JP2000067824A - Battery pack - Google Patents

Battery pack

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JP2000067824A
JP2000067824A JP10234660A JP23466098A JP2000067824A JP 2000067824 A JP2000067824 A JP 2000067824A JP 10234660 A JP10234660 A JP 10234660A JP 23466098 A JP23466098 A JP 23466098A JP 2000067824 A JP2000067824 A JP 2000067824A
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Japan
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air
battery
battery pack
insulating sheet
positive electrode
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JP10234660A
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Japanese (ja)
Inventor
Kuniyasu Oya
邦泰 大矢
Original Assignee
Sony Corp
ソニー株式会社
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Publication date
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    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery pack that prevent its electrolyte from leaking outside while introducing the air sufficiently from the outside into air batteries received inside. SOLUTION: In this battery pack 1 multiple air batteries 2 wherein air holes 7 are formed in their positive electrode cans 5 are stored in an outer can 3 having air introduction holes 9, and an insulating sheet 4 formed of a porous fluorine-contained resin film having a vacancy rate of 20-60% is arranged between the air batteries 2 and the outer can 3.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、携帯用電子機器の
駆動電源等に用いられる携帯用の電池パックに関し、特
に空気電池を用いた電池パックに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a portable battery pack used as a drive power source for portable electronic equipment, and more particularly to a battery pack using an air battery.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年の携帯用電子機器の普及に伴い、該
携帯用電子機器の携帯型の駆動用電源に対しては種々の
要求が生じてきている。特に、駆動用電源として用いら
れる電池に対しては、より軽量で、より小型でかつより
長寿命の、いわゆる高エネルギー密度電池の登場が望ま
れている。
2. Description of the Related Art With the spread of portable electronic devices in recent years, various demands have arisen for portable driving power supplies for the portable electronic devices. In particular, for a battery used as a power supply for driving, a so-called high energy density battery that is lighter, smaller, and has a longer life is desired.

【0003】高エネルギー密度電池としては、近年、空
気電池がページャーや補聴器等の小型の電子機器の駆動
用電源として広く用いられるようになってきている。空
気電池は、外部から正極活物質である空気中の酸素を取
り入れるための空気孔が形成された金属製の正極缶内
に、正極を構成する空気極や負極活物質等が収容され、
金属製の負極カップにより封口される構造を有するもの
である。空気電池は、上述したように正極活物質として
空気中の酸素を用いるため、単体でも、また複数個繋げ
た電池パックでも、軽量かつ大容量の高エネルギー密度
の駆動用電源の提供が可能となっている。
As a high energy density battery, an air battery has recently been widely used as a power source for driving small electronic devices such as a pager and a hearing aid. The air battery is configured such that an air electrode and a negative electrode active material that constitute a positive electrode are housed in a metal positive electrode can having an air hole for taking in oxygen in the air that is a positive electrode active material from the outside,
It has a structure that is sealed by a metal negative electrode cup. As described above, the air battery uses oxygen in the air as the positive electrode active material, so that it is possible to provide a light-weight, large-capacity, high-energy-density driving power supply by itself or by connecting a plurality of battery packs. ing.

【0004】上述したような空気電池が複数個収納され
た電池パックの外装缶には、内部の空気電池に対して空
気を供給するための空気取り入れ孔が形成されている。
このため、電池パックは、内部の空気電池が漏液を起こ
した場合に外装缶に形成された空気取り入れ孔から空気
電池の電解液が漏出する場合がある。
[0004] An outer can of a battery pack containing a plurality of air cells as described above is provided with an air intake hole for supplying air to an internal air cell.
For this reason, when the air battery inside the battery pack leaks, the electrolyte of the air battery may leak from the air intake hole formed in the outer can.

【0005】また、上述の電池パックは、外装缶が金属
製であるため、内部に金属製の正極缶と負極カップとを
備えて構成された空気電池を収納すると、空気電池が短
絡してしまう。
In the above-mentioned battery pack, since the outer can is made of metal, if an air battery having a metal positive electrode can and a negative electrode cup is housed inside, the air battery is short-circuited. .

【0006】そこで、上述したような電解液の漏出、空
気電池の短絡を防止するために、金属製の外装缶と空気
電池との間にプラスチック製又は紙製の絶縁シートが収
納されたものがある。
Therefore, in order to prevent the above-mentioned leakage of the electrolytic solution and short circuit of the air battery, a plastic or paper insulating sheet is housed between the metal outer can and the air battery. is there.

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プラス
チック製の絶縁シートを外装缶と空気電池との絶縁に用
いた場合、外装缶内部の空気電池に対する空気の供給が
阻害され電池として機能しなくなるという問題があっ
た。
However, when a plastic insulating sheet is used to insulate the outer can from the air cell, the supply of air to the air cell inside the outer can is obstructed and the battery cannot function as a battery. was there.

【0008】また、紙製の絶縁シートを外装缶と空気電
池との絶縁に用いた場合、外装缶内部の空気電池が漏液
すると、電解液が紙製シートを浸透して外装缶に形成さ
れた空気孔から外部に漏出するおそれがあるという問題
があった。
When a paper insulating sheet is used to insulate the outer can from the air battery, when the air battery inside the outer can leaks, the electrolyte penetrates the paper sheet and is formed on the outer can. There is a problem that there is a possibility that the air leaks from the air hole.

【0009】そこで、本発明は、外部からの空気の取り
入れを十分に行えかつ電池パック外部への電解液の漏出
を防ぐことが可能な電池パックを提供することを目的と
するものである。
SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide a battery pack which can sufficiently take in air from the outside and can prevent leakage of an electrolytic solution to the outside of the battery pack.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明に係る電池パックは、電池缶に空気孔が形成され
てなる複数の空気電池が空気取り入れ孔を有する外装缶
内に収容されてなり、空気電池と外装缶との間に空孔率
が20%乃至60%の多孔質フッ素樹脂膜よりなる絶縁
シートが配されていることを特徴とする。
A battery pack according to the present invention, which achieves the above-mentioned object, comprises a plurality of air batteries, each having an air hole formed in a battery can, housed in an outer can having an air intake hole. And an insulating sheet made of a porous fluororesin film having a porosity of 20% to 60% is provided between the air battery and the outer can.

【0011】上述した構成を有する本発明に係る電池パ
ックは、絶縁シートとして空孔率が20%乃至60%の
多孔質フッ素樹脂膜を使用するため、電池パック内部へ
の空気の流入が阻害されずかつ空気電池に漏液が発生し
た場合であっても外装缶外部への漏出が防止される。
The battery pack according to the present invention having the above-described structure uses a porous fluororesin film having a porosity of 20% to 60% as the insulating sheet, so that the inflow of air into the battery pack is inhibited. In addition, even if a leak occurs in the air battery, leakage to the outside of the outer can is prevented.

【0012】[0012]

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る電池パックの
具体的な実施の形態について図面を参照しながら詳細に
説明する。本実施の形態に係る電池パック1は、図1に
示すように、縦に直列に接続された3個のボタン型空気
電池2(2a、2b、2c)と、この空気電池2が収納
される金属製の外装缶3と、空気電池2と外装缶3との
間に配設され空気電池2と外装缶3とを絶縁する絶縁シ
ート4とにより構成されている。なお、電池パック1内
に収納され空気電池2は、上述のボタン型の空気電池に
限らずコイン型の空気電池でもよい。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, specific embodiments of a battery pack according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, battery pack 1 according to the present embodiment houses three button-type air batteries 2 (2 a, 2 b, 2 c) that are vertically connected in series, and accommodates these air batteries 2. It comprises a metal outer can 3 and an insulating sheet 4 disposed between the air battery 2 and the outer can 3 to insulate the air battery 2 from the outer can 3. In addition, the air battery 2 housed in the battery pack 1 is not limited to the button-type air battery described above, and may be a coin-type air battery.

【0013】各空気電池2は、図1に示すように、一端
面が開口した有底円筒状に形成された金属製の正極缶5
内部に亜鉛等の負極活物質、水酸化カリウム水溶液等の
電解液等が収納され、負極カップ6により正極缶5の開
口部を封口して構成される。正極缶5には、その底面に
外部から正極活物質となる空気中の酸素を取り入れるた
めの空気孔7が形成されている。
As shown in FIG. 1, each air battery 2 has a metal positive electrode can 5 formed in a cylindrical shape with a bottom and an open end.
A negative electrode active material such as zinc, an electrolytic solution such as an aqueous solution of potassium hydroxide, and the like are accommodated therein, and the opening of the positive electrode can 5 is closed by the negative electrode cup 6. The positive electrode can 5 has an air hole 7 formed on the bottom surface thereof for taking in oxygen in the air serving as a positive electrode active material from the outside.

【0014】また、この空気電池2では、負極カップ6
の略中央部に外方側に突き出て突起部8が形成されてい
る。空気電池2は、図1に示すように、複数個の空気電
池のうち一方の空気電池2aの負極カップ6を他方の空
気電池2bの正極缶5に直接接触させて直列に接続した
場合に、負極カップ6に形成された突起部8が正極缶5
底面の空気孔7が形成されていない部分に接触し、空気
孔7が閉塞されることがなく、内部への空気の流入が阻
害されることはない。
In the air battery 2, the negative electrode cup 6
A protruding portion 8 is formed at a substantially central portion thereof so as to protrude outward. As shown in FIG. 1, when the air battery 2 is connected in series by directly contacting the negative electrode cup 6 of one of the air batteries 2 a with the positive electrode can 5 of the other air battery 2 b as shown in FIG. The protrusion 8 formed on the negative electrode cup 6 is
The bottom surface is in contact with a portion where the air hole 7 is not formed, the air hole 7 is not closed, and the inflow of air into the inside is not hindered.

【0015】外装缶3は、内部に収納された空気電池2
に対して外部空気を供給する空気取り入れ孔9が形成さ
れている。空気取り入れ孔9は、負極カップ6の突起部
8と正極缶5の底面とが接触する位置と略同位置及び終
端の空気電池2cの正極缶5の底面と対向する位置に形
成されている。電池パック1は、空気孔7と空気取り入
れ孔9との距離が遠いと空気取り入れ孔9から入って来
た空気が外装缶3内を通って空気孔7へ到達する時間が
長くなり、空気の供給が効率よく行われないため、空気
孔7と空気取り入れ孔9とは近接して設けられる。
The outer can 3 is composed of the air battery 2 housed inside.
Is formed with an air intake hole 9 for supplying external air. The air intake hole 9 is formed at substantially the same position as the position where the projection 8 of the negative electrode cup 6 contacts the bottom surface of the positive electrode can 5 and at the position facing the bottom surface of the positive electrode can 5 of the last air cell 2c. In the battery pack 1, if the distance between the air hole 7 and the air intake hole 9 is long, the time that the air entering from the air intake hole 9 reaches the air hole 7 through the inside of the outer can 3 becomes longer, and the air Since the supply is not performed efficiently, the air hole 7 and the air intake hole 9 are provided close to each other.

【0016】絶縁シート4は、金属製の正極缶5と金属
製の外装缶3とが接触することにより生ずる空気電池2
の短絡を防止する。絶縁シート4は、空孔率が20%乃
至60%の多孔質ポリテトラフルオロエチレンシートが
用いられる。多孔質ポリテトラフルオロエチレンシート
は、高い絶縁性と、気体を通して液体を通さない特性を
有するため、外装缶3内に空気を十分に取り入れること
ができるとともに、空気電池2が漏液した場合でも外装
缶3からの漏出を防ぐことができる。また、絶縁シート
4は、多孔質ポリテトラフルオロエチレンシートの空孔
率が20%より小さいと空気の取り入れが十分に行われ
ないため放電が効率よく行われず、60%より大きいと
漏液した電解液を透過してしまうため、空孔率が20%
乃至60%のものが好適である。
The insulating sheet 4 is made of an air battery 2 formed by contact between a metal positive electrode can 5 and a metal outer can 3.
To prevent short circuit. As the insulating sheet 4, a porous polytetrafluoroethylene sheet having a porosity of 20% to 60% is used. The porous polytetrafluoroethylene sheet has a high insulating property and a property of not allowing a liquid to pass through gas, so that air can be sufficiently taken into the outer can 3 and the outer package can be formed even when the air battery 2 leaks. Leakage from the can 3 can be prevented. Also, if the porosity of the porous polytetrafluoroethylene sheet is less than 20%, the air is not sufficiently taken in the insulating sheet 4 to perform the discharge efficiently. 20% porosity due to liquid permeation
It is preferably from 60% to 60%.

【0017】絶縁シート4は、チューブ状に巻かれて空
気電池2の外周面に巻き付けられて外装缶3内に配設さ
れる。絶縁シート4は、空気電池2が漏液した場合、電
解液がチューブ状に巻かれた絶縁シート4の端部の隙間
から漏出するおそれがあるため、端部が熱溶着されて配
設される。
The insulating sheet 4 is wound in a tube shape, wound around the outer peripheral surface of the air battery 2, and disposed in the outer can 3. When the air battery 2 leaks, the electrolyte sheet may be leaked from the gap between the ends of the insulating sheet 4 wound in a tube shape. .

【0018】絶縁シート4は、その厚さが0.03mm
乃至2mmのものが使用される。絶縁シート4は、0.
03mmより薄いとハンドリング時にシートが伸びて空
孔率が変化してしまい、また、2mmより厚いと電池パ
ック1内での体積占有率が大きくなり内部に入れる空気
電池2の大きさが小さくなって電池容量が減ってしまう
ため好ましくない。
The insulating sheet 4 has a thickness of 0.03 mm.
乃至 2 mm is used. The insulating sheet 4 has a thickness of 0.
If the thickness is less than 03 mm, the sheet expands during handling, and the porosity changes. If the thickness is more than 2 mm, the volume occupancy in the battery pack 1 increases, and the size of the air battery 2 inserted therein decreases. It is not preferable because the battery capacity is reduced.

【0019】[0019]

【実施例】電池パックについて、以下に示す実施例1乃
至実施例5の電池パックと比較例1乃至比較例3に対し
て種々の試験を行った結果に基づき具体的に説明する。
EXAMPLE A battery pack will be specifically described based on the results of various tests performed on the battery packs of Examples 1 to 5 and Comparative Examples 1 to 3 shown below.

【0020】試験において使用される実施例1乃至実施
例5は、内部に3個のボタン型空気電池と厚さ0.1m
mの多孔質ポリテトラフルオロエチレンシートからなる
絶縁シートとが収納されており、この多孔質ポリテトラ
フルオロエチレンシートの空孔率がそれぞれ20%、3
0%、40%、50%、60%の電池パックである。ま
た、比較例1乃至比較例3は、実施例1乃至実施例5と
同様に内部に3個のボタン型空気電池が収納されてお
り、絶縁シートとしてそれぞれ紙製シート、厚さ0.1
mmで空孔率10%の多孔質ポリテトラフルオロエチレ
ンシート、厚さ0.1mmで空孔率70%の多孔質ポリ
テトラフルオロエチレンシートが使用された電池パック
である。
In Examples 1 to 5 used in the test, three button-type air cells and a thickness of 0.1 m
m of an insulating sheet made of a porous polytetrafluoroethylene sheet having a porosity of 20% and 3%, respectively.
The battery packs are 0%, 40%, 50%, and 60%. In Comparative Examples 1 to 3, similarly to Examples 1 to 5, three button-type air batteries were housed inside, and as the insulating sheets, a paper sheet and a thickness of 0.1 were respectively used.
This is a battery pack using a porous polytetrafluoroethylene sheet having a porosity of 10 mm and a porosity of 10%, and a porous polytetrafluoroethylene sheet having a porosity of 70% and a thickness of 0.1 mm.

【0021】まず、実施例1と比較例1について、一定
条件下における漏液発生の有無を調べる試験を行った。
漏液発生の有無を調べる試験は、それぞれの電池パック
を10個ずつ温度60℃、相対湿度90%RHのオーブ
ンの中に60日間保存して、電池パックの外に電解液が
漏れ出たものの数を比較して行った。この試験結果を表
1に示す。
First, a test was conducted on Example 1 and Comparative Example 1 to check for the occurrence of liquid leakage under certain conditions.
In the test for checking for the occurrence of liquid leakage, ten battery packs were stored in an oven at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 90% RH for 60 days, and the electrolyte leaked out of the battery pack. The numbers were compared and performed. Table 1 shows the test results.

【0022】[0022]

【表1】 [Table 1]

【0023】表1に示すように、実施例1の電池パック
は、漏液が発生していないことが確認された。これに対
して、比較例1の電池パックは、試験を行った10個全
てについて漏液が発生したことが確認された。この試験
結果から、電池パックに用いられる絶縁シートは、電解
液が浸透して外に漏出する紙製シートよりも多孔質ポリ
テトラフルオロエチレンシートが好適であることが判断
できる。
As shown in Table 1, it was confirmed that no liquid leakage occurred in the battery pack of Example 1. On the other hand, in the battery pack of Comparative Example 1, it was confirmed that liquid leakage occurred in all of the 10 battery packs tested. From this test result, it can be determined that a porous polytetrafluoroethylene sheet is more suitable for an insulating sheet used for a battery pack than a paper sheet that leaks out due to penetration of an electrolytic solution.

【0024】次に、実施例1乃至実施例5と比較例2乃
至比較例3とについて、一定条件下における漏液発生の
有無と電池容量とを調べる試験を行った。漏液発生の有
無と電気容量とを調べる試験は、それぞれの電池パック
を10個ずつ温度60℃、相対湿度90%RHのオーブ
ンの中に60日間保存して、電池パックの外に電解液が
漏れ出たものの数を比較して行った。この試験結果を表
2に示す。
Next, a test was conducted on Examples 1 to 5 and Comparative Examples 2 and 3 to determine whether or not liquid leakage occurred and the battery capacity under certain conditions. In a test to check for the occurrence of liquid leakage and the electric capacity, ten battery packs were stored in an oven at a temperature of 60 ° C. and a relative humidity of 90% RH for 60 days. The number of leaked items was compared. Table 2 shows the test results.

【0025】[0025]

【表2】 [Table 2]

【0026】表2に示すように、実施例1乃至実施例5
の電池パックは、電池容量がいずれも600mAh以上
であるとともに、漏液も発生していないことが確認され
た。これに対して、比較例2の電池パックは、漏液は発
生していないが電池容量が600mAhを下回り携帯用
電子機器の駆動用電源等として使用するに際し不十分で
あることが確認され、また、比較例3の電池パックは、
電池容量が600mAhを超えているが漏液の発生が確
認された。この試験結果から、電池パックの絶縁シート
として用いられる多孔質ポリテトラフルオロエチレンシ
ートは、空孔率が20%乃至60%のものが好適である
ことが判断できる。
As shown in Table 2, Examples 1 to 5
It was confirmed that all of the battery packs had a battery capacity of 600 mAh or more, and no liquid leakage occurred. On the other hand, in the battery pack of Comparative Example 2, no liquid leakage occurred, but the battery capacity was less than 600 mAh and it was confirmed that the battery capacity was insufficient when used as a power supply for driving a portable electronic device. The battery pack of Comparative Example 3
Although the battery capacity exceeded 600 mAh, generation of liquid leakage was confirmed. From this test result, it can be determined that the porous polytetrafluoroethylene sheet used as the insulating sheet of the battery pack preferably has a porosity of 20% to 60%.

【0027】[0027]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明に係
る電池パックによれば、空気電池の金属製正極缶と外装
缶とを絶縁する絶縁シートに、高い絶縁性を有するとと
もに気体を通して液体を通さない特性を有する多孔質フ
ッ素樹脂膜を使用するため、外装缶内への空気の取り入
れが十分行うことができるとともに、空気電池に漏液が
発生した場合に外装缶外部の漏出を防ぐことができる。
As described above in detail, according to the battery pack according to the present invention, the insulating sheet for insulating the metal positive electrode can and the outer can of the air battery has a high insulating property and allows the gas to pass through the insulating sheet. The use of a porous fluororesin membrane that does not allow air to pass through allows sufficient intake of air into the outer can and also prevents leakage from the outside of the outer can in the event of leakage of air cells. Can be.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】電池パックの構成を説明するための図である。FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of a battery pack.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 電池パック,2 空気電池,3 外装缶,4 絶縁
シート,5 正極缶,6負極カップ,7 空気孔,8
突起部,9 空気取り入れ孔
Reference Signs List 1 battery pack, 2 air battery, 3 outer can, 4 insulating sheet, 5 positive electrode can, 6 negative electrode cup, 7 air hole, 8
Protrusion, 9 air intake hole

Claims (5)

    【特許請求の範囲】[Claims]
  1. 【請求項1】 電池缶に空気孔が形成されてなる複数の
    空気電池が空気取り入れ孔を有する外装缶内に収容され
    てなり、 上記空気電池と外装缶との間に空孔率が20%乃至60
    %の多孔質フッ素樹脂膜よりなる絶縁シートが配されて
    いることを特徴とする電池パック。
    A plurality of air batteries each having an air hole formed in a battery can are housed in an outer can having an air intake hole, and a porosity between the air battery and the outer can is 20%. To 60
    %, Provided with an insulating sheet made of a porous fluororesin film.
  2. 【請求項2】 上記空気電池はボタン電池又はコイン電
    池であることを特徴とする請求項1に記載の電池パッ
    ク。
    2. The battery pack according to claim 1, wherein the air battery is a button battery or a coin battery.
  3. 【請求項3】 上記多孔質フッ素樹脂膜が、多孔質ポリ
    テトラフルオロエチレン膜であることを特徴とする請求
    項1に記載の電池パック。
    3. The battery pack according to claim 1, wherein the porous fluororesin film is a porous polytetrafluoroethylene film.
  4. 【請求項4】 上記絶縁シートはチューブ状の多孔質フ
    ッ素樹脂膜よりなり、重ね合わせた上記空気電池の周面
    にこの絶縁シートが巻き付けられていることを特徴とす
    る請求項1に記載の電池パック。
    4. The battery according to claim 1, wherein the insulating sheet is formed of a tube-shaped porous fluororesin film, and the insulating sheet is wound around a peripheral surface of the air battery overlapped. pack.
  5. 【請求項5】 上記チューブ状の多孔質フッ素樹脂膜の
    両端部は、それぞれ熱溶着されていることを特徴とする
    請求項4に記載の電池パック。
    5. The battery pack according to claim 4, wherein both ends of the tubular porous fluororesin film are heat-sealed.
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Cited By (4)

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