(57)【要約】      （修正有）【課題】安全性の高い円筒型電池を提供する。【解決手段】正極および負極の発電要素を収容する容器の開口縁と、この容器内のガス圧力により亀裂を生じる薄肉部１１３を内周に有するフランジ部１１１と絶縁体を兼ねる環状側壁部１１０と、内周支持部１１２とを有する樹脂製絶縁ガスケット１０６とを、内周方向に屈曲させることにより密封口される円筒型電池において、前記樹脂製絶縁ガスケット１０６の環状側壁部１１０内側に耐熱性リング１０９を有し、この耐熱性リング１０９の外径が前記環状側壁部１１０の内径以内で、且つ耐熱性リング１０９の内径がフランジ部１１１直径の約６５％以上とすることで、破裂を回避することができるので、安全性の高い円筒型電池を提供できる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
正極および負極の発電要素を収容する容器の開口縁と、この容器内のガス圧力により亀裂を生じる薄肉部を内周に有するフランジ部と絶縁体を兼ねる環状側壁部と、内周支持部とを有する樹脂製絶縁ガスケットとを、内周方向に屈曲させることにより密封口される円筒型電池において、前記樹脂製絶縁ガスケットの環状側壁部内側に耐熱性リングを有し、この耐熱性リングの外径が前記環状側壁部の内径以内で、且つ耐熱性リングの内径がフランジ部直径の約６５％以上であることを特徴とする円筒型電池。
【請求項２】
帽子形の負極端子を兼ねる金属封口板と樹脂製絶縁ガスケットとの間に金属板を有し、フランジ部と金属板との隙間に耐熱性リングを配置し、この耐熱性リングの厚さがフランジ部と金属板との距離の７０％〜１００％であることを特徴とする請求項１に記載の円筒型電池。
【請求項３】
帽子形の負極端子を兼ねる金属封口板を有し、耐熱性リングの厚さがフランジ部と金属封口板との距離の７０％〜１００％であることを特徴とする請求項１に記載の円筒型電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は安全性の高い円筒型電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
円筒型電池の一種であるアルカリ乾電池では誤使用時等に発生する内部ガスを電池外部にスムーズに放出するため、ガスケットに亀裂が発生しやすいように薄肉部を設けたり、特許文献１に記載のように、高温とガス発生が同時に起こる場合に、ガスケットが熱変形して薄肉部に亀裂を生じず結果的に破裂に至ることを回避するために硬質材料からなるリング状支持体を設けている。しかし、特許文献１の場合、リング状支持体の内径が環状連結部（フランジ部）の二分の一以下であるため、約８０℃以下の極端な発熱を伴わないガス発生の場合、例えば誤使用による充電により内部ガスが発生する場合、ガスケットに亀裂が入る圧力が極度に高くなり、結局破裂してしまうことがあった。特にサイズの小さい電池、例えば単三形や単四形電池においては破裂する傾向が顕著に見られた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平７−１０５９２５号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記情況に対処するためになされたもので、その課題は安全性の高い円筒型電池を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、正極および負極の発電要素を収容する容器の開口縁と、この容器内のガス圧力により亀裂を生じる薄肉部を内周に有するフランジ部と絶縁体を兼ねる環状側壁部と、内周支持部とを有する樹脂製絶縁ガスケットとを、内周方向に屈曲させることにより密封口される円筒型電池において、前記樹脂製絶縁ガスケットの環状側壁部内側に耐熱性リングを有し、耐熱性リングの外径が前記環状側壁部の内径以内で、且つ耐熱性リングの内径がフランジ部直径の約６５％以上であることを特徴とする。
【０００６】
請求項２に記載の発明は、帽子形の負極端子を兼ねる金属封口板と樹脂製絶縁ガスケットとの間に金属板を有し、フランジ部と金属板との隙間に耐熱性リングを配置し、この耐熱性リングの厚さがフランジ部と金属板との距離の７０％〜１００％であることを特徴とする。
【０００７】
請求項３に記載の発明は、帽子形の負極端子を兼ねる金属封口板を有し、耐熱性リングの厚さがフランジ部と金属封口板との距離の７０％〜１００％であることを特徴とする。
請求項１ないし請求項３に記載の発明によると、耐熱性リングを設けているので、破裂を回避することができ、円筒型電池の安全性を向上させることができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について説明する。
図１は本発明の一実施形態の単三形アルカリ電池の断面図である。
この図において、１０１は正極端子を兼ねる有底円筒形の金属缶（容器）であり、この金属缶１０１内には円筒状に加圧成形した正極合剤１０２が充填されている。正極合剤１０２は、二酸化マンガン粉末と黒鉛粉末とを混合し、この混合物を金属缶１０１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１０２の中空部には、有底円筒状のセパレータ１０３を介してゲル状負極１０４が充填されている。ゲル状負極１０４は、水酸化カリウム水溶液およびポリアクリル酸によりゲル状にした電解液と負極活物質としての亜鉛または亜鉛合金から構成されている。ゲル状負極１０４内には真鍮製の負極集電棒１０５が挿着されており、この負極集電棒の上端部をゲル状負極１０４より突出するように設けられている。負極集電棒１０５の突出部外周面及び金属缶１０１の上部内周面には内周支持部１１２とこの内周支持部１１２の下部に薄肉部１１３を設けたフランジ部１１１と環状側壁部１１０を形成した二重環状のナイロン樹脂からなる樹脂製絶縁ガスケット１０６が配設されている。また、負極端子を兼ねる帽子形の金属封口板１０８が負極集電棒１０５の頭部に当接するように配設されている。そして、金属缶１０１の開口縁を内方に屈曲させることにより、樹脂製絶縁ガスケット１０６及び金属封口板１０８で金属缶１０１内を密封口している。このようにしてＪＩＳ規格の単三形アルカリ電池を組み立てた。
【０００９】
（実施例１）
樹脂製絶縁ガスケット１０６の環状側壁部の内径以内で、且つ内径がフランジ部１１１の６５％である鉄製の耐熱性リング１０９を設けた以外は上記実施形態と同じ方法で単三形アルカリ電池を組み立て、実施例１とした。
【００１０】
（実施例２）
図２は本発明の他の実施形態の単三形アルカリ電池の断面図である。
この図において、２０１は正極端子を兼ねる有底円筒形の金属缶（容器）であり、この金属缶２０１内には円筒状に加圧成形した正極合剤２０２が充填されている。正極合剤２０２は、二酸化マンガン粉末と黒鉛粉末とを混合し、この混合物を金属缶２０１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２０２の中空部には、有底円筒状のセパレータ２０３を介してゲル状負極２０４が充填されている。ゲル状負極２０４は、水酸化カリウム水溶液およびポリアクリル酸によりゲル状にした電解液と負極活物質としての亜鉛または亜鉛合金から構成されている。ゲル状負極２０４内には真鍮製の負極集電棒２０５が挿着されており、この負極集電棒の上端部をゲル状負極２０４より突出するように設けられている。負極集電棒２０５の突出部外周面及び金属缶２０１の上部内周面には内周支持部２１２とこの内周支持部２１２の下部に薄肉部２１３を設けたフランジ部２１１と環状側壁部２１０を形成した二重環状のナイロン樹脂からなる樹脂製絶縁ガスケット２０６が配設されている。また、樹脂製絶縁ガスケット２０６の二重環状部の間には金属板２０７が配設され、且つ金属板２０７には負極端子を兼ねる帽子形の金属封口板２０８が負極集電棒２０５の頭部に当接するように配設されている。そして、金属缶２０１の開口縁を内方に屈曲させることにより、樹脂製絶縁ガスケット２０６及び金属封口板２０８で金属缶２０１内を密封口している。
【００１１】
金属封口板２０８と樹脂製絶縁ガスケット２０６との間に、金属封口板２０８と樹脂製絶縁ガスケット２０６との距離の７０％の厚さで、且つ内径がフランジ部２１１の６５％である鉄製の耐熱性リング２０９を設け、単三形アルカリ電池を組み立て、実施例２とした。
【００１２】
（比較例１）
実施例１において、耐熱性リングのない単三形アルカリ電池を組み立て、比較例１とした。
【００１３】
（比較例２）
実施例２において、耐熱性リングのない単三形アルカリ電池を組み立て、比較例２とした。
【００１４】
（比較例３）
実施例１において、金属板と樹脂製絶縁ガスケットとの間に、金属板と樹脂製絶縁ガスケットとの距離の９０％の厚さで、且つ内径がフランジ部の３０％である鉄製の耐熱性リングを設けた以外は、実施例１と同様にして単三形アルカリ電池を組み立て、比較例３とした。
【００１５】
実施例１，２及び比較例１〜３を用いて火中投入試験を行い、破裂の有無を確認した結果を表１に示す。また、１Ａ連続充電を行った結果も合わせて表１に示す。
【００１６】
【表１】
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【００１７】
表１によれば耐熱性リングを設けることにより破裂を回避できることは言うまでもない。しかし、耐熱性リングの内径が小さい場合、比較例３のようにガス発生と高温が同時に発生する場合は効果が得られるが、それほど高温を伴わない場合では薄肉部に亀裂を生じる圧力が高くなり、破裂してしまう。このことから耐熱性リングの内径はフランジ部の６５％以上であることが望ましい。また、耐熱性リングの厚さが、金属板または金属封口板と、絶縁ガスケットとの距離の７０％未満である場合、高温を伴うガス発生時にフランジ部の変形を完全には抑制できないため、耐熱性リングの厚さは７０％以上であることが望ましい。
【００１８】
上記の実施例ではアルカリ乾電池を例に挙げたが、ニッケル乾電池においても同様な効果が得られる。また、耐熱性リングは、鉄以外の金属、セラミック、ガラス強化材料などの硬化材料且つ耐熱性であれば本実施例と同様な効果が得られる。
【００１９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、耐熱性リングを設けることにより破裂を回避することができ、安全性の高い円筒型電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例であるアルカリ電池の断面図。
【図２】本発明の他の実施例であるアルカリ電池の断面図。
【符号の説明】
１０１，２０１…金属缶、１０２，２０２…正極合剤、１０３，２０３…セパレータ、１０４，２０４…ゲル状負極、１０５，２０５…負極集電棒、１０６，２０６…樹脂製絶縁ガスケット、２０７…金属板、１０８，２０８…金属封口板、１０９，２０９…耐熱性リング、１１０，２１０…環状側壁部、１１１，２１１…フランジ部、１１２，２１２…内周支持部、１１３，２１３…薄肉部。
【図１】
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【図２】
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