JP2851643B2 - 筒形アルカリ電池 - Google Patents
筒形アルカリ電池Info
- Publication number
- JP2851643B2 JP2851643B2 JP18765689A JP18765689A JP2851643B2 JP 2851643 B2 JP2851643 B2 JP 2851643B2 JP 18765689 A JP18765689 A JP 18765689A JP 18765689 A JP18765689 A JP 18765689A JP 2851643 B2 JP2851643 B2 JP 2851643B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- nonwoven fabric
- separator
- cylindrical
- fabric layer
- positive electrode
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
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-
- Y02E60/12—
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- Cell Separators (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ＜産業上の利用分野＞ この発明は、筒形アルカリ電池に関するものである。
＜従来の技術＞ 筒形アルカリ電池では、一般的に、有底円筒状に加工
した電池缶の内周に沿ってリング状の正極合剤を圧入や
加工成形などで収納し、またこの正極合剤の内側に、セ
パレータを介して、ゲル状の亜鉛負極を所定量注入した
後、絶縁ガスケットや端子板などで電池缶開口部を封口
する構造が採られている。
した電池缶の内周に沿ってリング状の正極合剤を圧入や
加工成形などで収納し、またこの正極合剤の内側に、セ
パレータを介して、ゲル状の亜鉛負極を所定量注入した
後、絶縁ガスケットや端子板などで電池缶開口部を封口
する構造が採られている。
上記のセパレータとしては、通常、ポリプロピレン繊
維の如きポリオレフィン系繊維，レーヨン繊維，あるい
はビニロン繊維などが主成分とし、これにパルプやリン
ターなどを適宜混合した耐電解液性の不織布シートが使
用されている。
維の如きポリオレフィン系繊維，レーヨン繊維，あるい
はビニロン繊維などが主成分とし、これにパルプやリン
ターなどを適宜混合した耐電解液性の不織布シートが使
用されている。
そして、例えばビニロン繊維を主成分とする不織布シ
ートを用いた場合、この不織布シートを円筒状に巻回し
た後、その開口部の一方を熱融着により閉塞して底部と
した有底円筒状のセパレータが用いられる。また、円筒
状に巻回した不織布シートの電池缶内底面側の開口部を
この内底面に介在させた熱溶融性樹脂等で閉塞して底部
とする構造も使用される。
ートを用いた場合、この不織布シートを円筒状に巻回し
た後、その開口部の一方を熱融着により閉塞して底部と
した有底円筒状のセパレータが用いられる。また、円筒
状に巻回した不織布シートの電池缶内底面側の開口部を
この内底面に介在させた熱溶融性樹脂等で閉塞して底部
とする構造も使用される。
＜発明が解決しようとする課題＞ ところで、この種のアルカリ電池では、正極である正
極合剤における電池反応は、MnO2＋H2O→MnOOH＋OH-＋e
-で表される水分消費反応である。このため、セパレー
タに用いる不織布として細い繊維で構成される気密なも
のを用いた場合、その電解液の保持性が低いことから、
放電進行とともに電解液が漸次枯渇し、従って正極合剤
における上記反応が円滑に進まなくなり、電池性能に悪
影響がでるという問題が生じる。
極合剤における電池反応は、MnO2＋H2O→MnOOH＋OH-＋e
-で表される水分消費反応である。このため、セパレー
タに用いる不織布として細い繊維で構成される気密なも
のを用いた場合、その電解液の保持性が低いことから、
放電進行とともに電解液が漸次枯渇し、従って正極合剤
における上記反応が円滑に進まなくなり、電池性能に悪
影響がでるという問題が生じる。
一方、これとは逆に気密性の低い不織布で作ったセパ
レータを用いた場合、セパレータの保液性が高く、従っ
て上記反応をスムーズに進めることができる。
レータを用いた場合、セパレータの保液性が高く、従っ
て上記反応をスムーズに進めることができる。
ところで、この筒形アルカリ電池では、亜鉛負極にお
いてストック中に亜鉛のデンドライトが成長し、これが
セパレータを貫通して正極合剤に達することが原因で、
電池内部で部分的な内部短絡が生じて開路電圧の低下を
招くことがある。
いてストック中に亜鉛のデンドライトが成長し、これが
セパレータを貫通して正極合剤に達することが原因で、
電池内部で部分的な内部短絡が生じて開路電圧の低下を
招くことがある。
この場合において、セパレータとして上記のように気
密性の低い不織布で作られたものを用いた時には、上記
のような内部短絡が発生する度合いが大きく、従って内
部短絡による電圧不良が発生し易くなるという問題があ
る。
密性の低い不織布で作られたものを用いた時には、上記
のような内部短絡が発生する度合いが大きく、従って内
部短絡による電圧不良が発生し易くなるという問題があ
る。
この発明は、このような内部短絡を起こし難く且つセ
パレータにおける保液性も高くて電池性能が良好な、筒
形アルカリ電池を提供することを目的とする。
パレータにおける保液性も高くて電池性能が良好な、筒
形アルカリ電池を提供することを目的とする。
＜課題を解決するための手段＞ この発明の筒形アルカリ電池は、有底円筒状の電池缶
内に、正極合剤，セパレータ，亜鉛負極を外側から順次
配してなる発電要素を収納した筒形アルカリ電池におい
て、 前記セパレータとして、透気度が３〜5sec/100ccである
円筒状の高密度の不織布層の外周に、透気度が0.7〜0.9
sec/100ccである円筒状の低密度の不織布層を配したも
のを用い、高密度の不織布層が前記亜鉛負極に接すると
ともに、低密度の不織布層が前記正極合剤に接するよう
にしたことを要旨とする。
内に、正極合剤，セパレータ，亜鉛負極を外側から順次
配してなる発電要素を収納した筒形アルカリ電池におい
て、 前記セパレータとして、透気度が３〜5sec/100ccである
円筒状の高密度の不織布層の外周に、透気度が0.7〜0.9
sec/100ccである円筒状の低密度の不織布層を配したも
のを用い、高密度の不織布層が前記亜鉛負極に接すると
ともに、低密度の不織布層が前記正極合剤に接するよう
にしたことを要旨とする。
上記の不織布層としては、レーヨン繊維，ポリプロピ
レン繊維，あるいはビニロン繊維などを主体とするもの
が用いられる。このうち、特にビニロン繊維を主体とす
るものは、保液性も良好であり、また熱収縮並びに融着
し易いので上記したようにセパレータ開口部の一方を閉
塞して底部とする構成の場合には好適である。
レン繊維，あるいはビニロン繊維などを主体とするもの
が用いられる。このうち、特にビニロン繊維を主体とす
るものは、保液性も良好であり、また熱収縮並びに融着
し易いので上記したようにセパレータ開口部の一方を閉
塞して底部とする構成の場合には好適である。
上記の高密度の不織布層はその透気度が３〜5sec/100
cc程度、保液率が300％以上のものが好適である。透気
度がこの範囲より小さいと亜鉛のデンドライトを有効に
防止できず、一方この範囲より大きい場合には保液性の
低下に因る性能低下が起きるようになる。尚、透気度と
は、JIS P 8117による透気度を指す。
cc程度、保液率が300％以上のものが好適である。透気
度がこの範囲より小さいと亜鉛のデンドライトを有効に
防止できず、一方この範囲より大きい場合には保液性の
低下に因る性能低下が起きるようになる。尚、透気度と
は、JIS P 8117による透気度を指す。
また低密度で保液性の高い不織布層の透気度は0.7〜
0.9sec/100cc程度、保液率が450％以上のものが好まし
く、透気度がこの範囲より大きいと十分な保液性が得ら
れない。一方、透気度がこの範囲より小さい場合には正
極の二酸化マンガンや黒鉛がセパレータ内に侵入し、内
部短絡を助長する事になる。
0.9sec/100cc程度、保液率が450％以上のものが好まし
く、透気度がこの範囲より大きいと十分な保液性が得ら
れない。一方、透気度がこの範囲より小さい場合には正
極の二酸化マンガンや黒鉛がセパレータ内に侵入し、内
部短絡を助長する事になる。
これら高密度の不織布層と低密度で保液性の高い不織
布層から構成されるセパレータの厚さは、通常0.3〜0.5
mmであり、このうち高密度の不織布層は0.2mm程度，ま
た低密度で保液性の高い不織布層は0.2mm程度とすれば
良い。
布層から構成されるセパレータの厚さは、通常0.3〜0.5
mmであり、このうち高密度の不織布層は0.2mm程度，ま
た低密度で保液性の高い不織布層は0.2mm程度とすれば
良い。
また、高密度の不織布層としては0.3〜0.5デニールの
繊維で作ったものを、低密度の不織布層としては0.8〜
1.3デニールの繊維からなるものを、それぞれ用いれば
良い。
繊維で作ったものを、低密度の不織布層としては0.8〜
1.3デニールの繊維からなるものを、それぞれ用いれば
良い。
セパレータをこのような２種の不織布層で構成する場
合、例えば実施例で説明したように、高密度の不織布シ
ートと低密度で保液性の高い不織布シートとを重ね合
せ、またこれらの不織布シートを、高密度の不織布シー
トが内周側（つまり亜鉛負極側）に、且つ低密度で保液
性の高い不織布シートが外周側（つまり正極合剤側）に
くるように円筒状に巻回する構成とすれば良い。
合、例えば実施例で説明したように、高密度の不織布シ
ートと低密度で保液性の高い不織布シートとを重ね合
せ、またこれらの不織布シートを、高密度の不織布シー
トが内周側（つまり亜鉛負極側）に、且つ低密度で保液
性の高い不織布シートが外周側（つまり正極合剤側）に
くるように円筒状に巻回する構成とすれば良い。
＜作用＞ 上記のように正極負極側に高密度の不織布を設けるこ
とで、亜鉛負極から正極合剤への亜鉛のデンドライトの
成長が確実に抑制され、上記のような内部短絡が起こり
難くなる。
とで、亜鉛負極から正極合剤への亜鉛のデンドライトの
成長が確実に抑制され、上記のような内部短絡が起こり
難くなる。
また、正極合剤側に低密度で保液性の高い不織布を配
することで、セパレータの正極合剤側に充分な電解液を
保持させておくことができ、正極合剤における上記の電
池反応が阻害されることがない。
することで、セパレータの正極合剤側に充分な電解液を
保持させておくことができ、正極合剤における上記の電
池反応が阻害されることがない。
＜実施例＞ 以下に実施例を説明する。
透気度4.5sec/100cc,保液率380％，厚さ0.15mmのビニ
ロン不織布Ａと、透気度0.8sec/100cc,保液率450％，厚
さ0.15mmのビニロン不織布Ｂとを重合せて積層し、また
ビニロン不織布Ａを内周側に配した状態で、この積層物
を１回巻回して筒状に丸めた後、この筒状物の一方の開
口端を熱融着して塞いで底部とし、有底円筒状のセパレ
ータを作った。
ロン不織布Ａと、透気度0.8sec/100cc,保液率450％，厚
さ0.15mmのビニロン不織布Ｂとを重合せて積層し、また
ビニロン不織布Ａを内周側に配した状態で、この積層物
を１回巻回して筒状に丸めた後、この筒状物の一方の開
口端を熱融着して塞いで底部とし、有底円筒状のセパレ
ータを作った。
そして、添付図面に示したように、電極端子を一体形
成した電池缶１の内部に、リング状の正極合剤２を圧入
し、次いで上記で得た有底円筒状のセパレータ３をこの
正極合剤２の内側に入れた後、ゲル状の亜鉛負極４をセ
パレータ３の内側に所定量注入し、最後に電池缶開口部
に封口ガスケット5,並びに端子板６を載置し、電池缶開
口部を内側にかしめ、その開口周端と端子板外周との間
で封口ガスケット５を挟圧するなどして、LR6の筒形ア
ルカリ電池（本発明品）を組立てた。
成した電池缶１の内部に、リング状の正極合剤２を圧入
し、次いで上記で得た有底円筒状のセパレータ３をこの
正極合剤２の内側に入れた後、ゲル状の亜鉛負極４をセ
パレータ３の内側に所定量注入し、最後に電池缶開口部
に封口ガスケット5,並びに端子板６を載置し、電池缶開
口部を内側にかしめ、その開口周端と端子板外周との間
で封口ガスケット５を挟圧するなどして、LR6の筒形ア
ルカリ電池（本発明品）を組立てた。
この本発明品を1000個作り、これらに関し放電抵抗10
Ωで終止電圧0.9Vまで連続放電させるという高負荷放電
試験を行い、これらの放電時間をそれぞれ測定した。ま
た同じく本発明品の電池1000個について、組立て３週間
後における開路電圧の不良（開路電圧が1.58V以下のも
の）数をそれぞれ調べた。
Ωで終止電圧0.9Vまで連続放電させるという高負荷放電
試験を行い、これらの放電時間をそれぞれ測定した。ま
た同じく本発明品の電池1000個について、組立て３週間
後における開路電圧の不良（開路電圧が1.58V以下のも
の）数をそれぞれ調べた。
一方、従来より使用されている透気度1.8sec/100cc,
保液率410％，厚さ0.15mmのビニロン不織布を２枚重合
せ且つ上記と同様に円筒状に巻回するなどして作ったセ
パレータを用いた他は本発明品と同様に組立てを行っ
て、LR6の筒形アルカリ電池（比較品）を作製し、上記
本発明品と同じくそれぞれ1000個づつについて高負荷放
電試験と開路電圧不良数を調査した。
保液率410％，厚さ0.15mmのビニロン不織布を２枚重合
せ且つ上記と同様に円筒状に巻回するなどして作ったセ
パレータを用いた他は本発明品と同様に組立てを行っ
て、LR6の筒形アルカリ電池（比較品）を作製し、上記
本発明品と同じくそれぞれ1000個づつについて高負荷放
電試験と開路電圧不良数を調査した。
これらの結果は表１に併せて示した通りである。
以上はビニロン不織布を用いた例であるが、この他、
レーヨン不織布やポリプロピレン不織布を用いた場合も
同様な結果が得られた。
レーヨン不織布やポリプロピレン不織布を用いた場合も
同様な結果が得られた。
＜発明の効果＞ 以上のようにこの発明によれば、亜鉛デンドライトの
セパレータ貫通に起因する前記のような内部短絡を起こ
し難く、また保液性が高くて電池性能が良好な、筒形ア
ルカリ電池を提供することができる。
セパレータ貫通に起因する前記のような内部短絡を起こ
し難く、また保液性が高くて電池性能が良好な、筒形ア
ルカリ電池を提供することができる。
添付図面は実施例の電池の断面図である。 １……電池缶、２……正極合剤、３……セパレータ、４
……亜鉛負極、６……端子板、７……外装フィルム、８
……集電棒。
……亜鉛負極、６……端子板、７……外装フィルム、８
……集電棒。
フロントページの続き (72)発明者 佐野 宏章 東京都港区新橋５丁目36番11号 富士電 気化学株式会社内 (56)参考文献 特開 平１−173567（ＪＰ，Ａ) 実開 平１−139355（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 2/16 H01M 6/06 - 6/08
Claims (1)
- 【請求項１】有底円筒状の電池缶内に、正極合剤，セパ
レータ，亜鉛負極を外側から順次配してなる発電要素を
収納した筒形アルカリ電池において、 前記セパレータとして、透気度が３〜5sec/100ccである
円筒状の高密度の不織布層の外周に、透気度が0.7〜0.9
sec/100ccである円筒状の低密度の不織布層を配したも
のを用い、高密度の不織布層が前記亜鉛負極に接すると
ともに、低密度の不織布層が前記正極合剤に接するよう
にしたことを特徴とする筒形アルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18765689A JP2851643B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 筒形アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18765689A JP2851643B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 筒形アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0353446A JPH0353446A (ja) | 1991-03-07 |
| JP2851643B2 true JP2851643B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=16209900
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18765689A Expired - Fee Related JP2851643B2 (ja) | 1989-07-20 | 1989-07-20 | 筒形アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2851643B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU1913299A (en) * | 1997-12-31 | 1999-07-19 | Duracell Inc. | Battery cathode |
| JP2002237309A (ja) * | 2001-02-07 | 2002-08-23 | Fdk Corp | アルカリ電池 |
| JP4739696B2 (ja) * | 2004-06-17 | 2011-08-03 | 株式会社クラレ | アルカリ電池用セパレータ及びアルカリ一次電池 |
| JP4957310B2 (ja) * | 2007-03-20 | 2012-06-20 | 大日本印刷株式会社 | 易開封性ガセット袋 |
-
1989
- 1989-07-20 JP JP18765689A patent/JP2851643B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0353446A (ja) | 1991-03-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |