0.5 seconds and then discharging at 0.25A for 29.5 seconds was defined as one cycle, and this cycle was repeated until the voltage reached 1.0 OV.
  • the number of cycles was measured. The more cycles, the better the intermittent discharge characteristics.
  • Table 6 shows the results of these characteristic evaluations.
  • a metal layer containing fine carbonaceous material was formed on the inner side of the battery container.
  • a metal layer containing fine carbonaceous material was formed on the outermost surface.
  • Short-circuit current and discharge are better than when using a plated steel sheet for battery containers or a plated steel sheet for battery containers that has an alloy layer containing silver formed on the outermost surface of a metal layer that does not contain fine carbonaceous material. Characteristics and intermittent discharge characteristics were obtained. Further, when a graphite paint was applied to the inner surface of the battery using the plated steel sheet for a battery container of the present invention, the short-circuit current, discharge characteristics, and intermittent discharge characteristics were further improved.
  • a battery using a plated steel sheet for a battery container in which a metal layer containing fine carbonaceous material is formed on the side serving as the inner surface of the battery container of the present invention and an alloy layer containing a trace amount of silver is formed on the outermost surface Shows the short-circuit current, discharge characteristics, and intermittent discharge characteristics that are superior to those of a conventional container coated with graphite paint even when used without applying graphite paint to the inside of the container. Therefore, the steps of applying and drying the graphite paint can be omitted, and the battery can be manufactured at low cost.

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Abstract

　電池容器内面に黒鉛などを主体とする導電層を形成せずとも、優れた放電特性を有する電池とすることが可能な電池容器用めっき鋼板、それを用いた電池容器およびそれを用いた電池を提供することを目的とする。電池容器用めっき鋼板の電池容器内面となる側に、めっき層中に微細炭素質を分散した分散めっき層を形成し、次いで熱処理を施して金属層を形成させ、その金属層上に銀または銀を含む化合物からなる層を形成させて電池容器用めっき鋼板とし、この電池容器用めっき鋼板を有底の筒型形状に成形加工して電池容器とする。

Description

明 細 書
電池容器用めつき鋼板、その電池容器用めつき鋼板を用いた電池容器 およびその電池容器を用いた電池
技術分野
[0001] 本発明は、電池容器用めつき鋼板、その電池容器用めつき鋼板を用いた電池容器 およびその電池容器を用いた電池に関する。
背景技術
[0002] 近年、オーディオ機器ゃモバイュ電話など、多方面において携帯用機器が用いら れ、その作動電源として一次電池であるアルカリ電池、二次電池であるニッケル水素 電池、リチウムイオン電池などが多用されている。これらの電池においては、高出力 化および長寿命化など、高出力化が常時求められおり、正極および負極活物質を充 填する電池容器も電池の重要な構成要素として性能の向上が求められている。例え ば、鋼板表面に形成させるニッケルめっき中に黒鉛やカーボンブラックなどの微細炭 素質を分散析出させることにより、表面に凹凸を形成させるとともに、導電性に優れる 黒鉛粒子を表面に露出させて正極活物質と電池容器内面との接触抵抗を低減させ た表面処理鋼板が本出願人力も提案されている（例えば、特許文献 1、 2、 3参照)。
[0003] これらの表面処理鋼板を電池容器に成形加工し、正極および負極活物質を充填し て電池とする場合、充填する負極活物質との接触抵抗が減少して放電特性が向上し 、従来行われて ヽた接触抵抗を減少させるための電池容器内面に黒鉛などを主体と する塗料を塗布して導電層を形成する工程を省略することが可能となった。この微細 炭素質を分散析出させためっき層上に黒鉛などを主体とする塗料を塗布すると電池 性能はさらに向上する。しかし、黒鉛の塗料の塗布および乾燥においては溶媒が揮 散されて環境に悪影響を与え、また余分な塗装工程が必要でコストアップとなるので 、黒鉛塗料の塗布を省略してもこのような高 、電池性能を発現させることが可能な電 池容器用めつき鋼板が求められている。
[0004] 本発明に関する先行技術文献として以下のものがある。
[0005] 特許文献 1：国際公開第 WO00Z05437号パンフレット 特許文献 2 :特開 2002— 180296号公報
特許文献 3：特開 2004 -076118号公報
発明の開示
発明が解決しょうとする課題
[0006] 本発明は、電池容器内面に黒鉛などを主体とする導電層を形成せずとも、優れた 放電特性を有する電池とすることが可能な電池容器用めつき鋼板、それを用いた電 池容器およびそれを用いた電池を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段
[0007] 上記課題を解決する本発明の電池容器用めつき鋼板は、鋼板の電池容器内面と なる側の鋼板上に下力 順に、層中に微細炭素質を分散した分散ニッケルと鉄とが 拡散してなるニッケル一鉄拡散層、層中に微細炭素質を分散した分散ニッケルと錫と が拡散してなるニッケル 錫拡散層、銀または銀含有ィ匕合物力 なる層が形成され てなることを特徴とする電池容器用めつき鋼板 (請求項 1)、または
鋼板の電池容器内面となる側の鋼板上に下力 順に、層中に微細炭素質を分散し た分散ニッケルと鉄とが拡散してなるニッケル一鉄拡散層、層中に微細炭素質を分 散した分散ニッケル層、層中に微細炭素質を分散した分散ニッケルと錫とが拡散して なるニッケル一錫拡散層、銀または銀含有ィ匕合物力もなる層が形成されてなることを 特徴とする電池容器用めつき鋼板 (請求項 2)、または
鋼板の電池容器内面となる側の鋼板上に下力 順に、ニッケル一鉄拡散層、層中 に微細炭素質を分散した分散ニッケルと鉄とが拡散してなるニッケル一鉄拡散層、層 中に微細炭素質を分散した分散ニッケルと錫とが拡散してなるニッケル 錫拡散層、 銀または銀含有化合物からなる層が形成されてなることを特徴とする電池容器用め つき鋼板 (請求項 3)、または
鋼板の電池容器内面となる側の鋼板上に下力 順に、ニッケル一鉄拡散層、 ノケ ル層、層中に微細炭素質を分散した分散ニッケル層、層中に微細炭素質を分散した 分散ニッケルと錫とが拡散してなるニッケル 錫拡散層、銀または銀含有ィ匕合物力 なる層が形成されてなることを特徴とする電池容器用めつき鋼板 (請求項 4)であり、 上記 (請求項 1〜4)の電池容器用めつき鋼板において、前記微細炭素質がカーボ ンブラックおよび Zまたは黒鉛であること (請求項 5)を特徴とし、また
上記 (請求項 1〜5)の電池容器用めつき鋼板において、前記ニッケル一鉄拡散層
、ニッケル 錫拡散層、分散ニッケル層の層中に前記カーボンブラックおよび Zまた は黒船が 0. 1〜5重量％の量で分散されてなること (請求項 6)を特徴とする。
[0008] そして、本発明の電池容器は、上記（請求項 1〜6)のいずれかの電池容器用めつ き鋼板を有底の筒型形状に成形加工してなる電池容器 (請求項 7)であり、
本発明の電池は、上記 (請求項 7)の電池容器を用いてなる電池 (請求項 8)である 発明を実施するための最良の形態
[0009] 以下、本発明を詳細に説明する。まず、本発明の電池容器用めつき鋼板の基板で ある鋼板について説明する。基板となる鋼板としては、汎用の低炭素アルミキルド鋼（ 炭素量 0. 01-0. 15重量％)またはニオブやチタンを添加した非時効性の極低炭 素アルミキルド鋼 (炭素量 0. 01重量％未満)を用いる。これらの鋼を熱間圧延板を 酸洗して表面のスケールを除去した後、冷間圧延し次いで電解洗浄、焼鈍、調質圧 延したものを基板として用いる。冷間圧延して電解洗浄後、焼鈍を施さずに基板とし てめつきを施し、その後焼鈍してもよい。
[0010] このようにして得られる基板である鋼板の両面に金属層を形成させて、本発明の電 池容器用めつき鋼板とする。一般に、電池容器用めつき鋼板にめっきを施し次いで 拡散熱処理して形成させる金属層としては、ニッケルめっき層や各種のニッケル合金 めっき層、または鋼板上にこれらのめっき層を形成させた後、熱処理を施したものな どがある。これに対し、本発明の電池容器用めつき鋼板においては、電池容器の少 なくとも内面側となる面にニッケルめっき層中に黒鉛やカーボンブラックなどの微細炭 素質を分散させた分散ニッケルめっき層を鋼板上に形成させ、次いでその上に錫め つき層を形成させ、その後拡散熱処理を施して層中に微細炭素質を分散させたニッ ケル一鉄拡散層とニッケル 錫拡散層を形成させ、さらにニッケル 錫拡散層上に 銀または銀を含む化合物力 なる層を形成させることを特徴として 、る。電池容器の 外面側となる面には、通常のニッケルめっき層や各種のニッケル合金めつき層、また は鋼板上にこれらのめっき層を形成させた後、熱処理を施してなる層を設けてもよい し、上記の電池容器の内面側となる面に形成させる層を設けてもよい。通常、電池容 器の内面には、充填する負極活物質との接触抵抗を減少させて放電特性を向上さ せるために、鋼板にめっき層や上記の分散めつき層を形成させたり、さらに熱処理を 施して鋼板とこれらのめっき層の間に拡散層を形成させた電池容器用めつき鋼板を 電池容器に成形加工し、容器内面側のこれらのめっき層の上に黒鉛などを主体とす る塗料を塗布して導電層を形成させている。これに対し、本発明の電池容器用めつき 鋼板を電池容器に成形加工し、正極および負極活物質を充填して電池とした場合は 、容器内面の最表面に銀または銀を含む化合物からなる層を形成させることにより、 黒鉛塗料を塗布しなくとも従来の黒鉛塗料を塗布した電池容器を用いた場合と同等 以上の放電特性が得られる。そのため、この黒鉛塗料の塗布及び乾燥工程を省略 することができる。本発明の電池容器用めつき鋼板を電池容器に成形加工し、従来と 同様に容器内面に黒鉛塗料を塗布した容器を用いた場合は、放電特性はさらに向 上する。また、内部抵抗が低下し、電池寿命が向上する副次効果も得られる。
最表面に銀または銀を含む化合物力 なる層を形成させる容器内面となる側の鋼 板上に形成させる金属層は下記に示すように構成されて 、ることが好ま U、。すなわ ち、鋼板側力も下力も順に、（a)層中に微細炭素質を分散した分散ニッケルと鉄とが 拡散してなるニッケル一鉄拡散層、層中に微細炭素質を分散した分散ニッケルと錫と が拡散してなるニッケル 錫拡散層、銀または銀含有ィ匕合物力 なる層が形成され て!、るもの、 (b)層中に微細炭素質を分散した分散ニッケルと鉄とが拡散してなる-ッ ケル一鉄拡散層、層中に微細炭素質を分散した分散ニッケル層、層中に微細炭素 質を分散した分散ニッケルと錫とが拡散してなるニッケル 錫拡散層、銀または銀含 有化合物からなる層が形成されているもの、（c)ニッケル一鉄拡散層、層中に微細炭 素質を分散した分散ニッケルと鉄とが拡散してなるニッケル一鉄拡散層、層中に微細 炭素質を分散した分散ニッケルと錫とが拡散してなるニッケル 錫拡散層、銀または 銀含有化合物からなる層が形成されているもの、（d)ニッケル—鉄拡散層、ニッケル 層、層中に微細炭素質を分散した分散ニッケル層、層中に微細炭素質を分散した分 散ニッケルと錫とが拡散してなるニッケル 錫拡散層、銀または銀含有ィ匕合物力 な る層が形成されているもの、のいずれかであることが好ましい。電池容器の外面となる 側の鋼板上に形成させる金属層は、鋼板側から下力 順に、ニッケル一鉄拡散層、 ニッケル層が形成されて ヽることが好ま 、。
[0012] 上記の金属層を形成させるためには、鋼板上にそれぞれの金属層を構成する金属 のめつきを施し、次いで熱処理を施して拡散層を形成させる。すなわち、上記の（a) および (b)の場合は鋼板上に分散ニッケルめっき、その上に錫めつきを施し、次いで 熱処理する。上記の（c)および (d)の場合は鋼板上にニッケルめっき、その上に分散 ニッケルめっき、さらにその上に錫めつきを施し、次いで熱処理する。
[0013] 分散めつき層中に分散させる微細炭素質としては、平均粒径が 10〜200nmの力 一ボンブラックを用いることが好まし 、。カーボンブラックとしてはチャンネルブラック、 サーマノレブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラックなどを 用いることができる力 平均粒径が 10〜60nmのケッチェンブラックや平均粒径が 50 〜200nmのカーボンブラックを用いることが好ましい。また、これらの極微細なカーボ ンブラックとともに、平均粒径が 1〜： LO /z mの黒鉛粒子を混合してめっき中に分散さ せてもよい。これらの微細炭素質はめつき中に 0. 5〜5重量％の量で分散されている ことが好ましい。これらの微細炭素質は疎水性であるので、界面活性剤を用いてめつ き液中に分散させる。これらの微細炭素質を分散させためっき液を用いて電解処理 することにより、めっき中にこれらの微細炭素質が分散してなる分散めつきが得られる
[0014] 鋼板の電池容器内面となる側に形成させた上記の金属層の最表面に形成させる 銀または銀酸ィ匕物などの銀を含む化合物力 なる層における銀の存在量としては、 銀として 0. 01〜： L Og/m2、好ましくは 0. 05〜0. 5g/m2であること力 ^好まし!/ヽ。 0. 01g/m2未満では放電特性の向上効果に乏しぐ 1. Og/m2を超えてもそれ以 上放電特性は向上せず、コスト的に有利でなくなる。
[0015] 次に、本発明の電池容器用めつき鋼板の製造方法について説明する。上記の低 炭素アルミキルド鋼または極低炭素アルミキルド鋼の冷延鋼板を基板とし、これらの 基板に上記のニッケルめっき中に上記のカーボンブラック、チャンネルブラック、サー マルブラック、ファーネスブラック、アセチレンブラック、ケッチェンブラックのいずれか 、または、さらに上記の黒鉛などの微細炭素質を分散させてなる分散ニッケルめっき 層を形成させ、その上に錫めつき層を形成させる力 もしくは上記のニッケルめっき層 とその上に上記の分散ニッケルめっき層とさらにその上に錫めつき層を形成させ、熱 処理を施す。このようにして、層中に微細炭素質が分散したニッケル一鉄拡散層およ びニッケル 錫拡散層を形成させる力、またはニッケル一鉄拡散層、もしくは-ッケ ルー鉄拡散層とその上のニッケル層の上に、層中に微細炭素質が分散したニッケル 錫拡散層を形成させ、次いで、さらにこれらの金属層上にフラッシュめっき法など の湿式めつき法や、蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などの乾式めつき法 を用いて銀または銀含有ィ匕合物力もなる層を形成させる。または、上記のようにして 金属層を形成させ、次いで銀または銀含有化合物からなる層を形成させた後、再度 熱処理を施して最表面に銀含有化合物からなる層を形成させてもよい。さらにまたは 、上記のようにして基板上に分散ニッケルめっきと錫めつき、もしくはニッケルめっきと 分散ニッケルめっきと錫めつきを施した後、引き続きその上に銀または銀含有ィ匕合物 からなる層を形成させた後、拡散熱処理を施してもよい。これらの鋼板上に上記のめ つき層を形成させ、焼鈍処理を行う工程は、低炭素アルミキルド鋼の冷延鋼板をめつ き基板として用いる場合 (以下、 A工程という）と、極低炭素アルミキルド鋼の冷延鋼 板をめつき基板として用いる場合 (以下、 B工程という）に大別される。
A工程により電池容器用めつき鋼板を製造する場合は、以下のようにして行う。鋼 板上に上記の（a)または (b)の構成の金属層を形成させる場合は、低炭素アルミキ ルド鋼を冷間圧延しアルカリ水溶液中で電解洗浄し、次 、で箱型焼鈍または連続焼 鈍した後調質圧延し、電池容器外面となる側にニッケルめっきを施し、電池容器内面 となる側に上記の分散ニッケルめっきと錫めつきを施し、再度箱型焼鈍法または連続 焼鈍法による拡散熱処理を施した後、引き続き電池容器内面となる側のみに銀めつ きまたは銀 錫合金めつきを施す。または、その後熱処理として再加熱処理する。も しくは分散ニッケルめっきと錫めつきを施し、引き続き電池容器内面となる側のみに 銀めつきまたは銀—錫合金めつきを施した後、拡散熱処理を施す。このようにして、 電池容器内面となる側には (a)または (b)の構成の金属層の最表面に銀を含む合金 層が形成されてなり、電池容器外面となる側にはニッケル 鉄拡散層とニッケル層が 形成された本発明の電池容器用めつき鋼板が得られる。冷間圧延後の焼鈍を箱形 焼鈍で行う場合は 640〜680°Cの温度範囲で 5〜20時間均熱することが好ましぐ 連続焼鈍で行う場合は 730〜800°Cの温度範囲で 0. 5〜3分均熱することが好まし V、。めっき後の拡散熱処理を箱型焼鈍で行う場合は 500〜530°Cの温度範囲で 5〜 10時間均熱することが好ましぐ連続焼鈍で行う場合は 730〜800°Cの温度範囲で 0. 5〜3分均熱することが好ましい。再加熱処理は、めっき後の拡散熱処理を行った 場合は 400〜500°Cの温度範囲で 0. 5〜3分熱することが好ましぐめっき後の拡散 熱処理を行わな 、場合は 730〜800°Cの温度範囲で 0. 5〜3分均熱することが好ま しい。（a)または (b)の構成のどちらの金属層を形成させるかは、分散ニッケルめっき 量、錫めつき量、および焼鈍条件や拡散熱処理条件 (タイプ、温度、時間）を適宜選 択する。
鋼板上に上記の（c)または (d)の構成の金属層を形成させる場合は、低炭素アルミ キルド鋼を冷間圧延しアルカリ水溶液中で電解洗浄した後に箱型焼鈍または連続焼 鈍し、次いで調質圧延し、電池容器外面となる側にニッケルめっきを施し、電池容器 内面となる側に上記のニッケルめっきと分散ニッケルめっきと錫めつきを施し、再度箱 型焼鈍法または連続焼鈍法による拡散熱処理を施した後、引き続き電池容器内面と なる側のみに銀めつきまたは銀—錫合金めつきを施す。または、その後熱処理として 再加熱処理する。もしくは、ニッケルめっきと分散ニッケルめっきと錫めつきを施し、引 き続き電池容器内面となる側のみに銀めつきまたは銀 錫合金めつきを施した後、 拡散熱処理を施す。このようにして、電池容器内面となる側には (c)または（d)の構 成の金属層の最表面に銀を含む合金層が形成されてなり、電池容器外面となる側に はニッケル一鉄拡散層とニッケル層が形成された本発明の電池容器用めつき鋼板が 得られる。冷間圧延後の焼鈍を箱形焼鈍で行う場合は 640〜680°Cの温度範囲で 5 〜20時間均熱することが好ましぐ連続焼鈍で行う場合は 730〜800°Cの温度範囲 で 0. 5〜3分均熱することが好ましい。めっき後の拡散熱処理を箱型焼鈍で行う場合 は 500〜530°Cの温度範囲で 5〜10時間均熱することが好ましぐ連続焼鈍で行う 場合は 730〜800°Cの温度範囲で 0. 5〜3分均熱することが好ましい。再加熱処理 は、めっき後の拡散熱処理を行った場合は 400〜500°Cの温度範囲で 0. 5〜3分熱 することが好ましく、めっき後の拡散熱処理を行わな!/、場合は 730〜800°Cの温度 範囲で 0. 5〜3分均熱することが好ましい。（c)または (d)の構成のどちらの金属層を 形成させるかは、ニッケルめっき量、分散ニッケルめっき量、錫めつき量、および焼鈍 条件や拡散熱処理条件 (タイプ、温度、時間）を適宜選択する。
[0018] B工程により電池容器用めつき鋼板を製造する場合は、以下のようにして行う。鋼板 上に上記の（a)または (b)の構成の金属層を設ける場合は、極低炭素アルミキルド鋼 を上記と同様の工程を経て電解洗浄し、電池容器外面となる側にニッケルめっきを 施し、電池容器内面となる側に分散ニッケルめっきと錫めつきを施し、その後連続焼 鈍し、次いで調質圧延する。そして、電池容器内面となる側にのみ銀めつき、または 銀—錫合金めつきを施す。または、分散ニッケルめっきと錫めつきを施し、その上に 銀めつき、または銀—錫合金めつきを施し、その後連続焼鈍し、次いで調質圧延する 。このようにして、電池容器内面となる側には (a)または (b)の構成の金属層の最表 面に銀を含む合金層が形成されてなり、電池容器外面となる側には鉄 ニッケル拡 散層、ニッケル層が形成された本発明の電池容器用めつき鋼板が得られる。連続焼 鈍は 730〜800°Cの温度範囲で 0. 5〜3分均熱することが好ましい。（a)または（b) の構成のどちらの金属層を形成させるかは、分散ニッケルめっき量、錫めつき量、お よび焼鈍条件や拡散熱処理条件 (タイプ、温度、時間）を適宜選択する。
[0019] 鋼板上に上記の（c)または (d)の構成の金属層を設ける場合は、極低炭素アルミキ ルド鋼を上記と同様の工程を経て電解洗浄し、電池容器外面となる側にニッケルめ つきを施し、電池容器内面となる側にニッケルめっきと分散ニッケルめっきと錫めつき を施し、その後連続焼鈍し、次いで調質圧延する。そして、電池容器内面となる側に のみ銀めつき、または銀一錫合金めつきを施す。または、ニッケルめっきと分散-ッケ ルめっきと錫めつきを施し、その上に銀めつき、または銀—錫合金めつきを施し、その 後連続焼鈍し、次いで調質圧延する。このようにして、電池容器内面となる側には（c )または (d)の構成の金属層の最表面に銀を含む合金層が形成されてなり、電池容 器外面となる側には鉄 ニッケル拡散層、ニッケル層が形成された本発明の電池容 器用めつき鋼板が得られる。連続焼鈍は 730〜800°Cの温度範囲で 0. 5〜3分均熱 することが好ましい。（c)または（d)の構成のどちらの金属層を形成させるかは、 -ッ ケルめっき量、分散ニッケルめっき量、錫めつき量、および焼鈍条件や拡散熱処理条 件 (タイプ、温度、時間）を適宜選択する。
[0020] 本発明の電池容器用めつき鋼板は上記のようにして得られる。本発明の電池容器 は上記電池容器用めつき鋼板を、絞り加工法、絞りしごき加工法 (DI加工法）、絞りス トレツチカ卩工法 (DTR加工法）、または絞り加工後ストレッチ加工としごき加工を併用 する加工法を用いて、有底の筒型形状に成形加工して得られる。筒型形状としては 底面が円、楕円、または長方形や正方形などの多角形の形状であり、用途に応じて 側壁の高さを適宜選択した筒型形状に成形加工する。このようにして得られる電池容 器に正極、負極活物質等を充填して電池とする。
実施例
[0021] 以下、実施例にて本発明を詳細に説明する。
[0022] [電池容器用めつき鋼板の作成]
基板として、表 1に化学組成を示す低炭素アルミキルド鋼 (I)および極低炭素アルミ キルド鋼 (II)の冷間圧延板 (厚さ 0. 25mm)を用い、低炭素アルミキルド鋼 (I)を用い た場合は下記の 1〜6で示す工程を経て、極低炭素アルミキルド鋼 (Π)を用いた場合 は下記の 7〜 10で示す工程を経て、それぞれ電池容器用めつき鋼板を作成した。な お、下記の 1〜10の工程においては容器内面となる側にめっきを施した場合を示し ており、容器外面となる側には下記の 1〜6の工程においては焼鈍後に、 7〜10のェ 程においては電解洗浄後にニッケルめっきを施す。
1)冷間圧延→電解洗浄→焼鈍 (箱型または連続焼鈍)→調質圧延→分散二ッケ ルめっき→錫めっき→拡散熱処理 (箱型または連続焼鈍)→銀めっきまたは銀 錫合金めつき→最表面に銀を含む合金層形成
2)冷間圧延→電解洗浄→焼鈍 (箱型または連続焼鈍)→調質圧延→分散二ッケ ルめっき→錫めっき→拡散熱処理 (箱型または連続焼鈍)→銀めっきまたは銀 錫合金めつき→再加熱処理 (箱型または連続焼鈍)→最表面に銀を含む合金 層形成
3)冷間圧延→電解洗浄→焼鈍 (箱型または連続焼鈍)→調質圧延→分散二ッケ ルめっき→錫めっき→銀めっきまたは銀 錫合金めつき→再加熱処理 (箱型ま たは連続焼鈍)→最表面に銀を含む合金層形成 4)冷間圧延→電解洗浄→焼鈍 (箱型または連続焼鈍)→調質圧延→ニッケルめ つき→分散ニッケルめっき→錫めつき→拡散熱処理 (箱型または連続焼鈍)→ 銀めつきまたは銀 錫合金めつき→最表面に銀を含む合金層形成
5)冷間圧延→電解洗浄→焼鈍 (箱型または連続焼鈍)→調質圧延→ニッケルめ つき→分散ニッケルめっき→錫めつき→拡散熱処理 (箱型または連続焼鈍)→ 銀めつきまたは銀 錫合金めつき→再加熱処理 (箱型または連続焼鈍)→最表 面に銀を含む合金層形成
6)冷間圧延→電解洗浄→焼鈍 (箱型または連続焼鈍)→調質圧延→ニッケルめ つき→分散ニッケルめっき→錫めつき→銀めっきまたは銀 錫合金めつき→再 加熱処理 (箱型または連続焼鈍)→最表面に銀を含む合金層形成
7)冷間圧延→電解洗浄→分散ニッケルめっき→錫めつき→連続焼鈍→調質圧延 →銀めっきまたは銀 錫合金めつき→最表面に銀を含む合金層形成
8)冷間圧延→電解洗浄→分散-ッケルめっき→錫めっき→銀めっきまたは銀 錫合金めつき→連続焼鈍→調質圧延→最表面に銀を含む合金層形成
9)冷間圧延→電解洗浄→ニッケルめっき→分散ニッケルめっき→錫めつき→連 続焼鈍→調質圧延→銀めっきまたは銀 錫合金めつき→最表面に銀を含む合 金層形成
10)冷間圧延→電解洗浄→ニッケルめっき→分散ニッケルめっき→錫めつき→銀 めっきまたは銀 錫合金めつき→連続焼鈍→調質圧延→最表面に銀を含む合 金層形成
[表 1]
Figure imgf000011_0001
上記の 1〜10に示した工程におけるニッケルめっき、分散ニッケルめっき、錫めつき 、銀めつき、銀—錫合金めつきは以下に示す条件で行った。
くニッケノレめつき〉
硫酸ニッケル 300g/L
塩化-ッケノレ 40g/L
ホウ酸 30g/L
ピット抑制剤 (ラウリル硫酸ナトリウム） 0. 4mL/L
陽極 ニッケルペレット（チタンバスケットに充填し、ポリプロピレン製ァノ バッグ装着）
撹拌 空気撹拌
pH 4〜4. 6
浴温 55〜60°C
電流密度 20AZdm2
<分散ニッケルめっき（A) >
浴組成 硫酸ニッケル 300g/L
塩化-ッケノレ 40g/L
ホウ酸 30g/L
ケッチ ンブラック（平均粒径 25nm) lg/L
ベンゼンスルホン酸ナトリウム（分散剤） 5mLZL
ピット抑制剤 (ラウリル硫酸ナトリウム） 2mL/L
陽極 ニッケルペレット（チタンバスケットに充填し、ポリプロピレン製ァノ バッグ装着）
撹拌 空気撹拌
pH 4〜4. 6
浴温 55〜60°C
電流密度 lOAZdm2
<分散ニッケルめっき（B) >
浴組成 硫酸ニッケル 300g/L
塩化-ッケノレ 40g/L ホウ酸 30g/L アセチレンブラック（平均粒径 120nm) lg/L
ベンゼンスルホン酸ナトリウム（分散剤） 5mL/L
ピット抑制剤 (ラウリル硫酸ナトリウム） 2mLZL
陽極 ニッケルペレット（チタンバスケットに充填し、ポリプロピレン製ァノ バッグ装着）
撹拌 空気撹拌
pH 4〜4. 6
浴温 55〜60°C
電流密度 lOAZdm2
く分散-ッケノレめつき（C) >
浴組成 硫酸ニッケル 300g/L
塩化ニッケノレ 40g/L
ホウ酸 30g/L
カーボンブラック（平均粒径 180nm) lg/L
ベンゼンスルホン酸ナトリウム（分散剤） 5mL/L
ピット抑制剤 (ラウリル硫酸ナトリウム） 2mL/L
陽極 ニッケルペレット（チタンバスケットに充填し、ポリプロピレン製ァノ バッグ装着）
撹拌 空気撹拌
pH 4〜4. 6
浴温 55〜60°C
電流密度 lOAZdm2
<分散ニッケルめっき（D) >
浴組成 硫酸ニッケル 300g/L
塩化ニッケノレ 40g/L
ホウ酸 30g/L
カーボンブラック（平均粒径 180nm) 黒鉛 (平均粒径 1. 3 m) 4g/L)
ベンゼンスルホン酸ナトリウム（分散剤） 5mLZL ピット抑制剤 (ラウリル硫酸ナトリウム） 2mL/L 陽極 ニッケルペレット（チタンバスケットに充填し、ポリプロピレン製アノード バッグ装着）
撹拌 空気撹拌
pH 4〜4. 6
浴温 55〜60°C
電流密度 lOAZdm2
[0030] く錫めつき〉
浴組成 硫酸第一錫 30gZL
フエノールスルホン酸 60gZL
エトキシ化 αナフトール 5gZL
ホウ酸 30gZL
陽極 錫板
撹拌 めっき浴の循環
浴温 55〜60°C
電流密度 lOAZdm2
[0031] く銀めつき >
浴組成 銀含有有機散塩 (ダインシルバ一— NEC) 200g/L
有機酸 (錯塩:ダインシルバ一一 AGI) 500g/L 有機添加剤（ダインシルバ一— AGH) 25g/L 陽極 銀板
撹拌 めっき浴の循環
pH 2. 5〜3. 5
浴温 40〜45°C
電流密度 lAZdm2
[0032] く銀 錫合金めつき > 浴組成 銀 錫合金めつき浴（ディップソール TS- 3200 (Sn- 3.5wt%Ag共晶
合金用、ディップソール (株)製）
陽極 錫板
撹拌 めっき浴の循環
浴温 22〜45°C
電流密度 2AZdm2
[0033] 以上のようにして表 2および表 3に示す電池容器用めつき鋼板の試料 (試料番号 1 〜 10)を作成した。表 4および表 5に示すように、比較用に層中に炭素質を分散した 金属層を形成させない試料 (試料番号 11、 13、 15)および最表面に銀または銀含有 化合物を形成させない試料 (試料番号 12、 14、 16)を作成した。さらに、層中に炭素 質を分散した金属層およびを形成させな!/ヽ銀または銀含有化合物を形成させな ヽ試 料 (従来品：試料番号 17)も作成した。
[0034] [表 2]
試 鋼 工程 外面側 內 面 側 め っ き
料 め っ き
N iめ っ き 層 分 散 Ni め つ き 層 Snめ っ き 層 銀含有め つ き 層
Ni (g/m') Ni KB AB CB C (g/m2) 種 類
(g/m2) (g/m2) (重量 ¾) (重量％) (重量％) (重量 ¾) (Agとして g/m2)
1 I 1 17.8 ― 13.4 4. 7 ― ― ― 1.8 Ag 0.03
2 I 2 17. 5 ― 12.9 ― 0.68 ― 1.6 Ag-Sn 0. 11
3 I 3 17. 7 ― 1 .3 ― ― 2.23 ― 1.7 Ag 0.04
4 I 4 18.0 4.5 14.2 ― ― 0.77 3.42 1.8 Ag-Sn 0. 10
5 I 5 17.4 3.9 12.8 2.3 ― ― ― 1.5 Ag-Sn 0.21
6 I 6 17.9 4. 1 14.0 ― 一 3.7 ― 1.6 Ag 0. 16
7 Ε 7 18.0 ― 13.6 1. ― ― ― 1. 7 Ag 0. 1
8 Π 8 17. fi ― 14.2 一 ― 0. 78 4, 2 1.6 Ag"Sn 0. 11
9 Π 9 17. 3 3.7 13.8 ― 0. 42 ― 1.6 Ag-Sn 0, 01
10 Π 10 17. 5 4. 1 13.7 2.4 ― ― 1.8 Ag 0. 12 注） KB : ケッチェンフ"ラック
AB ： アセチレンフ ラック
C B ： カーホ"ンフ'ラック
G ： 黒鉛
Figure imgf000017_0001
冷延後 拡 散 再加熱 鋼 板 上 の 开き 成 層
料 の焼鈍 熱処理 処 理
番
号 M度 時間 時間 温度 時間 外 面 側 內 面 側
(°C ) ( ）
1 780 1 m n 780 1 mi n - - Ni /Ni-Fe/ffl素地 鋼素地 / Fe-Ni-KB/Ni-KB/ i -Sn-KB/Ag-Sn
2 780 1 m i n 780 1 m i n 500 1 m 1 n Ni/Ni-Fe/ffl素地 鋼素地/ Fe - Ni - AB/Ni-Sn - ΛΒ/ - AB - Ag
3 550 6h - - 750 1 m l n N /Nト Fe/鋼素地
4 550 6h 780 1 m i n - Ni/Ni-Fe/ffl素地 鋼素地/ - [Uノ Ni/Ni - CE5 - G/Nト - CB - G/Ag -
5 780 1 m l n 780 1 m l n 500 1 m i n Ni/Ni-Fe/if¾素
6 780 1 m i n - - 750 lm i n Ni/Ni 素地 ffl ¾ ¾ Fe-Ni/Ni/Ni-CB/ i-Sn-CB/Ni-Sn-CB-Ag
7 780 1 m i n - - Ni/Ni-Fe/^素地
8 780 1 m i n - - ― Ni/Nト Fe/鋼素地 素地 /Fe Ni CB— G/Fe Νί CB— G/Fe Mi— Sn CB— G— Ag
9 780 1 m ί n - - - Ni/Nト Feノ鋼 m地 鋼素地 /Fe— Ni/Ni/Ni—AB/N _Sti— Aii/Ag— Sn
10 780 1 m ί n - - - Ni/Ni-Fe 素地 闳素地/ Fe— Ni/N丄 /Ni— KB/Ni— Si— KBノ Ni— Sn— KB— Ag
濉！
>
- s ss^oww 試 鋼 ェ程 外面側 内 面 側 め っ き
¾〔003 料 種 め っ き
〔3
番 iめ っ き層 分 散 ^ め つ き 層 めつ き層 銀含有め つ き 層 号
i (g/m2) Ni KB AB CB G (g/m2) 種 類 含有量
(g/m (重量 %) (重量％) (重量％) (重量お） (Agとして g/m2)
11 I 1 18. 0 17. 7 - - - - - 1. 5 Ag 0, 03
12 I 3 18. 1 17.6 17.6 - - 2, 89 - 1， 7 - -
13 ί 5 17. 8 17.9 - - - - - 1. ft 0.09
14 I 6 17. 9 18. 1 18. 1 - 0, 40 - ― i.6 - -
15 Π 7 18, 2 - - - - 一 1. 7 0.21
16 Π 10 17, 9 17, 4 17. 4 0. 19 - l. B ― -
17 I 1 17.9 17. 7 - - - - - - 注） KB ： ケッチェンフ *ラッタ
AB ： アセチレンフ ラ タ
CB ： カーホ'ン 7 'ラック
G ： 黒鉛
加熟拡散冷後再延
処熱焼 ¾理処理
く
Figure imgf000019_0001
素地 /Fe- s;
地 /FNe- m
素 m地/ F Ne.
銅素地 /FN ！e:-
Figure imgf000019_0002
1鋼素地 /FN;e- 鋼素地 /FNe:- 撇 搬 氍
鋼素地 /FNei-
M t
、
z; z
c
* 1 ε 1 f 1
1 1 1 I
Eg
ε 1 1 1 1 ≡
1 1 1 ~ i 雜
[0038] [電池容器の作成]
これらの試料番号 1 17の試料から 57mm径でブランクを打ち抜いた後、鉄 ッ ケル合金層とニッケル層のみを設けた側が容器外面となるようにして、 10段の絞り加 工により、外径 13. 8mm、高さ 49. 3mmの円筒形の LR6型電池（単三型電池）容器 に成形加工した。
[0039] [電池の作成]
この電池容器を用いて、以下のようにしてアルカリマンガン電池を作成した。二酸ィ匕 マンガンと黒鉛を 10 : 1の比率で採取し、水酸ィ匕カリウム（10モル）を添加混合して正 極合剤を作成した。次いで、この正極合剤を金型中で加圧して所定寸法のドーナツ 形状の正極合剤ペレットに成形し、上記の電池容器に圧挿入した。なお、一部の電 池容器は、内面に黒鉛粉末を主成分とする塗料を塗布したものを用いた。次に、負 極集電棒をスポット溶接した負極板を電池容器に装着した。次いで、ビニロン製織布 力もなるセパレータを、電池容器に圧挿入した正極合剤ペレットの内周に沿うようにし て挿入し、亜鉛粒と酸ィ匕亜鉛を飽和させた水酸ィ匕カリウムカゝらなる負極ゲルを電池容 器内に充填した。さらに、負極板に絶縁体のガスケットを装着して電池容器内に挿入 した後、カシメカ卩ェを施してアルカリマンガン電池を作成した。
[0040] [特性評価]
以上のようにして試料番号 1〜18の試料カゝら作成した電池容器を用いて作成した 電池の特性を、以下のようにして評価した。
[0041] <短絡電流 >
電池を 80°Cで 3日間放置した後、電池に電流計を接続して閉回路を設けて電流値 を測定し、これを短絡電流とした。短絡電流が大きいほど特性が良好であることを示 す。
[0042] <放電特性 >
電池を 80°Cで 3日間放置した後、電池を 1. 5Aの一定電流に放電し、電圧が 0. 9
Vに到達するまでの時間を放電時間として測定した。放電時間が長!、ほど放電特性 が良好であることを示す。
[0043] <間歇放電特性 >
重付カ卩間歇放電の評価として、 2Aで 0. 5秒放電した後に 0. 25Aで 29. 5秒放電 する操作を 1サイクルとして、このサイクルを繰り返し、電圧が 1. OVに到達するまでの サイクル数を測定した。サイクル数が多!ヽほど間歇放電特性が良好であることを示す
。これらの特性評価結果を表 6に示す。
[0044] [表 6] 試料 特 性 評 価 結 果 容器内面 区 分
■ り 黒鉛塗布
短絡電流 1.5A放電 間歇放電 の有無
(A) (秒） (回）
1 -1 10.0 225 19 本発明
1 -2 12.9 445 25 有 本発明
2 9.9 220 19 本発明
3 10.2 230 19 to 本発明
4 9.9 220 19 本発明
5-1 10.1 235 21 本発明
5-2 12.6 450 27 有 本 ¾明
6 9.8 230 20 本発明
7-1 10.1 235 22 本発明
7-2 i3.1 435 29 有 本発明
8 10.3 235 21 本 明
9 10.3 235 22 本発明
10 10.2 225 22 to 本発明
11 7.6 196 13 無 比較例
12 7.8 122 12 比較例
13 7.6 188 VI -條 比較例
14 7.5 118 1 比較例
15 7- 7 182 12 比較例
丫
16 7.6 116 10 比較例
17-1 3.5 88 6 M 比較例
17-2 5.7 114 10 比較例
に示すように、電池容器内面となる側に微細炭素質を含有させた金属層を形 成させるとともに、最表面に銀を含む合金層を形成させた本発明の電池容器用めつ き鋼板を用いた電池にぉ 、ては、微細炭素質を含有させた金属層のみを形成させた 電池容器用めつき鋼板や、微細炭素質を含有しない金属き層上の最表面に銀を含 む合金層を形成させた電池容器用めつき鋼板を用いた場合よりも優れた短絡電流、 放電特性、間歇放電特性が得られた。また、本発明の電池容器用めつき鋼板を用い た電池の容器内面に黒鉛塗料を塗布した場合は、さらに短絡電流、放電特性、間歇 放電特性が向上した。
産業上の利用可能性
本発明の電池容器内面となる側に微細炭素質を含有させた金属層を形成させると ともに、最表面に微量の銀を含む合金層を形成させてなる電池容器用めつき鋼板を 用いた電池は、容器内面に黒鉛塗料を塗布せずに用いても従来の容器内面に黒鉛 塗料を塗布した容器を用いた場合よりも優れた短絡電流、放電特性、間歇放電特性 を示す。そのため、黒鉛塗料を塗布および乾燥する工程を省略することが可能となり 、低コストで電池を製造できる。
また、本発明の電池容器用めつき鋼板を用いた電池の容器内面に黒鉛塗料を塗布 した場合は、さらに短絡電流、放電特性、間歇放電特性が向上するので、高性能電 池を提供することができる。

Claims

請求の範囲
[1] 鋼板の電池容器内面となる側の鋼板上に下力 順に、層中に微細炭素質を分散し た分散ニッケルと鉄とが拡散してなるニッケル一鉄拡散層、層中に微細炭素質を分 散した分散ニッケルと錫とが拡散してなるニッケル 錫拡散層、銀または銀含有ィ匕合 物からなる層が形成されてなることを特徴とする電池容器用めつき鋼板。
[2] 鋼板の電池容器内面となる側の鋼板上に下力も順に、層中に微細炭素質を分散し た分散ニッケルと鉄とが拡散してなるニッケル一鉄拡散層、層中に微細炭素質を分 散した分散ニッケル層、層中に微細炭素質を分散した分散ニッケルと錫とが拡散して なるニッケル一錫拡散層、銀または銀含有ィ匕合物力もなる層が形成されてなることを 特徴とする電池容器用めつき鋼板。
[3] 鋼板の電池容器内面となる側の鋼板上に下力も順に、ニッケル一鉄拡散層、層中 に微細炭素質を分散した分散ニッケルと鉄とが拡散してなるニッケル一鉄拡散層、層 中に微細炭素質を分散した分散ニッケルと錫とが拡散してなるニッケル 錫拡散層、 銀または銀含有化合物からなる層が形成されてなることを特徴とする電池容器用め つき鋼板。
[4] 鋼板の電池容器内面となる側の鋼板上に下力も順に、ニッケル一鉄拡散層、 -ッケ ル層、層中に微細炭素質を分散した分散ニッケル層、層中に微細炭素質を分散した 分散ニッケルと錫とが拡散してなるニッケル 錫拡散層、銀または銀含有ィ匕合物力 なる層が形成されてなることを特徴とする電池容器用めつき鋼板。
[5] 前記微細炭素質がカーボンブラックおよび Zまたは黒鉛であることを特徴とする請 求項 1〜4のいずれか 1項に記載の電池容器用めつき鋼板。
[6] 前記ニッケル 鉄拡散層、ニッケル 錫拡散層、分散ニッケル層の層中に前記力 一ボンブラックおよび Zまたは黒鉛が 0. 1〜5重量％の量で分散されてなることを特 徴とする請求項 1〜5のいずれ力 1項に記載の電池容器用めつき鋼板。
[7] 請求項 1〜6のいずれか 1項に記載の電池容器用めつき鋼板を有底の筒型形状に 成形加工してなる電池容器。
[8] 請求項 5に記載の電池容器を用いてなる電池。
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