JPS6244954A - 濃化したアルカリ性電解質を有する一次電池 - Google Patents

濃化したアルカリ性電解質を有する一次電池

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JPS6244954A
JPS6244954A JP61192205A JP19220586A JPS6244954A JP S6244954 A JPS6244954 A JP S6244954A JP 61192205 A JP61192205 A JP 61192205A JP 19220586 A JP19220586 A JP 19220586A JP S6244954 A JPS6244954 A JP S6244954A
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    • H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
    • H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、ビーカー状金属ケーシグ内にペースト化され
た亜鉛粉末から成る内側の負の電極と、円筒体の形の外
側の正の軟マンガン鉱又は酸化銀電極とが同心配置され
ており、該両電極の間にセパレータが配置されている形
式の、濃縮したアルカリ性電解質を有する一次電池に関
する。
従来の技術 前記のような円形のアルカリ電池を組み立てる際には、
まず円筒状の薄板ケーシングに軟マンガン鉱/黒鉛混合
物又は酸化銀から成るリング状プレスリングを台として
挿入しかつ管状カソードにプレスする。この管内に、ス
リーブ又は重畳した層の形で薄いフリース層又はシート
状のセパレータを接触させてはめ込む。残りの内部空間
にアノードとして亜鉛粉末、増量剤及び電解質、特に苛
性カリ溶液から成る混合物を部分的に又は完全に充填す
る。このアノードのための導体としては、特に亜鉛粉末
混合物の中心部に挿入されかつ閉鎖キャップに溶接され
た黄銅又は銅から成るピンが役立つ。閉鎖キャップは、
同時にパツキンとしての環状プラスチック部品によって
薄板ケーシングに対して絶縁される。亜鉛粉末をペース
ト状の亜鉛粉末を調合する際に、側面又は上にあっても
よいが、アルカリ水溶液を別個に調合すると、セパレー
タ内側に対する全面的なかつ均一な分布は保証されない
。たとえ亜鉛粉末を前以てアルカリ溶液及び増量剤と捏
和してペーストにしたとしても、セル内でのアルカリ水
溶液との緊密な混合は達成されない。亜鉛粉末は可動の
ままでありかつ電池が振動すると電気的状態値及び放電
値が著しく変化することがある。
この亜鉛粉末の悪い均一性は、例えばドイツ連邦共和国
特許出願公開第3337570号明細書による一次電池
がそのために特定された高い温度では特に欠点として現
れる。このような電池は、強度に上昇する内圧に基づく
亀裂の危険性のために、アノード室の約 273にだけ
充填し、発生するガスのために電池のその都度の大きさ
に基づき数Cm3の集合室を利用できるようにするのが
有利であることが判明した。この手段によれば、例えば
ベイ−ビー(Baby)タイプの電池の場合には、I 
cm3/hのH2発生を計算することができる。
従って、この場合減少せしめられる正味は、アノード室
が十分に充満せしめられた従来のアルカリ円形電池に対
して、なお一層少なく規定されてかつ高い温度負荷で放
電する際に放電曲線の部分的に強度の落ち込みを生じる
。アノード室充填物は水平に積層する傾向を示し、その
場合亜鉛は最も重い成分として実質的にアノード室の下
1/3を占有する。中1/3には、水性電解質が充填さ
れかつその上に残りの 173として中空室が存在する
。
この場合には、補助手段を見いだすために、ドイツ連邦
共和国特許第1201436号明細書から既に公知であ
るように、円形電池を心合わせすることによりカソード
表面に対して均一に分配されるように亜鉛のコーチング
を行うことが試みられた。この手段は本願の電池構造に
おいては所望の結果をもたらさなかった、それというの
も黄銅ピンはマイナス導体として亜鉛接点を失うからで
ある。更に、亜鉛層は不安定でありかつ振動すると再び
共沈する。
発明が解決しようとする問題点 従って、本発明の課題は、亜鉛/電解質ゲルの分解又は
脱混合に基づく接点障害が十分に排除された、冒頭に記
載した形式の一次電池を提供することである。
問題点を解決するための手段 前記課題は、本発明により、アノード室内の中心部に埋
め込まれた、中空成形体として形成された押退は体によ
り亜鉛粉末が濃縮された電解質内に浮遊してカソード表
面に対して半径方向に押し付けられていることにより解
決される作用及び効果 本発明による押退は体の可能な形態は種々様々である。
例えば円形、球形、セイヨウナシ形もしくは卵形形態を
有していてもよく、あるいはまたプリズム形であっても
よく、更に三角形、四角形等の横断面を有していてもよ
い。押し退は機能だけが満足されるべきである。円形電
池の場合には、平坦な又は前成形された底を有していて
もよい円筒状押退は体が特に好ましい。その他の点では
、押退は体はその輪郭が、該押退は体を取り囲む押し退
けられた亜鉛ペーストが放電のために最適な層を形成す
るように設計されているべきである。
原則的に、総ての押退は体の壁は円形又はスリット状切
欠きを有しており、該切欠きを経て電解質液体は流動す
ることができる。計量供給されたアノードに押退は体を
押し込むと、電解質はまず該成形体の内部に退避する、
一方ペースト状亜鉛は潤滑剤と一緒に押し退けにより側
面を上昇する。この変形は、以下にも示すように、放電
曲線の著しい改善をもたらす。もちろん、切欠きは、放
電のための中空室を喪失させるような、亜鉛ペーストの
中空室内への侵入を十分に阻止するように成形されかつ
幅狭く設計されるへきである。
有利にはブロー成形又は射出成形によって成形される材
料も、押退は体の形態と同様に多種多様であってよい。
射出成形のためには、耐アルカリ性プラスチック例えば
ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチ
レン等が提供される。更に、例えばポリテトラフルオル
エチレン(PTFEF’E)又はポリフェニレンスルフ
ィド(pps)は、同時に耐アルカリ性かつ耐熱性であ
るという利点を有する。導電性プラスチックも本発明に
よる目的のためには極めて有利である。
射出成形品の代わりに、後で穿孔される押出し成形され
た管を使用することもできる。しかしながら、この場合
には後から底蓋として金属又はプラスチックから成る深
絞り部品又は打抜き部品をはめ込まねばならない。
押退は体を金属から製作する際には、材料として特に銅
又は黄銅、場合によっては青銅が該当する。この場合に
は、相応する金属織物、有孔薄板又は深絞り可能な金属
薄板から製作するのが有利である。更に、プラスチック
部品と金属部品との組み合わせも可能である。このこと
は、一定の時間単位内で放電のために大量の亜鉛を直接
消費することができるように、同時に電流導体と電気的
に接触した金属膜をプラスチック成形体に高真空内で蒸
着によって施す可能性も包含する。原則的に、押退は体
の総ての構成部材は負の電極導体に固定されている。
次に図示の実施例につき本発明の詳細な説明する。
第1図によれば、絶縁された薄板ジャケット2を有する
一次電池Iは、その限りにおいて公知形式で、例えばM
nO3又はAg2Oから成るカソード3と、外側テフロ
ン織物4及びカップ状挿入体6を有するイオン交換体膜
から成る外側スリーブ5より成る2層セパレータと、ア
ルカリ電解質及び増量剤と練り合わされた亜鉛7と、P
TFEから成るパツキン8とを内包し、該パツキンを負
の導体として黄銅ピン9が貫通している。
パツキン及び黄銅ピンの組み立てと同時に行われる、本
発明による押退は体10.Ifのアノード室内への挿入
により、粘性のアノード材料は底部に僅かに残るまでに
側面及び上方に向かって押し退けられかつそれにより亜
鉛ペーストはカソードリングに比較して放電のために特
に好ましい層配置がもたらされ、一方分離された水性電
解質成分12はスリン)13 (第2図参照)を経て押
退は体の中空室内に移動せしめられる。ピン端部に押し
当てられた黄銅板11及び円筒状押退は体部材10の端
壁14によって、該押退は体は両端部で心合イつせされ
る。同時に、亜鉛内に突き刺さった黄銅板の面により電
流誘導が改善される。
第2図によれば、押退は体10の端面14によれば付加
的な孔15が設けられており、鎖孔は押退けられた電解
質成分に対して場合により例えば熱膨張率が大きい場合
に中空室からの退出及び亜鉛ペースト内への再侵入を可
能にする。それにより、水性電解質相は放電プロセスに
とって好ましい対流にかけられる。円筒状射出成形品の
ための材料としては、ガラス繊維強化ポリビニリデンス
ルフィド(商品名・Ryton。
R4)が有利であることが立証された。
発明の効果 本発明による手段の有利な効果は、第3図の放電曲線か
ら明らかである。この放電曲線はベイ−ビータイブの同
じ大きさの電池において163℃及び400mAの一定
電流における放電曲線を示し、この場合曲線Aは本発明
により構成された電池に対応する。曲線Bは好ましい条
件下での、押退は体は有していないが、但しその外は同
じ構造の電池の特性曲線を示す。曲線Cは、最も好まし
くない場合、即ちアノード量がアノード室の 273だ
けに充填されており、それにより亜鉛が極めて僅かに固
定されているにすぎず、ひいては使用途中で強度の電圧
破壊が生じる場合を示す。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明による一次電池の縦断面図、第2図は本
発明による押退は体だけを詳細に示す一部分切取った斜
視図及び第3図は放電曲線の比較図である。 ■・・・−次電池、2・・・薄板筒壁、3・・・カソー
ド、4・・・テフロン織物、5・・内部スリーブ、6・
・・カップ状挿入体、7・・・亜鉛ペースト、8・・・
パツキン、9・・・黄銅ピン、10.11・・・押退は
体、12・・・電界質成分、13・・・縦スリット、1
4・・・端面、15・・孔

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、ビーカー状金属ケーシグ内にペースト化された亜鉛
    粉末から成る内側の負の電極と、円筒体の形の外側の正
    の軟マンガン鉱又は酸化銀電極とが同心配置されており
    、該両電極の間にセパレータが配置されている形式の、
    濃縮したアルカリ性電解質を有する一次電池において、
    アノード室内の中心部に埋め込まれ、中空成形体として
    形成された押退け体(10、11)によって亜鉛粉末(
    7)が濃縮電解質内に浮遊状態でカソード表面(3)に
    対して半径方向で押し付けられていることを特徴とする
    、濃縮したアルカリ性電解質を有する一次電池。 2、押退け体が円筒状でありかつ平坦な又は前以て成形
    された底(11)を有する、特許請求の範囲第1項記載
    の一次電池。 3、押退け体がプリズム状に形成されている、特許請求
    の範囲第1項記載の一次電池。 4、押退け体の壁が円形又はスリット状の切欠き(13
    、15)を有する、特許請求の範囲第1項から第3項ま
    でのいずれか1項に記載の一次電池。 5、切欠きの形状及び幅の狭い寸法により中空室内への
    亜鉛ペーストの侵入が極度に阻止されている、特許請求
    の範囲第4項記載の一次電池。 6、押退けけられた亜鉛ペーストが押退け体の周囲に放
    電のために最適な層を形成するように、押退け体の輪郭
    が設計されている、特許請求の範囲第1項から第5項ま
    でのいずれか1項に記載の一次電池。 7、押退け体がポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピ
    レン、ポリスチレンのような耐アルカリ性プラスチック
    又はポリテトラフルオルエチレン(PTFE)もしくは
    ポリフェニレンスルフィド(PPS)のような耐アルカ
    リ性かつ同時に耐熱性プラスチックから成る、特許請求
    の範囲第1項から第6項までのいずれか1項に記載の一
    次電池。 8、押退け体が金属織物、圧延金属、有孔薄板又は深絞
    り可能な金属薄板の形の金属製作材料から成る、特許請
    求の範囲第1項から第6項までのいずれか1項に記載の
    一次電池。 9、押退け体がプラスチック、導電性プラスチックもし
    くは金属製作材料、又は導電性被覆が施されたプラスチ
    ックから成る、特許請求の範囲第7項又は第8項記載の
    一次電池。 10、押退け体の構成素子が負の電極導体(9)に固定
    されている、特許請求の範囲第7項から第9項までのい
    ずれか1項に記載の一次電池。
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