(57)【要約】【課題】  電解液の漏れを効果的に抑制可能な電池を提供する。【解決手段】  電池１０は、電槽１と、冶具２と、ガスケット３と、正電極４と、リード線５と、端子部６と、カチオン交換膜７と、アルカリ電解液８とを備える。電槽１は、金属からなり、開口部を有する。冶具２およびガスケット３は、略コの字形状の断面形状を有する。ガスケット３は、冶具２によって電槽１の開口部に固定される。正電極４は、一部がアルカリ電解液８に浸漬されるように電槽１の内部に配設される。リード線５は、正電極４を端子部６に電気的に接続する。端子部６は、冶具２上に配設され、冶具２の内周側に設けられた開口部を塞ぐ。カチオン交換膜７は、アルカリ電解液８とガスケット２との間において、電槽１の内壁１Ａに貼付される。アルカリ電解液８は、電槽１内に入れられる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電解液が入れられ、開口部を有する電槽と、
開口部に設けられた封止部材と、
前記電解液の前記封止部材への付着を電荷的反発により抑制する付着抑制部材とを備える電池。
【請求項２】
前記電解液は、アルカリ電解液であり、
前記付着抑制部材は、カチオン交換膜である、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記カチオン交換膜は、前記電槽の内壁に接して設けられる、請求項２に記載の電池。
【請求項４】
前記電槽の内壁に接して設けられた絶縁膜をさらに備え、
前記カチオン交換膜は、前記絶縁膜を覆うように設けられる、請求項２に記載の電池。
【請求項５】
前記カチオン交換膜側の前記絶縁膜の表面は、凹凸である、請求項４に記載の電池。
【請求項６】
前記カチオン交換膜は、前記アルカリ電解液と前記封止部材との間の領域において前記電槽の内壁に設けられる、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載の電池。
【請求項７】
前記電槽は、金属または樹脂からなる、請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電池に関し、特に、電解液の漏れを抑制可能な電池に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、アルカリ電池を開示する。アルカリ電池は、正極合剤と、セパレータと、負極合剤と、撥水剤とを備える。
【０００３】
正極合剤は、中空円筒状に成形されている。セパレータは、有底円筒形に成形されている。セパレータは、正極合剤の内側に設けられ、負極合剤は、セパレータ内に設けられる。撥水剤は、セパレータの開口端から所定範囲内においてセパレータ表面に塗布される。そして、撥水剤は、アルカリ電解液が漏れるのを防止する機能を果たす。
【０００４】
このように、特許文献１は、撥水剤によりアルカリ電解液の漏れを防止するアルカリ電池を開示する。
【特許文献１】特開２００３−３３８２９２号公報
【特許文献２】特開２００１−２１６９４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、撥水剤によってアルカリ電解液の漏れを防止する場合、アルカリ電解液の撥水剤への付着を完全に除去することは困難であり、アルカリ電解液の付着により撥水剤が腐食する可能性がある。その結果、アルカリ電解液の漏れを効果的に抑制することは困難である。
【０００６】
また、アルカリ電解液が入った容器が金属で構成されている場合、容器が負電位に帯電することによりアルカリ電解液が電気毛管現象により容器の内壁を這い上がるクリーピングが生じるが、撥水剤を用いた場合、このクリーピングを防止することが困難である。
【０００７】
そこで、この発明は、かかる問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、電解液の漏れを効果的に抑制可能な電池を提供することである。
【０００８】
また、この発明の別の目的は、容器が金属で構成されている場合に電解液の這い上がりによる漏液を抑制可能な電池を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明によれば、電池は、電槽と、封止部材と、付着抑制部材とを備える。電槽は、電解液が入れられ、開口部を有する。封止部材は、開口部に設けられる。付着抑制部材は、電解液の封止部材への付着を電荷的反発により抑制する。
【００１０】
好ましくは、電解液は、アルカリ電解液である。そして、付着抑制部材は、カチオン交換膜である。
【００１１】
好ましくは、カチオン交換膜は、電槽の内壁に接して設けられる。
【００１２】
好ましくは、電池は、絶縁膜をさらに備える。絶縁膜は、電槽の内壁に接して設けられる。カチオン交換膜は、絶縁膜を覆うように設けられる。
【００１３】
好ましくは、カチオン交換膜側の絶縁膜の表面は、凹凸である。
【００１４】
好ましくは、カチオン交換膜は、アルカリ電解液と封止部材との間の領域において電槽の内壁に設けられる。
【００１５】
好ましくは、電槽は、金属または樹脂からなる。
【発明の効果】
【００１６】
この発明においては、電槽の開口部を封止する封止部材に電解液が付着するのが抑制される。
【００１７】
したがって、この発明によれば、電解液が封止部材を介して外部へ漏れるのを抑制できる。
【００１８】
また、この発明においては、付着抑制部材がカチオン交換膜からなるとき、カチオン交換膜と電槽の内壁との間に絶縁膜が挿入される。そして、好ましくは、カチオン交換膜側の絶縁膜の表面は、凹凸形状になっている。
【００１９】
したがって、この発明によれば、カチオン交換膜を電槽の内壁に直接貼付した場合よりもカチオン交換膜を安定して電槽の内壁に貼付できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１による電池の概略断面図である。図１を参照して、実施の形態１による電池１０は、電槽１と、冶具２と、ガスケット３と、正電極４と、リード線５と、端子部６と、カチオン交換膜７と、アルカリ電解液８とを備える。
【００２２】
電槽１は、金属または樹脂からなり、開口部を有する。冶具２は、略コの字形状の断面形状を有する。ガスケット３は、たとえば、Ｏリングからなり、略コの字形状の断面形状を有する。そして、ガスケット３は、冶具２によって電槽１の開口部に固定される。これにより、ガスケット３は、電槽１の内部と外部とを遮断する。
【００２３】
正電極４は、一部がアルカリ電解液８に浸漬されるように電槽１の内部に配設される。リード線５は、正電極４を端子部６に電気的に接続する。端子部６は、冶具２上に配設され、冶具２の内周側に設けられた開口部を塞ぐ。
【００２４】
カチオン交換膜７は、アルカリ電解液８とガスケット２との間において、電槽１の内壁１Ａに貼付される。アルカリ電解液８は、電槽１内に入れられる。
【００２５】
このように、冶具２およびガスケット３が電槽１の開口部に固定され、端子部６が冶具２上に配設されることによって、正電極４およびアルカリ電解液８は、電槽１の内部に封入される。
【００２６】
なお、電槽１は、負電極を兼ね、負極用の端子部（図示せず）が電槽１に取り付けられている。
【００２７】
カチオン交換膜７は、たとえば、ナフィオン、フレミオンおよびアシプレックスのいずれかからなる。また、アルカリ電解液８は、たとえば、水酸化カリウム（ＫＯＨ）からなる。カチオン交換膜７は、カチオンであるＫ＋を通すが、ＯＨ−を通さない。これは、カチオン交換膜７の官能基がアニオンになっているので、電気的反発によって同じ電荷を有するＯＨ−はカチオン交換膜７を透過できないからである。
【００２８】
電槽１が金属からなるとき、アルカリ電解液８は電槽１の内壁１Ａを這い上がる。特に、電槽１が卑な電位に帯電するとき、アルカリ電解液８は、電槽１の内壁１Ａを這い上がり易い。しかし、この発明においては、電槽１の内壁１Ａには、カチオン交換膜７が貼付されているので、ＯＨ−に対する親和性が大幅に弱まり、アルカリ電解液８の這い上がりを大幅に低減できる。
【００２９】
その結果、アルカリ電解液８は、ガスケット３に到達せず、アルカリ電解液８が電池の外部に漏れるのを抑制できる。
【００３０】
電槽１が金属以外の樹脂から構成される場合、アルカリ電解液８が電槽１の内壁１Ａを這い上がる現象は生じないが、電池１０が揺れることによってアルカリ電解液８がガスケット３の近傍に飛び散ることが想定される。
【００３１】
しかし、この発明においては、アルカリ電解液８とガスケット３との間の電槽１の内壁１Ａには、カチオン交換膜７が設けられているので、アルカリ電解液８が飛び散っても、その飛び散ったアルカリ電解液８がガスケット３に到達するのが抑制される。その結果、アルカリ電解液８が電池１０の外部へ漏れるのを抑制できる。
【００３２】
このように、この発明においては、電槽１の内壁１Ａにカチオン交換膜７を設け、アルカリ電解液８を電気的に反発してアルカリ電解液８が電池１０の外部へ漏れるのを抑制することを特徴とする。
【００３３】
カチオン交換膜７を構成するナフィオン、フレミオンおよびアシプレックスは、主鎖部がパーフルオロ系であり、官能基がスルホン酸からなるカチオン交換膜である。この発明においては、カチオン交換膜７は、ナフィオン、フレミオンおよびアシプレックス以外のカチオン交換膜から構成されていてもよく、一般的には、主鎖部が炭化水素系、パーフルオロ系および部分フッ素系のいずれかからなり、官能基部がスルホン酸、カルボキシル基およびアクリル酸基等の解離してアニオンになるものから構成されていればよい。
【００３４】
また、上記においては、カチオン交換膜７は、ガスケット３とアルカリ電解液８との間の電槽１の内壁１Ａに貼付されると説明したが、この発明においては、これに限らず、カチオン交換膜７は、電槽１の内壁１Ａ全体に貼付されていてもよい。
【００３５】
なお、ガスケット３は、「封止部材」を構成する。
【００３６】
また、カチオン交換膜７は、電解液を電気的に反発することにより電解液がガスケット３（封止部材）に付着するのを抑制する「付着抑制部材」を構成する。
【００３７】
［実施の形態２］
図２は、実施の形態２による電池の概略断面図である。図２を参照して、実施の形態２による電池１０Ａは、図１に示す電池１０に絶縁膜９を追加したものであり、その他は、電池１０と同じである。
【００３８】
絶縁膜９は、たとえば、アルカリ耐性を有する絶縁性無機化合物であるポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ：ＰｏｌｙＴｅｔｒａ−Ｆｌｕｏｒｏ  Ｅｔｈｙｌｅｎｅ）からなる。そして、絶縁膜９は、電槽１の内壁１Ａとカチオン交換膜７との間に挿入される。
【００３９】
図３は、図２に示す領域Ａの拡大図である。図３を参照して、絶縁膜９は、カチオン交換膜７側の表面に凹凸形状９１を有する。絶縁膜９が凹凸形状９１を有することによってカチオン交換膜７と絶縁膜９との接触面積が大きくなり、カチオン交換膜７と絶縁膜９との接着力は、カチオン交換膜７と絶縁膜９との界面が平坦な場合よりも強くなる。
【００４０】
そして、電池１０Ａにおいては、カチオン交換膜７は、絶縁膜９を完全に覆う。すなわち、絶縁膜９の端面９Ａ，９Ｂは、アルカリ電解液８に対して露出しているのではなく、カチオン交換膜７によって覆われている。これにより、アルカリ電解液８が電槽１の内壁１Ａと絶縁膜９との間に入り込むのを防止できる。
【００４１】
このように、電池１０Ａにおいては、電槽１の内壁１Ａとカチオン交換膜７との間に絶縁膜９を挿入することを特徴とする。
【００４２】
これは、カチオン交換膜７よりも絶縁膜９の方が電槽１（金属または樹脂）に対する粘着力が強く、カチオン交換膜７を電槽１の内壁１Ａに直接貼付するよりも、カチオン交換膜７は、絶縁膜９を介した方が電槽１の内壁１Ａに接着され易いからである。
【００４３】
したがって、カチオン交換膜７側の絶縁膜９の表面を凹凸化し、絶縁膜９を完全に覆うようにカチオン交換膜７を設けることによって、より安定してカチオン交換膜７を電槽１の内壁１Ａに配設することができる。
【００４４】
その他は、実施の形態１と同じである。
【００４５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【産業上の利用可能性】
【００４６】
この発明は、電解液の漏れを効果的に抑制可能な電池に適用される。また、この発明は、容器が金属で構成された場合に電解液の這い上がりによる漏液を抑制可能な電池に適用される。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】この発明の実施の形態１による電池の概略断面図である。
【図２】実施の形態２による電池の概略断面図である。
【図３】図２に示す領域Ａの拡大図である。
【符号の説明】
【００４８】
１  電槽、２  冶具、３  ガスケット、４  正電極、５  リード線、６  端子部、７  カチオン交換膜、８  アルカリ電解液、９  絶縁膜、９Ａ，９Ｂ  端面、１０，１０Ａ  電池、９１  凹凸形状。
【図１】
2005310490.tif 000003
【図２】
2005310490.tif 000004
【図３】
2005310490.tif 000005