JPH09129204A - アルカリ電池とその負極封口板の製造法 - Google Patents
アルカリ電池とその負極封口板の製造法Info
- Publication number
- JPH09129204A JPH09129204A JP7282763A JP28276395A JPH09129204A JP H09129204 A JPH09129204 A JP H09129204A JP 7282763 A JP7282763 A JP 7282763A JP 28276395 A JP28276395 A JP 28276395A JP H09129204 A JPH09129204 A JP H09129204A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- electrode case
- battery
- fluororesin
- gasket
- Prior art date
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- Pending
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-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 負極ケース内表面材質にどのような金属を用
いても、高度な耐漏液性能を有する電池を提供する。 【解決手段】 シラン基を末端基とするフッ素樹脂を負
極ケースとガスケットの間の封止剤に用いるものであ
る。
いても、高度な耐漏液性能を有する電池を提供する。 【解決手段】 シラン基を末端基とするフッ素樹脂を負
極ケースとガスケットの間の封止剤に用いるものであ
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ電解液を
使用する空気電池、酸化銀電池、二酸化マンガン電池
の、とくにその耐漏液性を向上させるものである。
使用する空気電池、酸化銀電池、二酸化マンガン電池
の、とくにその耐漏液性を向上させるものである。
【０００２】
【従来の技術】電池の封口においては、正極ケースと負
極ケースの間にナイロン、ポリプロピレン等のガスケッ
トを配置し、ガスケットと正極ケース及び負極ケースと
ガスケットを圧着させることで、電解液の漏出を防いで
いる。負極ケースの形状としては、周縁部に図１のよう
な折り返し部分を設けることで両ケースとガスケットと
の圧着を高めているものが多い。しかし、アルカリ電解
液特有の金属表面上のクリープ現象により、これだけで
は十分な耐漏液性能は得られない。
極ケースの間にナイロン、ポリプロピレン等のガスケッ
トを配置し、ガスケットと正極ケース及び負極ケースと
ガスケットを圧着させることで、電解液の漏出を防いで
いる。負極ケースの形状としては、周縁部に図１のよう
な折り返し部分を設けることで両ケースとガスケットと
の圧着を高めているものが多い。しかし、アルカリ電解
液特有の金属表面上のクリープ現象により、これだけで
は十分な耐漏液性能は得られない。
【０００３】このため、アルカリ電池の多くは、負極ケ
ース、正極ケースとガスケットとの接面に耐アルカリ性
の封止剤を介在させて、耐漏液性を向上させている。特
に、電解液の漏出は正極ケースとガスケットとの接面か
らよりも、負極ケースとガスケットの接面からの方が起
こりやすいため、負極側の封止剤は耐漏液性を左右する
要素である。
ース、正極ケースとガスケットとの接面に耐アルカリ性
の封止剤を介在させて、耐漏液性を向上させている。特
に、電解液の漏出は正極ケースとガスケットとの接面か
らよりも、負極ケースとガスケットの接面からの方が起
こりやすいため、負極側の封止剤は耐漏液性を左右する
要素である。
【０００４】一般にアルカリ系ボタン形電池は負極活物
質である亜鉛の腐食によるガス発生を防ぐために亜鉛は
水銀で汞化されており、負極ケースの内表面には水銀と
良好な合金層をつくる銅層を配している。このため、図
１の形状の負極ケースの外周縁部表面は銅であり、封止
剤としては銅面との親和性が高いアミン系の樹脂が使用
されている。例えば、特公昭６２−５２４２６号公報に
記載のエポキシアダクトポリアミドアミンが用いられて
いる。
質である亜鉛の腐食によるガス発生を防ぐために亜鉛は
水銀で汞化されており、負極ケースの内表面には水銀と
良好な合金層をつくる銅層を配している。このため、図
１の形状の負極ケースの外周縁部表面は銅であり、封止
剤としては銅面との親和性が高いアミン系の樹脂が使用
されている。例えば、特公昭６２−５２４２６号公報に
記載のエポキシアダクトポリアミドアミンが用いられて
いる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】近年、環境問題からア
ルカリ電池を無水銀化する要求が高まっており、そのた
めには、負極ケースの内表面を錫、インジウム等の水素
過電圧の高い金属で被覆する必要がある。しかし、前記
のアミン系の樹脂は銅以外の金属と必ずしも良好な親和
性を示すものではなく、耐漏液性能は銅使用時よりも悪
化する。
ルカリ電池を無水銀化する要求が高まっており、そのた
めには、負極ケースの内表面を錫、インジウム等の水素
過電圧の高い金属で被覆する必要がある。しかし、前記
のアミン系の樹脂は銅以外の金属と必ずしも良好な親和
性を示すものではなく、耐漏液性能は銅使用時よりも悪
化する。
【０００６】本発明は、これらの課題を解決するもの
で、負極ケース外周縁部表面の金属素材の種類にかかわ
らず、高度な耐漏液性能を得ることを目的とするもので
ある。
で、負極ケース外周縁部表面の金属素材の種類にかかわ
らず、高度な耐漏液性能を得ることを目的とするもので
ある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】これらの課題を解決する
ため本発明は、負極ケースとガスケットとの間に介在す
る封止剤としてシラン基を末端基とするフッ素樹脂を使
用するものである。
ため本発明は、負極ケースとガスケットとの間に介在す
る封止剤としてシラン基を末端基とするフッ素樹脂を使
用するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】これにより、封止剤のシラン基が
負極ケース周縁部表面の金属と強固に結合し、負極ケー
スの表面に強い疎水性を有するフッ素樹脂被膜が形成さ
れるため、アルカリ電解液のクリープを極度に小さくす
ることができる。さらに、負極ケースの外周縁部にシラ
ン基を末端基とするフッ素樹脂を塗布し、予備乾燥工
程、次に８５℃以上１４０℃以下の温度での熱処理工程
を経ることで、負極ケース周縁部表面の金属とシラン基
を末端基とするフッ素樹脂との結合性はより強固なもの
となる。
負極ケース周縁部表面の金属と強固に結合し、負極ケー
スの表面に強い疎水性を有するフッ素樹脂被膜が形成さ
れるため、アルカリ電解液のクリープを極度に小さくす
ることができる。さらに、負極ケースの外周縁部にシラ
ン基を末端基とするフッ素樹脂を塗布し、予備乾燥工
程、次に８５℃以上１４０℃以下の温度での熱処理工程
を経ることで、負極ケース周縁部表面の金属とシラン基
を末端基とするフッ素樹脂との結合性はより強固なもの
となる。
【０００９】
（実施例１）以下、本発明の実施例を説明する。
【００１０】図２にボタン型空気亜鉛電池の縦断面図を
示す。図２において、１は負極ケース、２は負極合剤、
３はガスケット、４はセパレータ、５は空気極、５はセ
パレータ、６は撥水膜、７は空気拡散紙、８は正極ケー
ス、９は空気孔である。
示す。図２において、１は負極ケース、２は負極合剤、
３はガスケット、４はセパレータ、５は空気極、５はセ
パレータ、６は撥水膜、７は空気拡散紙、８は正極ケー
ス、９は空気孔である。
【００１１】図２に示す構成の空気亜鉛電池としてＰＲ
４４（直径１１．４ｍｍ，高さ５．４ｍｍ）を構成しこ
れの評価を行った。
４４（直径１１．４ｍｍ，高さ５．４ｍｍ）を構成しこ
れの評価を行った。
【００１２】本発明において、シラン基を末端基とする
フッ素樹脂としては、（化１）の構造式で示される物質
を用いた。
フッ素樹脂としては、（化１）の構造式で示される物質
を用いた。
【００１３】
【化１】
【００１４】通常のフッ素樹脂は結晶性で、あらゆる溶
媒に不溶であるため塗布しにくいが、本発明に用いるも
のは非晶質のフッ素樹脂でパーフルオロ溶媒に可溶であ
り、溶液の状態での取扱いが可能である。
媒に不溶であるため塗布しにくいが、本発明に用いるも
のは非晶質のフッ素樹脂でパーフルオロ溶媒に可溶であ
り、溶液の状態での取扱いが可能である。
【００１５】まず、前記フッ素樹脂のパーフルオロ溶液
を負極ケース外周縁部の銅面に塗布し、４５℃で３０分
間予備乾燥した後、９０℃で１時間熱処理した。これを
ガスケットとカップリングし、電池に構成したものを電
池Ａとする。また、内表面が錫である負極ケースを用い
て電池Ａと同様の処理を行い、電池を構成したものを電
池Ｂとする。
を負極ケース外周縁部の銅面に塗布し、４５℃で３０分
間予備乾燥した後、９０℃で１時間熱処理した。これを
ガスケットとカップリングし、電池に構成したものを電
池Ａとする。また、内表面が錫である負極ケースを用い
て電池Ａと同様の処理を行い、電池を構成したものを電
池Ｂとする。
【００１６】これらの電池を温度４５℃、湿度９０％Ｒ
Ｈの環境下で６週間、９週間保存後の漏液個数を調べ
た。試料数はいずれも５０個とした。その結果を（表
１）に示す。
Ｈの環境下で６週間、９週間保存後の漏液個数を調べ
た。試料数はいずれも５０個とした。その結果を（表
１）に示す。
【００１７】
【表１】
【００１８】（表１）の従来例１、２からわかるよう
に、エポキシアダクトポリアミドアミンを使用すると負
極集電体の内表面が錫であるときの耐漏液性能が低下す
る。これは、エポキシアダクトポリアミドアミンと錫と
の親和性が低いことに起因していると考えられる。これ
に対して、封止剤に本発明のフッ素樹脂を使用すると負
極ケースの内表面が銅のとき従来と同等の耐漏液性が得
られ、負極ケースの内表面が錫であっても十分な耐漏液
性能が得られた。
に、エポキシアダクトポリアミドアミンを使用すると負
極集電体の内表面が錫であるときの耐漏液性能が低下す
る。これは、エポキシアダクトポリアミドアミンと錫と
の親和性が低いことに起因していると考えられる。これ
に対して、封止剤に本発明のフッ素樹脂を使用すると負
極ケースの内表面が銅のとき従来と同等の耐漏液性が得
られ、負極ケースの内表面が錫であっても十分な耐漏液
性能が得られた。
【００１９】（表１）において、電池Ａと電池Ｂを比較
した場合に４５℃９０％ＲＨ８週間での漏液個数が電池
Ｂの方が多いのは、アルカリのクリープ速度が銅表面上
より錫表面上の方が速いためであると考えられる。
した場合に４５℃９０％ＲＨ８週間での漏液個数が電池
Ｂの方が多いのは、アルカリのクリープ速度が銅表面上
より錫表面上の方が速いためであると考えられる。
【００２０】（実施例２）このフッ素樹脂はパーフルオ
ロ溶液の溶媒和は８５℃以上でくずれ、溶媒は急速に揮
発する。これにより、シラン基と金属との結合は、さら
に強固なものとなる。そこで、熱処理温度と耐漏液性能
の関係を調べた。
ロ溶液の溶媒和は８５℃以上でくずれ、溶媒は急速に揮
発する。これにより、シラン基と金属との結合は、さら
に強固なものとなる。そこで、熱処理温度と耐漏液性能
の関係を調べた。
【００２１】図３に、本発明のフッ素樹脂の熱処理温度
と４５℃９０％ＲＨ９週間保存後の漏液個数の関係を示
す。電池はＰＲ４４サイズで、負極ケースの内表面は
錫、熱処理時間は１時間とした。図３からわかるよう
に、８５℃以上で漏液個数は著しく減少し、熱処理温度
は高いほど漏液個数は減少する。しかし、熱処理温度を
１５０℃以上にすると漏液個数は増加する。これは、高
温で加熱すると負極ケース表面の錫が酸化されて酸化被
膜が形成され、前記フッ素樹脂との結合性が悪化するた
めであると考えられる。
と４５℃９０％ＲＨ９週間保存後の漏液個数の関係を示
す。電池はＰＲ４４サイズで、負極ケースの内表面は
錫、熱処理時間は１時間とした。図３からわかるよう
に、８５℃以上で漏液個数は著しく減少し、熱処理温度
は高いほど漏液個数は減少する。しかし、熱処理温度を
１５０℃以上にすると漏液個数は増加する。これは、高
温で加熱すると負極ケース表面の錫が酸化されて酸化被
膜が形成され、前記フッ素樹脂との結合性が悪化するた
めであると考えられる。
【００２２】また、この実施例においては８５℃以上１
４０℃以下での加熱処理の前に４５℃で３０分間の予備
乾燥を行なった。図３に予備乾燥処理をなくしたとき
の、漏液個数を示したが、漏液個数は予備乾燥を行った
ものよりも明らかに増加しているのがわかる。予備乾燥
をなくすと急激な加熱により溶媒が揮発する際の気泡を
封止剤層内に抱き込んだり、封止剤層が不均一化するこ
とがあり、これらに起因する電解液のクリープが発生す
ると考えられる。
４０℃以下での加熱処理の前に４５℃で３０分間の予備
乾燥を行なった。図３に予備乾燥処理をなくしたとき
の、漏液個数を示したが、漏液個数は予備乾燥を行った
ものよりも明らかに増加しているのがわかる。予備乾燥
をなくすと急激な加熱により溶媒が揮発する際の気泡を
封止剤層内に抱き込んだり、封止剤層が不均一化するこ
とがあり、これらに起因する電解液のクリープが発生す
ると考えられる。
【００２３】以上より、シラン基を有するフッ素樹脂を
使用する際には、予備乾燥を行ない、その後８５℃以上
１４０℃以下の温度で熱処理する必要がある。
使用する際には、予備乾燥を行ない、その後８５℃以上
１４０℃以下の温度で熱処理する必要がある。
【００２４】
【発明の効果】以上のように本発明は、シラン基を末端
基とするフッ素樹脂を負極ケースとガスケットの間の封
止剤に用いることで、アルカリ電池の耐漏液性能を著し
く向上させるものである。
基とするフッ素樹脂を負極ケースとガスケットの間の封
止剤に用いることで、アルカリ電池の耐漏液性能を著し
く向上させるものである。
【図１】アルカリ電池の封口部の要部断面図
【図２】本発明のボタン形空気亜鉛電池の断面図
【図３】熱処理温度と４５℃９０％ＲＨ９週間保存後の
漏液個数の関係を示す図
漏液個数の関係を示す図
１ 負極ケース ２ 負極合剤 ３ ガスケット ４ セパレータ ５ 空気極 ６ 撥水膜 ７ 空気拡散紙 ８ 正極ケース ９ 空気孔 １０ 封止剤 １１ 負極ケースの内表面層
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 則雅 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内
Claims (2)
- 【請求項１】負極ケースの外周部に樹脂製ガスケットが
嵌着されるとともに、前記負極ケースと樹脂製ガスケッ
トとの間にはシラン基を末端基とするフッ素樹脂を用い
た封止剤が配されるアルカリ電池。 - 【請求項２】負極ケースの外周部にシラン基を末端基と
するフッ素樹脂を塗布し、予備乾燥後８５℃以上１４０
℃以下の温度で熱処理する工程を備えるアルカリ電池用
負極封口板の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7282763A JPH09129204A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | アルカリ電池とその負極封口板の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7282763A JPH09129204A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | アルカリ電池とその負極封口板の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09129204A true JPH09129204A (ja) | 1997-05-16 |
Family
ID=17656761
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7282763A Pending JPH09129204A (ja) | 1995-10-31 | 1995-10-31 | アルカリ電池とその負極封口板の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09129204A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6436156B1 (en) | 2000-05-25 | 2002-08-20 | The Gillette Company | Zinc/air cell |
| CN111326830A (zh) * | 2018-12-13 | 2020-06-23 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种金属/空气电池 |
| US11817591B2 (en) | 2020-05-22 | 2023-11-14 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Seal assembly for a battery cell |
-
1995
- 1995-10-31 JP JP7282763A patent/JPH09129204A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6436156B1 (en) | 2000-05-25 | 2002-08-20 | The Gillette Company | Zinc/air cell |
| CN111326830A (zh) * | 2018-12-13 | 2020-06-23 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种金属/空气电池 |
| CN111326830B (zh) * | 2018-12-13 | 2021-05-25 | 中国科学院大连化学物理研究所 | 一种金属/空气电池 |
| US11817591B2 (en) | 2020-05-22 | 2023-11-14 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Seal assembly for a battery cell |
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