(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
有底筒状の電池缶内に、正極と、負極と、電解質とが収納され、上記電池缶の開口部が、凸部を有し、この凸部の周面にガス抜き孔が形成された電池蓋によって封口されてなり、
鍔部を有し、断面が略Ｌ字状の被覆部材で、上記電池蓋の凸部の上記ガス抜き孔を覆うと共に、上記鍔部で、上記電池蓋の凸部と上記電池缶の開口部との隙間を塞ぎ、
上記被覆部材は、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂又はポリオレフィン系熱可塑性エストラマーのいずれかからなり、
上記被覆部材の表面が、アスファルト、クロロスルフォン化ポリエチレン又はポリアミド樹脂のいずれかでコーティングされ、又は上記電池蓋の上記被覆部材と接する部分が、アスファルト、クロロスルフォン化ポリエチレン又はポリアミド樹脂のいずれかでコーティングされている電池。
【請求項２】
上記電池缶は、有底円筒状をしている請求項１記載の電池。
【請求項３】
上記電解質としてアルカリ電解液を用いたアルカリ電池である請求項１記載の電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、筒型の電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子機器は小型化、ポータブル化され、アルカリ電池等の電池で駆動する商品が増加してきている。アルカリ電池は、一般に、電池が誤って充電されたときに、電池内部に発生したガスを逃がすために、電池封口要素の一部に安全弁を設け、電池内圧が低い時点で安全に内圧を解放する手法がとられていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の安全弁を有するアルカリ電池においても、高温で長期間保存すると、安全弁自身が経時劣化を起こし、電池内圧が低くても、安全弁が作動するという問題があった。
【０００４】
安全弁が作動すると、電池内容物である電解液の流出は避けることができず、流出した電解液が機器に付着した場合には、機器の機能を損傷させてしまうおそれがあった。また、この電解液が皮膚等に付着した場合には、当該皮膚等を損傷してしまうおそれがあった。
【０００５】
また、従来、負極端子周辺に外部短絡防止用のワッシャーを配置した電池もあったが、このワッシャーは、負極端子のガス抜き孔を完全に覆ったものではないため、電解液漏液を防止出来るものではなかった。
【０００６】
本発明は、このような従来の実情に鑑みて提案されたものであり、電解液漏液を防止した電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の電池は、有底筒状の電池缶内に、正極と、負極と、電解質とが収納され、電池缶の開口部が、凸部を有し、この凸部の周面にガス抜き孔が形成された電池蓋によって封口されてなり、鍔部を有し、断面が略Ｌ字状の被覆部材で、電池蓋の凸部のガス抜き孔を覆うと共に、鍔部で、電池蓋と電池缶の開口部との隙間を塞ぎ、被覆部材は、ポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂又はポリオレフィン系熱可塑性エストラマーのいずれかからなり、被覆部材の表面が、アスファルト、クロロスルフォン化ポリエチレン又はポリアミド樹脂のいずれかでコーティングされ、又は電池蓋の被覆部材と接する部分が、アスファルト、クロロスルフォン化ポリエチレン又はポリアミド樹脂のいずれかでコーティングされている。
【０００８】
上述したような本発明に係る電池では、鍔部を有し、断面が略Ｌ字状の被覆部材で、電池蓋の凸部のガス抜き孔を覆うと共に、鍔部で、電池蓋の凸部と電池缶の開口部との隙間を塞ぐことによって、ガス抜き孔を通じて電解質が漏れ出ることを二重に防止でき、電解質が外部まで流出することをより確実に防止できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
【００１０】
図１に、本実施の形態に係る電池の一構成例を示す。なお、図１及び後掲する図２では、本発明の中心となる電池封口部分のみを抜き出して示す。
【００１１】
この円筒形電池１は、開口部を有する中空有底円筒状の正極缶２内に、中空円筒状の正極３と、正極３に当接されるように配置されて有底円筒状に形成されたセパレータ５と、セパレータ５の内側に配置される負極４と、イオン電導を行う電解液とが収納されている。また、円筒形電池１は、上記正極缶２の開口部を封口させる封口ユニットとを備える。なお、この円筒形電池１は、その円筒外周面が外装ラベル６で覆われている。
【００１２】
正極３は、二酸化マンガン、グラファイト、水酸化カリウム水溶液等からなる正極合剤が中空円筒状に形成されてなり、正極缶２の内壁面に沿って配置される。
【００１３】
負極４は、粒状亜鉛と水酸化カリウム水溶液、増粘剤等を含有しゲル状とされた負極合剤からなる。この負極合剤は、底円筒状のセパレータ５の内部に注入されている。
【００１４】
セパレータ５は、その材料として例えばポリオレフィン不織布が用いられ、円筒状に形成された正極４の中空部に当節するように配置される。
【００１５】
封口ユニットは、正極缶２の開口部に、安全弁７を有する封口部材８と、解放孔９を有する補強部材１０と、負極端子１１とを備え、この順序で組み込まれる。
【００１６】
これら部材についてさらに説明すると、まず、封口部材８は、正極缶２の開口部を封口するために空気室１２を覆うように嵌合され、空気室１２側に凹部が形成されることで肉薄となされた安全弁７が設けられている。この安全弁７は、電池の内圧の上昇によって開裂し、電池の内圧を解放するものである。
【００１７】
また、封口部材８は、その中央部に貫通孔が設けられ、この貫通孔から針状の集電ピン１３が圧入される。集電ピン１３は、その材料として、例えば黄銅等が用いられ、上記封口部材８の中央部に設けられた貫通孔内に、外側から圧入されて、負極端子１１に溶接されている。
【００１８】
補強部材１０は、封口部材８を補強するために封口部材８と当接されており、解放孔９を有する。
【００１９】
負極端子１１においては、その略中心部に形成された凸部の周面に内圧を解放するためのガス抜き孔１４が設けられている。
【００２０】
そして、本発明の円筒形電池１では、負極端子１１の外周部にリング状の被覆部材１５が装着されている。この被覆部材１５は、当該負極端子１１に形成されたガス抜き孔１４を覆っている。
【００２１】
上述したような封口ユニットを有する円筒形電池１では、過充電により発生するガスが空気室１２に溜まり、この空気室１２の内圧が規定値を越えて上昇すると、上昇した内圧によって安全弁７が開裂する。そして、このガスが安全弁７を通過して補強部材１０に設けられた解放孔に解放される。
【００２２】
しかしながら、高温長期保存により経時劣化を起こした場合、電池内圧が低くても安全弁７が作動、解放することがある。この場合、電池内に注入されている電解液が、この封口部材８の安全弁７解放部を通過し、負極端子１１に開けられたガス抜き孔１４を通って外部に流出してしまうという問題があった。
【００２３】
本発明では、被覆部材１５が負極端子１１のガス抜き孔１４を外部から覆っているため、電解液が外部に流出することはない。
【００２４】
この被覆部材１５は、可撓性を有する樹脂からなることが好ましい。このような被覆部材１５の材料としては、例えばポリアミド樹脂、ポリオレフィン樹脂又はポリオレフィン系熱可塑性エラストマー等が挙げられる。
【００２５】
また、被覆部材１５の形状としては、負極端子１１に形成されているガス抜き孔１４を塞ぐことができるような形状であれば、特に限定されない。
【００２６】
例えば、図２に示すように、被覆部材１５の形状を、負極端子１１のガス抜き孔１４が形成されている外周部分を覆うばかりでなく、さらに鍔部分１５ａを有し、この鍔部分１５ａによって、負極端子１１と正極缶２との間隙を塞ぐような形状としてもよい。被覆部材１５の鍔部分１５ａで負極端子１１と正極缶２との間隙を塞ぐことで、万が一電解液が負極端子１１のガス抜き孔１４から流出した場合でも、この鍔部分１５ａによって、電解液が電池の外部にまで流出することを防止することができる。すなわち、被覆部材１５に鍔部分１５ａを形成することで、電解液の流出を二重に防止することができ、電池の信頼性をより確実なものとすることができる。
【００２７】
また、電池の充電等によって電池内圧が高まり、正常にプラスチック製封口部材８の安全弁７機能が作動した場合には、高い圧力がこの被覆部材１５に加わるため、上述したようなプラスチックやエラストマーからなる被覆部材１５は変形する。このときに、負極端子１１と被覆部材１５との間に隙間ができ、この隙間から内圧が解放されるため、電池が破壊することなく正常に動作する。
【００２８】
さらに、上記被覆部材１５は、その表面が、アスファルト、クロロスルフォン化ポリエチレン又はポリアミド樹脂のいずれかでコーティングされていることが好ましい。被覆部材１５の表面を上記のアスファルト、クロロスルフォン化ポリエチレン又はポリアミド樹脂のいずれかでコーティングすることで、被覆部材１５と負極端子１１との間の密着性を上げることができ、電解液の漏出をより確実に防止することができる。
【００２９】
また、負極端子１１の、被覆部材１５と当接する部分に、アスファルト、クロロスルフォン化ポリエチレン又はポリアミド樹脂のいずれかによるコーティングを施しても良い。この場合にも、被覆部材１５と負極端子１１との間の密着性を上げて、電解液の漏出をより確実に防止することができる。
【００３０】
なお、上述した実施の形態においては、アルカリ電池を例に挙げて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、円筒形空気電池や充電可能なアルカリマンガン電池等の円筒形電池等、様々な種類の電池についても適用することができる。また、本発明は円筒形の電池ばかりでなく、角筒形の電池についても適用可能である。
【００３１】
【実施例】
本発明の効果を確認すべく、図２に示したような構成の円筒型アルカリ電池を作製し、その電池漏液に対する信頼性を評価した。
【００３２】
〈実施例１〉
まず、二酸化マンガンと、グラファイトと、３９％水酸化カリウム水溶液とを所定の割合で均一に混合して正極合剤を調製した。次に、この正極合剤の３．６グラムを外径１３．２ｍｍ、内径９．１ｍｍ、高さ１５．０ｍｍのリング状に仮成形した。
【００３３】
次に、円筒形の正極缶の内部に、仮成形された正極合剤を３個挿入し、上部から１トン／ｃｍ2の圧力で加圧した。
【００３４】
次に、正極合剤の中空部に有底円筒状のセパレータを挿入し、セパレータの内部に３９％水酸化カリウム水溶液と、負極合剤とを装填し、正極缶の開口部を封口ユニットで密封して円筒形アルカリ電池を作製した。
【００３５】
このとき、封口ユニットを構成する負極端子の外周部には６，６−ナイロン製のリングが装着されている。そして、このリングは、負極端子に形成されているガス抜き孔を覆っている。
【００３６】
〈実施例２〉
負極端子に装着されるリングとして、ポリプロピレン製のものを用いたこと以外は、実施例１と同様にして円筒形アルカリ電池を作製した。
【００３７】
〈実施例３〉
負極端子の装着されるリングとして、ポリオレフィン系熱可塑性エラストマー製のものを用いたこと以外は、実施例１と同様にして円筒形アルカリ電池を作製した。
【００３８】
〈実施例４〉
負極端子に装着されるリングとして、ポリプロピレン製であり、その周囲にアスファルトがコーティングされてなるものを用いたこと以外は、実施例１と同様にして円筒形アルカリ電池を作製した。
【００３９】
〈実施例５〉
負極端子に装着されるリングとして、ポリプロピレン製であり、その周囲にクロロスルフォン化ポリエチレンがコーティングされてなるものを用いたこと以外は、実施例１と同様にして円筒形アルカリ電池を作製した。
【００４０】
〈実施例６〉
負極端子に装着されるリングとして、ポリプロピレン製であり、その周囲に６，１０−ナイロンがコーティングされてなるものを用いたこと以外は、実施例１と同様にして円筒形アルカリ電池を作製した。
【００４１】
〈実施例７〉
負極端子に装着されるリングとして、ポリプロピレン製のものを用い、さらに、負極端子の、リングが装着される部位にアスファルトでコーティングを施したこと以外は、実施例１と同様にして円筒形アルカリ電池を作製した。
【００４２】
〈実施例８〉
負極端子に装着されるリングとして、ポリプロピレン製のものを用い、さらに、負極端子の、リングが装着される部位にクロロスルフォン化ポリエチレンでコーティングを施したこと以外は、実施例１と同様にして円筒形アルカリ電池を作製した。
【００４３】
〈実施例９〉
負極端子に装着されるリングとして、ポリプロピレン製のものを用い、さらに、負極端子の、リングが装着される部位に６，１０−ナイロンでコーティングを施したこと以外は、実施例１と同様にして円筒形アルカリ電池を作製した。
【００４４】
〈比較例〉
負極端子に、リングを装着しなかったこと以外は、実施例１と同様にして円筒形アルカリ電池を作製した。
【００４５】
以上のようにして、実施例１〜実施例９及び比較例の電池をそれぞれ１０個ずつ作製した。そして、本発明の効果を確認するために、予め、封口部材の安全弁に孔を開けた状態でこれらの電池を常温で３ヶ月間保存した。そして、３ヶ月間保存後に、漏液の発生が目視により確認された電池の個数を数えた。その結果を表１に示す。
【００４６】
【表１】
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【００４７】
表１から明らかなように、負極端子にリングを装着しなかった比較例の電池では、１０個全ての電池に漏液が認められているのに対して、負極端子に、当該負極端子に形成されているガス抜き孔を塞ぐようにリングを装着した実施例１〜実施例９の電池では、漏液が認められた電池は３個以下であった。これにより、負極端子のガス抜き孔をリングで塞ぐことにより、電池の漏液を大幅に低減できることがわかった。
【００４８】
その中でも特に、リング又は負極端子にコーティングを施した実施例４〜実施例９の電池では、漏液の発生をゼロに抑えることができた。従って、リング又は負極端子にコーティングを施すことにより、リングと負極端子との間の密着性を上げて、電解液の漏出をより確実に防止することができることがわかった。
【００４９】
【発明の効果】
本発明では、鍔部を有し、断面が略Ｌ字状の被覆部材で、電池蓋の凸部のガス抜き孔を覆うと共に、鍔部で、電池蓋の凸部と電池缶の開口部との隙間を塞ぐことによって、ガス抜き孔を通じて電解質が漏れ出ることを二重に防止でき、電解質が外部まで流出することをより確実に防止できる。従って、本発明では信頼性に優れた筒型電池を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る円筒形電池の一構成例を示す図であり、主要部を拡大して示す断面図である。
【図２】本発明に係る円筒形電池の他の一構成例を示す図であり、主要部を拡大して示す断面図である。
【符号の説明】
１  円筒形電池、  ２  正極缶、  ３  正極、  ４  負極、  ５  セパレータ、  ７  安全弁、  ８  封口部材、９  解放孔、１０  補強部材、１１  負極端子、  １４  ガス抜き孔、  １５  被覆部材
【図１】
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【図２】
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