JP2009530786A - 亜鉛／空気電池 - Google Patents

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Abstract

缶の形態でのアノードケーシング及びカソードケーシングを有し、各々が開放端及び対向閉鎖端を有する、それらの間に一体となった側壁を備える、亜鉛／空気減極ボタン電池。改良された絶縁体シールリング２７０は、当該アノードケーシング側壁上に挿入される。改良された絶縁体シールリングは、当該絶縁リング側壁の表面から突き出た突起部を有する。当該突起部は、好ましくは当該絶縁シールリングの成形中に一体形成されるが、別個に適用してもよい。半径方向力の適用中に及び当該カソードケーシング側壁のクリンプ加工中に、当該アノードケーシング側壁の上に、前記絶縁体リングをその間に入れて、当該突起部を当該カソードケーシングへ押し付ける。これによって、より強固かつより耐久性があるシールをアノードケーシングと絶縁体側壁との間、更にはカソードケーシングと絶縁体側壁との間の界面に施す。当該請求項は、架橋ポリビニルアルコールを含む接着剤を使用して、当該セパレータが当該カソードに結合されている亜鉛／空気減極電池に関する。

Description

本発明は、亜鉛を含むアノード、触媒作用カソード、及び表面から突き出た圧縮性突起部を備える改良絶縁体シールリングを有する、好ましくはボタン電池の形態の金属／空気電池に関する。
亜鉛／空気減極電池は、典型的に、プログラム可能なタイプの補聴器を包含する電子補聴器用の電池として特別な実用性を有する小型ボタン電池の形態である。通常、このような小型の電池は、直径約４〜２０ｍｍ，通常、約４〜１６ｍｍ、かつ、高さ約２〜９ｍｍ，好ましくは、約２〜６ｍｍの円盤状円筒形を有する。亜鉛空気電池はまた、従来のＡＡＡＡ、単４（ＡＡＡ）、単３（ＡＡ）、単２（Ｃ）及び単１（Ｄ）寸法のＺｎ／ＭｎＯ２アルカリ電池に相当する寸法並びに更により大きな寸法の円筒形ケーシングを有する、幾分より大きな寸法でも製造することができる。
当該小型亜鉛／空気ボタン電池は、アノードケーシング（アノード缶）、及びカソードケーシング（カソード缶）を通常は含む。当該アノードケーシング及びカソードケーシングは各々、閉鎖端、対向開放端及び前記閉鎖端から前記開放端まで延びるそれらの間で一体となった側壁を有する。当該アノードケーシングには、アノードケーシング側壁の外面をしっかりと取り囲む絶縁体シールリングが取り付けられている。当該絶縁体シールリングは、アノードケーシングをカソードケーシングから電気的に絶縁する働きをする。当該絶縁体リングはまた、アノードケーシングとカソードケーシングとの間に密閉を付与して、電解質がそれらの間及び電池外面から漏れるのを防止することを目的としている。アノード材料は、当該アノードケーシング内に挿入される。エアディフューザー、電解質バリア材料、及びカソードアセンブリが、当該カソードケーシング内の空気孔に隣接するカソードケーシング内に挿入される。当該カソードアセンブリは、金属メッシュスクリーン上にコーティングされかつ締め固められたディスク状カソード材料を含む。必要な材料がアノード及びカソードケーシングに挿入された後、当該カソードケーシングの開放端は、通常、組み立ての間、アノードケーシングの開放端を通じて押され、カソードケーシング側壁の一部分は、絶縁シールによりアノードケーシング側壁の部分を覆う。その後、絶縁シール及びアノードケーシング上にカソードケーシングの縁をクリンプ加工することによって、アノードケーシング及びカソードケーシングは第２のステップで連結される。クリンプ加工手順において（または別個の工程にて）、半径方向力もまたカソードケーシング壁に適用され、アノードケーシング及びカソードケーシング間での密閉を向上させる。
締め固められたカソード材料ディスクを含むカソードアセンブリは、平らな形状またはドーム形状を有してよい。製造業者によっては、平らなカソードアセンブリを好み、そしてドーム型アセンブリを好む業者もいる。平面カソードアセンブリを備えた代表的な亜鉛／空気ボタン電池は、米国特許第５，２７９，９０５号及び米国特許第６，６０２，６２９Ｂ１号に示されており、代表的なドーム形状カソードアセンブリは、米国特許第３，８９７，２６５号に示されている。
粒子状二酸化マンガン（更に、場合によりＭｎ２Ｏ３及びＭｎ３Ｏ４を含む）、炭素及び疎水性結合剤の混合物を通常含むカソードディスクを金属メッシュスクリーン上にコーティングして締め固めることができる。カソードアセンブリは、カソードディスクの一方の面に電解質バリア材料（疎水性の通気性フィルム）、好ましくはテフロン（ポリテトラフルオロエチレン）材料の層を、カソードディスクの反対面に電解質浸透性（イオン透過性）セパレータ材料を積層することによって形成される。ミクロ孔質ポリプロピレンの層を通常は含むセパレータを、アノード材料と向かい合うようにカソードディスク面へ接着または積層して、セパレータがアノードとカソードとの間に配置されるようにする。次に、そこへ結合させたセパレータを有するカソードアセンブリをエアディフューザーの上のカソードケーシング内へ挿入することができる。当該カソードアセンブリをカソードケーシング内へ挿入して、セパレータがカソードケーシング開放端に向かい合うようにする。完成電池内のカソードディスクは、カソードケーシング壁の内側表面と接触し、かつセパレータがカソード材料とアノード材料との間に位置する。
亜鉛／空気ボタン電池のアノードケーシングは、微粒子状亜鉛を含む混合物で充填してよい。通常、前記亜鉛混合物は水銀及びゲル化剤を含有し、電解質が前記混合物へ添加された際にゲル化する。電解質は通常、水酸化カリウム水溶液である。従来、市販の亜鉛／空気ボタン電池内の亜鉛対電解質の比は通常、３．３未満である。電解質より多量の亜鉛をアノードケーシングに充填すること、すなわちより大きい亜鉛対電解質の重量比であることは、魅力的である。任意サイズの電池における一定容量のアノード内のより多量の亜鉛は、理論的に、より大きい電池容量及び耐用期間をもたらすことができる。より多量に亜鉛を充填した、すなわちアノード内での亜鉛対電解質重量比がより大きな亜鉛／空気ボタン電池を試み、特許文献内で報告している。日本特許公開公報２０００−２１４５９（東芝）、日本特許第２，５１７，９３６号（ソニー）、及び日本特許第３，６４７，２１８号（東芝）を参照のこと。前記文献はまた、アノード内へのこのようなより多量の亜鉛充填に関係する幾つかの問題について暗示している。例えば、より多量の亜鉛のアノード膨張問題は、亜鉛の膨張に伴って電池内部空間での電気接触の一時的損失の可能性と同様に言及される。
出願人は更に、アノード内での大きな亜鉛対電解質重量比、例えば約３．３超、例えば約３．３〜６．０がアノードを膨張させ、一次的な機械的な力をカソードに対してかつ更にはアノードケーシング側壁に対して与えていることを確認した。これらの機械的な力の変化率が、アノード膨張中に変化することがある。これらの増大した機械的な力及び特にアノード材料膨張中でのこのような力の変動は、アノードケーシング側壁と周囲の絶縁体リングとの間の密閉を弱める場合がある。
ほとんどの市販の亜鉛／空気ボタン電池は現在、アノード内に添加水銀を含有しているが、環境への懸念から添加水銀を含有しない亜鉛／空気ボタン電池の開発が望まれるようになった。しかし、当該電池が添加水銀を一切含有しない場合、電池中の水銀量が減少したことによる電池からのガス発生の傾向が強まることによって、電解質漏れの可能性が高まる。即ち、当該電池からのガス発生が増加することで電池内圧が高まり、次に電解質がアノードケーシングと絶縁体のシール境界面から（かかる境界面が極めて強固に密閉されていない場合）漏れる場合がある。
当該カソードケーシングの閉鎖端は（ケーシングが閉鎖端を上にして垂直位で保持されている場合）、その中央近くに平坦な隆起部分を有してもよい。この隆起部分は通常、正極端子の部位にあり、通常はそこを貫通する複数の通気孔を含む。この設計では、カソードケーシング閉鎖端は通常、更に、隆起正極端子を取り囲む環状凹型段差を有する。あるいは、カソードケーシング閉鎖端は、その直径にわたって完全に平坦、即ちその中心にいかなる隆起部分がなくてもよい。かかる設計では、カソードケーシング閉鎖端のかかる平面領域中心部は、電池の正極端子を通常は形成する。いずれの場合も、ボタン型亜鉛／空気電池のカソードケーシング閉鎖端には１つ以上の小さな空気孔が開けられ、空気が電池内へと入ることができる。次に、このような空気は、カソードアセンブリに到達するために、空気拡散層（またはエアディフューザー）を横断する。エアディフューザー材料は、カソードケーシング閉鎖端の空気孔に対して適用される。当該エアディフューザーは通常、空気透過紙または多孔性セルロース系材料でできた１つ以上のシートで構成されている。かかる透過紙または多孔性セルロース系材料によって、入ってきた空気がカソードアセンブリを均一に通過でき、更に吸取紙として機能して、吸気口空間へと漏れる可能性がある少量の電解質を吸収してもよい。
当該電池が適切に密封されていない場合、電解質がカソード触媒アセンブリの周りに移動し、空気孔を通してカソードケーシングから漏れる場合がある。電解質漏れは更に、カソード缶のクリンプ加工端及び絶縁体間で（本領域がしっかりと密封されていない場合に）発生する場合がある。市販の亜鉛／空気ボタン電池の壁厚さは通常、０．１５２ｍｍ（６ミル）より厚く、例えば、約０．１５２ｍｍ〜０．３８１ｍｍ（６ミル〜１５ミル）である。漏れの可能性は、アノードケーシング及びカソードケーシングの壁厚さが非常に薄い場合、例えば、約０．０５０８ｍｍ〜０．１５２ｍｍ（２ミル〜６ミル）である場合により高くなる。このような薄い壁厚さは、電池内部容量が大きくなるために、望ましい。
電池を組み立てた後、取り外し可能タブをカソードケーシング表面上の通気孔の上に取り付ける。使用前に、タブを取り除いて、空気孔を露出させ空気を入れて電池を作動させる。
水銀無添加の亜鉛／空気電池を作製することが所望される。このような水銀無添加電池の場合、添加された水銀は存在せず、かつ亜鉛内に元々存在する微量の水銀が存在するに過ぎない。それゆえに、本発明の電池は１００万重量部の亜鉛当たり約１００重量部未満、好ましくは１００万重量部（ｐｐｍ）の亜鉛当たり５０重量部未満、より好ましくは１００万重量部の亜鉛当たり約２０重量部未満の総水銀含有量を有することができる。
亜鉛充填量を増やすこと、即ち、亜鉛／空気電池、特に亜鉛／空気ボタン電池のアノード内の亜鉛対電解質重量比を増やすことが望ましい。アノード内の亜鉛対電解質重量比を、約３．３〜６．０の範囲まで増やすことが望ましい。
アノードケーシング側壁の外側表面と絶縁体リングの内側表面との間のシール境界面、即ちアノードケーシングと絶縁体との境界面の気密性及び耐久性を向上させることが望ましい。アノードケーシングと絶縁体との境界面でのより気密性の高いかつより耐久性の高い密閉は、このような境界面に沿った電解質漏れまたはクリープの可能性を低減する。
絶縁体リングの外側表面とカソードケーシング側壁の内側表面との間の当該シール境界面、即ちカソードケーシングと絶縁体との境界面の気密性及び耐久性を改善することもまた望ましい。カソードケーシングと絶縁体との境界面でのより気密性の高いかつより耐久性の高い密閉は、このような境界面に沿った電解質漏れまたはクリープの可能性を低減する。
本発明は、亜鉛／空気電池、特にボタン電池の形の小型の亜鉛／空気電池に関する。このような小型ボタン電池は通常、カソードケーシング（カソード缶）及びアノードケーシング（アノード缶）を有する。当該カソード缶の閉鎖端を貫く少なくとも１つの空気孔、通常、複数の空気孔が存在する。当該アノードケーシング及びカソードケーシングは各々、開放端及び対向閉鎖端（その間に一体となった側壁を備える）を有する缶の形態で形成される。
通常、本発明の小型亜鉛／空気ボタン電池は、約４〜２０ｍｍ、典型的には約４〜１６ｍｍの直径、及び約２〜９ｍｍ、好ましくは約２〜６ｍｍの高さを持つ、ディスク状円筒形形状を有する。亜鉛／空気電池は典型的に、約０．０５０８ｍｍ〜０．３８１ｍｍ（２ミル〜１５ミル）の範囲をカバーするアノード缶壁厚さ及びカソード缶壁厚さを有してもよい。望ましくは、当該亜鉛／空気電池は、薄い、約０．０５０８〜０．１５２ｍｍ（２．０〜６ミル）の、例えば約０．０５０８〜０．１２７ｍｍ（２．０〜５ミル）の厚さのアノード缶壁及びカソード缶壁を有してもよい。
絶縁シールを当該アノードケーシング側壁の上に挿入し、これによって当該アノードケーシング側壁の外側表面をしっかりと取り囲む。当該絶縁体シールは通常、中空ディスクまたは環の形態である。当該環の中空コアは、周囲を取り巻く側壁によって境界づけられている。当該アノード構成要素及びカソード構成要素は次に、各々アノードケーシング及びカソードケーシング内へ挿入される。当該カソードケーシングは次に、アノードケーシング開放端の上を越えて押し倒され、即ち、絶縁リング側壁がアノードケーシングとカソードケーシング側壁との間に位置するようにする。当該カソードケーシングは次に、当該アノードケーシング側壁に被せるようにクリンプ加工させて、絶縁体シールリングをそれらの間に入れる。クリンプ加工中、当該カソードケーシング側壁に対して放射状圧縮力も内向きに加え、それによって当該カソードケーシング側壁を絶縁体リングに対して圧縮し、入れ替わりに当該絶縁体リングを当該アノードケーシング側壁に対して圧縮する。これは、アノードケーシングとカソードケーシング側壁との間に強固な絶縁シールを施すことを目的としている。
本発明の改良されたシールは、主として金属／空気ボタン電池、特に亜鉛／空気ボタン電池に関する。本発明の改良されたシールは、絶縁体リング側壁とアノードケーシング側壁の外側表面との間に、即ちアノードケーシングと絶縁体シールとの境界面に、より強固なかつより耐久性のあるシールを施す。別の態様ではまた本発明は、絶縁体シールとカソードケーシング側壁との間に、即ち絶縁体シールとカソードケーシングとの境界面に、改良されたシールを施す。当該絶縁体シールリングは、「突起」が施されており、それは好ましくは、絶縁体リング側壁の内側表面上にまたは内側表面と外側表面の両方の上に一体形成されている。カソードケーシング側壁を絶縁リング側壁に対して放射状に内側から圧縮した際のクリンプ加工中、このような突起部は「圧縮され」て、突起部が無い場合よりも、アノードケーシングとカソードケーシング（それらの間に絶縁体を備える）との間により強固なシールを施す。特に、当該突起部は、アノードケーシングと絶縁体シールとの境界面（及び所望により更に、カソードケーシングと絶縁体シールとの境界面）内に、１つ以上の固体バリア壁を提供し、このような境界面の経路に沿って電解質が動くことを防止するかまたは著しく遅延させる。
本発明の一態様では、改良されたシールは、絶縁体リング側壁の内側表面から突き出た少なくとも１つの突起部、好ましくは複数の突出部を有する。当該突起部は、好ましくは絶縁体リングの成型中に「一体化して」形成され、従って、それは絶縁体リングと同一材料から成るだろう。当該突起部はまた、エッチング、打抜き、削り出し、荒面仕上によって形成することもでき、またはさもなければ、当該絶縁体リングをモールド後に絶縁体リング表面を処理して突起部を形成してもよい。かかる場合、当該突起部の材料は成型絶縁体リングとやはり同一である。従って、用語「一体の」または「一体の突起部」とは、エッチング、打抜きなどによる成型絶縁体リング突起部の形成のようなものも包含し、かつ更に絶縁体リング成型中の突起部にも適用されると理解されるべきである。当該絶縁体リング、及び絶縁体リング側壁の内側表面（または内側表面と外側表面の両方）から突き出た突起部は、望ましくはナイロン材料、好ましくはナイロン６６を含む。本材料は、耐久性があり、アルカリ性溶液に耐性を示し、かつ圧縮時には低温流に耐性を示し、かつ所望の絶縁体リング形状へと容易に射出成型できる。しかし、当該絶縁体リング及びそこから突き出た突起部は、耐久性があり、アルカリ性溶液及び低温流に耐性を示す他の等級のナイロンまたは他の電気絶縁材料によって形成されてもよい。例えば、このような物質は、高密度ポリエチレン、スルホン化ポリエチレン若しくはポリプロピレン、またはタルク充填ポリプロピレンなどであってよい。
あるいは、モールディング中の一体成型、若しくはエッチング、打抜きまたは絶縁リング表面の荒面仕上げの代わりに、絶縁体成型後に、当該絶縁体リング側壁の内側表面へ別個に適用される材料の「塊」から突起部を形成してよい。このような材料は、そこから絶縁体リングが形成される材料と異なっていてもよい。例えば、このような材料の塊は、絶縁体リング表面の表面へ別個に適用される、粘着性若しくは粘着性材料または他の圧縮性、（アルカリ性溶液による攻撃に耐性を示す）耐久性材料によって形成してよい。粘着性材料のこのような塊は、好ましくは粘着性ポリアミドを含んでよい。より具体的には、絶縁体リングの内側表面へ塊で適用されるこのようなポリアミドは、低分子量熱可塑性当該ポリアミド樹脂を含んでよい。このようなポリアミド樹脂は、望ましくはジアミンと二量化した脂肪酸との反応生成物である。粘着性樹脂は、イソプロピルまたはトルエン溶媒中に容易に溶解し、粘稠な塊にて適用し、当該絶縁体リング側壁の内側表面（または内側表面と外側表面の両方）から突き出た所望の圧縮性突起部を形成してよい。
一態様においては、当該突起部は材料の塊または当該絶縁体リング側壁の「内側表面」から突き出たリブの形態であってよい。これらの突起部は、当該絶縁体リングがアノードケーシング側壁上に適用された際に、当該アノードケーシングの外側表面と向かい合う。材料の塊は、好ましくは当該絶縁体リング成型中に一体形成される。それらの形状は、通常は、球状、半球状、楕円形または多角形であってよい。好ましくは、このような材料の塊は隔置され、当該絶縁体リング側壁の内側表面の周囲を横切る１つ以上の横の列に並べられる。横の列からの材料の塊の少なくとも幾つかは、隣接した列の個々の塊の間に間隔を置くように偏っている場合がある。材料の塊の各列は、当該絶縁体リング側壁の内側表面上に突出部を形成し、好ましくは電池の中心の長手方向の軸線を一周する。このような材料の塊の各列は、望ましくは平面内に配置され、好ましくは当該電池の中心の長手方向の軸線に垂直である。
当該絶縁シールリング側壁の「内側表面」から突き出た突出部は、リブの形態であってよい。当該リブは好ましくは一直線であるが、更に曲線状のまたは弓状の形状であってもよい。各リブは、当該絶縁リング側壁の内側表面の周囲をほぼまたは完全に周囲方向に走っていてよい。これらのリブは、順次下へ一つずつ、幾列にもなって配置されてよい。このようなリブの列は、望ましくは互いに平行である。あるいは、当該リブはセグメント化されて、離隔させた配置にて、当該絶縁リングの内側表面を取り囲むようにして並べられてもよい。当該絶縁リング側壁の内側表面から突き出ている、このようなセグメント化されたリブにより形成された複数の列があってよい。横の列からの材料のリブの少なくとも幾つかは、隣接した列の個々のセグメント化されたリブの間に間隔を置くように偏っている場合がある。当該セグメント化されたリブの列は、望ましくは互いに平行である。当該セグメント化されたリブの各列は、望ましくは平面内に配置され、好ましくは電池の中心の長手方向の軸線に対して垂直である。
当該突出部に加えて、塊、または当該絶縁体リングの内側表面から突き出たリブの形態のいずれであっても、そこに当該絶縁体リングの内側表面へ粘着性の粘着剤を適用してよい。粘着性の粘着剤を適用して、当該絶縁体の内側表面上の突出部間の露出表面間隔を覆うようにする。粘着性の粘着剤もまた適用して、同様に当該突出部を覆うようにしてもよい。このような用途のための好ましい粘着剤は、粘着性ポリアミドである。このような粘着剤は好ましくは、イソプロピルアルコールまたはトルエンなどの溶媒中に容易に溶解して、粘稠な粘着性の粘着剤溶液を形成する低分子量熱可塑性接着性樹脂である。粘着性の粘着剤として使用するのに好ましい、前記突出部を覆う粘着性樹脂は、ジアミンと二量化した脂肪酸との反応生成物であってよい。
本発明の別の態様では、当該絶縁シールリングの「外側表面」から突き出た突起部があってもよい。これらの突起部は、前述した突起部と同一または類似していてよい。このため、当該突起部は材料の塊または当該絶縁体リング側壁の外側表面から突き出たリブの形態であってよい。これらの突起部は、その上に絶縁シールを有するアノードケーシングを当該カソードケーシングに挿入した際、当該カソードケーシング側壁の内側表面と向かい合う。材料の塊は、好ましくは当該絶縁体リング成型中に一体形成される。それらの形状は、通常は、球状、半球状、楕円形または多角形であってよい。好ましくは、このような材料の塊は隔置され、当該絶縁体リングの内側表面の周囲を横切る１つ以上の横の列に並べられる。横の列からの材料の塊の少なくとも幾つかは、隣接した列の個々の塊の間に間隔を置くように偏っている場合がある。材料の塊の各列は、当該絶縁体リング側壁の「外側表面」上に突出部を形成し、好ましくは当該電池の中心の長手方向の軸線を一周する。このような材料の塊の各列は、望ましくは平面内に配置され、好ましくは当該電池の中心の長手方向の軸線に垂直である。
当該絶縁シールリング側壁の「外側表面」から突き出た当該突出部は、リブの形態であってよい。当該リブは好ましくは一直線であるが、更に曲線状のまたは弓状の形状であってもよい。各リブは、当該絶縁リング側壁の外側表面の周囲を実質的にまたは完全に周囲方向に走っていてよい。これらのリブは、順次下へ一つずつ、幾列にもなって配置されてよい。このようなリブの列は、望ましくは互いに平行である。あるいは、当該リブはセグメント化されて、離隔させた配置にて、当該絶縁リング側壁の外側表面を取り囲むようにして並べられてもよい。このようにセグメント化され、当該絶縁リング側壁の外側表面から突き出ているリブにより形成された複数の列があってよい。横の列からの材料のリブの少なくとも幾つかは、隣接した列の個々のセグメント化されたリブの間に間隔を置くように偏っている場合がある。当該セグメント化されたリブの列は、望ましくは互いに平行である。当該セグメント化されたリブの各列は、望ましくは平面内に配置され、好ましくは電池の中心の長手方向の軸線に対して垂直である。
当該絶縁側壁の外側表面から突き出た突起部の形状及び構成に関係なく、当該絶縁シール側壁の外側表面へ適用される粘着性の粘着剤があってよい。粘着性の粘着剤を適用して、当該絶縁体リング側壁の外側表面上の露出表面間隔を覆うようにする。粘着性の粘着剤もまた適用して、同様に当該突出部を覆うようにしてもよい。このような用途のための好ましい粘着剤は、粘着性ポリアミドである。このような粘着剤は好ましくは、イソプロピルアルコールまたはトルエンなどの溶媒中に容易に溶解して、粘稠な粘着性の粘着剤溶液を形成する低分子量熱可塑性接着性樹脂である。粘着性の粘着剤として使用するのに好ましい、前記突出部を覆う粘着性樹脂は、ジアミンと二量化した脂肪酸との反応生成物であってよい。当該粘着剤は、ポリアミドマクロメルトの形態であってよい。
別の態様では、当該絶縁体シールリング側壁の内側表面上のみに突き出た突起部があり、かつ当該シールリング側壁の外側表面上に突起部が無くてもよい。この場合においては、粘着性の粘着剤コーティング、望ましくはポリアミド粘着剤コーティングを、当該絶縁シール側壁の外側表面上に有することもまた望ましい。これは、当該シールリング側壁と当該カソードケーシングとの間の界面にて、より高度なシール保護を施す。
本発明の改良されたシールは、当該アノード内への水銀無添加の場合に生じることがあるガス発生の増大による当該電池からの電解質漏れの可能性を低減する。水銀無添加電池では、水銀含有量は、１００万重量部の亜鉛当たり約１００重量部未満、好ましくは１００万重量部（ｐｐｍ）の亜鉛当たり５０重量部未満、より好ましくは１００万重量部の亜鉛当たり約２０重量部未満である。当該アノードケーシングと絶縁体リングとの間、即ち当該アノードケーシングと絶縁体との境界面にある改良されたシールは、当該アノード内へ水銀を添加しないことにより増大した電池からのガス発生ゆえに引き起こされるまたは促進される電解質漏れの可能性を低減する。
本発明の改良されたシールは更に、当該アノード内の亜鉛対電解質の重量比を増大させることによって引き起こされるまたは促進される電解質漏れの可能性を低減する。当該アノード混合物中の亜鉛充填量を増大させることが望ましい。これにより、当該アノード内での亜鉛対電解質の重量比がより大きくなる。亜鉛／空気電池のためにアノード混合物を利用して、亜鉛対電解質の比を約３．０〜６．０、望ましくは約３．３〜６．０、好ましくは約４．０〜５．５とすることができることが判明した。当該アノード混合物中で、このような大きな亜鉛対電解質の比となっている場合には、水酸化カリウム（ＫＯＨ）濃度は、望ましくは約３２〜４０重量％、例えば約３５重量％である。当該水性アルカリ電解質は通常、望ましくは１〜４重量％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）、例えば約２重量％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含む。（亜鉛を水銀でアマルガム化した場合、亜鉛含有量は水銀を含むものとして理解される。）
当該アノード混合物内でのより大きな亜鉛対電解質重量比が望ましいが、これは通常の放電条件下での、電池の放電容量及び耐用期間を増大させる可能性があるからである。しかし、亜鉛アノード混合物は、貯蔵時及び放電時に膨張する。当該膨張は、亜鉛対電解質の重量比が大きいほど、大きくなる。当該膨張するアノードは、当該アノードケーシング側壁に対して一時的な機械的力を及ぼす。このような増大した機械的な力、及び特にアノード材料膨張中でのこのような力の変動は、アノードケーシング側壁と周囲の絶縁体リングとの間の界面での密閉を弱める場合がある。場合により、このような一時的な力は更に、絶縁シールとカソードケーシングとの間の界面での密閉を弱めることがある。
本発明の改良されたシールは、より大きな亜鉛対電解質重量比にて想定される増大したアノード膨張によって増大した機械的な力に耐えることができる。これは、電解質がこれらの条件下で電池から漏れる可能性を低減する。
要するに電池内の亜鉛が添加されない場合でもまたは亜鉛対電解質の重量比が大きくなった場合、例えば約３．０〜６．０、好ましくは約３．３〜６．０、より好ましくは約４．０〜５．５となった場合でも、本発明の改良されたシールは堅固な密閉をもたらす。
本発明は、主として空気減極型電気化学セルに関する。このような電池は、通常、アノードケーシング内に亜鉛を含み、カソードケーシング内のカソード材料への吸気口が存在する金属アノードを有する。当該電池は一般に、金属／空気電池または空気減極電池、更に典型的には亜鉛／空気電池と呼ばれている。
本発明の亜鉛／空気電池は望ましくは、小型ボタン電池の形態である。当該電池には、補聴器などの小型電子デバイスのための電源としての特殊な用途がある。しかし、このような電池は、他の電子デバイスへ電力を供給するために使用されてもよい。本発明の小型亜鉛／空気ボタン電池は通常、約４〜２０ｍｍ、例えば約４〜１６ｍｍ、好ましくは約４〜１２ｍｍの直径のディスク状円筒形形状を有する。当該小型亜鉛／空気ボタン電池は、約２〜９ｍｍ、好ましくは約２〜６ｍｍの高さを有する。当該小型亜鉛／空気電池は、典型的に約１．３ボルト〜０．２ボルトの動作負荷電圧を有する。当該電池は、典型的に約１．１〜約０．９ボルトの間の実質的に均一な放電電圧特性を有し、その後、電圧が全く突然ゼロにまで下がる。当該小型亜鉛／空気電池は、通常約０．２〜２５ミリアンペアの割合で放電可能である。本明細書で使用する時、「小型電池」または「小型ボタン電池」という用語には、このような小さな寸法のボタン電池が含まれるものとするが、小さな亜鉛／空気電池についての他の形及び寸法も可能であることから、それらに限定されるものではない。例えば、亜鉛空気電池はまた、従来のＡＡＡＡ、単４（ＡＡＡ）、単３（ＡＡ）、単２（Ｃ）及び単１（Ｄ）寸法のＺｎ／ＭｎＯ２アルカリ電池と同等の寸法、並びに更により大きな寸法の円筒形ケーシングを有する幾らか大きな寸法で製造することもできる。
本発明の電池は、追加の水銀を、例えばアノードに亜鉛の約３重量％で含んでもよいし、または本質的に水銀を含まなくてもよい（水銀無添加電池）。このような水銀無添加電池の場合、添加された水銀は存在せず、かつ亜鉛内に元々存在する微量の水銀が存在するに過ぎない。それゆえに、本発明の電池は１００万重量部の亜鉛当たり約１００重量部未満、好ましくは１００万重量部（ｐｐｍ）の亜鉛当たり５０重量部未満、より好ましくは１００万重量部の亜鉛当たり約２０重量部未満の総水銀含有量を有することができる。（本明細書で使用する時、「実質的に水銀が含まれていない」という用語は、電池の水銀含有量が１００万重量部の亜鉛当たり約１００ｐｐｍ未満であることを意味するものとする）。本発明の電池は、アノード中に極少量の鉛添加剤を有することができる。鉛がアノードに添加される場合、電池缶における鉛含有量が、通常、アノードにおける亜鉛の約１００〜８００ｐｐｍである。しかし、電池は、望ましくは、追加量の鉛を含有しないため、事実上無鉛であり得る、即ち、鉛総含有量は、アノードの亜鉛中、３０ｐｐｍ未満、望ましくは１５ｐｐｍ未満である。
本発明（図１）の亜鉛／空気電池２１０は、アノードケーシング２６０、カソードケーシング２４０及びそれらの間にある電気絶縁体材料２７０を有する。アノードケーシング２６０及びカソードケーシング２４０は、好ましくは、各々が、閉鎖端及び対向する開放端を有する缶またはカップの形態である。アノードケーシング２６０は、側壁、一体型閉鎖端２６９、及び開放端２６７を形成する本体２６３を有する。カソードケーシング２４０（図１）は、本体２４２（側壁）、一体型閉鎖端２４９及び開口端２４７を有する。カソードケーシングの閉鎖端２４９は（ケーシングが閉鎖端を上にして垂直位で保持されている場合）、図１に示すように、典型的にはその中央付近に隆起部分２４４を有する。この隆起部分２４４は、正端子接触域を形成することができ、典型的にはそれを貫通する複数の空気孔２４３を含む。当該カソードケーシングの閉鎖端２４９はまた、典型的に、当該隆起した端子部分の周縁部２４６から外周縁部２４８に向かって伸びる凹型環状段差２４５も有する。あるいは、カソードケーシング２４０の閉鎖端２４９は平坦であってよい。
本発明の完全な亜鉛／空気電池の好ましい実施形態を図１に示す。図１に示した実施形態は、小型ボタン電池の形態である。電池２１０は、カソードケーシング２４０（カソード缶）と、アノードケーシング２６０（アノード缶）とを、それらの間の電気絶縁体シール２７０と共に含む。絶縁体シール２７０は通常、中空ディスクまたは環の形態であり、周囲を取り巻く側壁２７３によって境界付けられた中空コアを持つ。絶縁シールリング２７０を、アノードケーシング２６０の上に挿入し、これによってアノードケーシング側壁２６３の外側表面をしっかりと取り囲む（図１）。アスファルトまたはビチューメン系シーラントなどの、あるいは好ましくはポリアミドなどのポリマー系シーラントなどの耐水性シーリング粘着剤３６０ｂを、絶縁体シール２７０側壁２７３とアノードケーシング壁外側表面２６３ａとの間に適用する。絶縁体シールリング２７０をアノード缶壁２６３の上に挿入する前に、シーリング粘着剤３６０ｂを、絶縁体側壁２７３の内側表面に適用してよい。絶縁体リング２７０の頭部は、望ましくはアノードケーシング周縁２６３ｄを越えて拡がり、かつ「Ｊ」構造を形成する湾曲端２７３ｃ（図１）で終わる拡張部分２７３ａを有する。拡張部分２７３ａを有する絶縁体２７０は、電池組立後、アノード活性材料がカソードケーシング２４０と接触するのを防止する。
絶縁体２７０の「Ｊ」形状拡張部分２７３ａ内には、切り取り部分または空洞２７４がある。アノードケーシング側壁２６３の末口２６３ｄは、空洞２７４内へ貫通している。粘着剤３６０ａ、好ましくはポリアミド粘着剤を空洞２７４内に充填して、アノードケーシング末口２６３ｄ及び絶縁シール２７０との間に粘着性シールを施す。絶縁体シール２７０は、望ましくはナイロン、好ましくはナイロン６６である。絶縁体２７０は、その他の耐久性電気絶縁材料、例えば高密度ポリエチレン、または高密度ポリエチレン、スルホン化ポリエチレン、またはタルク充填ポリプロピレンなどであってもよく、これらは、アルカリ電解質による化学的攻撃に耐え、更に、圧縮時の低温流に抵抗する。
本発明の改良されたシールは、主として金属／空気ボタン電池、特に亜鉛／空気ボタン電池に関する。主たる実施形態では、本発明の改良されたシールは、絶縁体リング側壁２７３とアノードケーシング側壁２６３の外側表面との間に、即ち当該アノードケーシングと当該絶縁体シールとの境界面に、より強固なかつより耐久性のあるシールを施す。他の実施形態では、本発明は、改良されたシールを更に、絶縁体シール側壁２７３とカソードケーシング側壁２４２の内側表面との間、即ち当該絶縁体シールと当該カソードケーシングとの境界面に施す。
絶縁体シールリング２７０には、突起部２７５が備わっており、それは好ましくは、絶縁体リング側壁２７３の内側表面上にまたは内側表面と外側表面の両方の上に一体形成されている。クリンプ加工中、当該カソードケーシング側壁を絶縁リング側壁２７３に対して、放射状に内側から圧縮した際に、このような突起部２７５は更に「圧縮され」て、このような突起部２７５が無い場合よりも、より強固な密閉をアノードケーシング２６０とカソードケーシング２４０（その間に絶縁体シール２７０を備える）との間に施す。特に、突起部２７５は、アノードケーシング側壁２６３と絶縁体シール２７３内側表面（図１Ａ）との間の界面内に１つ以上の固体バリア壁を施す。所望により、更に、カソードケーシング側壁２４２と絶縁体シール側壁２７３外側表面との間に類似の突起部２７６（図１Ｂ）がある。これらの突起部２７５及び２７６は、このような界面の経路に沿っての電解質漏れを防止するかあるいは大幅に抑制する。絶縁体側壁２７３の内側表面から突き出た突起部２７５（図１Ａ）の高さは、望ましくは約０．０１２７ｍｍ〜０．０７６２ｍｍ（０．５〜３ミル）であってよく、好ましくは、約０．０２５４ｍｍ〜０．０７６２ｍｍ（１〜３ミル）である。絶縁体側壁２７３の外側表面から突き出た任意の突起部２７６（図１Ｂ）の高さは、望ましくは約０．０１２７ｍｍ〜０．０７６２ｍｍ（０．５〜３ミル）であってよく、好ましくは、約０．０２５４ｍｍ〜０．０７６２ｍｍ（１〜３ミル）である。このような突起部は、電池組立中に、カソードケーシング２４０の側壁２４２が、絶縁体側壁２７３に対して放射状に圧縮された際に、少なくとも部分的に圧縮性であるという性質を有している。
ある特定の実施形態では、改良された絶縁体シールリング２７０は、当該絶縁体リング側壁の内側表面２７３から突き出た、少なくとも１つの突出部２７５、好ましくは複数の突起部２７５を有する。突起部２７５は、好ましくは絶縁体リング２７０の成型中に「一体化して」形成され、従って、それは絶縁体リング２７０と同一材料から成ってよい。当該突起部はまた、エッチング、打抜き、削り出し、荒面仕上によって形成することもでき、またはさもなければ、当該絶縁体リングを成型後に絶縁体リング表面を処理して突起部を形成してもよい。かかる場合、当該突起部の材料は当該成型絶縁体リングと同一であり、従って、用語「一体の」とは、当該成型絶縁体リングと同一の材料からの当該突起部の形成なども包含すると理解されるべきである。絶縁体リング２７０及びその内側表面から突き出た突起部２７５は、望ましくはナイロン材料であり、好ましくはナイロン６６である。本材料は、耐久性があり、アルカリ性溶液に耐性を示す。当該材料は更に、圧縮時に低温流に対して耐性を示し（低温流は、絶縁体側壁２７３を伸長する場合がある）、かつ所望の絶縁体リング形状へと容易に成形、好ましくは射出成形することができる。しかし、絶縁体シールリング２７０及びそこから突き出た突起部（２７５及び２７６、図１Ｂ）は、耐久性があり、圧縮時にアルカリ性溶液及び低温流に耐性を示すその他の等級のナイロンまたはその他の電気絶縁材料によって形成されてもよい。例えば、このような物質は、高密度ポリエチレン、スルホン化ポリエチレン若しくはポリプロピレン、またはタルク充填ポリプロピレンなどであってよい。
あるいは、絶縁リング２７０の成型中に一体形成する代わりに、絶縁体成型後に、絶縁体リング側壁２７３の内側表面へ別個に適用される材料の塊から突起部を形成してもよい。例えば、このような材料の塊は、粘着剤または粘着性材料によって形成されてもよい。粘着性材料のこのような塊は、好ましくは圧縮性粘着性ポリアミドを含んでよい。より具体的には、絶縁体リングの内側表面へ塊で適用されるこのようなポリアミドは、中分子量熱可塑性ポリアミド樹脂を含んでよい。このようなポリアミド樹脂は、望ましくはジアミンと二量化した脂肪酸との反応生成物である。このような接着性樹脂は、イソプロピルまたはトルエン溶媒中に容易に溶解し、粘稠な塊にて適用し、絶縁体リングの内側表面から突き出た所望の突起部を形成してよい。このような粘稠な材料の塊は、ヘンケル社（Henkel Corp.）からのＶＥＲＳＡＭＩＤ樹脂またはＲＥＡＭＩＤ樹脂などのポリアミド樹脂を使用して製造することができる。
好ましい実施形態では、突起部２７５は、絶縁体リング側壁２７３の内側表面から突き出た材料の塊２７５ａ（図３Ａ及び図３Ｂ）の形態であってよい。これらの突起部２７５は、図１Ａに示すように絶縁体リング２７０がアノードケーシング側壁２６３上に適用された際に、アノードケーシング側壁２６３の外側表面２６３ａと向かい合う。材料の塊２７５ａは、好ましくは絶縁体リング２７０の成型中に一体形成される。それらの形状は、通常は、球状、半球状、楕円形または多角形であってよい。好ましくは、このような材料の塊２７５ａは隔置され、図３Ａ及び図３Ｂに示すように、当該絶縁体リング側壁の当該内側表面の周囲を横切る１つ以上の横の列に並べられる。材料の塊２７５ａの各水平列は、絶縁体リング側壁２７３の内側表面上に突出部２７５を形成し、好ましくは当該電池の中心の長手方向の軸線２９０を一周する。材料の塊の横の列は、個々の材料の塊２７５ａが、図３Ａに示すように１つの列から次の列へも垂直に直接に整列されるかまたは図３Ｂに示すように偏って並べられてよい。このような材料の塊２７５ａの各水平列は、望ましくは平面内に位置し、好ましくは電池の中心の長手方向の軸線２９０に対して垂直である。
絶縁シールリング側壁２７３の内側表面から突き出た突起部２７５は、図４Ａまたは図４Ｂにて示すように、リブ２７５ｂの形態でもあり得る。リブ２７５ｂは、好ましくは一直線であるが、更に曲線状のまたは弓状の形状であってもよい。各リブ２７５ｂは、絶縁リング側壁２７３の内側表面の周囲をほぼまたは完全に周囲方向に走っていてよい。これらの周方向リブ２７５ｂは、図４Ａに示すように、順次下へ一つずつ、横の列（複数）になって配置されてよい。このようなリブ２７５ａの個々の列（複数）は、望ましくは互いに平行である。あるいは、リブはセグメント化され、図４Ｂに示すように、離隔させた配置にて、絶縁リング側壁２７３の内側表面を取り囲むようにして並べられてもよい。図４Ｂに示すように絶縁リング側壁２７３の内側表面から突き出ている、このようなセグメント化されたリブ２７５ｂにより形成された複数の列があってよい。セグメント化されたリブの列２７５ｂは、図４Ｂに示すように、順次下へ一つずつ、偏っていてよい。セグメント化されたリブの横の列２７５ｂは、望ましくは互いに平行である。このようなセグメント化されたリブの各列は、望ましくは平面内に配置され、好ましくは電池の中心の長手方向の軸線２９０に垂直である。
突起部２７５に加えて、絶縁体リング壁２７３の内側表面から突き出た塊（２７５ａ）またはリブ（２７５ｂ）の形態のいずれであったとしても、絶縁体リング側壁２７３の内側表面へ粘着性の粘着剤３６０ｂを適用してよい。粘着性の粘着剤３６０ｂを適用して、当該絶縁体の内側表面上の突出部間の露出表面間隔を覆うようにする。当該粘着性の粘着剤もまた適用して、同様に当該突出部を覆うようにしてもよい。このような用途のための好ましい粘着剤は、粘着性ポリアミドである。このような粘着剤は好ましくは、イソプロピルアルコールまたはトルエンなどの溶媒中に容易に溶解して、粘稠な粘着性の粘着剤溶液を形成する低分子量熱可塑性接着性樹脂である。粘着性の粘着剤として使用するのに好ましい、前記突出部を覆う粘着性樹脂は、ジアミンと二量化した脂肪酸との反応生成物であってよい。このような接着性樹脂は、ヘンケル社（Henkel Corp.）から、ＶＥＲＳＡＭＩＤ樹脂またはＲＥＡＭＩＤ樹脂の商標名のもとに市販されている。粘着剤３６０ｂは、米国特許第６，４３６，１５６Ｂ１号（ヴァンデロスキイ（Wandeloski）、参考として本明細書に組み込まれている）に開示されかつ記載されているように、ポリアミド接着剤１４３（カソードケーシング２４０の閉鎖端２４９の下にある）と組成物が同一であってもあるいは類似していてもよい。
別の好ましい実施形態では、絶縁シールリング側壁２７３の「外側表面」から突き出た突起部２７６があってもよい（図１Ｂ）。これらの突起部は、前述した突起部２７５と同一または類似していてよい。このため、突起部２７６は、塊２７５ａ（図３Ａまたは図３Ｂ）またはリブ２７５ｂに似ているが、絶縁体リング側壁２７３の外側表面からも突き出た材料の塊の形態であってよい。これらの突起部２７６は、図１Ｂに示すように、その上に絶縁シール２７０を有するアノードケーシング側壁２６３をカソードケーシング２４０に挿入した際、カソードケーシング側壁２４２の内側表面と向かい合う。材料の塊２７６は、好ましくは絶縁体リング２７０の成型中に一体形成される。それらの形状は、通常は、球状、半球状、楕円形または多角形であってよい。好ましくは、このような材料の塊２７６は隔置され、かつ当該絶縁体リングの外側表面の周囲を横切る１つ以上の横の列で並べられ、これは塊２７５ａに関しては、図３Ｂに示される整列に似ている。材料の塊の各列２７６（図１Ｂ）は、当該縁体リング側壁の外側表面上に突出部を形成し、好ましくは当該電池の中心の長手方向の軸線２９０を一周する。このような材料の塊の各列２７６は、望ましくは平面内に配置され、好ましくは当該電池の中心の長手方向の軸線２９０に対して垂直である。
絶縁シールリング側壁２７３の外側表面から突き出た突出部２７６（図１Ｂ）は、リブの形態であってよい。当該リブは好ましくは一直線であるが、更に曲線状のまたは弓状の形状であってもよい。各リブは、絶縁リング側壁２７３の「外側表面」の周囲を実質的にまたは完全に周囲方向に走っていてよい。これらのリブは、図４Ａに示すリブ２７５ｂに関して示されかつ記載されているのと類似の構成で、順次下へ一つずつ幾列にもなって置かれてよい。このようなリブの列は、望ましくは互いに平行である。あるいは、突起部２７６（図１Ｂ）は、セグメント化されたリブの形態であってよく、それは離隔させた配置で、絶縁リング側壁２７３の外側表面を取り囲むように置かれる。当該絶縁リング側壁の外側表面から突き出ている、このようなセグメント化されたリブ２７６により形成された複数の列があってよい。これらのリブは、図４Ｂに示すリブ２７５ｂに関して示されかつ記載されているのと類似の構成で、順次下へ一つずつずらした横の列として置かれてよい。当該セグメント化されたリブの列は、望ましくは互いに平行である。当該セグメント化されたリブの各列は、望ましくは平面内に配置され、好ましくは電池の中心の長手方向の軸線２９０に対して垂直である。
当該絶縁側壁の「外側表面」から突き出た突起部２７６（図１Ｂ）の形状及び構成に関係なく、絶縁シール側壁２７３の外側表面へ適用される粘着性の粘着剤（図示せず）があってよい。粘着性の粘着剤を適用して、絶縁体リング側壁２７３の外側表面上の露出表面を覆うようにする。粘着性の粘着剤もまた適用して、同様に突出部２７６を覆うようにしてもよい。粘着剤３６０ｂに関して前述した如く、このような用途のための好ましい粘着剤は、粘着性ポリアミドである。粘着剤は、米国特許第６，４３６，１５６Ｂ１号（ヴァンデロスキイ（Wandeloski）、参考として本明細書に組み込まれている）に開示されかつ記載されているように、ポリアミド接着剤１４３（カソードケーシング２４０の閉鎖端２４９の下にある）と組成物が同一または類似したポリアミドの形態であってよい。
別の実施形態では、絶縁体シールリング側壁２７３の内側表面上のみに突き出た突起部２７５があり、かつ当該シールリング側壁の外側表面上に突起部２７６が無くてもよい。この場合においては、粘着性の粘着剤コーティング、望ましくはポリアミド粘着剤コーティングを、上記の如く、絶縁シール側壁２７３の外側表面上に有することもまた望ましい。これは、シールリング側壁２７３とカソードケーシング壁２４２との間の界面にて、より高度な密閉保護を施す。
圧縮性突起部２７５（及び所望により更に突起部２７６）は、バリアを提供して、絶縁体シール側壁２７３とアノードケーシング壁２６３との間の境界面（及び更に絶縁体シール側壁２７３とカソードケーシング壁２４２との間）での電解質クリープ及び／または電解質漏れを防止または遅延させる。このため、本発明の改良されたシールは、当該アノード内への水銀無添加の場合に生じることがあるガス発生の増大による当該電池からの電解質漏れの可能性を低減する。水銀無添加電池では、当該水銀含有量は、１００万重量部の亜鉛当たり約１００重量部未満、好ましくは１００万重量部（ｐｐｍ）の亜鉛当たり５０重量部未満、より好ましくは１００万重量部の亜鉛当たり約２０重量部未満である。（電池が添加水銀をまったく含有しない場合、当該電池中の水銀量が減少したことによる当該電池からのガス発生の傾向が強まることによって、電解質漏れの可能性が高まる。）
本発明の改良されたシールは、当該アノード内の亜鉛対電解質の重量比を増大させることによって促進される電解質漏れの可能性を低減する。当該アノード混合物中の亜鉛充填量を増大させることが望ましい。これにより、アノード内での亜鉛対電解質の重量比がより大きくなる。亜鉛／空気電池のためにアノード混合物を利用して、亜鉛対電解質の比を約３．３〜６．０、好ましくは約４．０〜５．５とすることができることが判明した。当該アノード内での亜鉛対電解質の重量比は、約３．０〜６．０（アノード内での亜鉛重量％は、約７５．０重量％〜８５．７重量％）であり、望ましくは、アノード内での亜鉛対電解質の重量比は、約３．３〜５．５（当該アノード内での亜鉛重量％は、約７６．７重量％〜８４．６重量％）である。好ましくは、当該アノード内での亜鉛対電解質の重量比は、約４．０〜５．５（当該アノード内での亜鉛重量％は、約８０．０重量％〜８４．６重量％）である。当該電解質は、水性アルカリ電解質混合物であり、好ましくは、水酸化カリウムを含む水性混合物で、これは通常、約２重量％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を含有する。当該アノード混合物中で、このような大きな亜鉛対電解質の比となっている場合には、水酸化カリウム（ＫＯＨ）濃度は、望ましくは約３０〜４０重量％であり、好ましくは、約３２〜４０重量％、例えば約３５重量％である。（亜鉛を水銀でアマルガム化した場合、当該亜鉛含有量は水銀を含むものとして理解される。）
当該アノード混合物内でのより大きな亜鉛対電解質重量比が望ましいが、これは通常の放電条件下での、当該電池の放電容量及び耐用期間を増大させる可能性があるからである。しかし、亜鉛アノード混合物は、貯蔵時及び放電時に膨張する。当該膨張は、亜鉛対電解質の重量比が大きいほど、大きくなる。当該膨張するアノードは、アノードケーシング側壁に対して一時的な機械的力を及ぼす。これらの機械的な力の変化率が、アノード膨張中に変化することがある。これらの増大した機械的な力及び特に当該アノード材料の膨張中でのこのような力の変動は、アノードケーシング側壁と周囲の絶縁体リングとの間の密閉を弱める場合がある。アノードケーシング側壁２６３と絶縁体リング壁２７３との間、即ち、当該アノードケーシングと絶縁体との境界面における、本発明の改良されたシールは、耐久性があり、かつ強固な機械的結合と接着結合の両方を、当該アノードケーシング側壁と当該絶縁体リングとの間に施す。アノードケーシング側壁２６３と絶縁体リング側壁２７３との間（及び更に、絶縁体リング側壁２７３とカソードケーシング側壁２４２との間）における本発明の改良されたシールより大きな亜鉛対電解質重量比にて想定される増大したアノード膨張によって増大した機械的な力に耐えることができる。これは、電解質がこれらの条件下で当該電池から漏れる可能性を低減する。
要するに当該電池内の亜鉛が添加されない場合でもまたは亜鉛対電解質の重量比が大きくなった場合、例えば約３．０〜６．０、好ましくは約３．３〜６．０、より好ましくは約４．０〜５．５となった場合でも、本発明の改良されたシール全体が、密閉をもたらす。
ある特定の実施形態では、アノードケーシング２６０（アノード缶）は、微粒子状亜鉛及びアルカリ電解質を含むアノード混合物２５０を含む。当該微粒子状亜鉛は望ましくは、約１００〜１０００ｐｐｍのインジウムと共に合金にされる。当該亜鉛粒子は更に、追加のインジウム、好ましくは約１００〜１５００ｐｐｍのインジウムによってメッキしてもよい。カソードケーシング２４０は、複数の空気孔２４３を、その閉鎖端におけるその表面の隆起部分２４４に有する。触媒複合材料２３４（図２）を含むカソード触媒アセンブリ２３０は、空気孔に近接したケーシング内に配置される。触媒複合材料２３４は、スクリーン２３７上にディスク状にコーティングされた形態のカソード触媒混合物２３３を含む。電池放電中、触媒材料２３３は、周囲の酸素が空気孔２４３から侵入するときに、周囲の酸素との電気化学反応を促進する。接着性シーラント１４３は、その閉鎖端２４９のカソードケーシング２４０の内部表面の一部に沿って適用される。好ましい実施形態では、粘着剤は、図１に示すようにかつ更に米国特許第６，４３６，１５６Ｂ１号に記載されているように、ケーシングの閉鎖端２４９にある環状凹型段差２４５の内側表面２４５ａ上の連続リングとして適用することができる。当該カソードケーシングの閉鎖端が平坦である場合、すなわち凹型段差２４５を有しない場合、接着剤シーラント１４３は、前記閉鎖端の外周縁部２４８と隣接する閉鎖端２４９の内部表面に付与され得る。このような後者の場合、接着剤シーラント１４３は、望ましくは、接着剤１４３の連続した輪の外径が、閉鎖端２４９の内径の約７５％〜１００％、好ましくは約９０〜１００％、より好ましくは約９５〜１００％であるように、連続した輪として閉鎖端２４９の内側表面に付与される。
代表的なカソードケーシング２４０（カソード缶）を図１に示す。カソードケーシング２４０は、閉鎖端２４９、対向開放端２４７、及びその間に本体２４２（側壁）を有する缶の構成である。閉鎖端２４９の中心部分２４４は（図示のように）隆起してもよく、正端子接触領域を形成することができる。しかしながら、閉鎖端２４９全体は平坦、即ち、隆起した中心部分が無くてもよい。カソードケーシング閉鎖端２４９を貫通する１つ以上の空気孔２４３がある。カソードケーシング閉鎖端２４９とカソードアセンブリ２３０との間に、吸気口空間２８８（プレナム領域）がある。一般に、吸気口空間２８８（プレナム領域）は、任意のエアディフューザー材料２３１が中に挿入される前は、カソードケーシング閉鎖端２４９の内側表面とカソードアセンブリ２３０との間の利用可能な空間と看做されてもよい。従来の例では、当該エアディフューザー材料は、通常、利用可能な吸気口空間２８８を完全に充填するために挿入される空気浸透性紙または多孔性セルロース材料から成る。
図１に示す実施形態では、カソードケーシング閉鎖端２４９には、隆起した中心部分２４４がある。本実施例（図１）において、吸気口空間２８８（プレナム領域）は、エアディフューザー材料２３１（または同等品）が中に挿入されるまでは、カソードケーシング閉鎖端２４９の隆起部分２４４の内側表面と、カソードアセンブリ２３０との間の利用可能な空間である。（本説明のために、任意の電解質バリアシート、例えばカソードアセンブリ２３０上の電解質バリアシート２３２は、カソードアセンブリ２３０の一部と考えても良い。）前記隆起部分２４４を貫通する１つ以上の空気孔２４３がある。代表的なカソードケーシング２４０においては、例えば、３１２サイズの電池、即ち、全体として直径が７．７２ｍｍ（０．３０４インチ）及び高さが３．４３ｍｍ（０．１３５インチ）のボタン電池の場合には、通常、５つの等置された空気孔２４３があってもよく、カソードケーシング閉鎖端２４９の隆起部分２４４を貫通する各々の直径は、約０．１１４〜０．３０５ｍｍ（０．００４５〜０．０１２インチ）である。しかし、上述した空気孔よりも幾分大きくまたは小さくてよい、当該電池のサイズ及び空気孔のサイズによっては、より多くの空気孔またはより少ない例えば１つの空気孔があってよいことを理解されたい。
カソード触媒アセンブリ２３０（図１及び図２）は、カソード材料をメッシュスクリーン２３７上へ最初にコーティングして、カソード複合材料２３４を形成することにより形成することができる。カソード複合材料２３４の片面を疎水性電解質バリアフィルム材料層２３５にて、好ましくはテフロン（ポリテトラフルオロエチレン）材料によってラミネート加工してもよく、かつ任意で次にテフロン層２３２を追加してよい。電解質バリアフィルム２３５、好ましくはテフロン、は空気を透過する性質を有するが、水及び電解質がそれを通り抜けるのを防止する。加熱及び加圧によって、カソード複合材料２３４へバリアフィルム層２３５を適用することができる。セパレータ材料２３８は、カソード複合材料２３４の反対面に、好ましくはカソード材料２３３の露出した側へ直接的に、接着されてまたは積層されて、完全なカソードアセンブリ２３０を形成する（図２）。
当該亜鉛／空気電池の好ましい実施形態では、カソード触媒アセンブリ２３０の端は、段差２４５上の粘着剤の輪１４３へ貼り付けることができ、それによってカソードアセンブリ２３０とケーシング段差２４５との間に恒久的接着シールを施す。カソード触媒アセンブリ２３０は、段差２４５上の粘着剤１４３へ、電解質バリア２３５を粘着剤１４３と直接的に接触させて、適用することができる。（所望により、追加の電解質バリアシート２３２（図１及び図２）で電解質バリア２３５上を覆ってもよく、かつ以下のパラグラフにて記載されているように、粘着剤１４３に結合してもよい。）接着性シーラント１４３の使用もまた、アノードケーシング本体上に外周縁２４２ｂをクリンプ加工する間に必要なクリンプ加工力の量を減らす。接着性封止剤１４３の使用も、高いクリンプ加工力は、このような薄いケーシング及びカソードアセンブリを歪めるまたは分解する可能性があるため、薄い触媒カソードアセンブリ２３０が使用される際に有利である。
アノードケーシング２６０とカソードケーシング２４０は、最初は別個の部品である。アノードケーシング２６０とカソードケーシング２４０に活性材料を別々に注入し、その後、アノードケーシング２６０の開口端２６７をカソードケーシング２４０の開口端２４７に差し込むことができる。アノードケーシング２６０は、図１に示すように、まっすぐな（折り畳まれていない）側壁２６３を有することができる。あるいは、側壁は、一度折り畳んで二重側壁（図示せず）を形成することができる。非常に薄い、例えば、約０．０２５４〜０．１２７ｍｍ（１〜５ミル）の壁のアノードケーシングを用いた場合、またはアノードケーシング壁厚さに関係なく、水銀無添加アノード２５０混合物を用いた場合には、このような折り畳んだ側壁を、有利に用いてよい。アノードケーシング側壁２６３は、図１に示すように、下向きに延びる第２の垂直部分２６３ｃで終わっている、垂直方向に真っ直ぐであってかつ内側に傾斜した部分２６３ｂで終わっている。前記部分２６３ｃは９０°曲がり、好ましくは平坦な負端子表面２６５を有する閉鎖端２６９を形成して終端する。
カソードケーシング２４０の本体２４２は、閉鎖端２４９から垂直方向に下向きに伸びる最大直径の直線部分２４２ａを有する。本体２４２は周縁部２４２ｂで終結する。カソードケーシング２４０の周縁２４２ｂ及び下層にある絶縁体リング２７０の周縁２７３ｂは、図３及び図４に示すように、最初は垂直方向に真っ直ぐであり、図５に示すように、アノードケーシング２６０の傾斜した中央部２６３ｂ上に機械的に被せるようにクリンプ加工させることができる。このようなクリンプ加工は、カソードケーシング２４０をアノードケーシング２６０上の所定の位置に固定して、しっかりと密封された電池を形成する。
アノードケーシング２６０は、別々に、先ず微粒子亜鉛及び粉末ゲル化剤材料の混合物を調製することによってアノード活性材料で満たすことができる。当該亜鉛の平均粒径は、望ましくは約３０〜３５０ミクロンである。当該亜鉛は純粋な亜鉛でありえるが、好ましくは、インジウム（１００〜１５００ｐｐｍ）と共に合金化される微粒子状亜鉛であり得る。当該亜鉛も、インジウム（１００〜１０００ｐｐｍ）及び鉛（１００〜１０００ｐｐｍ）と合金化される微粒子状亜鉛の形であり得る。その他の亜鉛合金、例えば、インジウム（１００〜１，５００ｐｐｍ）及びビスマス（１００〜１，０００ｐｐｍ）と共に合金化される微粒子状亜鉛も使用できる。このような亜鉛合金は、水銀無添加のアノード混合物２５０との関係において特に有用である。これらの粒子状亜鉛合金は実質的に純亜鉛から構成されており、実質的に純亜鉛の電気化学容量を備えている。したがって、「亜鉛」という用語には前記物質が含まれるものと理解すべきである。
ゲル化剤材は、アルカリ電解質中に実質的に不溶である様々な既知のゲル化剤類から選択することができる。このようなゲル化剤類は、例えば、架橋カルボキシメチルセルロース（ＣＭＣ）、デンプングラフトコポリマー類で、例えば、デンプン骨格へグラフトさせた加水分解したポリアクリロニトリルの形態であって、ウォーターロック（Waterlock）Ａ２２１（グレイン・プロセシング社（Grain Processing Corp.））の商標にて市販されているもの、商標名カーボポールＣ９４０（Ｂ．Ｆ．グッドリッチ社（B.F. Goodrich））のもとに市販されている架橋ポリアクリル酸ポリマー、ウォーターロック（Waterlock）Ａ４００（グレイン・プロセシング社（Grain Processing Corp.））の商標にて市販されているアルカリ鹸化ポリアクリロニトリル、及びウォーターロック（Waterlock）Ｊ−５００またはＪ−５５０の商標にて市販されているポリアクリル酸ナトリウム超吸収性ポリマーと呼ばれるポリアクリル酸のナトリウム塩であることができる。当該粒子状亜鉛とゲル化剤粉末との乾燥混合物は、典型的に乾燥混合物の約０．１〜１重量％を形成しているゲル化剤を用いて形成させることができる。約３０〜４０重量％のＫＯＨ及び約２重量％のＺｎＯを含むＫＯＨ電解質水溶液の溶液を前記乾燥混合物に添加し、形成された湿潤アノード混合物２５０をアノードケーシング２６０に挿入することができる。あるいは、まず粒子状亜鉛とゲル化剤との当該乾燥粉末混合物をアノードケーシング２６０内に配置し、当該電解溶液を添加して湿潤アノード混合物２５０を形成させることもできる。
カソード触媒アセンブリ２３０（図１及び図２）並びにエアディフューザー２３１は、次のようにしてケーシング２４０内に挿入することができる。空気透過性濾紙または多孔質ポリマー材料の形態であり得るエアディフューザー材料２３１（図１）を、カソードケーシング２４０の吸気口領域２８８内に挿入して、空気孔２４３に対向するケーシングの隆起部分２４４の内側表面に対向するように置くことができる。（吸気口領域２８８は、空気孔２４３の下に位置する領域であり、従って、カソードケーシング部分２４４の内側表面とカソードアセンブリ２３０（その上に任意の電解質バリア層２３２を含む）との間に位置する。）接着剤シーラントリング１４３は、望ましくは、当該カソードケーシングの閉鎖端の凹型段差２４５の内部表面２４５ａに適用される。個々の電解質バリア層２３２（図１及び図２）は、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（ＴＥＦＬＯＮ）材料）から成り、それは、カソードアセンブリ２３０の一部を構成し、所望により、エアディフューザー材料２３１の下面に挿入して、バリア層２３２の端が、粘着性リング１４３と接触するようにすることができる。バリア層２３２は、空気透過性であるが、アルカリ電解質または水を透過させない。接着剤の輪１４３は、このように、バリア層２３２の縁を凹型段差２４５の内部表面に恒久的に接着させる。バリア層２３２がそこに接着された接着剤の輪１４３は、電解質がアノードからカソード触媒アセンブリ２３０へ及びその周囲へ移動することと、その後、空気孔２４３を通って電池から漏れることとを防止する。
図２に示すようなカソード触媒アセンブリ２３０は、図２に示すように、電解質バリア材料の層２３５、前記バリア層２３５の下のカソード複合材料ディスク２３４、及び前記触媒複合体２３４の下のイオン透過性セパレータ材料の層２３８を含む積層体として調製することができる。好ましくは、触媒複合体２３４は、電解質バリア材料２３５が触媒複合体２３４に適用されて、それが触媒複合体２３４のメッシュスクリーン２３７側に向くまたは近くになるような向きにする。また逆に、セパレータ２３８は好ましくは、メッシュスクリーン２３７から更に離れている触媒複合体２３４の側へ適用され、即ち、セパレータ２３８がカソード触媒混合物２３３と直接に接触するようにする（図２）。セパレータ２３８は、ポリビニルアルコールなどの電解質浸透性粘着剤を用いて、カソード２３８へ積層しまたは付着させてもよい。セパレータ２３８は、ポリビニルアルコール、セロハン紙、ポリビニルアルコール、ポリ塩化ビニル、ポリビニルアセテート／セルロース、アクリロニトリル、繊維性若しくはミクロ孔質ポリプロピレン、またはポリアミド不織布繊維を含む公知のイオン透過性セパレータ材料から選択することができる。電解質バリア層２３２及び２３５は、望ましくは、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン（ＴＥＦＬＯＮ）材料）であることができる。
カソード触媒複合材料２３４は望ましくは、粒子状二酸化マンガン、炭素、及び従来のコーティング法によって導電性スクリーン２３７の表面に塗られる疎水性結合剤、から成るカソード触媒混合物２３３を含む。スクリーン２３７は、金属繊維織物、例えばニッケルまたはニッケルメッキされた鋼繊維の織物からできていてよい。カソード混合物２３３は、平面または少なくともほぼ平らなディスクの形状にて形成され、本明細書では、カソードディスクと呼ばれる場合がある。他の触媒材料には、例えば銀、白金、パラジウム及びルテニウム等の金属、または金属の他の酸化物またはマンガン（ＭｎＯｘ）及び酸素還元反作用に触媒作用を及ぼすことが公知の他の構成要素が含まれる、または使われることができる。適用中、触媒混合物２３３は、スクリーン２３７の多孔性メッシュ上にコーティングされかつ締め固められて、スクリーンメッシュ内にその多くが吸収されるようにする。触媒混合物２３３内にて使用される二酸化マンガンは、標準的電池グレード二酸化マンガン、例えば電解二酸化マンガン（ＥＭＤ）であることができる。混合物２３３の調製中に使用される炭素は、グラファイト、カーボンブラック及びアセチレンブラックを含む各種形態であることができる。好ましい炭素は、その高表面積故にカーボンブラックである。好適な疎水性結合剤は、ポリテトラフルオロエチレン（テフロン）であることができる。触媒混合物２３３は典型的に、酸化マンガン（例えば、ＭｎＯ２）が約３〜１２重量％、炭素が３０〜５５重量％、残部が結合剤という構成でもよい。電池放電中、触媒混合物２３３は、本質的には触媒として作用し、流入空気が関与する電気化学反応を促進する。しかし、追加の二酸化マンガンを電解質とともに当該触媒に添加し、当該電池を空気亜鉛電池（air assisted zinc/air cell）または空気アルカリ電池（air assisted alkaline cell）へ変換することもできる。ボタン電池の形態であり得るこのような電池では、これが二酸化マンガンの少なくとも一部が放電する、すなわち幾らかのマンガンが流入する酸素と共に電気化学放電中に還元される。
好適な実施形態（図１）では、アノードケーシング２６０は、内側表面上にメッキされるか、または被覆される銅層２６６を有し、それにより、組電池内で亜鉛アノード混合物２５０は銅層と接触する。当該銅メッキは望ましく、これは、亜鉛が放電すると、当該銅メッキが、アノード２５０から負端子２６５へ通る電子のための導電性の高い導電経路を施すためである。アノードケーシング２６０は、望ましくは、内側表面に銅層をメッキしたステンレス鋼から形成される。好ましくは、アノードケーシング２６０は、図１に示すように、その内部表面に銅層２６６を有しかつその外側表面にニッケル層２６２を有するステンレス鋼２６４から構成された３層被覆加工材料から形成される。従って、最終的に組み立てられた電池２１０（図１）では、銅層２６６は、亜鉛アノード混合物２５０と接触するアノードケーシングの内部表面を形成し、ニッケル層２６２はアノードケーシングの外側表面を形成する。
具体的な非限定例として、電池寸法は、約７．６８〜７．７３ｍｍ（０．３０２５〜０．３０４５インチ）の外径及び約３．３０〜３．５２ｍｍ（０．１３００〜０．１３８４インチ）の高さを有する標準寸法３１２亜鉛／空気電池であり得る。アノード２５０は、添加された水銀を含有することはできない（水銀含有量は、１００万重量部の亜鉛当たり、５０重量部未満の水銀であることができる）。従って、望ましい代表的なアノード混合物（添加された水銀無し）でかつ亜鉛対電解質の重量比を高めたものは、以下の組成物を有する（例えば、亜鉛対電解質の重量比は、４．２である）。亜鉛８０．６重量％（亜鉛は、インジウム及び鉛各々の２００〜８００ｐｐｍと合金にすることができる）、電解質１９．１重量％（３５重量％ＫＯＨ及び２重量％ＺｎＯ）、ゲル化剤０．３重量％。十分なアノード材料２５０を供給して、アノード空間（セパレータ２３８によって上部に画定されたアノードケーシング２６０の内容積）の例えば、約７０〜８０％、通常は、約７０〜７５％を充填する。カソード触媒複合体２３４は、以下の組成物を有することができる；酸化マンガン（ＭｎＯ２、Ｍｎ２Ｏ３、及びＭｎ３Ｏ４）（６重量％）、カーボンブラック粒子（５１．５重量％）及びテフロン結合剤（４２．５重量％）。
アノードケーシング２６０は、図１に示す形状へ引き伸ばしてよく、例えば、真っ直ぐな側壁２６３を有してよい。アノード材料２５０をアノードケーシング２６０内に挿入し、かつ絶縁体シールリング２７０をアノードケーシング側壁２６３の上へ挿入する。エアディフューザー２３１及びカソードアセンブリ２３０を、空気孔２４３と対向するようにカソードケーシング２４０内に挿入する。次に、カソードケーシング側壁２４２を外側表面絶縁体２７０の上を越えて押し倒す。アノードケーシング２６０の傾斜表面２６３ｂを覆うカソードケーシング２４０のクリンプ加工端２４２ｂへクリンプ加工力を適用し、それらの間に絶縁体端２７３ｂがある。クリンプ加工中、カソードケーシング側壁２４２へ半径方向力を適用してよい。カソードケーシングに対するこのような半径方向力の適用は、突起部２７５をアノードケーシング側壁２６３に対して押さえつける。このような突起部の圧縮は、より稠密なかつより耐久性がある密閉をアノードケーシング側壁２６３と絶縁体側壁２７３との間の界面に施す。同様に、突起部２７６を絶縁側壁２７３の外側表面上に用いる場合、クリンプ加工中のカソードケーシングに対する放射状圧縮力の適用もまた、このような突起部２７６をカソードケーシング側壁２４２に対して押さえつける。これは、より強固な密閉を絶縁体シール側壁２７３とカソードケーシング側壁２３２との間の界面に施す。
本発明は、特定の実施形態を参照して記載されるが、本発明の要旨から逸脱することなく、他の実施形態も可能であることを理解されたい。従って、本発明は、特定の実施形態に限定することを意図するものではなく、むしろその範囲は、請求項及びその同等物によって画定される。
本発明は、説明にある図面を参照すれば更なる理解が得られるであろう。
本発明の亜鉛／空気電池の実施形態の１つの等角断面図。 図１のアノード缶とカソード缶との間のシール領域の拡大横断面図。 図１のアノード缶とカソード缶との間のシール領域の別の実施形態を示す拡大横断面図。 図１に示すカソード触媒アセンブリの好ましい実施形態についての分解図。 幾列にもなって並べられ、当該絶縁シールの内側表面から突き出た突起部を示す前記絶縁シールの横断立面図。 ずれた列で配置され、前記絶縁シールの内側表面から突き出た突起部を示す当該絶縁シールの横断立面図。 幾列にもなって並べられた細長い連続リブの形態であって、前記絶縁シールの内側表面から突き出た突起部を示す横断立面図。 幾列にもなって並べられたセグメント化されたリブの形態であって、前記絶縁シールの内側表面から突き出た突起部を示す横断立面図。

Claims (12)

  1. アノードケーシング及びカソードケーシング、前記アノードケーシング内に亜鉛粒子及び水性アルカリ電解液を含むアノード混合物、前記カソードケーシング内のカソード、前記カソードとアノードとの間の電解質浸透性セパレータ、並びに、架橋ポリビニルアルコールを含む粘着剤であって、前記セパレータと、前記セパレータを前記カソードに粘着的に結合させる前記カソードの側との間に位置する前記粘着剤、を含む亜鉛／空気減極電池。
  2. 前記粘着剤が、ホウ素含有化合物を含む架橋剤と架橋したポリビニルアルコールを含む、請求項１に記載の電池。
  3. 前記粘着剤が、ポリアミド−エピクロロヒドリンを含む架橋剤と架橋したポリビニルアルコールを含む、請求項１及び２のうち任意の１項に記載の電池。
  4. 前記粘着剤が、アンモニウムジルコニウムカーボネートを含む架橋剤と架橋したポリビニルアルコールを含む、請求項１〜３のうち任意の１項に記載の電池。
  5. 前記粘着剤が、前記セパレータと前記カソードとの間のコーティングとして、ポリビニルアルコール、水、及びホウ素含有化合物を含む水溶液を施すことによって製造され、そこで、前記コーティングを引き続き乾燥させて、ホウ素を含む前記ホウ素含有化合物の少なくとも一部を、当該ポリビニルアルコール構造内のジオール基と架橋させ、それによって当該セパレータを当該カソードに粘着結合させる、請求項１〜４のうち任意の１項に記載の電池。
  6. 前記粘着剤が、前記セパレータと前記カソードとの間のコーティングとして、ポリビニルアルコール、水、及びホウ酸を含む水溶液を施すことによって製造され、かつ引き続いて当該コーティングを乾燥させて、ホウ素を含む当該ホウ酸の少なくとも一部を前記ポリビニルアルコール構造内のジオール基と架橋させ、それによって当該セパレータを当該カソードに粘着結合させる、請求項１〜５のうち任意の１項に記載の電池。
  7. 前記ホウ素含有化合物が、ホウ酸カリウム、ホウ酸ナトリウム、ホウ酸亜鉛、並びにホウ酸及びこれらの混合物から成る群から選択される、請求項１〜６のうち任意の１項に記載の電池。
  8. 前記粘着剤が、前記セパレータ及び前記カソードとの間に均一層を形成し、前記セパレータを前記カソードに結合させ、この際、前記粘着剤層（乾燥）が、０．０５〜０．６ミル（０．００１２７〜０．０１５２ｍｍ）の厚さを有する、請求項１〜７のうち任意の１項に記載の電池。
  9. 前記粘着剤中のホウ酸対ポリビニルアルコールの重量比（乾燥量基準）が、１／１００〜１２／１００である、請求項１〜８のうち任意の１項に記載の電池。
  10. 前記アノード混合物が、７６．７〜８５．７重量％の亜鉛及び１４．３〜２３．３重量％の前記アルカリ電解質を含む、請求項１〜９のうち任意の１項に記載の電池。
  11. 前記アノード混合物中の亜鉛対電解質の重量比が、３．３〜６．０である、請求項１〜１０のうち任意の１項に記載の電池。
  12. アノード缶及びカソード缶、前記アノード缶内に亜鉛粒子及び水性アルカリ電解質を含むアノード混合物、前記カソード缶内のカソード、前記カソードとアノード混合物との間の電解質浸透性セパレータ、並びに、前記セパレータと前記カソード側との間にあって、前記セパレータを前記カソードに粘着結合させるホウ素を含む、架橋ポリビニルアルコールを含む粘着剤、を含む亜鉛／空気ボタン電池であって、そこで前記アノード混合物中の亜鉛対電解質の重量比が３．３〜６．０であって、そこで前記カソード缶が開放端及び対向閉鎖端並びにその間で一体となった側壁を含み、それを貫通する少なくとも１つの空気穴及び前記カソードを有する前記カソード缶閉鎖端が、前記空気穴に接近しており、そこで当該アノード缶が開放端及び対向閉鎖端並びにその間で一体となった側壁を含み、そこで当該アノード缶の開放端が当該カソード缶開放端の内部に存在し、カソード缶側壁の少なくとも一部分が、アノード缶側壁の少なくとも一部分で、前記重なり合った壁部分の間にある電気的絶縁材料と重なり合う、前記亜鉛／空気ボタン電池。
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