JPS6157658B2 - - 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
ゆるスピリングバツ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では第６図に示さ
れるように成形陽極６１の中心部が彎曲してこの
彎曲部６２で亀裂ないし割れが生じたり、あるい
は環状台座６３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では一般に約1.8
mm程度の成形陽極が用いられておりこの程度の厚
みでは前記の問題はそれほどおこらないが、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１mm以下、望まし
くは0.5mm以下にすべき要請があり、この場合に
前記の問題が非常に顕著となつてくるかからこれ
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は一般にステ
ンレスなどの金属板を断面Ｌ字状にしぼり加工す
ることによつてつくられているが、ここに用いら
れている金属板は通常冷間圧延工程時に生起する
内部歪みの大きいものであつて、この内部歪みが
しぼり加工時にさらに大きくなる結果、得られる
環状台座の硬度が大変高くしかも引張り強度ない
し伸び率の小さい、いわゆるばね弾性の大きいも
のとなり、これがスピリングバツク現象に起因す
る陽極中心部の割れないし亀裂などの問題を助長
していることを知つた。

そこでこの発明者らは使用する金属板の材質を
特定することによつてこの問題を克服することに
成功したものであり、以下この発明を図面に基づ
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、この金属板１は従来の金属板に比べて内部歪
みが小さくされた、ビツカース硬度で175Hv以
下、引張りクリープ試験における引張り強度が75
Kg／mm²以上および伸び率が40％以上に設定されて
いる。

ちなみに従来使用している市販のSUS304は実
測ではビツカース硬度が180〜210Hv、引張り強
度が60〜65Kg／mm²以下および伸び率が20〜30％で
ある。この市販品を700〜1000℃程度の高温に約
数分間赤熱した後徐々に冷却する、いわゆる焼鈍
処理を施こすと内部歪みが小さくなり各特性値を
いずれもこの発明に係る前記の範囲に収めること
ができる。

なおこの明細書におけるビツカース硬度とは
JIS―Ｚ―2244の試験方法によつてJIS―Ｂ―7725
に適合する試験機を用いて測定される値を、また
引張りクリープ試験における引張り強度および伸
び率とはJIS―Ｚ―2201に規定される試験片に付
きJIS―Ｚ―2241による試験方法で測定される値
をそれぞれ意味し、また伸び率とは永久伸びのこ
とである。

金属板１の厚みは成形陽極の厚みによつても異
なるが、一般に活物質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程度、ニツケル単独の場合0.2mm
程度にすればよい。

このような金属板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。

得られる環状台座５は、使用する金属板のビツ
カース硬度、引張り強度および伸び率が前記範囲
に設定されていることから、しぼり加工などの成
形時に内部歪みを生起し硬度の増大や引張り強度
および伸び率の低下を伴なうことがあつたとして
も従来のようにばね弾性がそれほど大きなものと
はならず、一般に成形前の塑性変形しやすい性質
を維持している。

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ピ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図は陽極活物質として酸化第一銀を使用し
たときの台座付き成形陽極における製造個数100
個中上記のような問題が生じてくる個数を不良発
生率として、これと成形陽極の肉厚との関係を示
したものであり、曲線―ａはこの発明の環状台
座、詳しくは金属板として市販のSUS304を前述
の方法で焼鈍処理してビツカース硬度170Hv、引
張り強度76Kg／mm²および伸び率45％にしたものを
使用しこれより得られる環状台座を用いた場合、
曲線―ｂはこの発明によらない市販のSUS304を
そのまま金属板としこれにより得られる環状台座
を用いた場合である。

この図から明らかなようにこの発明とは異なる
環状台座を使用したものでは成形陽極の厚みが
1.0mm以下になると不良発生率が徐々に増大し、
0.5mmでは70％の不良発生率に達しているのに対
し、この発明の環状台座を使用するとこのような
不良発生率が著るしく低下していることが判る。

第５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―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１１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１
２を内填させた陰極端子板１３を前記の陽極缶１
０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しかも台座との
密着性に優れる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させる
ことができる。

【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図は成形陽極の厚みと不良発生
率との関係を示す特性図、第５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、第６図は従来方法に係る台座
付き成形陽極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の製造法において、鉄およ
   び／またはニツケルを主成分とするビツカース硬
   度が175Hv以下、引張りクリープ試験における引
   張り強度が75Kg／mm²以上および伸び率が40％以上
   の金属板１を前記の形状に成形したことを特徴と
   する成形陽極に付する環状台座の製造法。