JP2012003876A

JP2012003876A - マンガン乾電池

Info

Publication number: JP2012003876A
Application number: JP2010135791A
Authority: JP
Inventors: Yasuo Mukai; 保雄向井
Original assignee: Panasonic Corp
Current assignee: Panasonic Corp
Priority date: 2010-06-15
Filing date: 2010-06-15
Publication date: 2012-01-05

Abstract

【課題】優れた保存特性を有するマンガン乾電池を提供することを目的とする。
【解決手段】一端開口の有底円筒形の亜鉛缶４に発電要素を収納し、前記亜鉛缶４の開口部に樹脂封口体５を配置して、前記亜鉛缶４の底外面の周縁部から前記樹脂封口体５の周縁部までを熱収縮性樹脂チューブ８で覆い、前記周縁部の両方を金属外装缶１０でかしめたマンガン乾電池において、前記周縁部の両方に第１の環状パッキング７、および第２の環状パッキング１４を配置した。
【選択図】図１

Description

本発明は、マンガン乾電池に関し、さらに詳しくはマンガン乾電池の封止構造に関するものである。

従来から、この種の電池において、保存特性の向上を図る技術の検討が進められている。

例えば、特許文献１では、樹脂封口体の亜鉛缶の開口端部の当接部に環状で縦断面形状がＶ字状の溝を設け、亜鉛缶の開口端部を上記樹脂封口体のＶ字状の溝に圧入し、該Ｖ字状の溝の壁面によって亜鉛缶の開口端部を径方向に押圧状態で挟み付けることが開示されている。そして、この構成によって、高温−低温サイクル貯蔵や、長期貯蔵、振動などにより金属外装缶による押圧固定力にわずかなゆるみが生じた場合でも、亜鉛缶の開口端部と樹脂封口体との気密性が損なわれず、放電性能の低下が少ない筒形マンガン乾電池を提供できるとされている。

一方、特許文献２では、亜鉛缶の開口端部を、内側下方にカールすることにより、樹脂封口体との嵌合圧着部を面接触とし、さらにその嵌合圧着部に封止剤を介在させることが開示されている。そして、この構成によって、樹脂封口体と亜鉛缶との圧着を長期にわたって保ち、気密性を維持し、電池の保存特性を向上できるとされている。

また、一般的なマンガン乾電池にあっては、耐漏液特性を確保するために、電池の負極端子に熱収縮性樹脂チューブが圧接された個所に環状パッキングが配置されている。

特開平７−３２０７０３号公報特開平７−４５２６０号公報

しかしながら、特許文献１に関わる構成では、樹脂封口体に環状で縦断面形状がＶ字状の溝を形成するためには、樹脂封口体を射出成形する際に、樹脂と金型との型離れが低下するなど樹脂封口体のＶ字状の溝形状を一定に形成することが困難であり、保存特性の向上に改良の余地があった。

また、特許文献２に関わる構成では、亜鉛缶の開口端部を内側下方にカールすることは、亜鉛缶の強度が弱いために一定形状に形成することが困難であり、樹脂封口体と亜鉛缶との嵌合圧着部の全面を均一に接触させることができず、保存特性の向上に改良の余地があった。

そこで、本発明は上記の問題点を解決するため、保存特性のバラツキの少ない高信頼性のマンガン乾電池を提供することを目的とする。

上記目的を解決するために本発明は、一端開口の有底円筒形の亜鉛缶に発電要素を収納し、前記亜鉛缶の開口部に樹脂封口体を配置して、前記亜鉛缶の底外面の周縁部から前記樹脂封口体の周縁部までを熱収縮性樹脂チューブで覆い、前記周縁部の両方を金属外装缶でかしめたマンガン乾電池において、前記周縁部の両方に環状パッキングを配置したことを特徴とする。

本発明によれば、亜鉛缶の底外面の周縁部から前記樹脂封口体の周縁部までを熱収縮性樹脂チューブで覆い、前記周縁部の両方に環状パッキングを配置させることによって、樹脂封口体と正極端子の鍔部の間に適度なクッション性が確保できる。これにより、金属外装缶でかしめた時の金属外装缶の上下部のかしめ度合いのバランスが良好となり、樹脂封口体への亜鉛缶の開口端部の食い込み寸法のバラツキが低減できるために、電池の気密性が保持され、保存特性が向上するという効果を奏するものである。

本発明のマンガン乾電池の一部を断面にした正面図

本発明によれば、一端開口の有底円筒形の亜鉛缶に発電要素を収納し、前記亜鉛缶の開口部に樹脂封口体を配置して、前記亜鉛缶の底外面の周縁部から前記樹脂封口体の周縁部までを熱収縮性樹脂チューブで覆い、前記周縁部の両方を金属外装缶でかしめたマンガン乾電池において、前記周縁部の両方に環状パッキングを配置することによって、保存特性が向上できるという効果を奏するものである。

ここで、上記亜鉛缶の底外面側に配置する環状パッキングを第１の環状パッキングとし、上記亜鉛缶の開口部側に配置する環状パッキングを第２の環状パッキングとする。

ある好適な実施形態において、第２の環状パッキングは、上記樹脂封口体と前記熱収縮性樹脂チューブの間に配置することが好ましい。

また、第２の環状パッキングは、前記熱収縮性樹脂チューブと上記正極端子の鍔部の間に配置してもよい。

上記第１の環状パッキングとしては、密度が０．２５〜０．４５ｇ／ｃｍ³の紙材を基材とし、パラフィンを少なくとも２５質量％含浸していることが好ましい。

上記第２の環状パッキングとしては、第１の環状パッキングと同じであっても良いが、密度が０．４５〜０．６５ｇ／ｃｍ³の紙材を基材とし、パラフィンを少なくとも２０質量％含浸していることがより好ましい。

以下に本発明の実施例を詳細に説明するが、本発明は以下に示す実施例に限定されない。

（実施例１）
以下に示す手順で、図１に示した単１形マンガン乾電池を作製した。図１は、本発明の１形態としての単１形マンガン乾電池の一部を断面にした正面図である。

負極として、鉛を０．０１質量％、インジウムを０．００２５質量％、マンガンを０．０５質量％含有させた亜鉛合金片をプレス加工して、一端開口の有底円筒形の亜鉛缶４を作製した。

亜鉛缶４に後述するセパレータ３と底紙１３とを介して正極合剤１を収納した。

セパレータ３には、クラフト紙に架橋デンプンと酢酸ビニルを主とする結着剤とを水に分散させた糊材を塗布し乾燥させたものを用いた。このとき、その糊材が塗布された面を亜鉛缶４に対向するようにセパレータ３を配置した。

底紙１３は、厚さが０．３ｍｍのクラフト紙を円形に打ち抜いた後、セパレータ３の内側にカップ状に絞って配置した。

正極合剤１には、活物質として電解二酸化マンガンと、導電材としてアセチレンブラックと、塩化亜鉛３０質量％、塩化アンモニウム２質量％、および水６８質量％を含む電解液と、添加剤として酸化亜鉛とを、質量比５０：１０：４０：０．５で混合したものを用いた。そして、正極合剤１の中央部に、カーボン粉末を焼結して得られた炭素棒２を差し込んだ。

ポリエチレンからなる樹脂封口体５の中央部に、炭素棒２を挿入させる孔を設けた。クラフト紙を環状に打ち抜いて得られる鍔紙９にも炭素棒２を挿入させる孔を設けた。鍔紙９および樹脂封口体５の孔に炭素棒２をそれぞれ挿入し、これらを正極合剤１の上部に配置した。そして、正極の集電体として作用するように炭素棒２の上部を正極端子１１に接触させた。

第１の環状パッキング７として、厚さが０．５ｍｍで、密度が０．３５ｇ／ｃｍ³の紙材を基材とし、パラフィンを３０質量％含浸しているものを準備した。

第２の環状パッキング１４として、厚さが０．５ｍｍで、密度が０．５５ｇ／ｃｍ³の紙材を基材とし、パラフィンを２５質量％含浸しているものを準備した。

亜鉛缶４の外周は、絶縁を確保するための熱収縮性樹脂チューブ８で覆った。なお、その際、亜鉛缶４の開口部側では、樹脂封口体５の周縁部の上面と熱収縮性樹脂チューブ８の間に第２の環状パッキング１４を配置して、熱収縮性樹脂チューブ８で覆った。

また、亜鉛缶４の底部側では、負極端子６と、その平板状外周部の外面側に第１の環状パッキング７を配置して熱収縮性樹脂チューブ８で覆った。

ブリキ板で作製した正極端子１１には、炭素棒２の上端部に被せるキャップ状の中央部および平板状の鍔部を有する形状に構成した。この正極端子１１の平板状の鍔部には、樹脂製の絶縁リング１２を配した。

筒状のブリキ板で作製された金属外装缶１０を、熱収縮性樹脂チューブ８の外側に配置し、その下端部を内側に折り曲げ、その上端部を内方にカールさせるとともに、その上端部の先端を絶縁リング１２にかしめて、当該電池を得た。

（実施例２）
第２の環状パッキング１４を熱収縮性樹脂チューブ８と前記正極端子１１の間に配置したこと以外は、実施例１と同様の単１形マンガン乾電池を作製した。

（従来例）
第２の環状パッキングを配置しないこと以外は、実施例と同様の単１形マンガン乾電池を作製した。

ついで、上記で得た各電池の評価とその結果について説明する。

（樹脂封口体への亜鉛缶の開口端部の食い込み寸法の評価方法）
上記で得られた単１形マンガン乾電池を分解し、樹脂封口体を取り出し、その樹脂封口体を径方向に対して中央位置から垂直方向に切断し、その断面の亜鉛缶の開口端部の圧着部分の食い込み寸法を光学顕微鏡を使用して測定した。なお、試験数は各１０個である。評価結果を表１に示す。

（保存特性の評価方法）
上記で得られた単１形マンガン乾電池について、初期、および温度４５℃、湿度６５％の環境下で３ヶ月、６ヶ月保存後の開路電圧の劣化とバラツキ状態を比較した。なお、試験数は各１００個である。評価結果を表２に示す。

上記で得られた単１形マンガン乾電池について、初期、および温度４５℃、湿度６５％の環境下で３ヶ月、６ヶ月保存後に、２０±２℃の環境下で、１０Ωの負荷で閉路電圧０．９Ｖに達するまで連続的に放電し、このときの放電持続時間を測定した。なお、試験数は各１０個である。評価結果を表３に示す。

表１、表２、表３より明らかなように、本発明により構成された単１形マンガン乾電池は、従来例の単１形マンガン乾電池に比較して、樹脂封口体への亜鉛缶の開口端部の食い込み寸法のバラツキが小さくなり、また、開路電圧のバラツキが小さくなり、放電持続時間の初期に対する残存比率が向上している。

以上の結果より、本発明による実施例の電池は、亜鉛缶の底外面の周縁部から前記樹脂封口体の周縁部までを熱収縮性樹脂チューブで覆い、前記周縁部の両方に環状パッキングを配置させることによって、樹脂封口体と正極端子の鍔部の間に適度なクッション性が確保できる。それにより、金属外装缶でかしめた時の金属外装缶の上下部のかしめ度合いのバランスが良好となり、樹脂封口体への亜鉛缶の開口端部の食い込み寸法のバラツキが低減できるために、電池の気密性が保持され、保存特性が向上するという効果を有することが明らかである。

なお、上述の実施例では単１形について説明したが、他の形式（単２〜５形）で用いる場合に本発明を適用することも勿論可能である。

本発明のマンガン乾電池は、保存特性のバラツキが小さく高信頼性を有し、使用者が安心して買い置きをして、乾電池を電源とするあらゆる機器に好適に用いられる。

１正極合剤
２炭素棒
３セパレータ
４亜鉛缶
５樹脂封口体
６負極端子
７第１の環状パッキング
８熱収縮性樹脂チューブ
９鍔紙
１０金属外装缶
１１正極端子
１２絶縁リング
１３底紙
１４第２の環状パッキング

Claims

一端開口の有底円筒形の亜鉛缶に発電要素を収納し、前記亜鉛缶の開口部に樹脂封口体を配置して、前記亜鉛缶の底外面の周縁部から前記樹脂封口体の周縁部までを熱収縮性樹脂チューブで覆い、前記周縁部の両方を金属外装缶でかしめたマンガン乾電池において、前記周縁部の両方に環状パッキングを配置したことを特徴とするマンガン乾電池。
前記樹脂封口体と前記熱収縮性樹脂チューブの間に環状パッキングを配置したことを特徴とする請求項１記載のマンガン乾電池。
前記熱収縮性樹脂チューブと前記金属外装缶の間に環状パッキングを配置したことを特徴とする請求項１記載のマンガン乾電池。