(57)【要約】【課題】電池内部のガス発生による電池の破裂を確実に防止させることができる電池用封口ガスケットおよび電池を提供する。【解決手段】発電要素２０が収容された電池缶１５を密閉封止するとともに、所定以上の内圧によって先行破断することにより防爆安全弁として機能する薄肉部３５が形成された樹脂製封口ガスケット３０において、上記薄肉部３５と上記電池缶１５内部との間を非閉塞状態で遮蔽する防御壁３７を設置する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素が収容された電池ケースを密閉封止するとともに、所定以上の内圧によって先行破断することにより防爆安全弁として機能する薄肉部が形成された樹脂製封口ガスケットにおいて、上記薄肉部を上記電池ケース内方から非閉塞状態で遮蔽する防御壁を設置したことを特徴とする電池用封口ガスケット。
【請求項２】
請求項１において、上記ガスケットは、中央にボス部、周縁部に環状パッキング部、ボス部とパッキング部の間に隔壁部、隔壁部とボス部の間に上記薄肉部が一体形成されているとともに、上記ボス部から上記防御壁が張り出していることを特徴とする電池用封口ガスケット。
【請求項３】
請求項２において、上記防御壁が上記ガスケットと一体形成されていることを特徴とする電池用封口ガスケット。
【請求項４】
請求項２において、上記防御壁をなす部材が上記ガスケットのボス部に嵌着させられていることを特徴とする電池用封口ガスケット。
【請求項５】
発電要素が収容された有底筒状の電池ケースを、請求項１〜４のいずれかに記載の封口ガスケットを用いて密閉封口したことを特徴とする電池。
【請求項６】
請求項５において、上記発電要素がアルカリ電解液およびゲル化亜鉛からなる負極を用いていることを特徴とする電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池用封口ガスケットおよび電池に関し、とくに、防爆安全弁の機能を備えたアルカリ電池に適用して有効である。
【背景技術】
【０００２】
アルカリ電池は放電性能とくに重負荷放電性能にすぐれていることから、とくに大電流を必要とする電池応用機器での使用に適している。このアルカリ電池としては、図５に示すような構造のＬＲ型アルカリ乾池（乾電池）が広く使用されている。
【０００３】
図５は、従来のＬＲ６（単３）型アルカリ電池１０１の構成例を示す。同図において、（ａ）は電池全体の断面図、（ｂ）はその封口部付近の拡大断面図をそれぞれ示す。
【０００４】
同図に示すアルカリ電池１０１は、（ａ）に示すように、正極集電体および正極端子を兼ねる有底円筒状の金属製電池缶（電池ケース）１５にアルカリ電解液を含む発電要素２０が収容されるとともに、その電池缶１５の開口部が負極端子板２６と封口ガスケット３０１を用いて密閉封口されている。
【０００５】
正極合剤２１は、二酸化マンガン等の正極作用物質に黒鉛等の導電助剤を添加して筒状に加圧成形したものであって、電池缶１５に圧入状態で装填されている。この正極合剤２１の内側に円筒状のセパレータ２２が装填され、このセパレータ２２の内側にゲル状負極２３が充填されている。負極２３にはゲル状化した亜鉛が使用されている。
【０００６】
ゲル状負極２３には棒状の金属製負極集電子２５が貫入させられている。負極集電子２５は、その基端が負極端子板２６の内側面（電池内側）にスポット溶接等により接続・固定されているとともに、その先端側がガスケット３０１を貫通して負極２３中に貫入している。
【０００７】
上記電池の封口部および防爆安全弁の機能は、同図（ｂ）に示すように、負極端子板２６と封口ガスケット３０１を用いて構成されている。負極端子板２６には通気孔２７が設けられている。封口ガスケット３０１は電池缶１５を気密封止するために、ボス部３１、環状パッキング部３２、隔壁部３３を一体に有するとともに、防爆安全弁として作動する薄肉部３５がボス部３１と隔壁部３３の間に形成されている。
【０００８】
上記電池１０１において、過放電あるいは逆装填等の誤使用があると、内部で急激なガス発生が起きるが、これによって電池内圧が異常上昇すると、上記薄肉部３５が先行破断して電池内部のガスを外部へ逃がすことにより、電池の破裂を防止するようにしている（たとえば、特許文献１）。
【特許文献１】特開２００１−１２６６９４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
アルカリ電池は複数本が直列接続状態で装填されて使用されることが多いが、その中の１本だけが逆方向の極性で装填されると、その逆装填された１本が他の電池の放電によって強制充電されてしまう。たとえば８本直列装填された電池の中の１本が逆装填された場合、その逆装填された１本が他の電池７本の放電によって強制充電されてしまう。逆装填された電池の内部にはガス発生が起きる。このガス発生は電流が大きいほど急激になる。
【００１０】
このような場合、電池内圧が異常上昇することにより封口ガスケット３０１の薄肉部３５が先行破断して電池内圧が開放されるが、その内圧が一気に開放されるため、薄肉部３５の破断によって生じた開封部３５１に、電池１０１内の負極や正極合剤などの電池内容物２３１が詰まって、いったん大気開放された電池内部が再び閉塞してしまう場合がある。アルカリ電解液は開封部３５１を通り抜けることができるが、固形あるいはゲル状の内容物２３１は開封部３５１に詰まりやすい。
【００１１】
電池内部でのガス発生は薄肉部３５が破断した後もしばらくの間続くが、その破断によって生じた開封部３５１が閉塞されてしまうと、防爆安全弁の機能が阻害されて、電池が破裂に至ることがある。つまり、従来の電池用封口ガスケット３０１を用いて封口した電池では、その封口ガスケット３０１に形成された防爆安全弁の作動によって漏液が生じた後でも、電池の破裂を生じる場合があった。
【００１２】
本発明は以上のような問題を鑑みてなされたものであって、その目的は、電池内部のガス発生による電池の破裂を確実に防止させることができる電池用封口ガスケットおよび電池を提供することにある。
【００１３】
本発明の上記以外の目的および構成については、本明細書の記述および添付図面にてあきらかにする。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
本発明は次のような解決手段を提供する。  
（１）発電要素が収容された電池ケースを密閉封止するとともに、所定以上の内圧によって先行破断することにより防爆安全弁として機能する薄肉部が形成された樹脂製封口ガスケットにおいて、上記薄肉部を上記電池ケース内方から非閉塞状態で遮蔽する防御壁を設置したことを特徴とする電池用封口ガスケット。  
（２）上記手段（１）において、上記ガスケットは、中央にボス部、周縁部に環状パッキング部、ボス部とパッキング部の間に隔壁部、隔壁部とボス部の間に上記薄肉部が一体形成されているとともに、上記ボス部から上記防御壁が張り出していることを特徴とする電池用封口ガスケット。  
（３）上記手段（２）において、上記防御壁が上記ガスケットと一体形成されていることを特徴とする電池用封口ガスケット。  
（４）上記手段（２）において、上記防御壁をなす部材が上記ガスケットのボス部に嵌着させられていることを特徴とする電池用封口ガスケット。  
（５）発電要素が収容された有底筒状の電池ケースを、上記手段（１）〜（４）のいずれかに記載の封口ガスケットを用いて密閉封口したことを特徴とする電池。  
（６）上記手段（５）において、上記発電要素がアルカリ電解液およびゲル化亜鉛からなる負極を用いていることを特徴とする電池。
【発明の効果】
【００１５】
電池内部のガス発生による電池の破裂を確実に防止させることができる電池用封口ガスケットおよび電池を提供することができる。
【００１６】
上記以外の作用／効果については、本明細書の記述および添付図面にてあきらかにする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
図１は、本発明による電池用封口ガスケット３０の第１実施形態とこの封口ガスケット３０を用いたアルカリ電池１０の実施形態を示す。同図において、（ａ）は電池全体の断面図、（ｂ）はその封口部付近の拡大断面図をそれぞれ示す。
【００１８】
同図に示すアルカリ電池１０は、（ａ）に示すように、正極集電体および正極端子を兼ねる有底円筒状の金属製電池缶（電池ケース）１５にアルカリ電解液を含む発電要素２０が収容されるとともに、その電池缶１５の開口部が負極端子板２６と封口ガスケット３０を用いて密閉封口されている。
【００１９】
正極合剤２１は、二酸化マンガン等の正極作用物質に黒鉛等の導電助剤を添加して筒状に加圧成形したものであって、電池缶１５に圧入状態で装填されている。この正極合剤２１の内側に円筒状のセパレータ２２が装填され、このセパレータ２２の内側にゲル状負極２３が充填されている。負極２３にはゲル状化した亜鉛が使用されている。
【００２０】
ゲル状負極２３には棒状の金属製負極集電子２５が貫入させられている。負極集電子２５は、その基端が負極端子板２６の内側面（電池内側）にスポット溶接等により接続・固定されているとともに、その先端側が封口ガスケット３０を貫通して負極２３中に貫入している。
【００２１】
上記電池１０の封口部および防爆安全弁の機能は、同図（ｂ）に示すように、負極端子板２６と封口ガスケット３０を用いて構成されている。負極端子板２６には通気孔２７が設けられている。封口ガスケット３０はポリアミド樹脂の射出成形品であって、電池缶１５を気密封止するために、ボス部３１、環状パッキング部３２、隔壁部３３を一体に有するとともに、防爆安全弁として作動する薄肉部３５がボス部３１と隔壁部３３の間に形成されている。
【００２２】
環状パッキング部３２は、カシメ加工された電池缶１５の開口部と負極端子板２６との間に被圧縮状態で介在することにより、電池缶１５を気密封止する。ボス部３１は負極集電子２５を圧密状態で貫通させる透孔を有する。ボス部３１と環状パッキング部３２の間は隔壁部３３および薄肉部３５で閉塞されている。
【００２３】
上記までの構成は従来と同様であるが、この実施形態では、上記構成に加えて、上記薄肉部３５を上記電池缶１５内方から非閉塞状態で遮蔽する防御壁３７を設置してある。この防御壁３７はボス部３１の外周囲に鍔状に張り出すように形成され、薄肉部３５が電池缶１５の内部から見て隠蔽されるような非閉塞状態で設置されている。
【００２４】
上記電池１０においては、過放電あるいは逆装填等の誤使用により、内部で急激なガス発生が起きて電池内圧が異常上昇すると、上記薄肉部３５が先行破断する。この破断により生じた開封部３５１から電池内部のガスを外部へ逃がすことにより、電池の破裂を防止することができる。
【００２５】
上記薄肉部３５の破断によって電池内圧が一気に開放されると、電池内部のガスとともに、電解液および負極や正極合剤などの電池内容物２３１も上記開封部３５１から外へ抜けようとする。しかし、上記開封部３５１を目詰まりさせるような固形あるいはゲル状の内容物２３１は、その開封部３５１に達する途中で上記防御壁３７に遮られて捕捉される。これにより、開封部３５１が電池内容物２３１で閉塞されることを回避し、電池内部のガス発生による電池の破裂を確実に防止することができる。
【００２６】
上記防御壁３７は、封口ガスケット３０と一体形成することにより、部品数を増すことなく防爆機能の信頼性を高めることができる。一方、以下に説明する実施形態のように、上記防御壁３７を封口ガスケット３０と別の部材で構成すれば、封口ガスケット３０の成形性を損なうことなく防爆機能の信頼性を高めることができる。
【００２７】
すなわち、図２に示す第２実施形態のように、別部材として構成された鍔状部材３７１を、嵌め込み連結式のクリップ部材３１１を用いて中央ボス部３１に取り付けることにより防御壁３７を構成することができる。
【００２８】
また、図３に示す第３実施形態のように、リング状部材（Ｏリング）３７２を中央ボス部３１の外周囲に嵌着させる構成とすれば、非常に簡単な組立工程によって防御壁３７を設置することができる。
【００２９】
以下、本発明の具体的実施例を示す。  
比較例として、図５に示した防御壁なしの封口ガスケット３０１を用いてＬＲ６型アルカリ電池を作製した。実施例１として、図２に示した構造の封口ガスケット３０を用い、それ以外は比較例と同じ構成のＬＲ６型アルカリ電池を作製した。同様に、実施例２として、図３に示した構造の封口ガスケット３０を用いて、それ以外は比較例と同じ構成のＬＲ６型アルカリ電池を作製した。
【００３０】
比較例と実施例１，２の各電池についてそれぞれ、図４に示すように、８本直列装填の中の１本だけを逆装填した状態で２４時間ショート放電させる試験を行って電池破裂の有無を調べた。その結果、表１に示すように、比較例の電池１０１では破裂する電池があったが、実施例１，２の電池１０では１本も破裂しなかった。
【００３１】
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【００３２】
以上、本発明をその代表的な実施例に基づいて説明したが、本発明は上述した以外にも種々の態様が可能である。たとえば、上記薄肉部３５が環状に形成あるいは複数に分割形成されている場合、上記防御壁３７はその薄肉部３５の全体ではなく、一部を非閉塞状態で遮蔽するように形成されていてもよい。
【産業上の利用可能性】
【００３３】
電池内部のガス発生による電池の破裂を確実に防止させることができる電池用封口ガスケットおよび電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による電池用封口ガスケットの第１実施形態とこの封口ガスケットを用いたアルカリ電池の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明による電池用封口ガスケットの第２実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明による電池用封口ガスケットの第３実施形態を示す断面図である。
【図４】電池破裂試験の接続状態を示す図である。
【図５】従来の電池用封口ガスケットとこの封口ガスケットを用いたアルカリ電池を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０  アルカリ電池（本発明）
１０１  アルカリ電池（従来）
１５  電池缶（電池ケース）
２１  正極合剤
２２  セパレータ
２３  ゲル状負極
２３１  電池内容物
２５  負極集電子
２６  負極端子板
２７  通気孔
３０  電池用封口ガスケット（本発明）
３０１  電池用封口ガスケット（従来）
３１  ボス部
３１１  嵌め込み連結式のクリップ部材
３２  環状パッキング部
３３  隔壁部
３５  薄肉部（防爆安全弁）
３５１  破断により生じる開封部
３７  防御壁
３７１  鍔状部材
３７２  リング状部材（Ｏリング）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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