(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プレス成形されたカップ形状の負極端子を含む封口部で筒状正極缶の開口部を密閉した筒型アルカリマンガン電池において、
前記負極端子材として、板厚が０．５〜１．０ｍｍ、且つ、抗張力が３７０〜５５０Ｎ／ｍｍ2のニッケルメッキ鋼板を用いたことを特徴とするアルカリマンガン電池。
【請求項２】
プレス成形されたカップ形状の負極端子を含む封口部で筒状正極缶の開口部を密閉した筒型アルカリマンガン電池において、
前記負極端子材として、板厚が０．５〜１．０ｍｍ、且つ、抗張力が３７０〜５５０Ｎ／ｍｍ2、且つ、硬度が１３０〜１９０Ｈｖのニッケルメッキ鋼板を用いたことを特徴とするアルカリマンガン電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、アルカリマンガン電池に関し、特に封口部に含まれる負極端子の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図１は、アルカリマンガン電池の負極端子部分の内部構造を示している。
図示のように、アルカリマンガン電池１は、正極端子を兼ねる有底円筒の正極缶２と、正極缶内に配置された中空円筒状の正極合剤３と、筒状のセパレータ４を介して前記正極合剤３の中空部に集電体６と共に充填されたゲル状の亜鉛負極５とで構成され、これら正極合剤３や亜鉛負極５を正極缶２内に収納した後、ガスケット７を介在してその開口部に負極端子８を含む封口部を挿入し、その開口部端を内側に屈曲させることにより密閉構造としている。
【０００３】
また、アルカリマンガン電池のような密閉構造の場合、外部ショートや逆挿入等、電池の誤使用が有った時、内部ガスの発生や発熱による異常な内圧上昇により、漏液や最悪の場合には電池破裂を招く危険性がある。このため、誤使用時にも電池が破裂しないよう、薄肉部を設けたガスケット７および負極端子８の縁部に異常内圧を逃がすガス抜孔９を設けて安全機構としている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来のアルカリマンガン電池は、漏液や破裂に影響する負極端子８の封口耐圧は、例えば、電池サイズがＬＲ２０形の場合で約３．２ＭＰａと低いため、何等かの原因で負極端子８のガス抜孔９が塞がれた場合、電池内部で大量のガス発生が有ると破裂する可能性があった。
【０００５】
本発明は、このような従来電池の欠点を改善し、封口耐圧を向上して電池異常時の破裂の危険性を低下した安全性の高いアルカリマンガン電池を提供することを目的としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
電池の封口耐圧を向上する方策として、正極缶の加締め部の強度を上げる方法、電池開口径を小さくする方法、或いは負極端子の強度を上げる方法等が有効である。本発明では、負極端子の強度アップによる封口耐圧の向上策を提案するものである。
【０００７】
すなわち、請求項１に記載の本発明は、プレス成形されたカップ形状の負極端子を含む封口部で筒状正極缶の開口部を密閉した筒型アルカリマンガン電池において、前記負極端子材として、板厚が０．５〜１．０ｍｍ、且つ、抗張力が３７０〜５５０Ｎ／ｍｍ2のニッケルメッキ鋼板を用いたことを特徴としている。
【０００８】
また、請求項２に記載の本発明は、プレス成形されたカップ形状の負極端子を含む封口部で筒状正極缶の開口部を密閉した筒型アルカリマンガン電池において、前記負極端子材として、板厚が０．５〜１．０ｍｍ、且つ、抗張力が３７０〜５５０Ｎ／ｍｍ2、且つ、硬度が１３０〜１９０Ｈｖのニッケルメッキ鋼板を用いたことを特徴としている。
【０００９】
アルカリマンガン電池の負極端子材の板厚、抗張力、および硬度をそれぞれ前記請求項１〜請求項３に記載の範囲内に特定することにより、正極缶開口部の加締め時に変形しない強度の優れた負極端子が実現でき、封口耐圧が向上する。
ここで、 負極端子材の板厚の上限を１ｍｍ、抗張力の上限を５５０Ｎ／ｍｍ2 、硬度の上限を１９０Ｈｖとしたのは、上記上限値を越えると、プレス成形にてカップ形状の負極端子を作製できなくなるためである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明は、負極端子材の板厚、抗張力（耐力）、および硬度をそれぞれ前記請求項１〜請求項３に記載の範囲内に特定することにより、アルカリマンガン電池における封口耐圧の向上を図るものである。以下、図１を参考にしてアルカリマンガン電池の実施例を説明する。
【００１１】
［実施例］
本実施例のアルカリマンガン電池１の作製要領は以下の通りである。
先ず、正極活物質としての電解二酸化マンガン９１．２重量％に人造黒鉛５．６８重量％と保液材としてのポリアクリル酸０．０５％を添加して混合する。
次に、この混合合剤９６．９３重量％に対して約４０％の水酸化カリウム水溶液３．０７重量％を加えて良く混合し、ローラコンパクタで圧延して１８０〜１０００μｍの幅で篩ったものを正極合剤３とする。これを所定の大きさの円筒リング状に成形し、この成形体をニッケルメッキ鋼板の正極缶２に嵌合する。
次いで、これにビニロン繊維不織布から成る円筒状セパレータ４を挿入し、その内側に所定量の電解液と共に、亜鉛合金粉末２００重量部にゲル化剤としてのポリアリル酸を１．１重量部、ポリアクリル酸ナトリウムを３６．７重量部、水５６．５重量部、酸化亜鉛５．９重量部を組成としたゲル状負極５を充填する。
最後に、ニッケルメッキ鋼板よりプレス成形した負極端子８とガスケット９および集電体６を組み合わせた封口部を挿入し、正極缶２の開口部を内側に屈曲させることにより密閉し、アルカリマンガン電池を作製した。尚、本実施例で作製した電池のサイズはＬＲ２０形である。
【００１２】
（従来例）
上記構成のアルカリマンガン電池において、負極端子材として、厚さ０．４ｍｍ、抗張力３５０Ｎ／ｍｍ2、硬度（ビッカース硬度）９９Ｈｖの鋼板を用いた。
（参考例１）
上記従来例において、負極端子材として厚さ０．５ｍｍの鋼板を用いた。
（参考例２）
上記従来例において、負極端子材として厚さ１．０ｍｍの鋼板を用いた。
（比較例１）
上記従来例において、厚さ１．１ｍｍの鋼板を用いたが、同様の負極端子にはプレス成形できなかった。
（参考例３）
上記従来例において、負極端子材として抗張力が３７０Ｎ／ｍｍ2の鋼板を用いた。
（参考例４）
上記従来例において、負極端子材として抗張力が５５０Ｎ／ｍｍ2の鋼板を用いた。
（比較例２）
上記従来例において、抗張力が５６０Ｎ／ｍｍ2の鋼板を用いたが、同様の負極端子にはプレス成形できなかった。
（参考例５）
上記従来例において、負極端子材として硬度が１３０Ｈｖの鋼板を用いた。
（参考例６）
上記従来例において、負極端子材として硬度が１９０Ｈｖの鋼板を用いた。
（比較例３）
上記従来例において、硬度が２００Ｈｖの鋼板を用いたが、同様の負極端子にはプレス成形できなかった。
（実施例１）
上記従来例において、負極端子材として厚さが０．５ｍｍ、抗張力が５５０Ｎ／ｍｍ2、硬度が１９０Ｈｖの鋼板を用いた。
（実施例２）
上記従来例において、負極端子材として厚さが０．８ｍｍ、抗張力が５５０Ｎ／ｍｍ2、硬度が１９０Ｈｖの鋼板を用いた。
（実施例３）
上記従来例において、負極端子材として厚さが１．０ｍｍ、抗張力が５５０Ｎ／ｍｍ2、硬度が１９０Ｈｖの鋼板を用いた。
【００１３】
上記従来例および比較例によるアルカリマンガン電池の封口耐圧値と、各電池を４個直列接続にて１０時間の短絡試験を実施し、その一週間後の電池破裂数を調査し、その結果を表１に示した。
【００１４】
【表１】
0005070664.tif 000002
【００１５】
表１から明らかなように、実施例１〜３に示す本発明のアルカリマンガン電池および参考例１〜６に示すアルカリマンガン電池は、従来のアルカリマンガン電池に比べて封口耐圧が向上しており、これに伴って電池の破裂数が減少していることが判る。特に、負極端子材の板厚、抗張力、および硬度を所定範囲内に特定した実施例１〜３にあっては、封口耐圧の大幅な改善が見られ、電池の破裂を完全に無くすことができた。
尚、比較例１〜３については、負極端子のプレス成形が不能で、電池が作製で
きなかった例である。
【００１６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、負極端子材の板厚、抗張力、および硬度をそれぞれ請求項１〜請求項３に記載の範囲内に特定することにより、負極端子の強度が向上し、封口耐圧を大幅に改善することができる。これにより、電池の誤使用があっても、内圧上昇による電池破裂を招かない安全性に優れるアルカリマンガン電池を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】アルカリマンガン電池の負極端子の内部構造を示す要部断面図である。
【符号の説明】
１  アルカリマンガン電池
２  正極缶
８  負極端子
【図１】
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