JPH0773861A - 電 池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】蓋体が内圧に抗するに十分な強度で容器に接着
されていて耐漏液性に優れ、安価に製造できる電池を提
供する。 【構成】電池１は、陰極を形成する金属板を深絞りした
容器２に発電要素３を収納する。容器２の開口部に陽極
を備え加熱されたときに金属に対する接着性を有する合
成樹脂からなる蓋体４を、その接着範囲に塗布された下
塗り樹脂層５を介して熱融着してなる。前記合成樹脂は
ポリアミドであり、前記下塗り樹脂層５はビスフェノー
ル型エポキシ樹脂とレゾール型フェノール樹脂とを５０
／５０〜９５／５の重量比で混合してなるエポキシフェ
ノール樹脂系組成物からなる。容器２の前記接着範囲に
は、下塗り樹脂層５と容器２との密着性を向上させる表
面処理が施されており、その上に下塗り樹脂層５が形成
される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、陰極を形成する金属板
を深絞りしてなる容器に発電要素を収納し、該容器の開
口部に陽極を備える合成樹脂製の蓋体を嵌着してなる電
池に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、金属板を角型に深絞りしてなる容
器に強アルカリの電解液、セパレータ等の発電要素を収
納し、前記容器の開口部に金属製蓋体を嵌着してなる角
型電池が知られている。前記角型電池では、前記容器自
体が陰極となり、前記蓋体に陽極が備えられた構成とな
っている。

【０００３】前記従来の角型電池では、前記電解液によ
り内圧が２０〜４０気圧程度に達することがあるので、
前記容器の開口部には金属製の蓋体が溶接により嵌着さ
れている。前記金属製蓋体には、前記陽極が絶縁体を介
して取着されており、前記陽極は内圧が前記のように高
くなったときに電池外部にガスを放出する安全弁を内蔵
している陽極キャップを備えている。前記金属製蓋体の
前記容器開口部に対する溶接は、従来、ＹＡＧレーザを
数値制御することにより行われている。

【０００４】しかしながら、金属製蓋体をＹＡＧレーザ
により溶接するときには、該金属製蓋体の形状が前記容
器開口部に一致するように精密に加工しないと電解液の
漏液が起きる虞れがあり、また溶接によって微小な亀裂
ができやすく、このような亀裂からも前記漏液が起きる
虞れがあるとの不都合がある。また、数値制御装置を備
えたＹＡＧレーザは非常に高価であり、しかも１個の溶
接に５秒程度を要するので製造コストの上昇が避けられ
ないという不都合がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、改良された
電池を提供することを目的とする。

【０００６】さらに詳しくは本発明の目的は、かかる不
都合を解消して、蓋体が内圧に抗するに十分な強度で容
器に接着されていて耐漏液性に優れているとともに、安
価に製造することができる電池を提供することを目的と
する。

【０００７】また、本発明の目的は、アルカリ環境下で
長期間保存した後にも、蓋体の接着強度に優れた電池を
提供することを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】かかる目的を達成するた
めに、本発明の電池は、陰極を形成する金属板を深絞り
してなる容器に発電要素を収納し、該容器の開口部に陽
極を備える蓋体を嵌着してなる電池において、該蓋体が
加熱されたときに接着性を有する合成樹脂からなり、該
容器の開口部に接着範囲に塗布された下塗り樹脂層を介
して熱融着されてなることを特徴とする。

【０００９】また、本発明の電池は、前記蓋体が金属板
と該金属板の周縁部に取着され加熱されたときに接着性
を有する合成樹脂とからなり、該容器の開口部に接着範
囲に塗布された下塗り樹脂層を介して熱融着されてなる
ことを特徴とする。

【００１０】前記蓋体が前記合成樹脂からなるときに
は、該合成樹脂が絶縁体となるので、陽極は特に絶縁体
を介することなく該蓋体に取着されている。また、前記
蓋体が金属板と該金属板の周縁部に取着された前記合成
樹脂とからなるときには、陽極は該金属板に絶縁体を介
して取着されている。

【００１１】前記陰極を形成する金属板としては、ＳＰ
ＣＥ等の冷間圧延鋼板、ＳＰＧＤ，ＳＰＧＤＤ等の亜鉛
メッキ鋼板、５０５２材、７０７５材等のアルミニウム
合金板、チタン１種材、２種材などのチタン合金板、Ｓ
ＵＳ３０４，ＳＵＳ４２０等のステンレス鋼板等を用い
ることができる。ＳＰＣＥ鋼板を用いるときには、予め
３〜４μｍのニッケルメッキを施したＳＰＣＥ鋼板を角
型に深絞りしてもよく、前記のように深絞りしたＳＰＣ
Ｅ鋼板に１〜３μｍのニッケルメッキを施してもよい。

【００１２】また、本発明の電池は、前記加熱されたと
きに金属に対する接着性を有する合成樹脂がポリアミド
であって、前記下塗り樹脂層がビスフェノール型エポキ
シ樹脂とレゾール型フェノール樹脂とを５０／５０〜９
５／５の重量比で混合してなるエポキシフェノール樹脂
系組成物からなることを特徴とする。

【００１３】前記合成樹脂として用いられる前記ポリア
ミドとしては、例えば、ラクタムまたはω−アミノカル
ボン酸から得られるホモポリアミド、コポリアミドまた
はそれらをブレンドして得られるポリアミド、ジカルボ
ン酸化合物とジアミン化合物との縮合重合反応により得
られるホモポリアミド、コポリアミドまたはそれらをブ
レンドして得られるポリアミド等を挙げることができ
る。前者のラクタムまたはω−アミノカルボン酸から得
られるポリアミドとしては、特に炭素数１０〜１３のポ
リアミド、ナイロン１２、ナイロン１１等が適してい
る。また、後者のジカルボン酸化合物とジアミン化合物
との縮合重合反応により得られるポリアミドとしては、
ナイロン６，６等が適している。

【００１４】前記ポリアミドは、さらに、前者のラクタ
ムまたはω−アミノカルボン酸から得られる各種ポリア
ミドと、後者のジカルボン酸化合物とジアミン化合物と
の縮合重合反応により得られる各種ポリアミドミドとを
ブレンドして得られるポリアミドであってもよい。

【００１５】前記下塗り樹脂層は、加熱により前記ポリ
アミドと前記陰極を形成する金属板とを接着するため
に、ビスフェノール型エポキシ樹脂とレゾール型フェノ
ール樹脂との混合物であることが好ましいが、前記ビス
フェノール型エポキシ樹脂とレゾール型フェノール樹脂
との重量比が５０／５０より小さいとき、あるいは９５
／５より大きいときには十分な接着強度が得られない。
また、前記ビスフェノール型エポキシ樹脂は、十分な接
着強度を確保するために、数平均分子量が２０００〜１
５０００の範囲にあることが好ましい。

【００１６】また、本発明の電池は、強アルカリの電解
液が収納されているときには、その内部は該電解液の影
響を受け、アルカリ性の環境下にある。このような環境
下で前記電池を長期間保存すると、前記アルカリ性の電
解液の影響を受け、前記下塗り樹脂層と前記陰極を形成
する金属板との密着性が低減する傾向がある。

【００１７】そこで、本発明の電池は、前記アルカリ性
の環境下で、前記下塗り樹脂層と前記金属板との密着性
を長期間維持するために、該金属板の前記接着範囲に表
面処理が施されていることが好ましい。前記表面処理
は、前記金属板の表面をクロム酸、リン酸等で化成処理
することにより行うことができ、該表面処理により前記
金属板の表面にクロム−クロメート層、リン酸クロメー
ト層等の化成処理被膜が形成される。

【００１８】前記熱融着は、前記蓋体を前記容器の開口
部に嵌合して、該開口部の接着範囲に塗布された前記下
塗り樹脂層を介して接着した状態で、高周波加熱または
他の熱源による加熱により行うことができる。高周波加
熱以外の熱源によるときには、蓋体が軟化することがあ
るので、熱融着後直ちに冷却する。

【００１９】

【作用】本発明の電池によれば、蓋体が加熱されたとき
に接着性を有する合成樹脂からなるときには、該蓋体を
容器の開口部に嵌着すると、前記合成樹脂からなる蓋体
が前記下塗り樹脂層に圧着される。そこで、この状態で
加熱することにより、前記蓋体がそれ自体を構成する合
成樹脂及び接着範囲に塗布された下塗り樹脂層を介して
前記容器の開口部に容易且つ確実に熱融着される。前記
蓋体はそれ自体が前記合成樹脂からなるので、前記のよ
うに接着されることにより、電池の内圧に対して十分な
耐性が得られる。

【００２０】また、本発明の電池によれば、蓋体が金属
板と該金属板の周縁部に取着され加熱されたときに接着
性を有する合成樹脂とからなるときには、該蓋体を容器
の開口部に嵌着すると、前記金属板の周縁部に取着され
た合成樹脂が前記下塗り樹脂層に圧着される。そこで、
この状態で加熱することにより、前記蓋体が前記合成樹
脂及び接着範囲に塗布された下塗り樹脂層を介して前記
容器の開口部に容易且つ確実に熱融着される。前記蓋体
は金属板とその周縁部に取着された前記合成樹脂とから
なるので、前記蓋体の強度が該金属板により補強され、
前記内圧に対してさらに優れた耐性が得られる。

【００２１】また、本発明の電池によれば、前記合成樹
脂がポリアミドであり、前記下塗り樹脂層が、ビスフェ
ノール型エポキシ樹脂とレゾール型フェノール樹脂とを
５０／５０〜９５／５の重量比で混合してなるエポキシ
フェノール樹脂系組成物からなるときに、加熱により該
下塗り樹脂層と前記合成樹脂との間及び該下塗り樹脂層
と前記陰極を形成する金属板との間の接着性が向上す
る。

【００２２】さらに、本発明の電池によれば、前記陰極
を形成する金属板に、前記下塗り樹脂層と該金属板との
密着性を向上させる表面処理を施すことにより、アルカ
リ性の環境下で長期間保存しても、前記下塗り樹脂層と
該金属板との密着性が維持される。

【００２３】

【実施例】次に、添付の図面を参照しながら本発明の電
池についてさらに詳しく説明する。図１は本実施例の角
型電池の説明的断面図であり、図２は他の実施例の角型
電池の説明的断面図である。

【００２４】図１に示すように、角型電池１は予め３〜
４μｍのニッケルメッキを施したＳＰＣＥ鋼板を角型に
深絞りしてなる角型金属容器２に強アルカリ性電解液、
セパレータ等の発電要素３が収納されており、角型金属
容器２の開口部に合成樹脂からなる蓋体４が、接着範囲
に塗布された下塗り樹脂層５を介して熱融着されてい
る。また、蓋体４はナイロン１２からなり、下塗り樹脂
層５は数平均分子量３７５０のビスフェノールＡ型エポ
キシ樹脂７０重量部と、レゾール型ビスフェノールホル
ムアルデヒド樹脂３０重量部とからなる。尚、前記角型
金属容器２は、前記接着範囲をクロム酸で化成処理する
ことによりクロム−クロメート層（図示せず）が形成さ
れており、下塗り樹脂層５は前記クロム−クロメート層
上に形成されている。

【００２５】角型電池１では、角型金属容器２がそれ自
体陰極として作用し、蓋体４に陽極６が備えられてい
る。また、陽極６は内圧が上昇したときにガスを放出す
る安全弁が設けられた陽極キャップ（図示せず）を備え
ている。

【００２６】図１示の角型電池１は、次のようにして製
造した。

【００２７】まず、予め３〜４μｍのニッケルメッキを
施したＳＰＣＥ鋼板を、深さ４５．２ｍｍ、開口部の内
法が４．８ｍｍ×１５．５９ｍｍの略長方形の角型に深
絞りして、角型金属容器２とした。前記開口部の角部
は、Ｒ０．２５に加工されている。

【００２８】次に、角型金属容器２の開口部を内面全周
に亘って化成処理し、クロムクロメート層を形成した。
次いで、角型金属容器２を水洗、乾燥し、前記クロムク
ロメート層上に、前記数平均分子量３７５０のビスフェ
ノールＡ型エポキシ樹脂７０重量部と、レゾール型ビス
フェノールホルムアルデヒド樹脂３０重量部とからなる
３０重量％の溶剤系樹脂を塗布し、２１０℃で１０分間
の焼き付け乾燥を行って、蓋体４が接着される範囲に下
塗り樹脂層５を形成した。下塗り樹脂層５は絶縁体とな
るので、前記のように蓋体４が接着される範囲以外に過
剰に広く形成すると、角型金属容器２の陰極としての作
用を阻害することがある。そして、下塗り樹脂層５の形
成後、角型金属容器２に前記発電要素３を収納する。

【００２９】次に、角型金属容器２の開口部に、ナイロ
ン１２からなる蓋体４を嵌合する。蓋体４は厚さ３ｍｍ
であり、ナイロン１２の加熱による収縮分を見越して、
前記開口部の寸度より５／１００だけ大きく形成されて
いる。このようにしておくことにより、嵌合された蓋体
４が下塗り樹脂層５を介して角型金属容器２の開口部に
圧着され、また蓋体４が熱融着されたときに、角型金属
容器２と蓋体４との間に隙間ができることを避けること
ができ、前記電解液の漏液を防止することができる。

【００３０】次に、前記のように蓋体４が嵌合され下塗
り樹脂層５を介して圧着されている角型金属容器２の開
口部の周囲に高周波加熱装置を配置し、２３０℃で１秒
間加熱した。前記加熱は、高周波加熱装置の電流を１０
Ａ、電圧を無負荷９０Ｖ、負荷状態で１１０Ｖとして行
った。蓋体４の２３０℃に加熱される範囲を角型金属容
器２の上縁から８ｍｍとしたときの接着強度を下記表１
に示す。接着強度は、接着直後及び６か月保存後に、引
張り剥離強度により測定し、５試料の平均値として示し
た（実験例１）。

【００３１】また、角型金属容器２の開口部に化成処理
を行わず、クロムクロメート層を形成しなかった以外
は、前記と同様にして角型電池１を製造した。前記加熱
は、高周波加熱装置の電流、無負荷のときの電圧及び負
荷状態のときの電圧をそれぞれ表１のようにして行っ
た。蓋体４の２３０℃に加熱される範囲を変えたときの
接着強度（実験例２〜５）を下記表１に示す。接着強度
は、接着直後及び６か月保存後に、引張り剥離強度によ
り測定し、５試料の平均値として示した。

【００３２】

【表１】

【００３３】蓋体４が内圧に抗して接着を維持するため
には、引張り剥離強度が６０ｋｇ以上であることが必要
とされるが、表１から明らかなように、本実施例の蓋体
４はいずれも引張り剥離強度が６０ｋｇを遙に上回り、
前記内圧に抗するに十分な強度で接着されている。ま
た、角型金属容器２の蓋体４が接着される範囲に表面処
理を施すことにより、アルカリ環境下で長期間保存した
後にも引張り剥離強度が接着直後と同程度に維持されて
いることが明らかである。

【００３４】次に、他の実施例について説明する。

【００３５】図２示の角型電池１１は、蓋体４が金属板
４ａとその周縁部に取着された環状の合成樹脂成形体４
ｂとからなり、陽極６が図示しない絶縁体を介して金属
板４ａに取着されていること以外は、図１示の角型電池
１と同様の構成となっている。角型電池１１は、蓋体４
が金属板４ａにより補強されているので、内圧の上昇に
も十分に対抗することができる。

【００３６】前記角型電池１１は、図１示の角型電池１
と同様にして製造される。尚、蓋体４は、例えば、金属
板４ａの周縁部に合成樹脂を射出成形して合成樹脂成形
体４ｂを形成することにより製造することができる。

【００３７】前記各実施例では、角型金属容器２の表面
処理をクロム酸により行っているが、リン酸により化成
処理を行うようにしても同様の効果が得られる。

【００３８】また、前記各実施例では、角型電池を例に
挙げて説明しているが、本発明は円筒形状の所謂丸型電
池に適用することもできる。

【００３９】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
の電池によれば、蓋体を構成する合成樹脂が、加熱され
たときに金属に対する接着性を有するので、該蓋体を容
器の開口部に嵌合した状態で加熱することにより、下塗
り樹脂層を介して該容器の開口部に容易且つ確実に熱融
着することができる。従って、数値制御装置を備えたＹ
ＡＧレーザのような高価な装置を使用する必要がなく、
製造コストを低減することができる。

【００４０】また、本発明の電池によれば、前記蓋体が
柔軟な合成樹脂により前記容器の開口部に嵌合、圧着さ
れるので、蓋体を精密に加工する必要がなく、しかも電
解液の漏液を防止することができる。

【００４１】また、本発明の電池によれば、前記蓋体は
それ自体が前記合成樹脂からなるので、電池の内圧に十
分に対抗することができる。また、前記蓋体が金属板と
その周縁部に取着された前記合成樹脂とからなるときに
は、該蓋体の強度が該金属板により補強されるので、前
記内圧に対する耐性をさらに向上することができる。

【００４２】また、本発明の電池によれば、前記合成樹
脂がポリアミドであり、前記下塗り樹脂層が、ビスフェ
ノール型エポキシ樹脂とレゾール型フェノール樹脂とを
５０／５０〜９５／５の重量比で混合してなるエポキシ
フェノール樹脂系組成物からなるときに、特に優れた接
着強度を得ることができる。

【００４３】さらに、本発明の電池によれば、前記陰極
を形成する金属板に前記下塗り樹脂層と該金属板との密
着性を向上する表面処理を施すことにより、アルカリ性
の環境下に長期間保存しても前記下塗り樹脂層と該金属
板との密着性が維持され、優れた接着強度を得ることが
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる電池の一実施例の説明的断面
図。

【図２】本発明に係わる電池の他の実施例の説明的断面
図。

【符号の説明】

１…電池、 ２…容器、 ３…発電要素、 ４…蓋体、
４ａ…金属板、４ｂ…合成樹脂、 ５…下塗り樹脂
層、 ６…陽極。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】陰極を形成する金属板を深絞りしてなる容
   器に発電要素を収納し、該容器の開口部に陽極を備える
   蓋体を嵌着してなる電池において、 該蓋体が加熱されたときに接着性を有する合成樹脂から
   なり、該容器の開口部に接着範囲に塗布された下塗り樹
   脂層を介して熱融着されてなることを特徴とする電池。
2. 【請求項２】陰極を形成する金属板を深絞りしてなる容
   器に発電要素を収納し、該容器の開口部に陽極を備える
   蓋体を嵌着してなる電池において、 該蓋体が金属板と該金属板の周縁部に取着され加熱され
   たときに接着性を有する合成樹脂とからなり、該容器の
   開口部に接着範囲に塗布された下塗り樹脂層を介して熱
   融着されてなることを特徴とする電池。
3. 【請求項３】前記合成樹脂がポリアミドであって、前記
   下塗り樹脂層がビスフェノール型エポキシ樹脂とレゾー
   ル型フェノール樹脂とを５０／５０〜９５／５の重量比
   で混合してなるエポキシフェノール樹脂系組成物からな
   ることを特徴とする請求項１または請求項２記載の電
   池。
4. 【請求項４】前記陰極を形成する金属板の前記接着範囲
   に、アルカリ性環境下で前記下塗り樹脂層と該金属板と
   の密着性を維持する表面処理が施されていることを特徴
   とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項記載の電
   池。