特許 6083025 絶縁用樹脂成形品

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6083025

(24)【登録日】2017年2月3日

(45)【発行日】2017年2月22日

(54)【発明の名称】絶縁用樹脂成形品

(51)【国際特許分類】

   H01M 2/08 20060101AFI20170213BHJP

   H01M 2/34 20060101ALI20170213BHJP

【ＦＩ】

   H01M2/08 Q

   H01M2/34 B

【請求項の数】4

【全頁数】13

(21)【出願番号】特願2013-163775(P2013-163775)

(22)【出願日】2013年8月7日

(65)【公開番号】特開2014-53299(P2014-53299A)

(43)【公開日】2014年3月20日

【審査請求日】2015年12月17日

(31)【優先権主張番号】特願2012-177425(P2012-177425)

(32)【優先日】2012年8月9日

(33)【優先権主張国】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】591252622

【氏名又は名称】新生化学工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111257

【弁理士】

【氏名又は名称】宮崎 栄二

(74)【代理人】

【識別番号】100110504

【弁理士】

【氏名又は名称】原田 智裕

(72)【発明者】

【氏名】宮田 陽一

(72)【発明者】

【氏名】岡部 麻記

(72)【発明者】

【氏名】久保 直人

【審査官】 浅野 裕之

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５４−０７９４２７（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５７−０３４６４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実開昭５５−０２２９７０（ＪＰ，Ｕ）

【文献】 特開平１０−１８９０３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 実公昭３７−０００１１９（ＪＰ，Ｙ１）

【文献】 特開昭５４−１６２１３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５４−１６２１３６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−０７６１６３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５６−１３８８６１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１５０５９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１８３０１９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 特開２００６−０３２２９７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ２／００〜２／０８

Ｈ０１Ｍ ２／３４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルカリ性の電解液が内部に収容される電池に使用される絶縁用樹脂成形品であって、
所定の形状に成形されたポリアミド樹脂の成形層の表面に合成ゴムからなる薄膜層が形成され、前記合成ゴムからなる薄膜層がクロロスルフォン化ポリエチレンゴム、スチレン-ブタジエンゴムもしくはクロロプレンゴムである絶縁用樹脂成形品。

【請求項2】

請求項１に記載の絶縁用樹脂成形品において、
前記合成ゴムからなる薄膜層は、クロロスルフォン化ポリエチレンゴムである絶縁用樹脂成形品。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載の絶縁用樹脂成形品において、
絶縁用樹脂成形品が正極と負極との間を絶縁すると共に正極となる部材と負極となる部材との間を封口する電池用ガスケットである絶縁用樹脂成形品。

【請求項4】

請求項１又は請求項２に記載の絶縁用樹脂成形品において、
絶縁用樹脂成形品が正極と負極との間を絶縁する絶縁板である絶縁用樹脂成形品。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、円筒形及び角型のアルカリ乾電池、ニッケル水素電池などの電気化学セルに用いられる絶縁用樹脂成形品に関する。

【背景技術】

【0002】

一次電池や充電式の二次電池は、玩具や電気・電子機器を使用する上で持ち運びや移動しながら使用できる電源として幅広く利用されている。

【0003】

アルカリ乾電池は正極材・負極材、電解液などが漏れないように密閉し、正極端子・負極端子との絶縁を保つために、例えば、円筒型の電池では、有底円筒状の金属管の開口部に金属で形成される蓋体を取り付ける際に、開口部と蓋体との間にガスケットを介している(特許文献１及び特許文献２参照)。

【0004】

また、ニッケル・カドニウム電池やニッケル水素電池などの二次電池においても、セパレータを介して帯状の正極材と負極材とが巻きつけられて構成した電極群が円筒の電池ケース内にアルカリ性電解液と共に収容され、電池ケースの開口部と蓋体との間にガスケットを設けている。さらに、一部のニッケル水素電池では、正極材と負極材とを絶縁すると共に、正極材及び負極材が正極リードや負極リードと接触するのを防止するために、電極群の上下に絶縁板が配置されている(特許文献３参照)。

【0005】

ガスケット及び絶縁板の材質は絶縁性があること、使用される電極材や電解液に対し化学的に安定であること、強靭であること、異常発熱時に於いても性能を発揮する耐熱性があること、そして、安価であることが要求されている。これらの要求をなるべく満たすために、ガスケット及び絶縁板はポリアミド樹脂が用いられる場合が多い。特に、ガスケットは化学的な安定性と機械特性とのバランスを考慮してポリアミド６６が多く用いられている。更に、ガスケットは、再現良く大量に成形できる射出成形法により形成されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】特開２００９−２１２６３号公報

【特許文献2】特開２００８−１０３２２１号公報

【特許文献3】特開２００７−１７２９１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、ポリアミド６６製のガスケットの場合、電池未使用であっても電解液により絶縁樹脂成形品が経年劣化して、電池外部へ液漏れを起こす問題があった。また、絶縁板の場合も経年劣化により短絡する可能性があった。
そこで、ガスケットの場合には、経年劣化を抑える目的で化学的に安定な組成のポリアミド６１２など炭化水素基が多いポリアミド樹脂を用いてガスケットを形成することが講じられた。しかし、化学的な性能は良化しても耐熱性・機械強度が低下する課題があった。課題に対し、ガスケットの構造改善で対応するか、熱安定性を改善するための無機系添加剤を混合し対応してみたが、いずれの方法においても加工特性が低下するなどの課題があった。

【0008】

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、長期的な耐電解液（耐アルカリ）特性が有り、機械的特性及び電池使用環境下に於ける耐熱特性を有する絶縁用樹脂成形品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】

【0009】

本発明に係る絶縁用樹脂成形品は、アルカリ性の電解液が内部に収容される電池に使用される絶縁用樹脂成形品であって、所定の形状に成形されたポリアミド樹脂の成形層の表面に合成ゴムからなる薄膜層が形成され、前記合成ゴムからなる薄膜層がクロロスルフォン化ポリエチレンゴム、スチレン-ブタジエンゴムもしくはクロロプレンゴムである。
本発明によれば、所定のガスケット形状を有する成形層を、比較的安価で、機械特性と熱安定性に優れたポリアミド樹脂で成形し、この成形層を電解液に対し長期に亘って化学的に安定で、かつ、ガスケットの機械的特性を害さない合成ゴムからなる薄膜層で覆うことにより、長期的な化学的安定性が有り、機械的特性及び電池使用環境下に於ける耐熱特性を有する絶縁用樹脂成形品が得られる。

【0010】

特に、本発明の絶縁用樹脂成形品は、合成ゴムからなる薄膜層が、クロロスルフォン化ポリエチレンゴム、スチレン-ブタジエンゴムもしくはクロロプレンゴムで形成され、中でもクロロスルフォン化ポリエチレンゴムが好ましい。
これらの樹脂は、長期にわたって電解液に対し化学的に安定で且つガスケットの機械的特性を害さないので、前記成形層を上記合成ゴムで形成された薄膜層で覆うことにより、安価で、機械的特性及び耐熱性を有し、優れた耐電解液特性を有する絶縁用樹脂成形品が得られる。

【0011】

また、絶縁用樹脂成形品は、アルカリ性の電解液が内部に収容される電池に使用され、正極と負極との間を絶縁すると共に正極となる部材と負極となる部材との間を液密に封口する電池用ガスケットに本発明の上記絶縁用樹脂成形品を用いる場合には、機械的特性及び耐熱性を有し、優れた耐電解液特性を有するアルカリ乾電池又はニッケル水素電池が得られる。

【0012】

また、絶縁用樹脂成形品は、アルカリ性の電解液が内部に収容される電池に使用され、正極と負極との間を絶縁する絶縁板に本発明の上記絶縁用樹脂成形品を用いる場合には、機械的特性及び耐熱性を有し、優れた耐電解液特性を有するニッケル水素電池が得られる。

【発明の効果】

【0013】

以上のように、本発明の絶縁用樹脂成形品は、従来から広く使用されてきたポリアミド樹脂、例えばポリアミド６６で成形層を形成し、その成形層の表面に、長期にわたって電解液に対し化学的に安定な合成ゴムからなる薄膜層を形成するだけで、安価で機械的特性及び耐熱性を有し、優れた耐電解液特性を有する絶縁用樹脂成形品を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】本発明の実施形態１に係る絶縁用樹脂成形品としての電池用ガスケットをアルカリ乾電池に組み込んだ状態の模式的な断面図である。

【図2】本実施形態１に係る電池用ガスケットのアルカリ乾電池に組み込む前の断面図である。

【図3】本発明の実施形態２に係る電池用ガスケットをニッケル水素電池に組み込んだ状態の模式的な断面斜視図である。

【図4】本実施形態２に係る電池用ガスケットのニッケル水素電池に組み込む前の断面図である。

【図5】本発明の実施形態３に係る絶縁用樹脂成形品としての電池用の絶縁板をニッケル水素電池に組み込んだ状態の模式的な断面斜視図である。

【図6】各実施形態に係る電池用ガスケットを構成する成形層の材料で板状に射出成形した成形層の表面に薄膜層を形成した試験片の斜視図である。

【図7】各実施形態に係る電池用ガスケットを構成する成形層の材料で長尺板状に射出成形したものに薄膜層を形成した試験片を示し、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）はその側面図である。

【発明を実施するための形態】

【0015】

［実施形態１］
以下に、本発明の実施形態１について添付図面を参照しながら説明する。
図１は、本発明の絶縁用樹脂成形品としての電池用ガスケット２Ａを備える円筒型アルカリ乾電池１の断面図である。
アルカリ乾電池１は、金属製の有底円筒缶１１内に、外側から二酸化マンガンを含む正極材１５、セパレータ１２を介して中心部に亜鉛を含む負極材１６と水酸化カリウム水溶液を含む電解液の混合物を充填している。

【0016】

そして、円筒缶１１の開口部を電池用ガスケット２Ａを介して円板状の負極端子１３で封口している。本実施形態１では、円筒缶１１の底面中央部を外方に突出させて正極端子１４を形成している。さらに、負極材１６には釘状の集電体１７が挿入されており、集電体１７は一端の頭部１７ａ上面が負極端子１３の内面と導通するように接続され、ガスケット２Ａの中央部に形成するボス孔２１を貫通させて、負極材１６内部へ挿入されている。

【0017】

ガスケット２Ａは、円筒缶１１の開口部と負極端子１３との間をシールすると共に、正極缶１１と負極端子１３とを絶縁する。円筒缶１１の開口部を内側に折り曲げることにより、この円筒缶１１の開口端部と負極端子１３の外周縁とにより挟み込むようにガスケット２Ａの後述する起立部２３が折り曲げられている。

【0018】

ガスケット２Ａは、図２に示すように、射出成形によってボス孔２１、ボス部２２、起立部２３及び隔壁部２４を構成する成形層４１と、この成形層４１の表面に形成される耐電解液に優れた薄膜層４２とを備える。

【0019】

ガスケット２Ａの成形層４１は、図２に示すように、ボス孔２１が形成されたボス部２２を中央部に備えると共に、外周部にボス部２２と同心円のリング状起立部２３を備え、ボス部２２と起立部２３の間は隔壁部２４で連結されている。ボス部２２は集電体１７をボス孔２１に挿通させて保持する構造となっている。起立部２３は隔壁部２４の外周縁から上方に向けて延設された構造となっている。隔壁部２４上に負極端子１３を配置させた状態で、円筒缶１１の開口部を起立部２３と共に径方向中心側に折り曲げることにより、図１に示すように、負極端子１３の外周円をガスケット２Ａ覆って、円筒缶１１の開口部と負極端子１３との間をシールすると共に正極と負極との絶縁を行なう。

【0020】

成形層４１の材質としては、後述する実施形態２及び実施形態３のガスケット２Ｂの成形層４１、後述する実施形態３の上下の絶縁板７１,７２の成形層４１も含め、ポリアミド樹脂を使用する。以下、ポリアミドをＰＡと省略する。ポリアミド樹脂としては、例えば、ＰＡ６、ＰＡ６６、ＰＡ４６、ＰＡ１０、ＰＡ１２等の脂肪族ポリアミド樹脂、及びＰＡ６１０、ＰＡ６１２等の共重合ポリアミド樹脂の他、ＰＡ６ＴやＰＡ９Ｔといった半芳香族ポリアミド樹脂などが使用できる。更にこれらのポリアミド樹脂を複数ブレンドしたものを使用することもできる。これらのポリアミド樹脂のうち、電池の使用環境・製造環境において、機械特性・温度特性が優れており、安価なＰＡ６６が特に好ましい。

【0021】

なお、成形層４１は、本実施形態１では、射出成形により形成されるが、後述する実施形態２及び実施形態３のガスケット２Ｂの成形層４１、後述する実施形態３の上下の絶縁板７１,７２の成形層４１も含め、この射出成形の他、圧縮成形、溶着成形、押出成形、ブロー成形、フィルム成形、中空成形など、一般に知られている熱可塑性樹脂の加工法で製作することができる。また、切削法、キャスト法や積層法などの加工法などで製作してもよい。これらの加工法のうち、製品の寸法精度が高く大量生産が可能な射出成形法が最も適している。

【0022】

薄膜層４２は、後述する実施形態２及び実施形態３のガスケット２Ｂの薄膜層４２、後述する実施形態３の上下の絶縁板７１,７２の薄膜層４２も含め、耐電解液性が高いものであり、且つ薄膜を形成できるものであればよい。例えば、スチレン-ブタジエン共重合体（ＳＢＲ）、ポリブタジエン（ＢＲ）、アクリロニトリル-ブタジエン共重合体（ＮＢＲ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）、クロロスルフォン化ポリエチレン（ＣＳＭ）、アクリレートブタジエンゴム（ＡＢＲ）、アクリル酸エステルとアクリロニトリルとの共重合体（ＡＮＭ）、エチレンープロピレンージエン共重合体（ＥＰＤＭ）、エチレン−プロピレン共重合体（ＥＰＭ）、四フッ化エチレン−プロピレン共重合体（ＦＥＰＭ）などの合成ゴム、天然ゴムを使用してもよい。これらのうち、耐電解液特性が優れており、薄膜形成特性、成形層４１との密着性が優れているクロロスルフォン化ポリエチレン（以下、ＣＳＭと省略する。）、スチレン-ブタジエンゴム（以下、ＳＢＲと省略する。）、及びクロロプレンゴム（以下、ＣＲと省略する。）が最も適している。

【0023】

薄膜層４２は、本実施形態１のガスケット２Ａ、後述する実施形態２及び実施形態３のガスケット２Ｂ、そして、後述する実施形態３の上下の絶縁板７１,７２では、上記樹脂の分散液を用いて形成する。分散液は市販品をそのまま使用することができるが、薄膜層４２を形成する高分子体のモノマーを乳化重合して製造されたラテックスを使用してもよいし、高分子体を有機溶剤へ溶かし、撹拌しながら乳化材の入った水溶液中へ投入してラテックスを作製してもよい。また、高分子体を有機溶剤へ溶かした溶液をそのまま使用してもよい。溶液を用いる場合、目的の膜厚が確保できるように希釈して使用することができる。また、溶液に使用する溶媒は水だけでもかまわないが、溶液が安定であり、乾燥が速くなるような気化熱の低い有機溶媒を添加することが好ましい。

【0024】

薄膜層４２を形成させる方法は上記合成ゴムを水の中へ分散させたラテックス形態のもの、もしくは上記樹脂を有機溶剤へ溶かして溶剤化したものを浸漬処理、噴霧処理、刷毛塗り処理、スピンコートなどの方法により成形層４１の表面へ塗布したあと、乾燥定着処理により薄膜層４２を形成させればいずれの方法でもかまわない。必要に応じて架橋処理を行なってもかまわない。

【0025】

成形層４１への薄膜層４２の密着度を上げるために、薄膜層４２を形成する前処理として、プライマー処理、コロナ放電処理、プラズマ放電処理などを成形層４１の機能が損なわない程度で行なってもよい。

【0026】

特に薄膜層４２の形成にあたり、浸漬法は、ラテックスもしくは溶液へポリアミド樹脂成形品からなる成形層４１を浸漬したあとに引き上げて乾燥させるだけで簡単に薄膜を形成することができる。成形品形状の凹凸が比較的少ない形状のものであれば浸漬処理が好適である。

【0027】

また、薄膜層４２の形成にあたり、噴霧法はポリアミド樹脂成形品からなる成形層４１へラテックスもしくは溶液を噴霧処理した後に乾燥させる事により薄膜を形成することができる。成形品形状の凹凸が多い形状のものであれば、噴霧処理が好適である。

【0028】

薄膜層４２を形成するＣＳＭは、耐薬品性、即ち、耐電解液性に優れるため、上記ガスケット２Ａは、成形層４１を既存のＰＡ６６で所定のガスケットの形状に成形した後、成形層４１の表面にＣＳＭで薄膜層４２を形成するだけで、ＰＡ６６の強度、高鞭性を保持しながら、耐電解液性に優れたものが得られる。

【0029】

［実施形態２］
次に、本発明の実施形態２について添付図面を参照しながら説明する。
図３は、本発明の絶縁用樹脂成形品としての電池用ガスケット２Ｂを備えるニッケル水素電池３の断面図である。
ニッケル水素電池３は、金属製の有底円筒缶３１内に、水素吸蔵合金含む負極板３２と水酸化ニッケルを含む正極板３３との間に電気絶縁性を有するセパレータ３４を介在させて積層したものを収容し、さらに、負極板３２と正極板３３との間にアルカリ性の電解液を充填して構成されている。そして、有底円筒缶３１の開口部を電池用ガスケット２Ｂを介して円板状の正極蓋３５で覆っている。ガスケット２Ｂは、有底円筒缶３１の開口部と正極蓋３５の間をシールすると共に絶縁する。

【0030】

正極板３３は、正極リード３６及び正極蓋３５を介して正極蓋３５の中央部に形成する正極端子３７へ導通させており、化学反応によって有底円筒缶３１内で発生した余剰なガスが正極端子３７に内蔵されるガス排出弁３８から排出される構造となっている。さらに、本実施形態２では、有底円筒缶３１の底面が負極端子となる。有底円筒缶３１の外周側面は絶縁チューブ３９で覆われている。

【0031】

ガスケット２Ｂは図４に示すように正極蓋３５が保持できるリング状の台座２５と、この台座２５の外周縁から上方に向けて延設され負極と正極との絶縁及びシールを行なう筒状の起立部２６とを有する。台座２５上に正極蓋３５を配置させた状態で、有底円筒缶３１の開口部を起立部２６と共に径方向中心側に折り曲げることにより有底円筒缶３１の開口部と正極蓋３５との間をシールすると共に正極と負極との絶縁を行なう。

【0032】

ガスケット２Ｂは、図４に示すように、射出成形によって成形される成形層４１と、この成形層４１の表面に形成される耐電解液に優れた薄膜層４２とにより構成される。成形層４１は前述した実施形態１と同様の機械的強度を有するポリアミド樹脂により形成され、成形層４１を覆う薄膜層４２も、前述した実施形態１と同様の耐電解液性に優れた合成ゴムにより形成される。

【0033】

成形層４１の材質、及び薄膜層４２の材質は、上述したように実施形態１と同じであるので説明を省略する。成形層４１及び薄膜層４２の作製方法も上述したように実施形態１と同様の方法で作製される。

【0034】

［実施形態３］
次に、本発明の実施形態３について添付図面を参照しながら説明する。
図５は、本発明の絶縁用樹脂成形品としての電池用ガスケット２Ｂ、上部絶縁板７１及び下部絶縁板７２を備えるニッケル水素電池６の断面斜視図である。

【0035】

ニッケル水素電池６は、金属製の有底円筒缶６１内に、水素吸蔵合金粉末を含む負極板６２と水酸化ニッケルからなる正極板６３との間に電気絶縁性を有するセパレータ６４を介在させて渦巻き状に積層した電極群を収容している。電極群は、最外層がセパレータ６４となるように構成されている。そして、負極板６２と正極板６３との間にアルカリ性水溶液からなる電解液を充填している。

【0036】

そして、有底円筒缶６１の開口部を電池用ガスケット２Ｂを介して円板状の正極蓋６５で覆っている。ガスケット２Ｂは、有底円筒缶６１の開口部と正極蓋６５との間をシールすると共に絶縁する。実施形態３の電池用ガスケット２Ｂは、図４に示す実施形態２のガスケット２Ｂと同じ構造をしており、成形層４１と成形層４１の表面に形成される耐電解液に優れた薄膜層４２とから構成されている。成形層４１は前述した実施形態１と同様の機械的強度を有するポリアミド樹脂により形成され、成形層４１を覆う薄膜層４２も、前述した実施形態１と同様の耐電解液性に優れた合成ゴムにより形成される。実施形態３の電池用ガスケット２Ｂも成形層４１及び薄膜層４２の成形方法も上述したように実施形態１と同様の方法で成形される。

【0037】

正極板６３の渦巻き中心部における上端部には正極リード６６の一方の端部が接続され、正極リード６６の他方の端部が正極蓋６５の下面に溶接され、正極板６３と正極蓋６５とが電気的に接続されている。正極板６３は、正極リード６６及び正極蓋６５を介して正極蓋６５の中央部に形成する正極端子６７へ導通させている。また、化学反応によって有底円筒缶６１内で発生した余剰なガスは、正極端子６７に設けるガス排出弁６８から排出される構造となっている。さらに、本実施形態３のニッケル水素電池６も、有底円筒缶６１の底面が負極端子となる。円筒缶６１の外周側面は絶縁チューブ６９で覆われている。

【0038】

負極板６２の渦巻き最外部における下端部には負極リード７０の一方の端部が接続され、負極リード７０の他方側が円筒缶６１の底部に接続されて、負極板６２と円筒缶６１とが電気的に接続される。

【0039】

また、セパレータ６４を介して渦巻き状に巻かれた正極板６３及び負極板６２の上端部にリング板状の上部絶縁板７１が配置されている。また、円筒缶６１の底部と正極板６３及び負極板６２の下端部との間に板状の下部絶縁板７２が配置されている。また、下部絶縁板７２と円筒缶６１の底部との間に負極リード７０が配置されている。
上部絶縁板７１は、正極リード６６から正極板６３及び負極板６２を電気的に保護し、下部絶縁板７２は、負極リード７０から正極板６３及び負極板６２を電気的に保護する。

【0040】

上部絶縁板７１及び下部絶縁板７２も、電池用ガスケット２Ｂと同様に成形層４１と、成形層４１の表面に形成される耐電解液に優れた薄膜層４２とから構成され、電池用ガスケット２Ｂと同じ材質で構成されている。即ち、成形層４１は前述した実施形態１と同様の機械的強度を有するポリアミド樹脂により形成され、成形層４１を覆う薄膜層４２も、前述した実施形態１と同様の耐電解液性に優れた合成ゴムにより形成される。成形層４１及び薄膜層４２を有する上部絶縁板７１及び下部絶縁板７２も、上述した実施形態１と同様の方法か、もしくは薄膜層４２が形成された樹脂シートを打ち抜くことにより作製される。

【0041】

尚、本発明に係る電池用ガスケット及び絶縁板は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変更を施すことが可能であり、一般の円筒形、角型やボタン型電池等の封口用部品に適用でき、成形層となるポリアミド樹脂成形品の成形後に薄膜層を形成するための表面処理をして得られるものであれば、その形状等は特に限定されない。

【0042】

さらに、本発明に係る電池用ガスケットは、図１に示した円筒形アルカリ乾電池、もしくは図３に示した円筒形ニッケル水素電池に限らず、ハイブリッド車両や電気自動車に使用されるニッケル水素電池用ガスケットにも適用できるし、アルカリ蓄電池にも適用できる。さらに、成形層を形成する素材や薄膜層を形成する素材を適宜選定すれば、リチウム電池用ガスケットとしても活用できるし、コイン型や円筒形の電解二重層コンデンサなどの小型電気化学セルを構成する蓄電池要素を収納した金属容器の開口部に装着された絶縁ガスケットにも適用できる。また、本発明に係る絶縁板も、正極側と負極側とを絶縁するものであれば、図５に示した円筒形のニッケル水素電池に限らずリチウムイオン電池など種々の電池に適用できる。

【実施例】

【0043】

[実施例１]
ＰＡ６６（旭化成ケミカルズ株式会社製）を射出成形により、図６に示す縦６０ｍｍ×横６０ｍｍ×厚み１ｍｍの板状の成形品（成形層４１）を形成した。
次にＳＢＲラテックス（旭化成ケミカルズ株式会社製）を液温２８℃で管理した液槽を用意し、射出成形後の成形品を浸漬させて、３０秒経過した後に液槽から引き上げた。しずくが垂れ落ちなくなったことを確認した後６０℃恒温槽で１時間乾燥した後、温度を３０℃に変えて７０時間かけて薄膜の定着処理を行なった。上記製膜工程を複数回実施し、複数の薄膜層４２の膜厚を測定したところ平均膜厚は５μｍであった。薄膜層４２へ碁盤目状に切込みを入れて剥離テストを行ったところ、薄膜層４２がはがれることは無かった。

【0044】

[実施例２]
ＰＡ６６（旭化成ケミカルズ株式会社製）を射出成形により、図６に示す縦６０ｍｍ×横６０ｍｍ×厚み１ｍｍの板状の成形品（成形層４１）を形成した。
次にＣＳＭ（東ソー株式会社製）１５ｇをトルエン２００ｍｌへ撹拌溶解し溶液を得た。この溶液を液温２５℃で管理した液槽を用意し、射出成形後の成形品を浸漬させて、３０秒経過した後に液槽から引き上げた。しずくが垂れ落ちなくなったことを確認した後、温度を３０℃の恒温槽で７０時間かけて乾燥と薄膜の定着処理を行なった。薄膜層４２の膜厚を測定したところ平均膜厚は７μｍであった。薄膜層４２へ碁盤目状に切込みを入れて剥離テストを行ったところ、薄膜層４２がはがれることは無かった。

【0045】

[実施例３]
ＰＡ６６（旭化成ケミカルズ株式会社製）を射出成形により、図６に示す縦６０ｍｍ×横６０ｍｍ×厚み１ｍｍの板状の成形品（成形層４１）を形成した。
次にＣＲラテックス（東ソー株式会社製）を液温２８℃で管理した液槽を用意し、射出成形後の成形品を浸漬させて、３０秒経過した後に液槽から引き上げた。しずくが垂れ落ちなくなったことを確認した後６０℃恒温槽で１時間乾燥した後、温度を３０℃に変えて７０時間かけて薄膜の定着処理を行なった。上記製膜工程を複数回実施し、複数の薄膜層４２の膜厚を測定したところ平均膜厚は８μｍであった。薄膜層４２へ碁盤目状に切込みを入れて剥離テストを行ったところ、薄膜層４２がはがれることは無かった。

【0046】

[実施例４]
ＰＡ６６（旭化成ケミカルズ株式会社製）を射出成形により図７に示す全長１０３ｍｍ、チャック部５１が（横幅１０ｍｍ×厚み２ｍｍ）、平行部５２が（横幅５ｍｍ×厚み１ｍｍ）の引張試験片形状の成形品（成形層４１）を得た。次にＳＢＲラテックス（旭化成ケミカルズ株式会社製）を実施例１と同じ工程により成形品へ製膜処理を行って薄膜層４２を形成した。製膜処理を行なった試験片を市販の単三アルカリ乾電池の電解液と同じアルカリ濃度の水酸化カリウム（以下、ＫＯＨと省略する）水溶液の中へ投入し、水溶液の温度を６０℃に保ちながら３０日間定置した。そして、試験片を蒸留水で洗浄した後の外観を観察したが、薄膜層４２及び成形層４１には外観上変化が見られなかった。

【0047】

[実施例５]
ＰＡ６６（旭化成ケミカルズ株式会社製）を射出成形により図７に示す実施例２の成形品と同じ大きさの引張試験片形状の成形品（成形層４１）を得た。次にＣＳＭ（東ソー株式会社製）４０ｇをトルエン２００ｍｌへ撹拌溶解し溶液を得た。成形品をＣＳＭ溶液中へ浸漬し、１００℃の乾燥機内で２４時間乾燥定着させて成形層４１と薄膜層４２のある試験片を得た。製膜処理を行なった試験片を市販の単三アルカリ乾電池の電解液と同じアルカリ濃度のＫＯＨ水溶液の中へ投入し、水溶液の温度を６０℃に保ちながら３０日間定置した。そして、試験片を蒸留水で洗浄した後の外観を観察したが、薄膜層４２及び成形層４１には外観上変化が見られなかった。

【0048】

[実施例６]
ＰＡ６６（旭化成ケミカルズ株式会社製）を射出成形により図７に示す実施例２の成形品と同じ大きさの引張試験片形状の成形品（成形層４１）を得た。次にＣＲラテックス（東ソー株式会社製）中に成形品を浸漬し、温風乾燥機を使って５０℃で乾燥することにより薄膜層４２を形成した。製膜処理を行なった試験片を市販の単三アルカリ乾電池の電解液と同じアルカリ濃度のＫＯＨ水溶液の中へ投入し、水溶液の温度を６０℃に保ちながら３０日間定置した。そして、試験片を蒸留水で洗浄した後の外観を観察したが、薄膜層４２及び成形層４１には外観上変化が見られなかった。

【0049】

［比較例１］
ＰＡ６６（旭化成ケミカルズ株式会社製）を射出成形により図７の実施例２の成形品と同じ大きさの引張試験片形状の成形品を得た。製膜処理を行なっていない試験片を市販の単三アルカリ乾電池の電解液と同じアルカリ濃度のＫＯＨ水溶液の中へ投入し、水溶液の温度を６０℃に保ちながら３０日間定置した。そして、試験片を蒸留水で洗浄した後の外観を観察したら、試験片にはクラックが発生していた。

【0050】

[実施例７]
ＰＡ６６（旭化成ケミカルズ株式会社製）を射出成形により図７に示す実施例２の成形品と同じ大きさの引張試験片形状の成形品（成形層４１）を得た。次にＳＢＲラテックス（旭化成ケミカルズ株式会社製）を実施例１と同じ工程により成形品へ製膜処理を行って薄膜層４２を形成した。製膜処理を行なった試験片を市販の単三ニッケル水素電池の電解液と同じアルカリ濃度のＫＯＨ水溶液の中へ投入し、水溶液の温度を６０℃に保ちながら３０日間定置した。そして、試験片を蒸留水で洗浄した後の外観を観察したが、薄膜層４２及び成形層４１にはクラックなど外観上変化が見られなかった。

【0051】

［比較例２］
ＰＡ６６（旭化成ケミカルズ株式会社製）を射出成形により図７に示す実施例２の成形品と同じ大きさの引張試験片形状の成形品を得た。製膜処理を行なっていない試験片を市販の単三ニッケル水素電池の電解液と同じアルカリ濃度のＫＯＨ水溶液の中へ投入し、水溶液の温度を６０℃に保ちながら３０日間定置した。そして、試験片を蒸留水で洗浄した後の外観を観察したら、試験片にはクラックが発生していた。

【0052】

[実施例８]
ＰＡ６６（旭化成ケミカルズ株式会社製）を射出成形により図２に示すアルカリ乾電池ガスケットの成形品（成形層４１）を得た。次に市販の霧吹きの容器にＳＢＲラテックス（旭化成ケミカルズ株式会社製）を入れ、ガスケット表面へ噴霧し、実施例１と同様の環境で製膜・定着処理を行なって薄膜層４２を形成した。このガスケットを図１に示すアルカリ乾電池へ組み込み、６０℃恒温及び６０℃・９０ＲＨ％恒温恒湿にてそれぞれ３０日経過後、アルカリ液の漏液の確認を行なったが、漏液がしていないことを確認した。

【0053】

[実施例９]
ＰＡ６６（旭化成ケミカルズ株式会社製）を射出成形により図４に示すニッケル水素電池ガスケットの成形品及び上部絶縁板（成形層４１）を得た。また、ＰＡ６６（旭化成ケミカルズ株式会社製）シートを打ち抜き下部絶縁板（成形層４１）を得た。次に市販の霧吹きの容器にＣＳＭ（東ソー株式会社製）１５ｇをトルエン２００ｍｌへ撹拌溶解した溶液を入れ、ガスケット、上部絶縁板及び下部絶縁板それぞれの表面へ噴霧し、実施例２と同様の環境で製膜・定着処理を行なって薄膜層４２を形成した。このガスケットを図３に示す単三ニッケル水素電池へ組み込み、７０℃恒温及び６０℃・９０ＲＨ％恒温恒湿にてそれぞれ９０日経過後、ニッケル水素電池を分解し、ガスケットの外観を確認したが、クラック等は見られなかった。

【産業上の利用可能性】

【0054】

本発明の絶縁用樹脂成形品としての電池用ガスケット及び絶縁板は、アルカリ乾電池、ニッケル水素電池等の電池の長期保存性を良好にするものである。

【符号の説明】

【0055】

１ アルカリ乾電池
２Ａ ガスケット
１１ 円筒缶
１２ セパレータ
１３ 負極端子
１４ 正極端子
１５ 正極材
１６ 負極材
１７ 集電体
１７ａ 頭部
２１ ボス孔
２２ ボス部
２３ 起立部
２４ 隔壁部
４１ 成形層
４２ 薄膜層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】