JP2000040538A - 空気亜鉛電池 - Google Patents
空気亜鉛電池Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】空気亜鉛電池の拡散層に用いられるクラフト紙
や不織布は、その切り口のケバ立ちや強度不足による曲
りによって漏液が発生し、これを阻止するためにバイン
ダーを塗布すると目詰まりにより放電性能が低下する。
本発明は放電性能を低下させることなく、漏液を防止す
ることを目的とする。 【解決手段】空気亜鉛電池の空気拡散層９として網状構
造体を用いたことによって、従来のクラフト紙や不織布
などのように切り口にケバが発生せず、そのため電解液
の漏液を防止することができる。また目詰まりもないの
で、放電特性が低下しない。網状構造体としてはステン
レス等の金属や合成樹脂製のものがよい。
や不織布は、その切り口のケバ立ちや強度不足による曲
りによって漏液が発生し、これを阻止するためにバイン
ダーを塗布すると目詰まりにより放電性能が低下する。
本発明は放電性能を低下させることなく、漏液を防止す
ることを目的とする。 【解決手段】空気亜鉛電池の空気拡散層９として網状構
造体を用いたことによって、従来のクラフト紙や不織布
などのように切り口にケバが発生せず、そのため電解液
の漏液を防止することができる。また目詰まりもないの
で、放電特性が低下しない。網状構造体としてはステン
レス等の金属や合成樹脂製のものがよい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は空気亜鉛電池に関
し、さらに詳しくは、空気拡散層を改良した空気亜鉛電
池に関する。
し、さらに詳しくは、空気拡散層を改良した空気亜鉛電
池に関する。
【０００２】
【従来の技術】亜鉛を負極とし、空気中の酸素を正極と
する空気亜鉛電池は、正極作用物質を電池内に詰め込む
必要がないため、同じ大きさの電池であれば負極作用物
質である亜鉛をより多く詰め込むことが可能で、アルカ
リマンガン電池や酸化銀電池に比較して大容量が得られ
るという特徴があり、需要が拡大してきている。
する空気亜鉛電池は、正極作用物質を電池内に詰め込む
必要がないため、同じ大きさの電池であれば負極作用物
質である亜鉛をより多く詰め込むことが可能で、アルカ
リマンガン電池や酸化銀電池に比較して大容量が得られ
るという特徴があり、需要が拡大してきている。
【０００３】一般に空気亜鉛電池は、正極ケース底部に
段差を設けて、その上段に正極体や絶縁ガスケット、ゲ
ル状亜鉛負極、負極ケースなどを収容し、下段は空気拡
散層としている。この空気拡散層は、正極ケース底部の
空気孔から入った空気を正極体の全体に拡散させる役割
をもち、空気拡散層が大きいほど拡散はスムースに進む
ので放電しやすくなる。通常、この空気拡散層にはクラ
フト紙や不織布などからなる空気拡散紙が配置されてい
る。
段差を設けて、その上段に正極体や絶縁ガスケット、ゲ
ル状亜鉛負極、負極ケースなどを収容し、下段は空気拡
散層としている。この空気拡散層は、正極ケース底部の
空気孔から入った空気を正極体の全体に拡散させる役割
をもち、空気拡散層が大きいほど拡散はスムースに進む
ので放電しやすくなる。通常、この空気拡散層にはクラ
フト紙や不織布などからなる空気拡散紙が配置されてい
る。
【０００４】ところで空気亜鉛電池では、放電の進行に
伴って負極の亜鉛が酸化亜鉛となって体積が増加する
と、正極体がそれによって圧迫を受け、空気拡散層の方
へ曲がってくる。この正極体の曲がりがひどくなると、
空気拡散層が狭くなり、放電が正常に進まなくなる上
に、曲りによって正極体の撥水膜に亀裂が生じ、アルカ
リ電解液が漏液することがある。拡散紙は曲がろうとす
る正極体を支え、前述の問題の発生を防いでいる。
伴って負極の亜鉛が酸化亜鉛となって体積が増加する
と、正極体がそれによって圧迫を受け、空気拡散層の方
へ曲がってくる。この正極体の曲がりがひどくなると、
空気拡散層が狭くなり、放電が正常に進まなくなる上
に、曲りによって正極体の撥水膜に亀裂が生じ、アルカ
リ電解液が漏液することがある。拡散紙は曲がろうとす
る正極体を支え、前述の問題の発生を防いでいる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】従来のクラフト紙や不
織布などからなる空気拡散紙は、細かい繊維をバインダ
ーや繊維同士の絡み付きによってシート状にしたものな
ので、繊維の接着力は強いとはいえない。そのために所
定の形状に打ち抜いて空気拡散紙とする場合に、打ち抜
きにより繊維の一部がはずれて切り口から飛び出し、ケ
バが発生することが避けられなかった。ケバが発生した
まま電池に組み込むと、放電末期や過放電時にゲル状亜
鉛負極の体積増加により撥水膜周辺部に染み出てきてい
る電解液と接触し、毛細管現象により電解液を誘引する
ので、電解液が拡散紙にまでしみ込み、さらに空気孔か
ら漏液することがある。
織布などからなる空気拡散紙は、細かい繊維をバインダ
ーや繊維同士の絡み付きによってシート状にしたものな
ので、繊維の接着力は強いとはいえない。そのために所
定の形状に打ち抜いて空気拡散紙とする場合に、打ち抜
きにより繊維の一部がはずれて切り口から飛び出し、ケ
バが発生することが避けられなかった。ケバが発生した
まま電池に組み込むと、放電末期や過放電時にゲル状亜
鉛負極の体積増加により撥水膜周辺部に染み出てきてい
る電解液と接触し、毛細管現象により電解液を誘引する
ので、電解液が拡散紙にまでしみ込み、さらに空気孔か
ら漏液することがある。
【０００６】従来はこれらの問題に対して、ポリビニル
アルコール等のバインダーを拡散紙に塗布し、繊維の接
着を強くする等の方策がとられたが、不織布の目がバイ
ンダーにより詰まってしまうので、空気の透過が悪くな
り、放電性能が低下するという問題があった。
アルコール等のバインダーを拡散紙に塗布し、繊維の接
着を強くする等の方策がとられたが、不織布の目がバイ
ンダーにより詰まってしまうので、空気の透過が悪くな
り、放電性能が低下するという問題があった。
【０００７】本発明は上記問題に対処してなされたもの
で、空気亜鉛電池において拡散紙の強度を向上させて漏
液を防止するとともに、放電性能が低下しないようにす
ることを目的とするものである。
で、空気亜鉛電池において拡散紙の強度を向上させて漏
液を防止するとともに、放電性能が低下しないようにす
ることを目的とするものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的は、空気亜鉛電
池の空気拡散層として網状構造体を使用することによっ
て達成することができた。すなわち本発明は、空気孔を
有する正極ケースの底部段差の下段部分に空気拡散層が
配置され、上記底部段差の上段部分に撥水膜、正極体、
セパレータが収容され、該セパレータを介してゲル状亜
鉛負極を収容した負極ケースが配置された空気亜鉛電池
において、空気拡散層が網状構造体であることを特徴と
するものである。
池の空気拡散層として網状構造体を使用することによっ
て達成することができた。すなわち本発明は、空気孔を
有する正極ケースの底部段差の下段部分に空気拡散層が
配置され、上記底部段差の上段部分に撥水膜、正極体、
セパレータが収容され、該セパレータを介してゲル状亜
鉛負極を収容した負極ケースが配置された空気亜鉛電池
において、空気拡散層が網状構造体であることを特徴と
するものである。
【０００９】本発明の空気亜鉛電池では空気拡散層とし
て網状構造体を使用するので、従来のクラフト紙や不織
布のようなケバの発生がなく、そのため電解液の漏液が
防止できる。また、空気透過性も優れているので、放電
性能が低下することがない。なお、網状構造体の材質と
しては金属製、合成樹脂製等が挙げられる。
て網状構造体を使用するので、従来のクラフト紙や不織
布のようなケバの発生がなく、そのため電解液の漏液が
防止できる。また、空気透過性も優れているので、放電
性能が低下することがない。なお、網状構造体の材質と
しては金属製、合成樹脂製等が挙げられる。
【００１０】
【発明の実施の形態】（実施例）本発明の実施の形態を
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例であ
る空気亜鉛電池（ＰＲ４４型）の断面図である。図１に
おいて、１は負極ケース、２はゲル状亜鉛負極、３はセ
パレータ、４は絶縁ガスケット、５は正極触媒層、６は
正極集電体、７は正極ケース、８は撥水膜、９は空気拡
散層、１０は空気孔である。正極ケース７は底面に空気
孔１０を設けてあり、底部に段部がある。段部の上段に
はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる撥
水膜８、正極触媒層５および正極集電体６からなる正極
体、およびセパレータ３が設置されている。セパレータ
３の上部には絶縁ガスケット４を介して負極ケース１が
配置されており、負極ケース１の内部にはゲル状亜鉛負
極２が充填され、ゲル状亜鉛負極２はセパレータ３に接
している。
図面を参照して説明する。図１は本発明の一実施例であ
る空気亜鉛電池（ＰＲ４４型）の断面図である。図１に
おいて、１は負極ケース、２はゲル状亜鉛負極、３はセ
パレータ、４は絶縁ガスケット、５は正極触媒層、６は
正極集電体、７は正極ケース、８は撥水膜、９は空気拡
散層、１０は空気孔である。正極ケース７は底面に空気
孔１０を設けてあり、底部に段部がある。段部の上段に
はポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）からなる撥
水膜８、正極触媒層５および正極集電体６からなる正極
体、およびセパレータ３が設置されている。セパレータ
３の上部には絶縁ガスケット４を介して負極ケース１が
配置されており、負極ケース１の内部にはゲル状亜鉛負
極２が充填され、ゲル状亜鉛負極２はセパレータ３に接
している。
【００１１】正極ケース７の段部の下段には空気拡散層
９が設けられている。本実施例では、この空気拡散層は
線径０．０３ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍ、２５０メッシュ
のステンレス製金網からなっている。
９が設けられている。本実施例では、この空気拡散層は
線径０．０３ｍｍ、厚さ０．０５ｍｍ、２５０メッシュ
のステンレス製金網からなっている。
【００１２】なお、上記において正極体は、前述の撥水
膜８とは別のＰＴＦＥ膜、ニッケルメッキされたステン
レスネット製の正極集電体６、正極触媒層５から構成さ
れ、正極触媒層５は、活性炭，マンガン酸化物，ＰＴＦ
Ｅ粉および導電剤を混合したものからなっている。ま
た、ゲル状亜鉛負極２は、鉛５００ｐｐｍを添加した亜
鉛合金粉，３０ｗｔ％水酸化カリウム水溶液（アルカリ
電解液）およびポリアクリル酸（ゲル化剤）を混合攪拌
したものである。絶縁ガスケット４と負極ケース１との
間にはアルカリ電解液の漏液防止のためにポリアミド樹
脂等のシール剤が塗布されている。
膜８とは別のＰＴＦＥ膜、ニッケルメッキされたステン
レスネット製の正極集電体６、正極触媒層５から構成さ
れ、正極触媒層５は、活性炭，マンガン酸化物，ＰＴＦ
Ｅ粉および導電剤を混合したものからなっている。ま
た、ゲル状亜鉛負極２は、鉛５００ｐｐｍを添加した亜
鉛合金粉，３０ｗｔ％水酸化カリウム水溶液（アルカリ
電解液）およびポリアクリル酸（ゲル化剤）を混合攪拌
したものである。絶縁ガスケット４と負極ケース１との
間にはアルカリ電解液の漏液防止のためにポリアミド樹
脂等のシール剤が塗布されている。
【００１３】（比較例１）空気拡散層としてビニロン、
レーヨンおよびマーセル化パルプを原料とした厚さ０．
０５５ｍｍの不織布を用い、それ以外は実施例と同様に
して図１の空気亜鉛電池を作成した。
レーヨンおよびマーセル化パルプを原料とした厚さ０．
０５５ｍｍの不織布を用い、それ以外は実施例と同様に
して図１の空気亜鉛電池を作成した。
【００１４】（比較例２）空気拡散層としてビニロン、
レーヨンおよびマーセル化パルプを原料とした厚さ０．
０５５ｍｍの不織布に５ｗｔ％ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）水溶液を塗布して乾燥したものを用い、それ
以外は実施例と同様にして図１の空気亜鉛電池を作成し
た。
レーヨンおよびマーセル化パルプを原料とした厚さ０．
０５５ｍｍの不織布に５ｗｔ％ポリビニルアルコール
（ＰＶＡ）水溶液を塗布して乾燥したものを用い、それ
以外は実施例と同様にして図１の空気亜鉛電池を作成し
た。
【００１５】（評価）上記実施例および比較例１，２に
ついて、各種評価を行った。まず、実施例および比較例
１，２の空気拡散層に使用した材料を所定の形状に１０
００個打ち抜き、ケバの発生を調べた。結果は表１に示
す通りで、実施例のステンレス製金網では金網を構成す
る金属線が所定形状の外に飛び出しているものは１個も
なかったが、比較例１ではケバの発生がかなり多く、実
施例より明らかに劣っている。一方比較例２では比較例
１に比べるとかなり改善されているが、完全には防止さ
れていない。
ついて、各種評価を行った。まず、実施例および比較例
１，２の空気拡散層に使用した材料を所定の形状に１０
００個打ち抜き、ケバの発生を調べた。結果は表１に示
す通りで、実施例のステンレス製金網では金網を構成す
る金属線が所定形状の外に飛び出しているものは１個も
なかったが、比較例１ではケバの発生がかなり多く、実
施例より明らかに劣っている。一方比較例２では比較例
１に比べるとかなり改善されているが、完全には防止さ
れていない。
【００１６】次に実施例および比較例１，２の電池各５
０個について、６２０Ω−４００時間の放電を行い、過
放電状態として空気孔からの漏液の有無を調べた。結果
は表１に示す通りで、ケバの発生に比例して漏液が発生
していることが分かる。実施例の電池では全く発生して
いない。
０個について、６２０Ω−４００時間の放電を行い、過
放電状態として空気孔からの漏液の有無を調べた。結果
は表１に示す通りで、ケバの発生に比例して漏液が発生
していることが分かる。実施例の電池では全く発生して
いない。
【００１７】さらに、実施例および比較例１，２の電池
各２０個について、６２０Ωおよび２５０Ωの各連続放
電試験を行った。表１に結果を示す。各数値は２０個の
電池の平均値である。比較例２の電池はケバの発生は比
較例１より抑えられているが、放電性能が低下している
ことが分かる。これは不織布に塗布したＰＶＡにより不
織布の目が詰まり、空気の供給が不足したためである。
これに対して実施例の電池では放電性能が比較例１より
もよくなっている。
各２０個について、６２０Ωおよび２５０Ωの各連続放
電試験を行った。表１に結果を示す。各数値は２０個の
電池の平均値である。比較例２の電池はケバの発生は比
較例１より抑えられているが、放電性能が低下している
ことが分かる。これは不織布に塗布したＰＶＡにより不
織布の目が詰まり、空気の供給が不足したためである。
これに対して実施例の電池では放電性能が比較例１より
もよくなっている。
【００１８】
【表１】
【００１９】以上の結果から明らかなように、本発明の
実施例の電池では、漏液の防止効果が高く、しかも放電
性能が優れている。なお、上記実施例では、拡散層にス
テンレス製の網状構造体を用いたが、本発明はこれに限
られることはなく、樹脂製の網状構造体等ケバの発生し
ない他の材質の網状構造体も同様に効果がある。
実施例の電池では、漏液の防止効果が高く、しかも放電
性能が優れている。なお、上記実施例では、拡散層にス
テンレス製の網状構造体を用いたが、本発明はこれに限
られることはなく、樹脂製の網状構造体等ケバの発生し
ない他の材質の網状構造体も同様に効果がある。
【００２０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の空気亜鉛
電池は、空気拡散層を改良したことによって、放電性能
を低下させることなく漏液防止効果が向上しており、本
発明によれば、従来に比べて安全で信頼性の高い空気電
池を提供することができる。
電池は、空気拡散層を改良したことによって、放電性能
を低下させることなく漏液防止効果が向上しており、本
発明によれば、従来に比べて安全で信頼性の高い空気電
池を提供することができる。
【図１】本発明の一実施例である空気亜鉛電池の断面
図。
図。
１…負極ケース、２…ゲル状亜鉛負極、３…セパレー
タ、４…絶縁ガスケット、５…正極触媒層、６…正極集
電体、７…正極ケース、８…撥水膜、９…空気拡散層、
１０…空気孔。
タ、４…絶縁ガスケット、５…正極触媒層、６…正極集
電体、７…正極ケース、８…撥水膜、９…空気拡散層、
１０…空気孔。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大橋 真智 東京都品川区南品川三丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 (72)発明者 小方 秀之 東京都品川区南品川三丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5H021 AA00 5H032 AA02 AS03 AS11 CC13 EE01 EE04 EE05
Claims (3)
- 【請求項１】 空気孔を有する正極ケースの底部段差の
下段部分に空気拡散層が配置され、上記底部段差の上段
部分に撥水膜、正極体、セパレータが収容され、該セパ
レータを介してゲル状亜鉛負極を収容した負極ケースが
配置された空気亜鉛電池において、空気拡散層が網状構
造体であることを特徴とする空気亜鉛電池。 - 【請求項２】 網状構造体の材質が金属または合成樹脂
である請求項１記載の空気亜鉛電池。 - 【請求項３】 網状構造体がステンレス製である請求項
１記載の空気亜鉛電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20919698A JP4270352B2 (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 空気亜鉛電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20919698A JP4270352B2 (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 空気亜鉛電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000040538A true JP2000040538A (ja) | 2000-02-08 |
| JP4270352B2 JP4270352B2 (ja) | 2009-05-27 |
Family
ID=16568953
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20919698A Expired - Fee Related JP4270352B2 (ja) | 1998-07-24 | 1998-07-24 | 空気亜鉛電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4270352B2 (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2006098718A1 (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Eveready Battery Company, Inc. | Air cell with improved leakage resistance |
| US7455929B2 (en) | 2003-11-26 | 2008-11-25 | Eveready Battery Company, Inc. | Air cell with improved leakage resistance |
| US8088506B2 (en) | 2003-11-26 | 2012-01-03 | Eveready Battery Company, Inc. | Fluid consuming battery with fluid regulating system |
-
1998
- 1998-07-24 JP JP20919698A patent/JP4270352B2/ja not_active Expired - Fee Related
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7455929B2 (en) | 2003-11-26 | 2008-11-25 | Eveready Battery Company, Inc. | Air cell with improved leakage resistance |
| US8088506B2 (en) | 2003-11-26 | 2012-01-03 | Eveready Battery Company, Inc. | Fluid consuming battery with fluid regulating system |
| WO2006098718A1 (en) * | 2005-03-10 | 2006-09-21 | Eveready Battery Company, Inc. | Air cell with improved leakage resistance |
| JP2008533663A (ja) * | 2005-03-10 | 2008-08-21 | エバレデイ バツテリ カンパニー インコーポレーテツド | 漏れ抵抗性が改善した空気セル |
| AU2005329103B2 (en) * | 2005-03-10 | 2010-04-08 | Eveready Battery Company, Inc. | Air cell with improved leakage resistance |
| JP4927071B2 (ja) * | 2005-03-10 | 2012-05-09 | エバレデイ バツテリ カンパニー インコーポレーテツド | 漏れ抵抗性が改善した空気セル |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4270352B2 (ja) | 2009-05-27 |
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