JPH08306398A - 円筒形空気電池 - Google Patents

円筒形空気電池

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JPH08306398A
JPH08306398A JP7111450A JP11145095A JPH08306398A JP H08306398 A JPH08306398 A JP H08306398A JP 7111450 A JP7111450 A JP 7111450A JP 11145095 A JP11145095 A JP 11145095A JP H08306398 A JPH08306398 A JP H08306398A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
cylindrical air
positive electrode
electrode
current collector
air electrode
Prior art date
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Pending
Application number
JP7111450A
Other languages
English (en)
Inventor
Isao Kubo
勲 久保
Shigeto Noya
重人 野矢
Shigeo Kobayashi
茂雄 小林
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.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP7111450A priority Critical patent/JPH08306398A/ja
Publication of JPH08306398A publication Critical patent/JPH08306398A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
  • Hybrid Cells (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【構成】 上端部が内側に折り曲げられた筒形の金属集
電体層と、その折り曲げ部分を除いた前記金属集電体層
の側面の周囲に配された触媒層と、前記触媒層の外周に
配された撥水性の多孔膜とからなる円筒形空気極を正極
とし、前記金属集電体層の折り曲げ部分の下面と前記触
媒層の内周上端部とに接触する金属製の内カップと、前
記円筒型空気極を前記内カップとで封口する正極缶とを
備え、前記内カップの外側面に対峙する部分の正極缶が
前記円筒形空気極側へ機械的に押圧されて溝入れ加工さ
れ、前記円筒形空気極を封口した円筒形空気電池。 【効果】 耐漏液の信頼性が向上し、さらに放電性能に
ついても向上した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、円筒形空気電池に関す
るものであり、特に円筒形空気電池の正極である円筒形
空気極の上部開口部の封口構造に関するものである。
【0002】
【従来の技術】図3に従来の円筒形空気亜鉛電池の側面
構造断面図を示す。また、図4に同電池の正極上部封口
部の拡大部分断面図を示す。
【0003】図中の31は3層構造の円筒形空気極で、
内側からマンガン酸化物と炭素系材料とを主体とする触
媒層32、集電体層33、撥水性のフッ素樹脂多孔膜層
34で構成されている。この空気極31は、ニッケルメ
ッキを施したステンレス鋼製の金網からなる長尺状の金
属集電体層33の側面にあらかじめ成形された触媒層3
2のシートをプレスにより圧着して構成されている。
【0004】次に、上記のような平板の空気極を触媒層
32が内側になるように巻回して円筒形の正極を構成す
る。
【0005】この3層構造の円筒形空気極31の上部
は、鋼板にニッケルメッキを施した金属製の外カップ3
5と内カップ36とで挟み込まれ封口されている。それ
ぞれのカップ35、36は円筒形空気極31に挿入した
後、外カップ35はその外周側面からローラーで溝入れ
されることにより円筒形空気極31に押しつけられ、内
カップ36はカップ側面を拡口し、円筒形空気極31に
押しつけられている。これにより、円筒形空気極31は
内カップ36と外カップ35に密着した状態になり、封
口部は気密で耐漏液特性の優れたものになっている。
【0006】このようにして正極上部を封口した後、多
孔膜34の外周側面および外カップ35の外周側面から
上面R部までポリプロピレン樹脂製などの不織布37で
包む。
【0007】ついで、外カップ35の上面に3箇所設け
られた小突起部38が正極缶39の上面の端子部40の
内側にスポット溶接される。
【0008】正極の触媒層32の内周に沿ってセパレー
タ41と底紙42が配されており、セパレータ41の内
部にはゲル状の亜鉛負極43が充填されており、正極ケ
ースの開口部は樹脂封口体44で封口されている。
【0009】図3および4中、45は金属集電体の上端
折り曲げ部、46は貫通孔、47は環状樹脂封口体、4
8はシール材、49はワッシャー、50は空気極下端
部、51はセパレータ下端部、52は環状樹脂封口体段
部、53は金属リング、54は底板、55は集電子であ
る。さらに、56は絶縁チューブ、57は空気取り入れ
孔で電池を使用するまでは、密閉シール58でシールさ
れている。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにして構成される円筒形空気電池において、金属集
電体層33と触媒層32とフッ素樹脂多孔膜層34とで
構成された円筒形空気極31の上端開口部を2個のカッ
プ35および36により封口した後、この空気極31を
電池に構成しようとする場合、正極缶39と空気極31
を封口している外カップ35とを溶接する時に、外カッ
プ35と正極缶39との溶接部に孔が開いたり、亀裂が
生じることがある。空気電池はアルカリ電解液を使用し
ているので、このように外カップ35に生じた極僅かな
孔や亀裂等であっても、すぐに漏液が発生するという問
題点がある。
【0011】また、円筒形空気極を外カップを用いて封
口するため、正極缶の内径に対して、円筒形空気極の外
径が外カップを配する分小さくなり、正極缶の内容積に
対し正、負極の充填効率が悪いという問題点がある。
【0012】本発明は、上記問題点を解決するもので、
耐漏液性や放電特性に優れた円筒形空気電池を提供する
ことを目的とする。
【0013】
【課題を解決するための手段】本発明の円筒形空気電池
は、上記目的を達成すべく、上端部が内側に折り曲げら
れた筒形の金属集電体層と、その折り曲げ部分を除いた
前記金属集電体層の側面の周囲に配された触媒層と、前
記触媒層の外周に配された撥水性の多孔膜とからなる円
筒形空気極を正極とし、前記金属集電体層の折り曲げ部
分の下面と前記触媒層の内周上端部とに接触する金属製
の内カップと、前記円筒形空気極を前記内カップとで封
口する正極缶とを備え、前記内カップの外側面に対峙す
る部分の正極缶が、前記円筒形空気極側へ機械的に押圧
されて溝入れ加工され、前記円筒形空気極を封口したこ
とを特徴とする。
【0014】上記したような金属集電体層と触媒層と撥
水性の多孔膜とからなる円筒形空気極の代わりに、さら
に上記触媒層の外周面と上記撥水性多孔膜の内周面との
間にガス拡散層を配したものを用いてもよい。
【0015】上記内カップを機械的に押圧して円筒形空
気極側へ押し拡げることが望ましい。
【0016】上記円筒形空気極を介して当接する内カッ
プの外側面に対峙する正極缶の内側面から底面R部にか
けてシール材を配することが望ましい。
【0017】上記正極缶上面の内側に金属集電体層の折
り曲げ部分の上面が溶接されていることが望ましい。
【0018】上記内カップの中央部に孔を設けることが
望ましい。上記触媒層がマンガン酸化物と炭素材料とを
主体とするものであることが望ましい。
【0019】
【作用】本発明の円筒形空気電池では、前記金属集電体
層の折り曲げ部分の下面と前記触媒層の内周上端部とに
接触する金属製の内カップと、前記円筒形空気極を前記
内カップとで封口する正極缶とを備えた構成とすること
によって、円筒形空気極を内カップと正極缶とで挟み、
その上端開口部を圧着封口するのに金属集電体層と正極
缶とを直接溶接することができるので、正極缶には溶接
による孔開きや亀裂が入ることは無く、耐漏液性に優れ
た電池となる。
【0020】また、外カップを使用しないため、円筒形
空気極の外径を大きくすることができ、電池の内容量が
多くなるだけでなく、電池の反応面積が広くなることに
より電池の放電特性が向上する。
【0021】このように、本発明の構成によれば、放電
性能や耐漏液性に優れた信頼性の高い円筒形空気電池が
えられる。
【0022】
【実施例】以下、本発明の一実施例について図面を参照
しながら説明する。
【0023】図1に本発明の円筒形空気亜鉛電池の側面
構造断面図を示す。また、図2に同電池の正極上部封口
部の拡大部分断面図を示す。
【0024】図中の1は3層構造の円筒形空気極であ
り、まず、従来例と同様にして、内側から触媒層2、金
属集電体層3およびフッ素樹脂多孔膜層4からなる3層
構造の平板の空気極を作製する。
【0025】次に、このようにして作製された平板の空
気極を触媒層2が内側になるように巻回して円筒形の空
気極1を構成するとともに、触媒層2が付与されていな
い金属集電体層3の上端折り曲げ部5を内側に折り曲げ
る。この3層構造の円筒形空気極1の上部は、鋼板にニ
ッケルメッキを施した金属製の内カップ6と正極缶7と
で挟み込まれ封口されている。内カップ6は円筒形空気
極1の内側に挿入した後空気極側へ拡口され、正極缶7
は外周側面からローラーで溝入れされることにより円筒
形空気極1に押しつけられている。これにより、円筒形
空気極1は内カップ6と正極缶7とに密着した状態にな
り、封口部は気密で耐漏液特性の優れたものになる。
【0026】さらに、封口部の信頼性を向上させるため
に、内カップ6の外周側面と対峙する正極缶7の内側側
面全周に、例えば、クロロスルフォン化ポリエチレンを
主成分とする合成ゴム系のシール材8を適用することに
より気密性を向上させ、さらに信頼性の高い構造とする
ことができる。
【0027】ついで、金属集電体層3の上端折り曲げ部
5の上面を正極缶の端子部9の内面に溶接する。ここ
で、内カップ6にはスポット溶接を安定して行わせるた
め上面に貫通口10を設け、金属集電体層3の上端折り
曲げ部5と正極缶7とを溶接する際に溶接棒が直接集電
体層上端折り曲げ部5に接触できる構造にしている。
【0028】なお、円筒形空気極1の多孔膜4の封口部
を除く外周側面と正極缶7との間には不織布11を空気
拡散の目的で介在させているが、この不織布の代わり
に、空気透過能を付与したPETなどの多孔質熱収縮樹
脂チューブや穴開け加工したPETなどの熱収縮チュー
ブを用いてもよい。
【0029】また、正極の触媒層2の内周に沿ってセパ
レータ12が配されており、セパレータ12の内部には
ゲル状の亜鉛負極13が充填されている。図1および2
において、14は環状樹脂封口体、15はシール材、1
6はワッシャー、17は金属リング、18は底板、19
は集電子、20は樹脂封口体、21は底紙である。さら
に、22は絶縁チューブ、23は空気取り入れ孔で電池
を使用するまでは、密封シール24でシールされてい
る。
【0030】以上の実施例では正極として金属集電体層
と触媒層とフッ素樹脂多孔膜とからなるものを用いた
が、さらに触媒層の外周面と多孔膜の内周面との間に正
極への酸素ガスの供給を充分に行うためのガス拡散層を
配してもよい。
【0031】次に、上記の如く構成した本実施例の単3
形空気電池と従来の電池との溶接不良による漏液の発生
率と放電性能の試験結果を(表1)に示した。
【0032】
【表1】
【0033】表1から明らかなように、従来例の電池で
は、電池を100個組み立てた際に、溶接不良による外
カップの穴開きにより2個の電池から、組み立て直後に
漏液が発生したが、本発明の電池ではこのような現象は
全く見られない。
【0034】また、本発明では、従来の円筒形空気極の
封口に使用していた外カップを取り除くことにより、円
筒形空気極の外径を大きくすることが可能となった。そ
の結果、負極活物質の充填量の増量と正負極の反応対峙
面積の拡大ができるため、電池の放電容量を増大するこ
とができ、本実施例電池の放電試験結果によると、10
0mA連続放電では35%、300mA連続放電では3
8%、従来電池に比べ本発明電池の方が性能が伸びてい
ることが確認された。
【0035】
【発明の効果】以上のように、本発明の円筒形空気電池
によれば、円筒形空気極の内周上端部と接触し嵌合する
金属製の内カップを備え、円筒形空気極の上部をこの内
カップと正極缶とで挟み込み、更に機械的に内カップと
正極缶とを空気極側に押圧して密着させ封口することに
より、又、シール材を内カップ外側面と対峙する部分の
正極缶内面に適用することにより、気密性の高い封口が
可能となり、耐漏液性能に優れた円筒形空気電池を提供
することができる。
【0036】また、金属集電体の上端折り曲げ部を正極
缶に直接溶接することにより、これらの接触状態を良好
に保つことができるとともに、溶接時にスパーク等によ
り、正極缶に微細な孔や亀裂などが生じることがなく、
安定した溶接が可能となり、溶接不良による電池からの
漏液を防止することができ、安定した電池特性を得るこ
とができる。
【0037】以上のように、本発明では耐漏液の信頼性
を向上し、さらに放電性能についても向上した優れた円
筒形空気電池を提供できるものである。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例の円筒形空気電池の側面断面図
【図2】図1の円筒形空気電池の正極上部封口部の拡大
部分断面図
【図3】従来例の円筒形空気電池の側面断面図
【図4】図3の円筒形空気電池の正極上部封口部の拡大
部分断面図
【符号の説明】
1,31 円筒形空気極(正極) 2,32 触媒層 3,33 金属集電体層 4,34 フッ素樹脂多孔膜層 5,45 金属集電体の上端折り曲げ部 6,36 内カップ 7,39 正極缶 8 シール材 9,40 正極缶の端子部 10,46 貫通口 11,37 不織布(空気拡散紙) 12,41 セパレータ 13,43 ゲル状亜鉛負極 14,47 環状樹脂封口体 15,48 シール材 16,49 ワッシャー 17,53 金属リング 18,54 底板 19,55 集電子 20,44 樹脂封口体 21,42 底紙 22,56 絶縁チューブ 23,57 空気取り入れ孔 24,58 密閉シール 35 外カップ 38 小突起部 50 空気極下端部 51 セパレータ下端部 52 環状樹脂封口体段部

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 上端部が内側に折り曲げられた筒形の金
    属集電体層と、その折り曲げ部分を除いた前記金属集電
    体層の側面の周囲に配された触媒層と、前記触媒層の外
    周に配された撥水性の多孔膜とからなる円筒形空気極を
    正極とし、前記金属集電体層の折り曲げ部分の下面と前
    記触媒層の内周上端部とに接触する金属製の内カップ
    と、前記円筒形空気極を前記内カップとで封口する正極
    缶とを備え、前記内カップの外側面に対峙する部分の正
    極缶が前記円筒形空気極側へ機械的に押圧されて溝入れ
    加工され、前記円筒形空気極を封口したことを特徴とす
    る円筒形空気電池。
  2. 【請求項2】 前記内カップを機械的に押圧して前記円
    筒形空気極側へ押し拡げたことを特徴とする請求項1記
    載の円筒形空気電池。
  3. 【請求項3】 前記円筒形空気極を介して当接する前記
    内カップの外側面に対峙する正極缶の内側面から底面R
    部にかけてシール材を配したことを特徴とする請求項1
    または2記載の円筒形空気電池。
  4. 【請求項4】 前記正極缶上面の内側に前記金属集電体
    層の折り曲げ部分の上面が溶接されている請求項1乃至
    3の何れかに記載の円筒形空気電池。
  5. 【請求項5】 前記内カップの中央部に孔を設けたこと
    を特徴とする請求項1乃至4の何れかに記載の円筒形空
    気電池。
  6. 【請求項6】 前記触媒層はマンガン酸化物と炭素材料
    とを主体とするものである請求項1乃至5の何れかに記
    載の円筒形空気電池。
  7. 【請求項7】 前記円筒形空気極が前記触媒層と前記撥
    水性の多孔膜との間にガス拡散層を配したものであるこ
    とを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の円筒形
    空気電池。
JP7111450A 1995-05-10 1995-05-10 円筒形空気電池 Pending JPH08306398A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1039571A1 (en) * 1999-03-26 2000-09-27 Sony Corporation Air cell
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