JP2002500416A - Battery separator - Google Patents

Battery separator

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JP2002500416A
JP2002500416A JP2000526983A JP2000526983A JP2002500416A JP 2002500416 A JP2002500416 A JP 2002500416A JP 2000526983 A JP2000526983 A JP 2000526983A JP 2000526983 A JP2000526983 A JP 2000526983A JP 2002500416 A JP2002500416 A JP 2002500416A
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ピーター、ビー.ハリス
ジョージ、アイ.テイ
バーバラ、ブライス
ジェームズ、セアベイラ
テリー、エル.ハミルトン
マーチン、ダブリュ.ハワード
グレゴリー、エイ.ファリス
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デュラセル インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 皮膜材料の層を含まないバッテリのためのセパレータ(16)が提供される。このセパレータ(16)は、互いに隣接して配置された2つの層(16a,16b)を含んでいる。これらの層は、同一の材料で形成されていても良いし別個の材料により形成されていても良い。その材料は織材であっても不織材であっても良い。ある実施形態では、これらの層は、ポリビニルアルコール繊維、セルロース繊維、およびポリビニルアルコール繊維のマトリックスである同一の不織非膜材料により形成されている SUMMARY A separator (16) for a battery that does not include a layer of coating material is provided. This separator (16) comprises two layers (16a, 16b) arranged adjacent to each other. These layers may be formed of the same material or different materials. The material may be woven or non-woven. In some embodiments, these layers are formed of the same nonwoven non-membrane material that is a matrix of polyvinyl alcohol fibers, cellulose fibers, and polyvinyl alcohol fibers.

Description

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

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】[Industrial applications]

この発明は電池に関する。 The present invention relates to batteries.

【0002】[0002]

【従来の技術】[Prior art]

例えばアルカリ電池等の電池は、通常エネルギ源として用いられている。一般
に、アルカリ電池は、カソード、アノード、セパレータおよび電解液を有してい
る。カソードは通常は、二酸化マンガン、カーボン粒子およびバインダにより形
成されている。アノードは亜鉛粒子を含むゲルにより形成することができる。セ
パレータは通常は、カソードとアノードとの間に配置されている。バッテリの全
体にわたって分散された電解液は、水酸化物の溶液であっても良い。
For example, batteries such as alkaline batteries are usually used as energy sources. Generally, an alkaline battery has a cathode, an anode, a separator, and an electrolyte. The cathode is usually formed of manganese dioxide, carbon particles and a binder. The anode can be formed by a gel containing zinc particles. The separator is usually located between the cathode and the anode. The electrolyte dispersed throughout the battery may be a hydroxide solution.

【0003】 この発明は例えばアルカリ電池等の多孔質カソードと多孔質アノードとを備え
る電池に関する。これらの電池は良好な性能特性を有する。例えば、高い放電率
での高エネルギを出力することができ、その放電率は1時間当たりで少なくとも
電池容量(時間当たりのアンペア単位で)に等しい程度である。電池は種々の工
業規格サイズ、例えばAA,AAA,AAAA,CまたはDを有することができ
る。
The present invention relates to a battery having a porous cathode and a porous anode, such as an alkaline battery. These cells have good performance characteristics. For example, high energy can be output at a high discharge rate, which is at least equal to the battery capacity (in amps per hour) per hour. The battery can have various industry standard sizes, for example, AA, AAA, AAAA, C or D.

【0004】 「膜材料(membrane materials)」は、最大でも0.5ミクロンの平均核径を
有しているのに対して、「非膜材料(non-membrane materials)」は少なくと も5ミクロンの平均核径を有している。
[0004] "Membrane materials" have an average core diameter of at most 0.5 microns, whereas "non-membrane materials" have at least 5 microns. Of the average core diameter.

【0005】[0005]

【発明の概要】Summary of the Invention

1つのアスペクトにおいて、この発明は、第1および第2の不織非膜材料を備
えることを特徴としている。第1の不織非膜材料は、如何なる充填剤も含まず、
第2の不織非膜材料は、第1の不織非膜材料の表面に沿って配置されている。こ
のバッテリセパレータは、膜材料を含んでいない。
In one aspect, the invention features a first and second non-woven non-membrane material. The first non-woven non-membrane material does not include any filler,
The second non-woven non-membrane material is disposed along a surface of the first non-woven non-membrane material. This battery separator does not include a membrane material.

【0006】 他のアスペクトにおいて、この発明は、長軸と、この長軸に直交する少なくと
も1つの短軸と、を有する電気化学セルであることを特徴としている。この電気
化学セルは、アノードと、カソードと、そして、前記カソードおよびアノード間
に配置されたセパレータと、を備えている。セパレータは、第1および第2の不
織非膜材料を備えている。第2の不織非膜材料は、第1の不織非膜材料の表面に
沿って設けられている。第1の不織非膜材料の繊維長方向の少なくともおよそ6
0%の長さは、電気化学セルの長軸に平行する方向に対しておよそ10度の角度
の範囲内に位置している。
[0006] In another aspect, the invention features an electrochemical cell having a major axis and at least one minor axis orthogonal to the major axis. The electrochemical cell includes an anode, a cathode, and a separator disposed between the cathode and the anode. The separator comprises first and second non-woven non-membrane materials. The second nonwoven non-membrane material is provided along a surface of the first nonwoven non-membrane material. At least about 6 in the fiber length direction of the first nonwoven non-membrane material
The 0% length lies within an angle of approximately 10 degrees with respect to a direction parallel to the long axis of the electrochemical cell.

【0007】 不織材料の繊維長方向は、不織材料が通常向いている方向に沿った軸に一致し
ている。しかしながら、これらの不織材料の個々の繊維が如何なる方向を向いて
いても良いことは注目されるべきである。
[0007] The fiber length direction of the nonwoven material coincides with an axis along the direction in which the nonwoven material normally faces. However, it should be noted that the individual fibers of these nonwoven materials can be oriented in any direction.

【0008】 第1および第2の不織非膜材料は、ほぼ同じ量の電解液を吸収できる。例えば
、第1の不織非膜材料は、第2の不織非膜材料が吸収できる量の電解液の量のお
よそ1.1からおよそ0.9倍の電解液を吸収することができる。
[0008] The first and second nonwoven non-membrane materials can absorb approximately the same amount of electrolyte. For example, the first nonwoven non-membrane material can absorb about 1.1 to about 0.9 times the amount of electrolyte that the second nonwoven non-membrane material can absorb.

【0009】 カソードはシンパテックヘリオス(Sympatec HELIOS)分析器を用いて測定さ れるように、およそ20ミクロン未満の平均粒子サイズを有する非合成非膨張性
グラファイト粒子を含んでいても良い。グラファイト粒子の与えられたサンプル
にとって、平均的な粒子サイズは、サンプルの容積の半分がより小さい粒子サイ
ズを有するための粒子サイズである。
[0009] The cathode may include non-synthetic non-expandable graphite particles having an average particle size of less than approximately 20 microns, as measured using a Sympatec HELIOS analyzer. For a given sample of graphite particles, the average particle size is the particle size such that half of the sample volume has a smaller particle size.

【0010】 「非合成グラファイト粒子」とは、工業的または実験室的黒鉛化プロセスを用
いることなく準備されたグラファイト粒子のことをいう。
“Non-synthetic graphite particles” refers to graphite particles that have been prepared without using an industrial or laboratory graphitization process.

【0011】 「非膨張性グラファイト粒子」とは、工業的または実験室的な膨張プロセスを
行なうことのないグラファイト粒子のことをいう。
“Non-expandable graphite particles” refers to graphite particles that do not undergo an industrial or laboratory expansion process.

【0012】 バッテリは、電解液の量に比較して、二酸化マンガンおよび/または亜鉛粒子
の量を相対的に少なくしても良い。例えば電解液に対する二酸化マンガンの重量
配分比はおよそ2.2からおよそ2.9であり、電解液に対する亜鉛粒子の重量
配分比はおよそ0.9からおよそ1.25であっても良い。この重量配分比は、
バッテリの全体に分散された電解液の量に基づいて計算される。
The battery may have a relatively small amount of manganese dioxide and / or zinc particles compared to the amount of electrolyte. For example, the weight distribution ratio of manganese dioxide to electrolyte may be from about 2.2 to about 2.9, and the weight distribution ratio of zinc particles to electrolyte may be from about 0.9 to about 1.25. This weight distribution ratio is
The calculation is based on the amount of electrolyte dispersed throughout the battery.

【0013】 このカソードはおよそ21%からおよそ28%の空隙率(porosity)を有して
いても良い。このカソード空隙率は例えば二酸化マンガン、カーボン粒子および
バインダ等の固体材料によって増加させられることのないカソードの量に依存し
ている。
The cathode may have a porosity of about 21% to about 28%. This cathode porosity depends on the amount of cathode that cannot be increased by solid materials such as manganese dioxide, carbon particles and binders.

【0014】 アノードは液体または固体材料によって増加させられるアノードの容積の1立
方センチメートル当たり、およそ2グラムからおよそ2.45グラムの亜鉛の空
隙率である。
The anode has a porosity of about 2 grams to about 2.45 grams of zinc per cubic centimeter of the anode volume increased by the liquid or solid material.

【0015】 これらのバッテリは、cc写真テスト、1ワット連続テスト,1/2ワット連
続テスト、パルス波テスト,1/2ワットrmテストおよび/または1/4ワッ
トrmテストにしたがってテストされたときに良い結果を実証するAAまたはA
AAバッテリであっても良い。これらのテストについては、後で説明する。
[0015] These batteries have been tested according to the cc photo test, 1 watt continuous test, 1/2 watt continuous test, pulse wave test, 1/2 watt rm test and / or 1/4 watt rm test. AA or A that demonstrates good results
It may be an AA battery. These tests will be described later.

【0016】 この発明の他の特徴や長所について、この発明の好適な実施形態の詳細な説明
や特許請求の範囲から明らかにする。
[0016] Other features and advantages of the invention will be apparent from the detailed description of preferred embodiments of the invention, and from the claims.

【0017】[0017]

【発明の実施の形態】BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION

好適な実施形態に係るバッテリは、膜材料の層を含まないセパレータを有する
アルカリバッテリである。図1は、カソード12と、アノード14と、セパレー
タ16と、カソード12の外側の直径に接する外壁18と、絶縁層26と、を有
するバッテリ10を示している。バッテリ10は、シール部材22を貫通してア
ノード14に挿入されたアノードコレクタ20をさらに備えている。アノードコ
レクタ20の上端は、バッテリ10の外部負極としての役割を果たす負極エンド
キャップ24に接続されている。絶縁層26は、電気的に非導電性の材料、例え
ば熱収縮性プラスチックから形成しても良い。さらに、電解液はカソード12,
アノード14およびセパレータ16の全体にわたって分散されている。
A battery according to a preferred embodiment is an alkaline battery having a separator that does not include a layer of membrane material. FIG. 1 shows a battery 10 having a cathode 12, an anode 14, a separator 16, an outer wall 18 contacting the outside diameter of the cathode 12, and an insulating layer 26. The battery 10 further includes an anode collector 20 that penetrates the seal member 22 and is inserted into the anode 14. The upper end of the anode collector 20 is connected to a negative electrode end cap 24 serving as an external negative electrode of the battery 10. The insulating layer 26 may be formed from an electrically non-conductive material, for example, a heat-shrinkable plastic. Further, the electrolyte is the cathode 12,
It is dispersed throughout the anode 14 and the separator 16.

【0018】 図2に示されるように、セパレータ16は、被膜材料層16aと、この層16
aの表面に沿って配置された被膜層16bと、を備えている。これらの層16a
および16bは、それ自身に折り畳まれそれ自身に巻き付けられた単一のシート
材料であっても良い。他の実施形態では、層16aは、層16bと同一または異
なる材料により形成されていても良い。ある実施形態においては、層16aは層
16bが吸収する電解液と略々同じ量の電解液を吸収できる。これらの実施形態
において、層16aは、層16bが吸収できる電解液の量のおよそ1.1からお
よそ0.9倍程度を吸収することができる。詳細には、層16aは、層16bが
吸収できる電解液の量のおよそ1.05倍からおよそ0.95倍の量の電解液を
吸収することができる。
As shown in FIG. 2, the separator 16 includes a coating material layer 16 a and this layer 16 a.
a), and a coating layer 16b arranged along the surface of FIG. These layers 16a
And 16b may be a single sheet of material folded on itself and wrapped around itself. In other embodiments, layer 16a may be formed of the same or different material as layer 16b. In some embodiments, layer 16a can absorb approximately the same amount of electrolyte as layer 16b absorbs. In these embodiments, layer 16a can absorb about 1.1 to about 0.9 times the amount of electrolyte that layer 16b can absorb. Specifically, layer 16a can absorb about 1.05 to about 0.95 times the amount of electrolyte that layer 16b can absorb.

【0019】 層16aおよび16bを形成するのに用いるのに適する材料は、セパレータに
用いられる従来の非膜材料の何れかを含んでいても良い。一般には、これらの材
料は、例えば無機物の粒子のような充填剤を含まないものである。
Materials suitable for use in forming layers 16a and 16b may include any of the conventional non-membrane materials used for separators. Generally, these materials are free of fillers, such as, for example, inorganic particles.

【0020】 幾つかの実施形態においては、層16aおよび/または層16bは、織った材
料により形成することができる。このような材料は、例えば、セルロース、ポリ
ビニルアルコール(PVA)、ポリアミド、ポリサルフォンおよびこれらの混合
物から形成することができる。
In some embodiments, layer 16a and / or layer 16b can be formed from a woven material. Such materials can be formed, for example, from cellulose, polyvinyl alcohol (PVA), polyamide, polysulfone, and mixtures thereof.

【0021】 ある実施形態においては、層16aおよび16bはそれぞれ、およそ20重量
パーセントからおよそ40重量パーセントのレーヨン、およそ55重量パーセン
トからおよそ65重量パーセントのPVA、そしておよそ5重量パーセントから
およそ15重量パーセントのPVAバインダ、より形成された不織層であっても
良い。1つの実施形態において、層16aおよび16bはそれぞれ、およそ57
重量パーセントのPVA繊維、およそ30重量パーセントのセルロース繊維、そ
しておよそ13重量パーセントのPVAバインダ、によって形成された不織層で
ある。
In certain embodiments, layers 16a and 16b each comprise about 20 to about 40 weight percent rayon, about 55 to about 65 weight percent PVA, and about 5 to about 15 weight percent. And a non-woven layer formed of a PVA binder. In one embodiment, layers 16a and 16b each have approximately 57
A nonwoven layer formed by weight percent PVA fibers, approximately 30 weight percent cellulosic fibers, and approximately 13 weight percent PVA binder.

【0022】 もしもセパレータ16が薄過ぎるならば、カソード12とアノード14との間
を短くするようにしても良い。しかしながら、カソード12、アノード14およ
びバッテリ10のエネルギ容量を減少させる電解液として利用可能であるバッテ
リ10の容量を小さくすることができるので、セパレータ16は薄くし過ぎるべ
きではない。それゆえ、乾燥時には層16aおよび16bはそれぞれ、少なくと
もおよそ4ミリの厚さであることが好ましいし、より好ましくはおよそ4ミリか
らおよそ6ミリの厚さが良く、そして最も好ましくはおよそ5.4ミリの厚さが
良い。湿潤時には、層16aおよび16bはそれぞれ、少なくともおよそ8ミリ
の厚さであることが好ましいし、より好ましくはおよそ8ミリからおよそ12ミ
リの厚さであることが良く、最も好ましくはおよそ10ミリの厚さが良い。
If the separator 16 is too thin, the distance between the cathode 12 and the anode 14 may be shortened. However, separator 16 should not be too thin, as the capacity of battery 10, which can be used as an electrolyte to reduce the energy capacity of cathode 12, anode 14, and battery 10, can be reduced. Therefore, when dry, each of layers 16a and 16b is preferably at least about 4 mm thick, more preferably about 4 mm to about 6 mm thick, and most preferably about 5.4 mm. Millimeter thickness is good. When wet, each of layers 16a and 16b is preferably at least about 8 mm thick, more preferably about 8 mm to about 12 mm thick, and most preferably about 10 mm thick. Good thickness.

【0023】 セパレータ16の基準重量は、カソード12とアノード14との間が短くなっ
てしまうことはできないために軽くし過ぎるべきではないが、もしもセパレータ
16の基準重量が重すぎるならば、バッテリ10の放電容量は少なくなることに
なる。このように、層16aおよび16bはそれぞれ、好ましくは少なくとも1
平方メートル当たり20グラムの基準重量で形成され、さらに好ましくは1平方
メートル当たりおよそ40グラムからおよそ60グラムで形成され、最も好まし
くは1平方メートル当たり54グラムで形成されている。
The reference weight of the separator 16 should not be too light because the distance between the cathode 12 and the anode 14 cannot be shortened, but if the reference weight of the separator 16 is too heavy, the battery 10 Will have a smaller discharge capacity. Thus, layers 16a and 16b each preferably have at least one
It is formed at a basis weight of 20 grams per square meter, more preferably at about 40 grams to about 60 grams per square meter, and most preferably at 54 grams per square meter.

【0024】 セパレータ16は、従来のプロセスの何れかを用いてバッテリ10内に位置決
めされていても良い。好ましくは、交差位置決め技術を用いてバッテリ10内に
位置決めされる。この方法においては、カソード12はバッテリ10内に形成さ
れると共に、アノード14を形成するのに先立って、層16bは、その繊維長方
向が層16aの繊維長方向に対して略々直交するようにして、層16aの表面に
形成される。その後、これらの層16aおよび16bは、層16aの表面の一部
分がカソード12の内周面に沿って配置されるようにして、バッテリ10内に押
し入れられる。
[0024] Separator 16 may be positioned within battery 10 using any of the conventional processes. Preferably, it is positioned within battery 10 using a cross-positioning technique. In this method, the cathode 12 is formed in the battery 10 and prior to forming the anode 14, the layer 16b is oriented such that its fiber length direction is substantially orthogonal to the fiber length direction of the layer 16a. Is formed on the surface of the layer 16a. The layers 16a and 16b are then pushed into the battery 10 such that a portion of the surface of layer 16a is located along the inner circumference of cathode 12.

【0025】 不織材料においては、通常は個々の繊維が如何なる方向を向いていても良い。
しかしながら、図3に示すように、製造プロセスの間に、幾つかの不織材料がそ
の中にある繊維の長さ方向を参考にして1つの軸線に沿って共通の向きに製造さ
れていても良い。層16aおよび16bは不織材料により形成され、交差配置技
術が使用されており、好ましくは層16aおよび16bの少なくともおよそ60
%はバッテリ10の最長の長尺軸に対して角度が10度の範囲内で平行である方
向となっており、さらに好ましくは層16aおよび16bの少なくともおよそ8
5%はバッテリ10の最長の長尺軸に対して角度が10度の範囲内で平行である
方向となっており、最も好ましくは層16aおよび16bの少なくともおよそ9
0%はバッテリ10の最長の長尺軸に対して角度が10度の範囲内で平行である
方向となっている。
In a nonwoven material, the individual fibers can usually be oriented in any direction.
However, as shown in FIG. 3, during the manufacturing process, some non-woven materials may be manufactured in a common orientation along one axis with reference to the length of the fibers therein. good. Layers 16a and 16b are formed of a non-woven material and a cross-over technique is used, preferably at least about 60 of layers 16a and 16b.
% Is in a direction parallel to the longest long axis of the battery 10 within an angle of 10 degrees, and more preferably at least about 8% of the layers 16a and 16b.
5% is the direction parallel to the longest longitudinal axis of the battery 10 within an angle of 10 degrees, and most preferably at least about 9% of the layers 16a and 16b.
0% is a direction in which the angle is parallel to the longest long axis of the battery 10 within a range of 10 degrees.

【0026】 カソード12はバッテリカソードに用いられる標準的な何れかの材料により形
成されていても良い。典型的には、カソード12は二酸化マンガン、カーボン粒
子および随意的(optionally)にはバインダにより形成されている。
Cathode 12 may be formed of any of the standard materials used for battery cathodes. Typically, cathode 12 is formed from manganese dioxide, carbon particles, and optionally a binder.

【0027】 カソード12は、他の添加剤を含んでいても良い。これらの添加剤の例は、米
国特許第5,342,712号に開示されており、この特許はそれ故に参考文献
として挙げられる。ある実施形態において、カソード12は、好ましくはおよそ
0.2重量パーセントからおよそ2重量パーセントのTiO(二酸化チタン
)、より好ましくはおよそ0.8重量パーセントのTiOを含んでいる。
[0027] Cathode 12 may include other additives. Examples of these additives are disclosed in U.S. Pat. No. 5,342,712, which is therefore incorporated by reference. In certain embodiments, cathode 12 is preferably from about 0.2 weight percent about 2 weight percent of TiO 2 (titanium dioxide), more preferably contains TiO 2 of about 0.8 weight percent.

【0028】 ある実施形態においては、カソード12は単一のペレットの材料であっても良
い。あるいは、カソード12は上端で互いに積層された複数のカソードペレット
により形成しても良い。何れかの場合において、カソードペレットは二酸化マン
ガン,カーボン粒子および随意的なバインダをまず混合することにより形成して
も良い。1つ以上のペレットが用いられる実施形態にとっては、混合はペレット
を形成するために押圧される。ペレットは標準のプロセスを用いてバッテリ10
内に充填される。例えば、1つのプロセスにおいては、核がバッテリ10の中心
キャビティ内に位置決めされ、その後、最上端のペレットを与圧するために孔開
け器が用いられる。このプロセスを使用するとき、外壁18は、その内部に外壁
18の沿って環状に間隔をおいて設けられた1またはそれ以上の垂直リッジを有
しても良い。これらのリッジはバッテリ10内に設けられたカソード12を保持
するのを補助しても良い。
In some embodiments, cathode 12 may be a single pellet of material. Alternatively, the cathode 12 may be formed by a plurality of cathode pellets stacked on top of each other. In either case, the cathode pellets may be formed by first mixing manganese dioxide, carbon particles and an optional binder. For embodiments where one or more pellets are used, the mixture is pressed to form pellets. The pellets can be stored in the battery 10 using standard processes.
Is filled in. For example, in one process, a nucleus is positioned in the central cavity of the battery 10 and then a punch is used to pressurize the topmost pellet. When using this process, the outer wall 18 may have one or more vertical ridges annularly spaced along the outer wall 18 therein. These ridges may assist in holding the cathode 12 provided in the battery 10.

【0029】 カソード12が単一のペレットから形成されている実施形態においては、バッ
テリ10内に粉末が直接充填されていても良い。粉末の充填密度を高めカソード
12を形成するために、止め輪が定着されていても良いし、引き出し用ロッドが
止め輪を貫通していても良い。
In embodiments where cathode 12 is formed from a single pellet, battery 10 may be directly filled with powder. To increase the packing density of the powder and form the cathode 12, a retaining ring may be fixed, or a drawing rod may pass through the retaining ring.

【0030】 ある実施形態においては、導電性材料の層が外壁18とカソード12との間に
設けられていても良い。この層は、外壁18の内周面に沿うか、カソード12の
外周面に沿うか、またはその両方に沿って、配置されていても良い。通常は、こ
の導電層は、炭質により形成されている。この材料は、LB1000(ティムカ
ル―Timcal―),エレクトロダッグ(Electrodag)112(アチェソン―Acheso
n―)およびEB0005(アチェソン)を含んでいる。導電層を設ける方法は 、例えばカナダ特許第1,263,697号に開示されており、この特許はそれ
ゆえに参考文献として取り扱われる。
In some embodiments, a layer of conductive material may be provided between outer wall 18 and cathode 12. This layer may be disposed along the inner peripheral surface of the outer wall 18, the outer peripheral surface of the cathode 12, or both. Usually, this conductive layer is formed of carbonaceous material. This material is LB1000 (Timcal-), Electrodag (Electrodag) 112 (Acheson-Acheso)
n-) and EB0005 (Acheson). Methods for providing a conductive layer are disclosed, for example, in Canadian Patent No. 1,263,697, which is therefore treated as a reference.

【0031】 カソード12が加圧プロセスによりバッテリ10内に充填されるときに、外壁
18とカソード12との間に導電層を設けることは、バッテリ10内に(単数ま
たは複数の)ペレットを充填するために用いられる圧力量を減少させることがで
きる。このようにしてペレットが押しつぶされたり亀裂を形成させたりすること
なく、カソード12の空隙率を相対的に高くさせることができる。しかしながら
、カソード12の空隙率が余りに低すぎるならば、カソード12内に充分な量の
電解液を分散させることができないことになり、その結果としてバッテリ10の
効率を低下させることになる。それゆえ、カソード12はおよそ21%からおよ
び28%の空隙率を有するべきであり、より好ましくは、およそ25%からおよ
そ27%の空隙率、最も好ましくはおよそ26%の空隙率を有するべきである。
Providing a conductive layer between the outer wall 18 and the cathode 12 fills the pellet (s) into the battery 10 when the cathode 12 is filled into the battery 10 by a pressurization process. Can be reduced. In this way, the porosity of the cathode 12 can be relatively increased without the pellets being crushed or cracking. However, if the porosity of the cathode 12 is too low, it will not be possible to disperse a sufficient amount of electrolyte within the cathode 12, resulting in reduced efficiency of the battery 10. Therefore, the cathode 12 should have a porosity of approximately 21% and 28%, more preferably a porosity of approximately 25% to approximately 27%, and most preferably a porosity of approximately 26%. is there.

【0032】 カソード12を準備するとき、カソード用の二酸化マンガンの従来の形成方法
は何れのものも利用することができる。このような二酸化マンガンの流通業者は
、ケリー・マクジー社(Kerr Mcgee, Co.)、ブロークンヒルプロプリエタリ(B
roken Hill Proprietary)、ケム・メタルズ社(Chem Metals, Co)、トーソー (Tosoh)、デルタ・マンガン、三井化学およびJMCを含んでいる。
When preparing the cathode 12, any of the conventional methods of forming manganese dioxide for the cathode can be utilized. Distributors of such manganese dioxide are Kerr Mcgee, Co., Broken Hill Proprietary (B
roken Hill Proprietary), Chem Metals, Co, Tosoh, Delta Manganese, Mitsui Chemicals and JMC.

【0033】 ある特定の実施形態において、カソード12は、およそ8.9グラムからおよ
そ9.8グラムの二酸化マンガンを有していても良い。これらの実施形態におい
ては、カソード12は好ましくはおよそ9.3グラムからおよそ9.75グラム
の二酸化マンガンを含み、さらにより好ましくはおよそ9.4グラムからおよそ
9.65グラムの二酸化マンガンを含み、最も好ましくはおよそ9.45グラム
からおよそ9.6グラムの二酸化マンガンを含んでいる。
In certain embodiments, cathode 12 may have from about 8.9 grams to about 9.8 grams of manganese dioxide. In these embodiments, cathode 12 preferably comprises from about 9.3 grams to about 9.75 grams of manganese dioxide, even more preferably from about 9.4 grams to about 9.65 grams of manganese dioxide; Most preferably, it contains from about 9.45 grams to about 9.6 grams of manganese dioxide.

【0034】 他の実施形態においては、カソード12は、およそ4グラムからおよそ4.3
グラムの二酸化マンガンを含み、より好ましくはおよそ4.05グラムからおよ
そ4.25グラムの二酸化マンガンを含み、最も好ましくはおよそ4.1グラム
からおよそ4.2グラムの二酸化マンガンを含んでいる。
In another embodiment, cathode 12 has a weight of about 4 grams to about 4.3.
Manganese dioxide, more preferably from about 4.05 grams to about 4.25 grams of manganese dioxide, and most preferably from about 4.1 grams to about 4.2 grams of manganese dioxide.

【0035】 カソード12がカーボン粒子を含むある実施形態において、カーボン粒子はバ
ッテリのカソードで用いられている標準のカーボン粒子の何れかであっても良い
。粒子の大きさは、カソードの大きさによってのみ制限される。これらは、合成
物であっても非合成物であっても良いし、膨張性と有していても非膨張性を有し
ていても良い。ある特定の実施形態において、カーボン粒子は非合成で非膨張性
のグラファイト粒子である。これらの実施形態において、グラファイト粒子は、
シンパテックヘリオス(Sympatec HELIOS)解析器を用いて測定した値で好まし
くはおよそ20ミクロン未満、さらに好ましくはおよそ2ミクロンからおよそ1
2ミクロン、最も好ましくはおよそ5ミクロンからおよそ9ミクロンの平均粒径
を有している。非合成非膨張性のグラファイト粒子は、例えばイタペシリカ・M
G・ブラジル(Itapecirica, MG Brazil)にあるブラジル・ナショナル・グラフ
ァイト(Brazilian Nacional de Grafite)より得ることができる。
In certain embodiments where cathode 12 includes carbon particles, the carbon particles may be any of the standard carbon particles used in battery cathodes. Particle size is limited only by the size of the cathode. These may be synthetic or non-synthetic, and may have expandability or non-expandability. In certain embodiments, the carbon particles are non-synthetic, non-expandable graphite particles. In these embodiments, the graphite particles are:
Preferably less than about 20 microns, more preferably from about 2 microns to about 1 as measured using a Sympatec HELIOS analyzer.
It has an average particle size of 2 microns, most preferably about 5 to about 9 microns. Non-synthetic, non-expandable graphite particles include, for example,
It can be obtained from Brazilian National Graphite (Brazilian Nacional de Grafite) in Itapecirica, MG Brazil.

【0036】 カソード12内のカーボン粒子の量は、バッテリ10のエネルギー容量に対し
て最小の衝撃を与えている間に、カソード12の導電性を向上させるために充分
に多くするべきである。ある実施形態において、カソード12はおよそ4重量パ
ーセントからおよそ10重量パーセントのカーボン粒子、より好ましくはおよそ
5重量パーセントからおよそ9重量パーセントのカーボン粒子、さらに最も好ま
しくはおよそ6重量パーセントからおよそ8重量パーセントのカーボン粒子を含
んでいる。これらの重量パーセンテージは、電解液がカソード12内に分散され
ていない場合に相当している。
The amount of carbon particles in the cathode 12 should be large enough to improve the conductivity of the cathode 12 while having a minimal impact on the energy capacity of the battery 10. In certain embodiments, cathode 12 comprises about 4 to about 10 weight percent carbon particles, more preferably about 5 to about 9 weight percent carbon particles, and most preferably about 6 to about 8 weight percent. Contains carbon particles. These weight percentages correspond to the case where the electrolyte is not dispersed in the cathode 12.

【0037】 ある特定の実施形態において、カソード12はさらにバインダを含んでいても
良い。カソード12のバインダの例としては、ポリエチレン粉末、ポリアクリル
アミド、ポートランド(Portland)セメントおよびPVDFおよびPTFE等の
フッ素樹脂がある。ある特定の実施形態において、カソード12は、商品名コア
チレン(coathylene)HA−1861(ホーシュト―Hoescht―社)で販売され ているポリエチレン粉末を含んでいる。
In certain embodiments, cathode 12 may further include a binder. Examples of binders for cathode 12 include polyethylene powder, polyacrylamide, Portland cement, and fluorocarbon resins such as PVDF and PTFE. In one particular embodiment, cathode 12 comprises a polyethylene powder sold under the trade name coathylene HA-1861 (Hoescht).

【0038】 カソード12がバインダを含んでいるとき、このバインダは、好ましくはカソ
ード12のおよそ1重量パーセント未満にまで、より好ましくはカソード12の
およそ0.1重量パーセントからおよそ0.5重量パーセントまで、さらに最も
好ましくはカソード12のおよそ0.3重量パーセントにまで増加する。これら
の重量パーセンテージは、電解液がカソード12内に分散されていないときに相
当する。
When the cathode 12 includes a binder, the binder preferably comprises less than about 1 weight percent of the cathode 12, more preferably from about 0.1 weight percent to about 0.5 weight percent of the cathode 12. And most preferably to approximately 0.3 weight percent of cathode 12. These weight percentages correspond to when the electrolyte is not dispersed in cathode 12.

【0039】 アノード14は、バッテリアノードで用いられる標準の亜鉛材料の何れかによ
り形成されるようにしても良い。多くの場合、アノード14は、亜鉛金属粉末、
ゲル状の作用剤およびガス発生抑制剤のような少量の添加剤を含む亜鉛ゲルによ
り形成されていても良い。さらに、電解液の一部はアノード14の全体にわたっ
て分散されている。
The anode 14 may be formed from any of the standard zinc materials used in battery anodes. Often, the anode 14 comprises a zinc metal powder,
It may be formed of a zinc gel containing a small amount of an additive such as a gelling agent and a gas generation inhibitor. Further, a portion of the electrolyte is dispersed throughout the anode 14.

【0040】 もしもアノード14の空隙率が高過ぎるとしたならば、アノード14内亜鉛の
量は、バッテリ10のエネルギ容量を低下するために減少させられる。しかしな
がら、もしもアノード14の空隙率が低過ぎるとしたならば、アノード14内に
不十分な量の電解液が分散させられることになる。それゆえに、ある実施形態に
おいては、アノード14は、好ましくはアノード1立方センチメートル当たりお
よそ2グラムの亜鉛粒子ないしはおよそ2.45グラムの亜鉛粒子、より好まし
くはアノード1立方センチメートル当たりおよそ2.1グラムの亜鉛粒子ないし
はおよそ2.35グラムの亜鉛粒子、最も好ましくはアノード1立方センチメー
トル当たりおよそ2.15グラムの亜鉛粒子ないしはおよそ2.3グラムの亜鉛
粒子を含んでいる。
If the porosity of the anode 14 is too high, the amount of zinc in the anode 14 is reduced to reduce the energy capacity of the battery 10. However, if the porosity of the anode 14 is too low, an insufficient amount of electrolyte will be dispersed within the anode 14. Thus, in one embodiment, the anode 14 preferably comprises about 2 grams of zinc particles per cubic centimeter of anode or 2.45 grams of zinc particles, more preferably about 2.1 grams of zinc particles per cubic centimeter of anode. Or about 2.35 grams of zinc particles, most preferably about 2.15 grams or about 2.3 grams of zinc particles per cubic centimeter of anode.

【0041】 ある特定の実施形態において、アノード14は、好ましくはおよそ3.7グラ
ムないしおよそ4.25グラムの亜鉛粒子、より好ましくはおよそ3.8グラム
ないしおよそ4.15グラムの亜鉛粒子、さらに最も好ましくはおよそ3.9グ
ラムないしおよそ4.05グラムの亜鉛粒子を含んでいる。
In certain embodiments, the anode 14 preferably has about 3.7 grams to about 4.25 grams of zinc particles, more preferably about 3.8 grams to about 4.15 grams of zinc particles, Most preferably, it contains about 3.9 grams to about 4.05 grams of zinc particles.

【0042】 他の実施形態において、アノード14は好ましくはおよそ1.5グラムから1
.9グラムの亜鉛粒子、より好ましくはおよそ1.55グラムからおよそ1.8
5グラムの亜鉛粒子、最も好ましくは、およそ1.65グラムからおよそ1.7
5グラムの亜鉛粒子を含んでいる。
In another embodiment, anode 14 is preferably between about 1.5 grams and 1 gram.
. 9 grams of zinc particles, more preferably from about 1.55 grams to about 1.8
5 grams of zinc particles, most preferably from about 1.65 grams to about 1.7
Contains 5 grams of zinc particles.

【0043】 ある実施形態において、アノード14は、好ましくはおよそ64重量パーセン
トないしおよそ76重量パーセントの亜鉛粒子、より好ましくはおよそ66重量
パーセントないしおよそ74重量パーセント亜鉛粒子、さらに最も好ましくはお
よそ68重量パーセントないしおよそ72重量パーセント亜鉛粒子を含んでいる
。これらの重量パーセントは電解液がアノード14内に分散されたときのそれに
対応している。
In certain embodiments, the anode 14 preferably comprises about 64 to about 76 weight percent zinc particles, more preferably about 66 to about 74 weight percent zinc particles, and most preferably about 68 weight percent zinc particles. From about 72 weight percent zinc particles. These weight percentages correspond to those when the electrolyte was dispersed in the anode 14.

【0044】 アノード14内で用いることができるゲル状の作用剤は、ポリアクリル酸、グ
ラフトされた澱粉物質、ポリアクリル酸の塩、ポリアクリレート、カルボキシメ
チルセルロースまたはこれらの化合物を含んでいる。これらのポリアクリル酸の
例としては、カルボポル940(B.F.Goodrich社製)やポリゲル4P(3V社製
)があり、グラフトされた澱粉物質の例としては、ウォータロック(Waterlock )A221(グレイン・プロセッシング社、ムスカティン、IA)がある。ポリ
アクリル酸の塩の例としては、CL15(アライド・コロイド)がある。ある実
施形態において、アノード14は、ゲル化剤全体のおよそ0.2重量パーセント
からおよそ1重量パーセント、より好ましくはゲル化剤全体のおよそ0.4重量
パーセントからおよそ0.7重量パーセント、さらに最も好ましくはゲル化剤全
体のおよそ0.5重量パーセントからおよそ0.6重量パーセントを含んでいる
。これらの重量パーセンテージはアノード14の全体にわたって電解液が分散さ
れているときに相当している。
Gelled agents that can be used in anode 14 include polyacrylic acid, grafted starch material, salts of polyacrylic acid, polyacrylate, carboxymethylcellulose, or compounds thereof. Examples of these polyacrylic acids include Carbopol 940 (manufactured by BF Goodrich) and Polygel 4P (manufactured by 3V), and examples of grafted starch materials include Waterlock A221 (Grain Processing, Inc.). Muscatine, IA). An example of a salt of polyacrylic acid is CL15 (allide colloid). In certain embodiments, the anode 14 comprises from about 0.2 weight percent to about 1 weight percent of the total gelling agent, more preferably, from about 0.4 weight percent to about 0.7 weight percent of the total gelling agent. Preferably, it contains from about 0.5 to about 0.6 weight percent of the total gelling agent. These weight percentages correspond to when the electrolyte is dispersed throughout anode 14.

【0045】 ガス発生抑制剤は、例えばビスマス(蒼鉛)、スズ、鉛およびインジウム等の
無機材料であっても良い。あるいは、ガス発生抑制剤は、例えばリン酸塩エステ
ル、イオン化界面活性剤および非イオン化界面活性剤等の無機化合物であっても
良い。イオン化界面活性剤の例としては、例えば米国特許第4,777,100
号に開示されたものがあり、故にこの特許は参考文献として取り扱われる。
The gas generation inhibitor may be an inorganic material such as bismuth (blue lead), tin, lead, and indium. Alternatively, the gas generation inhibitor may be an inorganic compound such as a phosphate ester, an ionized surfactant and a non-ionized surfactant. Examples of ionized surfactants include, for example, US Pat. No. 4,777,100.
The disclosure of which is incorporated herein by reference.

【0046】 バッテリ10の全体にわたり分散されている電解液は、バッテリに用いられて
いる従来の電解液の何れかであっても良い。通常、この電解液は水溶性の水酸化
物溶液である。このような水溶性水酸化溶液は、例えばポタシウム(アンチモン
酸カリウム)の水酸化溶液や、ナトリウムの水酸化溶液を含んでいる。ある実施
形態において、電解液はおよそ33重量パーセントからおよそ38重量パーセン
トのポタシウム水酸化物を含む水溶性のポタシウム水酸化溶液である。
The electrolyte dispersed throughout battery 10 may be any of the conventional electrolytes used in batteries. Usually, this electrolyte is a water-soluble hydroxide solution. Such a water-soluble hydroxide solution includes, for example, a hydroxide solution of potassium (potassium antimonate) and a hydroxide solution of sodium. In certain embodiments, the electrolyte is a water-soluble potassium hydroxide solution comprising about 33 to about 38 weight percent potassium hydroxide.

【0047】 ある特定の実施形態において、バッテリ10は好ましくはおよそ3.4グラム
からおよそ3.9グラムの電解液を含み、さらに好ましくはおよそ3.45グラ
ムからおよそ3.65グラムの電解液を含み、そして最も好ましくはおよそ3.
5グラムからおよそ3.6グラムの電解液を含んでいる。
In certain embodiments, battery 10 preferably includes from about 3.4 grams to about 3.9 grams of electrolyte, and more preferably from about 3.45 grams to about 3.65 grams of electrolyte. And most preferably about 3.
It contains from 5 grams to about 3.6 grams of electrolyte.

【0048】 他の実施形態においては、バッテリ10は好ましくはおよそ1.6グラムから
およそ1.9グラムの電解液を含み、さらに好ましくはおよそ1.65グラムか
らおよそ1.85グラムの電解液を含み、そして最も好ましくはおよそ1.7グ
ラムからおよそ1.8グラムの電解液を含んでいる。
In another embodiment, the battery 10 preferably contains from about 1.6 grams to about 1.9 grams of electrolyte, and more preferably from about 1.65 grams to about 1.85 grams of electrolyte. And most preferably from about 1.7 grams to about 1.8 grams of electrolyte.

【0049】 電解液に対する二酸化マンガンの重量配分比はおよそ2.2からおよそ2.9
であっても良く、また、電解液に対する亜鉛粒子の重量配分比はおよそ0.9か
らおよそ1.25であっても良い。ある実施形態においては、電解液に対する二
酸化マンガンの重量配分比は、好ましくはおよそ2.5からおよそ2.9であり
、電解液に対する亜鉛粒子の重量配分比は、好ましくはおよそ1.1からおよそ
1.25である。他の実施形態においては、電解液に対する二酸化マンガンの重
量配分比は、好ましくはおよそ2.5からおよそ2.65であり、電解液に対す
る亜鉛粒子の重量配分比は、好ましくはおよそ0.9からおよそ1.2である。
The weight distribution ratio of manganese dioxide to electrolyte is from about 2.2 to about 2.9
And the weight distribution ratio of zinc particles to the electrolyte may be from about 0.9 to about 1.25. In some embodiments, the weight distribution ratio of manganese dioxide to electrolyte is preferably about 2.5 to about 2.9, and the weight distribution ratio of zinc particles to electrolyte is preferably about 1.1 to about 2.9. 1.25. In other embodiments, the weight distribution ratio of manganese dioxide to electrolyte is preferably from about 2.5 to about 2.65, and the weight distribution ratio of zinc particles to electrolyte is preferably from about 0.9 to about 0.9. It is about 1.2.

【0050】 バッテリは、cc写真テスト,1ワット連続テスト,半ワット連続テスト,パ
ルス化テスト,半ワットrmテストおよび/または1/4ワットrmテストに従
ってテストされたときに、優れた結果を示すAA(ダブリュー・エー)またはA
AA(トリプル・エー)バッテリであっても良い。これらのテストについて以下
に述べる。
The batteries show excellent results when tested according to the cc photo test, 1 watt continuous test, half watt continuous test, pulsed test, half watt rm test and / or 1/4 watt rm test. (A) or A
An AA (triple A) battery may be used. These tests are described below.

【0051】 バッテリ10は、(以下に記載の)1ワット連続テストに従ってテストされた
ときに優れた結果を示すAAバッテリであっても良い。例えば、1ワット連続テ
ストに従って1ボルトまで放電されたとき、AAバッテリが少なくとも0.6時
間、少なくとも0.65時間、少なくとも0.7時間、または少なくとも0.7
5時間分のパルスを出力しても良い。1ワット連続テストに従って0.8ボルト
まで放電されたとき、AAバッテリが少なくとも0.95時間、少なくとも1時
間、数なくとも1.05時間、または少なくとも1.1時間分のパルスを出力し
ても良い。
The battery 10 may be an AA battery that shows excellent results when tested according to the one watt continuous test (described below). For example, when discharged to 1 volt according to a 1 watt continuous test, the AA battery has at least 0.6 hours, at least 0.65 hours, at least 0.7 hours, or at least 0.7 hours.
Pulses for 5 hours may be output. When discharged to 0.8 volts according to the 1 watt continuous test, the AA battery may output pulses for at least 0.95 hours, at least 1 hour, at least 1.05 hours, or at least 1.1 hours. good.

【0052】 バッテリ10は、(以下に記載の)パルス化テストに従ってテストされたとき
に優れた結果を示すAAバッテリであっても良い。例えば、パルス化テストに従
って1ボルトまで放電されたとき、AAバッテリが少なくとも1.6時間、少な
くとも1.75時間、少なくとも2時間、または少なくとも2.15時間分のパ
ルスを出力しても良い。パルス化テストに従って0.9ボルトまで放電されたと
きに、AAバッテリが少なくとも2.75時間、少なくとも3時間、数なくとも
2.75時間、または少なくとも3.3時間分のパルスを出力しても良い。
[0052] Battery 10 may be an AA battery that shows excellent results when tested according to the pulsed test (described below). For example, an AA battery may output pulses for at least 1.6 hours, at least 1.75 hours, at least 2 hours, or at least 2.15 hours when discharged to 1 volt according to a pulsed test. When the AA battery outputs at least 2.75 hours, at least 3 hours, at least 2.75 hours, or at least 3.3 hours of pulses when discharged to 0.9 volts according to the pulsed test good.

【0053】 バッテリ10は、(以下に記載の)半ワットrmテストに従ってテストされた
ときに優れた性能を提供するAAバッテリであっても良い。例えば、半ワットr
mテストに従って1ボルトまで放電されたとき、AAバッテリが少なくとも1.
5時間、少なくとも2時間、少なくとも2.5時間、または少なくとも2.65
時間分のパルスを出力しても良い。半ワットrmテストに従って0.8ボルトま
で放電されたとき、AAバッテリが少なくとも2.9時間、少なくとも3時間、
数なくとも3.25時間、または少なくとも3.4時間分のパルスを出力しても
良い。
Battery 10 may be an AA battery that provides excellent performance when tested according to the half watt rm test (described below). For example, half watt r
AA batteries have at least 1.
5 hours, at least 2 hours, at least 2.5 hours, or at least 2.65
A pulse corresponding to time may be output. When discharged to 0.8 volts according to the half watt rm test, the AA battery has at least 2.9 hours, at least 3 hours,
Pulses for at least 3.25 hours or at least 3.4 hours may be output.

【0054】 バッテリ10は、(以下に記載の)半ワットrmテストに従ってテストされた
とき優れた性能を提供するAAバッテリであっても良い。例えば、半ワット連続
テストに従って1.1ボルトまで放電されたときに、AAバッテリが少なくとも
1.5時間、少なくとも2時間、少なくとも2.5時間、または少なくとも2.
65時間分のパルスを出力しても良い。半ワットrmテストに従って0.8ボル
トまで放電されたときに、AAバッテリが、少なくとも2.9時間、少なくとも
3時間、数なくとも3.25時間、または少なくとも3.4時間分のパルスを出
力しても良い。
The battery 10 may be an AA battery that provides excellent performance when tested according to the half watt rm test (described below). For example, when discharged to 1.1 volts according to the half-watt continuous test, the AA battery has at least 1.5 hours, at least 2 hours, at least 2.5 hours, or at least 2.
A pulse for 65 hours may be output. When discharged to 0.8 volts according to the half watt rm test, the AA battery outputs pulses for at least 2.9 hours, at least 3 hours, at least 3.25 hours, or at least 3.4 hours. May be.

【0055】 バッテリ10は、(以下に記載の)半ワット連続テストに従ってテストされた
ときに優れた結果を示すAAAバッテリであっても良い。例えば、半ワット連続
テストに従って1ボルトまで放電されたとき、AAAバッテリが少なくとも0.
65時間、少なくとも0.7時間、少なくとも0.75時間、または少なくとも
0.8時間分のパルスを出力しても良い。半ワット連続テストに従って0.9ボ
ルトまで放電されたとき、AAAバッテリが少なくとも0.9時間、少なくとも
0.95時間、数なくとも1.0時間、または少なくとも1.1時間分のパルス
を出力しても良い。
[0055] Battery 10 may be an AAA battery that exhibits excellent results when tested according to the half-watt continuous test (described below). For example, when discharged to 1 volt according to a half-watt continuous test, an AAA battery will have at least 0.
Pulses for 65 hours, at least 0.7 hours, at least 0.75 hours, or at least 0.8 hours may be output. When discharged to 0.9 volts according to the half-watt continuous test, the AAA battery outputs at least 0.9, at least 0.95, at least 1.0, or at least 1.1 hours of pulses. May be.

【0056】 バッテリ10は、(以下に記載の)パルス化テストに従ってテストされたとき
優れた性能を提供するAAAバッテリであっても良い。例えば、パルス化テスト
に従って1ボルトまで放電されたときに、AAAバッテリが少なくとも0.35
時間、少なくとも0.4時間、少なくとも0.45時間、または少なくとも0.
5時間分のパルスを出力しても良い。パルス化テストに従って0.9ボルトまで
放電されたときに、AAAバッテリが少なくとも0.65時間、少なくとも0.
7時間、数なくとも0.75時間、または少なくとも0.8時間分のパルスを出
力しても良い。
The battery 10 may be an AAA battery that provides excellent performance when tested according to a pulsed test (described below). For example, when discharged to 1 volt according to the pulsed test, the AAA battery has at least 0.35
Hours, at least 0.4 hours, at least 0.45 hours, or at least 0.4 hours.
A pulse for 5 hours may be output. When discharged to 0.9 volts according to the pulsed test, the AAA battery has at least 0.65 hours and at least 0,5 hours.
Pulses for 7 hours, at least 0.75 hours, or at least 0.8 hours may be output.

【0057】 バッテリ10は、(以下に記載の)半ワットrmテストに従ってテストされた
ときに優れた性能を提供するAAAバッテリであっても良い。例えば、半ワット
rmテストに従って1.1ボルトまで放電されたとき、AAAバッテリが少なく
とも0.4時間、少なくとも0.45時間、少なくとも0.5時間、または少な
くとも0.55時間分のパルスを出力しても良い。半ワットrmテストに従って
0.9ボルトまで放電されたとき、AAAバッテリが少なくとも0.9時間、少
なくとも0.95時間、数なくとも1時間、または少なくとも1.05時間分の
パルスを出力しても良い。
Battery 10 may be an AAA battery that provides excellent performance when tested according to the half-watt rm test (described below). For example, when discharged to 1.1 volts according to the half watt rm test, the AAA battery outputs at least 0.4 hours, at least 0.45 hours, at least 0.5 hours, or at least 0.55 hours of pulses. May be. When discharged to 0.9 volts according to the half watt rm test, the AAA battery may output pulses for at least 0.9 hours, at least 0.95 hours, at least 1 hour, or at least 1.05 hours. good.

【0058】 バッテリ10は、(以下に記載の)1/4ワットrmテストに従ってテストさ
れたときに優れた性能を提供するAAAバッテリであっても良い。例えば、1/
4ワットrmテストに従って1.1ボルトまで放電されたときに、AAAバッテ
リが少なくとも2時間、少なくとも2.1時間、少なくとも2.2時間、または
少なくとも2.3時間分のパルスを出力しても良い。1/4ワットrmテストに
従って0.9ボルトまで放電されたときに、AAAバッテリが少なくとも3.1
時間、少なくとも3.25時間、数なくとも3.4時間、または少なくとも3.
5時間分のパルスを出力しても良い。
Battery 10 may be an AAA battery that provides excellent performance when tested according to the ワ ッ ト watt rm test (described below). For example, 1 /
An AAA battery may output pulses for at least 2 hours, at least 2.1 hours, at least 2.2 hours, or at least 2.3 hours when discharged to 1.1 volts according to a 4 watt rm test. . When discharged to 0.9 volts according to the 1/4 watt rm test, the AAA battery has at least 3.1
Hours, at least 3.25 hours, at least 3.4 hours, or at least 3.
Pulses for 5 hours may be output.

【0059】実施例I AAバッテリは以下の構成要素を備えていた。カソードは、およそ9.487
グラムの二酸化マンガン(ケリーマッギー社―Kerr-McGee, Co.―製)と、平均 粒径7ミクロン(ブラジルナショナルグラファイト社―Brazillian Nacional de
Grafite―製)でおよそ0.806グラムの非合成非膨張性のグラファイトと、
およそ0.3重量パーセントのエチレン共重合物質HA−1681と、を含んで
いた。アノードは、およそ3.976グラムの亜鉛粒子と、亜鉛に関連するおよ
そ50ppmのサルファクタント(sulfactant)(RM510,ローン・ポーレ
ンク―RM 510, Rhone Poulenc―)と、およそ0.5重量パーセントの全ゲル化
剤(カーボポル940―Carbopol 940―およびA221)と、を含んでいた。カ
ソードの空隙率はおよそ26%であり、アノードの空隙率はアノード1立方セン
チメートル当たり2.173グラムの亜鉛が含まれる量であった。セパレータは
、それぞれの層がおよそ57重量パーセントのPVA繊維(6ミリメートルでお
よそ0.5デニール)とおよそ30重量パーセントのレーヨン繊維(6ミリメー
トルでおよそ1.5デニール)のそれぞれと、およそ13重量パーセントのPV
Aバインダと含む2層構造であった。それぞれの層は、乾いているときにおよそ
5.4ミリで、湿っているときにおよそ10ミリの厚さであった。それぞれの層
は、1平方メートル当たりおよそ54グラムの基準重量を有していた。セパレー
タは粘着剤を含んでいなかったし、これらの層は如何なる充填物をも実質的に含
んでいなかった。バッテリはまた、およそ3.598グラムの水溶性ポタシウム
水酸化物(およそ35.5重量パーセントのポタシウム水酸化物)溶液を含んで
いた。EB005(アチェソン社―Acheson―製)の薄い被膜(コーティング) がバッテリの外壁とカソードの外周との間に配置されている。
Example I An AA battery was provided with the following components: The cathode is approximately 9.487
Gram of manganese dioxide (from Kelly-McGee, Co.) and an average particle size of 7 microns (National Graphite, Brazil-Brazilian Nacional de)
Approximately 0.806 grams of non-synthetic, non-expandable graphite
Approximately 0.3 weight percent ethylene copolymer material HA-1681. The anode contains approximately 3.976 grams of zinc particles, approximately 50 ppm of a sulfuractant associated with zinc (RM510, RM 510, Rhone Poulenc-), and approximately 0.5 weight percent total. And a gelling agent (Carbopol 940-Carbopol 940- and A221). The porosity of the cathode was approximately 26% and the porosity of the anode was such that it contained 2.173 grams of zinc per cubic centimeter of anode. The separator is composed of approximately 57 weight percent PVA fibers (approximately 0.5 denier at 6 millimeters) and approximately 30 weight percent rayon fibers (approximately 1.5 denier at 6 millimeters). PV
It had a two-layer structure including an A binder. Each layer was approximately 5.4 mm thick when dry and approximately 10 mm thick when wet. Each layer had a basis weight of approximately 54 grams per square meter. The separator did not contain any adhesive, and these layers did not substantially contain any filler. The battery also contained approximately 3.598 grams of a water soluble potassium hydroxide (approximately 35.5 weight percent potassium hydroxide) solution. A thin coating of EB005 (from Acheson) is placed between the outer wall of the battery and the outer periphery of the cathode.

【0060】 AAバッテリは、およそ20.1℃から22.1℃の温度で5日間保管されて
いた。AAバッテリは、さらに、以下の手順に従って保管されていた。
The AA battery was stored at a temperature of approximately 20.1 ° C. to 22.1 ° C. for 5 days. The AA battery was further stored according to the following procedure.

【0061】 それぞれのバッテリは、液漏れや材料の破損について視覚的に検査され、テス
トプログラムの全体を通してバッテリの同一性が維持可能なように同じように取
り扱われる。これらのバッテリは、互いに物理的な接触をしないように、保持ト
レー上にそれらの側壁を向けている。保持トレーは、上下または隣接するトレー
間の隔壁間の隙間が少なくとも5cm(2インチ)確保するように、間隔を開け
られている。表Iに示されているように、以下の24時間連続テストが14日間
繰り返される。
Each battery is visually inspected for leaks and material damage and is treated the same to maintain battery identity throughout the test program. These batteries have their side walls oriented on the holding tray so that they do not make physical contact with each other. The holding trays are spaced so that the gap between the partitions between the upper and lower or adjacent trays is at least 5 cm (2 inches). As shown in Table I, the following 24-hour continuous test is repeated for 14 days.

【0062】[0062]

【表1】 トレーは保管室から取り出され、それぞれのバッテリは液漏れや材料への衝撃
に関して視覚的検査される。
[Table 1] The trays are removed from the storage room and each battery is visually inspected for leaks and material impact.

【0063】 以下のテストが個々のAAバッテリについて引き続いて行なわれた。それぞれ
のテストは、およそ20.1℃から22.1℃の温度で実施された。
The following tests were subsequently performed on individual AA batteries. Each test was performed at a temperature of approximately 20.1 ° C to 22.1 ° C.

【0064】 AAバッテリは、1日当たり1時間で1分間当たり10秒の定電流状態(「c
c写真テスト」)の下で、およそ1.6ボルトの開回路電圧で放電された。この
AAバッテリは192パルスの後に1ボルトに到達したし、また、443パルス
の後に0.8ボルトに達した。
The AA battery has a constant current state of 1 hour per day and 10 seconds per minute (“c
c Photographic test ") and discharged at an open circuit voltage of approximately 1.6 volts. The AA battery reached 1 volt after 192 pulses and reached 0.8 volts after 443 pulses.

【0065】 AAバッテリは、1ワット(「1ワット連続テスト」)でおよそ1.6ボルト
の開回路電圧を連続的に放電した。このAAバッテリは、0.75時間経過後に
1ボルトに達し、1.00時間経過後に0.8ボルトに達した。
The AA battery continuously discharged an open circuit voltage of approximately 1.6 volts at 1 watt (“1 watt continuous test”). The AA battery reached 1 volt after 0.75 hours and reached 0.8 volt after 1.00 hours.

【0066】 AAバッテリは、1ワット(3秒パルス)と0.1ワット(7秒パルス)の間
で切り替った割合(「パルス化テスト」)でおよそ1.6ボルトの開回路で放電
を続けた。このAA回路はおよそ2.16時間経過した後に1ボルトに達し、こ
のAA回路はおよそ3.72時間経過後に0.8ボルトに達した。
The AA battery discharges in an open circuit of approximately 1.6 volts at a rate (“pulsing test”) that switches between 1 watt (3 second pulse) and 0.1 watt (7 second pulse). Continued. The AA circuit reached 1 volt after approximately 2.16 hours and reached 0.8 volt after approximately 3.72 hours.

【0067】 AAバッテリは、1時間当たり15分の0.5ワット(「半ワットrmテスト
」)でおよそ1.6ボルトの開回路電圧で放電した。このAAバッテリはおよそ
1.87時間経過後に1.1ボルトに達し、およそ3.34時間経過後に0.9
ボルトに達した。
The AA batteries discharged at an open circuit voltage of approximately 1.6 volts at 0.5 watts for 15 minutes per hour (“half watt rm test”). The AA battery reaches 1.1 volts after approximately 1.87 hours, and reaches 0.9 volts after approximately 3.34 hours.
The bolt has been reached.

【0068】実施例II AAAバッテリが準備された。カソード12は、およそ4.155グラムの二
酸化マンガン(ケリーマッギー社―Kerr-McGee, Co.―製)と、平均粒径7ミク ロン(ブラジルナショナルグラファイト社―Brazillian Nacional de Grafite―
製)でおよそ0.353グラムの非合成非膨張性のグラファイトと、およそ0.
3重量パーセントのエチレン共重合物質HA−1681と、を含んでいた。アノ
ード14は、およそ1.668グラムの亜鉛粒子と、亜鉛に関連するおよそ50
ppmのサルファクタント(sulfactant)(RM510,ローン・ポーレンク―
RM 510, Rhone Poulenc―)と、およそ0.5重量パーセントの全ゲル化剤(カ
ーボポル940―Carbopol 940―およびA221)と、を含んでいた。カソード
の空隙率はおよそ26%であり、アノードの空隙率はアノード14の1立方セン
チメートル当たり2.266グラムの亜鉛が含まれる量であった。セパレータは
、不織材料の複数の層を含んでいた。セパレータは、それぞれの層がおよそ57
重量パーセントのPVA繊維(6ミリメートルでおよそ0.5デニール)とおよ
そ30重量パーセントのレーヨン繊維(6ミリメートルでおよそ1.5デニール
)のそれぞれと、およそ13重量パーセントのPVAバインダと、含む2層構造
であった。それぞれの層は、乾いているときにおよそ5.4ミリで、湿っている
ときにおよそ10ミリの厚さであった。それぞれの層は、1平方メートル当たり
およそ54グラムの基準重量を有していた。セパレータは粘着剤を含んでおらず
、これらの層は如何なる充填物をも実質的に含んでいなかった。バッテリは、ま
た、およそ1.71グラムの水溶性ポタシウム水酸化物(およそ35.5重量パ
ーセント)溶液を含んでいた。EB005(アチェソン社―Acheson―製)の薄 い被膜(コーティング)がバッテリの外壁とカソードの外周との間に配置された
Example II An AAA battery was prepared. The cathode 12 has approximately 4.155 grams of manganese dioxide (Kerr-McGee, Co.) and an average particle size of 7 microns (Brazilian Nacional de Grafite).
About 0.353 grams of non-synthetic non-expandable graphite and
3% by weight of an ethylene copolymer material HA-1681. The anode 14 comprises approximately 1.668 grams of zinc particles and approximately 50 zinc associated
ppm sulfactant (RM510, Loan Pollenk)
RM 510, Rhone Poulenc-) and approximately 0.5 weight percent of total gelling agents (Carbopol 940-Carbopol 940- and A221). The porosity of the cathode was approximately 26% and the porosity of the anode was such that it contained 2.266 grams of zinc per cubic centimeter of anode 14. The separator included multiple layers of nonwoven material. The separator is approximately 57
A two-layer structure comprising each of weight percent PVA fibers (about 0.5 denier at 6 millimeters) and about 30 weight percent rayon fibers (about 1.5 denier at 6 millimeters), and about 13 weight percent PVA binder. Met. Each layer was approximately 5.4 mm thick when dry and approximately 10 mm thick when wet. Each layer had a basis weight of approximately 54 grams per square meter. The separator contained no adhesive and these layers were substantially free of any filler. The battery also contained approximately 1.71 grams of a water soluble potassium hydroxide (approximately 35.5 weight percent) solution. A thin coating of EB005 (from Acheson-Acheson-) was placed between the outer wall of the battery and the outer periphery of the cathode.

【0069】 AAAバッテリは、実施例Iで説明されたように保管された。それぞれのAA
Aバッテリは、およそ1.6ボルトの開回路で放電され、これらのテストは例I
で説明された温度範囲内で実施された。
The AAA batteries were stored as described in Example I. Each AA
A battery was discharged in an open circuit of approximately 1.6 volts and these tests
The test was performed within the temperature range described in the above.

【0070】 AAAバッテリは1つの半ワット(「半ワット連続テスト」)でおよそ1.6
ボルトの開回路電圧で放電し続けた。このAAAバッテリはおよそ0.76時間
経過後に1ボルトに達し、およそ0.96時間経過後に0.8ボルトに達した。
An AAA battery is approximately 1.6 at one half watt (“half watt continuous test”)
Discharge continued at an open circuit voltage of volts. The AAA battery reached 1 volt after approximately 0.76 hours and reached 0.8 volts after approximately 0.96 hours.

【0071】 パルス化テストについては、AAAバッテリは1ボルトに達するまでにおよそ
0.55時間ほど掛かり、0.8ボルトに達するまでには0.84時間ほど掛か
った。
For the pulsed test, the AAA battery took approximately 0.55 hours to reach 1 volt and 0.84 hours to reach 0.8 volts.

【0072】 ワットrmテストについては、AAAバッテリは1ボルトに達するまでにおよ
そ0.57時間ほど掛かり、0.8ボルトに達するまでにはおよそ1.08時間
ほど掛かった。
For the watt rm test, the AAA battery took approximately 0.57 hours to reach 1 volt and approximately 1.08 hours to reach 0.8 volts.

【0073】 AAAバッテリは、0.25ワットで1時間当たり15分(1/4ワットrm
テスト)のときにおよそ1.6ボルトの開回路電圧から放電した。このAAAバ
ッテリはおよそ2.4時間経過後に1.1ボルトに達し、また、このAAAバッ
テリはおよそ3.65時間経過後に0.9ボルトにまで達した。
AAA batteries run at 0.25 watts for 15 minutes per hour (1 / watt rm
During the test, the battery was discharged from an open circuit voltage of about 1.6 volts. The AAA battery reached 1.1 volts after approximately 2.4 hours, and reached 0.9 volts after approximately 3.65 hours.

【0074】 その他の実施例はクレームに記載された範囲内にある。[0074] Other embodiments are within the scope of the following claims.

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

【図1】 本発明の実施形態に係るアルカリ電池を示す縦断面図である。FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an alkaline battery according to an embodiment of the present invention.

【図2】 セパレータの縦断面図である。FIG. 2 is a longitudinal sectional view of a separator.

【図3】 不織材料の正面図である。FIG. 3 is a front view of a nonwoven material.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 バッテリ 12 カソード 14 アノード 10 Battery 12 Cathode 14 Anode

───────────────────────────────────────────────────── 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,GD,GE,GH,GM ,HR,HU,ID,IL,IN,IS,JP,KE, KG,KP,KR,KZ,LC,LK,LR,LS,L T,LU,LV,MD,MG,MK,MN,MW,MX ,NO,NZ,PL,PT,RO,RU,SD,SE, SG,SI,SK,SL,TJ,TM,TR,TT,U A,UG,UZ,VN,YU,ZW (72)発明者 ジョージ、アイ.テイ アメリカ合衆国ノースカロライナ州、ワク スホー、スプルース、パイン、トレイル、 7105 (72)発明者 バーバラ、ブライス アメリカ合衆国マサチューセッツ州、ベッ ドフォード、ウェイト、ロード、24 (72)発明者 ジェームズ、セアベイラ アメリカ合衆国マサチューセッツ州、メド ウェイ、クレストビュー、アベニュ、7 (72)発明者 テリー、エル.ハミルトン アメリカ合衆国コネチカット州、ダンベ リ、テューコム、ドライブ、3 (72)発明者 マーチン、ダブリュ.ハワード アメリカ合衆国コネチカット州、フェアフ ィールド、ブルックローン、パークウェ イ、98 (72)発明者 グレゴリー、エイ.ファリス アメリカ合衆国ニューヨーク州、ポキプシ ー、トッド、ヒル、ロード、57 Fターム(参考) 5H021 CC02 EE05 EE11 HH01 HH03 5H024 AA01 AA03 AA14 DD09 DD14 EE09 HH01 HH13 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of front page (81) Designated country EP (AT, BE, CH, CY, DE, DK, ES, FI, FR, GB, GR, IE, IT, LU, MC, NL, PT, SE ), OA (BF, BJ, CF, CG, CI, CM, GA, GN, GW, ML, MR, NE, SN, TD, TG), AP (GH, GM, KE, 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, DK, EE, ES, FI, GB, GD, GE, GH, GM, HR, HU, ID, IL, IN, IS, JP, KE , KG, KP, KR, KZ, LC, LK, LR, LS, LT, LU, LV, MD, MG, MK, MN, MW, MX, NO, NZ, PL, PT, RO, RU, SD, SE, SG, SI, SK, SL, TJ, TM, TR, TT, UA, UG, UZ, VN, YU, ZW (72) Inventor George, Eye. Tay United States of America North Carolina, Waxhoe, Spruce, Pine, Trail, 7105 (72) Inventor Barbara, Bryce Massachusetts, United States of America, Bedford, Waite, Road, 24 (72) Inventor James, Seaveira, Massachusetts, United States of America Crestview, Avenue, 7 (72) Inventor Terry, El. Hamilton Drive, Tucom, Danbury, Connecticut, United States of America, 3 (72) Inventor Martin, AW. Howard Fairfield, Brooklyn, Parkway, Connecticut, USA 98 (72) Inventor Gregory, A. Faris, New York, USA, Poughkeepsie, Todd, Hill, Road, 57F term (reference) 5H021 CC02 EE05 EE11 HH01 HH03 5H024 AA01 AA03 AA14 DD09 DD14 EE09 HH01 HH13

Claims (27)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 長軸と、この長軸に直交する少なくとも1つの短軸とを有する電気化学セルで
あって、 アノードと、 カソードと、そして 前記アノードおよびカソード間に配置されたセパレータと、を備える電気化学
セルにおいて、 繊維の長さ方向を有し、前記電気化学セルの前記長軸に平行な方向に対してお
よそ10度以内の角度で、かつ、前記繊維の長さ方向の少なくともおよそ60%
の長さを有する第1の不織非膜材料と、 前記第1の材料の表面に沿って配置された第2の不織非膜材料と、 を備えることを特徴とする電気化学セル。
1. An electrochemical cell having a major axis and at least one minor axis orthogonal to the major axis, comprising: an anode, a cathode, and a separator disposed between the anode and cathode. An electrochemical cell comprising: a length direction of a fiber, at an angle within about 10 degrees with respect to a direction parallel to the long axis of the electrochemical cell, and at least about 60 degrees in a length direction of the fiber. %
An electrochemical cell, comprising: a first non-woven non-membrane material having a length, and a second non-woven non-membrane material disposed along a surface of the first material.
【請求項2】 前記セパレータは、膜材料でないことを特徴とする請求項1に記載の電気化学
セル。
2. The electrochemical cell according to claim 1, wherein the separator is not a membrane material.
【請求項3】 前記セパレータは、前記第1および第2の不織非膜材料の間に粘着性の材料が
設けられていないことを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
3. The electrochemical cell according to claim 1, wherein the separator has no adhesive material provided between the first and second nonwoven non-membrane materials.
【請求項4】 前記第1および第2の不織非膜材料は、交差配置されていることを特徴とする
請求項1に記載の電気化学セル。
4. The electrochemical cell according to claim 1, wherein the first and second nonwoven non-membrane materials are intersected.
【請求項5】 前記第1の不織非膜材料は、如何なる充填物をも含まないことを特徴とする請
求項1に記載の電気化学セル。
5. The electrochemical cell according to claim 1, wherein said first nonwoven non-membrane material does not include any filler.
【請求項6】 前記第2の不織非膜材料は、如何なる充填物をも含まないことを特徴とする請
求項1に記載の電気化学セル。
6. The electrochemical cell according to claim 1, wherein said second nonwoven non-membrane material does not include any filler.
【請求項7】 前記第1および第2の不織非膜材料は、少なくともおよそ20基準重量をそれ
ぞれ有することを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
7. The electrochemical cell of claim 1, wherein said first and second non-woven non-membrane materials each have at least about 20 basis weights.
【請求項8】 前記第1および第2の不織非膜材料は、少なくともおよそ4ミリの厚さをそれ
ぞれ有することを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
8. The electrochemical cell according to claim 1, wherein said first and second nonwoven non-membrane materials each have a thickness of at least about 4 mm.
【請求項9】 前記第1および第2の不織非膜材料は、異なるシート材料により形成されてい
ることを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
9. The electrochemical cell according to claim 1, wherein said first and second nonwoven non-membrane materials are formed of different sheet materials.
【請求項10】 前記第1の不織非膜材料は、マトリクス状のポリビニルアルコール繊維、セル
ロース繊維およびポリビニルアルコールバインダを含むことを特徴とする請求項
1に記載の電気化学セル。
10. The electrochemical cell according to claim 1, wherein the first nonwoven non-membrane material includes a matrix of polyvinyl alcohol fibers, cellulose fibers, and a polyvinyl alcohol binder.
【請求項11】 前記第1および第2の不織非膜材料は、ほぼ同じ量の電解液を吸収できること
を特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
11. The electrochemical cell according to claim 1, wherein said first and second nonwoven non-membrane materials are capable of absorbing substantially the same amount of electrolyte.
【請求項12】 前記電気化学セルは、アルカリバッテリであることを特徴とする請求項1に記
載の電気化学セル。
12. The electrochemical cell according to claim 1, wherein the electrochemical cell is an alkaline battery.
【請求項13】 前記電気化学セルはAA電池、AAA電池、AAAA電池、C電池およびD電
池より構成されるグループから選択されていることを特徴とする請求項1に記載
の電気化学セル。
13. The electrochemical cell according to claim 1, wherein the electrochemical cell is selected from the group consisting of an AA battery, an AAA battery, an AAAA battery, a C battery, and a D battery.
【請求項14】 前記カソードが、最大でもおよそ20ミクロン未満の平均粒子サイズを有する
非合成非膨張性グラファイト粒子であることを特徴とする請求項1に記載の電気
化学セル。
14. The electrochemical cell of claim 1, wherein said cathode is non-synthetic, non-expandable graphite particles having an average particle size of at most less than about 20 microns.
【請求項15】 前記カソードは、二酸化マンガンとカーボン粒子を含むと共に、前記カソード
がおよそ21%から28%の空隙率を有することを特徴とする請求項1に記載の
電気化学セル。
15. The electrochemical cell according to claim 1, wherein the cathode comprises manganese dioxide and carbon particles and the cathode has a porosity of approximately 21% to 28%.
【請求項16】 前記アノードは、亜鉛粒子を含むと共に、前記アノードはアノード容積の1立
方センチメートル当たりおよそ2グラムからおよそ2.45グラムの亜鉛粒子の
空隙率を備えることを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
16. The method of claim 1, wherein the anode comprises zinc particles and the anode has a porosity of about 2 grams to about 2.45 grams of zinc particles per cubic centimeter of anode volume. An electrochemical cell as described.
【請求項17】 前記電気化学セルは電解液をさらに備え、前記カソードは二酸化マンガンを含
むと共に、前記電解液に対する二酸化マンガンの重量配分比はおよそ2.2から
およそ2.9であることを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
17. The electrochemical cell further comprising an electrolyte, wherein the cathode comprises manganese dioxide and a weight distribution ratio of manganese dioxide to the electrolyte is from about 2.2 to about 2.9. The electrochemical cell according to claim 1, wherein
【請求項18】 前記電気化学セルは電解液をさらに備え、前記アノードは亜鉛粒子を含むと共
に、前記電解液に対する亜鉛粒子の重量配分比はおよそ0.9からおよそ1.2
5であることを特徴とする請求項1に記載の電気化学セル。
18. The electrochemical cell further comprising an electrolyte, wherein the anode comprises zinc particles and a weight distribution ratio of the zinc particles to the electrolyte is from about 0.9 to about 1.2.
The electrochemical cell according to claim 1, wherein
【請求項19】 如何なる充填物をも含まない第1の不織非膜材料と、 前記第1の不織非膜材料の表面に沿って配置された第2の不織非膜材料と、を
備えるバッテリセパレータであって、 前記バッテリセパレータは、膜材料を含まないことを特徴とするバッテリセパ
レータ。
19. A non-woven non-membrane material without any filler and a second non-woven non-membrane material disposed along a surface of the first non-woven non-membrane material. It is a battery separator provided, Comprising: The said battery separator does not contain a film material, The battery separator characterized by the above-mentioned.
【請求項20】 前記第2の不織非膜材料は、充填剤を含まないことを特徴とする請求項19に
記載のバッテリセパレータ。
20. The battery separator according to claim 19, wherein said second nonwoven non-membrane material does not include a filler.
【請求項21】 前記前記セパレータは、第1および第2の不織非膜材料間に粘着性材料を含ま
ないことを特徴とする請求項19に記載のバッテリセパレータ。
21. The battery separator according to claim 19, wherein said separator does not include an adhesive material between first and second nonwoven non-membrane materials.
【請求項22】 前記第1および第2の不織非膜材料は、それぞれ少なくともおよそ20の基準重
量を有していることを特徴とする請求項19に記載のバッテリセパレータ。
22. The battery separator of claim 19, wherein said first and second nonwoven non-membrane materials each have a basis weight of at least about 20.
【請求項23】 前記第1および第2の不織非膜材料は、それぞれ少なくともおよそ4ミリの厚
さを有していることを特徴とする請求項19に記載のバッテリセパレータ。
23. The battery separator according to claim 19, wherein said first and second nonwoven non-membrane materials each have a thickness of at least about 4 millimeters.
【請求項24】 前記第1および第2の不織非膜材料は、異なる材料のシートにより形成されて
いることを特徴とする請求項19に記載のバッテリセパレータ。
24. The battery separator according to claim 19, wherein said first and second nonwoven non-membrane materials are formed of sheets of different materials.
【請求項25】 前記第1の不織非膜材料は、マトリクス状のポリビニルアルコール繊維、セル
ロース繊維およびポリビニルアルコールバインダを含むことを特徴とする請求項
19に記載のバッテリセパレータ。
25. The battery separator according to claim 19, wherein the first nonwoven non-membrane material includes a matrix of polyvinyl alcohol fibers, cellulose fibers, and a polyvinyl alcohol binder.
【請求項26】 前記バッテリセパレータは、電解液に接していることを特徴とする請求項19
に記載のバッテリセパレータ。
26. The battery according to claim 19, wherein the battery separator is in contact with an electrolyte.
A battery separator according to claim 1.
【請求項27】 前記第1および第2の不織非膜材料は、ほぼ同じ量の電解液を吸収できること
を特徴とする請求項19に記載のバッテリセパレータ。
27. The battery separator of claim 19, wherein said first and second nonwoven non-membrane materials are capable of absorbing substantially the same amount of electrolyte.
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