JPH01283760A - アルカリ乾電池 - Google Patents

アルカリ乾電池

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JPH01283760A
JPH01283760A JP63113909A JP11390988A JPH01283760A JP H01283760 A JPH01283760 A JP H01283760A JP 63113909 A JP63113909 A JP 63113909A JP 11390988 A JP11390988 A JP 11390988A JP H01283760 A JPH01283760 A JP H01283760A
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Junichi Asaoka
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アルカリ乾電池の漏液防止構造に関するもの
である。
従来の技術 近年、電子機器の小型軽量化に伴いその電源用としてア
ルカリ乾電池の需要が急増している。待にストロボ、カ
メラ、ヘッドホンステレオ、液晶テレビなどのハンディ
−タイプの精密機器用への需要が大幅に増大しているた
め、いかなる使用条件下においても高い信頼性及び安全
性を維持できるアルカリ乾電池が強く求められている。
特にアルカリ乾電池は電解液として高濃度のアルカリ性
水溶液を使用しているだめ、万一漏液すると、機器だけ
でなく人体に対しても重大な損傷を与える危険性がある
ので、耐漏液性能はアルカリ乾電池に求められる最も重
要な特性の一つである。
以下にこれまでのアルカリ乾電池の構造を図を用いて説
明する。
第1図は、これまでのアルカリ乾電池の代表的構造を示
す半裁側面図である。
図に示す様に、正極端子を兼ねる正極ケース1内に、二
酸化マンガンと黒鉛からなる正極合剤2を円筒形に成形
する。そしてその内側空間にか性カリ、粘性物質及び氷
化亜鉛からなる負極ゲル状物質3をセパレータ4を介し
て注入し、樹脂封口体10、負極集電体5.ガス抜穴7
を有する負極端子底板6及びガス抜穴9を有する金属ワ
ッシャー8を一体化した部品を正極ケース1内に挿入し
、ケースの開口部11を巻き締めして素電池を構成する
。
一般に、アルカリ乾電池に用いられているか性カリ電解
液はクリープ性が大きいため、封口部核間の封口強度が
弱いと、電池を保存しただけで封口部核間から漏液し、
電池として使用できなくなる。従って耐漏液性能を向上
させるために樹脂封口体10と負極端子底板6との間に
金属ワッシャー8を設置して封口部核間の密着性を向上
させた封口構造が一般的に採用されている。
発明が解決しようとする課題 しかしこのような構造では、電池を多湿環境下に保存す
ると、後述するメカニズムにより、カリウム陽イオンK
 が樹脂封口体10を透過するため、例えば1ケ月以上
の長期の多湿保存の下では著しい漏液現象が現われる。
この現象のメカニズムを図を用いて説明する。
第6図は第1図に示したアルカリ乾電池の封口部分の拡
大図である。電池を多湿環境下に保存すると、第6図に
示すように、負極端子底板6のガス抜穴7から入った水
分が金属ワッシャー8と樹脂封口体1oとの間の空間1
2に到達する。
ところで、強度や加工性、コストなど実用性を考慮して
一般的に金属ワッシャー8は鉄製のもの、樹脂封口体1
oは含水性のナイロン製のものが使用されれてる。この
とき第6図のAに示す部分は一つの電気化学反応回路を
形成し、第7図に示すようなモデルで表わすことができ
る。第7図はナイロン隔膜10′を介して左側に亜鉛を
浸漬させた高濃度か性カリ水溶液3′、右側に鉄を浸漬
させた水8′が存在し、亜鉛と鉄が導線5′で結ばれて
いる電気化学反応モデルである。次に、この第7図にお
ける反応メカニズムを説明スル。
第7図においてか性カリ水溶液中4′の亜鉛の表面上で
は式1に示す様な亜鉛の溶解反応が起こり、水8′中の
鉄の表面上では式2に示す様な水素ガス発性反応が起こ
る。
Zn+4に++4011(’−−+2K”+Zn(OH
)4 +2に++2e−・・−(1)2H++20H−
+2e−+H2+20H−”””(2)この反応と同時
に含水性ナイロン隔膜10’中をか性カリ水溶液3′水
8′中へカリウム陽イオン?が移動し、水8′中におい
てか性カリ水溶液(K”+0H−)を形成する。つまり
、式1及び式2に示す反応が進行するのに伴い水8′中
のか性カリ濃度が徐々に増加し、ついには高アルカル性
を示すに到る。
第6図と第7図とを比較対照すると、ナイロン隔膜10
’は樹脂封口体10に対応し、亜鉛を浸漬させた高濃度
か性カリ水溶液3′は負極ゲル状物質3、鉄を浸漬させ
た水8′は水分の付着した鉄ワツシヤ−8、亜鉛と鉄を
結んでいる導線6′は導電体6と負極端子底板6にそれ
ぞれ対応している。
すなわち、電池を多湿環境下に保存すると、式1及び式
2に示す反応が進行し、鉄ワツシヤ−8とナイロン封口
体10に挟まれた空間部分12に到達した水分中のか性
カリ濃度が増加し、そのアルカリ性水分が逆に負極端子
底板6のガス抜穴9から漏出するものと推察され、例え
ば1ケ月以上の長期多湿保存では著しい漏液現象となシ
、実用上大きな支障が生じる。
課題を解決するための手段 本発明はアルカリ乾電池の正極ケース1の開口部を封口
するナイロン封口体1oと負極端子底板6との間に金属
ワッシャー8を設置する構成において、少なくとも金属
ワッシャーと接する面を絶縁処理した負極端子底板また
は少なくとも負極端子底板と接する面を絶縁処理した金
属ワッシャー。
または少なくともナイロン封口体と接する面を絶縁処理
した金属ワッシャーまたは絶縁物製ワッシャー、または
少なくとも金属ワッシャーと接する面を絶縁処理したナ
イロン封口体、または少なくとも電解液と接する面を絶
縁処理したナイロン封口体または負極端子底板と金属ワ
ッシャー間に絶縁物の設置または金属ワッシャーとナイ
ロン封口体間に絶縁物の設置などにより前述した電気化
学反応回路を切断し、耐漏液特性の向上を図るものであ
る。
作  用 上記手段を用いることにより、たとえ金属ワッシャー8
上に水分が存在しても第6図のA部における電気化学反
応回路−をたち切ることができるため、式19式2で表
わされる化学反応は起こらなく、金属ワッシャー上の水
分がアルカリ性に変化しない。すなわち、電池を長期に
多湿環境下に保存しても、漏液現象を防止することがで
きる。
実施例 以下本発明の実施例について図面を参照しながら説明す
る。
第2図は本発明の第1の実施例におけるアルカリ乾電池
の封口部分の拡大断面図である。この第2図において、
13は金属ワッシャー8上に施した絶縁塗装膜である。
他の構成要素は第1のそれと同様である。すなわち絶縁
塗装膜13により、金属ワッシャー8と負極端子底板6
とは電気的に絶縁されている。
以上のように本実施例によれば、金属ワッシャー8に絶
縁塗装膜13を施すことにより、例えば電池を多湿環境
下に保存し、ガス抜穴7,9を通過して樹脂封口体10
と金属ワッシャー8との間の空間12に外気中の水分が
到達しても、負極端子底板6と金属ワッシャー8との接
触面が電気的に絶縁されているので、漏液現象が起こら
ない。
そのメカニズムを第3図を用いて説明する。第3図は第
2図の封口部をモデル的に描いたものである。第3図に
おける絶縁膜13′は第2図における絶縁塗装膜13に
対応している。つまり第3図において亜鉛と鉄が電気的
に絶縁されているので、式1及び式2の反応は進行せず
、水8′中へのに+の移動はなく、従って水8′はアル
カリ性に変化しない。以上のメカニズムにより、第2図
図示の本実施例によれば、金属ワッシャー8の上面に絶
縁塗装膜13を施したことによシ多湿環境下に電池を保
持したときの漏液を防止することができる。
第4図は本発明の実施例における素電池の封口部分の拡
大図である。第4図において、14は金属ワッシャー8
の下面に施した絶縁塗装膜である。
他の構成要素は第1図のそれと同様である。すなわち絶
縁塗装膜14により、金属ワッシャー8と含水性ナイロ
ン封口体とは電気伝導イオン伝導が切断されている。
以上のように本実施例によれば、金属ワッシャー8の下
面に絶縁塗装膜14を施すことにより、例えば電池を多
湿環境下に保存し、樹脂封口体10と金属ワッシャー8
との間の空間12に外気中の水分が到達しても、金属ワ
ッシャー8と含水性ナイロン封口体1oとの間に、イオ
ン伝導がないので漏液現象が起こらない。そのメカニズ
ムを第6図を用いて説明する。第6図は第4図の封口部
をモデル的に描いたものである。第6図における絶縁塗
装膜14′は第4図における絶縁塗装膜14に対応して
いる。つまり第6図において鉄が水8′と直接接触して
いる部分がないので、鉄表面上において式2の水素ガス
発生灰、応が起こらず、必然的に式1の反応も進行せず
、水8′中へのに+の移動はなく、従って水8′はアル
カリ性に変化しない。
以上のメカニズムにより、第4図の本実施例によれば、
金属ワッシャー8の下面に絶縁塗装膜14を施したこと
により、多湿環境下に保存したときの電池の漏液を防止
することができる。
表1は、単3形アルカリ乾電池を温度60℃。
湿度90%に保存した際の耐8液テストの結果を示して
いる。
表    1 保存における漏液数 表1より明らかなように、本発明による第1の実施例と
第2の実施例および前述したその他の実施例により構成
された単3形アルカリ乾電池は、従来例の単3形アルカ
リ乾電池に比較して、耐漏液性能が著しく向上した。
発明の効果 本発明は、アルカリ乾電池の正極ケース1の開口部を封
口するナイロン封口体10と負極端子底板6との間に金
属ワッシャー8を設置する構成のアルカリ乾電池におい
て負極端子底板6と金属ワッシャーε間の絶縁化または
金属ワッシャー8とナイロン封口体10間の絶縁化また
はナイロン封口体1oと電解液間の絶縁化により、アル
カリ乾電池の多湿環境保存下における電池の漏液現象を
防止できるという効果を得ることができる浸れたアルカ
リ乾電池を実現できるものである。
【図面の簡単な説明】
@1図はアルカリ乾電池の代表的な構成を示す半裁断面
図、第2図は本発明の第1の実施例におけるアルカリ乾
電池の封口部分の拡大断面図、第3図は第2図に示した
実施例の化学反応モデル図、第4図は第2の実施例にお
けるアルカリ乾電池の封口部分の拡大の拡大断面図、第
6図は第4図に示した実施例の化学反応モデル図、第6
図は従来のアルカリ乾電池の封口部分の拡大断面図、第
7図はその化学反応モデル図である。 1・・・・・・正極ケース、2・・・・・・正極合剤、
3・・・・・・負極ゲル状物質、4・・・・・・セパレ
ータ、6・・・・・・負極集電体、6・・・・・・負極
端子底板、7・・・・・・ガス抜穴、8・・・・・・金
属ワッシャー、9・・・・・・ガス抜穴、10・・・・
・・樹脂封口体、11・・・・・・ケース開口部、12
・・・・・・空間、13・・・・・・絶縁塗装膜、3′
・・・・・・亜鉛を浸漬させた高濃度か性カリ水溶液、
6′・・・・・・導線、8′・・・・・・鉄を浸漬させ
た水、10′・・・・・・ナイロン隔膜。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名+−
’正板ケース 2−正糧合1’J 3−・負 砥 4− セパレーダ 5−・−員i婁電体 8− 全、lフラン菅− ?・−ガス抜穴 10−  蔚脂汁口体 第 2 図             8− 金17ツ
シマー第4図

Claims (9)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)正極ケースの開口部を封口するナイロン封口体と
    負極端子底板との間に金属ワッシャーを設置したアルカ
    リ乾電池であって、負極端子底板と金属ワッシャー間を
    絶縁化するかまたは金属ワッシャーとナイロン封口体間
    を絶縁化したことを特徴とするアルカリ乾電池。
  2. (2)少なくとも金属ワッシャーと接する面を絶縁処理
    した負極端子底板を用いた請求項1記載のアルカリ乾電
    池。
  3. (3)少なくとも負極端子底板と接する面を絶縁処理し
    た金属ワッシャーを用いた請求項1記載のアルカリ乾電
    池。
  4. (4)少なくともナイロン封口体と接する面を絶縁処理
    した金属ワッシャーを用いた請求項1記載のアルカリ乾
    電池。
  5. (5)少なくとも金属ワッシャーと接する面を絶縁処理
    したナイロン封口体を用いた請求項1記載のアルカリ乾
    電池。
  6. (6)少なくとも電解液と接する面を絶縁処理したナイ
    ロン封口体を用いた請求項1記載のアルカリ乾電池。
  7. (7)電子伝導性がなく、かつイオン伝導性のない絶縁
    物からなるワッシャーを用いた請求項1記載のアルカリ
    乾電池。
  8. (8)負極端子底板と金属ワッシャーとの間に絶縁リン
    グを設置した請求項1記載のアルカリ乾電池。
  9. (9)金属ワッシャーとナイロン封口体との間に絶縁リ
    ングを設置した請求項1記載のアルカリ乾電池。
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Citations (4)

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JPS549738A (en) * 1977-06-24 1979-01-24 Toshiba Ray O Vac Alkaline cell
JPS6081761A (ja) * 1983-10-13 1985-05-09 Toshiba Battery Co Ltd 電池用封口体の製造法
JPS60216438A (ja) * 1984-04-11 1985-10-29 Matsushita Electric Ind Co Ltd 円筒型アルカリ電池
JPS62274549A (ja) * 1986-05-22 1987-11-28 Hitachi Maxell Ltd 筒形アルカリ電池用封口体

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JP2769158B2 (ja) 1998-06-25

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