JPH04230965A - 空気補助アルカリ電池 - Google Patents

空気補助アルカリ電池

Info

Publication number
JPH04230965A
JPH04230965A JP3099895A JP9989591A JPH04230965A JP H04230965 A JPH04230965 A JP H04230965A JP 3099895 A JP3099895 A JP 3099895A JP 9989591 A JP9989591 A JP 9989591A JP H04230965 A JPH04230965 A JP H04230965A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
mno2
air
cathode
porous
mixture
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP3099895A
Other languages
English (en)
Other versions
JP3265430B2 (ja
Inventor
Lewis F Urry
ルイズ　エフ　ユリー
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Edgewell Personal Care Brands LLC
Original Assignee
Eveready Battery Co Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Eveready Battery Co Inc filed Critical Eveready Battery Co Inc
Publication of JPH04230965A publication Critical patent/JPH04230965A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP3265430B2 publication Critical patent/JP3265430B2/ja
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/40—Alloys based on alkali metals
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M12/00—Hybrid cells; Manufacture thereof
    • H01M12/04—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type
    • H01M12/06—Hybrid cells; Manufacture thereof composed of a half-cell of the fuel-cell type and of a half-cell of the primary-cell type with one metallic and one gaseous electrode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/64—Carriers or collectors
    • H01M4/70—Carriers or collectors characterised by shape or form
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/86—Inert electrodes with catalytic activity, e.g. for fuel cells
    • H01M4/90—Selection of catalytic material
    • H01M4/9016—Oxides, hydroxides or oxygenated metallic salts
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/1535—Lids or covers characterised by their shape adapted for specific cells, e.g. electrochemical cells operating at high temperature
    • H01M50/1537—Lids or covers characterised by their shape adapted for specific cells, e.g. electrochemical cells operating at high temperature for hybrid cells
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
    • H01M50/10—Primary casings; Jackets or wrappings
    • H01M50/147—Lids or covers
    • H01M50/148—Lids or covers characterised by their shape
    • H01M50/154—Lid or cover comprising an axial bore for receiving a central current collector
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P70/00—Climate change mitigation technologies in the production process for final industrial or consumer products
    • Y02P70/50—Manufacturing or production processes characterised by the final manufactured product

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Inert Electrodes (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は空気補助アルカリ電池に
関する。
【０００２】アルカリ電池はこの技術分野ではよく知ら
れている。普通のアルカリ電池は亜鉛陽極、陰極として
２酸化マンガンおよび電解液に水酸化カリウム水溶液を
用いる。この電池は工業および家庭用途のいづれも容易
に市販品を人手できる。
【０００３】
【従来の技術】最近スペインのセガサインターナショナ
ルから新型アルカリ電池が発表された。これは陽極とし
て亜鉛、陰極として２酸化マンガンおよび電解液として
水酸化カリウム水溶液を用いる空気補助電池である。こ
の電池は２酸化マンガン（ＭｎＯ２）含有陽極がその周
辺にそって長さ全体にわたり有孔肋骨形空気分布グリッ
ドによって支持されている。電池の底又は負性端は電池
に空気を入れ支持された陽極外側にそってとおらせる絶
縁性支持物をもつ。電池が回路につなげられると、電気
化学的反応は主として２酸化マンガン陰極の存在によっ
て開始される。反応進行につれてまた２酸化マンガン陰
極が電気化学的に還元されるにつれて、電池内空気は２
酸化マンガンを再酸化しかつ再チャージする。
【０００４】セガサ電池はその目標どおり機能するが、
それは陰極面を空気にさらすため陰極を完全にとりまく
陰極支持物を要する点で複雑な電池である。また電池内
部は空気を電池に入れＭｎＯ２と接触させるため複雑な
形の支持物および空気分布通路をもつ。
【０００５】前記のとおりセガサ空気補助アルカリ電池
は活性陰極材料として２酸化マンガンを使用する。出願
人の現在知るセガサ文献のいづこにも使用２酸化マンガ
ンが一般にアルカリ電池に使われている普通の電気化学
的に沈着した２酸化マンガン以外のものであるという記
載はない。セガサ文献は異種２酸化マンガン混合物の使
用によりえられるどの様な改良にも気付いてはいない。
【０００６】
【発明の開示】本発明により高価でありかつ電池内に場
所をとる空気分布グリッドの必要がなくしたがって電池
のエネルギー容量を増す活性物質の場所をもつ改良され
た空気補助アルカリ電池が製造される。この改良電池は
電池内のＭｎＯ２量増加により空気のない環境において
増加した連続ドレインサービスをもつ。同様に電池内の
亜鉛量の増加により空気存在において改良されたエネル
ギー容量をもつ。この改良空気補助アルカリ電池は高多
孔質２酸化マンガンおよび実質的に中実（ｓｏｌｉｄ）
の２酸化マンガンの混合物を使用する。
【０００７】本発明の一態様は高多孔質ＭｎＯ２および
実質的に中実のＭｎＯ２の混合物より成り、上記高多孔
質ＭｎＯ２は空気存在における空気補助アルカリ電池に
使用したとき混合物から製造された陰極の再チャージに
有効な量で存在しかつ実質的に中実のＭｎＯ２は空気不
在において適当なアルカリ電池を生成する量で存在する
空気補助アルカリ電池の陰極の製造に使用するに適する
組成物を包含する。本発明はまた混合物から製造した陰
極、並びに陰極の製造法、陰極組込み空気補助アルカリ
電池および空気補助アルカリ電池製造法を包含する。
【０００８】図１に示されている空気補助アルカリ電池
はその外部端子ともなる普通の伝導性鋼容器１１中に組
立てられる。電池の陰極１３は高多孔質２酸化マンガン
および実質的に中実の２酸化マンガンの混合物である。 この混合物は普通の混合機内で製造される。
【０００９】高多孔質２酸化マンガンの良い源泉はいわ
ゆる化学的に合成された２酸化マンガン又はＣＭＤであ
る。ＣＭＤは通常多孔度２５乃至３５％をもち市販され
ている。しかしＣＭＤは約６０％の多孔度をもつ高多孔
性球状で製造できる。多孔性球は空気補助電池内の酸素
と反応するのに有効なかなりの量の表面をもつ。電池が
唯一の活性陰極材料としてＣＭＤを用いて製造されたな
らば陰極の単位容積当りのＭｎＯ２有効量減少のため電
池の全エネルギー容量は低下するであろう。
【００１０】空気のない環境中の電池の全エネルギー容
量増加のためには実質的に中実のＭｎＯ２を電池反応に
利用する必要がある。実質的に中実のＭｎＯ２のよい源
泉は電解的に沈着したＭｎＯ２又はＥＭＤである。ＥＭ
Ｄは電気分解的に沈着した材料を電極からとり粉砕篩別
し、高密度粒状でえられうる。ＥＭＤは約１０乃至１６
％の多孔度をもつので実質的に固体材料である。
【００１１】ＣＭＤおよびＥＭＤは共に多孔質材料であ
るがＣＭＤは実質的に多孔質でありまたＥＭＤは実質的
に中実（ｓｏｌｉｄ）であるので、ＣＭＤ又は高多孔質
およびＥＭＤ又は実質的に中実という語は本明細書中材
料を特徴づけるため使われるであろう。
【００１２】乾電池の陰極製造へのＣＭＤおよびＥＭＤ
の使用は多年知られている処である。ＣＭＤおよびＥＭ
Ｄは各々を天然産２酸化マンガンと混合して陰極に製造
されている。しかし空気補助アルカリ電池の陰極中にＣ
ＭＤおよびＥＭＤの両者を混合使用したものは知らず、
また両材料の混合使用によってえられる発明的結果も知
られていない。
【００１３】空気補助電池の操作においてＭｎＯ２は再
生されるので、空気のある場合ＭｎＯ２の良好再チャー
ジ能力をえるには十分な高多孔質ＭｎＯ２のみが必要で
ある。電池の全エネルギー容量を増加するため、活性陰
極材料の追加供給にＥＭＤを加えることができる。ＥＭ
ＤのＣＭＤに対する比率の増加と共に電池のエヤーフリ
ー容量も増加する。電池陰極に使われるＣＭＤとＥＭＤ
の量は電池の望むパラメーターに依存し、例えば陰極当
りの使われているＣＭＤの多少は空気の存在において望
むエネルギー容量による。エヤーフリー環境における良
好な電池容量および空気存在環境における良好な再チャ
ージ能力のためＣＭＤ対ＥＭＤ重量比１：５の混合物が
好ましい。
【００１４】ＣＭＤは高多孔質２酸化マンガンの良好な
源泉であるが、他の源泉も今や使用できるし、将来も使
われるであろう。したがって本発明はそれに限定されな
い。同様にＥＭＤもバルクの実質的に固体の２酸化マン
ガンの容易に入手できる源泉である。しかし他の天然産
２酸化マンガンおよび普通にえられる低多孔質ＣＭＤな
どの源泉も使用できる。したがって本発明はＥＭＤに限
定されない。
【００１５】ＣＭＤおよびＥＭＤは陰極を選択的に防湿
し生成された電極構造の安定性改良に使われるテフロン
の水溶液の約０．６重量％量と共に混合機に加えられる
。テフロンはデュポン社商品名でポリテトラフルオロエ
チレン重合体である。ＭｎＯ２の選択的防湿性は空気と
の接触に使われるＣＭＤ表面を保持するので再チャージ
能力に必要なＭｎＯ２−空気−電解液接続は完成電池内
でえられる。成分を十分に混合後陰極組成物を電池の鋼
製容器に注入する。電池容器に陰極物質を入れるに衝撃
式押出機が使われる。押出機圧力によって陰極物質は容
器壁周囲にぴったり詰められテフロンは混合物を結合し
て１体とする役をする。電池製造において陰極の２酸化
マンガンに多孔性傾斜が形成され最高充填密度は容器底
においてあり最低密度は上部においてできることが認め
られた。陰極上部は底ほどかたく詰まっていないのでＣ
ＭＤ／ＥＭＤ混合物は上部においてより空気にさらされ
る。形成された陰極上部において物質の充填密度は約７
０％であるが、底においては約１００％である。
【００１６】本発明の空気補助アルカリ電池の陰極操作
においてＭｎＯ２のいくらかが伝導体に、電解液にまた
空気に同時にさらされることが非常に重要である。セガ
サ電池においてこれは空気分布グリッド使用をとおして
えられた。高多孔質ＭｎＯ２をもつ本発明電池において
は空気補助電池再チャージのため陰極上部にＭｎＯ２表
面積および空気通路を与えてこの様なグリッドは使わな
い又は必要ないが、実質的に固体のＭｎＯ２はアルカリ
電池の普通の操作のために２酸化マンガンの多量の存在
を与える。
【００１７】ＣＭＤはマンガン砿から出発して製造でき
る。マンガン砿を先づ硝酸塩に変えて炭酸アンモニウム
および化学酸化剤と処理して炭酸マンガンとする。この
炭酸マンガンを洗浄後酸素および化学酸化剤存在で焼い
て２酸化マンガンを生成し洗浄精製して電池用２酸化マ
ンガン物質をえる。空気補助電池の陰極製造に使われる
好ましいＣＭＤはベルギー、ブラッセル市サダカムＳ．
Ａ．の部門セデマからえられた物質である。この物質は
セデマによってセデマ製２酸化マンガンと確認されてい
る。この物質は約６０％の多孔度をもっている。ＥＭＤ
は２酸化マンガンの電解沈着からえられ本出願人によっ
て供給される。ＥＭＤはまた市販品を購入できる。この
物質が均質混合物に混合され容器に加えられ陰極を形成
したときの陰極の好ましい平均多孔度は２０％である。 ＣＭＤは約０．１３ｃｃ／ｇの多孔度をもつがＥＭＤの
多孔度は約０．０２２乃至０．０３５ｃｃ／ｇである。
【００１８】陰極が容器中に形成された後陽極物質を陰
極および容器から電気的に分離するため分離板１５が入
れられるが、電極間のイオン移動は依然可能である。陽
極物質１７は電池の分離板で囲まれた空所に加えられる
。陽極物質は亜鉛粉末、ゲル形成性結合剤および電池に
使われる電解液の混合物より成る。好ましい結合剤はオ
ハイオ州クリーブランド、Ｂ．Ｆ．グッドリッチ社から
販売のカルボキシポリメチレン重合体であるカルボポー
ル９３４である。
【００１９】空気補助電池の２酸化マンガンである放電
された活性陰極は電池内の空気および電池内に入りうる
空気との反応をうけ再チャージされ還元された１酸化マ
ンガンは２酸化マンガンに再酸化される。アルカリ電池
放電において２酸化マンガンは低級酸化状態に還元され
る。空気中の酸素は長期にわたり自然に高級酸化状態を
回復又は再生するであろう。電池は短期間急速放電をう
けるならば各放電間に空気が完全にＭｎＯ２を再チャー
ジできる様電池を実質的期間休ませる必要がある。しか
し電池がＭｎＯ２が入り来る空気により再チャージされ
るより小さな速度で連続放電されるならば、ＭｎＯ２が
放電されると同じ速さで空気はＭｎＯ２を再チャージす
る。換言すれば電池が放電する速さに関係なく電池が低
速で放電する又は十分な時間休ませられれば陰極の再チ
ャージ能力はその空気への接近にのみ限られる。陰極物
質は亜鉛陽極物質を含まずに再生される。亜鉛は放電中
酸化されるが休息時間中再生されえない。これを考える
と空気補助アルカリ電池には陰極物質は僅かに加えれば
よく、代りに亜鉛容量は電池全容量増加のため電池中で
増加できる。
【００２０】図１に戻ってアルカリ性電解水溶液は約３
４乃至３７重量％水酸化カリウム水溶液である。陽極混
合物１７からの電解液は分離板１５および陰極１３を透
過する。オープン領域１９は電池内に陽極混合物１７膨
張用空所のため残されている。
【００２１】図２の組立品２０は電池を閉じるに使われ
る。組立品は陽極電流コレクター２１、シール部品２３
、空気透過性ガスケット２５、中性カバー２７および各
部１体接続に使われるリベット２９より成る。
【００２２】陽極電流コレクター２１は電池の苛性環境
に不活性な導電性金属でできている。コレクター金属は
真鋳板が好ましい。陽極電流は弓形に巻かれている。金
属板は重ね合わされ平面を成しそれはシール部品２３の
底に対してぴったりはまる。爪形コレクターも適当であ
る。
【００２３】シール部品２３は電池の多数部品に適合す
る有機重合体物質でできている。好ましい物質はポリプ
ロピレンである。シール部品２３はスリーブ３５をつけ
ている実質的平面底３３をもつ。底部３３の縁の下およ
びその線に実質的に円形突出している第１壁３７がある
。底部３３縁から周囲に間隔をおいた多数スポーク３９
が底部３３から上方に出ている第２壁４１の下に突出し
ている。スポーク３９間の空間４３は空気のシール部品
２３への通路となる。
【００２４】膜２５は壁４１で囲まれたシール部品２３
の領域内にはまる。膜はテフロン、２層でできている。 １層は不織布であり他層は網布である。２層は加熱封入
されて電池の空気透過性膜となる。ガスケット２５は溶
接により底３３およびスポーク３９に固定されうる。ウ
インガーの米国特許３，９２２，１７８号に発表された
様な脂肪族ポリアミド接着剤が溶接を助けポリプロピレ
ンシールおよび微孔性ガスケット間への電解液浸入を防
ぐため使用できる。接着剤の２粒が使用できる。１粒は
底３３縁周囲につけられそこで壁４１の内側を接合する
。第２粒は底３３につけられそこでスリーブ３５の外壁
を接合する。
【００２５】微孔性ガスケット２５を更に固定するため
シール２３の底３３上に同心円的に隆起山４０を形成で
きる。ガスケット２５は底３３上の山と中性カバー２７
間に締付けられるであろう。
【００２６】孔をもつ中性カバー２７はスティンレス鋼
でつくられているとよく電池内に空気を入れる１対の開
孔４５をもつ。有孔カバー２７は壁４１で囲まれたシー
ル部品領域内に入る。
【００２７】リベット２９は真鋳でつくられているとよ
く細い部分４７をもちそれは伸びて組立品２０の全部分
を１体に結合する。
【００２８】組立品２０および電池全体の各部寸法は組
立てる電池型式のそれぞれの寸法の要求に合わせて変更
できる。
【００２９】図１に示すとおり組立品２０は逆にした電
池の底に挿入される。壁３７は分離板１５の上端を陰極
物質１３から遠ざける。壁３７および分離板１５は陽極
物質１７が電池に入る空気と接触するのを防ぐ。これは
亜鉛の酸素との直接反応による損失を避ける。シール部
品２３の壁４１は中性カバー２７を電気的絶縁して容器
１１と接触させない。
【００３０】電池の完全組立てのため底カバー５１を鋼
容器１１中におきまた組立品２０の壁４１によって容器
との接触も防ぐ。底カバー５１はリベット２９又は他の
導電性部材と電気接触して底カバー５１を電池の第２外
部端子とする。鋼容器１１および組立品２０の端は電池
底につけられた底カバー５１の巻上り部分５３を保持す
る様巻かれている。ギャップ５５が底カバー５１をとり
まいてそれを容器１１との接触から防いでいる。底カバ
ー５３は３小孔５４をもつとよく、その２個は図１に見
えるとおり約１２０°間隔にあり電池底への空気流入孔
となる。空気は組立品２０をとおり空気通路４３をへて
陰極上部と接触する。上部カバー５７は陰極がその位置
に入れられた後溶着物５９によって容器に固定できる。 この工程の前又はあとに容器に単につけられるときそれ
を加えることができる。
【００３１】本発明のＤ−大きさ空気補強アルカリ電池
を２．２オーム連続サービス試験をした（図３）。
【００３２】試験結果は本発明の空気補助電池（１）が
２市販アルカリ電池（５および６）よりも良好でありま
た他の市販空気補助アルカリ電池（３）および実験空気
補助アルカリ電池（２）よりもずっと良好であることを
示した。電池は実験アルカリ電池（４）程よくはなかっ
た。最後の結果は実際のＭｎＯ２の少ない空気補助電池
（１）のＣＭＤをもつ電池にある陰極物質量の関数であ
った。
【００３３】空気補助アルカリ電池は高速パルス放電間
にありながらそのいくらかのチャージを回復するので、
乾電池工業で認められている間欠放電試験（図４）を行
なった。えらんだ標準試験において、毎日８時間、時間
当り４分間２．２オーム負荷でＤ大きさ電池を放電して
試験曲線をつくった。毎日の全放電時間は３２分であっ
た。しかし曲線１は１日２４時間、毎時４分間の２．２
オーム負荷におけるＤ大きさ電池放電によってえた。全
放電時間は合計９６分であった。この試験法はＣＩＴに
よる本出願人によって定められた連続間欠試験法である
。ＣＩＴ法に代る工業標準法使用による衝撃は１日当り
９６分試験の代りに１日３２分試験の場合電池がずっと
多くの回復時間をもつことである。したがって空気分散
グリッドなしに製造された電池１がＣＩＴ試験の代りに
工業標準試験で検べられたときよりよいサービスをする
であろうと期待できる。この試験スケジュールの差異は
多分空気グリッドのない電池１と空気グリッドをもつ電
池２の間の性能差異によるであろう。
【００３４】空気補助アルカリ電池組立品の外部電極５
１の空気孔５４はオルトマンらの１９８７年３月１０日
公告米国特許４，６４９，０９０号に発表の様な適当な
蓋で閉じられている。この蓋は電池内部を有害環境条件
から防ぎまた電池の新鮮を保つ。
【００３５】完全組立電池の好ましいラベル材料および
形態はウイルらの１９８９年１月３１日公告米国特許４
，８０１，５１４号に発表されている。該特許に発表さ
れた多層接着剤ラベルは乾電池に特に便利である。
【００３６】上記記述から改良された空気補助アルカリ
電池が提供される。空気補助電池は陰極支持物又は空気
分布グリッドを必要としないが、代わりに電極内に空気
侵入路となる２酸化マンガンの多孔度にたよってＭｎＯ
２の再チャージを可能にする。多孔質空気分布支持物も
この電池には必要なく同じ大きさの容器内により多くの
活性材料が使用できる。
【００３７】本発明を好ましい態様について記述したが
、多くの変更および修正法があることは経験者には明ら
かであろう。したがって特許請求の範囲は従来技術を考
えるとこれら変更および修正法全部を包含する様できる
限り広く解釈されるべきものと考えている。
【００３８】
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は本発明の逆にした空気補助アルカリ電池
の断面図である。
【図２】図２は電池組立てに使用した部品の分解図であ
る。
【図３】図３は図２の組立てに使用した空気透過性シー
ル部品平面図である。
【図４】図４は多数の異なる電池の連続放電により生じ
た１連の曲線を示している。
【図５】図５は多数の異なる電池の間欠的放電により生
じた１連の曲線を示している。図４と図５において放電
時間（分）に対する結果を示しており、曲線番号は次の
ものを示している： １．　　空気分布グリッドをもたない空気補助アルカリ
電池（本発明） ２．　　空気分布グリッドつき空気補助アルカリ電池（
出願人の実験設定）

Claims (19)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】　　多孔質ＭｎＯ２と実質的に中実のＭｎ
    Ｏ２の混合物からなり、該混合物が陰極に形成したとき
    充填密度傾斜を有すると共に電池の操作中空気と接触す
    るよう該陰極の部分において主として最低充填密度とな
    っていることを特徴とする空気補助アルカリ電池用陰極
    。
  2. 【請求項２】　　多孔質ＭｎＯ２および実質的に中実の
    ＭｎＯ２の混合物より成りかつ空気なしに高アンペア時
    出力をもつ電池とするため該混合物が中実ＭｎＯ２を主
    体とすることを特徴とする空気補助アルカリ電池に使用
    する陰極。
  3. 【請求項３】　　多孔質ＭｎＯ２および実質的に中実の
    ＭｎＯ２の混合物の多孔質ＭｎＯ２対実質的に中実のＭ
    ｎＯ２の重量比がほぼ１：５である請求項２に記載の空
    気補肋アルカリ電池用陰極。
  4. 【請求項４】　　多孔質ＭｎＯ２が化学的に製造された
    ＭｎＯ２でありまた中実ＭｎＯ２が電気分解的に製造さ
    れたＭｎＯ２である請求項２に記載の空気補助アルカリ
    電池用陰極。
  5. 【請求項５】　　多孔質ＭｎＯ２および実質的に中実の
    ＭｎＯ２の混合物より成りかつ該多孔質ＭｎＯ２は陰極
    中に空気通路を与えて空気存在中で電池を再チャージさ
    せる有効量で存在することを特徴とする空気補助アルカ
    リ電池用陰極。
  6. 【請求項６】　　多孔質ＭｎＯ２および実質的に中実の
    ＭｎＯ２の混合物より成り、多孔質ＭｎＯ２は空気存在
    の空気補助アルカリ電池中に使われたとき該混合物から
    製造された陰極再チャージに効果ある量で存在しかつ実
    質的に中実のＭｎＯ２は空気なしに使用できるアルカリ
    電池生成量で存在することを特徴とする空気補助アルカ
    リ電池用陰極。
  7. 【請求項７】　　多孔質ＭｎＯ２および実質的に中実の
    ＭｎＯ２の混合物の多孔質ＭｎＯ２対中実ＭｎＯ２の重
    量比がほぼ１：５である請求項６に記載の空気補助アル
    カリ電池用陰極。
  8. 【請求項８】　　多孔質ＭｎＯ２および実質的に中実の
    ＭｎＯ２の混合物がＭｎＯ２を主体とするものである請
    求項６に記載の空気補助アルカリ電池用陰極。
  9. 【請求項９】　　多孔質ＭｎＯ２および実質的に中実の
    ＭｎＯ２より成る組成物を混合して多孔質ＭｎＯ２を空
    気存在において上記陰極再チャージに有効な量とし；か
    つ該組成物を加圧成形して上記陰極の１端において固体
    の最低容積比率と上記陰極の他端において最高比率をも
    つ充填傾斜を有する陰極とする工程より成ることを特徴
    とする空気補助アルカリ電池に用いる陰極の製造法。
  10. 【請求項１０】　　上記陰極加圧に衝撃押出機を使用す
    る請求項９に記載の陰極製造法。
  11. 【請求項１１】　　空気補助アルカリ電池の各部品を支
    持しかつ該電池の外部端子を形成する伝導性容器；多孔
    質ＭｎＯ２および実質的に中実のＭｎＯ２の混合物より
    成り該多孔質ＭｎＯ２は空気存在において電池の再チャ
    ージに有効な量で存在し上記容器内壁と接触している陰
    極；金属亜鉛、結合剤および電解液より成る陽極；該陰
    極を上記陽極から電気的に分離するための分離板；該陽
    極と電気接触している陽極電流コレクター；該陽極電流
    コレクターと接触している上記電池用外部端子；該電池
    において電気化学反応を促進するアルカリ性電解水液；
    および該電池に酸素を入れ該陰極と接触させる様な伝導
    性容器閉止用通気性シール；より成ることを特徴とする
    空気補助アルカリ電池。
  12. 【請求項１２】　　陰極が電池操作中空気と接触する陰
    極部分において主として中実ＭｎＯ２が最低比率である
    様な充填密度傾斜をもつ請求項１１に記載の空気補助ア
    ルカリ電池。
  13. 【請求項１３】　　陰極が多孔質ＭｎＯ２対中実ＭｎＯ
    ２重量比率１：５の混合物である請求項１１に記載の空
    気補助アルカリ電池。
  14. 【請求項１４】　　多孔質ＭｎＯ２が化学的に製造され
    たＭｎＯ２でありまた中実ＭｎＯ２が電気分解により沈
    着したＭｎＯ２である請求項１１に記載の空気補助アル
    カリ電池。
  15. 【請求項１５】　　アルカリ性電解水液が水酸化カリウ
    ム水溶液である請求項１１に記載の空気補助アルカリ電
    池。
  16. 【請求項１６】　　空気補助アルカリ電池の第１外部端
    子として役立つ電池用伝導性容器を用意し；多孔質Ｍｎ
    Ｏ２および実質的に中実のＭｎＯ２の混合物を製造し；
    該混合物を該容器に入れて陰極電極を形成し；該容器に
    分離板を加えて陰極陽極両電極を電気的に分離し；該容
    器に亜鉛陽極組成物を加えて該分離板と接触させ；かつ
    該電池用の陽極電流コレクターおよび該電池の第２外部
    端子を形成している通気性伝導性カバーをつける；工程
    より成ることを特徴とする空気補助アルカリ電池の製造
    法。
  17. 【請求項１７】　　多孔質ＭｎＯ２および実質的に中実
    のＭｎＯ２の混合物が実質的に中実のＭｎＯ２を主とす
    る割合で混合される請求項１６に記載の空気補助アルカ
    リ電池の製造法。
  18. 【請求項１８】　　多孔質ＭｎＯ２と実質的に中実のＭ
    ｎＯ２の混合物が多孔質ＭｎＯ２対実質的に中実のＭｎ
    Ｏ２重量比１：５で混合される請求項１６に記載の空気
    補助アルカリ電池の製造法。
  19. 【請求項１９】　　陽極組成物が亜鉛粉末および結合剤
    の混合物より成る請求項１６に記載の空気補助アルカリ
    電池の製造法。
JP09989591A 1990-02-09 1991-02-04 空気補助アルカリ電池 Expired - Fee Related JP3265430B2 (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US477418 1990-02-09
US07/477,418 US5079106A (en) 1990-02-09 1990-02-09 Air assisted alkaline cells

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH04230965A true JPH04230965A (ja) 1992-08-19
JP3265430B2 JP3265430B2 (ja) 2002-03-11

Family

ID=23895841

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP09989591A Expired - Fee Related JP3265430B2 (ja) 1990-02-09 1991-02-04 空気補助アルカリ電池

Country Status (8)

Country Link
US (1) US5079106A (ja)
EP (1) EP0441592B1 (ja)
JP (1) JP3265430B2 (ja)
KR (1) KR910016105A (ja)
CA (1) CA2032530C (ja)
DE (1) DE69132116T2 (ja)
DK (1) DK21791A (ja)
SG (1) SG49920A1 (ja)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003520410A (ja) * 2000-01-19 2003-07-02 ザ ジレット カンパニー 空気再生電池
JP2003532263A (ja) * 2000-04-26 2003-10-28 ザ ジレット カンパニー 空気補助バッテリー用のカソード
JP2011523499A (ja) * 2008-05-20 2011-08-11 エバレデイ バツテリ カンパニー インコーポレーテツド 流体消費バッテリへの流体を制御するシステム及び方法

Families Citing this family (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5248568A (en) * 1991-10-29 1993-09-28 Eveready Battery Company, Inc. Blowout multilayer film seal assembly for galvanic cells
US5229223A (en) * 1991-10-29 1993-07-20 Eveready Battery Company, Inc. Air-assisted alkaline cell having a multilayer film seal assembly
US5489493A (en) * 1995-06-07 1996-02-06 Eveready Battery Company, Inc. Alkaline manganese dioxide cell
US6383674B1 (en) 1999-03-11 2002-05-07 Eveready Battery Company, Inc. Air-assisted electrochemical cell construction
US6270921B1 (en) * 2000-01-19 2001-08-07 The Gillette Company Air recovery battery
US6257402B1 (en) 2000-04-06 2001-07-10 Eveready Battery Company, Inc. Package having vapor pressure control for batteries
US6444609B1 (en) * 2000-08-15 2002-09-03 Aer Energy Resources, Inc. Manganese-based oxygen reduction catalyst, metal-air electrode including said catalyst and methods for making the same
EP1597026A4 (en) * 2003-02-06 2006-04-26 Buck Knives Inc KNIFE WITH SPRING SUPPORT
WO2004082060A1 (ja) * 2003-03-13 2004-09-23 Apex Energy Inc. 高電流容量電池
CN100373672C (zh) * 2003-11-06 2008-03-05 北京双威富能科技有限公司 用于金属空气电池的锰催化空气阴极的制作工艺
US20050136321A1 (en) * 2003-11-26 2005-06-23 Bailey John C. Fluid consuming battery with fluid regulating system
US8088506B2 (en) * 2003-11-26 2012-01-03 Eveready Battery Company, Inc. Fluid consuming battery with fluid regulating system
US7837744B2 (en) * 2006-04-11 2010-11-23 Eveready Battery Company, Inc. Battery including a fluid manager mounted internal to cell
US7632585B2 (en) * 2007-04-11 2009-12-15 Eveready Battery Co., Inc. Battery having fluid regulator with pressure equalization
US7833649B2 (en) * 2007-04-11 2010-11-16 Eveready Battery Company, Inc. Battery fluid manager using shape memory alloy components with different actuation temperatures
US7732089B2 (en) * 2007-04-11 2010-06-08 Eveready Battery Company, Inc. Battery having fluid regulator with rotating valve
US7618739B2 (en) * 2007-04-11 2009-11-17 Eveready Battery Co., Inc. Battery and fluid regulating system having chassis with molded electronics
US20080254341A1 (en) * 2007-04-12 2008-10-16 Bailey John C Battery including a fluid manager
US8329357B2 (en) 2007-09-24 2012-12-11 Eveready Battery Company, Inc. Battery having fluid manager and sliding valve with friction reduction members
US8652665B2 (en) * 2008-05-20 2014-02-18 Eveready Battery Co. Inc. System and method of controlling fluid to a fluid consuming battery
US20100124688A1 (en) * 2008-11-18 2010-05-20 Eveready Battery Company, Inc. Regulator Valve for a Fluid Consuming Battery
US20100124687A1 (en) * 2008-11-18 2010-05-20 Eveready Battery Company, Inc. Fluid Manager Having Fluid Injection Primer for a Fluid Consuming Battery
WO2011002987A1 (en) 2009-07-01 2011-01-06 Eveready Battery Company, Inc. Battery having an air manager with a moving plate valve
CN102742054B (zh) 2010-01-29 2014-08-13 永备电池有限公司 制造具有含二氧化锰的催化电极的电化学电池的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3748184A (en) * 1971-11-26 1973-07-24 Gen Motors Corp Process of preparing manganese oxide catalyzed cathodes
US4121018A (en) * 1976-08-09 1978-10-17 Meer Danilovich Kocherginsky Positive electrode for air-depolarized alkaline primary cell with thickened electrolyte
US4105830A (en) * 1977-08-01 1978-08-08 Union Carbide Corporation Air depolarized cell
US4433035A (en) * 1981-10-26 1984-02-21 Duracell Inc. Catalytic cathode composition for air-depolarized cell and method of preparation
JPS59171468A (ja) * 1983-03-18 1984-09-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 空気極及びその触媒の製造法
US4608279A (en) * 1984-12-27 1986-08-26 Union Carbide Corporation Galvanic cells having ion exchange resin in their cathode mix
DE3722019A1 (de) * 1987-07-03 1989-01-12 Varta Batterie Verfahren zur herstellung einer kunststoffgebundenen gasdiffusionselektrode, die einen manganoxidkatalysator der ueberwiegenden zusammensetzung mno(pfeil abwaerts)2(pfeil abwaerts)o(pfeil abwaerts)3(pfeil abwaerts)* x mn(pfeil abwaerts)5(pfeil abwaerts)o(pfeil abwaerts)8(pfeil abwaerts) enthaelt
US4894296A (en) * 1987-10-27 1990-01-16 Duracell Inc. Cathode for zinc air cells

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003520410A (ja) * 2000-01-19 2003-07-02 ザ ジレット カンパニー 空気再生電池
JP2003532263A (ja) * 2000-04-26 2003-10-28 ザ ジレット カンパニー 空気補助バッテリー用のカソード
JP2011523499A (ja) * 2008-05-20 2011-08-11 エバレデイ バツテリ カンパニー インコーポレーテツド 流体消費バッテリへの流体を制御するシステム及び方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP0441592A3 (en) 1991-12-04
EP0441592B1 (en) 2000-04-19
CA2032530C (en) 2001-10-16
CA2032530A1 (en) 1991-08-10
KR910016105A (ko) 1991-09-30
DE69132116D1 (de) 2000-05-25
JP3265430B2 (ja) 2002-03-11
SG49920A1 (en) 1998-06-15
DK21791A (da) 1991-08-10
DE69132116T2 (de) 2000-11-16
EP0441592A2 (en) 1991-08-14
US5079106A (en) 1992-01-07
HK1007095A1 (en) 1999-04-01
DK21791D0 (da) 1991-02-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3265430B2 (ja) 空気補助アルカリ電池
US3532548A (en) Electrochemical cell utilizing three electrodes
US6069107A (en) Recharge catalyst with thin film carbon coating, metal-air electrode including said catalyst and methods for making said catalyst and electrode
US6127061A (en) Catalytic air cathode for air-metal batteries
US4552821A (en) Sealed nickel-zinc battery
US5863676A (en) Calcium-zincate electrode for alkaline batteries and method for making same
JP3056054B2 (ja) 亜鉛２次電池及び亜鉛電極
US6291090B1 (en) Method for making metal-air electrode with water soluble catalyst precursors
US3920478A (en) Divalent silver oxide-zinc cell having a unipotential discharge level
US3438812A (en) Rechargeable alkaline cell
US5489493A (en) Alkaline manganese dioxide cell
JPH08508847A (ja) 再充電型電池用の二酸化マンガン・プラス電極及び該電極を内蔵する電池
CA2297932A1 (en) Rechargeable battery with modified manganese oxide positive electrode
US5248568A (en) Blowout multilayer film seal assembly for galvanic cells
US5993999A (en) Multi-layer current collector
CA2281371A1 (en) Rechargeable nickel-zinc cell
Jindra Sealed nickel—zinc cells
US6060197A (en) Zinc based electrochemical cell
US20030077512A1 (en) Electrolyte for alkaline rechargeable batteries
EP0800221B1 (en) Alkaline storage battery and method for manufacturing positive electrode plate therefor
US4411969A (en) Battery construction characterized by reactively limited gridless electrode means, and methods of making and operating same
EP0051349B1 (en) A lead - acid battery construction
HK1007095B (en) Air-assisted alkaline cells
US20020184743A1 (en) Nickel positive electrode plate and alkaline storage battery
JP2005538502A (ja) 空気亜鉛電池

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090111

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090111

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100111

Year of fee payment: 8

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees