JPS6156285A

JPS6156285A - アルカリ電池

Info

Publication number: JPS6156285A
Application number: JP15308384A
Authority: JP
Inventors: Nobuaki Chiba; 千葉　信昭; Kazumasa Yoshida; 和正吉田
Original assignee: Toshiba Battery Co Ltd
Current assignee: FDK Twicell Co Ltd
Priority date: 1984-07-25
Filing date: 1984-07-25
Publication date: 1986-03-20

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】〔発明の技術分野〕本発明はアルカリ電池に関し、特に負極集電体を改良し
たアルカリ電池に係る。

〔発明の技術的背景とその問題点〕

例えば、ボタン型酸化銀電池の場合では、一般に負極集
電体（負極容器）としてステンレンと銅又は銅合金との
二層クラツド板、或いはニッケルとステンレスと銅又は
銅合金との三層クラツド板を、その銅又は銅合金側が容
器の内側となるように絞り加工したものが使用されてい
る。かかる絞り加工等により造られた負極容器の銅層又
は銅合金層の表面には、クラツド板の製造、スリット加
工、打抜き絞り加工等の工程において、銅の酸化物の生
成、潤滑油の汚れやコミの付着が生じる。また、ステン
レス、ニッケル等の金属の微細片も付着する。

ところで、従来より電池組立前には、アルカリ脱脂洗浄
の処理が行なわれている。しかしながら、上記負極容器
の銅層又は銅合金層にステンレス、ニッケル等の微細片
が付着したり、付着後にプレスされた場合にはアルカリ
脱脂処理ではそれら微細片を完全に除去できず、電池の
組立後において水素ガスの発生要因となる。

即ち、負極容器の銅層又は銅合金の面は、アルカリ電解
液の存在により負極活物質の氷化亜鉛と接触してアマル
ガム化と亜鉛メッキとが行なわれる。このため、銅層又
は銅合金層は亜鉛より責外金属であるにもかかわらず、
亜鉛と接触しても水素ガスの発生は抑制される。［７か
しながら、銅層又は銅合金層の面にステンレス、ニッケ
ル等の微細片が付着すると、その金属は水素過電圧が小
さいので、負極容器にアルカリ電解液と亜鉛とが充填さ
れた場合、水素ガスを発生する。また、銅の酸化物、油
、ゴミ等の場合は、アルカリ電解液がある状態で氷化亜
鉛と接触した場合、銅層又は銅合金層が氷化と亜鉛メッ
キがなされるまでに時間がかかる。このため、銅層又は
銅合金層から水素ガスが発生する。

電池製造時は、負極容器に氷化亜鉛及びアルカリ電解液
を充填後、すぐに電池を封口するので、水素ガスの発生
は封口された電池内で続くことに々る。こうした水素ガ
スの発生が起こると。

電池内部に水素ガスが充満して内圧が高まり、破裂や漏
液の原因となる。

このようなことから、最近、電池組立前に表面の銅層又
は銅合金層を過酸化水素水と硫酸とからなる化学研摩液
で研摩した負極容器が用いられている。しかしながら、
かかる化学研摩された負極容器は次のような欠点を有す
る。

（１）　　前記化学研摩液は過酸化水素水の濃度が約２
〜６ｍ０１／１１、硫酸濃度が約０．１〜２．０　ｍｏ
　ｌ／ｌと高濃度で、非常に腐食性の高い溶液である。

このため、研摩速変がｏ、ｉ〜０．５ｇ／ｄｍ２・ｍｌ
ｎと比較的速いので、局部的な孔食が発生し易い。特に
、絞り加工された負極容器の折り曲げ部や折り返し部の
近傍の銅層又は銅合金層の表面は。

加工によって粗くなり、かつ加工前より薄くなっている
ため、孔食が発生し易い。こうした孔食の発生は、漏液
の原因となる。また、孔食が二層又は三層クラツド板の
ステンレス層にまで達している場合は、ガス発生の原因
となる。

（２）　　前記化学研摩液は高酸性（約ｐＨ１以下）の
ため、少量の化学研摩液が銅層又は銅合金層の表面に残
留しただけで、酸化皮膜が生成する。

こうした酸化皮膜の生成は水素ガスの発生原因となり、
破裂や漏液な招く。

なお、上述［７た問題点はボタン型アルカリ電池に限ら
ず、円筒型アルカリマンガン電池の負極集電体としての
銅又は銅合金の集電棒においても孔食を招き、これによ
り負極集電体と絶縁バッキングとの接合面の密着性を損
なうため、電池内部の電解液が外部に漏液し易くなると
いう欠点を有する。

〔発明の目的〕

本発明は孔食の発生がなく、清浄化された負極集電体な
備え、破裂や漏液を防止した高寿命のアルカリ電池を提
供しようとするものである。

〔発明の概要〕

本発明は過酸化水素と有機酸及び有機酸塩から選ばれる
１種以上とよりなる化学研摩液で表面の銅層又は銅合金
層が研摩された負極集電体を備えてなるものである。か
かる本発明によれば、銅層又は銅合金層の面に付着した
酸化物、油、ゴ５を−ずステンレスやニッケル等の微細
片が除去され、孔食がなく、かつ研摩時での酸化皮膜の
生成のない良好に清浄化された負極集電体を備えたアル
カリ電池を得ることができる。

その結果、表面の銅層又は銅合金層に付着した酸化物、
油、金属の微細片による水素ガスの発生、容器破裂を防
止し、かつ孔食等による漏液を防止した長寿命のアルカ
リ電池を提供できる。

上記化学研摩液を構成する有機酸としては、例えばギ酸
、シュウ酸、酢酸、クエン酸、グルコン酸等を挙げるこ
とができる。また、有機酸塩としては１例えばギ酸ナト
リウム、ギ酸カリウム、シュウ酸ナトリウム、シュウ酸
カリウム等を挙げることができる。

上記化学研摩液を構成する過酸化水素の濃度は０．２〜
１．．０ｍ０１／１４の範囲にすることが望ましい。

この理由は、その濃度を０．２ｍ０１／１未満にすると
１反応が遅く、銅層又は銅合金層面の油、ゴミヤニッケ
ル、ステンレス等の微細片を十分に除去できなくなシ、
かといってその濃１が１．０ｍｏｌ／ｌ　　を越えると
、反応速度が遠くなシ過ぎ、局部的に薄い銅層又は銅合
金層部分に孔食等を発生する恐れがある。

上記化学研摩液は、上記過酸化水素の温度範囲において
ｐＨが３．０〜５．０の範囲にすることが望ましい。こ
の理由は、ｐ　Ｈを３．０未満にすると、孔食な発生す
る恐れがあり、しかも水洗処理を十分に行なわないと、
銅層又は銅合金層の面に水素ガス発生の要因となる酸化
皮膜ガ生成１−易くなる。一方、研摩液のｐＨが５．０
を越えると、研摩速度が急激に遅くなシ、不純物の除去
効果が、低下して、ガス発生防止効果や漏液防止効果を
充分達成できなくなる恐れがある。また、過酸化水素の
安定性が低下し、自己分解が起こり易く、作業性の悪化
を招く、〔発明の実施例〕以下、本発明の実施例を図面を参照して説明ｉ　　　　
　する。

実施例１〜３マス、ニッケル層１１ステンレス層２及び銅層３（厚さ
３０μｍ）からなる厚さ０．３器の二層クラツド板を絞
り加工り、て第１図に示すボタン型アルカリ電池の負極
容器４を作製［７た。つづいて、この負極容器を下記第
１表に示す組成の３種の化学研摩液（液温５０℃）で４
分間研摩を行なった。こうした研摩処理された３種の負
極容器を用いて第２図に示す酸化銀電池５Ｒ５４（外径
１１．６器、高さ３．０５ｉ１）を組立てた。即ち、第
２図において％　５はニッケルメッキした鋼板よりなる
正極容器、６は該正極容器５内に充填された酸化銀活物
質に電導剤として黒鉛を添加してなる正極合剤である。

７はイオン透過性のセパレータ、８はアルカリ電解液を
含浸させた多孔性繊維物質からなる電解液保持材、９は
負極活物質としての氷化亜鉛である。１０は前記正極容
器５と負極容器４との間を絶縁すると共に、その間隙を
密封する絶縁バッキングで、正極容器５の開口部を内側
に湾曲させて封口している。

第　　１　　表比較例１第１図図示の負極容器４を過酸化水素４ｍｏｌｌ／ｌ、
硫酸０．４２　ｍｏ　ｌ、／ｌの化学研摩液（液温５０
℃）で１分子ｍ研摩したものを用いた以外、第２図図示
と同構造の酸化銀電池５Ｒ５４を組立てた。

比較例２第１図図示の負極容器４を研摩処理せず、そのまま第２
図図示と同構造の酸化銀電池を組立てた。

しかして、本実症例１〜３及び比較例１，２の電池１０
０個について、温度６０°Ｃ１湿度９０％の試験槽中に
貯蔵した後の漏液個数を１０倍の顕微鏡で測定したとこ
ろ、下記第２表に示す結果を得た。また、同実施例１〜
３及び比較例」、２の電池１００個について、温度６０
℃、湿ｌｖ′９０％の試験槽に３力月間貯蔵した後の水
素ガス発生個数を調べ７ヒ。その結果を、同第２表に併
記する。なお、この試鹸において、水素ガス発生により
電池高さが０．５１１１以上変化した電池を水素ガス発
生電池として判定１，７た。

第　　２　　表上記第２表から明らか々如く、過酸化水素−硫酸系の化
学研摩液で研摩した負極容器を備えた電池（比較例１）
は、貯蔵日数が２０日では漏液個数が零であるが、４０
日間貯蔵すると急激に漏液飯数が増加する。これに対１
−１本発明の電池は貯蔵日数４０日では若干数の漏液が
認められるが、日数が増加しても、比較例１のように漏
液する電池の個数は増加しない。また、ガス発生不良に
ついても、本発明の電池はわずか２個であり、比較例１
に比べて不良率を著しく改善できることがわかる。

なお、本発明は上Ｐ実施例に示すボタン型アルカリ電池
のみに限らず、第３図に示す筒形アルカリ電池にも同様
に適用できる。即ち、第３図中のＩＩは正極端子を兼ね
た正極容器であり、この容器１１内には正極合剤Ｉ２が
加圧充填されている。この正極合剤Ｉ２の内側には不織
布製のセパレータ１３を介して負極活物質としての氷化
亜鉛Ｚ４が充填されている。齢記正極容〒　　　　器Ｉ
Ｉの開口部には合成樹脂製の絶縁バッキングＺ５が挿着
され、該容器ＩＩの上部を内方向に折曲することにより
該バッキング１５が締め付け、密着されている。このパ
ツキン１５上には負極端子を兼ねる封口板１６が取着さ
れており、かつ該封目板Ｚ６の下面には前記バッキング
１５及びセパレータ１３を貫通して氷化亜鉛１４内に延
出された真鍮製の負極集電体Ｉ７が取り付けられている
。こうした筒形アルカリ電池の負極集電体１７を実施例
と同様な組成の化学研摩液で研摩することによって、そ
の表面に孔食が生じること表く清浄化できるため、前述
［またのと同様な理由によυガス発生の原因となる不純
物を除去でき、更に絶縁バッキング１５との密着性が良
好となり、破裂や漏液な確実に減少させることができる
。

〔発明の効果〕

以上詳述した如く、本発明によれば孔食の発生がなく、
清浄化された負極集電体を備え、破裂や漏液を防止した
高寿命のアルカリ電池を提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例における負極集電体を示す拡大
断面図、第２図は同実施例によって得られたボタン型ア
ルカリ電池を示す縦断面図、第３図は本発明の他の実施
例を示す筒形アルカリ電池を示す縦断面図である。１・・・ニッケル層、２・・・ステンレス＠、３・・・
銅層、４・・・負極容器、５．１１・・・正極容器、６
゜１２・・・正極合剤、７．１３・・・セパレータ、９
゜１４・・・氷化亜鉛、ＩＯ，１５・・・絶縁バッキン
グ。１７・・・負極集電体。出願人代理人　　弁理士　鈴　江　武　彦第３図

Claims

【特許請求の範囲】

（１）過酸化水素と有機酸及び有機酸塩から選ばれる１
種以上とからなる化学研摩液で表面の銅層又は銅合金層
が研摩された負極集電体を備えてなるアルカリ電池。
（２）有機酸がギ酸、シュウ酸、酢酸、クエン酸及びグ
ルコン酸より選ばれる１種又は２種以上のものであるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアルカリ電
池。
（３）化学研摩液のｐＨが３．０〜５．０であることを
特徴とする特許請求の範囲第１項記載のアルカリ電池。