專利名稱：層疊型干錳電池的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及層疊型干錳電池，更詳細地說涉及其鋅碳結合電極(以下稱之為結合電極)導電性碳覆膜表面的物理加工，以及采用了上述表面加工電極的層疊型干錳電池。一般，以6F22型為代表的層疊型干錳電池具有

圖1所示結構。在把六個單元電池7和置于最上部的正極集電板5疊起來，在其外殼上涂敷黃蠟，在用聚氯乙烯(PVC)管4把上述整體加以覆蓋而成的芯體的上下部，分別配置端子板3和底板9，并用外層覆蓋罐10加以緊固。
單元電池7是用隔板13將鋅與導電性碳覆膜一體化了的結合電極14和正極混合劑11隔開，并裝入PVC管12的電池絕緣填片內(nèi)。
現(xiàn)有的層疊型干錳電池所用的結合電極，如圖6所示那樣構成。圖6中，15為導電性碳覆膜，16為鋅板。如圖所示，現(xiàn)有的結合電極在形成負極的鋅板16的表面涂敷導電碳涂料，或者采用了使導電性碳覆膜15壓在鋅板16上的制造方式。特別在后者的情況下，實用的導電性碳覆膜15是以合成樹脂和大量碳粉末混合，由壓延滾筒加工成薄膜的柔軟片狀物。同時，其表面變成如由熱滾筒壓延成片狀時的壓延滾筒表面相同的平滑狀態(tài)。
在這種現(xiàn)有技術結合電極的結構中，將導電性碳覆膜與薄鋅板貼合后，用沖壓機沖裁成既定形狀時，為了使該經(jīng)沖裁的結合電極高效率地送到下一工序，從沖壓機的沖模下部安裝滑槽，為使經(jīng)沖裁的結合電極的正反面按一定的方向連續(xù)地定位在滑槽的中央，若連續(xù)饋給壓力機的壓力，結合電極之間通過柔軟的導電性碳覆膜使之壓住，在用力壓接送下一工序時，就會存在各片分不開產(chǎn)生不妥之類的問題。
因此迄今為止，采用了在鋅面襯紙以防止壓接的方法，以及不用滑槽依靠每次擊落一片而無需壓力的方法。
另一方面，層疊型干錳電池在共構造方面把多個相同的單元電池疊起來而獲得高電壓，期望能抑低其單元電池間的接觸電阻，以及在不使用電池照原樣加以保存期間，和放電中始終保持低的接觸電阻。另外，特別在重負荷放電情況下，有限的接觸面積，必需置備有更大導電性和集電性的導電性碳覆膜。
本發(fā)明的第一目的是消除用壓力機沖裁成既定形狀時結合電極之間的壓接現(xiàn)象。
本發(fā)明的第二目的是降低在層疊型干錳電池中結合電極的導電性碳覆膜和正極混合劑間的接觸電阻，從而維持其低的接觸電阻。
本發(fā)明的第三目的是特別在重負荷放電情況下力爭提高集電效果。
為解決這樣的課題，本發(fā)明是把導電性碳覆膜和鋅板形成一體化，并在結合電極中與正極合劑接觸的導電性碳覆膜表面施行凹凸加工，或者把預先已加工成凹凸的導電性碳覆膜和鋅板形成一體化而構成的。
這些凹凸例如是用具有施行了模壓加工的滾筒面，通過對導電性碳覆膜表面進行加壓成型而獲得的，即施行凹凸高低差為0.05～0.15mm的表面加工。
由于該凹凸的緣故，在把滑槽連接壓力機的沖模上使結合電極沖裁成既定形狀時，與現(xiàn)有技術相比減少了結合電極相互壓接的面積，而而能確保在滑槽內(nèi)相鄰結合電極彼此之間空氣流通。因此，不易引起結合電極之間的壓接。
另外施行了凹凸加工的導電性碳覆膜表面，由于凸部凸進緊挨著的正極混合劑故而降低了接觸電阻，從而能夠降低干電池的內(nèi)部電阻。而且因凸部凸進正極混合劑，即使對于正極混合劑在放電中引起的體積變化，也易于維持當初的接觸電阻。
更進一步施行了凹凸加工的導電性碳覆膜表面，由于增大了與相鄰單元電池的正極混合劑之間的接觸面積，故而也提高了集電效果。
圖1是按照本發(fā)明作成的6F22層疊型干錳電池的斷面圖，圖2是構成圖1的層疊型干錳電池的單元電池的斷面圖，圖3是本發(fā)明一實施例的結合電極的斷面圖，圖4是圖3的擴大圖，圖5是從圖3結合電極的導電性碳覆膜側所見到的正面圖，圖6示出現(xiàn)有技術的結合電極的斷面圖，圖7是表示根據(jù)本發(fā)明的結合電極的制造方法的概略圖。
各圖中標號說明1…正極端子， 2…負極端子，3…端子板， 4…聚氯乙烯管，5…正極集電板， 6…正極引線板，7…單元電池， 8…負極引線板，9…底板， 10…外層覆蓋罐，11…正極混合劑， 12…聚氯乙烯管，13…隔板， 14…結合電極，15…導電性碳覆膜， 16…鋅板17…凸部， 18…薄鋅板，19…導電性碳覆膜， 20…壓接滾筒，21…模壓加工滾筒(凹凸加工用)，22…壓力機， 23…滑槽。
以下，采用了根據(jù)表1示出的配合比例進行混合、成型厚度為0.20mm的導電性碳覆膜，邊參照附圖邊對本發(fā)明的實施例加以說明。
表1
原材料 配合比例碳粉末 75%異丁橡膠 23%可塑劑 2%實施例1如圖3至圖5所示，為置備有施行如下表面加工的結合電極的6F22型干電池，即把導電性碳覆膜15和構成負極的鋅板形成一體化，在導電性碳覆膜15表面施行了以0.5mm的間隔進行配列，得到凹凸的高低差為0.16mm直徑為0.5mm的半球狀突起部樣式的表面加工。
實施例2為置備有就實施例1而言在其結合電極導電性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差為0.14mm的6F22型干電池。
實施例3為置備有就實施例1而言在其結合電極導電性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差為0.12mm的6F22型干電池。
實施例4為置備有就實施例1而言在其結合電極導電性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差為0.10mm的6F22型干電池。
實施例5為置備有就實施例1而言在其結合電極導電性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差為0.08mm的6F22型干電池。
實施例6為置備有就實施例1而言在其結合電極導電性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差為0.06mm的6F22型干電池。
實施例7
為置備有就實施例1而言在其結合電極導電性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差為0.04mm的6F22型干電池。
實施例8為置備有就實施例1而言在其結合電極導電性碳覆膜15的表面上加工的凹凸高低差為0.02mm的6F22型干電池。
比較例為置備有就實施例1而言在其結合電極導電性碳覆膜15的表面上未設置凹凸的現(xiàn)有技術的6F22型干電池。
在下面表2示出列舉本發(fā)明實施例1～8和比較例干電池的內(nèi)部電阻、及通過50mA定電流連續(xù)放電時間(終止電壓5.4V)，和在45℃狀態(tài)下保存三個月以后，加上620Ω的負荷，使之1天放電兩小時，然后在每種各自20個干電池內(nèi)，對由于單元電池間的接觸不良原因而引起異常放電的干電池數(shù)分別進行比較的結果。
表2凹凸的 內(nèi)部電阻 50mA定電流放電 以620Ω 2小時/1日 進行放電高低差(n＝20) (n＝5) 時的異常放電數(shù)實施例 1 0.16mm 9.3Ω 255分 20個中0個實施例 2 0.14mm 9.5Ω 252分 20個中0個實施例 3 0.12mm 9.4Ω 250分 20個中0個實施例 4 0.10mm 9.4Ω 248分 20個中0個實施例 5 0.08mm 9.9Ω 241分 20個中0個實施例 6 0.06mm 9.9Ω 223分 20個中1個實施例 7 0.04mm 10.5Ω 210分 20個中2個實施例 8 0.02mm 11.0Ω 195分 20個中4個比較例 0.0mm 11.3Ω 198分 20個中5個從表2也很顯然可看到，若根據(jù)本發(fā)明時，隨著正極混合劑與導電性碳覆膜之間的接觸電阻降低可取得在重負荷放電時的放電性能顯著提高的效果。而且，由于在導電性碳覆膜表面上施行的凸出部分凸入相鄰單元電池的正極混合劑，還可在放電中也取得能夠維持良好的接觸電阻的效果，這在保存后放電方面效果特別顯著。
這些效果在實施例1～6來說是顯著的，但對于實施例7、8所示，在導電性碳覆膜的表面施行的凹凸高低差小的情況下就未能見到效果。另外，在所施行的凹凸高低差比0.16mm還大的場合，由于會引起導電性碳覆膜自身的破壞，故而對電池結構方面也產(chǎn)生不妥。
更進一步在采用實施例1～5作成結合電極之際用連接了滑槽的壓力機沖裁時，結合電極之間全然不會引起壓接，每一塊結合電極分開又能圓滑地執(zhí)行往下一工序的輸送又能圓滑地執(zhí)行往下一工序操作。
權利要求
1.把由正極混合劑、隔板、鋅-碳結合電極構成的多個單元電池疊起來構成單元組套的層疊型干錳電池，它備置有由二氧化錳和導電材料及電解液構成的成型為板狀的正極混合劑，包圍該正極混合劑由其自身吸收電解液并保持杯狀的隔板，以及夾住該隔板與所述正極混合劑相對的板狀鋅負極和導電性碳覆膜形成一體化的鋅一碳結合電極，其特征在于，所述鋅碳結合電極是在板狀鋅負極的外側面所形成的導電性碳覆膜的表面上備置有凹凸而構成的。
2.如權利要求1所述的層疊型錳干電池，其特征在于在導電性碳覆膜表面上所設置的凹凸的高低差為0.05～0.15mm。
3.把由正極合劑、隔板、鋅碳結合電極構成的多個單元電池疊起來構成單元組套的層疊型干錳電池，它備置有由二氧化錳和導電材料及電解液構成的成型為板狀的正極混合劑，包圍該正極混合劑由其自身吸收電解液并保持杯狀的隔板，以及夾住該隔板與所述正極混合劑相對的板狀鋅負極和導電性碳覆膜形成一體化的鋅碳結合電極，其特征在于，所述鋅碳結合電極是在與板狀鋅負極的外側面一體化形成的合成樹脂和碳粉末構成的厚度為0.10～0.30mm的導電性碳覆膜表面上，施行了高低差為厚度的30～70%的凹凸而構成的。
4.用于層疊干錳電池的鋅碳結合電極的制造方法，其特征在于由在薄鋅板的片面上形成合成樹脂和碳粉末構成的導電性碳覆膜一體化，接著在其覆膜表面上施行凹凸加工，然后，用壓力機沖裁成既定形狀。
5.用于層疊干錳電池的鋅碳結合電極的制造方法，其特征在于預先在由合成樹脂和碳粉末構成的導電性碳覆膜的表面上施行凹凸加工，接著將其與薄鋅板的片面形成一體化，其后用壓力機沖裁成既定形狀。
全文摘要
在層疊型錳干電池中，由于在與其結合電極相鄰的正極混合劑連接的導電性碳覆膜表面由物理地施行0.05～0.15mm的凹凸加工，所以不會引起結合電極之間的壓接。同時，由于備置有這樣的結合電極的層疊型錳干電池導電性碳覆膜表面已施行的凸出部分凸入正極混合劑，從而降低與正極混合劑間的接觸電阻，進而可維持低接觸電阻。又由于增大了導電性碳覆膜與相鄰正極合劑間的接觸面積從而也提供了集電效果。
文檔編號H01M4/02GK1055447SQ9110230
公開日1991年10月16日 申請日期1991年4月6日 優(yōu)先權日1990年4月6日
發(fā)明者小路安彥, 杉野一夫, 前田忠義, 野村朋生 申請人:松下電器產(chǎn)業(yè)株式會社