JPS5837946B2 - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
- Publication number
- JPS5837946B2 JPS5837946B2 JP53126005A JP12600578A JPS5837946B2 JP S5837946 B2 JPS5837946 B2 JP S5837946B2 JP 53126005 A JP53126005 A JP 53126005A JP 12600578 A JP12600578 A JP 12600578A JP S5837946 B2 JPS5837946 B2 JP S5837946B2
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- JP
- Japan
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- gasket
- batteries
- mixture
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- 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
- H01M50/186—Sealing members characterised by the disposition of the sealing members
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- 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
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- 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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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
この発明は電解液としてアルカリ電解液を使用する酸化
銀電池、二酸化マンガン電池などのアルカリ電池に関す
る。
銀電池、二酸化マンガン電池などのアルカリ電池に関す
る。
一般に電池の封口においては、陽極缶開口部にポリエチ
レン、ポリプロピレンなどの合戒樹脂製モシ＜はゴム製
のガスケットを配設し、このガスケットを陽極缶の内方
への締付けにより陰極リード体や陰極端子板などの陰極
集電体に押し付けて陽極缶−ガスケットー陰極集電体間
の接面を相互に密着させることにより、これら接面から
の電解液の漏出を防ぐようにしている。
レン、ポリプロピレンなどの合戒樹脂製モシ＜はゴム製
のガスケットを配設し、このガスケットを陽極缶の内方
への締付けにより陰極リード体や陰極端子板などの陰極
集電体に押し付けて陽極缶−ガスケットー陰極集電体間
の接面を相互に密着させることにより、これら接面から
の電解液の漏出を防ぐようにしている。
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
池では上述した封四手段にもかかわらす耐漏液性が低く
なりがちであり、このため今日まで陰極端子板の形状を
耐漏液性を向上できるような形状に改良したり、またガ
スケットと陽極缶および陰極集電体との接面にピッチ、
フッ素オイルなどの液状パッキングを介在させるなどの
多くの提案がなされてきたが、これらの提案法によって
も腕時計、電子露出計などに利用する場合に要求される
高度の耐漏液性は必らずしも得られていない。
池では上述した封四手段にもかかわらす耐漏液性が低く
なりがちであり、このため今日まで陰極端子板の形状を
耐漏液性を向上できるような形状に改良したり、またガ
スケットと陽極缶および陰極集電体との接面にピッチ、
フッ素オイルなどの液状パッキングを介在させるなどの
多くの提案がなされてきたが、これらの提案法によって
も腕時計、電子露出計などに利用する場合に要求される
高度の耐漏液性は必らずしも得られていない。
ところでアルカリ電池における電解液の漏出は、一般に
陽極缶とガスケットとの接面からよりも、陰極集電体と
ガスケットとの接面からの方がおこりやすい。
陽極缶とガスケットとの接面からよりも、陰極集電体と
ガスケットとの接面からの方がおこりやすい。
この理由は放電特性を向上させるなどのためアルカリ電
解液の大半量を陰極側に注入していることにもよるが、
主として陰極集電体特有の電気化学的なクリープ現象に
よるものと考えられている。
解液の大半量を陰極側に注入していることにもよるが、
主として陰極集電体特有の電気化学的なクリープ現象に
よるものと考えられている。
すなわち陰極集電体における陰極剤層からの立ち上り部
、つまり集電体と陰極剤層との接触が解除される境界部
で電解液が電気化学的に還元されてＯＨ一が生じると、
アルカリ濃度が局部的に高くなって周辺の電解液が濃度
差によって上記の立ち上り部に移行してくるが、この移
行が電気化学的影響を受ける結果集電体表面に沿って経
時的にはい上るクリープ現象として現われる。
、つまり集電体と陰極剤層との接触が解除される境界部
で電解液が電気化学的に還元されてＯＨ一が生じると、
アルカリ濃度が局部的に高くなって周辺の電解液が濃度
差によって上記の立ち上り部に移行してくるが、この移
行が電気化学的影響を受ける結果集電体表面に沿って経
時的にはい上るクリープ現象として現われる。
また陰極集電体は、陰極活物質として一般的なアマルガ
ム化された亜鉛粉末との間で局部電池を形成することが
ないように、集電体における少なくとも陰極剤と接触す
る側が通常銅もしくは銅合金で構成されているが、この
金属と活物質である亜鉛との電位差が比較的大きいこと
が前記した電気化学的なクリープ現象を顕著にする原因
ともなっている。
ム化された亜鉛粉末との間で局部電池を形成することが
ないように、集電体における少なくとも陰極剤と接触す
る側が通常銅もしくは銅合金で構成されているが、この
金属と活物質である亜鉛との電位差が比較的大きいこと
が前記した電気化学的なクリープ現象を顕著にする原因
ともなっている。
この発明はこのような事情に照らしてとくに陰極集電体
とガスケットとの接面からの電解液の漏出を可及的に抑
制して電池全体としての耐漏液性を向上させることを目
的とするものであり、この目的に対するこの発明者らの
鋭意検討により陰極集電体の銅ないし銅合金表面に特定
の防錆被膜を形成したときに耐漏液性が大巾に改善され
ることが判り、なされたものである。
とガスケットとの接面からの電解液の漏出を可及的に抑
制して電池全体としての耐漏液性を向上させることを目
的とするものであり、この目的に対するこの発明者らの
鋭意検討により陰極集電体の銅ないし銅合金表面に特定
の防錆被膜を形成したときに耐漏液性が大巾に改善され
ることが判り、なされたものである。
以下この発明の一実施例を図面に基づいて説明すると、
第１図および第２図において、１は酸化第一銀、二酸化
マンガン、酸化第二銀、酸化水銀などの陽極活物質と、
カーボンブラック、りん状黒鉛のような導電助剤とを含
み、これにアルカリ電解液の一部を含浸させてなる陽極
合剤、２はこの合剤１および合剤周縁に固着された金属
製環状台座３に接触する、たとえば親水処理された微孔
性フイルム４と、セロファンフイルム５と、ピニロンー
レーヨン混抄紙のような吸液層６とからなルセパレータ
、７はアマルガム化された亜鉛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、でんぷんのよう
な糊剤とを含みこれにアルカリ電解液の大半量を注入し
てなる陰極剤である。
第１図および第２図において、１は酸化第一銀、二酸化
マンガン、酸化第二銀、酸化水銀などの陽極活物質と、
カーボンブラック、りん状黒鉛のような導電助剤とを含
み、これにアルカリ電解液の一部を含浸させてなる陽極
合剤、２はこの合剤１および合剤周縁に固着された金属
製環状台座３に接触する、たとえば親水処理された微孔
性フイルム４と、セロファンフイルム５と、ピニロンー
レーヨン混抄紙のような吸液層６とからなルセパレータ
、７はアマルガム化された亜鉛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、でんぷんのよう
な糊剤とを含みこれにアルカリ電解液の大半量を注入し
てなる陰極剤である。
８は陽極合剤１およびセパレータ２を内填させた鉄にニ
ッケルメッキした缶などの陽極缶で、缶開口部に陰極剤
７が内填された陰極集電体としての陰極端子板９をポリ
エチレン、ポリプロピレンなどの各種樹脂もしくはゴム
からなる断面Ｌ字状の環状ガスケット１０を介装して嵌
合させ、陽極缶８を内方へ締付けて電池内部を密閉構造
にしている。
ッケルメッキした缶などの陽極缶で、缶開口部に陰極剤
７が内填された陰極集電体としての陰極端子板９をポリ
エチレン、ポリプロピレンなどの各種樹脂もしくはゴム
からなる断面Ｌ字状の環状ガスケット１０を介装して嵌
合させ、陽極缶８を内方へ締付けて電池内部を密閉構造
にしている。
陰極端子板９は鋼板１１の外面側に美観ないし耐腐触性
を満足させるニッケル層１２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銅層１３を設けた構
成からなり、通常鋼板１１，ニッケル層１２および銅層
１３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１４を有する形状に加工するか、あるいは鋼板１１
だけを予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１２および銅層１３を形成したものであ
る。
を満足させるニッケル層１２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銅層１３を設けた構
成からなり、通常鋼板１１，ニッケル層１２および銅層
１３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１４を有する形状に加工するか、あるいは鋼板１１
だけを予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１２および銅層１３を形成したものであ
る。
この端子板９０周辺折り返し部１４およびその近傍の銅
層１３における環状ガスケット１０を当接させる面１５
に、ペンゾトリアゾールもし《はその誘導体と一般式ｇ
−（ＯＲ）３ （ただし、式中Ｒは置換基を有するかも
しくは有しないフエニル基もしくはアルキル基を示す）
で表わされる有機りん化合物の混合物を主成分とする防
錆剤が塗布、乾燥されてなる防錆被膜１６が設けられて
おり、この被膜１６は前記混合物の銅に対する強い活性
によって銅層１３表面に化学的に強固に結合されている
。
層１３における環状ガスケット１０を当接させる面１５
に、ペンゾトリアゾールもし《はその誘導体と一般式ｇ
−（ＯＲ）３ （ただし、式中Ｒは置換基を有するかも
しくは有しないフエニル基もしくはアルキル基を示す）
で表わされる有機りん化合物の混合物を主成分とする防
錆剤が塗布、乾燥されてなる防錆被膜１６が設けられて
おり、この被膜１６は前記混合物の銅に対する強い活性
によって銅層１３表面に化学的に強固に結合されている
。
ここでペンゾトリアゾール誘導体とは、一般式（ただし
、式中Ｒはハロゲン、アルキル基などの置換基を示す） で示されるペンゾトリアゾール系化合物を指称し、その
代表例としてはメチルベンゾトリアゾール、クロルベン
ゾトリアゾールなどがある。
、式中Ｒはハロゲン、アルキル基などの置換基を示す） で示されるペンゾトリアゾール系化合物を指称し、その
代表例としてはメチルベンゾトリアゾール、クロルベン
ゾトリアゾールなどがある。
有機りん化合物の代表例としてはトリブチルホスファイ
ト、トリフエニルホスファイト、トリス（２−ブロモエ
チル）ホスファイト、トリス（２−クロロエチル）ホス
ファイト、トリデシルホスファイトなどがある。
ト、トリフエニルホスファイト、トリス（２−ブロモエ
チル）ホスファイト、トリス（２−クロロエチル）ホス
ファイト、トリデシルホスファイトなどがある。
使用するにあたり、通常はペンゾトリアゾールもし《は
その誘導体と有機りん化合物をメタノール、エタノール
などのアルコール系溶媒に、前者が通常０．０１〜０．
５重量係、好ましくは約０．２重量俤の濃度となるよう
に、また後者が通常０．１〜３重量俤、好ましくは約１
重量饅の濃度となるように溶解させ、これを陰極端子板
９０周辺折り返し部１４およびその近傍の銅層１３にお
ける環状ガスケット１０との接面１５に塗布し乾燥する
ことにより容易に密着し堅牢な被膜を形戒することがで
きる。
その誘導体と有機りん化合物をメタノール、エタノール
などのアルコール系溶媒に、前者が通常０．０１〜０．
５重量係、好ましくは約０．２重量俤の濃度となるよう
に、また後者が通常０．１〜３重量俤、好ましくは約１
重量饅の濃度となるように溶解させ、これを陰極端子板
９０周辺折り返し部１４およびその近傍の銅層１３にお
ける環状ガスケット１０との接面１５に塗布し乾燥する
ことにより容易に密着し堅牢な被膜を形戒することがで
きる。
なお、この防錆被膜を形成するにあたり、前記接面１５
０表面から油分などを除去した後、予め化学研摩などに
より平滑となし、しかる後この平滑面に防錆被膜を形成
すれば耐漏液性をさらに大幅に改善することができ、そ
の表面粗さはＪＩＳＢＯ６０１による中心線平均粗さと
して約３μ以下、通常０．５〜３μが好ましい。
０表面から油分などを除去した後、予め化学研摩などに
より平滑となし、しかる後この平滑面に防錆被膜を形成
すれば耐漏液性をさらに大幅に改善することができ、そ
の表面粗さはＪＩＳＢＯ６０１による中心線平均粗さと
して約３μ以下、通常０．５〜３μが好ましい。
上述の実施例において、陰極端子板９０周辺折り返し部
１４およびその近傍の銅層１３における環状ガスケット
１０との接面１５に前記のペンゾトリアゾールもしくは
その誘導体と有機りん化合物の混合物を主戒分とする防
錆被膜１６を形或すると、被膜１６が端子板９とガスケ
ット１０との密着性を向上し、さらに前記混合物と銅層
１３との化学的結合に起因して撥水性ならびに接面１５
に対する被着強度の増大をもたらし、さらに防錆被膜特
有の機能、即ち銅層１３表面における酸化被膜の形成を
防止し、これら要因の相乗作用により電気化学的なクリ
ープ現象を主体とする接面１５からの電解液の漏出を抑
制する効果を示す。
１４およびその近傍の銅層１３における環状ガスケット
１０との接面１５に前記のペンゾトリアゾールもしくは
その誘導体と有機りん化合物の混合物を主戒分とする防
錆被膜１６を形或すると、被膜１６が端子板９とガスケ
ット１０との密着性を向上し、さらに前記混合物と銅層
１３との化学的結合に起因して撥水性ならびに接面１５
に対する被着強度の増大をもたらし、さらに防錆被膜特
有の機能、即ち銅層１３表面における酸化被膜の形成を
防止し、これら要因の相乗作用により電気化学的なクリ
ープ現象を主体とする接面１５からの電解液の漏出を抑
制する効果を示す。
このような漏液防止効果は、被着されるべき銅もしくは
銅合金表面に単に物理的に塗着されるにすぎない一般の
撥水性樹脂、例えばフッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリ
アミド樹脂などでは到底得ることができないものである
。
銅合金表面に単に物理的に塗着されるにすぎない一般の
撥水性樹脂、例えばフッ素樹脂、シリコーン樹脂、ポリ
アミド樹脂などでは到底得ることができないものである
。
次表は、酸化第一銀を陽極活物質、アマルガム化された
亜鉛粉末を陰極活物質とし、電解液として苛性カリ水溶
液を使用したこの発明の前記の構成からなるボタン型電
池ＡおよびＢの耐漏液性（４５℃，９０％ＲＨ）を、こ
の発明とは異なる構成のボタン型電池Ｃ，Ｄ，Ｅおよび
Ｆと対比したものである。
亜鉛粉末を陰極活物質とし、電解液として苛性カリ水溶
液を使用したこの発明の前記の構成からなるボタン型電
池ＡおよびＢの耐漏液性（４５℃，９０％ＲＨ）を、こ
の発明とは異なる構成のボタン型電池Ｃ，Ｄ，Ｅおよび
Ｆと対比したものである。
表中、防錆剤として、電池Ａはペンゾトリアゾールとト
リブチルホスファイトの混合物を、電池Ｂはメチルベン
ゾトリアゾールとトリブチルホスファイトの混合物を使
用したものであり、電池Ｃ：ＤおよびＥは夫々ペンゾト
リアゾール、メチルベイゾトリアゾールおよびトリブチ
ルホスファイトを使用したもの、電池Ｆはフッ素樹脂か
らなる撥水性樹脂を使゛用したものであり、表中の数値
は各電池１００個につき試験したときの電解液の漏出が
認められた電池個数である。
リブチルホスファイトの混合物を、電池Ｂはメチルベン
ゾトリアゾールとトリブチルホスファイトの混合物を使
用したものであり、電池Ｃ：ＤおよびＥは夫々ペンゾト
リアゾール、メチルベイゾトリアゾールおよびトリブチ
ルホスファイトを使用したもの、電池Ｆはフッ素樹脂か
らなる撥水性樹脂を使゛用したものであり、表中の数値
は各電池１００個につき試験したときの電解液の漏出が
認められた電池個数である。
この表からこの発明の電池Ａ，Ｂが、各成分を単独に用
いた電池Ｃ，Ｄ，Ｅおよび他の構戒の電池Ｆに比し耐漏
液性に優れていることが明らかに理解できる。
いた電池Ｃ，Ｄ，Ｅおよび他の構戒の電池Ｆに比し耐漏
液性に優れていることが明らかに理解できる。
第３図および第４図はこの発明の他の実施例を示したも
ので、前例ではボタン型電池における陰極端子板９のガ
スケット１０との接面１５に防錆被膜１６を形成したも
のであるのに対し、筒型電池における銅と亜鉛との合金
である真ちゅう製の陰極リード体１７のガスケット１０
との接面１５にペンゾトリアゾールもしくはその誘導体
と有機りん化合物の混合物を主成分とする防錆被膜１６
を形成している。
ので、前例ではボタン型電池における陰極端子板９のガ
スケット１０との接面１５に防錆被膜１６を形成したも
のであるのに対し、筒型電池における銅と亜鉛との合金
である真ちゅう製の陰極リード体１７のガスケット１０
との接面１５にペンゾトリアゾールもしくはその誘導体
と有機りん化合物の混合物を主成分とする防錆被膜１６
を形成している。
図中前例と同一組成ないし機能を有するものに同一の番
号を付しているが、陽極缶８は内缶８ａと外缶８ｂとか
ら構成される。
号を付しているが、陽極缶８は内缶８ａと外缶８ｂとか
ら構成される。
一般に筒型アルカリ電池における電解液の漏出に関して
は陰極リード体１７のガスケット１０との接面１５がも
つとも重要であるとされているが、この接面１５に防錆
被膜１６を形成することによってリード体１７に沿う電
気化学的なクリープを主体とする電解液の漏出を前例の
ボタン型電池の場合と同様の理由によって効果的に抑制
できる。
は陰極リード体１７のガスケット１０との接面１５がも
つとも重要であるとされているが、この接面１５に防錆
被膜１６を形成することによってリード体１７に沿う電
気化学的なクリープを主体とする電解液の漏出を前例の
ボタン型電池の場合と同様の理由によって効果的に抑制
できる。
以上詳述したとおり、この発明は陰極集重体の銅ないし
銅合金表面における少なくともガスケットを当接させる
面にペンゾトリアゾールもしくはその誘導体と有機りん
化合物の混合物を主体とする防錆被膜を形成するように
したものであり、これによれば陰極集電体とガスケット
との接面からの電解液の漏出を防止できるから電池全体
としての耐漏液性が大きく改善される。
銅合金表面における少なくともガスケットを当接させる
面にペンゾトリアゾールもしくはその誘導体と有機りん
化合物の混合物を主体とする防錆被膜を形成するように
したものであり、これによれば陰極集電体とガスケット
との接面からの電解液の漏出を防止できるから電池全体
としての耐漏液性が大きく改善される。
またこの発明において防錆被膜とガスケットとの間にさ
らにピッチ、シリコーンオイルなどの液状パッキングを
介装するようにすると耐漏液性をより一層向上できる。
らにピッチ、シリコーンオイルなどの液状パッキングを
介装するようにすると耐漏液性をより一層向上できる。
第１図はこの発明の一実施例を示すボタン型アルカリ電
池の部分断面図、第２図は第１図■部分の拡大図、第３
図はこの発明の他の実施例を示す筒型アルカリ電池の断
面図、第４図は第３図中■部分の拡大図である。 ９，１７・・・陰極集電体、１０・・・ガスケット、１
５・・・当接させる面、１６・・・防錆被膜。
池の部分断面図、第２図は第１図■部分の拡大図、第３
図はこの発明の他の実施例を示す筒型アルカリ電池の断
面図、第４図は第３図中■部分の拡大図である。 ９，１７・・・陰極集電体、１０・・・ガスケット、１
５・・・当接させる面、１６・・・防錆被膜。
Claims (1)
- １ 陰極集電体９，１７の銅ないし銅合金表面における
少なくともガスケット１０を当接させる面１５に、ペン
ゾトリアゾールもしくはその誘導体と一般式Ｐ一（ＯＲ
）３ （ただし、式中Ｒは置換基を有するかもしくは有
しないフエニル基またはアルキル基を示す）で表わされ
る有機りん化合物との混合物を主戒分とする防錆被膜１
６を形成したことを特徴とするアルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53126005A JPS5837946B2 (ja) | 1978-10-12 | 1978-10-12 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP53126005A JPS5837946B2 (ja) | 1978-10-12 | 1978-10-12 | アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5553061A JPS5553061A (en) | 1980-04-18 |
| JPS5837946B2 true JPS5837946B2 (ja) | 1983-08-19 |
Family
ID=14924361
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP53126005A Expired JPS5837946B2 (ja) | 1978-10-12 | 1978-10-12 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5837946B2 (ja) |
-
1978
- 1978-10-12 JP JP53126005A patent/JPS5837946B2/ja not_active Expired
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5553061A (en) | 1980-04-18 |
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