JP2009135008A - アルカリ電池用のガスケット及びアルカリ電池 - Google Patents
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Abstract
【課題】外装缶の開口を閉塞したときに、外装缶の内向き鍔部の内縁からアルカリ電解液が染み出すことが防止されるアルカリ電池用のガスケット及び当該ガスケットを用いたアルカリ電池を提供する。
【解決手段】アルカリ電池用のガスケット20は、外装缶2の開口端部を曲げて形成された内向き鍔部14と封口板22の外周部との間に挟まれる環状のシール部42を有する。ガスケット20のシール部42には、内向き鍔部14によって覆われる領域に周溝44が形成されている。
【選択図】図4
【解決手段】アルカリ電池用のガスケット20は、外装缶2の開口端部を曲げて形成された内向き鍔部14と封口板22の外周部との間に挟まれる環状のシール部42を有する。ガスケット20のシール部42には、内向き鍔部14によって覆われる領域に周溝44が形成されている。
【選択図】図4
Description
本発明はアルカリ電池用のガスケット及びアルカリ電池に関する。
例えば円筒形のアルカリ蓄電池では、外装缶に正極、負極及びアルカリ電解液が収容され、外装缶の開口は、ガスケットを介して封口板によって閉塞される。より詳しくは、外装缶の開口端部は内側に曲げられて内向き鍔部を形成し、ガスケットの一部が、封口板の外周部と内向き鍔部との間に挟持される。(例えば特許文献1参照)。
特開2002-93455号公報
アルカリ蓄電池の高容量化に伴い、外装缶内に収容される極板は大型化し、外装缶の開口端側に形成されるかしめ領域は小型化している。このため、極板と封口板との間の距離が短かくなってきており、外装缶内へのアルカリ電解液の注液時、外装缶の開口端部の内面にアルカリ電解液が付着する。付着した電解液は、外装缶の開口を閉塞すべく外装缶の開口端部を内側に曲げて内向き鍔部を形成したときに、内向き鍔部とガスケットとの間で圧縮され、内向き鍔部の内縁から染み出してしまう。
本発明は上述の事情に基づいてなされたもので、その目的とするところは、外装缶の開口を閉塞したときに、外装缶の内向き鍔部の内縁からアルカリ電解液が染み出すことが防止されるアルカリ電池用のガスケット及び当該ガスケットを用いたアルカリ電池を提供することにある。
上記の目的を達成するために、本発明によれば、外装缶の開口端部を曲げて形成された内向き鍔部と封口板の外周部との間に挟まれる環状のシール部を有するアルカリ電池用のガスケットにおいて、前記シール部には、前記内向き鍔部によって覆われる領域に凹所が形成されていることを特徴とするアルカリ電池用のガスケットが提供される(請求項1)。
好ましくは、前記凹所は、前記内向き鍔部の内縁に沿って延びる周溝であり、前記周溝の深さは0.08mm以上である(請求項2)。
また、本発明によれば、請求項1又は2に記載のアルカリ電池用のガスケットを備え、前記シール部は、前記凹所から前記内向き鍔部の内縁までの間に、前記内向き鍔部の張り出し方向でみて0.2mm以上の長さに渡る圧縮された状態の圧縮領域を有することを特徴とするアルカリ電池が提供される(請求項3)。
また、本発明によれば、請求項1又は2に記載のアルカリ電池用のガスケットを備え、前記シール部は、前記凹所から前記内向き鍔部の内縁までの間に、前記内向き鍔部の張り出し方向でみて0.2mm以上の長さに渡る圧縮された状態の圧縮領域を有することを特徴とするアルカリ電池が提供される(請求項3)。
本発明の請求項1のガスケットは、外装缶の開口端部の内面に付着しているアルカリ電解液が、外装缶の開口を閉塞したときに、シール部の凹所に流入して蓄えられる。このため、アルカリ電解液が外装缶の内向き鍔部の内縁から染み出すことが抑制される。
請求項2のガスケットでは、凹所としての周溝の深さが0.08mm以上であることによって、シール部が圧縮されても周溝の容積が確保される。この結果として、付着していたアルカリ電解液が周溝に確実に蓄えられ、アルカリ電解液の染み出しがより一層抑制される。
請求項2のガスケットでは、凹所としての周溝の深さが0.08mm以上であることによって、シール部が圧縮されても周溝の容積が確保される。この結果として、付着していたアルカリ電解液が周溝に確実に蓄えられ、アルカリ電解液の染み出しがより一層抑制される。
請求項3のアルカリ電池では、外装缶の内向き鍔部の内縁からガスケットの凹所までの間に、ガスケットのシール部の一部が0.2mm以上の距離に渡り圧縮された状態にあり、シール部の一部が、凹所に蓄えられたアルカリ電解液の漏出を防止する。この結果として、内向き鍔部の内縁からアルカリ電解液が染み出すのが確実に防止される。
以下、本発明のアルカリ電池の一実施形態に係るAAサイズの円筒形のニッケル水素蓄電池について説明する。
図1に示したように、ニッケル水素蓄電池は、有底円筒状の金属製の外装缶2を備え、外装缶2内には、発電要素としての正極板4、負極板6及びアルカリ電解液(図示せず)が収容されている。
図1に示したように、ニッケル水素蓄電池は、有底円筒状の金属製の外装缶2を備え、外装缶2内には、発電要素としての正極板4、負極板6及びアルカリ電解液(図示せず)が収容されている。
正極板4は、基板として例えばニッケル製の多孔体を有し、多孔体には正極活物質としての水酸化ニッケルの粉末が充填されている。負極板6は、基板として例えばニッケルめっきされた鉄製のパンチングメタルを有し、パンチングメタルは負極活物質としての水素を吸蔵放出可能な水素吸蔵合金を保持している。アルカリ電解液としては、例えば水酸化カリウム及び水酸化リチウムを含む水溶液を用いることができる。
これら正極板4及び負極板6は、セパレータ8を介して渦巻き状に巻回されることで略円筒状の電極群10を形成している。負極板6の一部は、電極群10の最外周を形成して外装缶2の内周面に接触し、これにより負極板6と外装缶2とは電気的に接続され、外装缶2は負極端子として機能する。
外装缶2の開口は、安全弁を内蔵した封口ユニット12により閉塞されている。
外装缶2の開口は、安全弁を内蔵した封口ユニット12により閉塞されている。
より詳しくは、外装缶2の開口端部は、かしめ加工によって内側に曲げられて内向き鍔部14を形成している。また、外装缶2には、内向き鍔部14から所定距離だけ離間して縮径部16が形成されている。鍔部14及び縮径部16によって、外装缶2の開口端部側には、断面でみて略コの字形状の領域(以下、かしめ領域といい、符号18を付す。)が形成されている。
かしめ領域18は、例えばナイロンを主成分とする電気絶縁性のガスケット20を介して、円板形状をなす金属製の封口板22の外周部を挟み込んでいる。封口板22の中央にはガス抜き孔24が形成され、封口板22の外面には、ガス抜き孔24を閉塞するように弁体26が配置されている。更に、封口板22の外面には、弁体26を覆うフランジ付きの円筒形状の正極端子28が溶接によって取り付けられている。
正極端子28と正極板4との間を電気的に接続すべく、封口板22の内面には正極リード30の一端が固定され、正極リード30の他端は、正極板4の端部に固定されている。
以下、ガスケット20について詳述する。
図2は、取付け前の自由状態にあるガスケット20を示す平面図であり、図3は、一部を断面にて示した取付け前のガスケット20の側面図である。ガスケット20は大円筒部32を有し、大円筒部32の一端には一体に内向きフランジ34が設けられている。内向きフランジ34の内周縁には小円筒部36が一体に形成され、小円筒部36は大円筒部32とは反対側に突出している。また、内向きフランジ34の内周縁には、相互に直径方向に離間した2つの舌部38が一体に形成され、各舌部38は径方向内側に向けて突出している。
以下、ガスケット20について詳述する。
図2は、取付け前の自由状態にあるガスケット20を示す平面図であり、図3は、一部を断面にて示した取付け前のガスケット20の側面図である。ガスケット20は大円筒部32を有し、大円筒部32の一端には一体に内向きフランジ34が設けられている。内向きフランジ34の内周縁には小円筒部36が一体に形成され、小円筒部36は大円筒部32とは反対側に突出している。また、内向きフランジ34の内周縁には、相互に直径方向に離間した2つの舌部38が一体に形成され、各舌部38は径方向内側に向けて突出している。
大円筒部32の他端部は、その先端に近付くほど薄肉になるテーパ部40として形成されている。テーパ部40に連なる大円筒部32の中間部42は、厚さが略一定であるけれども、中間部42の外周面には全周に渡る周溝44が形成されている。
周溝44の深さDは、好ましくは0.08mm以上に設定される。周溝44は、中間部42におけるテーパ部40側に位置している。大円筒部32の軸線方向でみて、周溝44とテーパ部40との距離Lは、好ましくは0.2mm以上に設定される。
周溝44の深さDは、好ましくは0.08mm以上に設定される。周溝44は、中間部42におけるテーパ部40側に位置している。大円筒部32の軸線方向でみて、周溝44とテーパ部40との距離Lは、好ましくは0.2mm以上に設定される。
図4は、外装缶2に取り付けられたガスケット20の一部を拡大して示しており、大円筒部32のテーパ部40は、外装缶2の内向き鍔部14の内縁から突出しており、非圧縮状態である。
これに対し、大円筒部32の中間部42は、外装缶2の内向き鍔部14と封口板22の外周部との間にて圧縮され、これらの間をシールするシール部として機能している。よって以下では、中間部42をシール部42とも称する。
これに対し、大円筒部32の中間部42は、外装缶2の内向き鍔部14と封口板22の外周部との間にて圧縮され、これらの間をシールするシール部として機能している。よって以下では、中間部42をシール部42とも称する。
ただし、周溝44は、中間部42が圧縮されても存在している。周溝44は、内向き鍔部14の内縁に沿って延びているが、周溝44と内向き鍔部14の内縁とは、内向き鍔部14の張り出し方向でみて、距離Lだけ離間している。このため、周溝44と内向き鍔部14の内縁との間には、シール部42の一部が、内向き鍔部14の張り出し方向でみて距離Lに渡り、圧縮された状態にて存在する。
上述したガスケット20を用いたニッケル水素蓄電池にあっては、組立工程の注液時に外装缶2の開口端部の内面に付着したアルカリ電解液が、外装缶2の開口を閉塞したときに、外装缶2の内向き鍔部14とシール部42との間で圧縮されると、シール部42の周溝44に流入して蓄えられる。このため、組み立てられたニッケル水素蓄電池において、アルカリ電解液が外装缶2の内向き鍔部14の内縁から染み出すことが抑制される。
また、ガスケット20では、周溝44の深さが0.08mm以上であることによって、シール部42が圧縮されても周溝44の容積が確保される。この結果として、付着していたアルカリ電解液が周溝44に確実に蓄えられ、アルカリ電解液の染み出しがより一層抑制される。
更に、上述したニッケル水素蓄電池では、外装缶2の内向き鍔部14の内縁からガスケット20の周溝44までの間に、シール部42の一部が、0.2mm以上の距離Lに渡り圧縮状態にて存在することによって、このシール部42の一部が周溝44に蓄えられたアルカリ電解液の漏出を防止する。この結果として、内向き鍔部14の内縁からアルカリ電解液が染み出すのが確実に防止される。
更に、上述したニッケル水素蓄電池では、外装缶2の内向き鍔部14の内縁からガスケット20の周溝44までの間に、シール部42の一部が、0.2mm以上の距離Lに渡り圧縮状態にて存在することによって、このシール部42の一部が周溝44に蓄えられたアルカリ電解液の漏出を防止する。この結果として、内向き鍔部14の内縁からアルカリ電解液が染み出すのが確実に防止される。
実施例1〜8として、周溝44の深さD及び距離Lが表1に示した値であるAAサイズ(単三型)のニッケル水素蓄電池をそれぞれ30個ずつ組立てた。
また比較例1として、周溝44を有さないガスケットを用いた以外は実施例1〜8の場合と同様にして、AAサイズのニッケル水素蓄電池を30個組立てた。
実施例1〜8及び比較例1の各ニッケル水素蓄電池の組立ての際、外装缶2の開口端部の内側に故意にアルカリ電解液を付着させ、組立から所定期間経過後に、アルカリ電解液の染み出しが発生した個数を目視により確認した。これらの結果を百分率にして表1に示す。
また比較例1として、周溝44を有さないガスケットを用いた以外は実施例1〜8の場合と同様にして、AAサイズのニッケル水素蓄電池を30個組立てた。
実施例1〜8及び比較例1の各ニッケル水素蓄電池の組立ての際、外装缶2の開口端部の内側に故意にアルカリ電解液を付着させ、組立から所定期間経過後に、アルカリ電解液の染み出しが発生した個数を目視により確認した。これらの結果を百分率にして表1に示す。
表1から、周溝44を設ければ染み出しの発生が抑制されることがわかる。そして、周溝44の深さが0.08mm以上であれば、組立て直後(1日後)の染み出しが確実に防止されることがわかる。
また、表1から、周溝44の深さが0.08mm以上とし、且つ、距離Lを0.2mm以上とすることによって、染み出しが完全に防止されることがわかる。
本発明は、上記した一実施形態及び実施例に限定されることはなく、種々変形が可能であって、例えば、ガスケット20を適用する電池は、円筒形の外、楕円筒形若しくは角筒形であってもよい。この場合、ガスケット20の平面形状は、楕円形状若しくは矩形形状になる。
また、ガスケット20を適用する電池は、アルカリ電解液を用いるアルカリ電池であればよく、ニッケル水素蓄電池の外、ニッケルカドミウム蓄電池等のアルカリ蓄電池であってもよく、一次電池であってもよい。
本発明は、上記した一実施形態及び実施例に限定されることはなく、種々変形が可能であって、例えば、ガスケット20を適用する電池は、円筒形の外、楕円筒形若しくは角筒形であってもよい。この場合、ガスケット20の平面形状は、楕円形状若しくは矩形形状になる。
また、ガスケット20を適用する電池は、アルカリ電解液を用いるアルカリ電池であればよく、ニッケル水素蓄電池の外、ニッケルカドミウム蓄電池等のアルカリ蓄電池であってもよく、一次電池であってもよい。
一実施形態では、ガスケット20にその全周に渡る周溝44を凹所として形成したが、凹所の形状は周溝44に限定されない。つまり、外装缶2の内向き鍔部14によって覆われるガスケット20の領域に、アルカリ電解液を蓄えることが可能な1つ以上の凹所を形成してもよい。ただし、外装缶2の内向き鍔部14の張り出し長さは短いため、アルカリ電解液の染み出しを確実に防止するには、周溝44を形成するのが好ましい。
2 外装缶
14 内向き鍔部
20 ガスケット
22 封口板
42 シール部(中間部)
44 周溝(凹所)
14 内向き鍔部
20 ガスケット
22 封口板
42 シール部(中間部)
44 周溝(凹所)
Claims (3)
- 外装缶の開口端部を曲げて形成された内向き鍔部と封口板の外周部との間に挟まれる環状のシール部を有するアルカリ電池用のガスケットにおいて、
前記シール部には、前記内向き鍔部によって覆われる領域に凹所が形成されている
ことを特徴とするアルカリ電池用のガスケット。 - 前記凹所は、前記内向き鍔部の内縁に沿って延びる周溝であり、
前記周溝の深さは0.08mm以上である
ことを特徴とする請求項1に記載のアルカリ電池用のガスケット。 - 請求項1又は2に記載のアルカリ電池用のガスケットを備え、
前記シール部は、前記凹所から前記内向き鍔部の内縁までの間に、前記内向き鍔部の張り出し方向でみて0.2mm以上の長さに渡る圧縮された状態の圧縮領域を有する
ことを特徴とするアルカリ電池。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012054099A (ja) * | 2010-09-01 | 2012-03-15 | Fdk Twicell Co Ltd | 電池 |
KR101215377B1 (ko) | 2010-03-09 | 2012-12-26 | 히다치 비클 에너지 가부시키가이샤 | 비수 전해액 원통형 전지 |
CN109519042A (zh) * | 2017-09-20 | 2019-03-26 | 株式会社东海理化电机制作所 | 密封结构 |
WO2020256284A1 (ko) | 2019-06-18 | 2020-12-24 | 주식회사 엘지화학 | 홈이 형성된 가스켓을 포함하는 원통형 이차전지 |
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2007
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CN109519042B (zh) * | 2017-09-20 | 2021-06-29 | 株式会社东海理化电机制作所 | 密封结构 |
WO2020256284A1 (ko) | 2019-06-18 | 2020-12-24 | 주식회사 엘지화학 | 홈이 형성된 가스켓을 포함하는 원통형 이차전지 |
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