(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
扁平円形状を有する電池であって、
筒状を有する外壁部と、前記外壁部の一端を封鎖する底部とを含み、正極及び負極のうち一方の極性を有する外装缶と、
前記底部に対向する頂部と、前記電池の径方向において前記外壁部の内側に配置され、前記頂部から前記底部に向かって延び、筒状を有する内壁部とを含み、正極及び負極のうち他方の極性を有する封口缶と、
前記外壁部と前記内壁部との間に配置されるガスケットと、
環状を有し、前記ガスケットのうち前記外壁部と前記内壁部との間から露出している部分の上に配置され、液体を吸収して膨張する膨張材と、を備え、
前記膨張材は、前記外装缶及び前記封口缶の一方又は両方に接触しない、電池。
【請求項２】
請求項１に記載の電池であって、さらに、
その外表面に、前記電池が口内に入れられた場合に前記口内に付着する着色材料を備える、電池。
【請求項３】
扁平円形状を有する電池であって、
筒状を有する外壁部と、前記外壁部の一端を封鎖する底部とを含み、正極及び負極のうち一方の極性を有する外装缶と、
前記底部に対向する頂部と、前記電池の径方向において前記外壁部の内側に配置され、前記頂部から前記底部に向かって延び、筒状を有する内壁部とを含み、正極及び負極のうち他方の極性を有する封口缶と、
前記外壁部と前記内壁部との間に配置されるガスケットと、
環状を有し、前記ガスケットのうち前記外壁部と前記内壁部との間から露出している部分の上に配置され、液体を吸収して膨張する膨張材と、
その外表面に、前記電池が口内に入れられた場合に前記口内に付着する着色材料と、を備える、電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、電池に関し、より詳しくは扁平円形状を有する電池に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、厚みよりも直径が大きい扁平円形状の電池が知られている。扁平円形状の電池は、例えば、コイン形電池又はボタン形電池等と称される。これらの電池は、一般に、外装缶及び封口缶の内部に発電要素を収容した構成を有する。外装缶及び封口缶は、それぞれ発電要素と電気的に接続され、正又は負の極性を有する。
【０００３】
近年、扁平円形状の電池について、乳幼児による誤飲が問題視されている。乳幼児の周囲の人間が相当に注意していたとしても、乳幼児がいつの間にか電池を口に入れてしまうという事態は起こり得る。乳幼児が電池を嚥下してしまった場合、電池が消化管に接触し、外装缶と封口缶とが体液を介して導通する可能性がある。すなわち、消化管内において外装缶と封口缶との間で液絡が発生する。この場合、非特許文献１及び２に記載されているように、体液の電気分解によって電池の外側にアルカリ性の液体が生成される。アルカリ性の液体は、消化管を損傷させるおそれがある。
【０００４】
特許文献１では、誤飲防止のためのボタン形電池が提案されている。当該電池の表面には、苦味物質を含有する導電性被膜が形成されている。特許文献１には、成人男子ボランティアにて誤飲試験を行った結果、１０秒以内に強い苦味を感じて誤飲することはなかったと記載されている。
【０００５】
特許文献２では、電池からの漏液を防止するため、絶縁物から成る電池キャップを電池に固着する技術が提案されている。特許文献２には、薄型電池では陰極缶（封口缶）の上面と陽極缶（外装缶）の上縁とがほぼ同じ高さにあるため、電池を金属板等の上に置いた際に短絡が生じる可能性があるが、電池キャップを被せることによって短絡が防止されるとの記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平４−３１２７６２号公報
【特許文献２】実開昭５４−３５３２４号公報
【非特許文献】
【０００７】
【非特許文献１】「乳幼児（特に１歳以下）のボタン電池の誤飲に注意！−重症化することを知らない保護者が６割も！！−」、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成２６年６月１８日、独立行政法人国民生活センター、［平成２８年３月１日検索］、インターネット＜URL：http://www.kokusen.go.jp/pdf/n-20140618_1.pdf＞
【非特許文献２】「ボタン電池を使用した商品に注意−乳幼児の誤飲により、化学やけどのおそれも−」、［ｏｎｌｉｎｅ］、平成２６年１０月３０日、独立行政法人国民生活センター、［平成２８年３月１日検索］、インターネット＜URL：http://www.kokusen.go.jp/pdf/n-20141030_1.pdf＞
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献１では、苦味によって電池の誤飲防止を図っている。しかしながら、味覚には個人差があるため、どれほど強い苦味を電池に付与したとしても、電池の嚥下に至る可能性がある。特許文献１では、苦味物質を含有する被膜が電池の表面に形成されているが、当該被膜は導電性を有する。このため、乳幼児等が誤って電池を嚥下し、電池が消化管に接触すると、体液を介して外装缶と封口缶とが容易に導通する。よって、体液の電気分解により、アルカリ性の液体が生成される。
【０００９】
特許文献２において、電池キャップは、主として電池の内部から外部への漏液を防止するためのものであり、外装缶と封口缶との境界付近を覆っているにすぎない。この電池キャップでは、電池の外側における外装缶と封口缶との液絡を抑制することは難しい。よって、特許文献２の電池でも、乳幼児等が嚥下した場合、体液を介した外装缶と封口缶との導通が容易に生じ得る。この場合、体液の電気分解により、アルカリ性の液体が生成される。
【００１０】
本開示は、体内に入った場合に、体液を介した外装缶と封口缶との導通を抑制することができる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】
【００１１】
本開示に係る電池は、扁平円形状を有する。電池は、外装缶と、封口缶と、ガスケットと、膨張材とを備える。外装缶は、外壁部と、底部とを含む。外壁部は、筒状を有する。底部は、外壁部の一端を封鎖する。外装缶は、正極及び負極のうち一方の極性を有する。封口缶は、頂部と、内壁部とを含む。頂部は、底部に対向する。内壁部は、電池の径方向において外壁部の内側に配置される。内壁部は、頂部から底部に向かって延びる。内壁部は、筒状を有する。封口缶は、正極及び負極のうち他方の極性を有する。ガスケットは、外壁部と内壁部との間に配置される。膨張材は、環状を有する。膨張材は、ガスケットのうち外壁部と内壁部との間から露出している部分の上に配置される。膨張材は、液体を吸収して膨張する。
【発明の効果】
【００１２】
本開示によれば、電池が体内に入った場合に、体液を介した外装缶と封口缶との導通を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、実施形態に係る電池の概略構成を示す断面図である。
【図２】図２は、図１に示す電池において、膨張材が膨張した状態を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
実施形態に係る電池は、扁平円形状を有する。電池は、外装缶と、封口缶と、ガスケットと、膨張材とを備える。外装缶は、外壁部と、底部とを含む。外壁部は、筒状を有する。底部は、外壁部の一端を封鎖する。外装缶は、正極及び負極のうち一方の極性を有する。封口缶は、頂部と、内壁部とを含む。頂部は、底部に対向する。内壁部は、電池の径方向において外壁部の内側に配置される。内壁部は、頂部から底部に向かって延びる。内壁部は、筒状を有する。封口缶は、正極及び負極のうち他方の極性を有する。ガスケットは、外壁部と内壁部との間に配置される。膨張材は、環状を有する。膨張材は、ガスケットのうち外壁部と内壁部との間から露出している部分の上に配置される。膨張材は、液体を吸収して膨張する（第１の構成）。
【００１５】
上記電池では、外装缶と封口缶との間のガスケットの上に膨張材が配置されている。この膨張材は、電池が体内に入った場合に体液を吸収して膨張する。これにより、電池の外側において、外装缶と封口缶との物理的な距離が大きくなるため、体液を介した外装缶と封口缶との導通が抑制される。よって、体液の電気分解が進みにくく、体内におけるアルカリ性の液体の生成を抑制することができる。
【００１６】
上記電池が体内に入り、膨張材が体液を吸収した場合、体液が膨張材内で電気分解される可能性がある。しかしながら、膨張材に吸収された体液が電気分解され、これによりアルカリ性の液体が生成されたとしても、このアルカリ性の液体は膨張材に保持される。よって、アルカリ性の液体が体内で拡散するのを抑制することができる。
【００１７】
上記電池において、膨張材は、外装缶及び封口缶の一方又は両方に接触していなくてもよい（第２の構成）。
【００１８】
第２の構成によれば、膨張材は、外装缶及び／又は封口缶に接触していない。このため、例えば電池の保管時において、湿気等によって膨張材が微量な水分を含んだとしても、膨張材中の水分を介した外装缶と封口缶との短絡が生じるのを防止することができる。
【００１９】
上記電池は、さらに、その外表面に着色材料を備えていてもよい。着色材料は、上記電池が口内に入れられた場合に口内に付着する（第３の構成）。
【００２０】
第３の構成によれば、乳幼児が電池を口に入れた際、着色材料によって口内が着色される。このため、仮に乳幼児が電池を嚥下してしまったとしても、口内の着色により、周囲の人間が速やかに嚥下を認識することができる。
【００２１】
以下、実施形態について図面を参照しつつ説明する。図中同一及び相当する構成については同一の符号を付し、同じ説明を繰り返さない。説明の便宜上、各図において、構成を簡略化又は模式化して示したり、一部の構成を省略して示したりする場合がある。
【００２２】
［電池の構成］
実施形態に係る電池１０の概略構成を図１に示す。図１は、電池１０を厚み方向に沿って切断した断面図である。
【００２３】
電池１０は、扁平円形状をなす。すなわち、電池１０は、最大厚みよりも直径が大きい。電池１０は、一般にコイン形電池又はボタン型電池等と称される円形電池である。
【００２４】
電池１０は、外装缶１と、封口缶２と、ガスケット３と、発電要素４と、膨張材５とを備える。
【００２５】
外装缶１は、有底筒状をなし、筒軸方向の一端に開口を有する。外装缶１は、平面視において実質的に円形である。以下、説明の便宜上、外装缶１の筒軸方向を単に軸方向といい、軸方向における外装缶１の開口側を上、その反対側を下という場合がある。外装缶１の筒軸に直交する方向を径方向という。
【００２６】
外装缶１は、底部１１と、筒状の外壁部１２とを備える。底部１１は、外壁部１２の下端を封鎖する。すなわち、外壁部１２は、その下縁が底部１１の周縁に接続され、底部１１から上方に向かって延びている。外壁部１２の上縁部１２ａは、径方向の内側に屈曲している。
【００２７】
封口缶２は、有底筒状をなし、軸方向の一端に開口を有する。封口缶２は、平面視において実質的に円形である。封口缶２は、頂部２１と、筒状の内壁部２２とを備える。頂部２１は、外装缶１の底部１１の上方に配置され、底部１１に対向する。
【００２８】
内壁部２２は、径方向において、外装缶１の外壁部１２の内側に配置される。内壁部２２の上端は、頂部２１によって封鎖されている。すなわち、内壁部２２は、その上縁が頂部２１の周縁に接続され、頂部２１から下方に向かって延びている。内壁部２２は、段部２２ａにより、下方に向かって拡径する。内壁部２２において、下縁の外径及び内径は、それぞれ上縁の外径及び内径よりも大きい。内壁部２２は、頂部２１から底部１１側に延び、底部１１の近傍において外側に折り返されている。
【００２９】
外装缶１及び封口缶２は、金属材料で構成される。金属材料としては、例えば、鉄や、ステンレス鋼等といった鉄を主成分とする鉄合金を挙げることができる。詳しくは後述するが、外装缶１及び封口缶２は、発電要素４と電気的に接続される。これにより、外装缶１及び封口缶２は、それぞれ電池１０の正極及び負極として機能する。
【００３０】
ガスケット３は、外装缶１と封口缶２とを絶縁する。ガスケット３は、外装缶１の外壁部１２と封口缶２の内壁部２２との間に配置される。ガスケット３は、径方向の内側にかしめられた外壁部１２の上縁部１２ａにより、内壁部２２に対して押し付けられている。
【００３１】
ガスケット３は、外周部３１と、下部３２と、内周部３３とを含む。外周部３１は、封口缶２の内壁部２２の外周面のうち、少なくとも、外装缶１の外壁部１２の内周面に対向する部分を覆う。外周部３１の上縁は、外壁部１２と内壁部２２との間において、外壁部１２の上縁よりも上方に突出していてもよい。下部３２及び内周部３３は、それぞれ、内壁部２２の下縁部及び内壁部２２の内周面の下部を覆っている。
【００３２】
ガスケット３は、樹脂材料によって構成することができる。樹脂材料としては、例えば、ポリアミド系樹脂、ポリプロピレン樹脂、又はポリフェニレンサルファイド樹脂等を挙げることができる。
【００３３】
発電要素４は、外装缶１、封口缶２、及びガスケット３によって形成される空間内に収容される。当該空間内には、ＬｉＣｌＯ4等を含有する非水電解液（図示略）も収容されている。
【００３４】
発電要素４は、正極材４１と、負極材４２と、セパレータ４３とを含む。正極材４１及び負極材４２は、それぞれ、円板状に形成されている。正極材４１は、二酸化マンガン等の正極活物質を含有する。負極材４２は、金属リチウム又はリチウム合金等の負極活物質で構成される。セパレータ４３は、正極材４１と負極材４２との間に配置される。セパレータ４３は、例えば、不織布等で構成される。
【００３５】
正極材４１は、外装缶１の内表面に接触する。すなわち、外装缶１は、正極材４１に対して電気的に接続される。このため、外装缶１は、正の極性を有する。
【００３６】
負極材４２は、封口缶２の内表面に接触する。すなわち、封口缶２は、負極材４２に対して電気的に接続される。このため、封口缶２は、負の極性を有する。封口缶２は、外装缶２の極性とは逆の極性を有する。
【００３７】
外装缶１が負の極性を有し、封口缶２が正の極性を有するように構成することも可能である。この場合、外装缶１を負極材４２と電気的に接続し、封口缶２を正極材４１と電気的に接続すればよい。
【００３８】
膨張材５は、ガスケット３のうち、外装缶１の外壁部１２と封口缶２の内壁部２２との間から露出する部分に配置されている。すなわち、膨張材５は、ガスケット３の外周部３１上に配置されている。膨張材５は、液体を吸収した場合に膨張する。
【００３９】
膨張材５は、環状をなす。膨張材５は、少なくとも実質的に膨張していない状態で、外装缶１及び封口缶２の一方又は両方に接触しないように配置されることが好ましい。本実施形態において、膨張材５の外周縁は外装缶１の外壁部１２上に位置し、膨張材５の内周縁はガスケット３上に位置する。膨張材５は、封口缶２には接触していない。
【００４０】
膨張材５は、外装缶１に接触せず、封口缶２に接触していてもよい。例えば、膨張材５の外周縁をガスケット３上に配置し、膨張材５の内周縁を封口缶２の内壁部２２上に配置することができる。あるいは、膨張材５は、外装缶１及び封口缶２のどちらにも接触していなくてもよい。この場合、膨張材５の内周縁及び外周縁は、ともにガスケット３上に配置される。
【００４１】
膨張材５は、外装缶１、封口缶２、ガスケット３、及び発電要素４を有する電池本体の外表面に直接接していなくてもよい。膨張材５は、膜状の絶縁体を介して電池本体の外表面上に配置されていてもよい。これにより、例えば、電池１０の保管時に膨張材５が湿気等を吸収したとしても、膨張材５を介して外装缶１と封口缶２とが液絡するのを抑制することができる。絶縁体としては、例えばポリエチレンフィルム等、絶縁性を有する公知のフィルム、シート、又は塗膜等を使用することができる。
【００４２】
膨張材５の外表面は、その少なくとも一部が粘膜への接着を防止するための被覆材によって覆われていてもよい。被覆材としては、例えば、ポリエチレン微多孔膜、ポリプロピレン不織布等を挙げることができる。被覆材は、上述の絶縁体と同様の材料で構成されていてもよい。被覆材が液体を通過させるものであれば、被覆材によって膨張材５の外表面の全体が覆われていてもよい。
【００４３】
特に限定されるものではないが、膨張材５の材質として、例えば、吸収性ポリマー（高吸水性高分子）を採用することができる。吸収性ポリマーとしては、例えば、ポリアクリル酸塩系高吸水性樹脂、ポリスルホン酸塩系高吸水性樹脂、ポリアクリルアミド系高吸水性樹脂等が挙げられる。人体への影響及びコストの観点から、特に、ポリアクリル酸ナトリウム系高吸水性樹脂が好ましい。
【００４４】
電池１０は、その外表面の少なくとも一部において、着色材料を有していることが好ましい。着色材料は、電池１０が口内に入った際、歯や舌等を一時的に着色するための材料である。着色材料としては、例えば、公知の歯垢染色剤、食品着色剤等を使用することができる。着色材料は、例えば、電池１０の外表面に塗布される。
【００４５】
［電池の製造方法］
電池１０は、外装缶１、封口缶２、ガスケット３、及び発電要素４を有する電池本体を準備し、電池本体上に膨張材５を設けることによって製造することができる。電池本体としては、公知のコイン形電池又はボタン形電池を使用することができる。すなわち、電池本体の全体構成、並びに外装缶１、封口缶２、ガスケット３、及び発電要素４の個々の構成は、本実施形態において説明したものに限定されない。
【００４６】
膨張材５は、例えば、吸水性ポリマーを表面に有する公知又は市販の止水テープを電池本体に貼付することによって、電池本体に設けることができる。作業性の観点から、止水テープは、環状に打ち抜いた上で電池本体に貼付することが好ましい。ただし、長尺状の止水テープを電池本体に巻き付けることもできる。
【００４７】
［効果］
本実施形態に係る電池１０は、体内に入った際、体液を介した外装缶１と封口缶２との導通を抑制することができる。以下、図２を参照して具体的に説明する。
【００４８】
図２は、膨張材５が膨張した状態を模式的に示す図である。電池１０が体内に入った場合、膨張材５は、体液を吸収して膨張する。すなわち、膨張材５が体液を吸収することにより、膨張材５の体積が増大する。よって、図２において矢印で示すように、電池１０の外側において、膨張材５が膨張した分だけ外装缶１と封口缶２との距離が大きくなる。
【００４９】
外装缶１と封口缶２との物理的な距離、つまり電子の移動距離が大きくなったことにより、体液の電気分解が緩和され、アルカリ性の液体が生成されにくくなる。このように、電池１０は、体内における外装缶１と封口缶２との導通を抑制することができる。
【００５０】
図２に示すように、膨張材５が体液を吸収した場合、体液が膨張材５内で電気分解される可能性がある。しかしながら、膨張材５内で体液が電気分解されてアルカリ性の液体が生成されたとしても、このアルカリ性の液体は膨張材５に保持される。よって、アルカリ性の液体が体内で拡散するのを抑制することができる。
【００５１】
本実施形態において、膨張材５は、実質的に膨張していない状態で、外装缶１及び／又は封口缶２に接触しないことが好ましい。この場合、例えば、電池１０の保管時において、湿気等によって膨張材５が微量な水分を含んだとしても、膨張材５中の水分を介して外装缶１と封口缶２とが短絡するのを防止することができる。
【００５２】
本実施形態に係る電池１０は、外表面の少なくとも一部に着色材料を有していることが好ましい。この場合、乳幼児が電池１０を口に入れた際、着色材料によって歯や舌等が着色される。よって、仮に乳幼児が電池１０を嚥下してしまったとしても、周囲の人間が速やかに嚥下を認識することができる。
【００５３】
以上、実施形態について説明したが、本開示は、上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【符号の説明】
【００５４】
１０：電池、１：外装缶、１１：底部、１２：外壁部、２：封口缶、２１：頂部、２２：内壁部、３：ガスケット、５：膨張材
【図１】
0006718702.tif 000002
【図２】
0006718702.tif 000003