(57)【要約】【課題】高容量で、封口性も向上するボタン型アルカリ電池を提供する。【解決手段】本発明のボタン型アルカリ電池は、負極集電体を兼ねた負極ケースの端部をZn、Sn、Cu、の中から選ばれた１種類以上の金属またはそれらの合金で被覆した構成であり、かつ負極容器の端面構造を変更して折返しのない構造を用いて内容積の拡大を図ると共に、放電時または貯蔵時の漏液特性を向上させたものである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極集電体を兼ねた負極ケース内に、亜鉛合金粉、アルカリ電解液およびゲル化剤で構成されたゲル状亜鉛負極を収納してなるボタン型アルカリ電池において、前記負極ケースの端部を金属またはそれらの合金で被覆することを特徴とするボタン型アルカリ電池。
【請求項２】
請求項1記載のボタン型アルカリ電池において、負極集電体を兼ねた負極ケースの端部を被覆する物質はZn、Sn、Cu、の中から選ばれた１種類以上の金属またはそれらの合金であることを特徴とするボタン型アルカリ電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はボタン型アルカリ電池に係り、特に漏液の発生を抑制し、貯蔵中の性能劣化を防止した安全性に優れかつ高性能なボタン型アルカリ電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
空気亜鉛電池に代表される空気電池は、空気中から直接酸素を取込んで正極活物質として使用する電池であるから、正極活物質をあらかじめ電池内に詰め込む必要がなく、同じ大きさの電池であれば負極活物質をより多く詰め込むことが可能である。したがって、空気電池は他の正極活物質を電池内に確保しなければならないアルカリマンガン電池や酸化銀電池等に比較して大容量が得られるという特徴がある。特に、ボタン型空気亜鉛電池は、従来のボタン型水銀電池の代替として補聴器に使用され、更にコイン型空気亜鉛電池は、ページャー等の機器に使用され、需要が拡大してきている。
【０００３】
また近年、環境問題への関心の高まりや、他の用途開発を進める中で、携帯機器への対応が検討されている。この種の機器への対応のためには、大電流対応や薄型化対応と共に電池容量を増大させる必要が有る。従来は特許文献１に開示されているように、負極容器の端面構造が折返し構造であり、正極容器の外壁部を内側へ加締めることによりその漏液特性は維持することが可能であった。
【特許文献１】特開平７−３０２５８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、電池容量を増大させるためには各種構成部品の薄肉化が必須となり、その一つの対策として負極集電体を兼ねた負極ケースの端面構造を変更して折返しのない構造を用いて内容積の拡大を図る場合、負極集電体を兼ねた負極ケースの折返し部分と封口ガスケット内壁との噛み込みがなくなってしまうため従来の封口性が維持できなくなる可能性が高くなり、漏液特性が低下してしまうという問題が発生する可能性が高くなる。また、負極集電体を兼ねた負極ケースの端部構造を折り返しのない構造に変更すると、その端部が電解液と接触し易くなり、端部の金属と電解液が反応してガスが発生することによって電池内圧が上昇し空気孔の漏液特性も低下してしまうという問題が発生する可能性が高くなる。
【０００５】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、その課題は前述したような手段を用いて高容量化が可能で、封口性も向上するボタン型アルカリ電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明は負極集電体を兼ねた負極ケースの端部をZn、Sn、Cu、の中から選ばれた１種類以上の金属またはそれらの合金で被覆することにより、放電時または貯蔵時の漏液特性を向上させたボタン型アルカリ電池を提供することができる。
【０００７】
すなわち、負極活物質と負極集電体を兼ねた負極ケース終端部との反応性を抑制することによりガス発生を防止し、内部より電解液が漏れ出すことを抑制し、結果的に従来品と比較して漏液発生確率を低く抑え込むことができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、負極容器の端面構造を変更して折返しのない構造を用いて内容積の拡大を図ると共に、漏液やガス発生のない高性能なボタン型アルカリ電池を提供することができる。
【０００９】
また、本発明は電池が使用または保管されるような種々の環境下においても、負極集電体を兼ねた負極ケース側壁と封口ガスケット間、正極容器内壁と封口ガスケット間の接触界面から電池内部の負極活物質を構成する電解液の漏れ出し、正極容器の空気孔からのガス発生および電解液の漏れ出しを抑制し、通常の保管環境は勿論のこと高温高湿度の過酷な条件下においても耐漏液特性向上を実現した空気電池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】
【００１０】
図１は本発明の一実施例である空気電池（PR４１型）の断面図である。
図１において、１は底壁面に空気孔２を有し、一端が開口型となっている正極容器（正極ケース）である。この正極容器１内には、その底壁面上に空気拡散紙３、撥水膜４、金属集電体５を支持体として圧着成形された正極触媒層６およびセパレータ７が順次積層配置されており、正極触媒層６の下面には撥水層８が圧着されている。これらが正極組立体９を構成している。
【００１１】
空気拡散紙３はクラフト紙からなり、撥水膜４はポリテトラフロロエチレン（PTFE）からなっている。また、正極触媒層６は、活性炭、マンガン酸化物、導電性材料として黒鉛およびPTFE粉末を混合し、シート状に加圧成形したものであり、セパレータ７はポリプロピレン微多孔質膜からなっている。
【００１２】
１０は正極組立体９のセパレータ７の上に配置されたゲル状亜鉛負極であり、このゲル状亜鉛負極１０は３０〜４０wt％程度の水酸化カリウム水溶液からなる電解液に、高分子化合物を主成分とするゲル化剤と、亜鉛粉末もしくは亜鉛合金粉末を配合して調整したゲル状亜鉛負極混合物で構成されている。１２は負極ケース１１および正極容器１の被封止部間に介挿配置された絶縁性を有する封口ガスケットである。また負極ケース１１はニッケル、ステンレス鋼および銅から構成されている３層クラッド製であり、絶縁性封口ガスケット１２はポリアミド樹脂系のものである。
【００１３】
ところで、空気拡散紙３は、空気孔２から取り込まれた空気が空間を挟んで配置されている撥水表面の空気孔周辺だけでなくほぼ全域になるべく均一に行きわたるようにする機能を有する。
【００１４】
以下、本発明の実施例および比較例について説明する。
（実施例1）
ニッケル−ステンレス−銅の３層クラッド材を図１に示すようなPR４１型空気亜鉛電池用の負極集電体を兼ねた負極ケース１１に成形し、端部をZnで被覆した。一方、亜鉛合金粉、３５重量％水酸化カリウム水溶液、ポリアクリル酸を攪拌混合してゲル状亜鉛負極１０を調整した。この負極ケース１１とゲル状亜鉛負極１０を用いて、図１に示すようなPR４１型空気亜鉛電池を作成した。
【００１５】
（実施例２）
ニッケル−ステンレス−銅の３層クラッド材を図１に示すようなPR４１型空気亜鉛電池用の負極集電体を兼ねた負極ケース１１に成形し、端部をSnで被覆した。一方、亜鉛合金粉、35重量％水酸化カリウム水溶液、ポリアクリル酸を攪拌混合してゲル状亜鉛負極１０を調整した。この負極ケース１１とゲル状亜鉛負極１０を用いて、図１に示すようなPR４１型空気亜鉛電池を作成した。
【００１６】
（実施例３）
ニッケル−ステンレス−銅の３層クラッド材を図１に示すようなPR４１型空気亜鉛電池用の負極集電体を兼ねた負極ケース１１に成形し、端部をCuで被覆した。一方、亜鉛合金粉、35重量％水酸化カリウム水溶液、ポリアクリル酸を攪拌混合してゲル状亜鉛負極１０を調整した。この負極ケース１１とゲル状亜鉛負極１０を用いて、図１に示すようなPR４１型空気亜鉛電池を作成した。
【００１７】
（比較例１）
ニッケル−ステンレス−銅の３層クラッド材を図１に示すようなPR４１型空気亜鉛電池用の負極集電体を兼ねた負極ケース１１に成形した。一方、亜鉛合金粉、３５重量％水酸化カリウム水溶液、ポリアクリル酸を攪拌混合してゲル状亜鉛負極を調整した。この負極ケース１１とゲル状亜鉛負極１０を用いて、図１に示すようなPR４１型空気亜鉛電池を作成した。
【００１８】
以上説明したように作成した実施例および比較例の各電池の電池総高、開路電圧および内部抵抗を測定した。また、１．５kΩ連続放電容量を測定し、本発明の空気電池の放電性能を調査した。さらに、未放電および放電評価後の電池２０個をシールテープを貼り付けた状態で４５℃で３０日間貯蔵した後、空気孔からの漏液およびガス発生状態を目視調査した。表１にこれらの試験結果を示す。
【表１】
2008147104.tif 000003
【００１９】
この表１から明らかなように、被覆処理を施した実施例１〜３の電池の各特性は良好で、比較例１の被覆処理を施していない電池は多数の漏液およびガス発生が確認された。
【００２０】
以上のように、上記各実施例にあるような処理を施すことにより、漏液およびガス発生を抑制させることができる。
【００２１】
なお、本発明は上記実施例により限定されるものではなく、本発明に直接影響を及ぼさない、亜鉛合金粉、ゲル化剤、電解液濃度、正極触媒、負極ケース素材等の要素については本発明の範囲を逸脱しない限り、変更して差し支えない。また、実施例、比較例に使用した電池は空気亜鉛電池であるが、負極集電体を兼ねた負極ケースを使用したようなボタン型の電池すべてに適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の実施例および比較例で用いる空気電池の断面図。
【符号の説明】
【００２３】
１…正極容器（正極ケース）、２…空気孔、３…空気拡散紙、４…撥水膜、５…正極集電体、６…正極触媒層、７…セパレータ、８…撥水層、９…正極組立体、１０…ゲル状亜鉛負極、１１…負極ケース、１２…絶縁性封口ガスケット。
【図１】
2008147104.tif 000004