JP2000277179A - 空気亜鉛電池 - Google Patents
空気亜鉛電池Info
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- JP2000277179A JP2000277179A JP11079184A JP7918499A JP2000277179A JP 2000277179 A JP2000277179 A JP 2000277179A JP 11079184 A JP11079184 A JP 11079184A JP 7918499 A JP7918499 A JP 7918499A JP 2000277179 A JP2000277179 A JP 2000277179A
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- 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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- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】過酷な条件においても防水性が低下しない空気
亜鉛電池を提供する。 【解決手段】空気亜鉛電池の空気拡散層３として撥水性
を有する高分子樹脂多孔膜、例えばポリテトラフルオロ
エチレン樹脂微多孔膜を使用し、これを正極缶底部に、
酸素透過性でかつ撥水性を有する接着剤で接着したこと
により、激しい振動等が生じても正極缶底部の空気孔２
から水が進入しないようにした。これにより過酷条件下
での防水性を維持し、放電特性の低下や短寿命化を防ぐ
ことができる。接着剤としてはシリコーン樹脂が好まし
い。
亜鉛電池を提供する。 【解決手段】空気亜鉛電池の空気拡散層３として撥水性
を有する高分子樹脂多孔膜、例えばポリテトラフルオロ
エチレン樹脂微多孔膜を使用し、これを正極缶底部に、
酸素透過性でかつ撥水性を有する接着剤で接着したこと
により、激しい振動等が生じても正極缶底部の空気孔２
から水が進入しないようにした。これにより過酷条件下
での防水性を維持し、放電特性の低下や短寿命化を防ぐ
ことができる。接着剤としてはシリコーン樹脂が好まし
い。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は防水性を有する空気
亜鉛電池に関する。
亜鉛電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】空気亜鉛電池は正極活物質に空気中の酸
素、負極にゲル状亜鉛を用いたもので、主に補聴器やペ
イジャー用にボタン型のものが製品化されている。これ
らの空気亜鉛電池は、一般的には正極触媒層と正極缶底
部との間に、撥水層および空気拡散層が順に積層配置さ
れている。これらの材料としては、撥水層には２００μ
ｍ程度のポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦ
Ｅ）、空気拡散層には３００μｍ程度の紙類，不織布，
ポリオレフィン系等の多孔質膜などが用いられている。
素、負極にゲル状亜鉛を用いたもので、主に補聴器やペ
イジャー用にボタン型のものが製品化されている。これ
らの空気亜鉛電池は、一般的には正極触媒層と正極缶底
部との間に、撥水層および空気拡散層が順に積層配置さ
れている。これらの材料としては、撥水層には２００μ
ｍ程度のポリテトラフルオロエチレン樹脂（ＰＴＦ
Ｅ）、空気拡散層には３００μｍ程度の紙類，不織布，
ポリオレフィン系等の多孔質膜などが用いられている。
【０００３】触媒作用を有する正極触媒層，撥水層，空
気拡散層はいずれも多孔質で通気性があるが、正極触媒
層は空気中の酸素を還元してイオン化するため適度の撥
水性と親水性を必要とし、撥水層は電池内の電解液を外
部に出さないようにするため恒久的に撥水性を維持して
いかなければならない。
気拡散層はいずれも多孔質で通気性があるが、正極触媒
層は空気中の酸素を還元してイオン化するため適度の撥
水性と親水性を必要とし、撥水層は電池内の電解液を外
部に出さないようにするため恒久的に撥水性を維持して
いかなければならない。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】通常、ボタン型空気亜
鉛電池は正極缶底部に空気を取り入れるための空気孔が
１個または複数個設けられている。取り入れた空気を拡
散させるための空気拡散層としては、上記したように紙
類，不織布，ポリオレフィン系の多孔質膜等が使用され
ているが、これらを使用した場合には、電池に水がかか
ると水が空気孔から進入し、この空気拡散層を通って電
池内部に達し、膜を作って酸素の取り入れが困難にな
る。酸素不足となった空気電池は電池としての機能を失
い、短寿命となる。
鉛電池は正極缶底部に空気を取り入れるための空気孔が
１個または複数個設けられている。取り入れた空気を拡
散させるための空気拡散層としては、上記したように紙
類，不織布，ポリオレフィン系の多孔質膜等が使用され
ているが、これらを使用した場合には、電池に水がかか
ると水が空気孔から進入し、この空気拡散層を通って電
池内部に達し、膜を作って酸素の取り入れが困難にな
る。酸素不足となった空気電池は電池としての機能を失
い、短寿命となる。
【０００５】本発明はこのような情況に対処してなされ
たもので、外部からの水などの進入を防ぎ、利用率低下
をきたさないようにしたボタン型空気亜鉛電池を提供す
ることを目的とするものである。
たもので、外部からの水などの進入を防ぎ、利用率低下
をきたさないようにしたボタン型空気亜鉛電池を提供す
ることを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に検討した結果、空気拡散層の材料は撥水性を有しかつ
多孔性で酸素透過性を備えている微多孔質膜が適当であ
り、また空気孔からの水の進入を防ぐためには、空気拡
散層を酸素透過性および撥水性のある接着剤で正極缶底
部に接着することが有効であることが明らかになった。
に検討した結果、空気拡散層の材料は撥水性を有しかつ
多孔性で酸素透過性を備えている微多孔質膜が適当であ
り、また空気孔からの水の進入を防ぐためには、空気拡
散層を酸素透過性および撥水性のある接着剤で正極缶底
部に接着することが有効であることが明らかになった。
【０００７】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
ので、缶底に空気孔を有する正極缶内に空気拡散層、撥
水膜、正極触媒層および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充填した負極ケースが
配置された空気亜鉛電池において、空気拡散層が撥水性
を有する高分子樹脂多孔膜からなり、該空気拡散層が正
極缶底部に、酸素透過性でかつ撥水性を有する接着剤で
接着されていることを特徴とする。
ので、缶底に空気孔を有する正極缶内に空気拡散層、撥
水膜、正極触媒層および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充填した負極ケースが
配置された空気亜鉛電池において、空気拡散層が撥水性
を有する高分子樹脂多孔膜からなり、該空気拡散層が正
極缶底部に、酸素透過性でかつ撥水性を有する接着剤で
接着されていることを特徴とする。
【０００８】撥水性を有する高分子樹脂多孔膜としては
ポリテトラフルオロエチレン樹脂微多孔膜が好ましく、
その他に例えば、パーフルオロアルキルビニルエーテル
共重合体（ＰＦＡ），ヘキサフルオロプロピレン共重合
体（ＦＥＰ）等がある。また接着剤としてはシリコーン
樹脂が好ましい。接着剤は正極缶の段部全面に塗布する
と効果的である。
ポリテトラフルオロエチレン樹脂微多孔膜が好ましく、
その他に例えば、パーフルオロアルキルビニルエーテル
共重合体（ＰＦＡ），ヘキサフルオロプロピレン共重合
体（ＦＥＰ）等がある。また接着剤としてはシリコーン
樹脂が好ましい。接着剤は正極缶の段部全面に塗布する
と効果的である。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて詳細に説明する。図１はボタン型空気亜鉛電池
ＰＲ４４（外径１１．６ｍｍ、総高５．４ｍｍ）の断面
図である。この図において、１は集電端子を兼ねた正極
缶で、缶底部に段部を有し、直径０．５ｍｍの２個の空
気孔２を有している。その上に空気拡散層３，撥水層
４，正極（正極触媒層）５を順次載せている。正極５は
活性炭などの触媒粉を粘着剤と共に混合し、シート状に
成形し、金属網と一体化した触媒層からなっている。正
極５の上に厚さ５０μｍのポリプロピレン製多孔膜のセ
パレータ６を介してポリアミド樹脂からなる絶縁ガスケ
ット９を装着し、これにゲル状亜鉛負極７を充填した負
極容器８を嵌合する。そして、正極缶の開口縁を内方に
屈曲させることにより、正極缶１内を密封口している。
を用いて詳細に説明する。図１はボタン型空気亜鉛電池
ＰＲ４４（外径１１．６ｍｍ、総高５．４ｍｍ）の断面
図である。この図において、１は集電端子を兼ねた正極
缶で、缶底部に段部を有し、直径０．５ｍｍの２個の空
気孔２を有している。その上に空気拡散層３，撥水層
４，正極（正極触媒層）５を順次載せている。正極５は
活性炭などの触媒粉を粘着剤と共に混合し、シート状に
成形し、金属網と一体化した触媒層からなっている。正
極５の上に厚さ５０μｍのポリプロピレン製多孔膜のセ
パレータ６を介してポリアミド樹脂からなる絶縁ガスケ
ット９を装着し、これにゲル状亜鉛負極７を充填した負
極容器８を嵌合する。そして、正極缶の開口縁を内方に
屈曲させることにより、正極缶１内を密封口している。
【００１０】（実施例１）上記のボタン型空気亜鉛電池
において、空気拡散層３として、厚さ３００μｍ，透気
度ガーレ数が５００のポリテトラフルオロエチレン微多
孔膜を使用し、これを正極缶底部に液状シリコーンゴム
（例えば東芝シリコーン（株）製ＴＳＥ３８５）で接着
させた。接着剤は、図２に示すように、正極缶の底部全
面を覆うように塗布する。
において、空気拡散層３として、厚さ３００μｍ，透気
度ガーレ数が５００のポリテトラフルオロエチレン微多
孔膜を使用し、これを正極缶底部に液状シリコーンゴム
（例えば東芝シリコーン（株）製ＴＳＥ３８５）で接着
させた。接着剤は、図２に示すように、正極缶の底部全
面を覆うように塗布する。
【００１１】（比較例１）空気拡散層３として、実施例
と同じ厚さ３００μｍ，透気度ガーレ数が５００のポリ
テトラフルオロエチレン微多孔膜を使用し、ただし接着
剤を使用せずにこれを正極缶底部の空気孔に押圧させ
た。
と同じ厚さ３００μｍ，透気度ガーレ数が５００のポリ
テトラフルオロエチレン微多孔膜を使用し、ただし接着
剤を使用せずにこれを正極缶底部の空気孔に押圧させ
た。
【００１２】（比較例２）空気拡散層３として、実施例
と同じ厚さ３００μｍ，透気度ガーレ数が５００のポリ
テトラフルオロエチレン微多孔膜を使用し、ただし接着
剤を使用せずにこれを正極缶段部に載せただけにした。
と同じ厚さ３００μｍ，透気度ガーレ数が５００のポリ
テトラフルオロエチレン微多孔膜を使用し、ただし接着
剤を使用せずにこれを正極缶段部に載せただけにした。
【００１３】（比較例３）空気拡散層３として、厚さ３
００μｍのクラフトパルプ紙を用いた。上記実施例およ
び比較例の各ボタン型空気亜鉛電池について以下の試験
を行った。各電池を正極面を上にした状態で水で濡らし
たウエスを約１０分間載せて放置し、軽く乾拭きをした
後、放電特性とその時の短寿命品を調査した。結果を表
１に示す。また、水で濡らしたウエスを載せずに、通常
の状態で同じ放電特性試験を行ない、その時の短寿命品
の個数を調べた。この結果を表２に示す。
００μｍのクラフトパルプ紙を用いた。上記実施例およ
び比較例の各ボタン型空気亜鉛電池について以下の試験
を行った。各電池を正極面を上にした状態で水で濡らし
たウエスを約１０分間載せて放置し、軽く乾拭きをした
後、放電特性とその時の短寿命品を調査した。結果を表
１に示す。また、水で濡らしたウエスを載せずに、通常
の状態で同じ放電特性試験を行ない、その時の短寿命品
の個数を調べた。この結果を表２に示す。
【００１４】１）放電特性は、各例電池それぞれ３０個
について２０℃−６０％ＲＨの雰囲気中で６２０Ωで１
２ｈ／１日での間欠放電を行い、終止電圧０．９Ｖまで
に得られた持続時間の平均値を示した。 ２）短寿命品は、上記放電特性試験時に発生した短寿命
品（ＪＩＳ規格−ＪＩＳＣ ８５１１−において、放電
時間が１９５時間未満のもの）の数を示した。
について２０℃−６０％ＲＨの雰囲気中で６２０Ωで１
２ｈ／１日での間欠放電を行い、終止電圧０．９Ｖまで
に得られた持続時間の平均値を示した。 ２）短寿命品は、上記放電特性試験時に発生した短寿命
品（ＪＩＳ規格−ＪＩＳＣ ８５１１−において、放電
時間が１９５時間未満のもの）の数を示した。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】表１および表２の結果から、実施例１では
水で濡らしたウエスを載せたことによる放電特性への影
響もなく、短寿命の発生もないことがわかる。比較例１
でも実施例１同様、放電特性において十分な持続時間を
得られ、短寿命品はない。比較例２では実施例１と同様
空気拡散層にＰＴＦＥ微多孔膜を使用しているものの、
正極缶に押圧していないため正極缶と空気拡散層の微少
の隙間から水が進入し、短寿命品が発生した。比較例３
では空気拡散層にクラフトパルプ紙を使用しており空気
拡散層が撥水性でないため、空気孔からの水の進入が容
易となり、短寿命を起こしてしまい、放電利用率も悪く
なった。
水で濡らしたウエスを載せたことによる放電特性への影
響もなく、短寿命の発生もないことがわかる。比較例１
でも実施例１同様、放電特性において十分な持続時間を
得られ、短寿命品はない。比較例２では実施例１と同様
空気拡散層にＰＴＦＥ微多孔膜を使用しているものの、
正極缶に押圧していないため正極缶と空気拡散層の微少
の隙間から水が進入し、短寿命品が発生した。比較例３
では空気拡散層にクラフトパルプ紙を使用しており空気
拡散層が撥水性でないため、空気孔からの水の進入が容
易となり、短寿命を起こしてしまい、放電利用率も悪く
なった。
【００１８】次に上記各ボタン型空気亜鉛電池を振幅
０．８ｍｍ，周波数１０〜５５Ｈｚ，掃引速度１Ｈｚ／
ｍｉｎの条件で９０分振動させ、その後、前記同様正極
面を上にした状態で水を含ませたウエスを１０分間載せ
て放置し、軽く乾拭きした後、それぞれ３０個について
６２０Ωで１２ｈ／１日での間欠放電を行い、その放電
途中に発生した短寿命品の発生数を調べた。結果を表３
に示す。
０．８ｍｍ，周波数１０〜５５Ｈｚ，掃引速度１Ｈｚ／
ｍｉｎの条件で９０分振動させ、その後、前記同様正極
面を上にした状態で水を含ませたウエスを１０分間載せ
て放置し、軽く乾拭きした後、それぞれ３０個について
６２０Ωで１２ｈ／１日での間欠放電を行い、その放電
途中に発生した短寿命品の発生数を調べた。結果を表３
に示す。
【００１９】
【表３】 表３から明らかなように、実施例１では振動に影響され
ることもなく短寿命品は発生していない。比較例１では
実施例１と同じ撥水性空気拡散層を正極缶底部に押圧し
ているが、振動することで正極缶と撥水膜の間に微少な
隙間が生じ、正極缶段部に設けられている空気孔から水
の進入が見られた。比較例２では短寿命発生数がさらに
増加し、比較例３では多発した。
ることもなく短寿命品は発生していない。比較例１では
実施例１と同じ撥水性空気拡散層を正極缶底部に押圧し
ているが、振動することで正極缶と撥水膜の間に微少な
隙間が生じ、正極缶段部に設けられている空気孔から水
の進入が見られた。比較例２では短寿命発生数がさらに
増加し、比較例３では多発した。
【００２０】ただし、本振動試験はかなり過酷であり、
通常の使用形態ではＰＴＦＥ膜を正極缶空気孔に押圧す
るだけで防水性が付与され、充分使用し得る。本発明は
かなり過酷な条件に対しても適用できるようにしたもの
であって、実施例１のようにＰＴＦＥ膜を正極缶に接着
剤で接着させたことで、より強固に前記ＰＴＦＥ膜と正
極缶空気孔を密着させ、激しい振動等があっても水の進
入を防止することができる。
通常の使用形態ではＰＴＦＥ膜を正極缶空気孔に押圧す
るだけで防水性が付与され、充分使用し得る。本発明は
かなり過酷な条件に対しても適用できるようにしたもの
であって、実施例１のようにＰＴＦＥ膜を正極缶に接着
剤で接着させたことで、より強固に前記ＰＴＦＥ膜と正
極缶空気孔を密着させ、激しい振動等があっても水の進
入を防止することができる。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
防水性に優れ、激しい振動によってもその防水性が低下
しない空気亜鉛電池を提供することができる。
防水性に優れ、激しい振動によってもその防水性が低下
しない空気亜鉛電池を提供することができる。
【図１】本発明の空気亜鉛電池の一例を示す電池断面
図。
図。
【図２】本発明における接着剤の塗布位置を説明するた
めの正極缶底部断面図。
めの正極缶底部断面図。
１…正極缶、２…空気孔、３…空気拡散層、４…撥水
層、５…正極、６…セパレータ、７…ゲル状亜鉛負極、
８…負極容器、９…絶縁ガスケット。
層、５…正極、６…セパレータ、７…ゲル状亜鉛負極、
８…負極容器、９…絶縁ガスケット。
Claims (3)
- 【請求項１】 缶底に空気孔を有する正極缶内に空気拡
散層、撥水膜、正極触媒層および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充填した負
極ケースが配置された空気亜鉛電池において、空気拡散
層が撥水性を有する高分子樹脂多孔膜からなり、該空気
拡散層が正極缶底部に、酸素透過性でかつ撥水性を有す
る接着剤で接着されていることを特徴とする空気亜鉛電
池。 - 【請求項２】 空気拡散層がポリテトラフルオロエチレ
ン樹脂微多孔膜である請求項１記載の空気亜鉛電池。 - 【請求項３】 接着剤がシリコーン樹脂からなる接着剤
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 |
|---|---|---|---|
| JP11079184A JP2000277179A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 空気亜鉛電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11079184A JP2000277179A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 空気亜鉛電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000277179A true JP2000277179A (ja) | 2000-10-06 |
Family
ID=13682903
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11079184A Pending JP2000277179A (ja) | 1999-03-24 | 1999-03-24 | 空気亜鉛電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000277179A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008071579A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気電池 |
| WO2011001287A3 (en) * | 2009-06-30 | 2011-06-09 | Revolt Technology Ltd. | Metal-air battery with siloxane material |
-
1999
- 1999-03-24 JP JP11079184A patent/JP2000277179A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008071579A (ja) * | 2006-09-13 | 2008-03-27 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | 空気電池 |
| WO2011001287A3 (en) * | 2009-06-30 | 2011-06-09 | Revolt Technology Ltd. | Metal-air battery with siloxane material |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |