JP2952033B2 - アルカリ乾電池 - Google Patents
アルカリ乾電池Info
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- JP2952033B2 JP2952033B2 JP2330246A JP33024690A JP2952033B2 JP 2952033 B2 JP2952033 B2 JP 2952033B2 JP 2330246 A JP2330246 A JP 2330246A JP 33024690 A JP33024690 A JP 33024690A JP 2952033 B2 JP2952033 B2 JP 2952033B2
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- Japan
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- negative electrode
- battery
- gas
- terminal plate
- electrode terminal
- Prior art date
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- 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
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/342—Non-re-sealable arrangements
-
- 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
- H01M50/30—Arrangements for facilitating escape of gases
- H01M50/375—Vent means sensitive to or responsive to temperature
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Gas Exhaust Devices For Batteries (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、アルカリ乾電池，特に耐漏液特性の向上を
図ったガス排出機構を備えたアルカリ乾電池に関する。
図ったガス排出機構を備えたアルカリ乾電池に関する。
（従来の技術） アルカリ乾電池は放電中あるいは貯蔵中に微少ながら
ガス発生があることが知られている。この場合、通常の
ガス発生量に対しては電池自身は勿論、電池使用機器に
対し何ら問題ないが、機器への挿填ミスなどにより充電
が行われたりすると、異常なガス量を発生することがあ
り、最悪の場合、電池の破裂事故を招くおそれがあっ
た。
ガス発生があることが知られている。この場合、通常の
ガス発生量に対しては電池自身は勿論、電池使用機器に
対し何ら問題ないが、機器への挿填ミスなどにより充電
が行われたりすると、異常なガス量を発生することがあ
り、最悪の場合、電池の破裂事故を招くおそれがあっ
た。
そこで、この種アルカリ乾電池には、電池内でガス発
生量が増大し、電池内部の圧力が所定以上上昇すると、
絶縁ガスケットの防爆弁を破って負極端子板のガス排出
孔より内部発生ガスを外部に排出するようにしたガス排
出機能を有するものがある。
生量が増大し、電池内部の圧力が所定以上上昇すると、
絶縁ガスケットの防爆弁を破って負極端子板のガス排出
孔より内部発生ガスを外部に排出するようにしたガス排
出機能を有するものがある。
（発明が解決しようとする課題） ところで、アルカリ乾電池においては、ときとして電
極の負電位と電解液界面での表面張力の間に生ずる電気
毛管作用や、空気中の酸素ガスがOH-に還元される電気
化学反応などが原因で電解液が集電棒に沿って這い上が
る現象がある。このため、上述のように負極端子板のガ
ス排出孔が開口したままになっていると、電解液が端子
板の内面に沿って移動してきたとき、そのままガス排出
孔を通って外部に流れ出てしまい耐漏液特性が著しく劣
化する欠点があった。
極の負電位と電解液界面での表面張力の間に生ずる電気
毛管作用や、空気中の酸素ガスがOH-に還元される電気
化学反応などが原因で電解液が集電棒に沿って這い上が
る現象がある。このため、上述のように負極端子板のガ
ス排出孔が開口したままになっていると、電解液が端子
板の内面に沿って移動してきたとき、そのままガス排出
孔を通って外部に流れ出てしまい耐漏液特性が著しく劣
化する欠点があった。
本発明は、上記欠点を解消するためになされたもの
で、所定圧以上になった内部発生ガスを速やかに外部に
放出して良好な耐漏液特性が得られるアルカリ乾電池を
提供することを目的とする。
で、所定圧以上になった内部発生ガスを速やかに外部に
放出して良好な耐漏液特性が得られるアルカリ乾電池を
提供することを目的とする。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 上記目的を達成するために、本発明は、発電要素を充
填した筒状の金属缶の開口部に設けられ且つガス圧によ
り破壊する肉薄部を有する絶縁ガスケットの段部に通気
孔を有する金属支持体を介してガス排出孔を有する負極
端子板で封口してなるアルカリ乾電池において、前記負
極端子板のガス排出孔部の上側を70〜90℃の温度範囲で
軟化溶融する熱溶融性物質で被覆したことを特徴とす
る。
填した筒状の金属缶の開口部に設けられ且つガス圧によ
り破壊する肉薄部を有する絶縁ガスケットの段部に通気
孔を有する金属支持体を介してガス排出孔を有する負極
端子板で封口してなるアルカリ乾電池において、前記負
極端子板のガス排出孔部の上側を70〜90℃の温度範囲で
軟化溶融する熱溶融性物質で被覆したことを特徴とす
る。
（作 用） 本発明によると、熱溶融性物質を用い、その軟化溶融
温度が70〜90℃であることにより、電池が使用中あるい
は取扱中に短絡したり、機器への挿填ミスなどにより充
電が行われたりすると、当該電池の正極と負極の間で起
こる激しい電池反応によって急激に発熱し、電池内部の
気体が急膨脹するが、そのようなときに上記温度で被覆
体が軟化するので、ガスケットに設けられている防爆弁
の機能を損なうことはない。
温度が70〜90℃であることにより、電池が使用中あるい
は取扱中に短絡したり、機器への挿填ミスなどにより充
電が行われたりすると、当該電池の正極と負極の間で起
こる激しい電池反応によって急激に発熱し、電池内部の
気体が急膨脹するが、そのようなときに上記温度で被覆
体が軟化するので、ガスケットに設けられている防爆弁
の機能を損なうことはない。
熱溶融性物質の軟化流動温度が69℃以下の場合には、
通常の高温環境、例えば直射日光下に停車している自動
車の室内などでの温度で軟化溶融流動してしまうこと、
また、91℃以上の場合には、電池が誤充電や短絡しても
発熱により軟化流動が起こらず、ガスケットに設けた防
爆弁の機能に支障をきたす。
通常の高温環境、例えば直射日光下に停車している自動
車の室内などでの温度で軟化溶融流動してしまうこと、
また、91℃以上の場合には、電池が誤充電や短絡しても
発熱により軟化流動が起こらず、ガスケットに設けた防
爆弁の機能に支障をきたす。
また、集電棒に沿って這い上がってきた電解液が負極
端子板の内面に沿って移動してきたとき、そのままガス
排出孔を通って外部に流れ出てしまうことを防止でき
る。
端子板の内面に沿って移動してきたとき、そのままガス
排出孔を通って外部に流れ出てしまうことを防止でき
る。
（実施例） 以下、本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図は本発明の一実施例のアルカリ乾電池の縦断面図で
ある。
ある。
図において、１は筒状の正極金属缶で、この金属缶１
は鉄製で表面にニッケルメッキが施されている。金属缶
１内には発電要素を充填している。この場合、金属缶１
の中心部にはゲル状亜鉛の負極剤２を充填し、この負極
剤２の周りに合成繊維のセパレータ４を介して二酸化マ
ンガンを主体とした正極合剤３を充填している。
は鉄製で表面にニッケルメッキが施されている。金属缶
１内には発電要素を充填している。この場合、金属缶１
の中心部にはゲル状亜鉛の負極剤２を充填し、この負極
剤２の周りに合成繊維のセパレータ４を介して二酸化マ
ンガンを主体とした正極合剤３を充填している。
金属缶１の開口部には絶縁ガスケット５を設けてい
る。この絶縁ガスケット５はナイロン66,ポリプロピレ
ンなどの合成樹脂により成形加工されたもので、内側円
筒部51とこの内側円筒部51の周囲に厚さ0.8〜1.8mm程度
の連結部53を介して形成される外側円筒部52とを有し、
また内側円筒部51と外側円筒部52の上部の相対向する部
分に段部54を形成するとともに、外側円筒部52の上方開
口端に沿って折返し用突壁55を形成している。またガス
ケット５の連結部53には電池内圧が30〜60kg/cm2程度の
圧力に異常上昇したとき破裂するような厚さ（0.1〜0.3
mm程度）の肉薄部56を有している。
る。この絶縁ガスケット５はナイロン66,ポリプロピレ
ンなどの合成樹脂により成形加工されたもので、内側円
筒部51とこの内側円筒部51の周囲に厚さ0.8〜1.8mm程度
の連結部53を介して形成される外側円筒部52とを有し、
また内側円筒部51と外側円筒部52の上部の相対向する部
分に段部54を形成するとともに、外側円筒部52の上方開
口端に沿って折返し用突壁55を形成している。またガス
ケット５の連結部53には電池内圧が30〜60kg/cm2程度の
圧力に異常上昇したとき破裂するような厚さ（0.1〜0.3
mm程度）の肉薄部56を有している。
ガスケット５の段部54に通気孔7aを有する環状の金属
支持体７を介して負極端子板８を載置している。この負
極端子８はガス排出孔8aを有し、また内面に上記負極剤
２より導出されるとともに上記ガスケットの内側円筒部
51の中空部に嵌合された集電棒６を溶接などにて固定し
ている。この場合、負極端子板８はガス排出孔8a部分お
よび上面周縁部分に熱溶融性物質として融点75℃のパラ
フィンワックスの被膜層９を形成している。熱溶融性物
質には、オレフィン系炭化水素，エチレンアイオノマ
ー，ポリビニルアルコール等で適した分子量構成を選択
することにより望ましい熱溶融温度を規定することがで
きる。
支持体７を介して負極端子板８を載置している。この負
極端子８はガス排出孔8aを有し、また内面に上記負極剤
２より導出されるとともに上記ガスケットの内側円筒部
51の中空部に嵌合された集電棒６を溶接などにて固定し
ている。この場合、負極端子板８はガス排出孔8a部分お
よび上面周縁部分に熱溶融性物質として融点75℃のパラ
フィンワックスの被膜層９を形成している。熱溶融性物
質には、オレフィン系炭化水素，エチレンアイオノマ
ー，ポリビニルアルコール等で適した分子量構成を選択
することにより望ましい熱溶融温度を規定することがで
きる。
ここで、負極端子板８のガス排出孔8aを直径0.4〜0.8
mm程度とすればガス排出が可能である。またパラフィン
ワックスは溶融状態にて滴下され、常温にて固化し被膜
層９を形成している。
mm程度とすればガス排出が可能である。またパラフィン
ワックスは溶融状態にて滴下され、常温にて固化し被膜
層９を形成している。
この状態で金属缶１の開口部を半径方向に締付けると
ともに内方に折り曲げ、絶縁ガスケット５の折返し用突
壁55を介して負極端子板８上を押圧することにより密封
口する。またパラフィンワックスの滴下は金属缶の締付
けにより密封口された後に行ってもよい。図中10は外装
シュリンクラベルである。
ともに内方に折り曲げ、絶縁ガスケット５の折返し用突
壁55を介して負極端子板８上を押圧することにより密封
口する。またパラフィンワックスの滴下は金属缶の締付
けにより密封口された後に行ってもよい。図中10は外装
シュリンクラベルである。
本実施例のアルカリ乾電池は上記のように構成されて
いるので、集電棒６に沿って這い上がり、負極端子板８
の内面に沿って移動してきた電解液は、この端子板８の
上面周縁部分に形成されたパラフィンワックス被膜層９
により漏液経路を断つことができる。したがって、良好
な耐漏液特性が得られることになる。
いるので、集電棒６に沿って這い上がり、負極端子板８
の内面に沿って移動してきた電解液は、この端子板８の
上面周縁部分に形成されたパラフィンワックス被膜層９
により漏液経路を断つことができる。したがって、良好
な耐漏液特性が得られることになる。
またこの状態で誤充電や短絡などにより電池内部のガ
ス圧が異常上昇すると、まず絶縁ガスケット５の肉薄部
56が押圧され伸びきって破れ、ガスは金属支持体７の通
気孔7aを通って負極端子板８内部に達する。すると、今
度はガス排出孔8aを覆っている発熱により軟化したパラ
フィンワックス被膜層９が押圧され破壊し、これにより
ガスは排出孔8aを通って速やかに外部に放出される。
ス圧が異常上昇すると、まず絶縁ガスケット５の肉薄部
56が押圧され伸びきって破れ、ガスは金属支持体７の通
気孔7aを通って負極端子板８内部に達する。すると、今
度はガス排出孔8aを覆っている発熱により軟化したパラ
フィンワックス被膜層９が押圧され破壊し、これにより
ガスは排出孔8aを通って速やかに外部に放出される。
次に、本発明を適用したLR6形アルカリ乾電池［Ａ］
と、負極端子板にガス排出孔を設けているが熱溶融性物
質被膜層を施していない電池［Ｂ］と、負極端子板にガ
ス排出孔を全く設けていない電池［Ｃ］を夫々100個作
り、60℃相対湿度90％の雰囲気中に所定期間貯蔵し、貯
蔵期間の経過とともに漏液の発生した個数を第１表に示
した。
と、負極端子板にガス排出孔を設けているが熱溶融性物
質被膜層を施していない電池［Ｂ］と、負極端子板にガ
ス排出孔を全く設けていない電池［Ｃ］を夫々100個作
り、60℃相対湿度90％の雰囲気中に所定期間貯蔵し、貯
蔵期間の経過とともに漏液の発生した個数を第１表に示
した。
次に、これらの電池［Ａ］，［Ｂ］，［Ｃ］の各電池
30個を900mAの定電流で強制充電して電池内部にガスを
発生させ、電池の内圧を上昇させて破裂試験を行ったと
ころ第２表の結果が得られた。
30個を900mAの定電流で強制充電して電池内部にガスを
発生させ、電池の内圧を上昇させて破裂試験を行ったと
ころ第２表の結果が得られた。
上記第１表および第２表の結果から本発明により得ら
れた電池［Ａ］は60℃相対湿度90％という高温多湿下で
３ヶ月貯蔵しても漏液の発生が全く認められず、また電
池内部の異常ガス発生にも破裂に至らないことが判明し
た。
れた電池［Ａ］は60℃相対湿度90％という高温多湿下で
３ヶ月貯蔵しても漏液の発生が全く認められず、また電
池内部の異常ガス発生にも破裂に至らないことが判明し
た。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば、誤使用等によ
り電池内部に発生したガスを速やかに外部に放出できる
ので電池容器を破損することなく、また、耐漏液特性の
すぐれたアルカリ乾電池を提供することができる。
り電池内部に発生したガスを速やかに外部に放出できる
ので電池容器を破損することなく、また、耐漏液特性の
すぐれたアルカリ乾電池を提供することができる。
図は本発明の一実施例の縦断面図である。 １……金属缶、２……負極剤 ３……正極合剤、４……セパレータ ５……絶縁ガスケット、51……内側円筒部 52……外側円筒部、53……連結部 54……段部、55……突壁 56……肉薄部、６……集電棒 ７……金属支持体、7a……通気孔 ８……負極端子板、8a……ガス排出孔 ９……パラフィンワックス被膜層 10……外装シュリンクラベル
Claims (1)
- 【請求項１】発電要素を充填した筒状の金属缶の開口部
に設けられ且つガス圧により破壊する肉薄部を有する絶
縁ガスケットの段部に通気孔を有する金属支持体を介し
てガス排出孔を有する負極端子板で封口してなるアルカ
リ乾電池において、前記負極端子板のガス排出孔部の上
側を70〜90℃の温度範囲で軟化溶融する熱溶融性物質で
被覆したことを特徴とするアルカリ乾電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2330246A JP2952033B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | アルカリ乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2330246A JP2952033B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | アルカリ乾電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04206339A JPH04206339A (ja) | 1992-07-28 |
| JP2952033B2 true JP2952033B2 (ja) | 1999-09-20 |
Family
ID=18230493
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2330246A Expired - Lifetime JP2952033B2 (ja) | 1990-11-30 | 1990-11-30 | アルカリ乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2952033B2 (ja) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7592776B2 (en) | 2001-11-07 | 2009-09-22 | Quallion Llc | Energy storage device configured to discharge energy in response to unsafe conditions |
| US6891353B2 (en) | 2001-11-07 | 2005-05-10 | Quallion Llc | Safety method, device and system for an energy storage device |
| US6586912B1 (en) | 2002-01-09 | 2003-07-01 | Quallion Llc | Method and apparatus for amplitude limiting battery temperature spikes |
| US7443136B2 (en) | 2002-01-09 | 2008-10-28 | Quallion Llc | Method and device employing heat absorber for limiting battery temperature spikes |
| JP5114004B2 (ja) * | 2005-12-08 | 2013-01-09 | Ｆｄｋエナジー株式会社 | 筒形電池 |
-
1990
- 1990-11-30 JP JP2330246A patent/JP2952033B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04206339A (ja) | 1992-07-28 |
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Legal Events
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