JPH11185835A - 円筒形電極およびこれを用いた空気亜鉛電池 - Google Patents
円筒形電極およびこれを用いた空気亜鉛電池Info
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- JPH11185835A JPH11185835A JP9349314A JP34931497A JPH11185835A JP H11185835 A JPH11185835 A JP H11185835A JP 9349314 A JP9349314 A JP 9349314A JP 34931497 A JP34931497 A JP 34931497A JP H11185835 A JPH11185835 A JP H11185835A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 機械的強度に優れた円筒形電極を構成すると
共に、耐漏液特性、放電特性に優れ、また放電容量が大
きく、且つ集電のバラツキの少ない円筒形の空気亜鉛電
池を提供する。 【解決手段】 酸素還元能を有する反応層１と、金属集
電体２と、撥水性の気体透過膜３とから構成される中空
円筒の電極と、環状の溝部を有する、円盤状の金属封止
部材２１と、環状の溝部を有する、環状の金属封止部材
２２とから構成され、前記電極の一方の開口端を前記円
盤状の金属封止部材２１の溝部に挿入して圧着し、ま
た、前記電極の他方の開口端を前記環状の金属封止部材
２２の溝部に挿入して圧着して円筒形電極５０を形成す
る。この円筒形電極５０を用いて円筒形の空気亜鉛電池
を構成する。
共に、耐漏液特性、放電特性に優れ、また放電容量が大
きく、且つ集電のバラツキの少ない円筒形の空気亜鉛電
池を提供する。 【解決手段】 酸素還元能を有する反応層１と、金属集
電体２と、撥水性の気体透過膜３とから構成される中空
円筒の電極と、環状の溝部を有する、円盤状の金属封止
部材２１と、環状の溝部を有する、環状の金属封止部材
２２とから構成され、前記電極の一方の開口端を前記円
盤状の金属封止部材２１の溝部に挿入して圧着し、ま
た、前記電極の他方の開口端を前記環状の金属封止部材
２２の溝部に挿入して圧着して円筒形電極５０を形成す
る。この円筒形電極５０を用いて円筒形の空気亜鉛電池
を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は耐漏液特性、放電特
性に優れた円筒形電極と、これを用いた空気亜鉛電池に
関する。
性に優れた円筒形電極と、これを用いた空気亜鉛電池に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年の携帯形電子機器の発達に伴い、そ
の電源である電池に対して、より大きな電流が取り出
せ、且つ長時間の使用が可能であることの要望がますま
す高まってきている。さらに最近では地球環境の保護や
資源の有効利用に大きな関心が集まっており、これらの
要望に対しても答えることが社会的要請となってきてい
る。
の電源である電池に対して、より大きな電流が取り出
せ、且つ長時間の使用が可能であることの要望がますま
す高まってきている。さらに最近では地球環境の保護や
資源の有効利用に大きな関心が集まっており、これらの
要望に対しても答えることが社会的要請となってきてい
る。
【０００３】これらの要望に答える有力な電池系とし
て、酸素を正極活物質として使用する燃料電池や空気亜
鉛電池等が知られている。これらの電池系は他の電池系
と比較して、正極活物質が酸素であるため環境に対する
影響が小さく、さらに取り出される電気容量の点でも優
れている。特に空気亜鉛電池は体積当たりのエネルギー
密度が優れているため、将来の携帯用電源として大きな
期待がもたれている。
て、酸素を正極活物質として使用する燃料電池や空気亜
鉛電池等が知られている。これらの電池系は他の電池系
と比較して、正極活物質が酸素であるため環境に対する
影響が小さく、さらに取り出される電気容量の点でも優
れている。特に空気亜鉛電池は体積当たりのエネルギー
密度が優れているため、将来の携帯用電源として大きな
期待がもたれている。
【０００４】ところで、空気亜鉛電池はボタン形状、コ
イン形状の小型のものが補聴器用、ページャー用等の電
源として流通しているのが現状である。しかしながら、
これらの小形電池では用途が限定されるため、より広範
囲な用途に対応可能な円筒形の空気亜鉛電池が望まれて
いるところである。
イン形状の小型のものが補聴器用、ページャー用等の電
源として流通しているのが現状である。しかしながら、
これらの小形電池では用途が限定されるため、より広範
囲な用途に対応可能な円筒形の空気亜鉛電池が望まれて
いるところである。
【０００５】さて、この空気亜鉛電池は正極活物質とし
て酸素を、負極活物質として亜鉛を使用し、さらに電解
液として強アルカリ水溶液を用いる。従って、この型の
電池は電解液の漏出に対して十分な防止対策がとられて
いなければならない。
て酸素を、負極活物質として亜鉛を使用し、さらに電解
液として強アルカリ水溶液を用いる。従って、この型の
電池は電解液の漏出に対して十分な防止対策がとられて
いなければならない。
【０００６】つぎに従来より提案されている円筒形の空
気亜鉛電池について図６および図７を参照して説明す
る。ここで図６は従来より提案されている円筒形電極の
構造であって、同図（ａ）はその一部断面を示す図であ
り、同図（ｂ）は（ａ）のＰ2で示す部位の拡大図であ
る。また、図７は従来より提案されている円筒形の空気
亜鉛電池の構造を示す図である。
気亜鉛電池について図６および図７を参照して説明す
る。ここで図６は従来より提案されている円筒形電極の
構造であって、同図（ａ）はその一部断面を示す図であ
り、同図（ｂ）は（ａ）のＰ2で示す部位の拡大図であ
る。また、図７は従来より提案されている円筒形の空気
亜鉛電池の構造を示す図である。
【０００７】従来の円筒形電極６０は図６（ａ）に示す
ように中空円筒状であって、同図（ｂ）に示すように酸
素還元能を有する反応層１と、金属集電体２と、撥水性
の気体透過膜３から構成されている。
ように中空円筒状であって、同図（ｂ）に示すように酸
素還元能を有する反応層１と、金属集電体２と、撥水性
の気体透過膜３から構成されている。
【０００８】この円筒形電極６０を用いた空気亜鉛電池
６１の構造は図７に示すように、円筒形電極６０がその
正極であって、この円筒形電極６０の正極端子側の開口
端は、ガスケット１０、正極端子板１４、ガスケット１
１の所定の位置に配設され、また、金属集電体２と正極
端子板１４はリード線９を介して電気的接続をとってい
る。また、気体透過膜３の外側には空気拡散層４が設け
られ、反応層１の内壁には不織布等からなる有底円筒状
のセパレータ５が、その底部を正極端子板１４側にして
装着されている。このセパレータ５の内部に粒状亜鉛、
水酸化カリウム水溶液、増粘材等からなるゲル状の負極
合剤６が配設されている。
６１の構造は図７に示すように、円筒形電極６０がその
正極であって、この円筒形電極６０の正極端子側の開口
端は、ガスケット１０、正極端子板１４、ガスケット１
１の所定の位置に配設され、また、金属集電体２と正極
端子板１４はリード線９を介して電気的接続をとってい
る。また、気体透過膜３の外側には空気拡散層４が設け
られ、反応層１の内壁には不織布等からなる有底円筒状
のセパレータ５が、その底部を正極端子板１４側にして
装着されている。このセパレータ５の内部に粒状亜鉛、
水酸化カリウム水溶液、増粘材等からなるゲル状の負極
合剤６が配設されている。
【０００９】また、円筒形電極６０の負極端子側の開口
端は、ガスケット８が所定の位置に配置され、さらに負
極端子板１３を配置してから空気孔１６を有する外装缶
１２を被せ、絞り加工によるくびれ部１５と外装缶１２
の開口部を内側に屈曲させることによって電池内部の構
成部材を封入している。尚、負極の集電は負極合剤６中
に挿入される釘状の負極集電ピン７と負極端子板１３と
を電気的に接続して行われる。また、空気電池は使用時
まで空気孔１６を塞いでおく必要があるが、このための
シール部材の図示は省略している。
端は、ガスケット８が所定の位置に配置され、さらに負
極端子板１３を配置してから空気孔１６を有する外装缶
１２を被せ、絞り加工によるくびれ部１５と外装缶１２
の開口部を内側に屈曲させることによって電池内部の構
成部材を封入している。尚、負極の集電は負極合剤６中
に挿入される釘状の負極集電ピン７と負極端子板１３と
を電気的に接続して行われる。また、空気電池は使用時
まで空気孔１６を塞いでおく必要があるが、このための
シール部材の図示は省略している。
【００１０】しかしながら上述した構成の円筒形電極６
０では、反応層１、金属集電体２、気体透過膜３の３つ
の構成部材の機械的強度が低いため外的な応力に対して
極めて弱い。従って、開口端を負極端子板１３側のガス
ケット８へ埋設することと、外装缶１２にくびれ部１５
を設けるくびれ加工と、屈曲封口に伴うガスケット８の
圧縮とによるだけでは強固な封口状態が得にくい欠点を
有していた。このため電池の放電が進行して負極合剤６
の体積が膨張するに伴い、電池の内圧が上昇して正極の
固定部位からの電解液漏出が認められることがあった。
また、電解液の漏出に伴い電池内部の電解液が不足し、
電池の放電持続時間を低下させるという欠点があった。
０では、反応層１、金属集電体２、気体透過膜３の３つ
の構成部材の機械的強度が低いため外的な応力に対して
極めて弱い。従って、開口端を負極端子板１３側のガス
ケット８へ埋設することと、外装缶１２にくびれ部１５
を設けるくびれ加工と、屈曲封口に伴うガスケット８の
圧縮とによるだけでは強固な封口状態が得にくい欠点を
有していた。このため電池の放電が進行して負極合剤６
の体積が膨張するに伴い、電池の内圧が上昇して正極の
固定部位からの電解液漏出が認められることがあった。
また、電解液の漏出に伴い電池内部の電解液が不足し、
電池の放電持続時間を低下させるという欠点があった。
【００１１】さらに、リード線９を用いた正極の集電
は、そのリード線９の接続が技術的に難しく、また、接
続部の接触抵抗のバラツキが大きいため、放電特性が一
定にならず、不良の発生が起こりやすいものであった。
尚、放電の進行により電池の内圧が上昇する理由は、負
極の亜鉛粉が電池の放電反応に伴って酸化亜鉛に変化
し、負極中の固形成分の体積が膨張するためである。
は、そのリード線９の接続が技術的に難しく、また、接
続部の接触抵抗のバラツキが大きいため、放電特性が一
定にならず、不良の発生が起こりやすいものであった。
尚、放電の進行により電池の内圧が上昇する理由は、負
極の亜鉛粉が電池の放電反応に伴って酸化亜鉛に変化
し、負極中の固形成分の体積が膨張するためである。
【００１２】また、上述した円筒形の空気亜鉛電池の課
題に対して、米国特許第５，５１８，８３４等に示され
ているように、円筒形電極の開口端を封止する部材を一
部金属製にするなどして改良が試みられているが、十分
な信頼性が得られるに至っていないのが実情である。
題に対して、米国特許第５，５１８，８３４等に示され
ているように、円筒形電極の開口端を封止する部材を一
部金属製にするなどして改良が試みられているが、十分
な信頼性が得られるに至っていないのが実情である。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、外的応力が加わっても変形等が生じない機械的強度
に優れた円筒形電極を構成すると共に、耐漏液特性、放
電特性に優れ、また放電容量が大きく、且つ正極の集電
の信頼性が高く、集電のバラツキの少ない円筒形の空気
亜鉛電池を提供する。
は、外的応力が加わっても変形等が生じない機械的強度
に優れた円筒形電極を構成すると共に、耐漏液特性、放
電特性に優れ、また放電容量が大きく、且つ正極の集電
の信頼性が高く、集電のバラツキの少ない円筒形の空気
亜鉛電池を提供する。
【００１４】
【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
成されたものであり、請求項１に記載の発明は、少なく
とも、酸素還元能を有する反応層と、金属集電体と、撥
水性の気体透過膜とから構成される中空円筒の電極と、
環状の溝部を有する、環状の金属封止部材と、環状の溝
部を有する、円盤状の金属封止部材とからなり、前記電
極の一方の開口端を前記環状の金属封止部材の溝部に挿
入して圧着し、前記電極の他方の開口端を前記円盤状の
金属封止部材の溝部に挿入して圧着する構成の円筒形電
極を形成する。
成されたものであり、請求項１に記載の発明は、少なく
とも、酸素還元能を有する反応層と、金属集電体と、撥
水性の気体透過膜とから構成される中空円筒の電極と、
環状の溝部を有する、環状の金属封止部材と、環状の溝
部を有する、円盤状の金属封止部材とからなり、前記電
極の一方の開口端を前記環状の金属封止部材の溝部に挿
入して圧着し、前記電極の他方の開口端を前記円盤状の
金属封止部材の溝部に挿入して圧着する構成の円筒形電
極を形成する。
【００１５】また、請求項２に記載の発明は、前記円盤
状の金属封止部材の円盤中央部を電極の円筒部より外部
に突出した形状とする。
状の金属封止部材の円盤中央部を電極の円筒部より外部
に突出した形状とする。
【００１６】また、請求項３に記載の発明は、前記環状
の金属封止部材の溝部の深さ、および前記円盤状の金属
封止部材の溝部の深さを、電極の円筒部の長さに対して
２．５％以上、２０％以下の範囲に形成する。
の金属封止部材の溝部の深さ、および前記円盤状の金属
封止部材の溝部の深さを、電極の円筒部の長さに対して
２．５％以上、２０％以下の範囲に形成する。
【００１７】また、請求項４に記載の発明は、前記環状
の金属封止部材、および前記円盤状の金属封止部材は金
属板から加工形成する。
の金属封止部材、および前記円盤状の金属封止部材は金
属板から加工形成する。
【００１８】また、請求項５に記載の発明は、前記環状
の金属封止部材、および前記円盤状の金属封止部材の溝
部外壁を、電極の開口端が挿入された後、環状のプロジ
ェクション加工を施すこととする。
の金属封止部材、および前記円盤状の金属封止部材の溝
部外壁を、電極の開口端が挿入された後、環状のプロジ
ェクション加工を施すこととする。
【００１９】さらに、請求項６に記載の発明は、請求項
１ないし請求項５に記載の円筒形電極の、円盤状の金属
封止部材により密封された側を、正極端子を兼ねる有底
円筒状の正極ケースの底側に向けて挿入して密着させ、
正極側の集電を行う円筒形の空気亜鉛電池を構成して上
記課題を解決する。
１ないし請求項５に記載の円筒形電極の、円盤状の金属
封止部材により密封された側を、正極端子を兼ねる有底
円筒状の正極ケースの底側に向けて挿入して密着させ、
正極側の集電を行う円筒形の空気亜鉛電池を構成して上
記課題を解決する。
【００２０】請求項１に記載の発明によると、円筒形電
極の両端の開口端を、この開口端を挟み込む溝構造を有
する円盤状の金属封止部材と環状の金属封止部材により
強固に固定するので金属集電体と金属封止部材とが圧接
して、安定した電気的接続が得られ、集電のバラツキが
低減すると共に、反応層と気体透過膜とも圧縮されてと
められるため電極の機械的強度が向上することになり、
外的応力に対しても変形等が生じることはなく、従って
電解液の密封状態を確保することができて耐漏液特性が
向上する。
極の両端の開口端を、この開口端を挟み込む溝構造を有
する円盤状の金属封止部材と環状の金属封止部材により
強固に固定するので金属集電体と金属封止部材とが圧接
して、安定した電気的接続が得られ、集電のバラツキが
低減すると共に、反応層と気体透過膜とも圧縮されてと
められるため電極の機械的強度が向上することになり、
外的応力に対しても変形等が生じることはなく、従って
電解液の密封状態を確保することができて耐漏液特性が
向上する。
【００２１】また、請求項２に記載の発明によると、円
盤状の金属封止部材の中央部を円筒形電極の外側に突出
させることにより、放電容量の向上を図ることができ
る。
盤状の金属封止部材の中央部を円筒形電極の外側に突出
させることにより、放電容量の向上を図ることができ
る。
【００２２】また、請求項３に記載の発明によると、円
盤状の金属封止部材および環状の金属封止部材の、円筒
形電極の開口部を挿入する溝部の深さを最適化すること
により、さらなる耐漏液性の向上と、放電容量の向上を
図ることができる。
盤状の金属封止部材および環状の金属封止部材の、円筒
形電極の開口部を挿入する溝部の深さを最適化すること
により、さらなる耐漏液性の向上と、放電容量の向上を
図ることができる。
【００２３】また、請求項４に記載の発明によると、円
盤状の金属封止部材および環状の金属封止部材を板状の
金属材料からしぼり加工等によって形成するので、生産
性とコストに優れる。
盤状の金属封止部材および環状の金属封止部材を板状の
金属材料からしぼり加工等によって形成するので、生産
性とコストに優れる。
【００２４】また、請求項５に記載の発明によると、円
盤状の金属封止部材および環状の金属封止部材の溝部外
壁を、電極の開口端を挿入した後、環状のプロジェクシ
ョン加工を施すので、耐漏液特性と集電特性がさらに向
上する。
盤状の金属封止部材および環状の金属封止部材の溝部外
壁を、電極の開口端を挿入した後、環状のプロジェクシ
ョン加工を施すので、耐漏液特性と集電特性がさらに向
上する。
【００２５】また、請求項６に記載の発明によると、電
池の内部抵抗の抑制と抵抗値のバラツキが低減し、放電
特性に優れ、且つ耐漏液特性に優れた円筒形の空気亜鉛
電池を提供することができる。
池の内部抵抗の抑制と抵抗値のバラツキが低減し、放電
特性に優れ、且つ耐漏液特性に優れた円筒形の空気亜鉛
電池を提供することができる。
【００２６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態について図１
ないし図５を参照して説明する。図１は本発明にかかわ
る円筒形電極の実施例であって、同図（ａ）はその一部
断面図であり、同図（ｂ）は（ａ）のＰ1 で示す部位の
拡大図である。また、図２は図１に示す円筒形電極を用
いた空気亜鉛電池の構造を示す図である。さらに、図３
〜図５は本発明にかかわる円筒形電極の他の実施例であ
る。
ないし図５を参照して説明する。図１は本発明にかかわ
る円筒形電極の実施例であって、同図（ａ）はその一部
断面図であり、同図（ｂ）は（ａ）のＰ1 で示す部位の
拡大図である。また、図２は図１に示す円筒形電極を用
いた空気亜鉛電池の構造を示す図である。さらに、図３
〜図５は本発明にかかわる円筒形電極の他の実施例であ
る。
【００２７】実施例１ まず、円筒形電極について図１を参照して説明する。酸
素還元能を有する触媒としてマンガン酸化物とカーボン
ブラック、さらに固形分６０％のポリテトラフルオロエ
チレンの水性分散液を各々の固形比で２０：５０：３０
になるように混合し、ペースト状の反応層混合物を得
た。この反応層混合物を、表面にニッケルメッキを施し
た中空の円筒形ステンレスネットの金属集電体２に塗着
し、これを乾燥後プレスロール工程を経て、厚さが０．
８ｍｍの円筒形の反応層１を作製した。その後、反応層
１を撥水機能を有する厚さ０．１ｍｍの円筒状の気体透
過膜３に挿入し、プレスロール工程を用いて、気体透過
膜３と反応層１とを密着させ円筒形の電極を作製した。
素還元能を有する触媒としてマンガン酸化物とカーボン
ブラック、さらに固形分６０％のポリテトラフルオロエ
チレンの水性分散液を各々の固形比で２０：５０：３０
になるように混合し、ペースト状の反応層混合物を得
た。この反応層混合物を、表面にニッケルメッキを施し
た中空の円筒形ステンレスネットの金属集電体２に塗着
し、これを乾燥後プレスロール工程を経て、厚さが０．
８ｍｍの円筒形の反応層１を作製した。その後、反応層
１を撥水機能を有する厚さ０．１ｍｍの円筒状の気体透
過膜３に挿入し、プレスロール工程を用いて、気体透過
膜３と反応層１とを密着させ円筒形の電極を作製した。
【００２８】つぎに、上述したようにして作製された円
筒形の電極の両開口端に、この開口端を挟み込む溝部を
有する金属封止部材２１、２２を装着し、全円周方向に
沿って径方向に圧縮して円筒形電極５０を構成する。こ
のとき開口端部分での金属集電体２と金属封止部材２
１、２２とが圧接され、電気的接続が得られる。また同
時に反応層１と気体透過膜３も共に径方向に圧縮され強
度が増大する。このとき金属封止部材２１は円盤状であ
り、金属封止部材２２は環状である。
筒形の電極の両開口端に、この開口端を挟み込む溝部を
有する金属封止部材２１、２２を装着し、全円周方向に
沿って径方向に圧縮して円筒形電極５０を構成する。こ
のとき開口端部分での金属集電体２と金属封止部材２
１、２２とが圧接され、電気的接続が得られる。また同
時に反応層１と気体透過膜３も共に径方向に圧縮され強
度が増大する。このとき金属封止部材２１は円盤状であ
り、金属封止部材２２は環状である。
【００２９】また、このときの圧縮手段は、図１（ｂ）
に示す外径φＡを小さくする方法、または内径φＢを大
きくする方法、またはその両方の方法で行うことが可能
である。尚、金属封止部材２１、２２の材質にはスチー
ルまたはＳＵＳにＮｉメッキを施したもの、銅、黄銅等
が用いられる。さらに、銅、黄銅の場合には錫メッキを
施した物が好ましい。
に示す外径φＡを小さくする方法、または内径φＢを大
きくする方法、またはその両方の方法で行うことが可能
である。尚、金属封止部材２１、２２の材質にはスチー
ルまたはＳＵＳにＮｉメッキを施したもの、銅、黄銅等
が用いられる。さらに、銅、黄銅の場合には錫メッキを
施した物が好ましい。
【００３０】上述したように作製された円筒形電極５０
を用いた空気亜鉛電池５１の構成は図２に示すように、
円筒形電極５０の気体透過膜３の外側に不織布等からな
る空気拡散層４を装着し、これを正極端子を兼ねる正極
ケース２３に挿入する。また、正極端子を兼ねる正極ケ
ース２３は側面に空気を取り入れる空気孔１６を有して
いる。つぎに、円筒形電極５０の内面に沿って環状の金
属封止部材２２側の開口部から天然パルプ材の不織布よ
りなる有底円筒状のセパレータ５を、反応層１に当接す
るように挿入し、さらにこのセパレータ５の内側に粒状
亜鉛、水酸化カリウム水溶液、増粘材等からなるゲル状
の負極合剤６を充填する。
を用いた空気亜鉛電池５１の構成は図２に示すように、
円筒形電極５０の気体透過膜３の外側に不織布等からな
る空気拡散層４を装着し、これを正極端子を兼ねる正極
ケース２３に挿入する。また、正極端子を兼ねる正極ケ
ース２３は側面に空気を取り入れる空気孔１６を有して
いる。つぎに、円筒形電極５０の内面に沿って環状の金
属封止部材２２側の開口部から天然パルプ材の不織布よ
りなる有底円筒状のセパレータ５を、反応層１に当接す
るように挿入し、さらにこのセパレータ５の内側に粒状
亜鉛、水酸化カリウム水溶液、増粘材等からなるゲル状
の負極合剤６を充填する。
【００３１】つぎに、ガスケット８を正極ケース２３の
開口部に挿入する。ガスケット８は金属封止部材２２の
内側と負極合剤６との接触防止を目的とする。これは負
極合剤６中の粒状亜鉛は金属封止部材２２と接触すると
局部電池を構成し、負極活物質である亜鉛の放電容量が
低下するためである。また、ガスケット８の中央には釘
状の負極集電ピン７が貫通され、負極合剤６に達してい
る。
開口部に挿入する。ガスケット８は金属封止部材２２の
内側と負極合剤６との接触防止を目的とする。これは負
極合剤６中の粒状亜鉛は金属封止部材２２と接触すると
局部電池を構成し、負極活物質である亜鉛の放電容量が
低下するためである。また、ガスケット８の中央には釘
状の負極集電ピン７が貫通され、負極合剤６に達してい
る。
【００３２】つぎに、正極ケース２３の開口部を機械的
に内側に屈曲させてカシメ封口し、外径が１４ｍｍ、高
さが５０ｍｍの円筒形の空気亜鉛電池５１を作製した。
このとき、正極端子を兼ねる正極ケース２３と円筒形電
極５０の集電は、円筒形電極５０に装着されている金属
封止部材２１、２２とが正極ケース２３の内面に強く圧
接されて確保される。即ち、円筒形電極５０の金属集電
体２は金属封止部材２１、２２を介して正極ケース２３
に低接触抵抗で接続される。一方、負極の集電は釘状の
負極集電ピン７がガスケット８の中央部に圧入され、ガ
スケット８を貫通して負極合剤６に達し、他方は負極端
子板１３に接続することで確保される。
に内側に屈曲させてカシメ封口し、外径が１４ｍｍ、高
さが５０ｍｍの円筒形の空気亜鉛電池５１を作製した。
このとき、正極端子を兼ねる正極ケース２３と円筒形電
極５０の集電は、円筒形電極５０に装着されている金属
封止部材２１、２２とが正極ケース２３の内面に強く圧
接されて確保される。即ち、円筒形電極５０の金属集電
体２は金属封止部材２１、２２を介して正極ケース２３
に低接触抵抗で接続される。一方、負極の集電は釘状の
負極集電ピン７がガスケット８の中央部に圧入され、ガ
スケット８を貫通して負極合剤６に達し、他方は負極端
子板１３に接続することで確保される。
【００３３】上述した方法により作製された空気亜鉛電
池５１と、従来例において示した空気亜鉛電池６１とを
同一サイズで作製し、つぎに示す特性の測定を行った。 （１）放電容量：１０Ω負荷、終止電圧０．９Ｖにおけ
る放電容量 （２）漏 液：１０Ω負荷、終止電圧０．９Ｖまで放
電させた後、１００時間経過後における漏液発生個数 その結果を表１に示す。
池５１と、従来例において示した空気亜鉛電池６１とを
同一サイズで作製し、つぎに示す特性の測定を行った。 （１）放電容量：１０Ω負荷、終止電圧０．９Ｖにおけ
る放電容量 （２）漏 液：１０Ω負荷、終止電圧０．９Ｖまで放
電させた後、１００時間経過後における漏液発生個数 その結果を表１に示す。
【００３４】
【表１】
【００３５】表１から分かるように、実施例１の空気亜
鉛電池５１は従来より提案されている構造の空気亜鉛電
池６１に比して放電容量が増大し、また、放電後の漏液
発生も認められない。
鉛電池５１は従来より提案されている構造の空気亜鉛電
池６１に比して放電容量が増大し、また、放電後の漏液
発生も認められない。
【００３６】実施例２ 図３に示すように円盤状の金属封止部材２１の中央部を
電極の円筒部よりも外部に突出させたこと以外は実施例
１と同様にして空気亜鉛電池５１を作製し、同様の測定
を行った。測定結果を前掲の表１に示す。尚、図３に示
す金属封止部材２１の突出部と金属封止部材２２の電極
挟み込み部間の長さＣは、金属封止部材２１、２２の電
極挟み込み部間の長さＤより長いことが望ましい。
電極の円筒部よりも外部に突出させたこと以外は実施例
１と同様にして空気亜鉛電池５１を作製し、同様の測定
を行った。測定結果を前掲の表１に示す。尚、図３に示
す金属封止部材２１の突出部と金属封止部材２２の電極
挟み込み部間の長さＣは、金属封止部材２１、２２の電
極挟み込み部間の長さＤより長いことが望ましい。
【００３７】表１から分かるように、実施例２の空気亜
鉛電池５１は実施例１よりも放電容量が増大し、また、
放電後の漏液発生も認められない。
鉛電池５１は実施例１よりも放電容量が増大し、また、
放電後の漏液発生も認められない。
【００３８】実施例３ 図４に示すように、電極の周辺部を挿入する金属封止部
材２１、２２の溝部の深さをそれぞれＥ1 、Ｅ2 とし、
電極の長さをＦとした場合、このＥ1 、Ｅ2 をＦに対し
て１．０％〜３０％の範囲で変化させたこと（この場
合、Ｅ1 ＝Ｅ2 とした）、および金属封止部材２１の中
央部を電極の円筒部よりも外部に突出させたこと以外は
実施例１と同様にして空気亜鉛電池５１を作製し、同様
の測定を行った。その測定結果を表２に示す。
材２１、２２の溝部の深さをそれぞれＥ1 、Ｅ2 とし、
電極の長さをＦとした場合、このＥ1 、Ｅ2 をＦに対し
て１．０％〜３０％の範囲で変化させたこと（この場
合、Ｅ1 ＝Ｅ2 とした）、および金属封止部材２１の中
央部を電極の円筒部よりも外部に突出させたこと以外は
実施例１と同様にして空気亜鉛電池５１を作製し、同様
の測定を行った。その測定結果を表２に示す。
【００３９】
【表２】
【００４０】表２から分かるように、Ｅ1 ／Ｆ、Ｅ2 ／
Ｆが２．０％以下になると耐漏液特性が低下する。Ｅ1
／Ｆ、Ｅ2 ／Ｆが２．５％以上では漏液の発生は零であ
り、耐漏液特性に効果がある。一方、Ｅ1 ／Ｆ、Ｅ2 ／
Ｆが２５．０％以上では反応面積、および、負極剤量が
減少し放電容量が低下する。従って、Ｅ1 ／Ｆ、Ｅ2／
Ｆが２．５％以上、２０．０％以下が好ましい。また、
この条件は共に満足することが必要である。即ち、Ｅ1
／Ｆ、Ｅ2 ／Ｆの一方が上記の条件から外れていると効
果は低減することが確認されている。
Ｆが２．０％以下になると耐漏液特性が低下する。Ｅ1
／Ｆ、Ｅ2 ／Ｆが２．５％以上では漏液の発生は零であ
り、耐漏液特性に効果がある。一方、Ｅ1 ／Ｆ、Ｅ2 ／
Ｆが２５．０％以上では反応面積、および、負極剤量が
減少し放電容量が低下する。従って、Ｅ1 ／Ｆ、Ｅ2／
Ｆが２．５％以上、２０．０％以下が好ましい。また、
この条件は共に満足することが必要である。即ち、Ｅ1
／Ｆ、Ｅ2 ／Ｆの一方が上記の条件から外れていると効
果は低減することが確認されている。
【００４１】実施例４ 図５に示すように、電極の周辺部を金属封止部材２１、
２２の溝部に挿入後、環状の溝Ｇで示すようにプロジェ
クション加工を施したこと以外は実施例１と同様にして
空気亜鉛電池５１を作製した。この実施例４と前述の実
施例１、および従来例の電池のそれぞれ２０個につい
て、満充電で終止電圧０．９Ｖまで放電させた後、１０
０時間経過後の漏液発生数と、５００時間経過後の漏液
発生数を調べた。その結果を表３に示す。
２２の溝部に挿入後、環状の溝Ｇで示すようにプロジェ
クション加工を施したこと以外は実施例１と同様にして
空気亜鉛電池５１を作製した。この実施例４と前述の実
施例１、および従来例の電池のそれぞれ２０個につい
て、満充電で終止電圧０．９Ｖまで放電させた後、１０
０時間経過後の漏液発生数と、５００時間経過後の漏液
発生数を調べた。その結果を表３に示す。
【００４２】
【表３】
【００４３】表３から分かるように、実施例４の電池は
より過酷な条件である５００時間経過後においても漏液
の発生は認められない。従って、金属封止部材２１、２
２の溝構成部にプロジェクション加工を施すことにより
耐漏液特性が向上することが分かる。
より過酷な条件である５００時間経過後においても漏液
の発生は認められない。従って、金属封止部材２１、２
２の溝構成部にプロジェクション加工を施すことにより
耐漏液特性が向上することが分かる。
【００４４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の円筒形電
極、およびこの円筒形電極を用いた空気亜鉛電池によれ
ば、耐漏液特性に優れ、且つ放電特性、放電容量に優れ
た電池が提供できる。また、正極端子を兼ねた正極ケー
スへの集電は強度の高い金属封止部材を介して行えるた
め、集電特性にバラツキの少ない電池が提供できる。
極、およびこの円筒形電極を用いた空気亜鉛電池によれ
ば、耐漏液特性に優れ、且つ放電特性、放電容量に優れ
た電池が提供できる。また、正極端子を兼ねた正極ケー
スへの集電は強度の高い金属封止部材を介して行えるた
め、集電特性にバラツキの少ない電池が提供できる。
【図１】 本発明にかかわる円筒形電極の実施例であっ
て、（ａ）はその一部断面を示す図であり、（ｂ）はそ
の要部拡大図である。
て、（ａ）はその一部断面を示す図であり、（ｂ）はそ
の要部拡大図である。
【図２】 本発明にかかわる空気亜鉛電池の構造を示す
図である。
図である。
【図３】 本発明にかかわる円筒形電極の他の実施例で
ある。
ある。
【図４】 本発明にかかわる円筒形電極の他の実施例で
ある。
ある。
【図５】 本発明にかかわる円筒形電極の他の実施例で
ある。
ある。
【図６】 従来の円筒形電極であって、（ａ）はその一
部断面を示す図であり、（ｂ）はその要部拡大図であ
る。
部断面を示す図であり、（ｂ）はその要部拡大図であ
る。
【図７】 従来の空気亜鉛電池の構造を示す図である。
１…反応層、２…金属集電体、３…気体透過膜、４…空
気拡散層、５…セパレータ、６…負極合剤、７…負極集
電ピン、８，１０，１１…ガスケット、９…リード線、
１２…外装缶、１３…負極端子板、１４…正極端子板、
１５…くびれ部、１６…空気孔、２１，２２…金属封止
部材、２３…正極ケース、５０，６０…円筒形電極、５
１，６１…空気亜鉛電池
気拡散層、５…セパレータ、６…負極合剤、７…負極集
電ピン、８，１０，１１…ガスケット、９…リード線、
１２…外装缶、１３…負極端子板、１４…正極端子板、
１５…くびれ部、１６…空気孔、２１，２２…金属封止
部材、２３…正極ケース、５０，６０…円筒形電極、５
１，６１…空気亜鉛電池
Claims (6)
- 【請求項１】 少なくとも、 酸素還元能を有する反応層と、金属集電体と、撥水性の
気体透過膜とから構成される中空円筒の電極と、 環状の溝部を有する、環状の金属封止部材と、 環状の溝部を有する、円盤状の金属封止部材とからな
り、前記電極の一方の開口端を前記環状の金属封止部材
の溝部に挿入して圧着し、前記電極の他方の開口端を前
記円盤状の金属封止部材の溝部に挿入して圧着する構成
であることを特徴とする円筒形電極。 - 【請求項２】 前記円盤状の金属封止部材の円盤中央部
は、電極の円筒部より外部に突出した形状であることを
特徴とする、請求項１に記載の円筒形電極。 - 【請求項３】 前記環状の金属封止部材の溝部の深さ、
および前記円盤状の金属封止部材の溝部の深さは、電極
の円筒部の長さに対して２．５％以上、２０％以下であ
ることを特徴とする、請求項１に記載の円筒形電極。 - 【請求項４】 前記環状の金属封止部材、および前記円
盤状の金属封止部材は金属板から加工形成されているこ
とを特徴とする、請求項１に記載の円筒形電極。 - 【請求項５】 前記環状の金属封止部材、および前記円
盤状の金属封止部材の溝部外壁は、電極の開口端が挿入
された後、環状のプロジェクション加工が施されている
ことを特徴とする、請求項１に記載の円筒形電極。 - 【請求項６】 請求項１に記載の円筒形電極の、円盤状
の金属封止部材により密封された側を、正極端子を兼ね
る有底円筒状の正極ケースの底側に向けて挿入して密着
させ、正極側の集電を行うことを特徴とする空気亜鉛電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9349314A JPH11185835A (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 円筒形電極およびこれを用いた空気亜鉛電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9349314A JPH11185835A (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 円筒形電極およびこれを用いた空気亜鉛電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11185835A true JPH11185835A (ja) | 1999-07-09 |
Family
ID=18402941
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9349314A Pending JPH11185835A (ja) | 1997-12-18 | 1997-12-18 | 円筒形電極およびこれを用いた空気亜鉛電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11185835A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6197445B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-03-06 | Rayovac Corporation | Air depolarized electrochemical cells |
| US6232007B1 (en) | 1999-08-13 | 2001-05-15 | The Gillette Company | Metal-air battery container |
| US6261709B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-07-17 | Rayovac Corporation | Air depolarized electrochemical cell having mass-control chamber in anode |
| US6368738B1 (en) | 1998-03-06 | 2002-04-09 | Rayovac Corporation | Air depolarized electrochemical cell |
| US6492046B1 (en) | 1999-08-13 | 2002-12-10 | The Gillette Company | Metal-air battery |
| JPWO2021176765A1 (ja) * | 2020-03-03 | 2021-09-10 |
-
1997
- 1997-12-18 JP JP9349314A patent/JPH11185835A/ja active Pending
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6197445B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-03-06 | Rayovac Corporation | Air depolarized electrochemical cells |
| US6261709B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-07-17 | Rayovac Corporation | Air depolarized electrochemical cell having mass-control chamber in anode |
| US6368738B1 (en) | 1998-03-06 | 2002-04-09 | Rayovac Corporation | Air depolarized electrochemical cell |
| US6436571B1 (en) | 1998-03-06 | 2002-08-20 | Rayovac Corporation | Bottom seals in air depolarized electrochemical cells |
| US6232007B1 (en) | 1999-08-13 | 2001-05-15 | The Gillette Company | Metal-air battery container |
| US6492046B1 (en) | 1999-08-13 | 2002-12-10 | The Gillette Company | Metal-air battery |
| JPWO2021176765A1 (ja) * | 2020-03-03 | 2021-09-10 | ||
| WO2021176765A1 (ja) * | 2020-03-03 | 2021-09-10 | シャープ株式会社 | 金属空気電池 |
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