特許 6986924 電気化学セル

(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】6986924

(24)【登録日】2021年12月2日

(45)【発行日】2021年12月22日

(54)【発明の名称】電気化学セル

(51)【国際特許分類】

   H01M 50/184 20210101AFI20211213BHJP

   H01M 50/105 20210101ALI20211213BHJP

   H01M 50/109 20210101ALI20211213BHJP

   H01M 50/119 20210101ALI20211213BHJP

   H01M 50/178 20210101ALI20211213BHJP

   H01M 50/193 20210101ALI20211213BHJP

   H01M 6/12 20060101ALI20211213BHJP

   H01G 11/58 20130101ALI20211213BHJP

   H01G 11/80 20130101ALI20211213BHJP

【ＦＩ】

   H01M50/184 E

   H01M50/105

   H01M50/109

   H01M50/119

   H01M50/178

   H01M50/193

   H01M6/12 A

   H01G11/58

   H01G11/80

【請求項の数】4

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2017-200870(P2017-200870)

(22)【出願日】2017年10月17日

(65)【公開番号】特開2019-75292(P2019-75292A)

(43)【公開日】2019年5月16日

【審査請求日】2020年8月7日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002325

【氏名又は名称】セイコーインスツル株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100165179

【弁理士】

【氏名又は名称】田▲崎▼ 聡

(74)【代理人】

【識別番号】100126664

【弁理士】

【氏名又は名称】鈴木 慎吾

(74)【代理人】

【識別番号】100161207

【弁理士】

【氏名又は名称】西澤 和純

(72)【発明者】

【氏名】渡邊 俊二

(72)【発明者】

【氏名】小林 知美

(72)【発明者】

【氏名】金田 健一

【審査官】 宮田 透

(56)【参考文献】

【文献】 特開昭５５−０２８２４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平１１−１９１４０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−１８１３００（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−３５３５０５（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０１Ｍ ５０／１０−５０／１９８

Ｈ０１Ｍ ６／００− ６／５２

Ｈ０１Ｍ １０／２４−１０／３４

Ｈ０１Ｇ １１／００−１１／８６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

電解液と、
活物質、および前記活物質に接触する集電体を有する電極体と、
前記電解液および前記電極体を収容する収容部、並びに前記収容部の内部を封止するシール部を備える容器と、
前記収容部の内部と前記容器の外部との間で電流路を形成する部材であって、前記集電体に導通するとともに前記電解液に接触し、一部が前記シール部に配置された電流路形成部材と、
高吸水性高分子により形成され、前記シール部における前記電流路形成部材の表面に接触するように配置された吸液部と、
を備え、
前記電解液は、アルカリ水溶液であり、
前記活物質は、負極活物質であり、
前記集電体は、前記負極活物質に接触する負極集電体であり、
前記電極体は、正極活物質、および前記正極活物質に接触する正極集電体をさらに備え、
前記容器は、
前記正極集電体に導通する正極缶と、
前記電流路形成部材を兼ねる負極缶と、
前記シール部に設けられ、前記正極缶および前記負極缶に密着して前記収容部の内部を密封するとともに前記正極缶と前記負極缶とを絶縁するガスケットと、
により形成され、
前記吸液部は、前記負極缶と前記ガスケットとの間に介在する、
ことを特徴とする電気化学セル。

【請求項2】

電解液と、
活物質、および前記活物質に接触する集電体を有する電極体と、
前記電解液および前記電極体を収容する収容部、並びに前記収容部の内部を封止するシール部を備える容器と、
前記収容部の内部と前記容器の外部との間で電流路を形成する部材であって、前記集電体に導通するとともに前記電解液に接触し、一部が前記シール部に配置された電流路形成部材と、
高吸水性高分子により形成され、前記シール部における前記電流路形成部材の表面に接触するように配置された吸液部と、
を備え、
前記電解液は、アルカリ水溶液であり、
前記活物質は、負極活物質であり、
前記集電体は、前記負極活物質に接触する負極集電体であり、
前記電極体は、正極活物質、および前記正極活物質に接触する正極集電体をさらに備え、
前記容器は、
前記正極集電体に導通する正極缶と、
前記電流路形成部材を兼ねる負極缶と、
前記シール部に設けられ、前記正極缶および前記負極缶に密着して前記収容部の内部を密封するとともに前記正極缶と前記負極缶とを絶縁するガスケットと、
により形成され、
前記吸液部は、前記高吸水性高分子を含む樹脂材料により形成された前記ガスケットである、
ことを特徴とする電気化学セル。

【請求項3】

電解液と、
活物質、および前記活物質に接触する集電体を有する電極体と、
前記電解液および前記電極体を収容する収容部、並びに前記収容部の内部を封止するシール部を備える容器と、
前記収容部の内部と前記容器の外部との間で電流路を形成する部材であって、前記集電体に導通するとともに前記電解液に接触し、一部が前記シール部に配置された電流路形成部材と、
高吸水性高分子により形成され、前記シール部における前記電流路形成部材の表面に接触するように配置された吸液部と、
を備え、
前記電解液は、アルカリ水溶液であり、
前記活物質は、負極活物質であり、
前記集電体は、前記負極活物質に接触する負極集電体であり、
前記容器は、第１フィルムおよび第２フィルムにより形成され、
前記収容部は、前記第１フィルムおよび前記第２フィルムが前記電極体を間に挟むことにより形成され、
前記シール部は、前記第１フィルムおよび前記第２フィルムが密着することにより形成され、
前記電流路形成部材は、前記シール部において前記第１フィルムと前記第２フィルムとの間を通って、前記容器の内部から外部に向かって延び、
前記吸液部は、前記第１フィルムおよび前記第２フィルムと前記電流路形成部材との間に介在する、
ことを特徴とする電気化学セル。

【請求項4】

前記吸液部は、前記容器の外面に露出しないように設けられている、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電気化学セル。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気化学セルに関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、スマートフォンやウェアラブル機器等の小型電子機器の電源として、非水電解質二次電池やアルカリ一次電池、電気二重層キャパシタ等の電気化学セルが利用されている。電気化学セルは、容器の内部に電極体および電解質（電解液）が収容された構成となっている。電気化学セルの容器として、例えば、一対の金属缶の開口部同士を互いに嵌合させることにより形成されたものがある（例えば、特許文献１参照）。また、電気化学セルの容器として、例えば、樹脂層を含むフィルム部材により電極体を覆うように形成されたものがある。

【0003】

電気化学セルの容器には、容器の内部を封止するために、シール部が設けられる。一対の金属缶により形成された容器では、一対の金属缶の開口部の間にガスケットを挟んだ状態で金属缶の開口部をかしめることで、シール部が形成される。また、フィルム部材により形成された容器では、例えば、電極体が収容されるキャビティの周囲でフィルム部材同士を重ねて溶着することによりシール部が形成される。

【0004】

上述した容器を備える電気化学セルは、容器の内部と外部との間で電流路を形成する部材を備える。例えば、一対の金属缶により形成された容器を有する電気化学セルは、一方の金属缶（正極缶）を容器内部で電極体の正極に導通させ、他方の金属缶（負極缶）を容器内部で電極体の負極に導通させることで、一対の金属缶を容器の内部と外部との間で電流路を形成する部材として機能させる。また、例えば、フィルム部材により形成された容器を有する電気化学セルは、容器内部で電極体に導通させた帯状のリードを、シール部において重なり合うフィルム部材同士の間に通して延ばすことで、容器の内部と外部との間で電流路を形成する部材として機能させる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１０−３３９６２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

ところで、電解質として電解液を有する電気化学セルでは、シール部において漏液が発生する場合がある。特に、アルカリ電池では、上述した金属缶の表面や、リードの表面がアルカリ性の電解液に接触して変質し、シール部において金属缶の表面やリードの表面を伝って電解液が進行する、いわゆる這い上がりという現象が生じる場合がある。這い上がりが生じると、シール部において電解液の漏液経路が形成されて漏液が発生するおそれがある。這い上がりは、主に電極体の負極に導通する部材において生じやすい。さらに、小型化された電気化学セルにおいては、容器の外形寸法を小さくするためにシール部の寸法も小さくする必要があるので、シール部における漏液経路の距離が短くなり、漏液が発生しやすくなる可能性がある。

【0007】

そこで本発明は、優れた耐漏液性を有する電気化学セルを提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0012】

本発明の電気化学セルは、電解液と、活物質、および前記活物質に接触する集電体を有する電極体と、前記電解液および前記電極体を収容する収容部、並びに前記収容部の内部を封止するシール部を備える容器と、前記収容部の内部と前記容器の外部との間で電流路を形成する部材であって、前記集電体に導通するとともに前記電解液に接触し、一部が前記シール部に配置された電流路形成部材と、高吸水性高分子により形成され、前記シール部における前記電流路形成部材の表面に接触するように配置された吸液部と、を備え、前記電解液は、アルカリ水溶液であり、前記活物質は、負極活物質であり、前記集電体は、前記負極活物質に接触する負極集電体であり、前記電極体は、正極活物質、および前記正極活物質に接触する正極集電体をさらに備え、前記容器は、前記正極集電体に導通する正極缶と、前記電流路形成部材を兼ねる負極缶と、前記シール部に設けられ、前記正極缶および前記負極缶に密着して前記収容部の内部を密封するとともに前記正極缶と前記負極缶とを絶縁するガスケットと、により形成され、前記吸液部は、前記負極缶と前記ガスケットとの間に介在する、ことを特徴とする。

【0013】

この構成によれば、シール部において電解液が電流路形成部材の表面を伝って容器の内部から外部に向かって進行する這い上がりが生じた際に、吸水性ポリマーにより形成された吸液部に電解液が吸収されて保持される。これにより、シール部における電流路形成部材の表面上の電解液の這い上がりが抑制されるので、シール部における電解液の漏液が抑制される。したがって、優れた耐漏液性を有する電気化学セルを提供できる。
また、電解液がアルカリ水溶液であるので、負極集電体に導通するとともに電解液に接触する電流路形成部材の表面が電解液により変質し、シール部において電解液の這い上がりが生じるおそれがある。そこで、吸液部をシール部における電流路形成部材の表面に接触するように配置することで、上述したようにシール部における電流路形成部材の表面上の電解液の這い上がりを抑制して、シール部における電解液の漏液を抑制できる。したがって、電解液がアルカリ水溶液である電気化学セルの耐漏液性を向上させることができる。
さらに、正極缶、負極缶およびガスケットにより形成された容器を有する電気化学セルにおいて、吸液部がシール部において負極缶とガスケットとの間に介在するので、シール部における負極缶とガスケットとの間を進行する電解液を吸液部により吸収して保持できる。しかも、吸液部は、吸水性ポリマーにより形成されているので、吸液部が電解液を吸収することにより体積膨張する。このため、負極缶と吸液部との間に作用する応力が上昇するので、負極缶と吸液部との間に隙間が形成されることを抑制できる。これにより、シール部における電流路形成部材の表面上の電解液の這い上がりが抑制されるので、シール部における電解液の漏液が抑制される。したがって、正極缶、負極缶およびガスケットにより形成された容器を有し、かつ電解液がアルカリ水溶液である電気化学セルの耐漏液性を向上させることができる。

【0014】

本発明の電気化学セルは、電解液と、活物質、および前記活物質に接触する集電体を有する電極体と、前記電解液および前記電極体を収容する収容部、並びに前記収容部の内部を封止するシール部を備える容器と、前記収容部の内部と前記容器の外部との間で電流路を形成する部材であって、前記集電体に導通するとともに前記電解液に接触し、一部が前記シール部に配置された電流路形成部材と、高吸水性高分子により形成され、前記シール部における前記電流路形成部材の表面に接触するように配置された吸液部と、を備え、前記電解液は、アルカリ水溶液であり、前記活物質は、負極活物質であり、前記集電体は、前記負極活物質に接触する負極集電体であり、前記電極体は、正極活物質、および前記正極活物質に接触する正極集電体をさらに備え、前記容器は、前記正極集電体に導通する正極缶と、前記電流路形成部材を兼ねる負極缶と、前記シール部に設けられ、前記正極缶および前記負極缶に密着して前記収容部の内部を密封するとともに前記正極缶と前記負極缶とを絶縁するガスケットと、により形成され、前記吸液部は、前記高吸水性高分子を含む樹脂材料により形成された前記ガスケットである、ことを特徴とする。

【0015】

この構成によれば、シール部において電解液が電流路形成部材の表面を伝って容器の内部から外部に向かって進行する這い上がりが生じた際に、吸水性ポリマーにより形成された吸液部に電解液が吸収されて保持される。これにより、シール部における電流路形成部材の表面上の電解液の這い上がりが抑制されるので、シール部における電解液の漏液が抑制される。したがって、優れた耐漏液性を有する電気化学セルを提供できる。
また、電解液がアルカリ水溶液であるので、負極集電体に導通するとともに電解液に接触する電流路形成部材の表面が電解液により変質し、シール部において電解液の這い上がりが生じるおそれがある。そこで、吸液部をシール部における電流路形成部材の表面に接触するように配置することで、上述したようにシール部における電流路形成部材の表面上の電解液の這い上がりを抑制して、シール部における電解液の漏液を抑制できる。したがって、電解液がアルカリ水溶液である電気化学セルの耐漏液性を向上させることができる。
さらに、正極缶、負極缶およびガスケットにより形成された容器を有する電気化学セルにおいて、吸液部がシール部においてガスケットとして負極缶の表面に接触するので、シール部における負極缶とガスケットとの間を進行する電解液を吸液部により吸収して保持できる。しかも、吸液部は、吸水性ポリマーにより形成されているので、電解液を吸収することにより体積膨張する。このため、負極缶とガスケットとの間に作用する応力が上昇するので、負極缶とガスケットとの間に隙間が形成されることを抑制できる。これにより、シール部における負極缶の表面上の電解液の這い上がりが抑制されるので、シール部における電解液の漏液が抑制される。したがって、正極缶、負極缶およびガスケットにより形成された容器を有し、かつ電解液がアルカリ水溶液である電気化学セルの耐漏液性を向上させることができる。

【0016】

本発明の電気化学セルは、電解液と、活物質、および前記活物質に接触する集電体を有する電極体と、前記電解液および前記電極体を収容する収容部、並びに前記収容部の内部を封止するシール部を備える容器と、前記収容部の内部と前記容器の外部との間で電流路を形成する部材であって、前記集電体に導通するとともに前記電解液に接触し、一部が前記シール部に配置された電流路形成部材と、高吸水性高分子により形成され、前記シール部における前記電流路形成部材の表面に接触するように配置された吸液部と、を備え、前記電解液は、アルカリ水溶液であり、前記活物質は、負極活物質であり、前記集電体は、前記負極活物質に接触する負極集電体であり、前記容器は、第１フィルムおよび第２フィルムにより形成され、前記収容部は、前記第１フィルムおよび前記第２フィルムが前記電極体を間に挟むことにより形成され、前記シール部は、前記第１フィルムおよび前記第２フィルムが密着することにより形成され、前記電流路形成部材は、前記シール部において前記第１フィルムと前記第２フィルムとの間を通って、前記容器の内部から外部に向かって延び、前記吸液部は、前記第１フィルムおよび前記第２フィルムと前記電流路形成部材との間に介在する、ことを特徴とする。

【0017】

この構成によれば、シール部において電解液が電流路形成部材の表面を伝って容器の内部から外部に向かって進行する這い上がりが生じた際に、吸水性ポリマーにより形成された吸液部に電解液が吸収されて保持される。これにより、シール部における電流路形成部材の表面上の電解液の這い上がりが抑制されるので、シール部における電解液の漏液が抑制される。したがって、優れた耐漏液性を有する電気化学セルを提供できる。
また、電解液がアルカリ水溶液であるので、負極集電体に導通するとともに電解液に接触する電流路形成部材の表面が電解液により変質し、シール部において電解液の這い上がりが生じるおそれがある。そこで、吸液部をシール部における電流路形成部材の表面に接触するように配置することで、上述したようにシール部における電流路形成部材の表面上の電解液の這い上がりを抑制して、シール部における電解液の漏液を抑制できる。したがって、電解液がアルカリ水溶液である電気化学セルの耐漏液性を向上させることができる。
さらに、第１フィルムおよび第２フィルムにより形成された容器を有する電気化学セルにおいて、電流路形成部材がシール部において第１フィルムと第２フィルムとの間を通って容器の内部から外部に向かって延び、吸液部が第１フィルムおよび第２フィルムと電流路形成部材との間に介在するので、シール部における第１フィルムおよび第２フィルムと電流路形成部材との間を進行する電解液を吸液部により吸収して保持できる。これにより、シール部における電流路形成部材の表面上の電解液の這い上がりが抑制されるので、シール部における電解液の漏液が抑制される。したがって、第１フィルムおよび第２フィルムにより形成された容器を有する電気化学セルの耐漏液性を向上させることができる。

【0018】

上記の電気化学セルにおいて、前記吸液部は、前記容器の外面に露出しないように設けられている、ことが望ましい。

【0019】

この構成によれば、吸液部は容器外面に露出しない箇所において電解液を保持するので、容器外面よりも内側に電解液を留めることができる。よって、吸液部に吸収された電解液が容器外面に到達し、電解液の漏液が生じることを抑制できる。

【発明の効果】

【0020】

本発明によれば、優れた耐漏液性を有する電気化学セルを提供できる。

【図面の簡単な説明】

【0021】

【図1】第１実施形態に係る電池１の断面図である。

【図2】第１実施形態に係る電池１の断面を示す要部拡大図である。

【図3】第１実施形態の第１変形例に係る電池１０１の断面を示す要部拡大図である。

【図4】第１実施形態の第２変形例に係る電池２０１の断面を示す要部拡大図である。

【図5】第２実施形態に係る電池３０１の平面図である。

【図6】図５のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。

【図7】第２実施形態に係る正極集電体３４２および正極リード部３８１の平面図である。

【図8】第２実施形態に係る負極集電体３５２および負極リード部３８２の平面図である。

【発明を実施するための形態】

【0022】

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。なお以下の説明では、電気化学セルの一例として、アルカリ一次電池の一種である酸化銀電池（単に「電池」という。）を例に挙げて説明する。また、以下の説明では、同一または類似の機能を有する構成に同一の符号を付す。そして、それら構成の重複する説明は省略する場合がある。

【0023】

［第１実施形態］
図１は、第１実施形態に係る電池１の断面図である。
図１に示すように、電池１は、いわゆるボタン形（コイン形も含む）の電池である。電池１は、容器１０と、電解液（不図示）と、電極体３０と、セパレータ６０と、吸液部７０と、を備える。

【0024】

容器１０は、正極缶１１と、負極缶１５（電流路形成部材）と、ガスケット１９と、により形成されている。正極缶１１は、周壁部１２および底壁部１３を有する円筒状に形成されている。例えば、正極缶１１は、ニッケル層がめっきされた鉄や、ニッケル層がめっきされたステンレススチール等により形成されている。正極缶１１の外面は、電池１の正極端子を兼ねている。

【0025】

負極缶１５は、周壁部１６および底壁部１７を有する円筒状に形成されている。例えば、負極缶１５は、ニッケル層１５ａ、ステンレススチール層１５ｂおよび銅層１５ｃからなるクラッド材により形成されている。ニッケル層１５ａは負極缶１５の外面を形成し、銅層１５ｃは負極缶１５の内面を形成している。負極缶１５の周壁部１６の外径は、正極缶１１の周壁部１２の内径よりも小さい。負極缶１５は、正極缶１１と同軸、かつ開口方向が正極缶１１の開口方向と逆方向となるように配置されている。負極缶１５の開口部は、正極缶１１の開口部の内側に配置されている。負極缶１５の開口部は、外側に向かって折り返されている。これにより、負極缶１５の銅層１５ｃは、開口部の内面から開口部の先端縁を通って開口部の外面まで延びている。負極缶１５の外面は、電池１の負極端子を兼ねている。

【0026】

ガスケット１９は、絶縁性を有する。ガスケット１９は、例えば樹脂材料等により形成されている。ガスケット１９を形成する樹脂材料としては、例えばナイロンを用いることができる。ガスケット１９は、円環状に形成されている。ガスケット１９は、正極缶１１の周壁部１２が負極缶１５の周壁部１６に対してかしめられることで、正極缶１１と負極缶１５との間に密着して容器１０の内部を密封するとともに正極缶１１と負極缶１５とを絶縁する。ガスケット１９には、負極缶１５の開口部が嵌め込まれる溝１９ａが負極缶１５の周方向の全体に亘って環状に形成されている。

【0027】

容器１０は、電解液（不図示）および電極体３０を収容する収容部２１と、収容部２１の内部を封止するシール部２２と、を備える。収容部２１は、電解液および電極体３０が配置されるキャビティ２３を内部に形成している。キャビティ２３は、正極缶１１の底壁部１３と負極缶１５の底壁部１７とにより挟まれた空間である。シール部２２は、複数の部材が配置されて、キャビティ２３を封止する部位である。本実施形態では、シール部２２には、正極缶１１の周壁部１２と、負極缶１５の周壁部１６と、ガスケット１９と、が配置されている。シール部２２は、正極缶１１の開口部を負極缶１５の開口部に対してガスケット１９を挟んだ状態でかしめることにより形成されている。シール部２２は、収容部２１の周囲を囲うように一周連続して形成されている。

【0028】

電解液は、キャビティ２３に収容され、正極缶１１の内面、および負極缶１５の内面に接触している。電解液は、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液、またはそれらの混合液のアルカリ水溶液である。

【0029】

電極体３０は、キャビティ２３に収容されている。電極体３０は、正極４０と、負極５０と、を備える。
正極４０は、正極合剤４１と、正極集電体４２と、を備える。正極合剤４１は、正極缶１１の底面上に配置されている。正極合剤４１は、正極活物質を含む。例えば、正極合剤４１は、正極活物質としての酸化銀と、導電剤としてのグラファイトと、結着剤としてのポリアクリル酸ソーダやカルボキシメチルセルロースと、を混合後、打錠機等でプレス成型した円柱状のペレット構造を有する。正極集電体４２は、正極活物質（正極合剤４１）に接触し、正極活物質との間で電流の受け渡しを行う。正極集電体４２は、正極缶１１における正極合剤４１に接触する箇所が兼ねている。つまり、本実施形態では、正極缶１１は、正極集電体４２を兼ねるとともに、正極集電体４２に導通して収容部２１の内部と容器１０の外部との間で電流路を形成する部材を兼ねている。

【0030】

負極５０は、負極合剤５１と、負極集電体５２と、を備える。負極合剤５１は、負極缶１５の底面上に配置されている。例えば、負極合剤５１は、負極活物質としての亜鉛粉末または亜鉛合金粉末と、伝導度安定剤としての酸化亜鉛と、活物質安定剤としての高架橋型ポリアクリル酸ソーダと、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースと、電解液と、を混合してジェル状に形成されている。負極集電体５２は、負極活物質（負極合剤５１）に接触し、負極活物質との間で電流の受け渡しを行う。負極集電体５２は、負極缶１５における負極合剤５１に接触する箇所が兼ねている。つまり、本実施形態では、負極缶１５は、負極集電体５２を兼ねるとともに、負極集電体５２に導通して収容部２１の内部と容器１０の外部との間で電流路を形成する部材を兼ねている。

【0031】

セパレータ６０は、正極合剤４１と負極合剤５１との間に配置されている。セパレータ６０は、例えばセロファン、およびポリエチレンをグラフト重合した膜の２層構造のシートからなる。セパレータ６０は、正極４０にポリエチレンをグラフト重合した膜を対向させ、負極５０にセロファンを対向させるように配置されている。セパレータ６０は、平面視円形状に形成されている。セパレータ６０の外径は、例えば正極缶１１の内径に略一致している。セパレータ６０は、例えばガスケット１９における正極缶１１の底壁部１３と対向する箇所に全周に亘って接触するように配置されている。セパレータ６０は、負極缶１５への正極合剤４１の接触、および正極缶１１への負極合剤５１の接触を抑制している。セパレータ６０には、電解液が含浸されている。

【0032】

図２は、第１実施形態に係る電池１の断面を示す要部拡大図である。
図２に示すように、吸液部７０は、シール部２２に配置されている。吸液部７０は、負極缶１５とガスケット１９との間に介在している。吸液部７０は、ガスケット１９の表面に配置されている。吸液部７０は、負極缶１５の表面に接触するように設けられている。吸液部７０は、負極缶１５の表面のうち、電解液に接触する部分と同一の材質を有する部分に接触するように設けられている。すなわち、吸液部７０は、負極缶１５の銅層１５ｃに接触するように設けられている。吸液部７０は、シール部２２の全周に連続して設けられている。吸液部７０は、容器１０の外面に露出しないように設けられている。吸液部７０は、ガスケット１９と負極缶１５の銅層１５ｃの表面との間のみに設けられている。

【0033】

吸液部７０は、吸水性ポリマー（高吸水性高分子）により形成されている。吸液部７０を形成する吸水性ポリマーとしては、例えばポリアクリル酸や、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース等を用いることができる。例えば、吸液部７０は、吸水性ポリマーを溶媒に溶かし、吸水性ポリマーが溶けた溶液をガスケット１９の溝１９ａに塗布して乾燥させることにより形成されている。

【0034】

このように、本実施形態の電池１は、吸水性ポリマーにより形成されシール部２２における負極缶１５の表面に接触するように配置された吸液部７０を備える。
この構成によれば、シール部２２において電解液が負極缶１５の表面を伝って容器１０の内部から外部に向かって進行する這い上がりが生じた際に、吸水性ポリマーにより形成された吸液部７０に電解液が吸収されて保持される。これにより、シール部２２における負極缶１５の表面上の電解液の這い上がりが抑制されるので、シール部２２における電解液の漏液が抑制される。したがって、優れた耐漏液性を有する電池１を提供できる。

【0035】

また、本実施形態の電池１では、電解液がアルカリ水溶液であり、負極集電体５２に導通するとともに電解液に接触する負極缶１５の表面が銅（銅層１５ｃ）により構成されているので、負極缶１５の表面が電解液により変質し、シール部２２において電解液の這い上がりが生じるおそれがある。そこで、吸液部７０をシール部２２における負極缶１５の表面に接触するように配置することで、上述したようにシール部２２における負極缶１５の表面上の電解液の這い上がりを抑制して、シール部２２における電解液の漏液を抑制できる。したがって、電解液がアルカリ水溶液である電池１の耐漏液性を向上させることができる。

【0036】

また、本実施形態の電池１では、容器１０は、正極缶１１と負極缶１５とガスケット１９とにより形成され、吸液部７０は、負極缶１５とガスケット１９との間に介在する。このため、正極缶１１、負極缶１５およびガスケット１９により形成された容器１０を有する電池１において、シール部２２における負極缶１５とガスケット１９との間を進行する電解液を吸液部７０により吸収して保持できる。しかも、吸液部７０は、吸水性ポリマーにより形成されているので、電解液を吸収することにより体積膨張する。このため、負極缶１５と吸液部７０との間に作用する応力が上昇するので、負極缶１５と吸液部７０との間に隙間が形成されることを抑制できる。これにより、シール部２２における負極缶１５の表面上の電解液の這い上がりが抑制されるので、シール部２２における電解液の漏液が抑制される。したがって、正極缶１１、負極缶１５およびガスケット１９により形成された容器１０を有し、かつ電解液がアルカリ水溶液である電池１の耐漏液性を向上させることができる。

【0037】

また、本実施形態の電池１では、吸液部７０は、容器１０の外面に露出しないように設けられている。これにより、吸液部７０は容器１０の外面に露出しない箇所において電解液を保持するので、容器１０の外面よりも内側に電解液を留めることができる。よって、吸液部７０に吸収された電解液が容器１０の外面に到達し、電解液の漏液が生じることを抑制できる。

【0038】

また、本実施形態の電池１において、吸液部７０としてポリアクリル酸を用いることで、アルカリ水溶液である電解液を中和できる。これにより、電解液による負極缶１５の表面の変質を抑制することができるので、負極缶１５の表面上の電解液の這い上がりをより効果的に抑制できる。

【0039】

なお、上記第１実施形態では、吸液部７０は、ガスケット１９と負極缶１５の銅層１５ｃの表面との間のみに設けられることで、容器１０の外面に露出しないように設けられているが、これに限定されない。例えば、図３に示すように、吸液部１７０は、ガスケット１９の表面全体に設けられていてもよい。この場合、吸液部１７０は、吸水性ポリマーが溶けた溶液にガスケット１９を浸漬させ、ガスケット１９の表面全体に付着した溶液を乾燥させることにより形成される。これにより、第１実施形態のようにガスケット１９の溝１９ａのみに吸水性ポリマーが溶けた溶液を塗布する方法と比較して、吸液部１７０を容易に形成できる。

【0040】

また、上記第１実施形態、および第１実施形態の第１変形例では、吸液部７０，１７０は、ガスケット１９の表面に配置されているが、これに限定されない。例えば、図４に示すように、吸液部２７０は、ガスケット１９と共用されていてもよい。すなわち、吸液部２７０は、吸水性ポリマーを含有するガスケット１９であってもよい。これにより、吸液部２７０は、負極缶１５の銅層１５ｃに接触するように設けられている。例えば、吸液部２７０は、ナイロンおよび吸水性ポリマーを混合した樹脂材料を、射出成形することにより形成されている。例えば、ガスケット１９は、吸水性ポリマーを１０％程度含んでいる。

【0041】

この構成によれば、吸液部２７０がシール部２２においてガスケット１９として負極缶１５の表面に接触するので、シール部２２における負極缶１５とガスケット１９との間を進行する電解液を吸液部２７０により吸収して保持できる。しかも、吸液部２７０は、吸水性ポリマーにより形成されているので、電解液を吸収することにより体積膨張する。このため、負極缶１５とガスケット１９との間に作用する応力が上昇するので、負極缶１５とガスケット１９との間に隙間が形成されることを抑制できる。これにより、シール部２２における負極缶１５の表面上の電解液の這い上がりが抑制されるので、シール部２２における電解液の漏液が抑制される。したがって、正極缶１１、負極缶１５、およびガスケット１９により形成された容器１０を有し、かつ電解液がアルカリ水溶液である電池２０１の耐漏液性を向上させることができる。

【0042】

しかも吸液部２７０を兼ねるガスケット１９はナイロンを含み、ナイロンは吸水性を有するので、ナイロンとともにガスケット１９に溶け込んだ吸水性ポリマーの吸水作用が阻害されることを抑制できる。

【0043】

［第２実施形態］
図５は、第２実施形態に係る電池３０１の平面図である。図６は、図５のＶＩ−ＶＩ線における断面図である。
図５および図６に示すように、電池３０１は、容器３１０と、電解液（不図示）と、電極体３３０と、セパレータ３６０と、一対のリード部３８１，３８２と、吸液部３７０と、を備える。

【0044】

容器３１０は、第１フィルム３１１および第２フィルム３１５を重ね合わせて形成されている。第１フィルム３１１および第２フィルム３１５は、それぞれラミネートフィルムにより形成されている。ラミネートフィルムは、少なくとも内側面（重ね合わせ面）に設けられた内側樹脂層と、外側面に設けられた外側樹脂層と、を有する。内側樹脂層は、例えば、ポリオレフィンのポリエチレンやポリプロピレン、エチレン酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）等の熱可塑性樹脂を用いて形成される。外側樹脂層は、例えば、ナイロンを用いて形成される。なお、以下の説明では、第１フィルム３１１および第２フィルム３１５の重ね合わせ方向を単に重ね合わせ方向という。

【0045】

なお、上述した内側樹脂層と外側樹脂層との間に、金属箔層やシリコン酸化物等からなるガスバリア層、各層を接着する接着層を設けてもよい。金属箔層は、外気や水蒸気に対する遮断性、および電解液に対する耐食性を有する、例えばステンレススチール等の金属材料を用いて形成されている。この場合、内側樹脂層および外側樹脂層は、それぞれ金属箔層との間に接合層を介して、熱融着または接着剤により接合されている。なお、それぞれの層の接着性を向上するために、各層間に接着剤により形成された接着層を設けることが望ましい。

【0046】

第１フィルム３１１および第２フィルム３１５は、重ね合わせ方向から見て互いに略同形同大の矩形状に形成されている。第１フィルム３１１の内側面の中央部には、重ね合わせ方向における第２フィルム３１５から離間する側に向かって窪む第１凹部３１２が形成されている。第１凹部３１２は、重ね合わせ方向から見て矩形状に形成されている。第２フィルム３１５の内側面の中央部には、重ね合わせ方向における第１フィルム３１１から離間する側に向かって窪む第２凹部３１６が形成されている。第２凹部３１６は、重ね合わせ方向から見て第１凹部３１２と略一致する矩形状に形成されている。

【0047】

容器３１０は、電解液および電極体３３０を収容する収容部３２１と、収容部３２１の内部を封止するシール部３２２と、を備える。収容部３２１は、電解液および電極体３３０が配置されるキャビティ３２３を内部に形成している。キャビティ３２３は、第１フィルム３１１の第１凹部３１２と第２フィルム３１５の第２凹部３１６とにより挟まれた空間である。シール部３２２は、複数の部材が配置されて、キャビティ３２３を封止する部位である。本実施形態では、シール部３２２には、キャビティ３２３の周囲において積層された第１フィルム３１１および第２フィルム３１５が配置されている。シール部３２２は、第１フィルム３１１および第２フィルム３１５が溶着されて密着することにより形成されている。シール部３２２は、収容部３２１の周囲を囲うように一周連続して形成されている。シール部３２２は、重ね合わせ方向から見て矩形枠状に形成されている。シール部３２２において、第２フィルム３１５には、一対のリード部３８１，３８２を容器３１０の外部に露出させる正極端子露出孔３２４および負極端子露出孔３２５が形成されている。

【0048】

電解液は、キャビティ３２３に収容され、各フィルム３１１，３１５の内面に接触している。電解液は、水酸化カリウム水溶液や水酸化ナトリウム水溶液、またはそれらの混合液のアルカリ水溶液である。

【0049】

図６に示すように、電極体３３０は、キャビティ３２３に収容されている。電極体３３０は、正極３４０と、負極３５０と、を備えている。
正極３４０は、正極合剤３４１と、正極集電体３４２と、を有する。正極合剤３４１は、第１凹部３１２内に配置されている。正極合剤３４１は、正極活物質としての酸化銀と、導電剤としてのグラファイトと、結着剤としてのポリアクリル酸ソーダやカルボキシメチルセルロースと、を混合後、打錠機等でプレス成型することにより平面視矩形状に形成されている。正極集電体３４２は、正極活物質（正極合剤３４１）に接触し、正極活物質との間で電流の受け渡しを行う。正極集電体３４２は、容器３１０の第１凹部３１２の底面と正極合剤３４１との間に配置されている。正極集電体３４２は、例えばニッケル等の金属箔により形成されている。正極集電体３４２は、容器３１０の第１凹部３１２の形状に対応する矩形状に形成されている（図７参照）。正極集電体３４２は、容器３１０の第１凹部３１２の底面に溶着されている。

【0050】

負極３５０は、負極合剤３５１と、負極集電体３５２と、を有する。負極合剤３５１は、第２凹部３１６内に配置されている。負極合剤３５１は、負極活物質としての亜鉛粉末または亜鉛合金粉末と、伝導度安定剤としての酸化亜鉛と、活物質安定剤としての高架橋型ポリアクリル酸ソーダと、増粘剤としてのカルボキシメチルセルロースと、電解液と、を混合してジェル状に形成されている。負極集電体３５２は、負極活物質（負極合剤３５１）に接触し、負極活物質との間で電流の受け渡しを行う。負極集電体３５２は、容器３１０の第２凹部３１６の底面と負極合剤３５１との間に配置されている。負極集電体３５２は、例えば、銅、または表面にスズがめっきされた銅等の金属箔により形成されている。負極集電体３５２は、容器３１０の第２凹部３１６の形状に対応する矩形状に形成されている（図８参照）。負極集電体３５２の表面全体には、ベンゾトリアゾールが被膜（配置）されている。ベンゾトリアゾールとしては、例えば１，２，３−ベンゾトリアゾールが好適である。負極集電体３５２は、容器３１０の第２凹部３１６の底面に溶着されている。

【0051】

セパレータ３６０は、正極合剤３４１と負極合剤３５１との間に配置されている。セパレータ３６０は、例えばセロファン、およびポリエチレンをグラフト重合した膜の２層構造のシートからなる。セパレータ３６０は、正極３４０にポリエチレンをグラフト重合した膜を対向させ、負極３５０にセロファンを対向させるように配置されている。図５に示すように、セパレータ３６０は、重ね合わせ方向から見てキャビティ３２３よりも大きい矩形状に形成されている。セパレータ３６０の外縁部は、容器３１０のシール部３２２において、積層された第１フィルム３１１および第２フィルム３１５に全周に亘って挟まれ、容器３１０に対して溶着されて固定されている。

【0052】

一対のリード部３８１，３８２は、収容部３２１の内部と容器３１０の外部との間で電流路を形成する部材である。一対のリード部３８１，３８２は、正極集電体３４２（図６参照）に導通する正極リード部３８１と、負極集電体３５２に導通する負極リード部３８２（電流路形成部材）と、である。

【0053】

図７は、第２実施形態に係る正極集電体３４２および正極リード部３８１の平面図である。
図７に示すように、正極リード部３８１は、例えばニッケル等の金属箔により略一定の幅で延びる帯状に形成されている。正極リード部３８１の基端部は、キャビティ３２３（図６参照）内において正極集電体３４２に接続して導通している。本実施形態では、正極リード部３８１は、正極集電体３４２と一体形成されている。

【0054】

図５に示すように、正極リード部３８１は、容器３１０のシール部３２２において、積層された第１フィルム３１１および第２フィルム３１５の間を通って延びている。正極リード部３８１は、容器３１０のシール部３２２において第１フィルム３１１および第２フィルム３１５に溶着されている。正極リード部３８１の先端部は、第１フィルム３１１および第２フィルム３１５に挟まれている。正極リード部３８１の先端部近傍は、第２フィルム３１５の正極端子露出孔３２４を通じて外部に露出する正極端子とされている。

【0055】

図８は、第２実施形態に係る負極集電体３５２および負極リード部３８２の平面図である。
図８に示すように、負極リード部３８２は、正極リード部３８１から離間した位置に配置されている。負極リード部３８２は、金属箔により略一定の幅で延びる帯状に形成されている。負極リード部３８２の基端部は、キャビティ３２３（図６参照）内において負極集電体３５２に接続して導通している。

【0056】

図６に示すように、負極リード部３８２は、容器３１０のシール部３２２において積層された第１フィルム３１１および第２フィルム３１５の間を通って延びている。負極リード部３８２は、容器３１０のシール部３２２において第１フィルム３１１および第２フィルム３１５に溶着されている。負極リード部３８２の先端部は、第１フィルム３１１および第２フィルム３１５に挟まれている。負極リード部３８２の先端部近傍は、第２フィルム３１５の負極端子露出孔３２５を通じて外部に露出する負極端子とされている。

【0057】

負極リード部３８２は、基端部側に形成された第１部分３８２ａと、先端部側に形成されて第１部分３８２ａに接続する第２部分３８２ｂと、により形成されている。第１部分３８２ａは、例えば、銅、または表面にスズがめっきされた銅等により形成されている。本実施形態では、第１部分３８２ａは、負極集電体３５２と一体形成されている。

【0058】

第２部分３８２ｂは、例えばニッケル等により形成されている。第１部分３８２ａと第２部分３８２ｂとは、例えば超音波溶着等により接合されている。第１部分３８２ａと第２部分３８２ｂとの接合部は、負極リード部３８２における負極端子よりもキャビティ３２３側に設けられている。

【0059】

吸液部３７０は、シール部３２２に配置されている。吸液部３７０は、第１フィルム３１１および第２フィルム３１５と負極リード部３８２との間に介在している。吸液部３７０は、負極リード部３８２の表面に接触するように設けられている。本実施形態では、吸液部３７０は、負極リード部３８２の第１部分３８２ａの表面に接触するように設けられている。吸液部３７０は、容器３１０の外面に露出しないように設けられている。吸液部３７０は、負極リード部３８２の幅方向において負極リード部３８２よりも幅広に形成され、負極リード部３８２の幅方向において負極リード部３８２の全体と重なるように形成されている。これにより、吸液部３７０は、負極リード部３８２の延在方向から見て、負極リード部３８２を全周に亘って連続して覆うように設けられている。

【0060】

吸液部３７０は、吸水性ポリマーにより形成されている。吸液部３７０を形成する吸水性ポリマーとしては、例えばポリアクリル酸や、ポリアクリル酸ナトリウム、カルボキシメチルセルロース等を用いることができる。例えば、吸液部３７０は、一対の吸水性ポリマーのフィルムにより形成されている。一対の吸水性ポリマーのフィルムは、負極リード部３８２を挟むように設けられている。例えば、吸水性ポリマーのフィルムは、吸水性ポリマーを溶媒に溶かし、平坦面を有する任意の部材に吸水性ポリマーが溶けた溶液を塗布して乾燥させた後、平坦面から乾燥した吸水性ポリマーを剥離させることにより形成されている。一対の吸水性ポリマーのフィルムは、負極リード部３８２とともに、第１フィルム３１１および第２フィルム３１５に溶着されている。

【0061】

このように、本実施形態の電池３０１は、吸水性ポリマーにより形成されシール部３２２における負極リード部３８２の表面に接触するように配置された吸液部３７０を備える。この構成によれば、シール部３２２において電解液が負極リード部３８２の表面を伝って容器３１０の内部から外部に向かって進行する這い上がりが生じた際に、吸水性ポリマーにより形成された吸液部３７０に電解液が吸収されて保持される。これにより、シール部３２２における負極リード部３８２の表面上の電解液の這い上がりが抑制されるので、シール部３２２における電解液の漏液が抑制される。したがって、優れた耐漏液性を有する電池３０１を提供できる。

【0062】

また、本実施形態の電池３０１では、電解液がアルカリ水溶液であり、負極集電体３５２に導通するとともに電解液に接触する負極リード部３８２の表面が銅またはスズにより構成されているので、負極リード部３８２の表面が電解液により変質し、シール部３２２において電解液の這い上がりが生じるおそれがある。そこで、吸液部３７０をシール部３２２における負極リード部３８２の表面に接触するように配置することで、上述したようにシール部３２２における負極リード部３８２の表面上の電解液の這い上がりを抑制して、シール部３２２における電解液の漏液を抑制できる。したがって、電解液がアルカリ水溶液である電池３０１の耐漏液性を向上させることができる。

【0063】

また、本実施形態の電池３０１では、容器３１０は、第１フィルム３１１および第２フィルム３１５により形成され、負極リード部３８２は、シール部３２２において第１フィルム３１１と第２フィルム３１５との間を通って容器３１０の内部から外部に向かって延び、吸液部３７０は、第１フィルム３１１および第２フィルム３１５と負極リード部３８２との間に介在する。このため、第１フィルム３１１および第２フィルム３１５により形成された容器３１０を有する電池３０１において、シール部３２２における第１フィルム３１１および第２フィルム３１５と負極リード部３８２との間を進行する電解液を吸液部３７０により吸収して保持できる。これにより、シール部３２２における負極リード部３８２の表面上の電解液の這い上がりが抑制されるので、シール部３２２における電解液の漏液が抑制される。したがって、第１フィルム３１１および第２フィルム３１５により形成された容器３１０を有する電池３０１の耐漏液性を向上させることができる。

【0064】

なお、本発明は、図面を参照して説明した上述の実施形態に限定されるものではなく、その技術的範囲において様々な変形例が考えられる。
例えば、上記各実施形態では、電気化学セルとして、アルカリ電池の一種である酸化銀電池を例に挙げて説明しているが、これに限定されない。例えばアルカリマンガン電池や、正極活物質としてオキシ水酸化ニッケルを用いたアルカリ電池等に本発明を適用してもよい。また、吸水性ポリマーに吸収される液体は水に限定されないため、非水電解質二次電池や電気二重層キャパシタ等の電気化学セルに本発明を適用してもよい。

【0065】

また、上記各実施形態では、少なくとも負極集電体５２，３５２に導通し収容部２１，３２１の内部と容器１０，３１０の外部との間で電流路を形成する部材（負極缶１５、負極リード部３８２）に対して吸液部７０，１７０，２７０，３７０を配置する構成について説明したが、これに限定されない。すなわち、正極集電体４２，３４２に導通し収容部２１，３２１の内部と容器１０，３１０の外部との間で電流路を形成する部材（正極缶１１、正極リード部３８１）に対して吸液部を配置してもよい。これにより、正極缶１１や正極リード部３８１の表面上における電解液の這い上がりを抑制して、シール部２２，３２２における電解液の漏液を抑制できる。

【0066】

また、上記各実施形態では、吸液部７０，１７０，２７０，３７０を銅またはスズに接触させるように構成されているが、これに限定されない。アルカリ電池における這い上がりは、例えば銅およびスズ以外に、インジウムや亜鉛等においても生じ得る。このため、本発明は、収容部の内部と容器の外部との間で電流路を形成する部材の表面がインジウムまたは亜鉛で構成されている場合にも好適に適用できる。

【0067】

また、上記第１実施形態の第２変形例では、吸液部２７０は、ナイロンおよび吸水性ポリマーを混合した樹脂材料により形成されたガスケット１９であるが、ナイロンおよび吸水性ポリマーを組み合わせて二色成形することにより形成されたガスケットであってもよい。

【0068】

その他、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で、上記した実施の形態における構成要素を周知の構成要素に置き換えることは適宜可能であり、また、上述した各実施形態および各変形例を適宜組み合わせてもよい。

【符号の説明】

【0069】

１，１０１，２０１，３０１…電池（電気化学セル） １０，３１０…容器 １１…正極缶 １５…負極缶（電流路形成部材） １９…ガスケット ２１，３２１…収容部 ２２，３２２…シール部 ３０，３３０…電極体 ４１…正極合剤（正極活物質） ４２…正極集電体 ５１，３５１…負極合剤（負極活物質、活物質） ５２，３５２…負極集電体（集電体） ７０，１７０，２７０，３７０…吸液部 ３１１…第１フィルム ３１５…第２フィルム ３８２…負極リード部（電流路形成部材）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】