(57)【要約】      （修正有）【課題】  電池内圧上昇時にはガスを確実に放出し、かつガスの放出に伴う電解液の飛散を防止し、通常使用時には電解液の漏液を防止する封口構造を有する密閉型電池を提供する。【解決手段】  発電要素を収納する電池ケース、前記電池ケースの開口部を封口する封口板、前記電池ケースおよび封口板の間に配されるガスケットを具備し、前記電池ケースの開口端部を内方に折り曲げて開口端面１ａを形成することにより、前記封口板およびガスケットで前記電池ケース内を密閉する密閉型電池であって、前記電池ケースが開口端面においてＶ字状の切り欠き部１ｂを有する。【選択図】図２
2005056715.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発電要素を収納する電池ケース、前記電池ケースの開口部を封口する封口板、前記電池ケースおよび封口板の間に配されるガスケットを具備し、前記電池ケースの開口端部を内方に折り曲げて開口端面を形成することにより、封口板およびガスケットで前記電池ケース内を密閉する密閉型電池であって、
前記電池ケースが開口端面においてＶ字状の切り欠き部を有することを特徴とする密閉型電池。
【請求項２】
前記電池ケースが円筒状であり、
前記開口端面が外径Ｒ１、内径Ｒ２の輪状であり、
前記外径Ｒ１および内径Ｒ２、ならびに前記切り欠き部における円の中心方向の長さｄおよびＶ字を形成する角度θが、０°＜θ＜２０°、かつ０．５≦ｄ／（Ｒ１−Ｒ２）≦１．０を満たすことを特徴とする請求項１記載の密閉型電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、密閉型電池、特に密閉型電池の安全性向上に関する。
【背景技術】
【０００２】
安全弁作動時に水素ガスやアルカリ電解液の排出を緩和し、アルカリ電解液の飛散を防止して電池の安全性を向上させる方法として、例えば、特許文献１では、帽子形金属封口板の外周つば部の一部に、ガス抜き経路として切り欠き部を設けるとともに外周つば部の裏面に突起を３カ所以上設けることが開示されている。
【０００３】
しかし、常に開かれた状態の前記切り欠き部と、前記突起とが存在するため、電池の密閉性が低下し、通常使用時において漏液する可能性がある。
【特許文献１】特開２０００−１８２５９０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
そこで、本発明は、電池内圧の上昇時にはガスを確実に放出し、かつガスの放出に伴う電解液の飛散を防止し、通常使用時には電解液の漏液を完全に防止する封口構造を有する密閉型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】
【０００５】
本発明の密閉型電池は、発電要素を収納する電池ケース、前記電池ケースの開口部を封口する封口板、前記電池ケースおよび封口板の間に配されるガスケットを具備し、前記電池ケースの開口端部を内方に折り曲げて開口端面を形成することにより、封口板およびガスケットで前記電池ケース内を密閉する密閉型電池であって、
前記電池ケースが開口端面においてＶ字状の切り欠き部を有することを特徴とする。
【０００６】
前記電池ケースが円筒状であり、
前記開口端面が外径Ｒ１、内径Ｒ２の円形状であり、
前記外径Ｒ１および内径Ｒ２、ならびに前記切り欠き部における円の中心方向の長さｄおよびＶ字を形成する角度θが、０°＜θ＜２０°、かつ０．５≦ｄ／（Ｒ１−Ｒ２）≦１．０を満たすことが好ましい。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、電池内圧の上昇時にはガスを確実に放出し、かつガスの放出に伴う電解液の飛散を防止し、通常使用時には電解液の漏液を防止する封口構造を有する密閉型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】
【０００８】
本発明は、発電要素を収納する電池ケース、前記電池ケースの開口部を封口する封口板、前記電池ケースおよび封口板の間に配されるガスケットを具備し、前記電池ケースの開口端部を内方に折り曲げて開口端面を形成することにより、前記封口板およびガスケットで前記電池ケース内を密閉する密閉型電池であって、
前記電池ケースが開口端面においてＶ字状または楔形状の切り欠き部を有することを特徴とする密閉型電池に関する。
【０００９】
このような封口構造を有することにより、電池内圧の上昇時にはガスを確実に放出し、かつガスの放出に伴う電解液の飛散を防止し、通常使用時には電解液の漏液を防止することができる。
【００１０】
本発明の密閉型電池の一例として円筒形アルカリ乾電池を以下に説明する。円筒形アルカリ乾電池の一部を断面とした正面図を図１に示す。
正極合剤２、前記正極合剤２の内側に配された有底円筒形のセパレータ４、および前記セパレータ４の内側に充填されたゲル状負極３からなる発電要素が電池ケース１内に収納されている。
【００１１】
前記正極合剤２には、例えば、正極活物質としての二酸化マンガンおよび導電剤としての黒鉛の混合物を加圧成形してペレット状としたものが用いられる。
前記ゲル状負極３には、例えば、負極活物質としての亜鉛に、ゲル化剤としてポリアクリル酸ナトリウムを加えたものが用いられる。
前記セパレータ４には、例えば、ポリビニルアルコール繊維およびレーヨン繊維を主体として混抄した不織布が用いられる。
【００１２】
ガスケット５および負極端子を兼ねた底板（封口板）７と一体化した負極集電子６は、ゲル状負極３の中央に差し込まれている。電池ケース１の開口端部が、内方に折り曲げられることにより、ガスケット５の端部を介して底板７の周縁部にかしめつけられている。
電池ケース１の外表面には、外装ラベル８が被覆されている。
【００１３】
ここで、図２は、図１に示す円筒形アルカリ乾電池における電池ケースの下面図を示す。さらに、図３は、図２における切り欠き部付近の拡大下面図を示す。
円筒状の電池ケース１の開口端部は内方に折り曲げられることにより、輪（リング）状の開口端面１ａが形成されている。そして、開口端面１ａの一部にＶ字状の切り欠き部１ｂが設けられている。
電池内圧の上昇時には、この切り欠き部１ｂが適当な大きさに開くことにより、ガスがガスケット５と電池ケース１との間より放出され、電池内圧の異常な上昇を防ぐことができる。また、ガス放出に伴う電解液の飛散を防止することができる。
【００１４】
このとき、図２に示す前記開口端面１ａの外径Ｒ１および内径Ｒ２、ならびに図３に示す前記切り欠き部１ｂにおける円の中心方向の長さｄおよびＶ字を形成する角度θが、０°＜θ＜２０°、かつ０．５≦ｄ／（Ｒ１−Ｒ２）≦１．０を満たすことが好ましい。
前記角度θが２０°以上の場合、電池の漏液が生じる。また、角度θが０°の場合、電池内圧の上昇時におけるガスの外部への放出が不充分となる。
【００１５】
前記ｄ／（Ｒ１−Ｒ２）値が０．５未満となると、電池内圧の上昇時におけるガスの外部への放出が不充分となる。また、ｄ／（Ｒ１−Ｒ２）値が１．０を超えると、電池の漏液が生じる。
【００１６】
さらに、単４型や単６型等の細い円筒形のアルカリ乾電池では、従来より、ガスケットに肉薄部が設けられており、電池内圧の上昇時には、この肉薄部が破壊され、この破壊された部分を通り、底板の一部に設けられた孔よりガスが外部へ放出されるように構成されている。しかし、このような構造は、高温状態での作動可否に対する信頼性が低く、制御が困難である。また、このような肉薄部を備えたガスケットを成形することが難しい。
【００１７】
これに対して、本発明の電池では、ガスは電池ケース１とガスケット５との間を通るため、ガスケット５にこのような肉薄部を設ける必要はなく、上述したような問題は解消される。
以下に、本発明の実施例を詳細に説明する。
【実施例１】
【００１８】
上記の図１および２と同様の円筒形アルカリ乾電池を下記に示す手順で作製した。
（i）正極合剤の作製
二酸化マンガンと黒鉛とを、９０：１０の重量比で混合した。そして、得られた混合物と４０重量％の水酸化ナトリウム水溶液とを１００：３の重量比で混合し、充分に攪拌した後、フレーク状に圧縮成形した。ついで、フレーク状の正極合剤を粉砕して顆粒状とし、これを篩によって分級し、１０〜１００メッシュのものを中空円筒状に加圧成形してペレット状の正極合剤２を得た。この正極合剤２個を電池ケース１内に挿入し、加圧治具により正極合剤を再成形して電池ケース１の内壁に密着させた。
【００１９】
（ii）負極の作製
ゲル化剤としてポリアクリル酸ナトリウムと、アルカリ電解液として４０重量％の水酸化ナトリウム水溶液と、負極活物質として亜鉛粉末とを１：３３：６６の重量比で混合し、ゲル状負極３を得た。
【００２０】
（iii）円筒形アルカリ乾電池の組み立て
図１に示す構造の円筒形アルカリ乾電池を下記の手順により作製した。
上記の電池ケース１の内壁に密着させた正極合剤２の中央に、上記で得られた有底円筒形のセパレータ４を配置し、セパレータ４内に所定量のアルカリ電解液を注入した。所定時間経過した後、上記で得られたゲル状負極３をセパレータ４内に充填した。なお、セパレータ４には、ポリビニルアルコール繊維およびレーヨン繊維を主体として混抄した不織布を用いた。
【００２１】
負極集電子６をゲル状負極３の中央に差し込んだ。なお、負極集電子６には、ガスケット５および負極端子を兼ねた底板（封口板）７を一体化させた。そして、電池ケース１の開口端部を、ガスケット５の端部を介して底板７の周縁部にかしめつけ、電池ケース１の開口部を封口した。
【００２２】
このとき、電池ケース１の開口端部をかしめることにより、外径Ｒ１が６．９ｍｍおよび内径Ｒ２が５．４ｍｍである開口端面１ａを形成した。なお、開口端面１ａに、表１に示すような円の中心方向の長さｄおよびＶ字を形成する角度θを有するＶ字状切り欠き部が形成されるように、かしめる前に予め開口端部の一部を切り欠いた。
そして、外装ラベル８で電池ケース１の外表面を被覆して、単三型アルカリ乾電池（ＬＲ６）ａ〜ｌを作製した。
【００２３】
【表１】
2005056715.tif 000003
【００２４】
漏液試験として、上記で得られた電池ａ〜ｌをそれぞれ２０個ずつ、温度６０℃、湿度９０％の環境下で３ヶ月間保存した。そして、この時漏液した電池の個数を調べた。
また、電解液の飛散を防止できるかどうかを確認するため、電池ａ〜ｌをそれぞれ５個ずつ、１００ｍＡで充電した。そして、この時、電池内圧の異常な上昇により底板（封口板）が外れ、ガスの放出に伴い電解液が飛散した電池の個数を調べた。
これらの評価結果を表２に示す。
【００２５】
【表２】
2005056715.tif 000004
【００２６】
θ＝１０°に対して、ｄ／（Ｒ１−Ｒ２）を０．４〜１．１の範囲で種々に変えた電池ａ〜ｇを比較すると、ｄ／（Ｒ１−Ｒ２）が０．５〜１．０の電池ｂ〜ｆでは、いずれも漏液した電池は全くなかった。また、充電時における電池内圧の上昇時に、電解液が飛散することなく、ガスが確実にガスケットと底板との間より外部に放出された。
【００２７】
また、ｄ＝１．２ｍｍに対して、θを０°〜２５°の範囲で種々に変えた電池ｄおよびｈ〜ｌを比較すると、０°＜θ＜２０°の電池ｄ、ｉおよびｊでは、いずれも漏液した電池は全くなかった。また、充電時における電池内圧の上昇時に、電解液が飛散することなく、ガスが確実にガスケットと底板との間より外部に放出された。
【産業上の利用可能性】
【００２８】
本発明の密閉型電池は、電池内圧の上昇時にはガスを確実に放出し、かつガスの放出に伴う電解液の飛散を防止し、通常使用時には電解液の漏液を防止する封口構造を有するため、高信頼性を要する円筒形アルカリ乾電池等の密閉型電池に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例における円筒形アルカリ乾電池の一部を断面とした正面図である。
【図２】本発明の実施例における円筒形アルカリ乾電池の電池ケースの下面図である。
【図３】図２のＸ部分（切り欠き部付近）を拡大した下面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１  電池ケース
１ａ  開口端面
１ｂ  切り欠き部
２  正極合剤
３  ゲル状負極
４  セパレータ
５  ガスケット
６  負極集電子
７  底板
８  外装ラベル
【図１】
2005056715.tif 000005
【図２】
2005056715.tif 000006
【図３】
2005056715.tif 000007