(57)【要約】【課題】衝撃に強く信頼性に優れたアルカリ電池を提供すること。【解決手段】アルカリ電池１０には、有底筒状の正極缶１１内に正極合剤１２、有底のセパレータ１３及びゲル状負極合剤１４が収容される。正極缶１１の開口部は負極端子板２１により封口されている。負極集電棒２２は、基端側が負極端子板２１に固定されかつ先端側がゲル状負極合剤１４中に挿入される。蓋部材３０に負極集電棒２２を挿通することで、蓋部材３０を負極集電棒２２の外周面に接触させて配置する。蓋部材３０をセパレータ１３の開口に被せるように配置する。この配置により、セパレータ１３の内側に閉じた負極室３２が区画される。集電棒挿入側端２９付近に空気溜まり３３を残した状態で、負極室３２内にゲル状負極合剤１４が充填されている。【選択図】図１
2010073577.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の正極缶と、前記正極缶の内面に沿って嵌着されたリング状の正極合剤と、前記正極缶の中心部に配置されたゲル状負極合剤と、前記正極合剤と前記ゲル状負極合剤との間に介在され、保液性を有するセパレータ材からなる有底のセパレータと、封口ガスケットを介して前記正極缶の開口部を封口する負極端子板と、基端側が前記負極端子板に固定されかつ先端側が前記ゲル状負極合剤中に挿入された負極集電棒とを備えたアルカリ電池において、
前記セパレータにおける集電棒挿入側端を前記負極集電棒の外周面に接触させて配置することにより、前記セパレータの内側に閉じた負極室が区画され、
前記集電棒挿入側端付近に空気溜まりを残した状態で、前記負極室内に前記ゲル状負極合剤が充填されている
ことを特徴とするアルカリ電池。
【請求項２】
前記セパレータにおける前記集電棒挿入側端は、セパレータ中心軸方向に折り曲げられて狭窄された状態で熱融着されていることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ電池。
【請求項３】
有底筒状の正極缶と、前記正極缶の内面に沿って嵌着されたリング状の正極合剤と、前記正極缶の中心部に配置されたゲル状負極合剤と、前記正極合剤と前記ゲル状負極合剤との間に介在され、保液性を有するセパレータ材からなる有底のセパレータと、封口ガスケットを介して前記正極缶の開口部を封口する負極端子板と、基端側が前記負極端子板に固定されかつ先端側が前記ゲル状負極合剤中に挿入された負極集電棒とを備えたアルカリ電池において、
前記セパレータ材からなり前記セパレータとは別体で構成されたキャップ状の蓋部材に前記負極集電棒を挿通することで前記蓋部材を前記負極集電棒の外周面に接触させて配置し、かつ、前記蓋部材を前記セパレータの集電棒挿入側端の開口に被せるように配置することにより、前記セパレータの内側に閉じた負極室が区画され、
前記集電棒挿入側端付近に空気溜まりを残した状態で、前記負極室内に前記ゲル状負極合剤が充填されている
ことを特徴とするアルカリ電池。
【請求項４】
前記蓋部材は、前記セパレータの前記集電棒挿入側端の開口をその外側から覆うように被せられていることを特徴とする請求項３に記載のアルカリ電池。
【請求項５】
請求項３または４に記載のアルカリ電池を製造する方法であって、
前記セパレータの前記集電棒挿入側端の開口から、前記ゲル状負極合剤を投入する投入工程と、
前記蓋部材の中心部に前記負極集電棒を挿通させた状態で、前記集電棒挿入側端の開口に前記蓋部材を被せるように配置するとともに、前記負極集電棒の先端を前記ゲル状負極合剤中に挿入する配置挿入工程と
を含むことを特徴とするアルカリ電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有底筒状の正極缶内に正極合剤、セパレータ及びゲル状負極合剤が収容されたアルカリ電池及びその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
一般に、アルカリ電池は、有底筒状の正極缶と、その正極缶内に収納されるリング状の正極合剤と、正極缶の中心部に配置されるゲル状負極合剤と、正極合剤とゲル状負極合剤との間に介在される有底筒状のセパレータと、正極缶の開口部に装着される集電体とを備えている。集電体は、負極端子板、負極集電棒、及び封口ガスケットを含んで構成されており、負極端子板は、封口ガスケットを介して正極缶の開口部を封止している。また、負極集電棒は、基端側が負極端子板に固定され、先端側がゲル状負極合剤中に挿入されている。
【０００３】
アルカリ電池において、セパレータの負極端子側は開口しており、そのセパレータの開口端がガスケット裏面（ガスケットにおける正極側の面）に当接している。そして、このセパレータの内面とガスケット裏面とによって負極室が区画されている。なお、ゲル状負極合剤は、セパレータの開口から負極室内に充填される。このアルカリ電池において、外部からの衝撃によってセパレータの開口に力が加わると、開口が変形して封口ガスケットとの間に隙間が生じる場合がある。この場合、ゲル負極合剤がその隙間から漏れ出して内部短絡を起こしてしまうおそれがある。このため、ゲル状負極合剤の漏れを防ぐ構造を有したアルカリ電池が従来提案されている（例えば、特許文献１〜５参照）。
【０００４】
具体的には、特許文献１，２のアルカリ電池では、ガスケットとセパレータとの間に粘着性のあるシーリング剤を塗布することで、ガスケットとセパレータとの密着性を高め、ゲル状負極合剤の漏れを防ぐようにしている。また、特許文献３のアルカリ電池では、正極缶内において正極合剤の露出面及びゲル状負極合剤の露出面に電解液で膨潤させた樹脂を載置することでゲル状負極合剤の漏れを防ぐようにしている。さらに、特許文献４のアルカリ電池では、ゲル状負極合剤の露出面（頂面）に接する抑え板を設けることでゲル状負極合剤の漏れを防いでいる。さらには、特許文献５のアルカリ電池では、セパレータの端部をガスケットに挟み込んで固定することにより、耐衝撃性を確保してゲル状負極合剤の漏れを防いでいる。
【特許文献１】特開平７−１３４９７７号公報
【特許文献２】特開平７−３２６３６９号公報
【特許文献３】特開平１０−２７５６２４号公報
【特許文献４】特開２００１−２６６９０４号公報
【特許文献５】特開２００３−１９７１６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、特許文献１，２，５に記載のアルカリ電池では、セパレータの開口全体がガスケット裏面に固定されているため、セパレータに加わる衝撃等を自身の変形によって十分に緩衝することができない。ゆえに、機械的ストレスが局所的に加わり、セパレータが破損するおそれがある。また、特許文献３，４に記載のアルカリ電池では、負極室内に樹脂や抑え板を配置することで、ゲル状負極合剤の充填スペースが減り、電池容量に影響を及ぼしてしまう。
【０００６】
また、アルカリ電池では、充電等によって急速にガスが発生した場合、ガスケットに設けた安全弁が破れることによりそのガスを外部に逃がす構造を有している。そのアルカリ電池において、安全弁が破れた場合、その破れた部分に負極合剤の亜鉛粉等が詰まってしまうと安全弁の機能が損なわれてしまう。上述した特許文献１，２のアルカリ電池の構造では、安全弁の破れた部分に負極合剤の亜鉛粉が詰まってしまう可能性がある。また、特許文献３，４のアルカリ電池は、樹脂や抑え板によって負極合剤の漏れを防ぐ構造であるが、ゲル状負極合剤中にガスが発生した場合、そのガスの浮力によって樹脂や抑え板の位置がずれて隙間が生じる可能性があり、その隙間を通して漏れた負極合剤が安全弁の破れた部分に詰まることがある。さらに、特許文献３，４のアルカリ電池では、セパレータの開口端が固定されておらず衝撃等によって自由に動くため、セパレータの変形によって開口端が位置ずれし、安全弁の部分に入り込むおそれがある。この場合も、ガス発生時において安全弁の機能が損なわれてしまう。以上のような問題があることから、上述した従来の対策は、耐衝撃性を高めるための完全な対策にはなっていなかった。
【０００７】
本発明は上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、衝撃に強く信頼性に優れたアルカリ電池を提供することにある。また、別の目的は、衝撃に強く信頼性に優れたアルカリ電池を効率よく製造することができるアルカリ電池の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明では、有底筒状の正極缶と、前記正極缶の内面に沿って嵌着されたリング状の正極合剤と、前記正極缶の中心部に配置されたゲル状負極合剤と、前記正極合剤と前記ゲル状負極合剤との間に介在され、保液性を有するセパレータ材からなる有底のセパレータと、封口ガスケットを介して前記正極缶の開口部を封口する負極端子板と、基端側が前記負極端子板に固定されかつ先端側が前記ゲル状負極合剤中に挿入された負極集電棒とを備えたアルカリ電池において、前記セパレータにおける集電棒挿入側端を前記負極集電棒の外周面に接触させて配置することにより、前記セパレータの内側に閉じた負極室が区画され、前記集電棒挿入側端付近に空気溜まりを残した状態で、前記負極室内に前記ゲル状負極合剤が充填されていることを特徴とするアルカリ電池をその要旨とする。
【０００９】
請求項１に記載の発明によれば、セパレータにおける集電棒挿入側端を負極集電棒の外周面に接触させて配置することにより、集電棒挿入側端の強度が増してセパレータが歪みにくくなる。また、セパレータの内側に閉じた負極室が区画されるので、負極室内にゲル状負極合剤を確実に配置することができる。よって、振動や衝撃が加わった場合でも、ゲル状負極合剤の漏れを防ぐことができ、内部短絡を防止することができる。さらに、負極室内において集電棒挿入側端付近に空気溜まりが残っているので、ゲル状負極合剤中にガスが発生した時にはその空気溜まりが緩衝部として機能し、セパレータの変形を抑制することができる。これにより、ゲル状負極合剤の漏れを防ぐことができ、封口ガスケットに形成されたガス抜き用の安全弁にゲル状負極合剤が詰まるといった問題を回避することができる。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、前記セパレータにおける前記集電棒挿入側端は、セパレータ中心軸方向に折り曲げられて狭窄された状態で熱融着されていることをその要旨とする。
【００１１】
請求項２に記載の発明によれば、集電棒挿入側端を熱融着により閉塞してセパレータの内側に負極室を区画することができる。本発明のようにセパレータの集電棒挿入側端を閉塞する場合、従来技術のセパレータと比較して、保液性を有するセパレータ材の量を増やすことができる。これにより、電池内に充填される電解液を増量することができ、電池性能を高めることができる。
【００１２】
請求項３に記載の発明は、有底筒状の正極缶と、前記正極缶の内面に沿って嵌着されたリング状の正極合剤と、前記正極缶の中心部に配置されたゲル状負極合剤と、前記正極合剤と前記ゲル状負極合剤との間に介在され、保液性を有するセパレータ材からなる有底のセパレータと、封口ガスケットを介して前記正極缶の開口部を封口する負極端子板と、基端側が前記負極端子板に固定されかつ先端側が前記ゲル状負極合剤中に挿入された負極集電棒とを備えたアルカリ電池において、前記セパレータ材からなり前記セパレータとは別体で構成されたキャップ状の蓋部材に前記負極集電棒を挿通することで前記蓋部材を前記負極集電棒の外周面に接触させて配置し、かつ、前記蓋部材を前記セパレータの集電棒挿入側端の開口に被せるように配置することにより、前記セパレータの内側に閉じた負極室が区画され、前記集電棒挿入側端付近に空気溜まりを残した状態で、前記負極室内に前記ゲル状負極合剤が充填されていることを特徴とするアルカリ電池をその要旨とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明によれば、セパレータの集電棒挿入側端の開口に蓋部材を被せることにより、集電棒挿入側端の強度が増してセパレータが歪みにくくなる。また、セパレータの集電棒挿入側端の開口に蓋部材を被せることにより、セパレータの内側に閉じた負極室が区画されるので、その負極室内にゲル状負極合剤を確実に配置することができる。よって、振動や衝撃が加わった場合でも、ゲル状負極合剤の漏れを防ぐことができ、内部短絡を防止することができる。さらに、負極室内において集電棒挿入側端付近に空気溜まりが残っているので、ゲル状負極合剤中にガスが発生した時にはその空気溜まりが緩衝部として機能し、セパレータの変形を抑制することができる。これにより、ゲル状負極合剤の漏れを確実に防ぐことができ、封口ガスケットに形成されたガス抜き用の安全弁にゲル状負極合剤が詰まるといった問題を回避することができる。また、保液性を有するセパレータ材を用いて蓋部材が形成されているので、電池内に充填される電解液を増量することができ、電池性能を高めることができる。
【００１４】
請求項４に記載の発明は、請求項３において、前記蓋部材は、前記セパレータの前記集電棒挿入側端の開口をその外側から覆うように被せられていることをその要旨とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明によれば、セパレータには充填されるゲル状負極合剤によって外側に膨らむよう力が作用するため、セパレータの集電棒挿入側端の開口の外側から覆うように蓋部材を被せることにより、接着剤等を用いなくても集電棒挿入側端に蓋部材を確実にかつ非接着で固定することができる。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載のアルカリ電池を製造する方法であって、前記セパレータの前記集電棒挿入側端の開口から、前記ゲル状負極合剤を投入する投入工程と、前記蓋部材の中心部に前記負極集電棒を挿通させた状態で、前記集電棒挿入側端の開口に前記蓋部材を被せるように配置するとともに、前記負極集電棒の先端を前記ゲル状負極合剤中に挿入する配置挿入工程とを含むことを特徴とするアルカリ電池の製造方法をその要旨とする。
【００１７】
請求項５に記載の発明によれば、投入工程において、セパレータの集電棒挿入側端の開口からゲル状負極合剤が投入される。その後、配置挿入工程において、蓋部材の中心部に負極集電棒を挿通させた状態で、集電棒挿入側端の開口に蓋部材が被せられるとともに、負極集電棒の先端がゲル状負極合剤中に挿入される。ここで、セパレータの開口に蓋部材を被せた後に蓋部材の貫通孔に負極集電棒を挿通させる方法も可能である。しかしながら、蓋部材の貫通孔は比較的小さな穴となるため、その貫通孔に短時間で負極集電棒を嵌め込むことは困難であり、アルカリ電池を大量生産する製造方法としては実用的ではない。これに対して、本発明の製造方法のように、蓋部材に負極集電棒を挿通させた状態で、集電棒挿入側端の開口に蓋部材を被せるようにすれば、アルカリ電池を効率よく製造することができる。
【発明の効果】
【００１８】
以上詳述したように、請求項１〜４に記載の発明によると、衝撃に強く信頼性に優れたアルカリ電池を提供することができる。また、請求項５に記載の発明によると、請求項３または４に記載のアルカリ電池を効率よく製造することができるアルカリ電池の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
［第１の実施の形態］
【００２０】
以下、本発明をアルカリ電池に具体化した第１の実施の形態を図面に基づき詳細に説明する。図１は、本実施の形態におけるアルカリ電池の概略構成を示す断面図である。
【００２１】
図１に示されるように、アルカリ電池１０は、有底筒状の正極缶１１と、その正極缶１１の内面に沿って嵌着されたリング状の正極合剤１２と、正極合剤１２の内側に挿入される有底筒状のセパレータ１３と、正極缶１１の中心部となるセパレータ１３の中空部に配置されるゲル状負極合剤１４と、正極缶１１の開口部に装着される集電体１６とを備える。
【００２２】
正極缶１１は、ニッケルメッキ鋼板を有底筒状にプレス成形することで作製され、その底部の中央に正極端子１８が突設されている。また、正極合剤１２は、電解二酸化マンガン、黒鉛、水酸化カリウム、及びバインダーを混合した正極合剤粉を整粒した後、円筒状にプレス成形することで作製される。
【００２３】
ゲル状負極合剤１４は、水と酸化亜鉛と水酸化カリウムとを混ぜて溶解し、ポリアクリル酸などのゲル化剤と亜鉛粉とを混合することで作製される。
【００２４】
集電体１６は、負極端子板２１、負極集電棒２２、リング２０及び封口ガスケット２３を含んで構成されている。正極缶１１の開口部付近には、集電体１６を載置するためのビード部２４が形成されている。そして、そのビード部２４上に集電体１６を載置した状態で、正極缶１１の開口部にカール及び絞り加工を施すことにより、正極缶１１が封口されている。
【００２５】
集電体１６は、真鍮を用いて棒状に形成された負極集電棒２２をその基端側の頭部で負極端子板２１に抵抗溶接するとともに、負極集電棒２２の首部に封口ガスケット２３を嵌着することで、形成されている。そして、負極集電棒２２の先端側がゲル状負極合剤１４に挿入されている。
【００２６】
負極端子板２１は、正極缶１１と同じくニッケルメッキ鋼板をプレス成形することで作製され、封口ガスケット２３を介して正極缶１１の開口部を封口している。封口ガスケット２３は、ポリオレフィン樹脂やポリアミド樹脂などの樹脂材料を用いて略平板状に成形することで作製される。この封口ガスケット２３における中心にはボス部２５が設けられ、そのボス部２５に負極集電棒２２が貫通されている。さらに、封口ガスケット２３におけるボス部２５の近傍に板厚が薄い薄肉部２７（安全弁）が形成されている。そして、ガスの発生により内圧が高まった場合には、その圧力上昇によりこの封口ガスケット２３の薄肉部２７を破損させてガスを外部に放出するようにしている。リング２０はニッケルメッキ鋼板を打ち抜くことで作製される。また、正極缶１１において封口ガスケット２３と接触する上端部内周面には、シール剤２８が塗布されている。この結果、接触部のシール性が確保されている。
【００２７】
セパレータ１３は、正極合剤１２とゲル状負極合剤１４との間に介在されており、保液性を有するセパレータ材を用いて形成されている。具体的には、セパレータ１３は、ビニロン・レーヨン不織布やポリオレフィン・レーヨン不織布などのセパレータ材を円筒状に巻回し、重なり合う部分を熱融着させることで作製される。
【００２８】
本実施の形態において、セパレータ１３の集電棒挿入側端２９（図１では上端）の開口には、その外側から覆うようにキャップ状の蓋部材３０が被せられている。両者の重なり合った部分の寸法は１ｍｍ〜３ｍｍ程度に設定されており、その部分は非接着となっている。蓋部材３０はセパレータ１３と別体で構成されている。この蓋部材３０もセパレータ１３と同様にセパレータ材を用いて形成されている。より詳しくは、セパレータ材を円形状にカットして、その周縁部を直角に折り返し、さらに熱融着を施すことによってその折り返し部を固定する。これにより、キャップ状の蓋部材３０が形成される。
【００２９】
また、蓋部材３０の中央に貫通孔３１が形成されており、その貫通孔３１に負極集電棒２２が挿通されている。この貫通孔３１の直径は負極集電棒２２の直径とほぼ等しく、貫通孔３１の内周面を負極集電棒２２の外周面に接触させた状態で蓋部材３０が配置されている。このように、セパレータ１３における集電棒挿入側端２９の開口が蓋部材３０によって閉塞されることで、セパレータ１３の内側に閉じた負極室３２が区画されている。そして、負極室３２内には、集電棒挿入側端２９付近（ゲル状負極合剤１４の上部領域）に空気溜まり３３を残した状態でゲル状負極合剤１４が充填されている。なお、蓋部材３０は封口ガスケット２３におけるボス部２５の一部に接触しているものの、封口ガスケット２３の裏面には接触しておらず、当該裏面との間に隙間を有して配置されている。
【００３０】
次に、本実施の形態におけるアルカリ電池１０の製造方法を説明する。
【００３１】
まず、部品準備工程において、正極缶１１、正極合剤１２、セパレータ１３、負極合剤１４、集電体１６、蓋部材３０等をあらかじめ作製し準備しておく。
【００３２】
そして、図２（ａ）に示されるように、あらかじめリング状に成形された正極合剤１２を有底筒状の正極缶１１内に圧入する。その後、図２（ｂ）に示されるように、正極缶１１の開口部付近の直径を少し細くしてビード部２４を形成する（この操作をビーディング加工と言う）。このビード部２４は正極缶１１を回転させながら側面から円盤状ローラーで押して設けられる。
【００３３】
次に、正極缶１１の内周面においてビード部２４よりも開口部寄りの位置にシール剤２８を塗布する。さらに、正極合剤１２の中空部にセパレータ１３を挿入する。そして、図２（ｃ）に示されるように、セパレータ１３の集電棒挿入側端２９の開口から、セパレータ１３の内部にゲル状負極合剤１４を投入する（投入工程）。
【００３４】
その後、図２（ｄ）に示されるように、蓋部材３０の中心部の貫通孔３１に負極集電棒２２を挿通させた状態で、集電棒挿入側端２９の開口に蓋部材３０を被せるように配置するとともに、負極集電棒２２の先端をゲル状負極合剤１４中に挿入する（配置挿入工程）。またこのとき、集電体１６を台座であるビード部２４上に載置して位置決めする。その状態で正極缶１１の開口部にカール及び絞り加工を施して封口する。以上の製造工程を経て本実施の形態のアルカリ電池１０が完成する。
【００３５】
本発明者は、上記製造方法に従ってアルカリ電池１０を試作し、その電池１０に対する衝撃試験を行った。その結果を表１に示している。この衝撃試験においては、１ｍの高さから平らな床面への自然落下を１０回繰り返して行うことで電池に衝撃を与え、負極室３２外へのゲル状負極合剤１４の漏出の有無を確認した。なおここでは、電池の向きをランダムに自然落下させて任意の方向から電池に衝撃を与えた。また、比較例として、セパレータ１３の開口に蓋部材３０を設けない従来例のアルカリ電池についても同様に衝撃試験を行った。衝撃試験をそれぞれの電池について１０個ずつ行ったところ、従来例のアルカリ電池では、１０個中４個の電池についてゲル状負極合剤１４が漏出して電池電圧が低下していた。これに対して、本実施の形態のアルカリ電池１０では、１０個の全ての電池においてゲル状負極合剤１４が漏出していないことを確認することができた。
【表１】
2010073577.tif 000003
【００３６】
さらに、アルカリ電池１０を８個直列に接続し、そのうちの１個の電池を極性が逆となるよう逆挿した状態で短絡させる試験を１００個のアルカリ電池１０について行った。その試験結果を表２に示している。またここでは、従来例の電池についても同様の短絡試験を行った。従来例の電池では、１００個中２個の電池が破裂したが、本実施の形態のアルカリ電池１０では全く破裂が認められなかった。
【表２】
2010073577.tif 000004
【００３７】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００３８】
（１）本実施の形態のアルカリ電池１０では、セパレータ１３の集電棒挿入側端２９の開口に蓋部材３０を被せることにより、集電棒挿入側端２９の強度が増してセパレータ１３がゆがみにくくなる。また、セパレータ１３の集電棒挿入側端２９の開口に蓋部材３０を被せることにより、セパレータ１３の内側に閉じた負極室３２が区画されるので、その負極室３２内にゲル状負極合剤１４を確実に配置することができる。よって、アルカリ電池１０において、振動や衝撃が加わった場合でも、ゲル状負極合剤１４の漏れを防ぐことができ、内部短絡を防止することができる。さらに、負極室３２内において集電棒挿入側端２９付近に空気溜まり３３が残っているので、ゲル状負極合剤１４中にガスが発生した時にはその空気溜まり３３が緩衝部として機能し、セパレータ１３の変形を抑制することができる。これにより、ゲル状負極合剤１４の漏れを確実に防ぐことができ、封口ガスケット２３の安全弁２７にゲル状負極合剤１４が詰まるといった問題を回避することができる。さらに、セパレータ１３の集電棒挿入側端２９が蓋部材３０によって閉じられているので、従来技術のようにセパレータの集電棒挿入側端（開口端）が変形して安全弁に詰まるといった問題も生じることはない。
【００３９】
（２）本実施の形態のアルカリ電池１０では、保液性を有するセパレータ材を用いて蓋部材３０が形成されているので、この蓋部材３０にも電解液を含ませることができる。従って、正極缶１１内に充填される電解液を増量でき、電池性能を高めることができる。具体的には、本実施の形態のアルカリ電池１０では、従来電池と比較して、電解液を５％程度増量することができる。また、本実施の形態では、従来技術のように負極室内に樹脂や抑え板を配置する構成でないため、負極室３２内におけるゲル状負極合剤１４の充填スペースを十分に確保することができる。この結果、中負荷パルス放電での放電時間が５％程度長くなり、電池性能を高めることができる。
【００４０】
（３）本実施の形態のアルカリ電池１０では、セパレータ１３の集電棒挿入側端２９の開口をその外側から覆うように蓋部材３０が被せられている。この場合、セパレータ１３には、充填されるゲル状負極合剤１４によって外側に膨らむよう力が作用するため、そのセパレータ１３の集電棒挿入側端２９に蓋部材３０を確実に固定することができる。
【００４１】
（４）本実施の形態では、蓋部材３０の貫通孔３１に負極集電棒２２を挿通させた状態で、集電棒挿入側端２９の開口に蓋部材３０を被せるように配置するとともに、負極集電棒２２の先端をゲル状負極合剤１４中に挿入してアルカリ電池１０を製造している。ここで、集電棒挿入側端２９の開口に蓋部材３０を被せた後に、蓋部材３０の貫通孔３１に負極集電棒２２を挿通させてアルカリ電池１０を製造することも可能である。しかしながら、蓋部材３０の貫通孔３１は比較的小さな穴であるため、その貫通孔３１に短時間で負極集電棒２２を嵌め込むことは困難であり、アルカリ電池１０を大量生産する製造方法としては実用的ではない。これに対して、本実施の形態の製造方法のように、蓋部材３０の貫通孔３１に負極集電棒２２を挿通させた状態で、集電棒挿入側端２９の開口に蓋部材３０を被せるようにすれば、アルカリ電池１０を効率よく製造することができる。
【００４２】
（５）本実施の形態のアルカリ電池１０では、セパレータ１３の集電棒挿入側端２９が封口ガスケット２３に対して非固定状態で設けられている。このようにすると、セパレータを封口ガスケットに固定した従来電池のように機械的ストレスが局所的に加わりセパレータが破損するといった問題を回避することができる。
【００４３】
（６）本実施の形態のアルカリ電池１０において、蓋部材３０は、セパレータ１３の集電棒挿入側端２９に非接着状態で嵌め込まれている。ここで、接着剤を用いて蓋部材３０を固定する場合には、蓋部材３０の保液性が低下してしまうが、本実施の形態のように接着剤を用いずに蓋部材３０を嵌め込むことにより、その保液性を十分に確保することができる。
【００４４】
（７）本実施の形態のアルカリ電池１０では、平板状の封口ガスケット２３を用いているので、例えば、コーン状に形成された封口ガスケットを用いる場合と比較して、正極缶１１内における正極合剤１２やゲル状負極合剤１４の充填量を増やすことができ、電池容量を十分に確保することができる。
［第２の実施の形態］
【００４５】
次に、本発明を具体化した第２の実施の形態を図３に基づき説明する。本実施の形態のアルカリ電池１０Ａは、セパレータ１３Ａが一体的に形成されている点が第１の実施の形態と異なり、他の構成は第１の実施の形態と同じである。
【００４６】
図３に示されるように、セパレータ１３Ａにおける集電棒挿入側端２９は、セパレータ１３Ａの中心軸方向に折り曲げられて挟窄された状態で熱融着されることにより閉塞されている。セパレータ１３Ａにおける集電棒挿入側端２９にはその中央部に貫通孔３１が形成され、その貫通孔３１の内周面を負極集電棒２２の外周面に接触させた状態でセパレータ１３Ａが配置されている。本実施の形態においても、セパレータ１３Ａにおける集電棒挿入側端２９が閉塞されることで、セパレータ１３Ａの内側に閉じた負極室３２が区画されている。そして、負極室３２内には、集電棒挿入側端２９付近に空気溜まり３３を残した状態でゲル状負極合剤１４が充填されている。
【００４７】
次に、本実施の形態におけるアルカリ電池１０の製造方法を説明する。
【００４８】
まず、部品準備工程において、正極缶１１、正極合剤１２、セパレータ１３Ａ、ゲル状負極合剤１４、集電体１６等をあらかじめ作製し準備しておく。なおこの準備段階において、セパレータ１３Ａは、集電棒挿入側端２９が開口した有底円筒状のものを準備する。
【００４９】
そして、図２（ａ）に示されるように、あらかじめリング状に成形された正極合剤１２を有底円筒状の正極缶１１内に圧入する。その後、図２（ｂ）に示されるように、正極缶１１の開口部付近の直径を少し細くしてビード部２４を形成する。次に、正極缶１１の内周面においてビード部２４よりも開口部寄りの位置にシール剤２８を塗布する。ここまでの工程は上記第１の実施の形態と同様である。
【００５０】
さらに、図４（ａ）に示されるように、正極合剤１２の中空部にセパレータ１３Ａを挿入し、セパレータ１３Ａにおいて開口している集電棒挿入側端２９から、その内部にゲル状負極合剤１４を構成する材料のうちの固形物１４Ａ（ゲル化剤と亜鉛粉）を投入する（固形物投入工程）。この後、図４（ｂ）に示されるように、セパレータ１３Ａにおける集電棒挿入側端２９を挟窄して熱融着により閉塞する（閉塞工程）。図４（ｃ）に示されるように、熱融着による閉塞部（集電棒挿入側端２９）の中央に、注射針等からなる注入ノズル４０を突き刺して貫通孔３１を形成するとともに、その注入ノズル４０からセパレータ１３Ａ内の固形物１４Ａに電解液を供給してその固形物１４Ａをゲル状負極合剤１４とする（電解液供給工程）。
【００５１】
そして、図４（ｄ）に示されるように、電解液の注入ノズルを取り外した後、セパレータ１３Ａにおける集電棒挿入側端２９の貫通孔３１に集電体１６の負極集電棒２２を挿入するとともに、その負極集電棒２２の先端をゲル状負極合剤１４中に挿入する（集電棒挿入工程）。またこのとき、集電体１６をビード部２４上に載置して位置決めする。その状態で正極缶１１の開口部にカール及び絞り加工を施して封口する。以上の製造工程を経て本実施の形態のアルカリ電池１０Ａが完成する。
【００５２】
本発明者は、本実施の形態の製造方法に従ってアルカリ電池１０Ａを試作し、その電池１０Ａに対する衝撃試験を行った。この衝撃試験においても、１ｍの高さから平らな床面への自然落下を１０回繰り返して行うことで電池に衝撃を与え、負極室３２外へのゲル状負極合剤１４の漏出の有無を確認した。本実施の形態のアルカリ電池１０Ａにおいても、１０個の全ての電池においてゲル状負極合剤１４が漏出していないことを確認することができた。
【００５３】
また、アルカリ電池１０Ａを８個直列に接続し、そのうちの１個の電池を極性が逆となるよう装着した状態で短絡させる試験を１００個のアルカリ電池１０Ａについて行った。この結果、本実施の形態のアルカリ電池１０Ａでは、全く破裂が認められなかった。
【００５４】
従って、本実施の形態によれば以下の効果を得ることができる。
【００５５】
（１）本実施の形態のアルカリ電池１０では、セパレータ１３Ａの集電棒挿入側端２９が挟窄された状態で熱融着されることにより閉塞されている。これにより、集電棒挿入側端２９の強度が増してセパレータ１３Ａがゆがみにくくなる。また、セパレータ１３Ａは、その内側に閉じた負極室３２が区画されるので、負極室３２内にゲル状負極合剤１４を確実に配置することができる。よって、振動や衝撃が加わった場合でも、ゲル状負極合剤１４の漏れを防ぐことができ、内部短絡を防止することができる。さらに、負極室３２内において集電棒挿入側端２９付近に空気溜まり３３が残っているので、ゲル状負極合剤１４中にガスが発生した時にはその空気溜まり３３が緩衝部として機能し、セパレータ１３Ａの変形を抑制することができる。これにより、ゲル状負極合剤１４の漏れを確実に防ぐことができ、封口ガスケット２３に形成されたガス抜き用の安全弁２７にゲル状負極合剤１４が詰まるといった問題を回避することができる。さらに、セパレータ１３Ａの集電棒挿入側端２９が閉じているので、従来技術のようにセパレータの集電棒挿入側端（開口端）が変形して安全弁２７に詰まるといった問題も生じることはない。
【００５６】
（２）本実施の形態のように、セパレータ１３Ａの集電棒挿入側端２９を閉塞する場合、従来技術のセパレータと比較して、保液性を有するセパレータ材の量を増やすことができる。これにより、電池内に充填される電解液を増量することができ、電池性能を高めることができる。
【００５７】
（３）本実施の形態のアルカリ電池１０Ａでは、セパレータ１３Ａの集電棒挿入側端２９が熱融着により閉塞されているので、上記第１の実施の形態のようにセパレータ１３とは別体の蓋部材３０で集電棒挿入側端２９を閉塞する場合と比較して部品点数を減らすことができる。
【００５８】
なお、本発明の実施の形態は以下のように変更してもよい。
【００５９】
・上記第２の実施の形態では、セパレータ１３Ａにおける集電棒挿入側端２９を熱融着により閉塞した後、その閉塞部の中心部に貫通孔３１を形成していたが、これに限定されるものではない。セパレータ１３Ａにおける集電棒挿入側端２９は、熱融着により完全に閉塞する必要はなく、貫通孔３１が残る程度に窄めた状態で熱融着を行うようにしてもよい。
【００６０】
・上記各実施の形態では、平板状の封口ガスケット２３を用いるものであったが、この形状のガスケットに限定されるものではなく、凹凸がある形状（例えばコーン状）に形成された封口ガスケットを用いてもよい。
【００６１】
次に、特許請求の範囲に記載された技術的思想のほかに、前述した実施の形態によって把握される技術的思想を以下に列挙する。
【００６２】
（１）請求項１乃至４のいずれか１項において、前記セパレータは、前記集電棒挿入側端が前記封口ガスケットに対して非固定状態で設けられていることを特徴とするアルカリ電池。
【００６３】
（２）請求項３または４において、前記蓋部材は、前記セパレータの集電棒挿入側端に非接着状態で嵌め込まれていることを特徴とするアルカリ電池。
【００６４】
（３）請求項１または２に記載のアルカリ電池を製造する方法であって、前記セパレータにおいて開口している前記集電棒挿入側端から、前記ゲル状負極合剤を構成する材料のうち固形物を投入する固形物投入工程と、前記固形物投入工程の後、前記集電棒挿入側端を狭窄して熱融着により閉塞する閉塞工程と、前記閉塞工程の後、前記熱融着による閉塞部の中央に貫通孔を形成し、その貫通孔を通して前記セパレータ内の前記固形物に電解液を供給してゲル状負極合剤とする電解液供給工程と、前記貫通孔に前記負極集電棒を挿入するとともにその負極集電棒の先端を前記ゲル状負極合剤中に挿入する集電棒挿入工程とを含むことを特徴とするアルカリ電池の製造方法。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明を具体化した第１の実施の形態のアルカリ電池を示す断面図。
【図２】（ａ）〜（ｄ）は、第１の実施の形態のアルカリ電池の製造方法を示す断面図。
【図３】本発明を具体化した第２の実施の形態のアルカリ電池を示す断面図。
【図４】（ａ）〜（ｄ）は、第２の実施の形態のアルカリ電池の製造方法を示す断面図。
【符号の説明】
【００６６】
１０,１０Ａアルカリ電池
１１…正極缶
１２…正極合剤
１３,１３Ａ…セパレータ
１４…ゲル負極合剤
２１…負極端子板
２２…負極集電棒
２３…封口ガスケット
２９…集電棒挿入側端
３０…蓋部材
３２…負極室
３３…空気溜まり
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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