(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
両面に予めニッケルメッキを施した冷間圧延鋼板材をプレス絞り加工して形成した有底円筒形の缶からなる端子兼容器と、該端子兼容器に内填した正極合剤と、を有するアルカリ電池において、前記端子兼容器の内面の正極合剤と接する部分に、黒鉛を主成分とした導電膜が形成され、かつ該導電膜が形成された面積が缶の内面の正極合剤と接する部分の面積の７５〜９０％であることを特徴とするアルカリ電池。
【請求項２】
ニッケルメッキの厚さが両面それぞれ２〜３μｍである請求項１記載のアルカリ電池。
【請求項３】
導電膜の厚さが１〜１０μｍである請求項１記載のアルカリ電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、最近の超重負荷及び重負荷の用途に適した性能の優れたアルカリ電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ノート型パソコン，ＣＤプレーヤ，ＭＤプレーヤ，液晶テレビ等の携帯用ＡＶ機器，また、携帯電話などの超重負荷，重負荷の用途が最近のアルカリ電池に要求されてきている。ところで、従来アルカリ電池の正極容器は、鋼板の両面に予めニッケルメッキを施したものをプレス絞り加工するか、あるいは鋼板のみで絞り加工した後にニッケルメッキを施すことによって作製されていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
鋼板に予めニッケルメッキを施したものを、容器にプレス絞り加工をすると、ニッケルメッキ表面にひび割れを生じて鉄の地肌が露出するので、その分接触抵抗が上昇する。また、鋼板のみで絞り加工し、後でニッケルメッキを施した場合は、外面側にはニッケルメッキがよく施されるが内面側にはメッキのつき周りが悪いという問題がある。例えば、外面側に３μｍの厚さでニッケルメッキを施すと、内面側は０．５μｍ程度の厚さになる。このため正極合剤との接触が悪くなるので接触抵抗が高くなり、短絡電流が低下して長期の貯蔵では性能の劣化を招き、水素ガスの発生量も増加する。
【０００４】
本発明は上記問題に対処してなされたもので、アルカリ電池において正極容器を改良することによってその電池性能を高め、上記したような最近の超重負荷，重負荷の用途に適したものとすることを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、両面に予めニッケルメッキを施した冷間圧延鋼板材をプレス絞り加工して形成した有底円筒形の缶からなる端子兼容器と、該端子兼容器に内填した正極合剤と、を有するアルカリ電池において、前記端子兼容器の内面の正極合剤と接する部分に、黒鉛を主成分とした導電膜が形成され、かつ該導電膜が形成された面積が缶の内面の正極合剤と接する部分の面積の７５〜９０％であることを特徴とするアルカリ電池に関する。
【０００６】
上記したように端子兼容器として使用する缶の内面に導電膜を施すことにより、非常に導電性のよい層が得られる。また、プレス絞り加工時に表面にひび割れが発生しても、露出した鉄の地肌が導電膜により覆われるため、その弊害がなくなる。従って、本発明のアルカリ電池では、接触抵抗が大きくなることがなく、短絡電流の向上が図れる。導電膜の形成面積の上記範囲については、７５％より少ない場合は所期の目的が十分達成されず、９０％より多いと電池製造上充填合剤の浮き上がりが発生するという理由による。
上記端子兼容器の内面に導電膜を形成するには、導電塗料をスプレーガンで噴霧塗布して行うとよい。すなわち、黒鉛を主成分とする導電塗料を溶媒に希釈して塗布液とし、スプレーガンに入れる。このスプレーガンのノズルから塗布液を、回転している端子兼容器の内壁に向けて噴霧し、容器内壁に導電膜を形成する。導電膜の面積を所定の範囲とするには、予め試験してスプレーガンの位置や端子兼容器の位置及び回転速度等を決めれば、意図した範囲に均等にかつ所望の塗布量で塗布することができる。
【０００７】
【発明の実施の形態】
（実施例）
図１に示すＪＩＳ規格ＬＲ６形（単３形）アルカリ電池を組み立てた。
この図において、１は正極端子を兼ねる有底円筒形の金属缶であり、金属缶１内には円筒状に加圧成形した正極合剤２が充填されている。正極合剤２は、二酸化マンガン粉末とカーボン粉末を混合し、これを金属缶１内に収納し所定の圧力で中空円筒状に加圧成形したものである。また、正極合剤２の中空部には、アセタール化ポリビニルアルコール繊維の不織布からなる有底円筒状のセパレータ３を介してゲル状負極４が充填されている。ゲル状負極４内には真鍮製の負極集電棒５が、その上端部をゲル状負極４より突出するように挿着されている。負極集電棒５の突出部外周面及び金属缶１の上部内周面には二重環状のポリアミド樹脂からなる絶縁ガスケット６が配設されている。また、ガスケット６の二重環状部の間にはリング状の金属板７が配設され、かつ金属板７には負極端子を兼ねる帽子形の金属封口板８が集電棒５の頭部に当接するように配設されている。そして、金属缶１の開口縁を内方に屈曲させることによりガスケット６及び金属封口板８で金属缶１内を密封口している。
【０００８】
このアルカリ電池において、正極端子を兼ねる有底円筒形の金属缶１を以下のように作製した。
すなわち鋼板の両面に厚さ２〜３μｍにニッケルメッキし、これを有底の円筒形にプレス絞り加工する。この金属缶１の内面に、ガスケットと接する箇所を除いて黒鉛を主成分とする導電膜を形成する。図２は金属缶の断面構造を示す図で、１１は鋼板、１０および１２はメッキ層で、１３は黒鉛を主成分とする導電膜である。図３は金属缶内面の展開図である。導電膜の塗布方法は、黒鉛を主成分とする導電塗料をメチルエチルケトン（ＭＥＫ）等の低沸点有機溶剤にて希釈し、スプレーガンより霧状に金属缶内面に塗布する。金属缶開口部のガスケットに接する部分は塗布しないようにする。導電塗料をスプレーガンにて塗布した後、乾燥機にて溶剤を蒸発させる。残った導電膜の厚さは１〜１０μｍ程度が望ましい。なお、導電膜の塗布面積は、金属缶の内面の正極合剤と接する部分の面積の９０％とした。
【０００９】
（比較例１）
発電要素を内填する端子兼容器として、冷間圧延鋼板材の内外両面にニッケルメッキを施したものをプレス絞り加工した缶を使用し、導電膜を塗布しない以外は上記実施例と同様にして、ＪＩＳ規格ＬＲ６形（単３形）アルカリ電池を組み立てた。
【００１０】
（比較例２）
発電要素を内填する端子兼容器として、冷間圧延鋼板材をプレス絞り加工した後でニッケルメッキを施した缶を使用し、導電膜を塗布しない以外は上記実施例と同様にして、ＪＩＳ規格ＬＲ６形（単３形）アルカリ電池を組み立てた。
【００１１】
上記のようにして組み立てた各アルカリ電池について、６０℃で１０日及び６０日貯蔵した後の、開路電圧（ｎ＝１００個の平均値），短絡電流（ｎ＝１００個の平均値），水素ガス量［水中で分解して電池内部のガスを捕集］（ｎ＝１００個の平均値）を調べた。表１にこれらの結果を示す。
【００１２】
【表１】
0003625008.tif 000002
【００１３】
実施例と比較例１を比較すると、６０℃１０日貯蔵ですでに短絡電流の劣化に差が認められ、また、６０℃６０日貯蔵後の水素ガス量にも差が認められた。また、実施例と比較例２を比較すると比較例１以上の差が認められ、後メッキが不利であることが確認できる。
【００１４】
次に、導電膜の面積の違いによる電池性能の違いを調べた。表２に示すように、上記実施例の電池（導電膜の塗布面積９０％）と、導電膜の塗布面積を８５％，８０％，７５％，７０％，５０％，３０％とした電池について、初度及び６０℃６０日貯蔵の開路電圧（ｎ＝１００個の平均値），短絡電流（ｎ＝１００個の平均値）と、６０℃１０日及び６０℃６０日貯蔵の水素ガス量［水中で分解して電池内部のガスを捕集］（ｎ＝１００個の平均値）を調べた。結果は表２に示すとうりである。
【００１５】
【表２】
0003625008.tif 000003
【００１６】
表２の結果から、塗布面積が７０％より小さくなるにしたがい、貯蔵後の劣化が大きくなる傾向にあることが確認された。また各評価で７０％以下の場合、開路電圧で１．５９０Ｖ，短絡電流で１０Ａ以下を，ガス量で０．６０ＣＣを越える値になり始めるため、塗布面積の７０％以下は不適である。したがって、塗布面積は最低７５％以上必要である。一方塗布量を１００％にすると、電池製造上充填合剤の浮き上がりが発生する。したがって、若干の金属面が必要であり、９０％までが適当である。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明のアルカリ電池は、正極容器を改良したことによって接触抵抗の増加を防ぎ、短絡電流の向上を達成することができる。したがって本発明によれば、最近の超重負荷，重負荷の用途に適した性能の優れたアルカリ電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例であるアルカリ電池の断面図。
【図２】本発明の正極容器の断面構成図。
【図３】本発明の正極容器内面の展開図。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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