特開 2017-117530 アルカリ電池用セパレータ、アルカリ電池、およびアルカリ電池用セパレータの製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2017-117530(P2017-117530A)

(43)【公開日】2017年6月29日

(54)【発明の名称】アルカリ電池用セパレータ、アルカリ電池、およびアルカリ電池用セパレータの製造方法

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/18 20060101AFI20170602BHJP

   H01M 6/08 20060101ALI20170602BHJP

   H01M 2/02 20060101ALI20170602BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/18 Z

   H01M6/08 A

   H01M2/02 E

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】11

(21)【出願番号】特願2015-248530(P2015-248530)

(22)【出願日】2015年12月21日

(71)【出願人】

【識別番号】503025395

【氏名又は名称】ＦＤＫエナジー株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000176

【氏名又は名称】一色国際特許業務法人

(72)【発明者】

【氏名】野上 武男

(72)【発明者】

【氏名】遠藤 賢大

(72)【発明者】

【氏名】夏目 祐紀

(72)【発明者】

【氏名】安西 晋吾

【テーマコード（参考）】

5H011

5H021

5H024

【Ｆターム（参考）】

5H011AA03

5H011AA09

5H011CC06

5H021AA02

5H021BB01

5H021BB04

5H021BB11

5H021BB17

5H021BB19

5H021CC02

5H021CC14

5H021CC16

5H021HH10

5H024AA01

5H024AA14

5H024BB01

5H024BB14

5H024BB20

5H024CC02

5H024CC14

5H024DD02

5H024DD04

5H024DD09

5H024FF11

(57)【要約】      （修正有）

【課題】放電性能を向上させつつ大きな衝撃による内部短絡を防止でき、かつコストダウンも達成可能なアルカリ電池用セパレータを提供する。
【解決手段】上部が開口する有底円筒状のアルカリ電池用のセパレータ４ｃであって、十字状に積層された帯状の２枚の不織布１４０、１４１からなり、２枚の不織布１４０，１４１同士の積層領域１４３をセパレータの底部１４６として、セパレータの底部１４６から四方に延長する帯状領域が上方に立ち上げられつつ、前記帯状領域の縁辺１４２、１４２同士が重複して円筒状の胴部１４７に成形され、セパレータの底部１４６となる２枚の不織布同士の積層領域１４３の周縁のみで熱溶着されてなる２枚の不織布１４０，１４１同士の溶着部分１４９を備える、アルカリ電池用セパレータ４ｃ。
【選択図】図４

【特許請求の範囲】

【請求項1】

上部が開口する有底円筒状のアルカリ電池用のセパレータであって、
十字状に積層された帯状の２枚の不織布からなり、
前記２枚の不織布は、前記積層された領域を底部として、当該底部から四方に延長する帯状領域が上方に立ち上げられつつ、当該帯状領域の縁辺同士が重複して円筒状の胴部に成形され、
前記底部となる前記積層された領域の周縁のみで前記２枚の不織布同士が熱溶着されてなる、
ことを特徴とするアルカリ電池用セパレータ。

【請求項2】

正極端子を兼ねて下方を底部とした有底筒状の金属製電池缶内に装填された中空リング状の正極合剤の内方に負極ゲルが請求項１に記載のセパレータを介して収納されているとともに、前記電池缶の開口に負極端子板が封口ガスケットを介して嵌着されてなることを特徴とするアルカリ電池。

【請求項3】

請求項１に記載の前記アルカリ電池用セパレータの製造方法であって、
前記帯状の２枚の不織布を十字状に直交させた状態で積層する積層ステップと、
前記２枚の不織布において互いに重なり合った積層領域の下方に、上方に開口する有底円筒状で内方に環状の正極合剤が収納された電池缶を配置する電池缶配置ステップと、
前記積層領域に上方から円柱状の治具の先端を押し当てつつ当該積層領域を加熱手段を備えるとともに複数の部材に分割可能な円環状の治具内に挿通して前記積層領域の周縁を熱溶着する溶着ステップと、
前記円環状の治具を分割して前記２枚の不織布から当該治具を取り外すとともに、前記円柱状の治具により前記２枚の不織布を前記積層領域から前記正極合剤の内方に挿入して前記胴部を成形するセパレータ成形ステップと、
を含むことを特徴とするアルカリ電池用セパレータの製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

この発明はアルカリ電池用セパレータ、アルカリ電池、およびアルカリ電池用セパレータの製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

アルカリ電池は、正極合剤、セパレータ、負極合剤からなるアルカリ発電要素が有底円筒状の金属製電池缶に収容されているとともに、その電池缶の開口部が樹脂製ガスケットを用いて気密封口された構造を有している。図１に一般的なＬＲ６型のアルカリ電池１の構造を示した。この図１では、円筒軸１００の延長方向を上下（縦）方向としたときの縦断面図を示しており、アルカリ電池１は、有底筒状の金属製電池缶２、環状に成形された正極合剤３、この正極合剤３の内側に配設された有底円筒状のセパレータ４、亜鉛合金を含んでセパレータ４の内側に充填される負極ゲル５、この負極ゲル５中に挿入された金属製の負極集電子６、皿状の金属製負極端子板７、封口用のガスケット（以下、ガスケット８）などにより構成される。この構造において、正極合剤３、セパレータ４、負極ゲル５が、電解液の存在下でアルカリ電池１の発電要素を形成する。なお図１含めた以下の各図では、電池缶２の底部側を下方として上下方向を規定することとし、電池缶２の底部を下方にした状態を正立状態とする。また軸１００や上下の各方向についての規定、および正立と倒立の定義は、組み立て済みのアルカリ電池や電池缶だけではなく、アルカリ電池を構成する部材（正極合剤、セパレーターなど）に対しても採用することとする。

【0003】

電池缶２は、電池ケースを兼ねるとともに、正極合剤３に直接接触することにより、正極集電体を兼ねる。また電池缶２の底面には正極端子９が形成されている。皿状の負極端子板７は、フランジ状の縁がある皿状で、正極端子９を下方としたとき、その皿を伏せた状態で電池缶２の開口にガスケット８を介してかしめられている。

【0004】

負極ゲル５中に挿入された棒状の負極集電子６は、上端に円板状の頭部６１を備えて、その頭部６１の下面に下方に延長する棒状の胴部６２が一体的に形成されてなり、頭部６１の上面６３が皿状の負極端子板７の下面７１に溶接されて電池缶２内に立設した状態で固定されている。なお負極端子板７、負極集電子６およびガスケット８は、封口体としてあらかじめ一体に組み合わせられており、ガスケット８が電池缶２の開口縁部と負極端子板７におけるフランジ状の縁との間に挟持されて電池缶２が封口される。なお以下の非特許文献１には一般的なアルカリ乾電池の構造や製造手順などが記載されている。

【0005】

ところで上記アルカリ電池１において、セパレータ４は所定の形状に裁断された不織布を熱溶着することで有底円筒状に成形したものであり、このセパレータの基本機能は、正負極間（３−５）を絶縁して内部短絡を防止するとともに、電解液を吸収することで正負極間（３−５）でイオンを透過させることにある。なお不織布を有底円筒状のセパレータに成形する手順の一例を図２に示した。図２（Ａ）〜（Ｄ）は矩形に裁断された１枚の不織布を用いてセパレータに成形する手順を示しており、まず図２（Ａ）に示したように、柱状の治具５０を用いるなどして不織布４０を円筒状に成形する。このとき円筒軸１００方向の不織布４０の縁辺４１が重なり合うようにする。ついで図２（Ｂ）に示したように後に底部となる円筒の下端側４３を内方に折り曲げて「癖」をつけ、その上で図２（Ｃ）に示したように、加熱手段を備えた中空半球状の治具５１の内面にその癖をつけた領域を押し当てる。また円筒状の胴部４４を加熱手段を備えた円環状の治具５２に挿通しつつ、その治具５２を上下法方向に移動させる。円環状の治具５２における加熱手段は、円環状の枠体の内面でセパレータの胴部４４における重複領域４２に対応する位置にヒーターなどを配置することで構成すればよい。それによって図２（Ｄ）に示したように、上下方向に延長する不織布４０の縁辺同士（４１−４１）の重複領域４２の下端側が互いに溶着されるとともに不織布が溶融して半球状の底部４５が形成されるとともに、胴部４４における重複領域４２も選択的に熱溶着される。このようにして上端に開口４６を有して下端に半球状の底部４５を有する有底円筒状のセパレータ４ａが完成する。なお以下では、このように１枚の不織布を円筒状に巻回した後、その不織布における縁辺同士の重複領域を溶着させてなるセパレータを「平巻き方式セパレータ」と称することとする。

【0006】

またセパレータの成形手順としては帯状の２枚の不織布を用いる手順もある。図３（Ａ）〜（Ｅ）に当該手順を示した。まず図３（Ａ）に示したように、帯状の２枚の不織布（１４０、１４１）を用意し、図３（Ｂ）に示したように、その２枚の帯状の不織布（１４０、１４１）を十字状に直交させた状態で積層する。また不織布（１４０、１４１）の下方に正極合剤３が収納された状態の電池缶を配置しておく。なお図中では正極合剤３と不織布（１４０、１４１）との相対的な位置関係が理解できるように電池缶を省略して示している。さらに２枚の不織布（１４０、１４１）の積層方向を上下方向とすると、２枚の帯状の不織布（１４０、１４１）のそれぞれの長辺（以下、縁辺１４２）において、上下方向で不織布同士（１４０−１４１）が重なり合う領域１４３に上方に立ち上がるように「癖」をつけた部位（以下、立ち上げ部１４４）を形成する。そして図３（Ｃ）に示したように、積層状態にある２枚の不織布（１４０、１４１）に対し、互いに重なり合った矩形の領域（以下、積層領域１４３）の中心を上方から円柱状の治具１５０を押し当てるとともに、その積層領域１４３を図３（Ｄ）に示したように円環状の正極合剤３の内方に押し込んでいく。すなわち正極合剤３自体を型として用いる。それによって正極合剤３の内方では、図３（Ｅ）に示したように、上端に開口１４５を有するとともに、２枚の帯状の不織布（１４０、１４１）の積層領域１４３を底面１４６とし、その底面１４６から上方に立ち上がった領域を胴部１４７とした中空円筒状のセパレータ４ｂが形成される。また胴部１４７では帯状の２枚の不織布（１４０、１４１）の縁辺同士（１４２−１４２）が重なり合った重複領域１４８となっているため、当該胴部１４７の内外が隔絶され、セパレータ４ｂ内の負極ゲルが外方に漏出しないようになっている。なお以下ではこのように２枚の帯状の不織布を十字状に積層して正極合剤内で成形されるセパレータを「クロス方式セパレータ」と称することとする。

【先行技術文献】

【非特許文献】

【0007】

【非特許文献1】ＦＤＫ株式会社、”アルカリ電池のできるまで”、[online]、[平成２７年１２月４日検索]、インターネット＜ＵＲＬ：http://www.fdk.co.jp/denchi_club/denchi_story/arukari.htm＞

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0008】

エレクトロニクスの進歩に伴い、様々な形態の電子機器が出現しており、アルカリ電池はそれらの電子機器の電源の一つとして使用されている。そして近年の電子機器には従来のアルカリ電池が想定する使用状態に対して遙かに苛烈な状態で使用されるものもある。例えば最近の家庭用ＴＶゲーム機のコントローラには、人が手で握れるような太めのスティック形状で、その内部には３軸の加速度センサーが組み込まれたものがある。ゲームをする際には、プレーヤーがＴＶ画面に表示されているテニスプレーヤやゴルファーになってそのコントローラをテニスラケットやゴルフクラブのグリップに見立てて振り回すのである。しかしこのゲームコントローラのように振り回して使用する電子機器では、使用中に誤って機器を放り投げてしまう可能性もあり、実際に放り投げられた電子機器が家具等に激突するという事故も報告されている。そしてこのような事故では、機器の内部に収納されているアルカリ電池にも大きな衝撃が加わり、有底円筒状のセパレータの胴部の一部、とくに当初の不織布の縁辺同士の重複領域から負極ゲルが漏れ出し、内部短絡が発生する可能性がある。

【0009】

なお図２に示した平巻き方式セパレータ４ａでは、不織布４０の縁辺同士（４１−４１）が溶着されているため、電子機器の苛烈な使用態様に起因するアルカリ電池の内部短絡については発生しにくいと考えられる。しかし平巻き方式セパレータでは溶着されている面積が自ずと大きくなりイオン透過性に寄与する面積を大きくすることができず、電池の放電性能を向上させることが難しい。また平巻き方式セパレータでは、不織布を有底円筒状に成形する工程と、セパレータを正極合剤内に収納する工程とが別であり、工程時間を短縮することが難しい。アルカリ電池のように大量生産される消費材では主に量産効果によってコストダウンを達成していることから、平巻き方式セパレータを採用したアルカリ電池ではさらなるコストダウンが難しい。

【0010】

一方図３に示したクロス方式セパレータ４ｂでは、溶着部分がないため、放電性能を向上させることが期待できる。溶着工程がない簡略化された工程によりコストダウンもし易い。さらに正極合剤を型として有底円筒状のセパレータを成形しているため、セパレータの成形工程と正極合剤内への収納工程が同時に行え、これもコストダウンに寄与する。しかし溶着部分がないことから上述したような苛烈な使用状況に起因する大きな衝撃によって内部短絡が発生する可能性がある。

【0011】

そこで本発明は、アルカリ電池において、放電性能を向上させつつ大きな衝撃による内部短絡を防止でき、かつコストダウンも達成可能なアルカリ電池用のセパレータとそのセパレータを用いたアルカリ電池、およびそのセパレータの製造方法を提供することを目的としている。

【課題を解決するための手段】

【0012】

上記目的を達成するための本発明は、上部が開口する有底円筒状のアルカリ電池用のセパレータであって、
十字状に積層された帯状の２枚の不織布からなり、
前記２枚の不織布は、前記積層された領域を底部として、当該底部から四方に延長する帯状領域が上方に立ち上げられつつ、当該帯状領域の縁辺同士が重複して円筒状の胴部に成形され、
前記底部となる前記積層された領域の周縁のみで前記２枚の不織布同士が熱溶着されてなる、
ことを特徴とするアルカリ電池用セパレータとしている。

【0013】

また正極端子を兼ねて下方を底部とした有底筒状の金属製電池缶内に装填された中空リング状の正極合剤の内方に負極ゲルが請求項１に記載のセパレータを介して収納されているとともに、前記電池缶の開口に負極端子板が封口ガスケットを介して嵌着されてなることを特徴とするアルカリ電池も本発明の範囲としている。

【0014】

さらに上記アルカリ電池用セパレータの製造方法も本発明の範囲であり、当該製造方法は、
前記帯状の２枚の不織布を十字状に直交させた状態で積層する積層ステップと、
前記２枚の不織布において互いに重なり合った積層領域の下方に、上方に開口する有底円筒状で内方に環状の正極合剤が収納された電池缶を配置する電池缶配置ステップと、
前記積層領域に上方から円柱状の治具の先端を押し当てつつ当該積層領域を加熱手段を備えるとともに複数の部材に分割可能な円環状の治具内に挿通して前記積層領域の周縁を熱溶着する溶着ステップと、
前記円環状の治具を分割して前記２枚の不織布から当該治具を取り外すとともに、前記円柱状の治具により前記２枚の不織布を前記積層領域から前記正極合剤の内方に挿入して前記胴部を成形するセパレータ成形ステップと、
を含むことを特徴とするアルカリ電池用セパレータの製造方法としている。

【発明の効果】

【0015】

本発明のアルカリ電池用セパレータによれば、放電性能を向上させつつ大きな衝撃による内部短絡を防止でき、かつコストダウンも達成可能なアルカリ電池を提供することができる。またこのセパレータを用いたアルカリ電池は、安価で、かつ耐衝撃性と放電特性に優れたものとなる。そして本発明のアルカリ電池用セパレータの製造方法によれば、このセパレータをより効率的に製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】一般的なアルカリ電池の構造を示す図である。

【図2】アルカリ電池に用いられる平巻き方式セパレータの製造手順を示す図である。

【図3】アルカリ電池に持ちいらえるクロス方式セパレータの製造手順を示す図である。

【図4】本発明の実施例に係るアルカリ電池用セパレータの構造を示す図である。

【図5】上記実施例に係るアルカリ電池用セパレータの製造手順を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

本発明の実施例について、以下に添付図面を参照しつつ説明する。なお以下の説明に用いた図面において、同一または類似の部分に同一の符号を付して重複する説明を省略することがある。ある図面において符号を付した部分について、不要であれば他の図面ではその部分に符号を付さない場合もある。

【0018】

＝＝＝クロス方式セパレータについて＝＝＝
上述したように、クロス方式セパレータは、アルカリ電池の放電性能を向上させながらコストダウンもし易いという利点を有しているものの、衝撃によって負極ゲルが漏出する可能性がある。すなわちクロス方式を採用しつつ衝撃に強いセパレータがあれば、苛烈な状況でも使用可能な高性能のアルカリ電池をより安価に提供することが可能となる。一方平巻き方式のセパレータではアルカリ電池の高性能化やコストダウンが難しい。したがって潜在的な性能としてはクロス方式のセパレータの方が高いと言える。

【0019】

ここで図３を参照しつつクロス方式セパレータにおける衝撃による負極ゲルの漏出のメカニズムについて考察してみると、従来のクロス方式セパレータ４ｂでは、正極合剤３の内方で有底円筒状に成形されており、胴部１４７の領域では外周面が円環状の正極合剤３の内面に当接し、底面１４６は電池缶の底部に当接している。そして内方に負極ゲルが充填される。胴部１４７における重複領域１４８は負極ゲルと正極合剤とに狭持されているため、ある程度強固にその重複状態が維持されることが予想される。すなわち胴部１４７については衝撃が加わっても負極ゲルが外方に漏出し難い。一方底面（以下、セパレータ底部１４６）については、アルカリ電池が成立状態にあるときは負極ゲルと電池缶の内部底面とによって狭持されることで形状が維持されているが、アルカリ電池を倒立させたり、正立状態で落下させたりすると、負極ゲルによるセパレータ底部１４６を押さえつける力が弱まり、セパレータ底部１４６では重複領域１４８における２枚の不織布（１４０、１４１）の形状が変形する可能性がある。またセパレータ底部１４６は胴部１４７と異なり、不織布（１４０、１４１）の縁辺１４２が折り曲げられた状態で重なり合っており、胴部１４７とセパレータ底部１４６との境界近傍は、謂わば隙間のある矩形の箱の隅を丸く潰すことでその隙間を塞いだ状態になっている。そのため、その箱の隅を潰した形状を維持する力が弱くなれば、箱の隅から負極ゲルが漏れ易くなることは想像に難くない。そして本発明に係るアルカリ電池用セパレータはこのような考察に基づいてなされたものである。

【0020】

＝＝＝実施例＝＝＝
＜構造＞
本発明の実施例に係るアルカリ電池用セパレータ（以下、セパレータ）は、クロス方式を採用しつつ溶着箇所に特徴を有して、クロス方式セパレータにおける本来の放電性能を維持しつつ耐衝撃性能を向上させている。また従来とほぼ同様の製造手順によって製造が可能で、コストダウンもし易い構造となっている。図４に本発明の実施例に係るアルカリ電池用のセパレータを示した。図４（Ａ）は当該セパレータ４ｃの外観を示す図であり、図４（Ｂ）にセパレータ４ｃに成形される前の２枚の不織布（１４０、１４１）を示した。図４（Ａ）に示したように、本実施例のセパレータ４ｃは図３（Ｅ）に示した従来のクロス方式セパレータ４ｂとほぼ同様の外観をしているが、胴部１４７の下端とセパレータ底部１４６との境界近傍の領域１４９が熱溶着されている点が異なっている。この熱溶着されている領域１４９は、図４（Ｂ）に示したように、２枚の帯状の不織布（１４０、１４１）を十字状に重ねたとき、その２枚の不織布（１４０、１４１）が積層領域１４３の周縁部分１４９に対応する。それによって胴部１４７の下端側が扁平で一体的な有底円筒状に成形されている。なお胴部１４７の上端から下端側の溶着領域１４９に至る胴部１４７の大部分を占める領域における縁辺同士（１４２−１４２）の重複領域１４８については従来のクロス方式セパレータと同様に溶着されていない。

【0021】

このように本実施例のアルカリ電池用セパレータ４ｃでは、クロス方式を採用しつつ、重複領域１４８において、衝撃などによって変形し易いセパレータ底部１４６とその周囲が熱溶着されて扁平で一体的な有底円筒状に成形されている。そのためクロス方式セパレータにおける負極ゲルの漏出経路が確実に閉鎖されて耐衝撃性能が向上し、従来のクロス方式セパレータと同様に優れた放電性能も得られる。

【0022】

＜製造手順＞
つぎに本実施例のセパレータの製造手順について説明する。図５は当該製造手順を示す図であり、その製造手順の流れを図５（Ａ）〜（Ｄ）に示した。まず図５（Ａ）に示したように、従来のクロス方式セパレータと同様にして帯状の２枚の不織布（１４０、１４１）の長手方向中央の縁辺１４２に立ち上げ部１４４を形成した上で、これら２枚の不織布を十字状に積層する。また最終的にセパレータ底部となる十字に重なり合った積層領域１４３の上方に円柱状の治具１５０を、下方に正極合剤３が圧入された状態の電池缶をそれぞれ配置しておく。なおここでも電池缶を省略して示した。さらに円環を径方向に２分割した形状を有する二つの部材（１５１、１５２）からなる治具１５３も適所に用意しておく。なおこの治具１５３は、円環の内面に加熱手段を備えている。そしてこの例では正極合剤３（電池缶）と十字状に積層された状態にある２枚の不織布（１４０、１４１）との間にこの治具（以下、溶着用ヒーター１５３）を配置しておく。

【0023】

ついで図５（Ｂ）に示したように、円柱状の治具（以下、円柱治具１５０）によって上記の積層領域１４３を下方に押圧する。また溶着用ヒーター１５３の各部材（１５１，１５２）を円環状にするとともに、積層領域１４３の四方から不織布（１４０、１４１）が上方に立ち上がった領域、すなわち最終的に胴部（図４（Ａ）、符号１４７）の下端部分となる領域を円環状の溶着用ヒーター１５３内に導入する。そして加熱手段により積層領域１４３に連続する胴部（図４（Ａ）、符号１４７）側面の下端側（図４（Ａ）、符号１４９）を加熱する。ここでは３５０℃の温度で１秒間加熱する。それによって積層領域１４３を形成する正方形状の周縁部分（図４（Ｂ）、符号１４９）が熱溶着される。それによって図５（Ｃ）に示したように、溶着用ヒーター１５３を２分割の状態に戻すと、積層領域１４３の周縁１４９が扁平で一体的な有底円筒状に成形される。そして図５（Ｄ）に示したように円柱治具１５０を下方に押し下げ不織布（１４０、１４１）を正極合剤３内に押し込んで、正極合剤の内方に図４（Ａ）に示した有底円筒状のセパレータ（図４（Ａ）、符号４ｃ）を成形する。このように本実施例のセパレータでは従来のクロス方式セパレータとほぼ同様の製造工程で作製することができる。そして熱溶着工程が追加されているもののその工程自体は１秒で終了でき、不織布を正極合剤内に押し込む工程に組み込むことができる。すなわち溶着のための工程を追加することによる工程時間の延長は無視できる程度に短い。

【0024】

＜性能試験＞
上述した手順で作製した本実施例に係るセパレータを用いたアルカリ電池の耐衝撃性能や放電性能を確認するために、構造が異なる各種セパレータをサンプルとして作製した。ここでは本実施例のセパレータ（サンプルＡ）、平巻き方式セパレータ（サンプルＢ）、従来のクロス方式セパレータ（サンプルＣ）、および本実施例のセパレータに対して胴部の重複領域も溶着したセパレータ（サンプルＤ）を作製した。なおサンプルＤの胴部については、例えば、図２（Ｃ）に示した円環状の治具５２と同様に、内面に部分的に加熱手段を備えた円環状の治具を溶着用ヒーターとは別に用意しておき、十字状に積層されている２枚の不織布の正極合剤内に挿入する前、あるいは挿通していく過程でその円環状の治具内に２枚の不織布を通せばよい。それによってサンプルＢにおける胴部と同様にして不織布の重複領域が選択的に溶着される。

【0025】

そして上述した各サンプルに対し、耐衝撃性能と放電性能に加えセパレータ単体での性能に関わる吸液性能について検討した。吸液性能については、４０ｗｔ％のＫＯＨ水溶液からなる電解液に２０分浸漬する吸液試験を行い、その吸液量を測定すること検討した。また各サンプルを用いて図１に示した構造のＬＲ６形アルカリ電池１を組み立て、そのアルカリ電池を１ｍの高さから１０回落下させる落下試験を行って耐衝撃性能を調べた。そして内部短絡の有無を調べ、短絡が発生していなければ合格とした。なお落下試験の実施方法とその合否判定基準は、周知のJIS C 8514で規定されている水溶液系一次電池の安全基準における自由落下の試験よりも極めて過酷な試験であると言える。さらに落下試験用とは別に各サンプルを用いたＬＲ６形アルカリ電池を作製し、そのアルカリ電池の放電性能を調べた。具体的には１５００ｍＷの電力で２秒間放電させた後６５０ｍＷの電力で２８秒間放電させる試験を１０回繰り返す放電試験を１時間毎に行い、１．０５Ｖの終止電圧になるまでのサイクル数を計測した。

【0026】

以下の表１に各試験の結果を示した。

【0027】

【表1】

表１では、耐衝撃性能として落下試験の合否を○×で示し、吸液性能と放電性能については、平巻き方式セパレータであるサンプルＢにおける試験結果を１００とした相対値で示している。そして当該表１に示したように、実施例に対応するサンプルＡでは落下試験に合格し、基準となるサンプルＢに対して吸液性能と放電性能が１０％向上した。従来のクロス方式セパレータであるサンプルＣは吸液性能と放電性能がサンプルＡと同様にサンプルＢに対して１０％向上したものの落下試験が不合格となった。すなわち従来のクロス方式セパレータを用いたアルカリ電池では、極めて苛烈な使用状態では負極ゲルがセパレータ外へ漏出することが確認された。そしてクロス方式を採用しつつ底部と胴部を溶着したサンプルＤでは基準となるサンプルＢと同じ試験結果となった。これは胴部の重複領域も溶着したため、放電性能に寄与する表面積が減少してしまったためと思われる。そして以上の試験結果により、本実施例のセパレータを用いたアルカリ電池は、クロス方式セパレータの利点である高い放電性能を備えつつ、耐衝撃性能が向上することがわかった。

【符号の説明】

【0028】

１ アルカリ電池、２ 電池缶、３ 正極合剤、４,４ａ〜４ｃ セパレータ、
５ 負極ゲル、６ 負極集電子、７ 負極端子板、８ 封口ガスケット、
９ 正極端子、４０,１４０，１４１ 不織布、４１，１４２ 不織布の縁辺、
４２，１４８ 不織布同士の重複領域、４４，１４７ セパレータの胴部、
４５，１４６ セパレータの底部、４６，１４５ セパレータの開口、
１４３ ２枚の不織布同士の積層領域、１４９ ２枚の不織布同士の溶着部分、
１５０ 円柱状治具、１５１〜１５３ 溶着用ヒーター

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】