JPS5953665B2 - 成形陽極に付する環状台座の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 この発明はボタン型電池などの成形陽極に付する環状台
座の製造法に関する。

一般にボタン型電池では酸化銀、酸化マンガンなどの陽
極活物質を電池内に収納する前に予め円板状に加圧成形
しているが、この加圧成形に際して成形陽極の周縁に断
面Ｌ字状の金属製環状台座を固着させ、これをそのまま
電池内部に収納して封口時に加わる圧を前記の台座で食
い止めて封口圧に起因する成形陽極の変形ないし崩れを
防いでいる。

ところがこのような台座付き成形陽極は、その製造に当
たり通常所定の金型内に環状台座を設けこれに陽極活物
質や導電助剤などを充填して上方から加圧成形し、その
後金型内から取り出したときに、一般に粉末相互の残留
応力によつて成形物が径方向ないし厚み方向に伸びよう
とする、いわゆるスプリングバック現象を引きおこす。

この場合径方向外方への伸張力は成形と同時に固着され
る環状台座で食い止められるとともに台座が金属である
ことによるばね応力も働らくため、成形陽極の厚みが薄
いものは成形陽極の中心部が彎曲してこの彎曲部では亀
裂ないし割れが生じたり、あるいは環状台座が離脱して
しまうなどの問題がある。

ところで従来のボタン型電池は一般に１．８ｍｍ程度の
成形陽極が用いられているからこの程度の厚みでは前記
の問題はそれほどおこらない。

ところが近年電池の薄型化に伴なつて成形陽極の厚みも
さらに薄く、たとえば酸化銀電池では不良発生率が７０
％以上に達する約０．５ｍｍ以下にすべき要請があり、
したがつてこの場合に前記の問題をいかにして解決すべ
きかが極めて重要な課題となる。この発明者らはこのよ
うな事情に鑑み鋭意検討の結果、成形陽極に付する環状
台座に焼鈍処理を施こすことにより、成形陽極の厚みを
薄くした場合でも亀裂ないし割れの発生や台座の脱離な
どの問題を抑制できることを見い出し既に明らかにした
。確かに、この既案出方法は成形陽極層の厚みが１母型
以下とりわけ０．５ｍｍ以下の場合であつても、成形陽
極が彎曲あるいは亀裂ないし割れ等の不良現象を生じる
ことのない良好な成形陽極に付する環状台座の製造方法
であるが、反面得られた環状台座表面に金属の酸化物や
炭化物が付着している場合が有り、このような台座表面
に酸化物などの電気不良導物質が付着した状態でボタン
形電池等に成形陽極を組み込むと、内部抵抗の増大や陽
極集電能が劣るなどの電池特性の劣化が生じ好まし＜な
い。

そこでこの発明者らは更に引き続＜研究を重ね鋭意検討
した結果、成形処理した台座をまず焼鈍処理し更にこの
焼鈍処理した後特定の酸で台座を後処理して台座表面の
金属酸化物、金属炭化物などを除去することによつて、
成形陽極の層厚さを１ｍｍ以下とした場合でも陽極の彎
曲や亀裂、割れなどが生ぜずしかも内部抵抗増大などの
電池特性の劣化が生じない成形陽極に付する環状台座の
製造方法を完成しこの発明に到達した。

すなわちこの発明は厚み１ｍｍ以下の成形陽極の周縁に
付する断面Ｌ字状の環状台座を鉄および／またはニツケ
ルを主成分とする金属板１から製造するに当り、前記の
金属板を成形加工した後焼鈍し、更にこの焼鈍の後鉱酸
で後処理して台座表面の金属酸化物、金属炭化物などを
除去することを特徴とする成形陽極に付する環状台座の
製造方法に係るものである。

図面はこの発明の一実施例の概略図を示したもので、以
下図面に基いて説明する。

第１図Ａはこの発明において使用するニツケルおよび／
または鉄を主成分とする金属板１を示し、この板厚は成
形陽極の厚みによつても異なるが、一般に活物質量を多
くしかつばね弾性を小さくする観点から、台座本来の機
能を発揮させるに必要な機械的強度を保ち得る範囲内で
可及的に薄くするのが望ましく、たとえばステンレス鋼
の場合０．１〜０．１２ｍｍ厚程度、ニツケル単独の場
合０．２ｍｍ程度にすればよい。

この金属板１を次に常法に準じてしぼり加工などの手段
で第１図Ｂに示されるような開口部２を有し水平部３と
垂直部４とから構成される断面Ｌ字状の形態に成形し、
この成形加工後７００〜１０００℃程度の高温に約数分
程度赤熱した後徐々に冷却する、いわゆる焼鈍処理を施
こしてこの発明の環状台座５とする。

台座高さｈは通常成形陽極の厚みの０．７〜０．９倍程
度にするのがよく、これより高くなりすぎると成形陽極
をつくる際に金型が破損したりあるいは活物質の充填量
を多くできなくなるから望ましくない。成形加工後に上
述した焼鈍処理を施こすと、処理以前の段階で生起され
る金属内部の歪み、たとえば金属板とするときの冷間圧
延工程およびこの金属板を台座形態に成形する工程での
発生歪みが消去され、結果として処理前が内部歪みに起
因する高い硬度と小さな引張り強度ないし伸び率を有す
るばね弾性の強いものであつたのに対し、処理後は硬度
の低下と引張り強度ないし伸び率の増大によつてばね弾
性の弱い塑性変形しやすい性質に改質される。

この焼鈍処理の後、台座５を鉱酸で後処理して台座表面
に付着している金属酸化物あるいは金属炭化物を除去す
る。

ここで、台座５を成形するに使用した金属板１の材種に
よつて台座５表面に付着する電気不良導物質が異なるか
ら、後処理工程で使用する鉱酸の種類もこの不良導物質
に応じて異なり、通常はＨＣ］．ＨＮＯ３、Ｈ２ＳＯ４
、Ｈ３ＰＯ４あるいはこれらの２種類以上の混酸が金属
酸化物の除去に好適に用いられる。

なお、金属板１をステンレス鋼とするとＧｒ３ｃ２、Ｃ
ｒ５ｃ３、Ｃｒ４ｃなどの金属炭化物も台座５表面に付
着することがあるため、この金属炭化物を除去するため
に１次処理としてＨＣｌを使用して台座表面を処理し、
次いで２次処理としてＨ２ＳＯ４、ＨＮＯ３などを使用
して金属酸化物を除去するという処理方法が望ましい。
これらの鉱酸を用いて後処理を台座に施す方法としては
略１／４規定程度に希釈した鉱酸中に台座を３−８分間
程度浸漬し、その後表面に残着する鉱酸を水洗すればよ
い。

また、この浸漬処理を加温下で行うとその処理時間が短
縮されるので望ましいが、あまり高温状態で行うと鉱酸
の濃度変化や作業環境の劣化をもたらすから好ましくな
く通常は８０〜９０℃以下とすればよい。

第２図においてこのようにしてつくられる環状台座５を
金型の台枠６および筒枠７内にセツトしてこれに酸化第
一銀、酸化第二銀、酸化マンガン、酸化水銀、過酸化ニ
ツケル（ＮｉＯＯＨ）などの陽極活物質と必要に応じて
カーボンブラツクのような導電助剤などを充填し、上枠
８上方から加圧して陽極厚みが１ｍｍ以下の台座付き成
形陽極９とする。

この陽極９を金型から取り出すと、活物質の種類や成形
圧に応じたスプリングバツク現象を伴なうが、陽極９の
周縁に固着された環状台座５はばね弾性の弱い塑性変形
しやすいものであるために、径方向外方への伸張力が加
わつても第３図に示されるように台座５における垂直部
４が陽極９の伸びに追随してやや外方に伸びる。

したがつて陽極９の厚みが前述のとおり１ｍｍ以下とい
う薄い場合でももはや従来のような陽極中心部の割れな
いし亀裂や台座５の離脱などの問題がおこらない。

第４図はこのような台座付き成形陽極を電池内部に収納
した状態を示し、陽極缶１０内部に環状台座５が上方に
位置するように台座付き成形陽極９を載置しこの上にた
とえばビニロンーレーヨン吸液層とセロフアン層と親水
処理ポリプロピレン層とからなるセパレータ］］を設け
、亜鉛アマルガムのような陰極活物質とポリアクリル酸
ソーダ、カルボキシメチルセルロースのような糊剤とを
含みこれにアルカリ電解液を加えてなる陰極１２を内填
された陰極端子板１３を前記の陽極缶１０に環状ガスケ
ツト１４を介して嵌合し、陽極缶１０を内方へ締付けて
電池内部を密閉状態にしている。

この電池によれば使用する台座付き成形陽極９が中心部
の割れないし亀裂のない特に近年要請されている陽極厚
みを０．５ｍｍ以下にすることも可能であり、しかも台
座との密着性に優れるものであつてとりわけ台座そのも
のが電気抵抗が小さくか二つ陽極集電能に優れたもので
あるために電池特性に好結果を持たらすことができるば
かりでなく、台座本来の機能、つまり陽極缶１０を内方
に締付けたときに加わる封口圧を受け止めて陽極９の機
械的変形ないし崩れを防止する機能を充分に発揮２させ
ることができる。

この結果は以下に述べるこの発明の試験例からも明らか
である。

試験例 厚さ０．１２ｍｍのＳＵＳ３Ｏ４（ステンレス板）をし
ぼ・り加工によつて高さＨＯ．３７ｍｍで、層厚０．５
ｍｍの成形陽極用台座を製造した（台座Ａ）。

この台座を９００℃で１０分間、大気中で加熱した後室
温まで徐放冷して所謂焼鈍処理を施した（台座Ｂ）。

Ｃ更にこの台座を
１／４規定ＨＣｌ中に５分間浸漬処理した後、８０〜９
０℃の１／４規定ＨＮＯ３中に５分間浸漬処理した後水
洗処理して台座表面の酸化物、炭化物を除去した（台座
Ｃ）。これら３種の台座を用い、第２図に示した様４な
、陽極成形用枠内でＡｇ２Ｏ、カーボンブラツク、銀、
などの陽極合剤をこの台座内に充填加圧成型して、３種
の成形陽極（成形陽極Ａ，Ｂ，Ｃ）を得た。

なお成形陽極Ａ，Ｂ，Ｃはそれぞれ台座Ａ，Ｂ，Ｃを使
用したものである。この種の台座を用いて通常アルカリ
電池用台座として要求される１０〜５０ｍΩの範囲内に
電気抵抗値が適合しているか否かを測定した。また３種
の成形陽極を成型枠から取り出した後に、同種の陽極１
００個中彎曲、き裂などの不良品が何個発生するか調べ
た。結果を下記第１表及び第２表にまとめて記載する。
以上の結果から明らかなように、この発明方法で得た台
座（台座Ｃ）は電気抵抗値が小さく、不良品発生がほと
んどないすぐれた成形陽極に付する台座であることが判
る。

【図面の簡単な説明】

第１図Ａ，Ｂはこの発明の製造法を説明するための断面
図、第２図はこの発明法に係る環状台座を使用して陽極
を成形する状態を示す断面図、第３図は金型内で加圧成
形した後取り出した状態を示す断面図、第４図はこの発
明法に係る環状台座付き成形陽極を電池内部に収納した
状態を示す断面図、である。 １・・・・・・金属板、５・・・・・・環状台座、９・
・・・・・成形陽極。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 厚み１ｍｍ型以下の成形陽極９の周縁に付する断面
   Ｌ字状の環状台座５を鉄および／またはニッケルを主成
   分とする金属板１から製造するに当り、前記の金属板１
   を成形加工した後焼鈍し、更にこの焼鈍の後鉱酸で後処
   理して台座５表面の金属酸化物、金属炭化物などを除去
   することを特徴とする成形陽極に付する環状台座の製造
   方法。