JPS6168858A - アルカリ電池 - Google Patents

アルカリ電池

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JPS6168858A
JPS6168858A JP60194164A JP19416485A JPS6168858A JP S6168858 A JPS6168858 A JP S6168858A JP 60194164 A JP60194164 A JP 60194164A JP 19416485 A JP19416485 A JP 19416485A JP S6168858 A JPS6168858 A JP S6168858A
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Osamu Ishida
修 石田
Yoshio Uetani
植谷 慶雄
Seiichi Matsushima
松島 精一
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Hitachi Maxell Ltd
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    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/183—Sealing members
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    • 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
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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】 この発明はアルカリ電池の改良に係り、耐漏液性を向上
させたアルカリ電池を提供することを目的とする。
一般に電池の封口においては、陽極缶と陰ViA集電体
との間にポリエチレン、ポリプロピレン、ナイロンなど
の合成樹脂製のガスケットを介在さゼ陽極缶の開口縁を
内方へ締め付けることによりガスケットを陰極集電体に
押しつけて陽極缶−ガスケット−陰極集電体間の接面を
相互に密着させることによって、これら接面からの電解
液の漏出を防止するようにしている。
しかるに、苛性カリのようなアルカリ電解液を使用する
電池では、電解液が陰極集電体の表面をはい上がるクリ
ープ現象によって外部に漏出してい(ため、前記のよう
な合成樹脂製のガスケア)は上記クリープ現象に基づく
電解液の漏出を防止するには圧縮応力(ガスケットが圧
縮を受けたときガスケット内部に生じる抵抗力で、ガス
ケット外部すなわち陰極集電体などに対しては叩す力と
して作用する)が充分とはいえず、またそれらは吸水に
より圧縮応力の低下を引きおこすので、耐igA/&性
が低くなりがちである。そのため、今日まで陰極集電体
の形状を耐漏液性の向上できるような形状に改良したり
、またガスゲットと陽極缶および陰極集電体との接面に
アスファルトピッチ、脂肪ポリアミド、フッ素系オイル
などの液状パッキング材を介在させるなどの多くのiW
案がなされているが、それらのみによってはd・ずしも
高度の耐副液性は得られていない。
この発明者らは、そのような実状に鑑み種々研究を重ね
た結果、ガスケット材としてナイロン61Oを使用し、
かつ得られたガスケ−/ トの結晶化度を特定範囲に高
めた状態で使用するときは、ガスケットの圧縮応力が向
上するとともに、吸水性が減少し、それによって電解液
の漏出が大中に抑制されることを見出し、この発明を完
成するにいたった。
すなわち、この発明は陽極缶と陰極集電体との間に、ガ
スケットの表面から内部にいたるまでガスケット全体に
わたって結晶化度が40〜60%に調整されたナイロン
610製のガスケットを、該ガスケットと陽極缶および
陰極集電体との接面に液状パッキングが介在するように
して、配設し、封口して電池内部を液密にしてなるアル
カリ電池に関する。
この発明においてガスケット材として用いるナイロン6
10は引張強度や硬度が高く、また圧縮応力も高い部類
に屈するなど、ガスケット材としてポリエチレンやボッ
プロピレンなどよりすぐれたものであるが、このナイロ
ン610を打決きあるいは射出成形などによりアルカリ
電池用のガスケットに成形すると、得られたガスケット
は通常20〜38%程度の結晶化度を有する。そこで、
これらのガスゲットを加熱処理すると結晶化度が増加し
て圧縮応力が向上するとともに、非晶部分が減少してこ
の部分に基因する吸水性が減少し、吸水による圧縮応力
の低下が抑制されるようになる。
この発明において、電池に組み込む際のガスケットの結
晶化度を40〜60%に■定したのは、結晶化度が40
%未満では結晶化度の増加が少ないため圧縮応力が充分
に高くならず、また吸水性の減少が少ないので吸水によ
る圧縮応力の低下が生しやすく、そのため、封口後の電
池においてガスケットが陽極缶や陰極集電体を押す力が
小さくなり、その結果、ガスゲットと陽極缶や陰極集電
体との接面から電解液の漏出が生じて、耐漏液性が充分
でなく、一方、結晶化度が60%を超えるものは、結晶
化度を高めるのにガスケットを高温で長時間加熱するの
で、ガスケットが熱劣化を受け、ガスケットの表面硬化
がすすんで、ガスケットがかたくなりすぎ、封口のため
ガスケットを締め付けたときに、ガスケットに亀裂が生
じ、咳亀裂部分から電解液の漏出が生して耐漏液性が低
くなるからである。
ガスケットの結晶化度を高めるための加熱処理はガスゲ
ットを電池に組み込む前に行われるが、その際の処理温
度としては、ナイロン610のガラス転9温度(高分子
物質を加熱した場合にガラス状のかたい状態からゴム状
に変わる現象が起こる温度)以上、融点以下であれば採
用可能である。
しかし、低温では結晶化速度が遅いので100℃以上を
採用するのが好ましい、・なお加熱処理時間が短い場合
は、加熱処理時の温度がナイロン610の融点をlO℃
程度超えてもさしつかえない。加熱処理時間は処理温度
によって異なるが、通常1〜IO時間が採用される。そ
してガスケットはこのような加熱処理により、その表面
から内部にいたるまでガスケット全体にわたって結晶化
度が向上する。
加熱処理の雰囲気としては、大気中を採用しうるが、真
空中またはチッ素、アルゴン、ヘリウム、水蒸気などの
ナイロン610に対して不活性な気体中を採用するのが
好ましい、ただし加熱処理を流動パラフィンなどの液体
中で行なうと、処理後にガスケット表面に残着する液体
を除去する必要があるので好ましくない。
この発明における結晶化度はすべて密度を測定し、その
値から算出した数値で示される。密度法による結晶化度
の測定は、試料の結晶化度をX、結晶質の密度をdC1
非晶質の密度をaa、試料の密度をdとするとき、結晶
化度Xが dc(d−da) X=           X100 d (dc −da) で表され、結晶質の密度d(および非晶質の密度d3が
それぞれ標準試料あるいは文献より求められることから
、試料の密度dを測定すれば結晶化度が求められるとい
う原理に基づいて行われるものである。そして密度は浮
沈法、すなわちビーカーなどの容器に試料を入れ、密度
既知の四塩化炭素を注いで試料を四塩化炭素上に浮かせ
、ついで攪拌しながら密度既知のトルエンをビユレット
を用いて徐々に摘下し、試料が液中に浮いてもおらず、
沈んでもいない状態になるまでトルエンの滴下をつづけ
、その時点のトルエンの滴下量を読み取り、次式により
算出することによって求められる。
d  l  ・Vl +d 2 ・V2d=□ vl+v2 (式中、dは試料の密度、dlは四塩化炭素の密度、■
1は四塩化炭素の注入量、d2はトルエンの密度、v2
はトルエンの滴下量である)。
第1図はこの発明に係るボタン型アルカリ電池の一例を
示す断面図で、この電池は陽極缶(1)内に陽極合剤(
2)と電解液の一部を挿入し、陽極合剤(2)の上部に
セパレータ(3)を載置し、陰極剤(4ンを円墳させか
つ周辺折り返しigll(g+に結晶化度が40〜60
%にiI!II整された断面り字状のナイロ:/11封
口 ”Aのニス伏ガスケアH6)を嵌合した陰極集電体
(5)に前記の陽極缶(1)を嵌合し、陽極缶(1)と
陰極集電体(5)との間にガスケット(6)を介在させ
て、陽極缶(11の開口縁を内方へ締め付けて封口し電
池内部を液密にするこ七により製造されたものである。
この電池における陽極缶(1)はニッケルメッキが施さ
れた鉄板より形成されるものであり、陽極合剤(2)は
酸化第−鑵、二酸化マンガン、酸化第二錫、酸化水銀、
過酸化ニッケルなどの陽極活物質とりん状FA鉛のよう
な電導助剤とからなり、その周縁に金属製環状台座(7
)を固着させたものである。またセパレータ(3)はた
とえば親水処理された微孔性ポリプロピレンフィルムと
セロハンおよびビニロン−レーヨン混抄紙とを積み重ね
たものであり、陰極剤(4)はポリアクリル酸ソーダ、
カルボキシメチルセルロースなどのゲル化分散剤が添加
されたアマルガム化亜鉛に苛性カリなどのアルカリ電解
液の大半部を注入してなるものである。そして陰極集電
体(5)は鋼板の外面側に美観ないし耐腐食性を満足さ
せるニッケル層を、内面側に亜鉛活物質との局部電池の
形成を防止するための1I4riを設けた構成からなる
クラツド板を絞り加工によって周辺折り返し部(8)を
有する缶状に加工するか、あるいは鋼板だけをあらかし
め同様の手段で成形加工し、その後メッキ法によりニッ
ケル層および銅層を形成したものであり、また図示して
いないが、電池組込前のガスケット表面に生布、浸漬な
どの適宜の手段によりアスファルトピッチ、脂肪ポリア
ミド、フッぶ系オイルなどの液状パッキング材の膜を形
成させることなどによって、ガスケット(6)と陽極缶
(1)および陰極集電体(5)との接面に液状パッキン
グ材を介在させ、ガスゲット(6)と陽極缶tl+およ
び陰極集電体(5)との[妾面に生しる微細な隙間を液
状パッキング(オで埋めて、該接面から電解液が漏出す
るのを防止するようにしている。
つぎに実施例をあげ、この発明をさらに詳細に説明する
。
ナイロン610を射出成形して断面り字状の環状5ガス
ケットを”A’liした。このガスケットの結晶化度は
25%であった。このガスケットをそれぞれ真空中15
0℃で2時間、160℃で2時間、175℃で2時間、
200℃で2時間、200℃で10時間、200℃で3
0時間、200℃で100時間加熱処理して結晶化度を
それぞれ35%、37%、40%、45%、55%、6
0%、63%に増加させた。
上記のようにして結晶化度を高めたナイロン610製ガ
スケットおよび無処理すなわち結晶化度が25%のナイ
ロン810製ガスケツトを用い、第1図に示すような構
造で5R44型の8種類のボタン型アルカリ電池(電池
A−H)を組み立てた。電池Aのガスケットは無処理す
なわち結晶化度が25%のナイロン610製ガスケット
で、電池Bのガスケットは結晶化度を35%に高めたナ
イロン610製ガスケットであり、電池Cのガスケット
は結晶化度を37%に高めたナイロン610製ガスケッ
トである、@池りのガスゲットは結晶化度を40%に高
めたナイロン610 !ガスケットで、電池Eのガスケ
ットは結晶化度を45%に高めたナイロン610製ガス
ケットであり、電池Fのガスケットは結晶化度を55%
に高めたナイロン6101!!ガスケツトで、電池Gの
ガスゲットは結晶化度を60%に高めたナイロン610
製ガスケットである。また、電池11のガスケットは結
晶化度を63%に高めたナイロン610 製ガスケット
である。なお、電池はいずれも陽極活物質としては酸化
第−銀を用い、電解液としては水に酸化亜鉛を5重量%
、苛性カリを35重口%熔解したものが用いられている
。そして、いずれの電池においても、ガスケットは電池
に組み込む而に、アスファルトピッチのトルエン溶液に
浸漬し、引上後、乾燥して、ガスケット上にアスファル
トピッチの皮膜を形成し、また陰極集電体もガスケ−/
 トとの嵌合前にガスゲットの当接予定部分にアスファ
ルトピッチのトルエン溶液(ただし、粘度は前記のもの
より高く調整されている)を塗布し、乾燥してアスファ
ルトピッチの膜を形成させることによって、ガスケット
と陽極缶および陰極集電体との接面にアスファルトピッ
チよりなる液伏パッキング材を介在させた。
これらの電池too +mずつを60℃、相対湿度90
%の雰囲気中に第1表に示す期間貯蔵し、漏液が発生し
た電池個数を聞べた。その結果を第1表に示す。
第    1    表 第1表に示すように、この発明の電池り、E、Fおよび
Gは、他の電池A、B、CおよびHに比べて、漏液発生
個数が少なく、耐漏液性がすぐれていた。
なお、この発明は実施例に例示したようなボタン型アル
カリ電池のみに限られるものではなく、筒型アルカリ電
池にも通用されるものである。
以上説明したように、この発明ではナイロン610WJ
のガスゲットの結晶化度を40〜60%の範囲に高める
ことにより、耐漏液性を向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
第1図はこの発明に係るボタン型アルカリ゛電池の一例
を示す断面図である。 (1)・・・陽極缶、(5)・・・陰極集電体、(6)
・・・ガスケット第1図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1、陽極缶(1)と陰極集電体(5)との間に、ガスケ
    ット(6)の表面から内部にいたるまでガスケット(6
    )全体にわたって結晶化度が40〜60%に調整された
    ナイロン610製のガスケット(6)を、該ガスケット
    (6)と陽極缶(1)および陰極集電体(5)との接面
    に液状パッキング材が介在するようにして、配設し、封
    口して電池内部を液密にしてなるアルカリ電池。
JP60194164A 1985-09-02 1985-09-02 アルカリ電池 Granted JPS6168858A (ja)

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