(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
内部に、アルカリ電解液を含有する発電要素を収納した電池ケース、及び前記電池ケースの開口部を塞ぐ封口ユニットを具備し、
前記封口ユニットが、負極端子板、円柱状の胴部を有し前記負極端子板と電気的に接続された負極集電子、及び樹脂製封口体を含み、
前記樹脂製封口体が、前記負極集電子の胴部が挿入される貫通孔を有する中央筒部、前記負極端子板の周縁部と前記電池ケースの開口端部との間に介在する外周筒部、前記中央筒部と外周筒部とを連結する連結部、及びこの連結部に形成された、ガス圧により破断する薄肉部を含み、
前記電池ケースの開口端部が前記封口体の外周筒部の上端を包み込むように折り曲げられ、その折り曲げ部が内方へかしめられて前記負極端子板の周縁部を締め付けることにより、前記封口ユニットを前記電池ケースの開口部に封着したアルカリ乾電池であって、
下記式１及び２を同時に満足させるように、前記負極集電子及び前記樹脂製封口体を形成したことを特徴とするアルカリ乾電池。
１．０２≦Ｒｃ／Ｒｂ≦１．０８                            （１）
７．７≦３．１４×Ｒｃ×Ｌ≦ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）              （２）
但し、Ｒｃ：前記負極集電子の胴部の直径（単位：ｍｍ）、Ｒｂ：前記樹脂製封口体の中央筒部の貫通孔の直径（単位：ｍｍ）、Ｌ：前記樹脂製封口体の中央筒部の貫通孔の長さ（単位：ｍｍ）、ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）：ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）＝２０４８．４（Ｒｃ／Ｒｂ）2−４４７３（Ｒｃ／Ｒｂ）＋２４５６．９
【請求項２】
単３形、または単４形であり、且つ
前記封口ユニットを電池ケースの開口部に封着することにより前記樹脂製封口体の中央筒部が前記負極集電子の胴部の軸方向に移動する移動距離が、０．１〜０．４ｍｍである請求項１記載のアルカリ乾電池。
【請求項３】
単３形、または単４形であり、且つ
前記樹脂製封口体の中央筒部の貫通孔の直径が、１．０５〜１．４５ｍｍである請求項１または２記載のアルカリ乾電池。
【請求項４】
単３形、または単４形であり、且つ
前記樹脂製封口体の中央筒部の貫通孔の長さが、２．２〜３．８ｍｍである請求項１〜３のいずれかに記載のアルカリ乾電池。
【請求項５】
単３形、または単４形であり、且つ
前記負極集電子の胴部の直径が、１．０８〜１．５７ｍｍであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のアルカリ乾電池。
【請求項６】
前記樹脂製封口体の薄肉部が、摂氏８０度の環境下で少なくとも３ヶ月間破断することがなく、且つ
前記アルカリ電解液が、前記樹脂製封口体の中央筒部と、この貫通孔に胴部が挿入された前記負極集電子との間から、摂氏６０度、湿度９０％の環境下で少なくとも３ヶ月間漏出することがない請求項１〜５のいずれかに記載のアルカリ乾電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルカリ乾電池に関し、さらに詳しくはアルカリ乾電池の封口ユニットに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
アルカリ乾電池は、日用品から玩具、ホビー用品、ゲーム機器、携帯用音楽再生装置、電子機器等の主電源として今日幅広く普及している。使用される環境も様々であり、使用期間が数年に及ぶ場合もある。したがって、高温、多湿の環境下においても長期間に亘って漏液しない高い耐漏液特性の確保が求められている。
【０００３】
一般的なアルカリ乾電池が漏液する主な原因として３通りの経路が考えられる。以下、図６を参照して、アルカリ乾電池が漏液する経路を説明する。図６は、一般的な単３形のアルカリ乾電池の封口部の要部を拡大した断面図である。
【０００４】
図６の電池においては、正極ケース３１の開口部を内方へ円弧状に折り曲げたかしめ部３１ａにより、正極ケース３１の開口部に封口ユニット３９が封着されている。ここで、封口ユニット３９は、負極端子板３７の中央に負極集電子３６を予め溶接した後、この負極集電子３６の胴部３６ａを、樹脂製封口体３５の中央筒部３５ａに設けられた貫通孔（図示せず）に圧入して一体化したものである。この時、樹脂製封口体３５の外周筒部３５ｄは、負極端子板３７と正極ケース３１とにより挟持される。
【０００５】
上記アルカリ乾電池において電解液が外部へ漏液する第１の経路は、正極ケース３１の開口部の内面と樹脂製封口体３５の外周筒部３５ｄの外周面との間からアルカリ電解液が外部へ漏出する経路である。しかし、この経路からの漏液に対しては種々のシール剤の開発や堅牢な封着構造の検討により、現在市販されている乾電池は高い信頼性を有するに至っている。
【０００６】
第２の経路は、負極集電子３６の胴部３６ａと樹脂製封口体３５の中央筒部３５ａの間からアルカリ電解液が漏出する経路である。負極集電子３６は、中央筒部３５ａに設けられた貫通孔に圧入されており、アルカリ電解液に対する密封性を有している。
【０００７】
ここで、負極集電子３６と中央筒部３５ａとの嵌合が弱い場合は、両者の間でアルカリ電解液が這い上がり現象（以下、クリープともいう）を起こして漏液に至る。逆にこの嵌合が強い場合には、中央筒部３５ａが応力クラックを起こし、密封性が保てなくなってアルカリ電解液が漏出してしまう。特に樹脂製封口体３５がポリアミド製である場合は、アルカリ電解液によって加水分解を受けて経年劣化することから割れが生じやすい。
【０００８】
この第２の経路による漏液を防止するために各種提案がなされている（例えば、特許文献１及び２）が、未だ改良の余地は多く残されている。
【０００９】
第３の経路は、樹脂製封口体３５の連結部３５ｃの一部が応力クラックを起こして破断することにより、アルカリ電解液がこの破断部から漏出する場合である。さらに詳しくは、この現象は、特に薄肉部３５ｅで起こりやすい。封口ユニット３９を正極ケース３１の開口部に封着する際に、樹脂製封口体３５の外周筒部３５ｄに加えられる応力や歪が、薄肉部３５ｅに集中しやすいためである。特にポリアミド製の樹脂製封口体３５は、アルカリ電解液によって加水分解を受けて経年劣化することから破断に至りやすい。
【００１０】
このため、封口ユニット３９の形状や構造を工夫して応力の伝達を緩和したり、吸収したりする技術が開示されている（例えば、特許文献３及び４）。これらの従来技術では、例えば連結部を冗長な構造として遊びを持たせ、これにより封口ユニットを封着したときの応力が連結部に発生しないようにしている。
【特許文献１】特開２００７−８０５７４号公報
【特許文献２】特開平８−１２４５４４号公報
【特許文献３】特開２００５−７９０２１号公報
【特許文献４】特開平１０−１６２８００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、日用品から玩具、ホビー用品、ゲーム機器、携帯用音楽再生装置、電子機器等の主電源として今日幅広く普及しているアルカリ乾電池においては、耐漏液特性のみならず、電池が長持ちするように容量を増大させることが望まれている。そのため、より多くの発電要素を電池ケース内に収容することが必要となり、封口ユニットについても、これを小型化することが求められている。したがって、上記従来技術のように連結部を冗長な構造とすることは、材料費の上昇を招くだけではなく、乾電池の大容量化の障害になるという問題もある。
【００１２】
以上述べたように、アルカリ乾電池の耐漏液特性に関して、特に上記第２、第３の経路の漏液については、検討すべき技術的課題が多く残されている。
【００１３】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、長期間の保管中にも樹脂製封口体の中央筒部と負極集電子との間からアルカリ電解液が漏出しにくく、且つ樹脂製封口体の薄肉部が応力クラックによって破断を起こして漏液に至るのを防止することができる耐漏液特性に優れたアルカリ乾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】
【００１４】
上記目的を達成するために本発明のアルカリ乾電池は、内部に、アルカリ電解液を含有する発電要素を収納した電池ケース、及び前記電池ケースの開口部を塞ぐ封口ユニットを具備し、
前記封口ユニットが、負極端子板、円柱状の胴部を有し前記負極端子板と電気的に接続される負極集電子、及び樹脂製封口体を含み、
前記樹脂製封口体が、前記負極集電子の胴部が挿入される貫通孔を有する中央筒部、前記負極端子板の周縁部と前記電池ケースの開口端部との間に介在する外周筒部、前記中央筒部と外周筒部とを連結する連結部、及びこの連結部に形成された、ガス圧により破断する薄肉部を含み、
前記電池ケースの開口端部が前記封口体の外周筒部の上端を包み込むように折り曲げられ、その折り曲げ部が内方へかしめられて前記負極端子板の周縁部を締め付けることにより、前記封口ユニットを前記電池ケースの開口部に封着したアルカリ乾電池であって、
下記式１及び２を同時に満足させるように、前記負極集電子及び前記樹脂製封口体を形成した。
【００１５】
１．０２≦Ｒｃ／Ｒｂ≦１．０８                            （１）
７．７≦３．１４×Ｒｃ×Ｌ≦ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）              （２）
但し、Ｒｃ：前記負極集電子の胴部の直径（単位：ｍｍ）、Ｒｂ：前記樹脂製封口体の中央筒部の貫通孔の直径（単位：ｍｍ）、Ｌ：前記樹脂製封口体の中央筒部の貫通孔の長さ（単位：ｍｍ）、ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）：ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）＝２０４８．４（Ｒｃ／Ｒｂ）2−４４７３（Ｒｃ／Ｒｂ）＋２４５６．９
この構成においては、上記式１により嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）の上限値及び下限値が規定され、上記式２により嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）の上限境界及び下限値が規定される。ここで、嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）とは、樹脂製封口体の中央筒部の貫通孔の直径Ｒｂに対する負極集電子の胴部の直径Ｒｃの比率である。嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）とは、上記貫通孔に負極集電子を圧入した際に、貫通孔の内周面と圧接する負極集電子の胴部の外周面の面積である。
【００１６】
嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）は、その値が大きいほど上記貫通孔に負極集電子を挿通したときに中央筒部に生じる応力は大きくなる。これにより、上記中央筒部に応力クラックが発生するおそれは増大する。上記式１の上限値１．０８は、嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）がこれを超えると、例えば摂氏８０度の環境下で３ヶ月以内に樹脂製封口体の中央筒部に上記応力クラックが発生する可能性が非常に大きくなることが発明者等の実験により確認された値である（後掲の実施例参照）。
【００１７】
一方、嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）が小さくなりすぎると、上記貫通孔と負極集電子の胴部との間が緩くなり、上記中央筒部と負極集電子との間からクリープによりアルカリ電解液が漏液するおそれが増大する。上記式１の下限値１．０２は、嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）がこれよりも小さいと、例えば摂氏６０度、湿度９０％の環境下で３ヶ月以内に上記中央筒部と負極集電子との間からクリープによる漏液が発生する可能性が非常に高くなる値である。
【００１８】
また、嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）が小さすぎても、上記クリープによる漏液が発生するおそれは増大する。上記式２の下限値７．７は、嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）が上記式１を満足し、且つ嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）がこれ以上であるときには、例えば摂氏６０度、湿度９０％の環境下で少なくとも３ヶ月間は上記クリープによる漏液発生の可能性が極めて小さくなることが発明者等の実験により確認された値である（後掲の実施例参照）。
【００１９】
反対に、嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）が大きすぎたり、嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）が大きすぎたりすると、樹脂製封口体の連結部が冗長な構造とされていない場合には、上記薄肉部に応力クラックによる破断が生じるおそれが生じる。すなわち、上記封口ユニットを電池ケースの開口部に封着する際に、樹脂製封口体の外周筒部が引っ張られて、上記連結部にストレスが掛る。樹脂製封口体が負極集電子の胴部の軸方向に容易に移動し得る場合には、上記ストレスが小さくなる方向に樹脂製封口体が移動し、これにより上記応力が解消ないしは緩和されて上記薄肉部に破断が生じるおそれは小さくなる。
【００２０】
ここで、樹脂製封口体が負極集電子の胴部の軸方向に移動し得るかどうかは、静摩擦係数を所与のものとすれば、嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）の大小と嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）の大小とにより決まる。すなわち、嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）が大きくなると樹脂製封口体が移動し難くなり、上記薄肉部に破断が生じるおそれは大きくなる。同様に、嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）が大きくなっても樹脂製封口体は移動し難くなり、上記薄肉部に破断が生じるおそれは大きくなる。
【００２１】
このため、所定の環境下で所定期間に亘り上記薄肉部に破断を生じさせないような嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）の上限は、嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）の関数として表すことが可能である。そのような関数である上限境界ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）は、下に凸の右下がりの曲線となるものと考えられる。そのような上限境界ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）は、二次関数により近似できるものとして、発明者等は、数多くの実験例に基づいて、例えば摂氏８０度の環境下で少なくとも３ヶ月間は上記薄肉部に破断が生じる可能性を極めて小さくすることができるように、上限境界ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）の各項の係数を決定した（後掲の実施例参照）。
【００２２】
また、本発明のアルカリ乾電池は、単３形、または単４形であり、且つ
前記封口ユニットを電池ケースの開口部に封着することにより前記樹脂製封口体の中央筒部が前記負極集電子の胴部の軸方向に移動する移動距離が、０．１〜０．４ｍｍであるのが好ましい。
【００２３】
すなわち、上記式１及び２を同時に満足させるように負極集電子及び樹脂製封口体を形成すれば、上記連結部が冗長な構造とされていない場合には、封口ユニットを電池ケースの開口部に封着することにより、樹脂製封口体の中央筒部は負極集電子の胴部の軸方向に０．１〜０．４ｍｍ移動する（後掲の実施例参照）。これにより、上記薄肉部の破断を防止することができる。
【００２４】
また、本発明のアルカリ乾電池は、単３形、または単４形であり、且つ
前記樹脂製封口体の中央筒部の貫通孔の直径が、１．０５〜１．４５ｍｍであるのが好ましい。
【００２５】
また、本発明のアルカリ乾電池は、単３形、または単４形であり、且つ
前記樹脂製封口体の中央筒部の貫通孔の長さが、２．２〜３．８ｍｍであるのが好ましい。
【００２６】
また、本発明のアルカリ乾電池は、単３形、または単４形であり、且つ
前記負極集電子の胴部の直径が、１．０８〜１．５７ｍｍであるのが好ましい。
【００２７】
また、本発明のアルカリ乾電池は、前記樹脂製封口体の薄肉部が、摂氏８０度の環境下で少なくとも３ヶ月間破断することがなく、且つ
前記アルカリ電解液が、前記樹脂製封口体の中央筒部と、この貫通孔に胴部が挿入された前記負極集電子との間から、摂氏６０度、湿度９０％の環境下で少なくとも３ヶ月間漏出することがないものとされるのも好ましい。
【発明の効果】
【００２８】
本発明によれば、長期間の保管中にも樹脂製封口体の中央筒部と負極集電子との間からアルカリ電解液が漏出しにくく、且つ樹脂製封口体の薄肉部が応力クラックによって破断を起こして漏液に至るのを防止することができる耐漏液特性に優れたアルカリ乾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】
【００２９】
本発明の一実施の形態を、図１〜３を参照しながら説明する。
【００３０】
図１は、本発明の一実施の形態として単３形のアルカリ電池の一部を断面とした正面図である。図２は、図１のアルカリ乾電池の封口部の要部を拡大した断面図である。図３は、封口ユニットの詳細を示す図であり、（ａ）は、封口ユニットを各構成要素に分解した状態を示し、（ｂ）は、各構成要素を組み立てた状態を示す。
【００３１】
図１に示すように、正極端子を兼ねる有底円筒形の電池ケース１には、中空円筒状の正極合剤２が内接している。正極合剤２の中空部には有底円筒形のセパレータ４を介してゲル状負極３が配されている。正極合剤２、セパレータ４、およびゲル状負極３には、アルカリ電解液が含まれている。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。ここで、電池ケース１は、例えば、ニッケルめっき鋼板を用いて、特開昭６０−１８００５８号公報及び特開平１１−１４４６９０号公報等に記載された公知の方法で所定の寸法、形状にプレス成型して作製される。
【００３２】
正極合剤２には、例えば、二酸化マンガン粉末を含む正極活物質、黒鉛粉末などの導電剤、および水酸化カリウム水溶液などのアルカリ電解液の混合物が用いられる。ゲル状負極３には、例えば、亜鉛粉末または亜鉛合金粉末などの負極活物質、ポリアクリル酸ナトリウムなどのゲル化剤、および水酸化カリウム水溶液などのアルカリ電解液の混合物が用いられる。なお、負極活物質には、耐食性に優れた亜鉛合金粉末を用いるのが好ましく、さらには、環境に配慮して、水銀、カドミウム、もしくは鉛、またはそれら全てが無添加であるものがより好ましい。上記亜鉛合金としては、例えば、インジウム、アルミニウム、およびビスマスを含む亜鉛合金が挙げられる。
【００３３】
図２に示すように、電池ケース１は、正極合剤２等の発電要素を収納した後、開口部近傍に段部１ａが設けられ、電池ケース１の開口部は、封口ユニット９により封口される。封口ユニット９は、負極端子板７、負極端子板７に溶接された負極集電子６、および樹脂製封口体５で構成されている。ゲル状負極３の中央には負極集電子６が挿入されている。
【００３４】
図３に示すように、樹脂製封口体５は、負極集電子６が挿入される貫通孔１０を有する中央筒部５ａ、負極端子板７の周縁部７ａと電池ケース１の開口端部との間に介在する外周筒部１１、及び中央筒部５ａと外周筒部１１とを連結し、安全弁として働く薄肉部５ｅを有する連結部５ｃからなる。外周筒部１１は、負極端子板７の周縁部７ａを受ける環状の水平部５ｆ、水平部５ｆの外側周縁部から上方に立ち上がる上部筒部５ｄ、および水平部５ｆの内側周縁部から下方へ傾斜して延びる下部筒部５ｇからなる。電池ケース１の開口端部が上部筒部５ｄの上端を包み込むように折り曲げられ、その折り曲げ部が内方へかしめられて負極端子板７の周縁部７ａが段部１ａとの間で締め付けられている。電池ケース１の外表面は、外装ラベル１２により被覆されている。
【００３５】
このような樹脂製封口体５は、ポリアミド、ポリプロピレンなどを所定の寸法、形状に射出成型して作製されるものであり、特に耐アルカリ性と耐熱性を有する６，６−ナイロンや６，１０−ナイロン、および６，１２−ナイロンを用いて作製するのが好適である。また、射出成型にはコールドランナー方式とホットランナー方式があるが、比較的高価な６，１２−ナイロンを用いる場合には、ランナーを設けず材料ロスが極少のホットランナー方式によるのが好適である。
【００３６】
ここで、樹脂製封口体５の射出成型に使用される金型に樹脂注入口（樹脂注入ゲート部）を設ける位置は特に限定されない。しかしながら、射出成形による成型品においては、成形時の残留応力に起因して、金型の樹脂注入口の近傍で応力クラックが発生しやすくなる。そして、そのような応力クラックが樹脂製封口体５のゲル状負極３側（電池の内部側）に発生すると、ゲル状負極３等に含まれたアルカリ電解液により加水分解を受けて樹脂製封口体５が経年劣化しやすくなる。したがって、そのような加水分解の影響を遮断するためには、上記金型の樹脂注入口は、樹脂製封口体５の負極端子板７側に設けるのが好ましい。
【００３７】
しかしながら、金型の製作やメンテナンスの容易さ等を考慮すると、上記金型の樹脂注入口は樹脂製封口体５のゲル状負極３側に設けるのがよい。より具体的には、中央筒部５ａの貫通孔１０のゲル状負極３側開口（図の下側開口）の縁部に対応する位置に樹脂注入口を設けて金型を製作するのがよい。そのような位置に注入口を設けるものとすることによって金型の製作が容易となる。また、筒状外壁部５ｄの先端に対応する金型の部位まで樹脂を確実に充填させることができる。
【００３８】
そして、このような理由で上記金型の樹脂注入口を樹脂製封口体５のゲル状負極３側に設けた場合にも、本発明を適用して後述のように負極集電子６及び樹脂製封口体５を形成することにより、上記金型の樹脂注入口の近傍における樹脂製封口体５、特に中央筒部５ａの応力クラックの発生を抑えることが可能となる。したがって、上記金型の樹脂注入口を樹脂製封口体５のゲル状負極３側に設けた場合は特に本発明を適用すべき必要性は大きくなり、そのような場合に本発明を適用することによって本発明の効果はより顕著に発揮される。すなわち、上記金型の樹脂注入口を樹脂製封口体５のゲル状負極３側に設けた場合にも、本発明を適用することによって、長期間の保管中にも樹脂製封口体の中央筒部と負極集電子との間からアルカリ電解液が漏出しにくく、且つ樹脂製封口体の薄肉部が応力クラックによって破断を起こして漏液に至るのを防止することが可能となる。
【００３９】
また、樹脂製封口体５には、上記本発明の効果を損なわない範囲で、他の公知の機能材料、例えば、可塑剤、結晶核剤、酸化防止剤、離型剤、滑剤および帯電防止剤を適宜添加してもよい。ここで、本発明の効果を損なう場合の例として、上記機能材料に、ある種の金属塩や金属酸化物等を含有するものを使用することが挙げられる。特に、モリブデン系の離型剤、並びに銅系の酸化防止剤を使用することが挙げられる。
【００４０】
これらの金属塩および金属酸化物が樹脂製封口体５に含まれていると、上記金属塩および金属酸化物がアルカリ電解液によって溶け出すおそれがある。特に、モリブデンがアルカリ電解液により溶け出すと、それが極微量であってもゲル状負極３内の亜鉛粉末または亜鉛合金粉末からガスが発生し、それにより漏液が発生するおそれが生じる。また、銅がアルカリ電解液により溶け出すと、溶け出した銅が上記亜鉛合金粉末等の表面に析出し、その銅がセパレータ４を貫通して内部短絡を引き起こすおそれが生じる。したがって、樹脂製封口体５には、モリブデンおよび銅を含有する機能材料を使用しないことが好ましい。
【００４１】
負極集電子６は銀、銅、真鍮等の線材を所定の寸法の長針状の胴部６ａ及び鍔部６ｂを有する釘状にプレス加工して作製される。また、鍔部６ｂの胴部６ａの反対方向には頭頂部６ｄが突設されており、この頭頂部６ｄを介して負極集電子６と負極端子板７とが接続されている。ここで、負極集電子６は、加工時の不純物の排除と隠蔽効果を得るためにその表面にスズやインジウムでメッキを施すことが好ましい。このような負極集電子６は、例えば特開平５−２８３０８０号公報及び特開２００１−８５０１８号公報に記載された公知の方法で作製される。
【００４２】
スズメッキとインジウムメッキとを比較すると、スズメッキの方が、安価で汎用性が高いのでより好ましい。ただし、市販のメッキ液を用いてスズメッキを施す場合においては、その中に含まれるアンチモンの含有量に注意を払う必要がある。これは、アンチモンがアルカリ乾電池のゲル状負極３に混入されると、極微量であっても亜鉛合金粉末からガスが発生し、漏液に至るおそれが生じるからである。
【００４３】
そこで、メッキ液中のアンチモンの含有量が、０．３ｐｐｍ以下のものを選択して使用するか、あるいはアンチモンの含有量が、０．３ｐｐｍ以下となるように精製して使用する必要がある。このようにすることによって、負極集電子６の表面積１ｃｍ2あたりのアンチモンの含有重量を０．０１５μｇ以下に抑えることができる。これにより、樹脂製封口体５に由来する漏液とともに、負極におけるガスの発生に起因する漏液も抑制することができる。
【００４４】
なお、負極集電子６を樹脂製封口体５の中央筒部５ａの貫通孔１０に圧入する際には、負極集電子６の胴部６ａに予めシール剤を塗布しておくのがよい。このようなシール剤は、耐アルカリ性に優れた粘調の高い樹脂を用いるのがよく、特に５０〜２００のアミン価を有するポリアミド樹脂等を用いるのが好適である。
【００４５】
負極端子板７は、図３に示すように、平たいリング状の周縁部７ａと、中央部の平坦部７ｃと、周縁部７ａの内周縁と平坦部７ｃの外周縁とを連結するように設けられた円筒部７ｂとを有するハット形状の部材である。また、負極端子板７は、図には表れていないが、鍔部７ａに、脂製封口体５の安全弁である薄肉部５ｅが破断したときの圧力を逃がすガス孔が複数個設けてある。このような負極端子板７は、例えば、ニッケルめっき鋼板、スズめっき鋼板などを所定の寸法、形状にプレス成型して作製される。
【００４６】
以上述べたような構造を有する本実施形態のアルカリ乾電池は、樹脂製封口体５の中央筒部５ａに応力クラックが発生するのを防止し、樹脂製封口体５の連結部５ｃの薄肉部５ｅに応力クラックが発生するのを防止し、且つ樹脂製封口体５の中央筒部５ａと負極集電子６との間にクリープによるアルカリ電解液の漏液が発生するのを防止するために、下記式１及び２を同時に満足するように、封口体ユニット９の樹脂製封口体５及び負極集電子６を形成したものである。
【００４７】
１．０２≦Ｒｃ／Ｒｂ≦１．０８ （１）
７．７≦３．１４×Ｒｃ×Ｌ≦ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ） （２）
但し、Ｒｃ：負極集電子６の胴部の直径（単位：ｍｍ）、Ｒｂ：樹脂製封口体５の中央筒部５ａの貫通孔１１の直径（単位：ｍｍ）、Ｌ：樹脂製封口体５の中央筒部５ａの貫通孔１１において負極集電子６の胴部６ａと圧接する部分の長さ（単位：ｍｍ）、ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）：ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）＝２０４８．４（Ｒｃ／Ｒｂ）2−４４７３（Ｒｃ／Ｒｂ）
＋２４５６．９、である。
【００４８】
ここで、上記式１中の「Ｒｃ／Ｒｂ」という項は、樹脂製封口体５の中央筒部５ａの貫通孔１１の直径Ｒｂに対する負極集電子６の胴部の直径Ｒｃの比率を表している。以下、この比率を嵌合率と称する。すなわち、図１の電池では、上記式１に示すように、嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）が１．０２〜１．０８となるように樹脂製封口体５及び負極集電子６が形成される。
【００４９】
また、上記式２の「３．１４×Ｒｃ×Ｌ」という項は、負極集電子６の胴部６ａの外周の長さ（３．１４×Ｒｃ）に、これと圧接する樹脂製封口体５の貫通孔１１の長さＬを乗じた値である。すなわち、この樹脂製封口体５の中央筒部５ａの貫通孔１１に負極集電子６を圧入した際に、貫通孔１１の内周面と実質的に圧接している負極集電子６の胴部６ａの面積に相当する。以下、この面積を嵌合面積と称する。すなわち、上記式２によれば、図１の電池では、嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）が少なくとも７．７ｍｍ2以上となる
ように樹脂製封口体５及び負極集電子６が形成される。
【００５０】
ここで、上記式２によれば、嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）の上限は、上限境界ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）により与えられる。上限境界ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）は、嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）の二次式で表されており、上記式１の嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）の範囲において下に凸の右下がりの曲線となる（図４参照）。
【００５１】
これは、嵌合率が高い領域で過大な嵌合面積を与えると、樹脂製封口体５の中央筒部５ａの移動性が悪化して薄肉部５ｅにかかるストレスが分散し難くなる一方、嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）が低い領域で嵌合面積を小さくしすぎるとアルカリ電解液のクリープを効果的に抑制できなくなるからである。本発明者等は、両者の関係についてのこのような知見に基づいて、後述する実施例に示すようにして実験を重ね、その結果により、一定の耐漏液特性を達成するための嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）の上限が、ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）で表される曲線となることを見出し、これにしたがって樹脂製封口体５及び負極集電子６を形成すればよいという結論に達したのである。
【００５２】
すなわち、上記式１および２を同時に満たすように樹脂製封口体５と負極集電子６を形成することによって、アルカリ乾電池の長期間の保管中にも樹脂製封口体５の中央筒部５ａと負極集電子６との間からアルカリ電解液が漏出しにくくなるとともに、樹脂製封口体５の薄肉部５ｅが応力クラックにより破断して漏液に至ることを防止することができ、これにより、耐漏液特性を向上させることができる。
【００５３】
また、上記式１及び２を同時に満たすように樹脂製封口体５及び負極集電子６を形成すれば、単３形のアルカリ乾電池では、その封口ユニット９の封着による樹脂製封口体５の中央筒部５ａの負極集電子６の胴部に対する移動距離は、０．１〜０．４ｍｍとなる。すなわち、この移動距離が０．１〜０．４ｍｍであれば、樹脂製封口体５及び負極集電子６が上記式１及び２を同時に満たすように形成されているものといえる。
【００５４】
同様に単４形のアルカリ乾電池においても、その封口ユニット９の封着による樹脂製封口体５の中央筒部５ａの負極集電子６の胴部に対する移動距離は、０．１〜０．４ｍｍとなる。すなわち、この移動距離が０．１〜０．４ｍｍであれば、樹脂製封口体５及び負極集電子６が上記式１及び２を同時に満たすように形成されているものといえる。
【００５５】
ここで、上記移動距離について図３を参照しながら更に説明する。上記移動距離は、封口ユニット９の封着の際に樹脂製封口体５の外周筒部１１に加えられる応力や歪が連結部５ｃを経て中央筒部５ａに作用し、これにより中央筒部５ａが負極集電子６の軸方向に移動する距離である。
【００５６】
そして、上記移動距離は、例えば次に説明する方法で測定することができる。
【００５７】
（１）図３（ｂ）に示すように、樹脂製封口体５の中央筒部５ａの貫通孔１１に負極集電子６を挿通して、負極集電子６の鍔部６ｂの下面６ｃと樹脂製封口体５の中央筒部５ａの上面５ｂとの間の距離Ｃ（Ｃ１）を計測する。
【００５８】
（２）負極端子板７の周縁部７ａの下面を樹脂製封口体５の負極端子板支持面５ｆと当接させ、かしめにより封口ユニット９を封着する。
【００５９】
（３）封着後に上記距離Ｃ（Ｃ２）を再度測定して封着前の距離Ｃ（Ｃ１）との差ΔＣ（ただし、ΔＣ＝｜Ｃ２−Ｃ１｜）を算出する。これにより上記移動距離を測定することができる。なお、距離Ｃの測定は、封口ユニット９や電池全体をエポキシ樹脂等で固めて、その断面を切断することにより直接測定することができる。
【００６０】
より具体的には、図１のアルカリ乾電池の各部の寸法は次のように設定される。図１の電池が、単３形、または単４形であれば、樹脂製封口体５の中央筒部５ａの貫通孔１０は、直径Ｒｂが１．０５〜１．４５ｍｍとなるように形成される。また、樹脂製封口体５の中央筒部５ａの貫通孔１０は、負極集電子６の胴部６ａの外周面と圧接する部分の長さＬが、２．２〜３．８ｍｍとなるように形成される。また、負極集電子６の胴部６ａは、直径Ｒｃが、１．０８〜１．５７ｍｍとなるように形成される。
【００６１】
ここで、正極合剤２及びゲル状負極３に用いられるアルカリ電解液は、水酸化カリウム濃度が３０〜４０重量％、酸化亜鉛濃度が０．５〜３重量％である水溶液とされるが、水酸化カリウム濃度は、３２〜３５重量％とするのがより好ましい。これにより、ポリアミド製の樹脂製封口体５の加水分解による劣化を抑えることができる一方で、アルカリ電解液のクリープを抑えることができる。すなわち、触媒としての水酸化物イオン（ＯＨ-）
が存在するアルカリ電解液では、水の供給が容易であるために、水酸化カリウム濃度が低い方がポリアミドのアルカリ電解液中での加水分解は進行しやすい一方で、電気毛細管現象に電池の内外における水酸化物イオン（ＯＨ-）の濃淡差による影響が加わることから
、水酸化カリウム濃度が高い方が、アルカリ電解液のクリープが進行しやすいからである。
【００６２】
以上説明したように、上記式１及び２を同時に満足するように樹脂製封口体５及び負極集電子６を形成することによって、樹脂製封口体５の薄肉部５ｅが、摂氏８０度の環境で少なくとも３カ月間破断することがなく、樹脂製封口体５の中央筒部５ａと負極集電子６との間から、摂氏６０度、湿度９０％の環境下で少なくとも３ヶ月間アルカリ電解液が漏出することがないアルカリ乾電池を提供することが可能となる。以下、この点を実施例により説明する。
【実施例】
【００６３】
以下に本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されない。
【００６４】
（実施例１）
実施例１では、上記嵌合率及び嵌合面積が様々である単３形のアルカリ乾電池を多数作製し、これを用いて上記嵌合率及び嵌合面積と耐漏液特性との関係を調べるための試験を行った。この試験に用いた各電池は、下記要領で作成した。
【００６５】
樹脂製封口体５を６，６ナイロンから作製した。このとき、中央筒部の貫通孔のゲル状負極側開口（図３の下側開口）の縁部に対応する位置に樹脂注入口を設けた金型を用いて射出成形により樹脂製封口体を作製した。中央筒部５ａの貫通孔１０の直径Ｒｂは全て１．２０ｍｍとした。貫通孔１０の負極集電子６の胴部６ａと圧接する部分の長さＬが２．０〜６．３ｍｍの範囲で７通りであり、負極集電子６の胴部６ａの直径Ｒｃが１．２２〜１．３１ｍｍの範囲で１０通りである計２６種類の封口ユニット９を作製した。ここで、各封口ユニット９の負極集電子６の鍔部６ｂの下面６ｃと樹脂製封口体５の中央筒部５ａの上面５ｂとの間の距離Ｃ（Ｃ１）は、０．２ｍｍであった。そして、これらの封口ユニット９を用いて上記実施形態の要領で、各１００個ずつの単３形のアルカリ乾電池の試験体Ｎｏ．１〜１６及びＮｏ．２１〜３０を作製した。ここで、正極合剤およびゲル状負極に用いられるアルカリ電解液として、ＫＯＨ濃度３３ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液を用いた。
【００６６】
（実施例２）
実施例２では、上記嵌合率及び嵌合面積が様々である単４形のアルカリ乾電池を多数作製し、これを用いて上記嵌合率及び嵌合面積と耐漏液特性との関係を調べるための試験を行った。この試験に用いた各電池は、下記要領で作成した。
【００６７】
樹脂製封口体５を６，６ナイロンから作製した。このとき、中央筒部の貫通孔のゲル状負極側開口（図３の下側開口）の縁部に対応する位置に樹脂注入口を設けた金型を用いて樹脂製封口体を作製した。中央筒部５ａの貫通孔１０の直径Ｒｂは全て１．２０ｍｍとした。貫通孔１０の負極集電子６の胴部６ａと圧接する部分の長さＬが２．０〜６．３ｍｍの範囲で７通りであり、負極集電子６の胴部６ａの直径Ｒｃが１．２２〜１．３１ｍｍの範囲で１０通りである計２６種類の封口ユニット９を作製した。ここで、各封口ユニット９の負極集電子６の鍔部６ｂの下面６ｃと樹脂製封口体５の中央筒部５ａの上面５ｂとの間の距離Ｃ（Ｃ１）は、０．１５ｍｍであった。そして、これらの封口ユニット９を用いて上記実施形態の要領で、各１００個ずつの単４形のアルカリ乾電池の試験体Ｎｏ．１０１〜１１６及びＮｏ．１２１〜１３０を作製した。ここで、正極合剤およびゲル状負極に用いられるアルカリ電解液として、ＫＯＨ濃度３３ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液を用いた。
【００６８】
そして、これらの試験体に対して下記内容の試験１及び２を実行した。
【００６９】
（試験１）上記５２種類の試験体Ｎｏ．１〜１６、Ｎｏ．２１〜３０、Ｎｏ．１０１〜１１６及びＮｏ．１２１〜１３０の各５０個を、８０℃の高温環境下で３ヶ月間保存した。この試験環境は、樹脂製封口体５の薄肉部５ｅへのダメージを促進させるものである。１ヶ月毎に各試験体を観察し、漏液が発生した試験体のうち、薄肉部５ｅが破断して漏液に至った試験体の個数を記録した。そして、全ての試験体について、試験終了後に試験体を解体して、封口ユニット９の負極集電子６の鍔部６ｂの下面６ｃと樹脂製封口体５の中央筒部５ａの上面５ｂとの間の距離Ｃ（Ｃ２）を計測し、元の距離Ｃ（Ｃ１）との差ΔＣを算出し、試験体の付番毎のΔＣの平均値を算出し、これにより樹脂製封口体５の移動距離を求めた。
【００７０】
（試験２）上記５２種類の試験体Ｎｏ．１〜１６、Ｎｏ．２１〜３０、Ｎｏ．１０１〜１１６及びＮｏ．１２１〜１３０の各５０個を、摂氏６０℃、湿度９０％の高温多湿環境下で３ヶ月間保存した。この試験環境は、樹脂製封口体５の中央筒部５ａと負極集電子６との間のクリープによるアルカリ電解液の漏液を促進させるものである。１ヶ月毎に各試験体を観察し、漏液が発生した試験体のうち、中央筒部５ａと負極集電子６との間でアルカリ電解液がクリープして漏液に至った試験体の個数を記録した。そして、全ての試験体について、試験終了後に試験体を解体して、封口ユニット９の負極集電子６の鍔部６ｂの下面６ｃと樹脂製封口体５の中央筒部５ａの上面５ｂとの間の距離Ｃ（Ｃ２）を計測し、元の距離Ｃ（Ｃ１）との差ΔＣを算出し、試験体の付番毎のΔＣの平均値を算出し、これにより樹脂製封口体５の移動距離を求めた。
【００７１】
下記表１Ａ及び表１Ｂ、表１Ｃに、上記試験１及び２の結果を示すとともに、図４上に、各試験体Ｎｏ．１〜１６及びＮｏ．２１〜３０を嵌合率と嵌合面積によりプロットし、図５上に、各試験体Ｎｏ．１０１〜１１６及びＮｏ．１２１〜１３０を嵌合率と嵌合面積によりプロットした。図４及び図５は、横軸に嵌合率、縦軸に嵌合面積をとった直交座標であり、上記式１及び２を同時に満たす範囲が太い実線により囲まれた領域として示されている。また、図４及び図５上では、漏液に至った試験体は白抜きの三角によりプロットし、漏液に至らなかった試験体は黒丸によりプロットした。
【００７２】
【表１Ａ】
0004113912.tif 000002
【００７３】
【表１Ｂ】
0004113912.tif 000003
【００７４】
【表１Ｃ】
0004113912.tif 000004
【００７５】
表１Ｂ、表１Ｃ、図４及び図５に示すように、Ｎｏ．１、９、１０、１０１、１０９及び１１０の各試験体には、試験１及び２のいずれにおいても漏液が生じた試験体がなかったのに対して、Ｎｏ．２９、３０、１２９及び１３０の各試験体には、試験２で漏液を生じたものが多数存在した点から考えて、嵌合率が１．０２５未満であればアルカリ電解液のクリープによる漏液が発生しやすくなるものといえる。
【００７６】
また、Ｎｏ．５、６、７、１０５、１０６及び１０７の各試験体には、試験１及び２のいずれにおいても漏液が生じた試験体がなかったのに対して、Ｎｏ．２５、２７、２８、１２５、１２７及び１２８の各試験体には、試験１において漏液を生じたものが存在した点から考えて、嵌合率が１．０８３を超えると、薄肉部５ｅが破断して漏液しやすくなるものといえる。
【００７７】
したがって、嵌合率は１．０２５〜１．０８３の範囲であるのが好ましい。
【００７８】
次に、嵌合面積の観点から試験結果を説明する。嵌合面積がある程度小さくても嵌合率が高いとクリープによる漏液を防ぐことはできるが、嵌合率が低くなるとクリープを起こす懸念が増大する。発明者等は、試験２においてＮｏ．９及び１０９の試験体に漏液を生じたものが存在しないという結果を得て、これにより嵌合面積が少なくとも７．７ｍｍ2以上であれば、嵌合率が１．０２５のときにもクリープを起こしにくいことを見出した。
【００７９】
一方、嵌合面積が大きくなると、負極集電子６と樹脂製封口体５の中央筒部５ａとの間の摩擦力が増大して、この中央筒部５ａの摺動に支障をきたすものと考えられる。また、嵌合率が高くなっても中央筒部５ａの摺動に支障をきたすものと考えられる。
【００８０】
このような知見に基づいて、本発明者等が実施例１において鋭意検証を重ねた結果、一定の耐漏液性を達成する上で、嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）と嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）の上限値との間には一定の関係があることを見出した。図４に示す曲線ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）は、薄肉部５ｅの破断も中央筒部５ａにおけるクリープによる漏液も共に起こり難くなる嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）の上限境界である。すなわち、試験１及び２で漏液が生じなかったＮｏ．１〜５の各試験体の嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）と嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）との関係を最小二乗法により二次曲線で近似することによって、上記ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）の各項の係数を決定した。
【００８１】
嵌合率（Ｒｃ／Ｒｂ）との関係で嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）が上限境界ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）を超えているＮｏ．２１〜２４の各試験体の試験１及び２の結果と比較すれば、嵌合面積（３．１４×Ｒｃ×Ｌ）が上限境界ｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）を超えないように樹脂製封口体５及び負極集電子６を形成することによって、効果的に漏液を防止できることがわかる。
【００８２】
以上の結果から、上記式１及び２を同時に満たす構成とすれば、樹脂製封口体５の中央筒部５ａと負極集電子６との間からのクリープによる漏液と、樹脂製封口体５の薄肉部５ｅが応力クラックにより破断して漏液を起こすのを共に効果的に抑制できることが分かる。
【００８３】
次に、封着による樹脂製封口体５の中央筒部５ａの移動距離の観点からアルカリ乾電池の耐漏液特性を説明する。上記移動距離が大きい場合、中央筒部５ａの摺動性が高い反面、嵌合性が低いことが懸念される。逆に移動距離が小さいときには、嵌合性が高い反面、摺動性が低いことが懸念される。
【００８４】
単３形では、上記移動距離が０．１ｍｍ未満の試験体（Ｎｏ．２１〜Ｎｏ．２８の各試験体）では、試験１において漏液が発生し、単４形でも、上記移動距離が０．１ｍｍ未満の試験体（Ｎｏ．１２１〜Ｎｏ．１２８の各試験体）では、試験１において漏液が発生している。これは、中央筒部５ａの嵌合性が高い反面、摺動性が低いためと考えられる。一方、単３形では、上記移動距離が０．４ｍｍを超えた試験体（Ｎｏ．２９及び３０の各試験体）及び単４形でも、上記移動距離が０．４ｍｍを超えた試験体（Ｎｏ．１２９及び１３０の各試験体）、では、試験２において漏液が発生している。これは、中央筒部５ａの摺動性が高い反面、嵌合性が低いためと考えられる。
【００８５】
したがって、単３形では表１Ａ及び表１Ｂに示すＮｏ．１〜１６の各試験体についての試験１及び２の結果から、上記移動距離が０．１〜０．４ｍｍの範囲となる構成とすれば、単４形でも表１Ａ及び表１Ｃに示すＮｏ．１０１〜１１６の各試験体についての試験１及び２の結果から、上記移動距離が０．１〜０．４ｍｍの範囲となる構成とすれば、樹脂製封口体５の中央筒部５ａと負極集電子６との間からのクリープによるアルカリ電解液の漏液と、樹脂製封口体５の薄肉部５ｅが応力クラックにより破断して漏液を起こすのを共に効果的に抑制できることが分かる。
【００８６】
（実施例３）
次に、実施例３では、単３形のアルカリ乾電池における実用的な部品寸法について検討した。
【００８７】
下記表２Ａに示すように、６，６ナイロン製の樹脂製封口体５の中央筒部５ａの貫通孔１０の直径Ｒｂが１．０５ｍｍ、１．２５ｍｍ及び１．４５ｍｍの３通りであり、上記長さＬが２．２ｍｍ、３．０ｍｍ及び３．８ｍｍの３通りであり、負極集電子６の胴部６ａの直径Ｒｃが１．０８ｍｍ、１．１１ｍｍ、１．１４ｍｍ、１．２７ｍｍ、１．３１ｍｍ、１．３５ｍｍ、１．４７ｍｍ、１．５２ｍｍ及び１．５７ｍｍの９通りである計２７種類の封口ユニット９を作製した。これらの封口ユニット９を用いて上記実施形態の要領で、各１００個ずつの単３形のアルカリ乾電池の試験体Ｎｏ．５１〜７７及び単４形のアルカリ乾電池の試験体Ｎｏ．１５１〜１７７を作製し、これらの試験体に対して上記試験１及び２を実行した。この結果を表２Ｂに示す。また、各試験体のｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）＝２０４８．４（Ｒｃ／Ｒｂ）2−４４７３（Ｒｃ／Ｒｂ
）＋２４５６．９の計算値も表２Ａに示す。
【００８８】
なお、本実施例においても樹脂製封口体５は、中央筒部の貫通孔のゲル状負極側開口（図３の下側開口）の縁部に対応する位置に樹脂注入口を設けた金型を用いて射出成形により作製した。また、各封口ユニット９の負極集電子６の鍔部６ｂの下面６ｃと樹脂製封口体５の中央筒部５ａの上面５ｂとの間の距離Ｃは、０．２ｍｍであった。また、正極合剤およびゲル状負極に用いられるアルカリ電解液として、ＫＯＨ濃度３３ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液を用いた。
【００８９】
（実施例４）
次に、実施例４では、単４形のアルカリ乾電池における実用的な部品寸法について検討した。
【００９０】
下記表２Ａに示すように、６，６ナイロン製の樹脂製封口体５の中央筒部５ａの貫通孔１０の直径Ｒｂが１．０５ｍｍ、１．２５ｍｍ及び１．４５ｍｍの３通りであり、上記長さＬが２．２ｍｍ、３．０ｍｍ及び３．８ｍｍの３通りであり、負極集電子６の胴部６ａの直径Ｒｃが１．０８ｍｍ、１．１１ｍｍ、１．１４ｍｍ、１．２７ｍｍ、１．３１ｍｍ、１．３５ｍｍ、１．４７ｍｍ、１．５２ｍｍ及び１．５７ｍｍの９通りである計２７種類の封口ユニット９を作製した。これらの封口ユニット９を用いて上記実施形態の要領で、各１００個ずつの単３形のアルカリ乾電池の試験体Ｎｏ．５１〜７７及び単４形のアルカリ乾電池の試験体Ｎｏ．１５１〜１７７を作製し、これらの試験体に対して上記試験１及び２を実行した。この結果を表２Ｃに示す。また、各試験体のｆ（Ｒｃ／Ｒｂ）＝２０４８．４（Ｒｃ／Ｒｂ）2−４４７３（Ｒｃ／Ｒｂ
）＋２４５６．９の計算値も表２Ａに示す。
【００９１】
なお、本実施例においても樹脂製封口体５は、中央筒部の貫通孔のゲル状負極側開口（図３の下側開口）の縁部に対応する位置に樹脂注入口を設けた金型を用いて射出成形により作製した。また、各封口ユニット９の負極集電子６の鍔部６ｂの下面６ｃと樹脂製封口体５の中央筒部５ａの上面５ｂとの間の距離Ｃは、０．１５ｍｍであった。また、正極合剤およびゲル状負極に用いられるアルカリ電解液として、ＫＯＨ濃度３３ｗｔ％の水酸化カリウム水溶液を用いた。
【００９２】
【表２Ａ】
0004113912.tif 000005
【００９３】
【表２Ｂ】
0004113912.tif 000006
【００９４】
【表２Ｃ】
0004113912.tif 000007
【００９５】
単３形では、貫通孔１０の直径Ｒｂが１．０５〜１．４５ｍｍの範囲であり、上記長さＬが２．２〜３．８ｍｍの範囲であり、且つ上記胴部６ａの直径Ｒｃが１．０８〜１．５７ｍｍの範囲である表２の各試験体において、上記式１及び２を同時に満たす試験体であるＮｏ．５２、５５、５６、５８〜６１、６３〜６５、６７〜７０、７２、７３及び７６については、試験１及び試験２の両方で漏液に至る試験体はなかった。また、これら漏液のなかった試験体の上記移動距離は、全て０．１〜０．４ｍｍの範囲内にあった。
【００９６】
同様に単４形では、貫通孔１０の直径Ｒｂが１．０５〜１．４５ｍｍの範囲であり、上記長さＬが２．２〜３．８ｍｍの範囲であり、且つ上記胴部６ａの直径Ｒｃが１．０８〜１．５７ｍｍの範囲である表２の各試験体において、上記式１及び２を同時に満たす試験体であるＮｏ．１５２、１５５、１５６、１５８〜１６１、１６３〜１６５、１６７〜１７０、１７２、１７３及び１７６については、試験１及び試験２の両方で漏液に至る試験体はなかった。また、これら漏液のなかった試験体の上記移動距離は、全て０．１〜０．４ｍｍの範囲内にあった。
【００９７】
一方、本発明者らは市販されている単３形のアルカリ乾電池Ａ〜Ｇ及び単４形のアルカリ乾電池Ｈ〜Ｍを入手し、実施例１および２におけると同様の試験１及び２を行った。ただし、試験体の数は各１０個とした。これらの結果を表３及び表４に示す。
【００９８】
【表３】
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【００９９】
【表４】
0004113912.tif 000009
【０１００】
市販の乾電池では、試験１及び２において、ともに漏液に至らないものはなく、本発明の優れた効果が確認できた。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
本発明のアルカリ乾電池は優れた耐漏液特性を有し、該電池を電源とするあらゆる機器に好適に用いられる。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】本発明の一実施形態に係るアルカリ乾電池の一部断面図である。
【図２】図１のアルカリ乾電池の封口部の詳細を示す断面図である。
【図３】封口ユニットの詳細を示す説明図であり、（ａ）は封口ユニットを分解した状態を示し、（ｂ）は組み立てた状態を示す。
【図４】本発明の単３形アルカリ乾電池が該当する嵌合率と嵌合面積の領域を示すグラフ図である。
【図５】本発明の単４形アルカリ乾電池が該当する嵌合率と嵌合面積の領域を示すグラフ図である。
【図６】一般的な単３形のアルカリ乾電池の封口部の断面図である。
【符号の説明】
【０１０３】
１    電池ケース
２    正極合剤
３    ゲル状負極
４    セパレータ
５    樹脂製封口体
５ａ  中央筒部
５ｃ  連結部
５ｅ  薄肉部
６    負極集電子
６ａ  胴部
７    負極端子板
９    封口ユニット
１０  貫通孔
１１  外周筒部
【要約】
【課題】長期間の保管中に樹脂製封口体の中央筒部と負極集電子の間からアルカリ電解液が漏出しにくく、前記樹脂製封口体の薄肉部が応力クラックによって破断を起こして漏液に至ることを防止した耐漏液特性に優れたアルカリ乾電池を提供することを目的とする。
【解決手段】樹脂製封口体５と負極集電子６と負極集電子６に溶接した負極端子板７からなる封口ユニット９を、発電要素を収納するケース１の開口部に封着する。樹脂製封口体５は、負極集電子６が挿通される貫通孔を有する中央筒部５ａと、ケース１の開口部と負極端子板７との間に挟持される筒状外壁部５ｄと、この中央筒部５ａと筒状外壁部５ｄとを連結する連結部５ｃと、この連結部５ｃに設けるガス圧により破断する薄肉部５ｅとを有する。中央筒部５ａの貫通孔と負極集電子６の胴部６ａに一定の嵌合関係を持たせて、長期間漏液が起こらないようにする。
【選択図】図１【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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【図６】
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