碱性二次电池制造技术

镍氢二次电池(2)具备：外装罐(10)，在上端具有开口；电极组(22)，与碱性电解液一起容纳于外装罐(10)内；以及封口体(11)，对外装罐(10)的开口进行封口，封口体(11)包括：盖板(14)，具有中央贯通孔(16)；以及阀芯(18)，堵塞中央贯通孔(16)，由弹性材料构成，阀芯(18)包括：圆柱状的主体部(54)，具有覆盖中央贯通孔(16)的基端面(58)；以及扩径部(56)，定位于主体部(54)的与基端面(58)相反的一侧，直径比主体部(54)的直径大，扩径部(56)的厚度(T)与阀芯(18)的整体高度(H)的比率R为27％以上。

Alkaline secondary battery

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碱性二次电池
本专利技术涉及一种碱性二次电池，详细而言，涉及一种具有安全阀的碱性二次电池。
技术介绍
作为碱性二次电池的一种，已知有密闭型的镍氢二次电池。该密闭型的镍氢二次电池通过如下方式形成：包括隔着隔膜被重叠的正极以及负极的电极组与碱性电解液一起容纳于具有开口的外装罐内，该外装罐的开口被封口体气密地封闭。再者，在镍氢二次电池中，在弄错正极和负极并进行了充电的情况下(误充电)或者过充电的情况下，恐怕会在电池内异常地产生气体而使电池内的压力上升，外装罐变形而使电池破裂。因此，为了防止这样的电池破裂，在镍氢二次电池中，开发出各种具有安全阀的电池，所述安全阀在电池内产生的气体的压力超过固定值的情况下开阀而将气体释放至外部(例如，参照专利文献1等)。这样的安全阀通常配设于封口体。具有安全阀的封口体的构造例如如下所述。封口体具备：盖板，具有通气孔，嵌合于外装罐的开口；阀芯，配置为堵塞该通气孔；以及帽构件，容纳该阀芯并且兼作正极端子。需要说明的是，在该帽构件的侧面设有排气孔。上述阀芯由弹性材料、例如橡胶系材料构成，其形状呈圆柱状。该阀芯处于在帽构件的顶壁与盖板之间被压缩的状态，在规定的压力之前封闭通气孔的开口端，保持电池的密闭性。对于阀芯而言，当在电池内异常地产生气体，电池内的气体的压力上升，超过规定的压力时，因该气体的压力而使阀芯弹性变形，打开盖板的通气孔。由此，电池内的气体经由通气孔以及排气孔被释放至外部，会防止电池的破裂。之后，伴随着电池内气体压力的降低，阀芯恢复至原来的形状，封闭盖板的通气孔，电池再次成为密闭状态。再者，当安全阀工作，气体从电池的内部被释放出时，伴随于此，碱性电解液也被释放向电池的外部。如此，当碱性电解液被释放出时，电池内的碱性电解液的量减少。当碱性电解液的量减少时，会阻碍电池的充放电反应，因此电池的寿命耗尽。在此，当将阀芯变形而打开通气孔时的压力设为阀芯的工作压时，在阀芯的工作压比较低的情况下，即使电池的内压为比较低的压力，阀芯也会变形而打开通气孔。如此，当阀芯的工作压低时，即使略微的内压上升，通气孔也会被打开，每次碱性电解液都会被释放至电池的外部，因此导致电池的低寿命化。为了谋求电池的长寿命化，在比电池的外装罐开始变形的压力(以下，称为破裂压力)低的范围内，尽量将阀芯的工作压提高至接近该破裂压力的值是有效的。通过这样提高阀芯的工作压，通气孔被打开的频率变低，因此，能够抑制碱性电解液被释放至电池的外部，能够谋求电池的长寿命化。因此，为了谋求电池的长寿命化，进行了在比破裂压力低的范围内尽量提高阀芯的工作压的尝试。作为这样的尝试，例如，进行了：对构成阀芯的橡胶的材料配方进行调整来提高橡胶硬度；对帽构件内的尺寸进行调整等来更强地按压容纳于帽构件内的阀芯，使阀芯的压缩率进一步提高。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2003-045393号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题再者，在上述那样的提高构成阀芯的橡胶的硬度的方案、提高阀芯的压缩率的方案中得到的阀芯的工作压还尚未达到接近破裂压力的值。然而，在上述那样的提高构成阀芯的橡胶的硬度的方案、提高阀芯的压缩率的方案中能够达到的现状的阀芯的工作压大致接近极限，这些方案的阀芯的工作压的进一步高度化成为困难的状况。本专利技术是基于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种通过使阀芯的工作压比现状高来使寿命特性比以往优异的碱性二次电池。用于解决问题的方案为了实现上述目的，根据本专利技术，提供一种碱性二次电池，具备：外装罐，在上端具有开口；电极组，与碱性电解液一起容纳于所述外装罐中；以及封口体，对所述外装罐的开口进行封口，所述封口体包括：盖板，具有通气孔；以及阀芯，堵塞所述通气孔，由弹性材料构成，所述阀芯包括：圆柱状的主体部，具有覆盖所述通气孔的基端面；以及扩径部，定位于所述主体部的与所述基端面相反的一侧，直径比所述主体部的直径大，所述扩径部的厚度与所述阀芯的整体高度的比率为27％以上。此外，优选采用如下构成：所述封口体包括帽构件，所述帽构件将所述阀芯容纳于内部，将所容纳的所述阀芯朝向所述盖板按压。此外，优选采用如下构成：所述弹性材料为乙烯丙烯二烯橡胶。专利技术效果本专利技术的碱性二次电池具备阀芯，该阀芯包括：圆柱状的主体部和直径比该主体部的直径大的扩径部，通过调整阀芯的扩径部的厚度来控制阀芯的工作压。在本专利技术的碱性二次电池中，通过将扩径部的厚度与阀芯的整体高度的比率设为27％以上，能够将阀芯的工作压提高至在以往的方案中无法达到的压力范围。由此，根据本专利技术，能够提供一种寿命特性比以往优异的碱性二次电池。附图说明图1是将本专利技术的一个实施方式的圆筒形的镍氢二次电池部分地剖开表示的立体图。图2是将本专利技术的一个实施方式的封口体放大表示的剖面图。图3是表示本专利技术的一个实施方式的阀芯的剖面图。图4是表示阀芯的工作压和扩径部的厚度T与阀芯的整体高度H的比率R的关系的曲线图。具体实施方式例如，以在AA尺寸的圆筒型镍氢二次电池(以下，称为电池)2中应用了本专利技术的情况为例，参照附图对应用了本专利技术的碱性二次电池进行说明。如图1所示，电池2具备呈上端开口的有底圆筒形状的外装罐10。该外装罐10具有导电性，其底壁35作为负极端子发挥功能。在外装罐10中容纳有电极组22。该电极组22分别由带状的正极24、负极26以及隔膜28形成。详细而言，电极组22是将以中间隔着隔膜28的状态被重叠的正极24以及负极26卷绕成螺旋状而形成的。电极组22的最外周由负极26的一部分(最外周部)形成，与外装罐10的内周壁接触。即，负极26与外装罐10彼此电连接。而且，在外装罐10内注入有规定量的碱性电解液(未图示)。该碱性电解液使正极24与负极26之间的充放电反应进行。作为该碱性电解液，使用在一般的镍氢二次电池中使用的碱性电解液。例如，优选使用氢氧化钠水溶液。作为隔膜28的材料，使用在一般的镍氢二次电池中使用的材料。例如，优选使用聚乙烯、聚丙烯等聚烯烃纤维制无纺布。正极24由呈多孔质构造且具有许多空孔的导电性的正极基材和保持于所述空孔内以及正极基材的表面的正极合剂构成。作为这样的正极基材，例如，可以使用发泡镍。正极合剂包含正极活性物质粒子、导电材料、正极添加剂以及粘结剂。该粘结剂起到使正极活性物质粒子、导电材料以及正极添加剂粘结，同时使正极合剂粘结于正极基材的作用。在此，作为粘结剂，例如，可以使用羧甲基纤维素等。正极活性物质粒子为氢氧化镍粒子或高阶氢氧化镍粒子。作为导电材料，例如，可以使用选自钴氧化物(CoO)、钴氢氧化物(Co(OH)2)等钴化合物以及钴(Co)中的一种或两种以上。正极添加剂是为了改善正极的特性而根据需要添加的适当选择的添加剂。作为主要的正极添加剂，例如，可列举出氧化钇、氧化锌。例如，可以如下制造正极24。首先，制备包含由正极活性物质粒子构成的正极活性物质粉末、导电材料、正极添加剂、水以及粘结剂的正极合剂浆料。所得到的正极合剂浆料例如被填充于发泡镍，并被干燥。干燥后，填充有氢氧化镍粒子等的发泡镍在辊轧后被裁剪。由此，制作出保持有正极合剂的正极24。接着，对负极26进行说明。负极26具有呈带状的导电性的负极芯体，在该负极芯体保持有负极合剂。负极芯体由分布有贯通孔的片状的金属件构成，例如，可以使用本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碱性二次电池，具备：外装罐，在上端具有开口；电极组，与碱性电解液一起容纳于所述外装罐中；以及封口体，对所述外装罐的开口进行封口，所述封口体包括：盖板，具有通气孔；以及阀芯，堵塞所述通气孔，由弹性材料构成，所述阀芯包括：圆柱状的主体部，具有覆盖所述通气孔的基端面；以及扩径部，定位于所述主体部的与所述基端面相反的一侧，直径比所述主体部的直径大，所述扩径部的厚度与所述阀芯的整体高度的比率为27％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.12.21 JP 2016-2480791.一种碱性二次电池，具备：外装罐，在上端具有开口；电极组，与碱性电解液一起容纳于所述外装罐中；以及封口体，对所述外装罐的开口进行封口，所述封口体包括：盖板，具有通气孔；以及阀芯，堵塞所述通气孔，由弹性材料构成，所述阀芯包括：圆柱状的主体部，具有覆盖所述通气孔...

【专利技术属性】
技术研发人员：柴冈浩行，
申请(专利权)人：FDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP