JPH11233093A

JPH11233093A - アルカリ乾電池

Info

Publication number: JPH11233093A
Application number: JP3139598A
Authority: JP
Inventors: Hideji Murakami; 秀二村上; Hirohiko Ota; 廣彦太田; Kiyohide Tsutsui; 清英筒井
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1998-02-13
Filing date: 1998-02-13
Publication date: 1999-08-27

Abstract

(57)【要約】【課題】高負荷放電特性に優れ且つ間欠放電時の内部
短絡を防止したアルカリ乾電池を提供することにある。【解決手段】アルカリ乾電池のセパレータに、ビニロ
ン繊維及びレーヨン繊維からなる高密度層と、同じくビ
ニロン繊維及びレーヨン繊維からなる低密度層とを抄紙
工程で貼り合わせた２層構造のセパレータを使用し、そ
の高密度層の坪量が２１〜２５ｇ／ｍ²、低密度層の坪
量が１３〜１７ｇ／ｍ²で、セパレータ全体の坪量が３
４〜４２ｇ／ｍ²の範囲とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ乾電池、
特にそのセパレータの改良に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】アルカリ乾電池のセパレータは、正極合
剤とゲル状亜鉛負極との間に介在されて電解液を保持
し、両電極を隔離する役割を果たすものであり、アルカ
リ乾電池の高性能、安全性、長期の貯蔵性の向上などの
高品質化の追求とともに、セパレータに対する技術的要
求も高度化している。

【０００３】一般に、アルカリ乾電池のセパレータに
は、耐アルカリ性に優れた合成繊維（ビニヨン繊維、ポ
リアミド繊維、ビニロン繊維、ポリオレフィン繊維な
ど）から成る乾式不織布か湿式不織布、又はこれらの合
成繊維に吸液性、保液性の良い耐アルカリ性のある天然
繊維（リンターパルプ、マーセル化木材パルプなど）や
再生繊維（レーヨン繊維）を混ぜた不織布が使用され
る。

【０００４】現在、アルカリ乾電池のセパレータとして
利用されている不織布としては、ビニヨン・レーヨン不
織布、ポリアミド不織布、ポリオレフィン・レーヨン不
織布、ビニロン紙、ビニロン・レーヨン紙、ビニロン・
リンターパルプ紙、ビニロン・マーセル化パルプ紙があ
る。

【０００５】このうち、ビニロン紙は、不織布と呼ぶよ
り紙と呼ぶことが多い。ビニロン繊維は、アセタール化
されたポリビニルアルコール繊維（難溶解性繊維）に未
アセタール化ポリビニルアルコール繊維（易溶解性繊
維）を配合させ水中に均一分散させた後、湿式（抄紙
機）で製造される。繊維間の接合は、湿紙中の水分が熱
乾燥機によって温水となり易溶解性繊維を溶かし、乾燥
が進むにつれ難溶解性繊維の交差接触箇所に残り繊維間
を接合する。この繊維はともに親水基を有し、易溶解性
繊維の配合率を小さくすることによって保液性は向上す
る。この紙は単独で用いられる場合が多いが、高保液性
を持つ他の不織布（紙）と併用されることもある。

【０００６】また、ビニロン・レーヨン紙は、ビニロン
紙と製造方法は同じであるが、レーヨン繊維を配合させ
た保液性の高いものであり、ＬＲ２０（単一型）、ＬＲ
１４（単二型）に単独で使用されている。また、乾式不
織布として製造されたものはセロハンと併用される。

【０００７】更に、ビニロン・マーセル化パルプ紙は、
ビニロン紙と製造方法は同じであるが、マーセル化パル
プを配合させたもので、保液性及び耐アルカリ性に優れ
ている。リンターパルプと同じくフィブリル化し緻密性
を必要とする用途に適している。この紙も単独で使用さ
れる。

【０００８】ところで、アルカリ乾電池のセパレータ
は、正極合剤とゲル状亜鉛負極の間に介在されて電解液
を保持し、両電極を隔離する役割を果たすものであり、
アルカリ乾電池のセパレータに要求される主な機能とし
て、以下の２点が挙げられる。１）電解液の保液性に優れ、イオン導電性が良好で電気
抵抗が低いこと。２）ゲル状亜鉛負極の生成物をセパレータ内に生成させ
ないことによって電池の内部短絡を防ぐ。

【０００９】電解液の保液性を高める方法としては、セ
パレータの材質などの選定に、より親水性の優れたもの
を採用したり、繊維径の太い材料の採用により繊維間の
隙間（空隙率）を大きくすること等が挙げられる。レー
ヨン繊維や天然繊維は、繊維自身が電解液で膨潤する点
で優れた保持性をもつと考えられている。

【００１０】一方、負極生成物の内部短絡を防ぐ方法と
しては、材料の繊維径を細くしたりα−セルロース成分
の多い天然繊維を混入させることにより、緻密性を上げ
ることが一般的である。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電解液
の保液性と緻密性は相反するものであり、通常は、内部
短絡が発生しない程度に緻密性を上げて保液性をある程
度抑えている。このため、電池の保存性、信頼性は確保
されるが、高負荷放電特性や間欠放電特性においては必
ずしも満足し得るレベルとなっていない。

【００１２】そこで、本発明の目的は、上記課題を解決
し、高負荷放電特性に優れ且つ間欠放電時の内部短絡を
防止したアルカリ乾電池を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明は、セパレータに厚み方向に密度差を付ける
ようにしたものである。

【００１４】（１）請求項１に記載の発明は、正極合剤
とゲル状亜鉛負極との間にセパレータを介在させて両電
極を隔離すると共に該セパレータに電解液を保持させた
アルカリ乾電池において、前記セパレータに、ビニロン
繊維及びレーヨン繊維からなる高密度層と、同じくビニ
ロン繊維及びレーヨン繊維からなる低密度層とを抄紙工
程で貼り合わせた２層構造のセパレータを使用したもの
である。

【００１５】このようにすると、正極合剤とゲル状亜鉛
負極との間に介在するセパレータは、その高密度層側が
正極合剤とゲル状亜鉛負極との間を隔離するのに大きく
寄与する一方で、低密度層側が電解液を保持するのに大
きく寄与することから、密度差を付けない従来の単一層
のセパレータを使用した場合よりも、全体として保液率
が上がり、結果的に高負荷放電（１５００ｍＡ）の連続
放電特性が向上する。

【００１６】電解液が４０％水酸化カリウム水溶液から
成る場合、前記セパレータにおける４０％水酸化カリウ
ム水溶液の保液率は５００ｗｔ％〜６５０ｗｔ％であり
（請求項４）、ここでの保液率の向上は、従来の保液率
を３４０ｗｔ％としたとき、その約１．５〜１．９倍に
なる。

【００１７】ビニロン繊維を高密度層及び低密度層の２
層について共通に用いる理由は、通常のセパレータに要
求される特性を具備する他に、巻回時に熱融着できる利
点があるためである。また、レーヨン繊維を高密度層及
び低密度層に共に用いる理由は、レーヨン繊維自身が電
解液で膨潤する特性を有すると共に、その繊維径を調整
し又はフィブリル化して緻密性を容易にコントロールで
きること、またマーセル化パルプを用いた場合よりも緻
密性が上がる傾向にあるためである。

【００１８】本発明においては、上記の高密度層及び低
密度層の２層が、予め抄紙工程で貼り合わせられ、一枚
の紙として構成されているため、その取り扱いが容易で
ある。

【００１９】（２）上記セパレータは、その低密度層が
正極合剤側に位置し、高密度層がゲル状亜鉛負極側に位
置するように配置するのが好ましい（請求項２）。この
ように構成すると、セパレータを構成する高密度層が負
極側の生成物の通過を阻止し、低密度層が放電時に必要
な電解液を保持し高負荷放電特性の向上に寄与する。こ
の高負荷放電特性の向上は、セパレータを高密度層と低
密度層の２層構造とすることにより保液率が上がること
に加えて、その低密度層が正極合剤側に位置することか
ら、正極部における電解液量が増え、高負荷放電の利用
率が上がるためと考えられる。なお、セパレータの配置
関係を逆にして、セパレータの高密度層側に正極合剤が
位置するようにすると、低密度層側の膨潤によりゲル負
極容積が３割程度減少するので、好ましくない。

【００２０】（３）上記セパレータは、その高密度層の
坪量が２１〜２５ｇ／ｍ²、低密度層の坪量が１３〜１
７ｇ／ｍ2 で、セパレータ全体の坪量が３４〜４２ｇ／
ｍ²であるようにするのが好ましい（請求項３）。

【００２１】上記のように、セパレータを高密度層と低
密度層の２層構造として保液率を上げることにより、さ
らには低密度層が正極合剤側となるように配置し正極部
の電解液量を増やして高負荷放電の利用率を上げること
により、１５００ｍＡの高負荷放電の特性が良くなる。
しかし、これだけでは、間欠放電（３．９Ω５分×２回
／日（Ｍｉｎ））特性について不満足のものが現れる。
即ち、間欠放電特性３．９Ω５分×２回／日（Ｍｉｎ）
の持続時間（放電濃度）は、内部短絡を早期に起こして
いない目安として通常３６０分程度が必要であるが、試
作電池のうちの２〜３本は３６０分の放電時間まで行く
が、あとの残りは途中で内部短絡を起こし、３２０分ぐ
らいの放電時間で間欠放電が終了してしまう。

【００２２】そこで、高密度層側と低密度層側の坪量を
少しづつ上げて行き、どの時点で３．９Ω５分×２回／
日（Ｍｉｎ）の間欠放電の異常がなくなるかを調べてみ
ると、高密度層の坪量が２１〜２５ｇ／ｍ²、低密度層
の坪量が１３〜１７ｇ／ｍ²で、セパレータ全体の坪量
が３４〜４２ｇ／ｍ²という範囲である場合に、上記間
欠放電３．９Ω５分×２回／日（Ｍｉｎ）について放電
時間３６０分という目安が達成された。このときのセパ
レータにおける４０％水酸化カリウム水溶液の保液率も
５００ｗｔ％〜６５０ｗｔ％（請求項４）の範囲に含ま
れる。

【００２３】（４）請求項５記載の発明は、前記ゲル状
亜鉛負極内に入れる顆粒状ポリマーを塊状重合によって
重合されたポリアクリル酸ソーダのポリマーとするもの
である。

【００２４】上記間欠放電試験において、試作電池の２
〜３本は３６０分の放電時間まで行くが、残りの試作電
池が途中で内部短絡を起こしてしまう原因については、
次のように考えられる。即ち、放電の末期になると、負
極側の電解液が不足する。酸化亜鉛が溶解せずに、セパ
レータ内に生成して、それが内部短絡の原因となる。

【００２５】そこで、ゲル状亜鉛負極内に入れる顆粒状
ポリマーとして、従来の懸濁重合で作られたポリマーに
代えて、塊状重合によって重合されたポリアクリル酸ソ
ーダのポリマーを用いてみたところ、上記間欠放電３．
９Ω５分×２回／日（Ｍｉｎ）について放電時間３６０
分を超える良好な特性の電池が得られた。即ち、請求項
５記載の発明によれば、ゲル状亜鉛負極中に塊状重合に
よって得られたポリマーを入れることにより、高負荷放
電特性がさらに良くなり、間欠放電時の内部短絡を完全
に阻止することができる。

【００２６】これは、恐らく、懸濁重合で作られたポリ
マーよりも、塊状重合で作られたポリマーの方が水酸化
カリウム水溶液に溶解しにくいためと思われる。ポリマ
ーが水酸化カリウム水溶液に溶解しにくいということ
は、ゲル状亜鉛負極の粘度が上がりにくくフリーな状態
の水酸化カリウム水溶液が豊富にあるということで、こ
の電解液が放電中にセパレータ内に生成した酸化亜鉛を
溶解させる為に、内部短絡を阻止できると思われる。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を実施例
を中心にして説明する。

【００２８】本発明の対象とするＡＭタイプの円筒形ア
ルカリ電池は、図１に示すように、セパレータ原紙を筒
状に平巻きしたセパレータ３の外側に、リング状コアに
成形した正極合剤２が配置され、またそのセパレータ３
の内側にゲル状のゲル状亜鉛負極４が配置され、これに
より同軸構造の発電要素が構成される。そして、この同
軸構造の発電要素は、円筒状正極缶１、ガスケット６及
び負極端子板７から成る円筒状電池ケース内に密封入さ
れる。また、負極合剤４には負極集電棒５が挿入され、
負極端子７に溶接接続される。正極缶１の内面には導電
性皮膜（図示せず）が形成されており、この導電性皮膜
に正極合剤２が接触することで放電性能及び利用率の向
上が図られている。なお、８は隔離剤、９は正極端子、
１０はメタラベルである。

【００２９】図１のＬＲ６構成図において、電池試験は
全てＬＲ６（単三型）を使用して行った。正極合剤２
は、電解二酸化マンガンと膨張化黒鉛を重量比で２０：
１で混合したものを造粒し、形成した。ゲル状亜鉛負極
４は、亜鉛粉／ポリアクリル酸／顆粒状ポリアクリル酸
ソーダ／４０％水酸化カリウム水溶液／酸化亜鉛を混合
して使用した。セパレータ３は三重巻きにした後、底部
を熱融着して使用した。

【００３０】セパレータ３は正極合剤とゲル状亜鉛負極
との間に介在して電解液を保持し、両電極を隔離する役
目をするものであり、ビニロン繊維及びレーヨン繊維か
らなる高密度層と、同じくビニロン繊維及びレーヨン繊
維からなる低密度層とを抄紙工程で貼り合わせた２層構
造を持つ。この高密度層と低密度層を持つ２層構造セパ
レータを用いてセパレータを加工する際、その高密度層
側にゲル状亜鉛負極を配し、低密度層側に正極合剤を配
して使用した。これを逆にすると低密度層側の膨潤によ
りゲル負極容積が３割程度減少する。

【００３１】表１及び表２に、試作したＬＲ６型アルカ
リ電池（試作例Ｎｏ．１〜Ｎｏ．１５）におけるセパレ
ータの組成等と放電試験結果とを示す。表中、左側がセ
パレータを構成する高密度層と低密度層の組成、次いで
順に右側が、そのセパレータの全体の坪量（ｇ／ｃ
ｍ²）、セパレータの保液率（ｗｔ％）、ゲル負極量指
数（従来のゲル負極量を１００としたとき、どれだけの
ゲル負極量が入るかという指数）、１５００ｍＡの定電
流高負荷放電（Ｍｉｎ）の試験結果、間欠放電３．９Ω
５分×２／日（Ｍｉｎ）の試験結果を示す。

【００３２】

【表１】

【００３３】今回、高密度層と低密度層からなる２層構
造のセパレータを採用するに当たり、まず従来例とし
て、高密度層側には、ビニロン繊維とマーセル化パルプ
とレーヨン繊維とを投入し、低密度層には、ビニロン繊
維とレーヨン繊維とを投入した組合せのものを使用し
た。試作例Ｎｏ．１はこの従来のセパレータの組成を示
すであり、ビニロン繊維とマーセル化パルプで構成され
た単層のものである。その保液率は３４０ｗｔ％、１５
００ｍＡ（Ｍｉｎ）の高負荷放電の持続時間は２０．０
分、間欠放電３．９Ω５分×２／日（Ｍｉｎ）の放電時
間は３４０〜３５０分である。３．９Ω５分×２／日
（Ｍｉｎ）の間欠放電試験において、内部短絡が起こら
ないと考えられる時点は３６０分付近という放電時間で
あるので、従来の間欠放電試験結果における３４０〜３
５０分という値は、ほぼこの所望放電時間域にあって、
内部短絡を防いで間欠放電を終了できている値といえ
る。

【００３４】表１において、試作例Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５
のセパレータは、高密度層側にビニロン繊維とマーセル
化パルプとレーヨン繊維とを投入し、低密度層にはビニ
ロン繊維とレーヨン繊維とを投入した組合せのものを使
用したものである。いずれも高負荷放電１５００ｍＡ
（Ｍｉｎ）の試験結果は従来の２０．０分を超えてお
り、高負荷放電特性を約１割ほど向上させることができ
ることが認められる。その理由として、保液率が従来３
４０ｗｔ％ぐらいしかなかったものを、１．５〜１．９
倍以上に高めることができたので、これにより正極部の
電解液量がかなり増え、高負荷放電の利用率が上がり、
１５００ｍＡの高負荷放電特性が良くなっているものと
考えられる。

【００３５】いずれにしても、膨潤タイプの二重構造の
セパレータを用い、電解液を極力正極部に持たせること
で、高負荷放電１５００ｍＡ（Ｍｉｎ）の特性を向上さ
せることができる。しかし、試作例Ｎｏ．２〜Ｎｏ．５
と同じ素材を用いたセパレータにおいて坪量をいろいろ
と変化させてみても、ビニロン繊維とマーセル化パルプ
とレーヨン繊維とを投入して抄紙した紙を高密度層側に
使用している限り、どうしても内部短絡が生じてしま
う。即ち、試作例Ｎｏ．１の従来のセパレータの場合、
間欠放電時間が３４０〜３５０分とほぼ内部短絡を防い
で間欠放電を終了できていたのに対し、高密度層と低密
度層の２層構造のセパレータを用いた試作例Ｎｏ．２〜
Ｎｏ．５のものでは、せいぜい３００分ぐらいまでの放
電時間しか得られない。

【００３６】そこで、試作例Ｎｏ．６〜Ｎｏ．１３につ
いては、マーセル化パルプを除いて、ビニロン繊維とレ
ーヨン繊維との二重構造としたセパレータを用いた。マ
ーセル化パルプを除くこととしたのは、マーセル化パル
プを除いてその分レーヨン繊維の割合を高めた方が、緻
密性が上がる傾向にあると考えたためである。この結果
を表２に示す。

【００３７】

【表２】

【００３８】試作例Ｎｏ．６〜Ｎｏ．１３について説明
すると、高密度層側と低密度層側の坪量を少しづつ上げ
て行き、どの時点で３．９Ω５分×２回／日（Ｍｉｎ）
の間欠放電の異常がなくなるかを調べた。

【００３９】試作例Ｎｏ．８〜Ｎｏ．１３のセパレータ
によれば、間欠放電時間が３６０分程度のものは得られ
るようになった。この中でも、試作例Ｎｏ．８〜Ｎｏ．
１０のもの、即ちセパレータの高密度層の坪量が２１〜
２５ｇ／ｍ²、前記低密度層の坪量が１３〜１７ｇ／ｍ
²で、セパレータ全体の坪量が３４〜４２ｇ／ｍ²の範
囲にあるものは、本発明の実施例として掲げられている
ものであって、１５００ｍＡ（Ｍｉｎ）の高負荷放電の
持続時間が２３．５分〜２４．５分で、３．９Ω５分×
２／日（Ｍｉｎ）の間欠放電が３２０〜３６０分の放電
時間という、優れた電池特性を示す。なお、Ｎｏ．２〜
Ｎｏ．１３のセパレータは、いずれも４０％水酸化カリ
ウム水溶液の保液率が５００ｗｔ％〜６５０ｗｔ％であ
り、従来のＮｏ．１の保液率より向上している。

【００４０】試作例Ｎｏ．１１、Ｎｏ．１２、Ｎｏ．１
３の電池は、内部短絡が問題にならない程度の間欠放電
時間が得られているが、セパレータの坪量を増やしそれ
だけセパレータが厚くなっているものであり、ゲルの負
極量が極端に少なくなることから、１５００ｍＡの高負
荷放電特性が悪くなり、また表２には示されていない他
の１０Ω連続放電や７５Ω続放電の放電特性も悪化して
いるものである。このことは、セパレータの坪量を増や
しすぎても良くない、ということであり、試作例Ｎｏ．
８〜Ｎｏ．１０が本発明の実施例とする範囲である。な
お、試作例Ｎｏ．１２は、見た目では１５００ｍＡの高
負荷放電特性が良いようであるが、ゲル負極量指数が９
２であり、亜鉛量が一割程度落ちるので、例えば、他の
１０Ωの放電が通常１８〜１９時間続くべきところが、
１７時間ぐらい迄しか続かなくなるものである。

【００４１】既に述べたように、試作例Ｎｏ．８〜Ｎ
ｏ．１３の組成の２層構造セパレータによれば、３．９
Ω５分×２回／日（Ｍｉｎ）の間欠放電時間が３６０分
程度の電池が得られるようになる。但し、試作電池の２
〜３本は３６０分まで行くが、あとの残りの電池は途中
の３２０分ぐらいの所で間欠が終了して、内部短絡を起
こしてしまう。

【００４２】この理由については、次のように考えられ
る。即ち、放電の末期になると、負極側の電解液が不足
する。酸化亜鉛が溶解せずに、セパレータ内に生成し
て、それが内部短絡の原因となる。

【００４３】そこで、ゲル状亜鉛負極中に入れる顆粒状
ポリマーの種類を、塊状重合によって重合されたポリア
クリル酸ソーダのポリマーに変えてみた。即ち、表１及
び表２の電池の場合、顆粒状ポリマーは全て従来より使
用されている懸濁重合で重合されたポリマー（商品名Ｑ
Ｐ−３、日本純薬株式会社）であったが、これを塊状重
合で重合されたポリマー（商品名ＱＧ−２２０、日本純
薬株式会社）に置き換えた試作電池（試作例Ｎｏ．７Ａ
〜Ｎｏ．１０Ａ）を作製し、その放電試験を行ってみ
た。この結果を表３に示す。

【００４４】

【表３】

【００４５】表３に示すように、試作例Ｎｏ．８Ａ、Ｎ
ｏ．９Ａ、Ｎｏ．１０Ａのセパレータ（実施例）の坪量
のものについては、３．９Ω５分×２回／日（Ｍｉｎ）
の間欠放電時間が３６０分〜３７０分もあり、内部短絡
を全く生じなくなった。勿論、１５００ｍＡの高負荷放
電も２４．５分〜２５．０分という高い持続時間を示
し、従来の試作例Ｎｏ．１（表１参照）の持続時間２０
分に比べて２割ほど持続時間が長くなった。

【００４６】同じように、塊状重合で重合されたポリマ
ー（商品名：サンフレッシュＤＫ−２００、三洋化成工
業株式会社）に置き換えた試作電池（試作例Ｎｏ．７Ｂ
〜Ｎｏ．１０Ｂ）について試験してみた。この結果を表
４に示す。

【００４７】

【表４】

【００４８】表４から分かるように、試作例Ｎｏ．８
Ｂ、Ｎｏ．９Ｂ、Ｎｏ．１０Ｂのセパレータ（実施例）
の坪量のものでは、３．９Ω５分×２回／日（Ｍｉｎ）
の間欠放電時間が３６０分〜３７０分もあり、内部短絡
は全く生じなかった。また、１５００ｍＡの高負荷放電
についても、２５．５分〜２６．０分という高い値を示
し、従来の試作例Ｎｏ．１に比べて２割ほど特性が向上
した。

【００４９】間欠放電時間が優れているのは、懸濁重合
で作られたポリマーよりも、塊状重合で作られたポリマ
ーの方が水酸化カリウム溶液に溶解しにくいためと思わ
れる。ポリマーが水酸化カリウム水溶液に溶解しにくい
ということは、ゲル状亜鉛負極の粘度が上がりにくくフ
リーな状態の水酸化カリウム溶液が豊富にあるというこ
とで、この電解液が放電中にセパレータ内に生成した酸
化亜鉛を溶解させる為に、内部短絡を阻止できると思わ
れる。

【００５０】表２に戻り、試作例Ｎｏ．１４は、セパレ
ータを高密度層と低密度層の二層構造とすることなく、
試作例Ｎｏ．１０と同じ全体坪量４２ｇ／ｍ²を持つ単
一層として構成した例である。試作例Ｎｏ．１４と試作
例Ｎｏ．１０の比較からセパレータに密度差を付けたＮ
ｏ．１０（本実施例）の方が特性的に優れていることが
分かる。

【００５１】同様に、試作例Ｎｏ．１５は、セパレータ
を高密度層と低密度層の二層構造とすることなく、試作
例Ｎｏ．６と同じ全体坪量２８ｇ／ｍ²を持つ単一層と
して構成した例である。試作例Ｎｏ．１５は保液率７５
０ｗｔ％と非常に高いため１５００ｍＡ放電の特性は優
れているが、高密度層が無く生成したセパレータ内の酸
化亜鉛を阻止することができないため、間欠放電時間が
２２０〜２８０分と非常に低調になっている。

【００５２】一方、試作Ｎｏ．６は保液率５６０ｗｔ％
と極端に高くはないため１５００ｍＡ放電は２２．５分
と試作Ｎｏ．１５より若干低調であったが、間欠放電時
間は２８０〜３４０分と試作Ｎｏ．１５に比べて大幅に
特性値が優れる。

【００５３】このように、高密度層が緻密性を、低密度
層が保液性を有するセパレータを用い、且つゲル状亜鉛
負極中に塊状重合によるポリマーを用いることにより、
高負荷放電特性及び貯蔵特性に優れた電池を供給でき
る。

【００５４】上記はセパレータ原紙を筒状に平巻きした
セパレータについて説明したが、図２に示すように、セ
パレータ原紙をスパイラル巻きしたセパレータ３の形態
についても適用することができる。この図２の電池は、
シート状の正極合剤２、セパレータ３、ゲル状亜鉛負極
４を順次重ね合わせ、これをスパイラル状に巻回して筒
形の発電要素を構成し、これを缶１に収容した構成とな
っている。なお、１１は負極リード板、１２は絶縁底
板、１５はリード、１６は封口板、１７は正極キャップ
兼正極端子、１８は絶縁ガスケット、２０は安全弁であ
る。

【００５５】

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、次
のような優れた効果が得られる。

【００５６】（１）請求項１〜請求項５記載の発明によ
れば、アルカリ乾電池のセパレータに、ビニロン繊維及
びレーヨン繊維からなる高密度層と、同じくビニロン繊
維及びレーヨン繊維からなる低密度層とを抄紙工程で貼
り合わせた２層構造のセパレータを使用し、セパレータ
を構成する高密度層が負極側の生成物の通過を阻止し、
低密度層が放電時に必要な電解液を保持するようにした
ので、密度差を付けないで単一層で構成した従来のセパ
レータを使用した場合よりも保液率が上がり、結果的に
電池の高負荷放電特性を向上させることができる。

【００５７】（２）請求項２記載の発明によれば、低密
度層が正極合剤側に位置し、高密度層がゲル状亜鉛負極
側に位置するようにセパレータを配置しているので、電
解液を極力正極部に持たせた膨潤タイプのセパレータを
構成することができる。即ち、セパレータを高密度層と
低密度層の２層構造とすることにより保液率が上がるこ
とに加えて、その低密度層が正極合剤側に位置すること
から、正極部における電解液量が増え、高負荷放電の利
用率が上がるため、高負荷放電特性を更に向上させるこ
とができる。

【００５８】（３）請求項３記載の発明によれば、上記
セパレータの高密度層の坪量が２１〜２５ｇ／ｍ²、低
密度層の坪量が１３〜１７ｇ／ｍ²で、セパレータ全体
の坪量が３４〜４２ｇ／ｍ²であるように設定したの
で、間欠放電特性３．９Ω５分×２回／日（Ｍｉｎ）に
ついて、その間欠放電の異常がなくなる３６０分という
目安が達成される。従って、高負荷放電特性及び貯蔵特
性に優れた電池を提供することができる。

【００５９】（４）請求項４記載の発明によれば、セパ
レータにおける４０％水酸化カリウム水溶液の保液率を
５００ｗｔ％〜６５０ｗｔ％の範囲としたので、従来よ
り高負荷放電特性を向上させることができる。

【００６０】（５）請求項５に記載の発明によれば、ゲ
ル状亜鉛負荷極中のの顆粒状ポリマーに、塊状重合によ
る顆粒状ポリマーを使用したので、従来の懸濁重合で作
られたポリマーを用いた場合よりも、さらに高負荷放電
と間欠放電の持続時間を延ばすことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態に係るアルカリ乾電池の断面
図である。

【図２】本発明の他の実施形態に係るアルカリ乾電池の
断面図である。

【符号の説明】

１正極缶２正極合剤３セパレータ４ゲル状亜鉛負極５負極集電棒６封口ガスケット７負極端子板８隔離剤９正極端子１０メタラベル

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】正極合剤とゲル状亜鉛負極との間にセパ
レータを介在させて両電極を隔離すると共に該セパレー
タに電解液を保持させたアルカリ乾電池において、前記
セパレータに、ビニロン繊維及びレーヨン繊維からなる
高密度層と、同じくビニロン繊維及びレーヨン繊維から
なる低密度層とを抄紙工程で貼り合わせた２層構造のセ
パレータを使用したことを特徴とするアルカリ乾電池。
【請求項２】前記セパレータは、その低密度層が正極
合剤側に位置し、高密度層がゲル状亜鉛負極側に位置す
るように配置したことを特徴とする請求項１記載のアル
カリ乾電池。
【請求項３】前記セパレータは、その高密度層の坪量
が２１〜２５ｇ／ｍ²、前記低密度層の坪量が１３〜１
７ｇ／ｍ²で、セパレータ全体の坪量が３４〜４２ｇ／
ｍ²であることを特徴とする請求項１又は２記載のアル
カリ乾電池。
【請求項４】前記電解液が４０％水酸化カリウム水溶
液から成り、前記セパレータにおける４０％水酸化カリ
ウム水溶液の保液率が５００ｗｔ％〜６５０ｗｔ％であ
ることを特徴とする請求項１、２又は３記載のアルカリ
乾電池。
【請求項５】前記ゲル状亜鉛負極内の顆粒状ポリマー
が塊状重合によって重合されたポリアクリル酸ソーダの
ポリマーであることを特徴とする請求項１、２、３又は
４記載のアルカリ乾電池。