JP7825194B2 - コイン形電池 - Google Patents

Description

本開示は誤飲防止のコイン形電池に関する。

従来から、幼児を中心とするコイン形電池の誤飲を防止する誤飲防止策として、コイン形電池表面に、苦味、辛味等の不快な味を有する嫌悪剤を塗布する技術が知られており、コイン形電池があやまって幼児の口中に入った場合には、嫌悪剤の作用により幼児が反射的に電池を吐き出すことによって電池の飲み込みを防止している。

これら嫌悪剤は、口中で素早く作用させるために電池表面に塗布するのが通常であるが、嫌悪剤は本来導電性を有さないため、電池表面の導電性を低下させるという問題が生じていた。このため、特許文献１では電池表面に複数の凹みを設け、これら凹み内に不快な味を呈する物質を塗布する構成や、特許文献２では嫌悪剤等をコイン電池の絶縁ガスケットの表面または内部に存在させる構成が開示されている。

一方、コイン形電池の表面には商品識別性および安全性を表示するために、製造業者名、品種、品番、産地、極性などを文字、数字、図形、記号およびこれらの組み合わせからなるマークや刻印によって表示することが通常である。例えば特許文献３には、文字、数字、図形あるいはこれらの組み合わせからなるモノグラム表示が有色塗料によって印刷表示されることが開示されている。

実開昭５９－６２６６６号公報 特許第６０００２５２号公報 特開２００１－１１０３７０号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では電池缶の表面に凹みを多数設けるため、凹み部分で缶厚みが薄くなり電池の封口板や電池缶の強度が低下するという問題が生じていた。また、製造工程において、凹み部分形成や不快な味物質塗布という別工程を加える必要があり、電池の生産効率が低下していた。

また、特許文献２に記載の技術ではコイン形電池の絶縁ガスケット表面に嫌悪剤等を塗布しているため、上記と同様、嫌悪剤等を塗布するための別工程を加えなければならないとともに、直径の小さいコイン形電池ではそのガスケット部分にのみ嫌悪剤等を塗布することは非常に困難であり、電池の生産効率が低下していた。さらに、電池の絶縁ガスケットの内部に嫌悪剤等を存在させた場合には、嫌悪剤等の効果を十分に発揮できなく、誤飲防止の効果が低下するという問題が生じていた。

特許文献３に記載の技術では、コイン形電池表面に有色塗料によるモノグラム表示をおこなった後さらに嫌悪剤を塗布する場合、電池表面に有色塗料塗布部分と嫌悪剤塗布部分の両方が存在することによって、電池表面の有効な導電部分が小さくなるという問題が生じていた。

本開示の一局面コイン形電池は、一方の極性を有する封口板と他方の極性を有する電池缶を備え、前記封口板および電池缶の少なくとも一方の外側表面には、文字、数字、記号、図形、色彩およびこれらの組み合わせからなるマークが、嫌悪剤を含む嫌悪層により形成されている。

また、本開示の他の一局面のコイン形電池は、一方の極性を有する封口板と他方の極性を有する電池缶を備える。前記封口板および前記電池缶の少なくとも一方の外側表面には、文字、数字、記号、図形およびこれらの組み合わせからなる刻印が形成されており、前記刻印部分には嫌悪剤を含む嫌悪層が形成されている。

本開示のコイン形電池では、電池表面に形成されるマーク部分以外には嫌悪剤が存在しないため、著しい導電性の低下がなく、電池表面の有効導電範囲を最大にしつつ電池に誤飲防止効果を付与することができる。

またマークを、嫌悪剤を含む嫌悪層によって形成するため、マーク形成と嫌悪剤付与を同時におこなうことができ、電池製造工程に新たな工程を付け加えることなく、電池表面に効率良く嫌悪剤の付与をおこなうことができる。

図１は、本開示の一実施形態のコイン形電池の断面概略図である。 図２は、同コイン形電池の平面図である。 図３Ａは、一実施形態の他のコイン形電池の平面図である。 図３Ｂは、一実施形態のさらに他のコイン形電池の平面図である。 図３Ｃは、一実施形態のさらに他のコイン形電池の平面図である。 図３Ｄは、一実施形態のさらに他のコイン形電池の平面図である。 図３Ｅは、一実施形態のさらに他のコイン形電池の平面図である。 図３Ｆは、一実施形態のさらに他のコイン形電池の平面図である。 図４Ａは、一実施形態のさらに他のコイン形電池の平面図である。 図４Ｂは、一実施形態のさらに他のコイン形電池の平面図である。 図４Ｃは、一実施形態のさらに他のコイン形電池の平面図である。 図４Ｄは、一実施形態のさらに他のコイン形電池の平面図である。

本開示の一実施形態のコイン形電池を、図面を参照しながら説明する。本実施形態のコイン形電池は、リチウム一次電池を例に示したが、これに限られるものではなくリチウム二次電池、乾電池等の公知のコイン形電池に適用できる。なお、本開示のコイン形電池には、ボタン電池および扁平電池が包含される。

図１は、本開示の一実施形態のコイン形電池１の断面概略図である。図２は、コイン形電池１の平面図である。図１は図２に示すコイン形電池１の線Ｉ－Ｉにおける断面を示す。図１に示すように、本実施形態のコイン形電池１は、一方の極性を有する電池缶２と他方の極性を有する封口板３を外装体とする。電池缶２と封口板３は、それぞれ円形平面部とこの円形平面部外周縁に連なる円筒状側壁部からなり、鉄またはステンレス鋼などの鉄合金で構成される。

電池缶２の円形平面部の直径は封口板３の円形平面部の直径より大きく、電池缶２と封口板３は各々の円形平面部が対面し、電池缶２の円筒状側壁部の内側に前記封口板３の円筒状側壁部が位置するように配置される。電池缶２と封口板３の内側には、正極４、負極５、セパレータ６と非水電解液からなる発電要素が収容され、電池缶２と封口板３はガスケット７を介して封口される。

正極４は活物質として二酸化マンガンを用い、公知の導電剤、結着剤を添加して構成される。導電剤としては、例えば天然黒鉛、人造黒鉛、ケッチェンブラックやアセチレンブラック等のカーボンブラック、炭素繊維等が挙げられ、結着剤としては、例えばＰＴＦＥやＰＶＤＦ等のフッ素系樹脂が挙げられる。

負極５にはリチウム金属や、リチウムアルミニウム合金等のリチウム合金が用いられ、このほか前記リチウム金属やリチウム合金の表面にアルミニウム層や炭素層など公知の層を形成した多層シートであってもよい。

セパレータ６にはポリプロピレン樹脂製微多孔膜シートが用いられ、このほかポリオレフィン系樹脂からなる単層または多層の微多孔膜シートや不織布等公知のセパレータを用いることができる。

非水電解液には、非水溶媒としてγ-ブチロラクトン、１，２-ジメトキシエタン、プロピレンカーボネート、エチレンカーボネート等公知の非水溶媒あるいはこれらの組み合わせを用いることができ、電解質としてＬｉＣｌＯ_４、ＬｉＢＦ_４、ＬｉＰＦ_６、ＬｉＣＦ_３ＳＯ_３、ＬｉＮ（ＣＦ_３ＳＯ_２）_２等公知のリチウム塩あるいはこれらの組み合わせを用いることができる。

正極を電池缶２に対向して配置し接続し、負極を封口板３に対向して配置して接続すると、正の極性を有する電池缶２および負の極性を有する封口板３となる。

図２に示すように、正の極性を有する電池缶２の円形平面部の外表面平坦部には、文字、数字、記号、図形、色彩またはこれらの組み合わせからなるマーク８１（黒塗りつぶし部分すべて）が形成される。マーク８１は、電池の製造業者名、品種、品番、産地、極性など商品識別性、安全性を示すものであり、円形平面部内で、文字、数字等の大きさ、形状、模様等を適宜変更できる。電池缶２の平面部外表面にマークが形成されると、より直径の大きな平面に、より大きくわかりやすいマークを形成することができ、有効であるが、これに限定されるものではなく、負の極性を有する封口板３の円形平面部の外表面にマーク８１を形成してもよい。

マーク８１は、嫌悪剤のうちの少なくとも１種を含む嫌悪層８０により形成される。

ここで嫌悪剤とは、公知のものであれば特に限定されるものではなく、乳幼児や成人が口に入れた際、違和感、不快感、嘔吐感を生じさせる化合物すべてを意味する。１種を単独で用いてもよいし、２種以上を混合して用いてもよい。このような嫌悪剤の例としては、安息香酸デナトニウム、デナトニウムサッカライド、塩化デナトニウムなどのデナトニウム塩、キク抽出物、キハダ抽出物、ヒメマツタケ抽出物、レイシ抽出物、カワラタケ抽出物、ナリンジン、フムロン等、カテキン、カフェイン、アントシアニン、アミノ酸類、クルルビタシン、フェニルチオカルバミド、カルシウム、硫酸マグネシウム、塩化マグネシウム、カテキン類、アルカロイド類、アノレカロイド類、キサンチン類、テルペン類、トリテルペノイド類、テルペン配糖体等が挙げられる。

また、嫌悪剤として、カプサイシン、イソチオシアン酸エステル、シニグリン等の辛味を感じさせる化合物、クエン酸、酒石酸、フマル酸、フマル酸ナトリウム、リンゴ酸、アジピン酸等の酸味を感じさせる化合物等を用いてもよく、嘔吐感を生じさせるトコンのような化合物、いわゆる催吐剤を用いてもよい。

マーク８１は、通常使用される印字、印刷用のインクに上述した嫌悪剤を混ぜ合わせたインクを、インクジェット方式、インク転写方式、ホットスタンプ方式等によって、電池表面に形成することができる。インクと嫌悪剤の混合比率は、嫌悪剤の効果の即効性や生産性を損なわない範囲で適宜設定するとよい。

嫌悪層８０は、鋼板、ステンレス鋼板等コイン形電池に用いられる各種金属板に適用でき、インクによるマーク形成方法としては、インクジェット方式が、大小各大きさのコイン形電池に対する適応性が高く、とくに好適である。嫌悪層８０は、嫌悪剤とバインダーと溶剤とを含有する。

嫌悪層８０のバインダーとしては、公知の有機系、無機系材料が使用でき、例えば有機系材料としては、カルボキシメチルセルロース、メチルセルロース、エチルセルロース、結晶セルロースなどのセルロース系、エステル系、オレフィン系、アクリル系、エポキシ系、ウレタン系、アルキッド系、塩化ビニル系、メラミン系、フェノール系などの樹脂を挙げることができる。無機系材料としては、例えば、シリコン系、セラミック系などの公知の材料を挙げることができる。また、ポリビニルアルコール系樹脂、ポリビニルピロリドンなどの水溶性樹脂も挙げることができ、水溶性デンプン、カルボキシルメチルセルロースなども用いることができる。

また嫌悪層８０の溶剤としては、例えば水溶性有機溶剤として、グリセリン、エチレングリコール、プロピレングリコール、エタノールから選択される一種またはこれらの組み合わせを用いることができ、そのほか脂肪族アルコール類とそのエステル類およびこれらの組み合わせを用いることができる。

図３Ａから図３Ｆは、一実施形態の他のコイン形電池１の平面図である。マークは、図２に示すように電池缶の円形平面部上にそのまま形成する以外に、図３Ａに示すようにマークと同形状の刻印部９を電池缶の平面部外表面に形成した後、この刻印部内に嫌悪層８０を形成してもよい。刻印部９は電池缶の外表面に刻まれた溝で形成され、刻印金型のプレス加工によって形成することが好ましい。他の方法としてレーザー照射によって刻印部９を形成してもよい。

図３Ｂに示すコイン型電池では、刻印部９を覆うように嫌悪層８０によりマーク８２が形成されている。図３ＤＣに示すコイン型電池では、極性、品種、製造業者名を示す刻印部９を覆うように嫌悪層８０によりマーク８２が形成されている。

図３Ｂと図３Ｃに示すにおけるマーク８２は、前述したマーク８１と同様の材料、形成方式で形成することができる。

また、嫌悪層８０は刻印部９内からはみ出てもよく、刻印部９を部分的に覆うように形成してもよい。図３Ｄに示すコイン形電池では、刻印部９以外の部分に、嫌悪剤を含むインクよりなる嫌悪層８０でマーク８１が形成されている。図３Ｅに示すコイン形電池では、電池の刻印部９以外の部分に嫌悪層８０よりなるマーク８１が形成されている。図３Ｆに示すコイン形電池では、電池の刻印部９以外の部分に嫌悪層によるマーク８１が形成されている。また、図３Ｄから図３Ｆに示すように、刻印部９以外の円形平面部に、嫌悪剤を含むインクより嫌悪層８０でで、種々の形状、デザインのマーク８１を形成してもよい。

図４Ａから図４Ｄは、一実施形態のさらに他のコイン形電池１の平面図である。図２および図３Ａから図３Ｆでは、正の極性を有する電池缶２の平面部外表面にマーク８１、８２を形成した例を示した。図４Ａから図４Ｄに示すように、負の極性を有する封口板３の平面部外表面にマーク８１、８２を形成しても同様の効果が得られる。図４Ａから図４Ｄに示すように、マーク８１、８２および刻印部９については、図２から図３Ｆに示す電池缶２に形成された嫌悪層８０と同様に形成することができる。図４Ａに示すコイン形電池では、負極性を有する封口板３の平面部外表面に、嫌悪層８０によりマーク８１が形成されている。図４Ｂに示すコイン形電池では、負極性を有する封口板３の平面部外表面に刻印部９が形成されている。図４Ｃに示すコイン形電池では、刻印部９を覆うように嫌悪剤を含む嫌悪層８０によりマーク８２が形成されている。図４Ｄに示すコイン形電池では、刻印部以外の部分に、嫌悪層８０でマーク８１が形成されている。

図１から図４Ｆでは、黒色インクを用いてインクジェット方式によりマーク８１、８２を形成した図を示したが、インクの色は黒色のほかインパクトを与える等の目的のために種々の色を採用してよい。

マーク８１、８２を形成する嫌悪層８０に含まれる嫌悪剤には、少なくとも安息香酸デナトニウムが含まれることが好ましい。安息香酸デナトニウムは一般的な苦味剤であり、入手が容易であるためである。

嫌悪層８０は、導電性を有することが好ましい。嫌悪層８０に導電性を付与することにより、本来は導電性がほとんどないマーク８１、８２部分に導電性を付与ことができ、マーク８１、８２が形成された電池平面部全体の導電性を向上させることができる。導電性を有する材料としては公知のものであれば特に限定されるものではなく、例えば、黒鉛類、カーボンブラック等の各種導電性炭素材料や、金、銀、銅、ニッケル、アルミニウム、モリブデン、タングステン、タンタル、スズ、インジウム、チタン、イットリウム、亜鉛、マグネシウム、セリウム、ストロンチウム、鉛、白金、パラジウムおよびこれらの組み合わせからなる金属微粉末を用いることが好ましい。

嫌悪層８０は、有色であるか、あるいは光を照射した際発色または発光することが好ましい。このように嫌悪層８０が有色あるいは光を照射した際発色または発光するようにすると、嫌悪層８０が電池表面に確実に形成されているかどうかを確認することができ有効である。とくに、電池を長期間保管した際には、光を照射したときの発色発光の程度を観察することにより、嫌悪剤の効果が残っているか否かを判断することができ有効である。

嫌悪層８０に光を照射した際発色または発光する材料としては、例えば蛍光塗料であるバリウムまたはストロンチウムを含む材料やフルオレセインが挙げられ、波長３８０ｎｍ～４８０ｎｍの紫外線を照射した際発光する公知の材料を用いればよい。

また、嫌悪層８０を有色にするための顔料としては、例えば有機顔料として、レーキレッド、エオシンレーキ、フタロシアニングリーン、グリーンゴールド、フタロシアニンブルー、メチルバイオレットレーキなどを用いることができ、レーキレッド、エオシンレーキでは赤色、フタロシアニングリーンでは緑色、グリーンゴールドでは黄緑色、フタロシアニンブルーでは青色、メチルバイオレットレーキでは紫色に着色が可能である。

嫌悪層８０はドット状に形成されていても良く、嫌悪層８０の色を有色にして、いろいろな色彩とドットとを組み合わせることにより、マークのデザイン、模様を種々構成することができる。この際、嫌悪層８０の形成時にインクジェット方式を採用すると、効率良く多種多様なマークを構成することができる。マークを形成する大きさや位置は、導電性を著しく損なわない範囲で適宜設定する。

本開示のコイン形電池１では、電池表面に形成されるマーク８１、８２以外には嫌悪剤が存在しない。したがって、著しい導電性の低下がなく、電池表面の有効導電範囲を最大にしつつ電池に誤飲防止効果を付与することができる。

またマーク８１、８２を、嫌悪剤を含む嫌悪層８０によって形成するため、マークの形成と嫌悪剤の付与を同時におこなうことができ、電池製造工程に新たな工程を付け加えることなく、電池表面に効率良く嫌悪剤の付与をおこなうことができる。

このように、コイン形電池１の表面に嫌悪剤を付与する際、嫌悪剤の付与により電池表面の有効導電部分を著しく狭めることなく、また嫌悪剤塗布のための別工程を新たに加えることなく、誤飲防止効果と導電性に優れたコイン形電池１が得られる。

本実施形態のコイン形電池では正極活物質に二酸化マンガン、負極活物質にリチウム金属を用いたリチウム一次電池を例に示したが、これに限らず公知のコイン形のリチウムイオン電池、リチウム二次電池、マンガン乾電池、アルカリ乾電池等に適用できる。

本開示のコイン形電池は、電池の誤飲防止を図れるため、コイン形電池を電源として用いる各種機器に安心して用いることができる。

１ コイン形電池
２ 電池缶
３ 封口板
４ 正極
５ 負極
６ セパレータ
７ ガスケット
８０ 嫌悪層
８１，８２ マーク
９ 刻印部

Claims (12)

1. 一方の極性を有する封口板と他方の極性を有する電池缶を備えたコイン形電池の製造方法であって、
   前記封口板および前記電池缶の少なくとも一方の外表面に、文字、数字、記号、図形、色彩およびこれらの組み合わせからなるマークを、嫌悪剤を含む嫌悪層により形成する工程を含み、
   前記マークの形成と、前記嫌悪層の形成とが同時に行われ、
   前記嫌悪層は、紫外線を照射した際に蛍光を発光する、コイン形電池の製造方法。
2. 前記嫌悪剤は安息香酸デナトニウムを含む、請求項１記載のコイン形電池の製造方法。
3. 前記嫌悪層は導電性を有する、請求項１記載のコイン形電池の製造方法。
4. 前記嫌悪層は、有色である、請求項１記載のコイン形電池の製造方法。
5. 前記嫌悪層はドット状に形成されている、請求項１記載のコイン形電池の製造方法。
6. 前記封口板の外表面に前記マークが形成されている、請求項１記載のコイン形電池の製造方法。
7. 一方の極性を有する封口板と他方の極性を有する電池缶を備えたコイン形電池であって、前記封口板および前記電池缶の少なくとも一方の外表面には、文字、数字、記号、図形およびこれらの組み合わせからなる刻印が形成されており、前記刻印部には嫌悪剤を含む嫌悪層によるマークが形成されており、
   前記マークは前記刻印部から少なくとも一部がはみ出て形成され、
   前記嫌悪層は、紫外線を照射した際に蛍光を発光する、コイン形電池。
8. 前記嫌悪剤は安息香酸デナトニウムを含む、請求項７記載のコイン形電池。
9. 前記嫌悪層は導電性を有する、請求項７記載のコイン形電池。
10. 前記嫌悪層は、有色である、請求項７記載のコイン形電池。
11. 前記嫌悪層はドット状に形成されている、請求項７記載のコイン形電池。
12. 前記封口板の外表面に前記マークが形成されている、請求項７記載のコイン形電池。