JPS5887781A - ボタン型空気−亜鉛電池の製造法 - Google Patents
ボタン型空気−亜鉛電池の製造法Info
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- JPS5887781A JPS5887781A JP56186289A JP18628981A JPS5887781A JP S5887781 A JPS5887781 A JP S5887781A JP 56186289 A JP56186289 A JP 56186289A JP 18628981 A JP18628981 A JP 18628981A JP S5887781 A JPS5887781 A JP S5887781A
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- Japan
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- electrolyte
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- 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
-
- 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
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、ボタン型空気−亜鉛電池の改良にかかるもの
で、その目的とするところは、高容量化をはかると共に
保存特性の向上をはかるととにある。
で、その目的とするところは、高容量化をはかると共に
保存特性の向上をはかるととにある。
即ち、近年人口の高年齢化に伴って医療機器の分野が注
目されるようになってきた。その中で難聴対策として補
聴器の需要も急速に伸びてきつつあり、これに付ずいし
て電源電池への要求も高まってきている。
目されるようになってきた。その中で難聴対策として補
聴器の需要も急速に伸びてきつつあり、これに付ずいし
て電源電池への要求も高まってきている。
従来より、補聴器の電源としては水銀電池が比較的よく
使用されている。
使用されている。
水銀電池の場合、その利点として（ム）容量当りのコス
トが安価であること、ｊ１３１電７圧が安定しているこ
となどがあげられる。ところが一方では■、補聴器用電
源としては比較的重量が重く、例えば直径１１．６朋×
高さ２．６皿のもので約３．０ｙ−であり、＠、電池容
量が少いために約２週間で電池の取り換えが必要であΣ
こと。θ、水銀電池に用いる正極活物質自身が公害の原
因となりうるなどの問題があった。
トが安価であること、ｊ１３１電７圧が安定しているこ
となどがあげられる。ところが一方では■、補聴器用電
源としては比較的重量が重く、例えば直径１１．６朋×
高さ２．６皿のもので約３．０ｙ−であり、＠、電池容
量が少いために約２週間で電池の取り換えが必要であΣ
こと。θ、水銀電池に用いる正極活物質自身が公害の原
因となりうるなどの問題があった。
これらの諸問題に対応して注目されてきた電池としてボ
タン型空気−亜鉛電池があげられる。
タン型空気−亜鉛電池があげられる。
この電池の特徴は、正極の活物質として空気中の酸素を
用いるために、負極のだめの容器内容積を大きくすると
とが可能で、電池の高容量化がはかれる。又比較的放電
電圧が安定している。低公害性でありかつ軽量化がはか
れるなどの利点がある。
用いるために、負極のだめの容器内容積を大きくすると
とが可能で、電池の高容量化がはかれる。又比較的放電
電圧が安定している。低公害性でありかつ軽量化がはか
れるなどの利点がある。
しかしながら、水銀電池のような密封型電池では、電池
内での内容積変化はなく何ら膨れの問題は生じない。し
かし外部かあ正極活物質である酸素を取り入れるタイプ
の電池では、負極の反応形態から負極側の体積は１０〜
２ｏ％増大する。従って放電が進行するにつれて徐々に
体積が膨張して電解液を遊離させ、更には空気極を圧迫
し、ついには正極の空気取入孔より漏液する。
内での内容積変化はなく何ら膨れの問題は生じない。し
かし外部かあ正極活物質である酸素を取り入れるタイプ
の電池では、負極の反応形態から負極側の体積は１０〜
２ｏ％増大する。従って放電が進行するにつれて徐々に
体積が膨張して電解液を遊離させ、更には空気極を圧迫
し、ついには正極の空気取入孔より漏液する。
本発明は、このようなボタン型空気−亜鉛電池の保存特
性を向上させたものである。以下、本発明の実施例を直
径１１．６ｍｍＸ高さ５．４朋公称容量３６０ ｍＡｈ
のボタン型空気−亜鉛電池を例に説明する。
性を向上させたものである。以下、本発明の実施例を直
径１１．６ｍｍＸ高さ５．４朋公称容量３６０ ｍＡｈ
のボタン型空気−亜鉛電池を例に説明する。
第１図は本実施例におけるボタン型空気−亜鉛電池の半
断面図を示し、図中１は正極ケース、２は正極ケースに
もうけられた空気取入孔で、直径０．５闘の孔が２〜４
個あけられている。３は空気室に置かれたセルロース系
の多孔性紙で、空気極より出てきた電解液を吸収させる
ものである。４はフッソ樹脂を基材とする撥水膜で漏液
を押えるだめのものである。５はニッケル多孔体を集電
体とした空気極、６はセパレータ、７はアルカリ電解液
含液材である。８はナイロン樹脂よりなるガスケットで
封口板９とカップリングしている。１０は本発明の特徴
とする亜鉛負極である。即ち８のガスケットとカップリ
ングされた封口板内容積は２３０μβであり、この中に
氷化亜鉛粉末とアルカリ電解液とが充填されたものであ
る。この時、封口板内容積に対する亜鉛粉末量と電解液
量との充填率は７６〜８５チが好ましい。その理由とし
て第２図に示すように、封口板内への充填率が７６チ以
下の場合、電池電圧に影響は認められないが、内部抵抗
において著しく高くなると共にそのバラツキも極めて太
きく１２、特に高率放電に影響を受は易い。また内部抵
抗値に関しては充填率７５チ以上ではほとんど差は認め
られなかった。
断面図を示し、図中１は正極ケース、２は正極ケースに
もうけられた空気取入孔で、直径０．５闘の孔が２〜４
個あけられている。３は空気室に置かれたセルロース系
の多孔性紙で、空気極より出てきた電解液を吸収させる
ものである。４はフッソ樹脂を基材とする撥水膜で漏液
を押えるだめのものである。５はニッケル多孔体を集電
体とした空気極、６はセパレータ、７はアルカリ電解液
含液材である。８はナイロン樹脂よりなるガスケットで
封口板９とカップリングしている。１０は本発明の特徴
とする亜鉛負極である。即ち８のガスケットとカップリ
ングされた封口板内容積は２３０μβであり、この中に
氷化亜鉛粉末とアルカリ電解液とが充填されたものであ
る。この時、封口板内容積に対する亜鉛粉末量と電解液
量との充填率は７６〜８５チが好ましい。その理由とし
て第２図に示すように、封口板内への充填率が７６チ以
下の場合、電池電圧に影響は認められないが、内部抵抗
において著しく高くなると共にそのバラツキも極めて太
きく１２、特に高率放電に影響を受は易い。また内部抵
抗値に関しては充填率７５チ以上ではほとんど差は認め
られなかった。
一方、充填率が９６％以上では電池組立時に直後漏液が
発生する。又、充填率が８６係以上の電池では直後漏液
は認められないが、放電を行ないその放電深さが７０係
以上になると、正極板より漏液が認められる。この度合
は封口板内への負極の充填率が高くなればなる程大きく
なることがわかった。従って、封口板内への充填率は７
６〜８５チが電池特性、耐漏液特性において最も優れて
いるものである。
発生する。又、充填率が８６係以上の電池では直後漏液
は認められないが、放電を行ないその放電深さが７０係
以上になると、正極板より漏液が認められる。この度合
は封口板内への負極の充填率が高くなればなる程大きく
なることがわかった。従って、封口板内への充填率は７
６〜８５チが電池特性、耐漏液特性において最も優れて
いるものである。
なお充填率は次のようにして算出した。
充填率＝
亜鉛粉末の体積＋氷化に用いた水銀の体積＋アノｖｈ’
）＠、解液量封ロ板内容積 × １００ 一方、電池の高容量化をはかるだめには、限られた封口
板内に負極活物質とアルカリ電解液とを効率よく゛充填
する必要がある。しかも亜鉛の反応を考えると量的に多
くの電解液を必要とし、亜鉛と電解液量との体積比は電
解液量が大となる。そこで、封口板内で負極活物質と電
解液量の体積比に２元配置による実験を行なって求めた
結果、負極活物質の占める体積１に対して、電解液は１
．３〜１．７のときが最も適していることを見出した。
）＠、解液量封ロ板内容積 × １００ 一方、電池の高容量化をはかるだめには、限られた封口
板内に負極活物質とアルカリ電解液とを効率よく゛充填
する必要がある。しかも亜鉛の反応を考えると量的に多
くの電解液を必要とし、亜鉛と電解液量との体積比は電
解液量が大となる。そこで、封口板内で負極活物質と電
解液量の体積比に２元配置による実験を行なって求めた
結果、負極活物質の占める体積１に対して、電解液は１
．３〜１．７のときが最も適していることを見出した。
即ち、その比が１．３以下の場合、電池にして放電する
と、特に高率放電時に放電曲線の゛Ｖ−坦＋（°がなく
なる。又、放電末期に電解液律速から２段曲線となる。
と、特に高率放電時に放電曲線の゛Ｖ−坦＋（°がなく
なる。又、放電末期に電解液律速から２段曲線となる。
逆に電解液の比率を１．７以上にすると、曲鉛の充填量
が低下すると共に、封口板内に遊離の電解液が存在し、
正極群と負極群との封ロカノブリング時に漏液現象が起
こる。又、放電の深さと共に負極の膨潤によって電解液
が押されて漏液の現象が認められる。
が低下すると共に、封口板内に遊離の電解液が存在し、
正極群と負極群との封ロカノブリング時に漏液現象が起
こる。又、放電の深さと共に負極の膨潤によって電解液
が押されて漏液の現象が認められる。
従って、ここでは封口板内容積への充填率を８０％、亜
鉛量６Ｂｏｍ９．負極活物質と電Ｗｒ液との体積比を１
対１，６とした。なお、用いた電解液は１０ＭのＫＯＨ
に酸化亜鉛を飽オロしたものを用いた。
鉛量６Ｂｏｍ９．負極活物質と電Ｗｒ液との体積比を１
対１，６とした。なお、用いた電解液は１０ＭのＫＯＨ
に酸化亜鉛を飽オロしたものを用いた。
次に本発明の効果について述べる。本発明の構成〔ム〕
、即ち封口板内容積への充填率を８０先負極活物質と電
解液との体積比を１対１．５とじた構成を中心に充填率
と体積比を変化させて表−１これらＡ〜工の各構成によ
り第１図の電池を試作し、特性評価を行なった。
、即ち封口板内容積への充填率を８０先負極活物質と電
解液との体積比を１対１．５とじた構成を中心に充填率
と体積比を変化させて表−１これらＡ〜工の各構成によ
り第１図の電池を試作し、特性評価を行なった。
表−２には電池組立後、４６℃の温度で１６時間エージ
ングした後の内部抵抗値を示す。
ングした後の内部抵抗値を示す。
表−２
その結果、構成り、Ｃ，Ｄでの７０％の充填率では内部
抵抗が３．３〜５．ｏ８Ωとなり、その値が高いばかり
でなく、そのバラツキも極めて大きいと言える。
抵抗が３．３〜５．ｏ８Ωとなり、その値が高いばかり
でなく、そのバラツキも極めて大きいと言える。
構成に、Ａ、Ｆ、Ｇ、Ｈ，Ｉの充填率８Ｑ係以上になる
と、その値は低く、かつそのノくラツキも小さく安定し
ている。
と、その値は低く、かつそのノくラツキも小さく安定し
ている。
この原因としては、電池を構成する要素の密着性が充填
率によって影響を受けると考えられる。
率によって影響を受けると考えられる。
表−３に６２０Ω抵抗によって放電した時のＡの構成を
１００とした容量指数を示す。なお、終止電圧は１．１
ｖとした。
１００とした容量指数を示す。なお、終止電圧は１．１
ｖとした。
表−３
この結果、充填率７０係の構成り、Ｃ，Ｄでは内部抵抗
が高いために、構成Ａに比べて低い値しか得られなかっ
た。これは充填率が低いだめに、亜鉛の絶対量が少ない
結果である。
が高いために、構成Ａに比べて低い値しか得られなかっ
た。これは充填率が低いだめに、亜鉛の絶対量が少ない
結果である。
充填率８０％構成のＥ ’、 Ａ 、 Ｆ 、 Ｇ 、
Ｈ、Ｉでは他の充填率に比べて放電容量指数は高い。
Ｈ、Ｉでは他の充填率に比べて放電容量指数は高い。
その中で負極活物質体積／電解液体積＝１／２のものは
、充填する絶対亜鉛量が少なく、又１／１のものは電解
液吐が少なく、電解液律速反応となり平坦電圧が低く、
安定した放電曲線が得られない。
、充填する絶対亜鉛量が少なく、又１／１のものは電解
液吐が少なく、電解液律速反応となり平坦電圧が低く、
安定した放電曲線が得られない。
ところが、充填率９ｏφでは他の充填率の様な原田によ
るものではなく、他の原因による容量低下であることが
明らかになった。
るものではなく、他の原因による容量低下であることが
明らかになった。
即ち、前に述べたように
Ｚｎ＋−０２−Ｚｎ。
の放電反応から、０２が外気から吸収されているために
放電が進むと共に負極側の体積が膨張するために、触媒
層が圧迫され、更には負極側の電解液が押しｔｔｆされ
、撥水膜の機能はなく、０２は供給され々いようになる
。
放電が進むと共に負極側の体積が膨張するために、触媒
層が圧迫され、更には負極側の電解液が押しｔｔｆされ
、撥水膜の機能はなく、０２は供給され々いようになる
。
その結果、電池は窒息状態になり、負極の電位によって
正極よりガス発生し、これらによってついには空気孔よ
り漏液現象をきた才ようになる。
正極よりガス発生し、これらによってついには空気孔よ
り漏液現象をきた才ようになる。
この傾向は放電率が高くなる程、大きくなる。
従って放電容量指数も低くなる。総合的に判断すると、
充填率７ｏ％では容量的に問題があり、又、９０％では
容量的にも低く、かつ漏液も生じ易い。
充填率７ｏ％では容量的に問題があり、又、９０％では
容量的にも低く、かつ漏液も生じ易い。
表−４に組立て直後の漏液数（サンプルは各１２個）を
示す。
示す。
表−４
この結果、充填率９０％以上では７〜９個の直後漏液が
認められた。しかも、前述したように１８０Ω、３００
Ωの高率放電になると、直後漏液の起っていない電池も
空気孔からの漏液があった。
認められた。しかも、前述したように１８０Ω、３００
Ωの高率放電になると、直後漏液の起っていない電池も
空気孔からの漏液があった。
ちなみに水銀電池、銀電池では封口板充填率が９０％に
なっても直後漏液、放電途中、放電後での漏液は全く認
められなく、ボタン型空気−亜鉛電池特有の問題であり
、この傾向は封口板への充填率７６〜８５％においては
認められなかった。
なっても直後漏液、放電途中、放電後での漏液は全く認
められなく、ボタン型空気−亜鉛電池特有の問題であり
、この傾向は封口板への充填率７６〜８５％においては
認められなかった。
又、亜鉛と電解液との体積比１／１．３〜１／Ｌ７にお
いても同様な結果であった。
いても同様な結果であった。
即ち、その比率が１／１では充填する亜鉛量に比べて電
解液量が少ないだめ亜鉛の反応が電解液律速となって放
電曲線が２段曲線となり、電池電圧の平坦性もなくなる
。又、１／／２では充填される絶対亜鉛量が少なく、か
つ電解液量が多いために、放電容量が少ない。
解液量が少ないだめ亜鉛の反応が電解液律速となって放
電曲線が２段曲線となり、電池電圧の平坦性もなくなる
。又、１／／２では充填される絶対亜鉛量が少なく、か
つ電解液量が多いために、放電容量が少ない。
従って、本発明に示すように充填率７６〜８５チ、充填
する亜鉛の体積／電解液体積が１／Ｌ３〜１／Ｌ７のと
き高容量を有し、かつ耐漏液性能のすぐれたものにでき
る。
する亜鉛の体積／電解液体積が１／Ｌ３〜１／Ｌ７のと
き高容量を有し、かつ耐漏液性能のすぐれたものにでき
る。
第１図はボタン型空気−亜鉛電池の部分断面図、第２図
は負極の封口板内への充填率と内部抵抗との関係を示す
図である。 １・・・・・正極ケース、２・・・・・・空気取入孔、
３・・・・・多孔性紙、４・・・・・・撥水膜、５・・
・・・・空気極、６・川・・セパレータ、７・・・・・
含液剤、８・・・・・・ガスケット、９・・・・・・封
口板、１０・・・・・負極活物質。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 第２図 ＠極／ｌ圭、Ｂ仮円へ０光ｒ賽率（刈
は負極の封口板内への充填率と内部抵抗との関係を示す
図である。 １・・・・・正極ケース、２・・・・・・空気取入孔、
３・・・・・多孔性紙、４・・・・・・撥水膜、５・・
・・・・空気極、６・川・・セパレータ、７・・・・・
含液剤、８・・・・・・ガスケット、９・・・・・・封
口板、１０・・・・・負極活物質。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 はが１名第１
図 第２図 ＠極／ｌ圭、Ｂ仮円へ０光ｒ賽率（刈
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （１１正極活物質に酸素、負極活′物質に氷化亜鉛粉末
、電解液にアルカリ水溶液をそれぞれ用い、負極活物質
と電解液とを収納する負極収納容器−の内容積に対して
、前記負極活物質と電解液との充填率を７５．〜８６チ
に規制することを特徴とするボタン型空気−亜鉛電池の
製造法。 （２）前記負極収納容器に収納する負極活物質の体積１
に対して、電解液体積を１．３〜１．７の範囲に規制し
たことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のボタン
型空気ゝ亜鉛電池の製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56186289A JPS5887781A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | ボタン型空気−亜鉛電池の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56186289A JPS5887781A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | ボタン型空気−亜鉛電池の製造法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5887781A true JPS5887781A (ja) | 1983-05-25 |
| JPH0445938B2 JPH0445938B2 (ja) | 1992-07-28 |
Family
ID=16185699
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56186289A Granted JPS5887781A (ja) | 1981-11-19 | 1981-11-19 | ボタン型空気−亜鉛電池の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5887781A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6197445B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-03-06 | Rayovac Corporation | Air depolarized electrochemical cells |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221625A (en) * | 1975-08-07 | 1977-02-18 | Varta Batterie | Primary cell having alkaline electrolyte and hydrophobic air electrode |
-
1981
- 1981-11-19 JP JP56186289A patent/JPS5887781A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5221625A (en) * | 1975-08-07 | 1977-02-18 | Varta Batterie | Primary cell having alkaline electrolyte and hydrophobic air electrode |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6197445B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-03-06 | Rayovac Corporation | Air depolarized electrochemical cells |
| US6203940B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-03-20 | Rayovac Corporation | Tubular air depolarized cell |
| US6210826B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-04-03 | Rayovac Corporation | Seals, and electrochemical cells made therewith |
| US6210827B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-04-03 | Rayovac Corporation | Elongate air depolarized electrochemical cells |
| US6296961B1 (en) | 1998-03-06 | 2001-10-02 | Rayovac Corporation | Composite carbon sheet, and electrochemical cells made therewith |
| US6436571B1 (en) | 1998-03-06 | 2002-08-20 | Rayovac Corporation | Bottom seals in air depolarized electrochemical cells |
| US6461761B1 (en) | 1998-03-06 | 2002-10-08 | Rayovac Corporation | Air depolarized electrochemical cells |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0445938B2 (ja) | 1992-07-28 |
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