JP2001523884A - ガルヴァーニ電池用の凹凸を有する電極カップ - Google Patents

ガルヴァーニ電池用の凹凸を有する電極カップ

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ウィリアム アール ベニット
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Abstract

(57)【要約】 ビード(10)を有するカップなどの凹凸を有するカップ(2)、及び缶(30)を含む電池ハウジングを採用する、好ましくは小型の、ガルヴァーニ電池であって、電池の垂直部分の断面厚さの大部分が有効にカップの壁の厚さに属し、電池の最大内部容積が活性成分のために確保されるように、凹凸領域がカップの開口端付近に配置されているものを提供する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】 (技術分野) 本発明は、ガルヴァーニ電池及びその製造方法に関する。特に、本発明は、該 電池が小型のガルヴァーニ電池である場合に関する。
【0002】 (背景技術) 電子デバイスの小型化は、小型ではあるが高出力の電気化学的電池に対する需
要を生み出してきた。アルカリ電解質を利用する電池は、高い容積あたりのエネ
ルギー密度を提供することが知られており、したがって、聴力補助、カメラ、腕
時計及び計算機などの小型電子デバイスにおける用途に好適に使用されている。
しかしながら、水性の水酸化カリウム及び水酸化ナトリウムの溶液などのアルカ
リ電解質は、湿潤した金属表面に対する親和性を有し、また電気化学的電池のシ
ールされた金属界面を通して浸出することが知られている。このような漏出は、
電解質溶液を電池から枯渇させる可能性があり、また電池の表面上に、電池の外
観及び市場性を損なうような、腐食性の堆積物をもたらす可能性がある。このよ
うな腐食性の塩はまた、電池が収容されているデバイスに損害を与え得る。この 問題に直面する一般的な電池システムには、酸化銀−亜鉛電池、ニッケル−カド
ミウム電池、空気減極電池及びアルカリ二酸化マンガン電池が含まれる。 従来の技術では、絶縁性ガスケットを電池のカップと缶との間に導入して、電
池のためのシールを付与することが、通常行なわれてきた。一般に、ガスケット
は、電池に内蔵されている電解質及び電池環境に対して不活性な物質で作られて
いる必要がある。また、ガスケットは、シール圧力の下で、フレキシブルであっ て冷流に対する抵抗性を有し、また長い保存期間の間適切なシールを確実なもの
とするように、これらの特性を維持する必要がある。ナイロン、ポリプロピレン
、エチレン−テトラフルオロエチレンコポリマー、及び高密度ポリエチレンなど
の材料が、大部分の用途についてのガスケット材料として好適であることが見出
されている。 一般に、絶縁用ガスケットは、“J”字形状の外形であって、ここに延長され
たカップの壁が挿入され、放射状に圧迫すると、ガスケットの底部がカップの壁
の底部とともにシールを形成する。 良好なシールをさらに確実なものとするため、“U”字形状の溝を含め、シー
ラントが通常ガスケットに適用され、カップをガスケットへ挿入すると、延長さ
れたカップの壁の端部がシーラント内に設置され、圧迫力を印加すると、ガスケ
ットの壁が延長されたカップの壁の端部に対して圧迫される。
【0003】 米国特許第4,302,517号明細書は、電池の缶とカップとの間に絶縁性
ガスケットを採用した、シールされたガルヴァーニ電池を開示している。この電 池は、缶のリムとカップの端部との間に配置され圧迫される第1のシーリング区
分、及び、カップ内部でカップの壁に実質的に平行に延び、かつ電池の電解質及
び/または電池の反応生成物を提供する複数の離隔された開口を規定している、
第2の缶支持区分からなる。 従来の電池のガスケットは、一般に、電池の内側の壁の全長を延長する。ガス
ケットの容積は、電池の内部の容積の20%を超え、その結果、電池の活性成分
のための電池中の大部分の空間を占有する可能性がある。 従来の型の小型ガルヴァーニ電池においては、ガスケットの直立した側壁の高
さは、通常缶の直立した側壁の全高さに延びている。小型ガルヴァーニ電池用の
この型の従来のハウジングは、ハウジングの厚さが次のものからなる3つの壁組
立体を含むことを必要とする:(1)缶の壁、(2)ガスケットの壁、及び(3
)カップの壁。寸法が固定された電池のための従来型のハウジングの内部の容積 は、したがって、このような組立体によって低減され、これによって、電池の活
性成分のために使用可能な空間を低減する。 かくして、できる限り最小の容積を占有し、電池の電解質及び/または反応性
生物のための容積を最大にし得るハウジングを有する電池に対する要求が、なお
存在する。
【0004】 (発明の開示) 驚くべきことに、カップの壁に凹凸を与えることにより、缶の内部に配置され
たガスケットを凹凸の上に設置し、これによって浪費される空間を最小化し、活
性成分のために使用可能な内部容積を最大にすることが可能であることが見出さ
れた。 したがって、第1の観点において、本発明は、ガスケットにより相互に電気的
に絶縁されたカップ及び缶を備えたハウジングを有し、該ガスケットが、缶の内
部に配置され、またカップを収容するための溝を有している、ガルヴァーニ電池
であって、該カップは、カップの開口端付近に内方への凹凸のある領域を有する
直立した側壁を与えられており、該ガスケットは、該凹凸を越えることなく垂直
に延びている、前記電池を提供する。該電池は、好ましくは小型電池である。 本発明は、さらに望ましくは、電池のための、最小の内部容積を占有する凹凸
を有するカップ及び缶のハウジングを採用する、小型電池構造体を提供する。 望ましくは、本発明はさらに、低輪郭型の“J”ガスケットを使用して、電池
が活性成分のための大きな内部容積を有するようにする、小型で円筒形の電池の
ための凹凸を有するカップ及び缶のハウジングを提供する。 本発明の他の有利な点は、凹凸を有するカップ及び缶のハウジングを作製する
のが容易であり、かつこれが製造上費用効果に優れ、組立容易であることにある
。 本発明は、さらに望ましくは、電池のための最小容積を占有する新規な凹凸を
有するカップ及び缶のハウジングを備える、小型電池の製造方法を提供する。 かくして、本発明は一般に、比較的小さな容積を占有する凹凸の輪郭のカップ
及び缶の組立体を採用して、電池の内部容積が主として電池の活性成分のために
確保されるようにする、小型のガルヴァーニ電池に関する。本発明はまた、電池
の活性成分のための最適な内部容積を有する、小型のガルヴァーニ電池の製造方
法に関する。
【0005】 別の観点において、本発明は、第1の電極、反対の極性の第2の電極、電極の
間のセパレータ、及び電解質を有するガルヴァーニ電池であって、これらが全て
2つの部分からなる導電性ハウジングの内部に設置され、その一方の部分は第1
の電極に電気的に接続された缶であり、他方の部分は第2の電極に電気的に接続
されたカップである、前記ガルヴァーニ電池を提供する。缶は開口を規定する端 部を伴う壁を有する。カップは、外部表面及び開口を規定する末端並びにカップ
の開口端付近に内方への凹凸のある領域を伴う直立した壁を有する。缶とカップ との間には、第1の電極と接触する底部表面、頂端部を有する外壁、及び、外壁
から離隔され、それにより“U”字形状の溝を規定している内壁を伴う、ベース
部材を有する絶縁性ガスケットがある。カップの壁の端部は、ガスケットの溝の
内部に配置され、ガスケットの外壁は、缶の壁とカップの壁との間に配置され、
ガスケットの外壁は、ガスケットの外壁の頂端部がカップの壁の外表面上で凹凸
領域に配置されるのに十分な高さを有しており、また缶の壁の端部は、ガスケッ
トに対して固定されており、これによって缶をカップに対してカップの凹凸領域
でガスケットを介してシールしている。 かくして、さらに具体的には、この観点において、本発明は、ガルヴァーニ電
池であって、 a)ある極性を有する第1の電極、 b)反対の極性の第2の電極、 c)第1の電極と第2の電極との間のセパレータ、 d)電解質、 e)第1の電極、第2の電極、セパレータ、及び電解質を収容する、2つの部
分からなる導電性ハウジングであって、該ハウジングの第1の部分は、第1の電
極に電気的に接続され、また壁及び開口を規定する端部を有する缶であり、該ハ
ウジングの第2の部分は、第2の電極に電気的に接続され、外部表面及び開口を
規定する末端を伴う直立した壁を有し、またカップの開口端付近に内方への凹凸
のある領域を有するカップである、前記ハウジング、及び、 f)第1の電極と接触する底部表面、頂端部を有する外壁、及び、外壁から離
隔され、それにより“U”字形状の溝を規定している内壁を伴う、ベース部材を
有する絶縁性ガスケットであって、カップの壁の端部は、ガスケットの溝の内部
に配置され、ガスケットの外壁は、缶の壁とカップの壁との間に配置され、ガス
ケットの外壁は、ガスケットの外壁の頂端部がカップの壁の外表面上で凹凸領域
に配置されるのに十分な高さを有しており、また缶の壁の端部は、ガスケットに
対して固定されており、これによって缶をカップに対してカップの凹凸領域でガ
スケットを介してシールしている、前記ガスケット、 を備える、前記ガルヴァーニ電池を提供する。
【0006】 本願明細書において、「ガルヴァーニ電池」の語は、電気化学的電池であって
、正極及び負極の2個の電極、2個の電極の間のセパレータ、及び電解質を備え
、これらがいずれもハウジングの内部に収容されているものを意味する。「ガル ヴァーニ電池」の語は当業界で標準的なものであり、このような電池の構成要素
及びハウジングとして好適な材料は、当業者にとって自明のものである。本発明 では、ガルヴァーニ電池は空気減極電池であるのが好ましい。さらに、本発明で は、負極電極が亜鉛を含むのが好ましい。 本願明細書において、「凹凸領域」の語は、ビード、リム、あるいは他の任意
の幾何学的な凹凸輪郭などの妨害領域を生み出す、カップの壁の任意のゆがみを
意味する。カップの壁の端部がガスケットと協同し得るように、凹凸領域を形成
するのが好ましい。このように、カップの壁のゆがみは、カップの壁が関連する ガスケット上の部位と相互作用し得るような、任意の好適な大きさであってよい
。「内方への」凹凸領域は、電池を組立てた際に、電池の内部に向かって方向付
けられた凹凸である。 凹凸領域は、単純なカップの壁の内方へのゆがみであって、肩を形成するもの
であってよい。あるいは、例えば、カップの端部が最初は内方にゆがみ、次いで
再度、電池の外側に向かって外方にゆがんでいてもよい。上記の通り、凹凸領域
の具体的なトポロジーは、ガスケットと協同することについての要求によっての
み拘束される。本発明では、カップの凹凸領域がビードの輪郭を有するのが好ま
しい。
【0007】 本発明では、ガスケットが、カップの壁の凹凸を越えて垂直に延びることがな
いのが好ましい。具体的には、このことは、缶の直立した側壁に対するガスケッ トの位置について、ガスケットが缶のベースから離れる方向に延びていることを
意味する。本発明では、缶の壁の端部が凹凸の中心点を越えることなく垂直に延 びているのが特に好ましい。さらに、ガスケットの外壁の頂端部が、ガスケット
が電池の最大直径に付加するほど延びない限り、缶の壁の内部表面の末端を越え
て延びているのが好ましい。ガスケットが缶の壁の端部を越えて延びると、缶の 壁がカップ及び缶とカップとの間の橋渡しをする外来物質の粒子と接触すること
による短絡を防止するのに役立つ。 垂直に配置された凹凸領域の中心点は、好ましくは、壁の開口端から測定され
たカップの直立した壁の垂直長さの、5%〜40%の間、さらに好ましくは、直
立した壁の垂直長さの8%〜30%の間、最も好ましくは、カップの直立した壁
の垂直長さの10%〜25%の間に、配置されている。 公知の種類の従来の小型ガルヴァーニ電池とは異なり、本発明のハウジングは
、好ましくはビードされたカップと缶のハウジングであって、ハウジングの垂直
成分に対しては単一の壁厚(カップの直立した壁)のみを付与し、これによって
ハウジングの内部容積を最大化してさらに多くの電池の活性物質を収容するもの
を採用する。 本発明のハウジングのカップは、好ましくは、その開口端付近にビードされた
輪郭を有し、カップの直立した側壁の高さの大部分がビードされた領域の上に配
置されるようにする。したがって、ハウジングの断面厚さは、実質的に、カップ
の壁の厚さのみからなる。さらに、本発明のハウジングの缶は、直立した側壁で
あって、従来技術の電池の缶の通常の直立した側壁よりもはるかに高さが低いも
のを有する。缶とガスケットの両方の高さを低減することにより、製造プロセス
において使用される材料が少なくなるというさらなる利点が提供される。 本発明では、ハウジングの断面厚さが、電池の垂直長さの35%以上にわたっ
てカップの壁の厚さのみからなるのが好ましい。本発明では特に、ハウジングの
断面厚さが、電池の垂直長さの50%以上にわたってカップの壁の厚さのみから
なるのが好ましく、75%以上にわたってカップの壁の厚さのみからなるのが最
も好ましい。
【0008】 本発明の好ましい形態においては、カップの直立した壁の端部が、缶の直立し
た壁の厚さ及びガスケットの外壁の厚さの少なくとも一部を収容するのに十分な
程度まで変形されるように、カップを形成する。すると、カップの凹凸のある領
域の上の平均外径は、どこでも缶の平均外径の約95%〜約105%となる。好
ましくは、カップの平均外径は、缶の直立した壁の平均外径の約97%〜約10
3%であり、さらに好ましくは約100%である。好ましくは、カップの直立し
た壁は、カップの平均外径が缶の平均外径とほぼ等しくなるように、内方へ変形
される。 本願明細書において、「カップ」及び「缶」の語は、当業界で標準的なもので
ある。カップ及び缶を製造するための好適な材料は、当業者にとっては直ちに自
明となるものと考えられる。 本願明細書において、「協同」の語は、これによってカップの壁及びその端部
がガスケットと相互作用し、シールを形成する手段を意味する。本発明では、こ の相互作用が、壁の末端がガスケット内に規定された溝へ適合する結果得られる
ものであるのが好ましい。なぜなら、この配置は製造するのに単純かつ安価だか らである。ガスケット内に規定された溝は、U字形状であってよく、あるいは、
当初L字形状であって、次いでカップの端部がL字形状のガスケットのベースに
押し込まれた際にU字形状の溝を形成するように変形し得るものであってもよい
【0009】 さらなる観点において、本発明は、電池の構成要素を、一方の部分はカップで
あり他方の部分は缶である2つの部分からなる導電性ハウジングの内部に組立て
る方法であって、次の工程: a)開口を規定している末端で終わっている側壁を有する導電性のカップを用意
し、また開口端付近に凹凸領域を用意する工程; b)端部で終わっている外側の直立した壁及び内側の直立した壁を有する、ベー
ス部材を伴う電気的に絶縁されたガスケットを用意する工程であって、これらの
壁が“U”字形状の溝を規定するように離隔されている工程; c)缶のための開口を規定する端部を有する、側壁を伴う導電性の缶を用意する
工程; d)電池の構成要素をカップ及び缶の内部に配置し、次いで缶をカップの上に配
置して、缶の壁がカップの壁と平行に整合するようにする工程であって、前記ガ
スケットがカップの壁と缶の壁との間に物理的に接触するように配置され、該ガ
スケットの外側の壁の端部がカップの凹凸領域に配置される工程;及び、 e)缶の壁の端部をガスケットの外側の壁及びカップの壁に固定して、缶をカッ
プにガスケットを介してシールし、これにより缶をカップから絶縁する工程、 を含む、前記組立方法を提供する。 上記方法の工程a)において、カップの凹凸領域を、カップの直立した壁の開
口端部付近の領域を内方に変形させることにより、形成することができる。好ま
しくは、この領域を、ガスケットの外壁と缶の直立した壁との合計厚さの90%
〜110%の間の程度まで変形させるべきである。好ましくは、凹凸領域におい
て測定される深さは、ガスケットの外壁と缶の直立した壁との合計厚さの95%
〜105%の間であってよく、さらに好ましくは、ガスケットの外壁と缶の直立
した壁との合計厚さの約100%であってよい。 本発明では、カップの直立した壁の末端が、ガスケットの外壁と缶の直立した
壁との合計厚さの90%〜110%までの深さの凹凸を有するのが好ましく、ガ
スケットの外壁と缶の直立した壁との合計厚さの95%〜105%までの深さの
凹凸を有するのが最も好ましい。
【0010】 本発明のハウジングの外形により、2つの重要な利益を達成することができる
。第1に、缶の直立した壁及び凹凸領域の上方のガスケットの外壁を除去するこ
とにより、電池の外形を増加させることなく負のカップ区分を拡張することが可
能になる。第2に、シールをガスケット及び正極のさらに近くに配置することに より、シールは一層強固なシールとなり得る。具体的には、缶、ガスケット及び カップの組立体は、通常、缶がガスケットに圧迫されるように、缶をクリンプす
ることによりシールする。クリンプをさらにガスケット/電極の近くに配置する
ことにより、シールは改良される。 用途によっては、電池の側部において電気的接触点を提供するために、導電性
ラベルが必要とされる場合もあり得る。この特徴は、負のカップの壁に固定され るように取り付けられた、電気的に絶縁性の接着性内部層を有するフィルムを利
用することにより、達成し得る。次いで、外部層を、電池の缶に電気的接触を提 供し得る導電性の表面とし、かくして、電池の側部が缶の端子あるいは正の端子
として機能するようにすることができる。 本発明のガスケットの性質は、臨界的なものではないが、電解質の存在下での
安定性、弾性、及び冷流に対する抵抗性を考慮して選択すべきである。好適な材 料には、ナイロン、ポリテトラフルオロエチレン、フッ素化エチレン−プロピレ
ン、クロロトリフルオロエチレン、パーフルオロアルコキシポリマー、ポリビニ
ル類、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリエステルなどのポリマーが含まれる
。その他の好適な材料は、当業者にとって自明のものである。用途によっては、
本発明のガスケットとの関連で、さらに有効なシールを付与するため、脂肪族ポ
リアミド樹脂またはアスファルト等のシーリング剤をガスケットの選択領域に塗
布するなどの、追加の予防措置を使用することが可能な場合もある。
【0011】 本発明の電池は、好ましくは小型で、円筒形の電池であるが、他の種類の電池
を同様の方法により適切に構成することができる。特に、本発明では、電池の構
成はカップと缶のタイプであって、好ましくは円筒形であるのが好ましい。 本発明のガスケットは、主として、あるいは全体が、缶の壁の内部に収容され
る。製造の間、カップの壁はガスケット内に挿入され、このプロセスの間ガスケ
ットに対する支持を提供し得る。好ましい形態においては、本発明のカップは、 電池の負の端子である。製造の間、負電極混合物がカップ内に配置される前に、
カップの壁をガスケットの溝の内部に挿入し、かくしてシーリング表面が混合物
と接触しないようにして、漏出に対して抵抗性の良好なシールを保証することを
補助することが可能である。
【0012】 (発明を実施するための最良の形態) 以下に、添付した図面を参照しながら、本発明についてさらに詳細に説明する
。 図を参照して、図1は、ベース部材4及び開口8を規定する直立した側壁6を
有する環状のカップ2を示している。直立した壁6の開口端8の付近には、内方 に向かって形成されたビード10が配置されている。直立した壁6は、端部12
実質的に直立した壁6に従って示されている端部12で終わっている。所望によ り、端部分14の外壁が、図2のガスケット20の厚さと図3の直立した壁34
の厚さとの合計に等しい深さの凹凸を有するようになる程度まで、端部分14を
さらに変形させてもよい。この型の形態(図示せず)においては、カップ2の平
均外径は、缶30の平均外径と等しくなり得る。ビード輪郭により形成された領
域10の変形の程度は、所望のハウジングの形状の具体的適用によって変わり得
ることを、理解しておく必要がある。 図2は、ベース部材22、内壁24及び外壁26を備えた低輪郭のガスケット
20を示している。内壁24及び外壁26は、溝28を規定している。 図3は、ベース部材32及び直立した壁34を有する、環状の缶30を示して
いる。正電極36、空気分配部材38、及びポリテトラフルオロエチレンの層4 0は、缶30の底部に配置されている。正電極36は、一般には空気電極と呼ば れるものであるが、二酸化マンガン、活性化炭素、導電性アセチレンブラック、
ならびに、金属スクリーン上に適用することの可能な混合物を提供する、追加の
ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)分散体を含むことができる。ポリテト
ラフルオロエチレンの層40は、空気分配部材38を含む、缶30のベース32
全体覆っている。缶30は、缶30の内部に配置された電極36の表面に渡って
均一に空気を分配するのための規定されたギャップを付与することを目的とする
、内部の型押されたパターンの区分42を有していてよい。部材39及び電極3
6並びにポリテトラフルオロエチレンの層40を含む電極組立体44は、缶30
の内部に従来の手段によって固定されていてもよい。
【0013】 図4及び5は、カップ2内に配置され、かつカップ2と電気的接触を形成する
亜鉛粉末を含む負電極50を伴う、カップ2を示している。負電極50は、電池 の負電極50を形成する、亜鉛粉末、電解質、及びバインダなどの有機化合物の
混合物を含んでいてよい。カップ2は、ニッケルクラッドのスチールストリップ の露出した側面にラミネートされた銅を含む、3層ラミネート材料から作製され
ていてよい。ニッケル層は、スチールストリップの外部表面を保護するために使
用してよい。カップを作製し得る他のラミネートされた材料には、ステンレスス チール上の銅の2層ラミネート、または3層以上からなるラミネートが含まれる
。このラミネートされた材料からパンチされた円形ディスクを、次いでカップに 成形する。銅の層はカップの内部表面を形成し、負電極混合物に直接接触する。 図5に示されているように、缶30並びに挿入された電極組立体44は、本発
明にしたがって予め組立てられ、負電極50を含んでいるカップ2の下に配置さ
れる。カップ2の壁6の端部12は、ガスケット20の溝28に固定され、ガス
ケットは電極36の上に設置されているのが示されている。缶30のリム54は
、次いでカップ2と缶30との間の電気的に絶縁性のガスケット20に対して圧
迫され、これによって缶30とカップ2との間にシール及び電気的障壁が形成さ
れる。 図3及び5に示されているように、空気流入口として作用するように、缶30
の底部に孔56がパンチされている。図5に示されている電池は、電極36と電
気的に接触している缶30及び電極50と電気的に接触しているカップ2を有し
、かくして電池の端子は反対の端に存在することとなる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 空気減極電池において使用するための負電極のカップの断面図である。
【図2】 本発明にしたがって使用するための、低輪郭のガスケットの断面図である。
【図3】 本発明による、正電極を有する低輪郭の缶の断面図である。
【図4】 図2のガスケット及び負極を有する、図1のカップの断面図である。
【図5】 カップ、ガスケット及び、缶の壁をクリンプしてシールされた電池が提供され
た後に図3の正電極を伴う缶の上に反転させた図1の負電極を有する、電池の断
面図である。
【符号の説明】 2 カップ 6 側壁 8 開口端 10 ビード 20 ガスケット 28 溝 30 缶
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (81)指定国 EP(AT,BE,CH,CY, DE,DK,ES,FI,FR,GB,GR,IE,I T,LU,MC,NL,PT,SE),OA(BF,BJ ,CF,CG,CI,CM,GA,GN,GW,ML, MR,NE,SN,TD,TG),AP(GH,GM,K E,LS,MW,SD,SZ,UG,ZW),EA(AM ,AZ,BY,KG,KZ,MD,RU,TJ,TM) ,AL,AM,AT,AU,AZ,BA,BB,BG, BR,BY,CA,CH,CN,CU,CZ,DE,D K,EE,ES,FI,GB,GE,GH,GM,HU ,ID,IL,IS,JP,KE,KG,KP,KR, KZ,LC,LK,LR,LS,LT,LU,LV,M D,MG,MK,MN,MW,MX,NO,NZ,PL ,PT,RO,RU,SD,SE,SG,SI,SK, SL,TJ,TM,TR,TT,UA,UG,UZ,V N,YU,ZW Fターム(参考) 5H011 AA17 CC06 DD05 DD15 FF03 GG02 HH02 JJ02 JJ27 KK01 KK02 5H032 AA02 AS03 AS12 BB04 CC01 CC04 EE01 EE04 HH01 HH04 HH05

Claims (17)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ガスケットにより相互に電気的に絶縁されたカップ及び缶を備え
    たハウジングを有し、該ガスケットが、缶の内部に配置され、またカップを収容
    するための溝を有している、ガルヴァーニ電池であって、該カップは、カップの
    開口端付近に内方への凹凸のある領域を有する直立した側壁を与えられており、
    該ガスケットは、該凹凸を越えることなく垂直に延びている、前記電池。
  2. 【請求項2】前記ハウジングの断面厚さが、電池の垂直長さの35%以上にわ
    たってカップの壁の厚さのみからなる、請求項1に記載の電池。
  3. 【請求項3】前記ハウジングの断面厚さが、電池の垂直長さの50%以上にわ
    たってカップの壁の厚さのみからなる、請求項2に記載の電池。
  4. 【請求項4】前記ハウジングの断面厚さが、電池の垂直長さの75%以上にわ
    たってカップの壁の厚さのみからなる、請求項3に記載の電池。
  5. 【請求項5】前記カップの凹凸のある領域が、反転したビードの輪郭を有する
    、請求項1〜4のいずれか1項に記載のガルヴァーニ電池。
  6. 【請求項6】前記カップの凹凸のある領域が、凹凸のある領域上に電池の垂直
    軸上で測定された中心点を有し、また該中心点が、カップの直立した壁の開口端
    から測定されたカップの直立した壁の長さの、約5%〜約40%の間に配置され
    ている、請求項1〜5のいずれか1項に記載のガルヴァーニ電池。
  7. 【請求項7】前記カップの凹凸のある領域が、凹凸のある領域上に電池の垂直
    軸上で測定された中心点を有し、また該中心点が、カップの直立した壁の開口端
    から測定されたカップの直立した壁の長さの、約8%〜約30%の間に配置され
    ている、請求項6に記載のガルヴァーニ電池。
  8. 【請求項8】前記カップの凹凸のある領域が、凹凸のある領域上に電池の垂直
    軸上で測定された中心点を有し、また該中心点が、カップの直立した壁の開口端
    から測定されたカップの直立した壁の長さの、約10%〜約25%の間に配置さ
    れている、請求項7に記載のガルヴァーニ電池。
  9. 【請求項9】前記カップの凹凸のある領域の上の平均外径が、缶の平均外径の
    約95%〜約105%である、請求項1〜8のいずれか1項に記載のガルヴァー
    ニ電池。
  10. 【請求項10】前記カップの凹凸のある領域の上の平均外径が、缶の平均外径
    の約97%〜約103%である、請求項9に記載のガルヴァーニ電池。
  11. 【請求項11】前記カップの凹凸のある領域の上の平均外径が、缶の平均外径
    の約100%である、請求項10に記載のガルヴァーニ電池。
  12. 【請求項12】前記電池が空気減極電池である、請求項1〜11のいずれか1
    項に記載のガルヴァーニ電池。
  13. 【請求項13】前記カップの直立した壁の末端が、ガスケットの外壁と缶の直
    立した壁との合計厚さの90%〜110%までの深さの凹凸を有する、請求項1
    〜12のいずれか1項に記載のガルヴァーニ電池。
  14. 【請求項14】前記カップの直立した壁の末端が、ガスケットの外壁と缶の直
    立した壁との合計厚さの95%〜105%までの深さの凹凸を有する、請求項1
    3に記載のガルヴァーニ電池。
  15. 【請求項15】小型の、円筒形の電池である、請求項1〜14のいずれか1項
    に記載のガルヴァーニ電池。
  16. 【請求項16】前記ガスケット中の溝が、カップの端部がガスケットに押し込
    まれた際にL字形状からU字形状となる、請求項1〜15のいずれか1項に記載
    のガルヴァーニ電池。
  17. 【請求項17】請求項1〜16のいずれか1項に記載されているガルヴァーニ
    電池の組立方法であって、次の工程: a)開口を規定している末端で終わっている直立した壁を有するカップを用意し
    、また該カップの壁において開口端付近に凹凸領域を用意する工程; b)端部で終わっている外側の直立した壁及び内側の直立した壁を有する、ベー
    ス部材を伴う電気的に絶縁されたガスケットを用意する工程であって、これらの
    壁が“U”字形状の溝を規定するように離隔されている工程; c)缶のための開口を規定する端部を有する、側壁を伴う導電性の缶を用意する
    工程; d)電池の構成要素をカップ及び缶の内部に配置し、次いで缶をカップの上に配
    置して、缶の壁がカップの壁と平行に整合するようにする工程であって、前記ガ
    スケットがカップの壁と缶の壁との間に物理的に接触するように配置され、該ガ
    スケットの外側の壁の端部がカップの凹凸領域に配置される工程;及び、 e)缶の壁の端部をガスケットの外側の壁及びカップの壁に固定して、缶をカッ
    プにガスケットを介してシールし、これにより缶をカップから絶縁する工程、 を含む、前記組立方法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008541395A (ja) * 2005-05-27 2008-11-20 イー.エム.ダブリュ.エナジー カンパニー リミテッド 電池及びその製造方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6203940B1 (en) 1998-03-06 2001-03-20 Rayovac Corporation Tubular air depolarized cell
US6183902B1 (en) 1998-06-05 2001-02-06 Eveready Battery Company, Inc. Beaded electrode cup for a miniature galvanic cell
US6423438B1 (en) 2000-01-31 2002-07-23 The Gillette Company Method for sealing battery container
DE60111030T2 (de) * 2000-03-10 2006-01-26 Eveready Battery Co., Inc., Westlake Elektrochemische zelle mit erhöhtem volumen
DE10241502A1 (de) 2002-09-07 2004-03-18 Gct Gas-Cell-Tec Ag Gasentwicklungszelle oder Batterie und Verfahren zu deren Herstellung
US7195839B2 (en) 2003-02-11 2007-03-27 Eveready Battery Company, Inc. Battery cell with improved pressure relief vent
US7651814B2 (en) 2003-06-30 2010-01-26 Rovcal, Inc. Electrochemical cell having improved radial seal
US20100047666A1 (en) * 2008-08-25 2010-02-25 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical Cell with Shaped Catalytic Electrode Casing
WO2012132373A1 (ja) * 2011-03-25 2012-10-04 パナソニック株式会社 コイン形電池
DE102011078611B4 (de) * 2011-07-04 2015-02-05 Varta Microbattery Gmbh Knopfzelle mit hohem Innenvolumen und Verfahren zur Herstellung dieser Knopfzelle
EP3432382B1 (de) 2017-07-19 2019-11-27 VARTA Microbattery GmbH Metall/luft-zelle in knopfzellenform und herstellungsverfahren

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4302517A (en) * 1980-06-26 1981-11-24 Union Carbide Corporation Unitary seal and cover support gasket for miniature button cells
JPS60241641A (ja) * 1984-05-15 1985-11-30 Matsushita Electric Ind Co Ltd 扁平形電池
US5712053A (en) * 1993-07-19 1998-01-27 Ing. Alessandro Oliveti S.R.L. Biochemically-powered self-exciting electric power source
DE69418337T2 (de) * 1993-10-04 1999-11-04 Eveready Battery Inc Ultraschallversiegelungsverfahren einer anodekappe in eine dichtung für elektrochemische zellen
JP3598562B2 (ja) * 1994-06-16 2004-12-08 ソニー株式会社 ボタン形アルカリ電池
EP0731516B1 (en) * 1995-03-07 1999-04-21 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Flat-type cell
US5567538A (en) * 1995-05-05 1996-10-22 Rayovac Corporation Metal-air cell having thin-walled anode and cathode cans
US5712058A (en) * 1996-09-27 1998-01-27 Eveready Battery Company, Inc. Miniature galvanic cell having optimum internal volume for the active components

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2008541395A (ja) * 2005-05-27 2008-11-20 イー.エム.ダブリュ.エナジー カンパニー リミテッド 電池及びその製造方法

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