JP2683027B2 - アルカリ電解液を有する、高温放電可能な一次電池 - Google Patents
アルカリ電解液を有する、高温放電可能な一次電池Info
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、金属容器中にアルカリ電解液を有する、高
温放電可能な円筒形電池型の一次電池に関する。
温放電可能な円筒形電池型の一次電池に関する。
このような一次電池は、たとえば西ドイツ国特許出願
公開第3337570号明細書から公知である。有利には高出
力のアルカリ性酸化銀／亜鉛系を主体とするこの種の円
筒形電池は、特に地下資源を探査する際のボーリングお
よび補助装置に必要である。その探査および採掘のため
には次第に深くなる地層を開拓しなければならないの
で、該地層の支配温度が、バツテリーの使用可能性を決
定する最も重要な負荷因子である。
公開第3337570号明細書から公知である。有利には高出
力のアルカリ性酸化銀／亜鉛系を主体とするこの種の円
筒形電池は、特に地下資源を探査する際のボーリングお
よび補助装置に必要である。その探査および採掘のため
には次第に深くなる地層を開拓しなければならないの
で、該地層の支配温度が、バツテリーの使用可能性を決
定する最も重要な負荷因子である。
たとえばマンガン電池は100℃を越える温度でもなお
十分に機能しうることの良好な前提条件は、通常の一次
電池におけるルクランシエ電解液の代わりに苛性カリ溶
液を導入することによつて既に達成された。高い温度で
再び進行する、電池の内部構成成分に対するアルカリ電
解液の腐食作用を弱めるという目的を有する他の手段
は、前記西ドイツ国特許出願公開明細書によれば、セパ
レータに抵抗性材料を選択することを要旨とし、その際
セラミツク紙とイオン交換膜との組合せが極めて有利で
あることが判明している。
十分に機能しうることの良好な前提条件は、通常の一次
電池におけるルクランシエ電解液の代わりに苛性カリ溶
液を導入することによつて既に達成された。高い温度で
再び進行する、電池の内部構成成分に対するアルカリ電
解液の腐食作用を弱めるという目的を有する他の手段
は、前記西ドイツ国特許出願公開明細書によれば、セパ
レータに抵抗性材料を選択することを要旨とし、その際
セラミツク紙とイオン交換膜との組合せが極めて有利で
あることが判明している。
しかるに、負の亜鉛電極を有するアルカリ・マンガン
円筒形電池ならびに酸化銀円筒形電池は、十分に不活性
のセパレータを備えているにもかかわらず、約160℃で
その使用性の限界に達する。しかしその理由は、電気化
学的に不活性な電池成分における質的欠陥にはあまり存
在せず、その原因は、電池が160℃での貯蔵テストの間
すでに３日目で被つた爆発に基づき、亜鉛電極の著しい
ガス発生に認められ、従つてこのガス発生は、亜鉛にお
ける水素過電圧が上昇する温度によつて減少することに
よるもので、このことは巾指数的に同化するガス発生速
度に現われる。
円筒形電池ならびに酸化銀円筒形電池は、十分に不活性
のセパレータを備えているにもかかわらず、約160℃で
その使用性の限界に達する。しかしその理由は、電気化
学的に不活性な電池成分における質的欠陥にはあまり存
在せず、その原因は、電池が160℃での貯蔵テストの間
すでに３日目で被つた爆発に基づき、亜鉛電極の著しい
ガス発生に認められ、従つてこのガス発生は、亜鉛にお
ける水素過電圧が上昇する温度によつて減少することに
よるもので、このことは巾指数的に同化するガス発生速
度に現われる。
したがつて、本発明の根底をなす課題は、アルカリ一
次電池を、有利であることの立証されている外側に正極
を配置する円筒形電池の構造原理に関連して、安全な使
用が記載の温度範囲内でもなお、危険なガス発生傾向な
しに可能であるように改善することである。
次電池を、有利であることの立証されている外側に正極
を配置する円筒形電池の構造原理に関連して、安全な使
用が記載の温度範囲内でもなお、危険なガス発生傾向な
しに可能であるように改善することである。
この課題は、本発明により、請求項１の特徴部に記載
した手段、つまり金属容器が同心配置で、粉末プレス加
工物から構成された円筒形の外側の酸化銀または二酸化
マンガン正極と、円筒状巻き物に形成された内側のカド
ミウム負極とをその中間に存在するセパレータと共に含
有することによつて解決される。これにより、正極を形
成する、酸化銀または二酸化マンガン粉末プレス加工物
から構成されている外側の環状円筒体からなり、その内
部がセパレータの間挿下に円筒状巻き物のカドミウム電
極により充填されている同心の電極配置が有利であるこ
とが判明した。
した手段、つまり金属容器が同心配置で、粉末プレス加
工物から構成された円筒形の外側の酸化銀または二酸化
マンガン正極と、円筒状巻き物に形成された内側のカド
ミウム負極とをその中間に存在するセパレータと共に含
有することによつて解決される。これにより、正極を形
成する、酸化銀または二酸化マンガン粉末プレス加工物
から構成されている外側の環状円筒体からなり、その内
部がセパレータの間挿下に円筒状巻き物のカドミウム電
極により充填されている同心の電極配置が有利であるこ
とが判明した。
特に有利には本発明により、西ドイツ国特許出願公開
第2822821号明細書から公知の方法によつてカドミウム
塩溶液から支持金属バンド上へ陰極金属析出によつて得
ることができ、したがつて電着電極と呼ばれるカドミウ
ム電極が使用される。
第2822821号明細書から公知の方法によつてカドミウム
塩溶液から支持金属バンド上へ陰極金属析出によつて得
ることができ、したがつて電着電極と呼ばれるカドミウ
ム電極が使用される。
金属容器１中に正電極としてプレス成形された酸化銀
粉末および／または褐石粉末からなり、場合によりたと
えば炭素のような導体材料を含有するカソードリング２
が筒状に押し込まれている。カソードリングには、薄シ
ートおよび／またはフリース層からなる１層または多層
のセパレータが接しているが、該セパレータは有利には
外側のPTFEグリツトと、内側にある、スリーブとして形
成されたイオン交換膜４からなり、その際スリーブの底
はPTFEからなる絶縁インサート５によつて補強されてい
る。
粉末および／または褐石粉末からなり、場合によりたと
えば炭素のような導体材料を含有するカソードリング２
が筒状に押し込まれている。カソードリングには、薄シ
ートおよび／またはフリース層からなる１層または多層
のセパレータが接しているが、該セパレータは有利には
外側のPTFEグリツトと、内側にある、スリーブとして形
成されたイオン交換膜４からなり、その際スリーブの底
はPTFEからなる絶縁インサート５によつて補強されてい
る。
イオン交換膜としては、RAIリサーチ社（RAI Researc
h Corp.）の商品名“パーミオン（PERMION）”で入手で
きる放射線架橋ポリエチレンヲ主体とするフイルムが特
に有利であることが立証された。しかし他のセパレータ
ーも、実際の高い温度要求を満たす限り使用することが
できる。
h Corp.）の商品名“パーミオン（PERMION）”で入手で
きる放射線架橋ポリエチレンヲ主体とするフイルムが特
に有利であることが立証された。しかし他のセパレータ
ーも、実際の高い温度要求を満たす限り使用することが
できる。
もう１つの絶縁板６は、電池取付け物全体を容器１の
金属底から分離する。電池取付け物は主に円筒状巻き物
として構成されたカドミウム電極７であり、その際巻き
物の基礎となる支持金属バンドはニツケル、ニツケル
銅、銀または銅からなる。
金属底から分離する。電池取付け物は主に円筒状巻き物
として構成されたカドミウム電極７であり、その際巻き
物の基礎となる支持金属バンドはニツケル、ニツケル
銅、銀または銅からなる。
負極端子としては、有利に特殊鋼からなるピン８が用
いられ、該ピンはナツト10を用いて接触板９と共にねじ
締めされ、場合により溶接またはリベツト留めされてい
る。接触板９は他方で円筒形ロール７と溶接されてい
る。端子８は、金属製閉鎖蓋11の開口を貫通し、蓋の表
側でリベツトリング12と一緒に負極ポールを形成する。
しかし、端子が閉鎖蓋11と接触しないようにするため
に、閉鎖蓋11の上方および下方にそれぞれ１つのパツキ
ン板13ないしは絶縁板14（有利にはPTFEまたは他の耐ア
ルカリ性および高温、安定性プラスチツク、たとえばポ
リエーテルケトンからなる）が置かれている。
いられ、該ピンはナツト10を用いて接触板９と共にねじ
締めされ、場合により溶接またはリベツト留めされてい
る。接触板９は他方で円筒形ロール７と溶接されてい
る。端子８は、金属製閉鎖蓋11の開口を貫通し、蓋の表
側でリベツトリング12と一緒に負極ポールを形成する。
しかし、端子が閉鎖蓋11と接触しないようにするため
に、閉鎖蓋11の上方および下方にそれぞれ１つのパツキ
ン板13ないしは絶縁板14（有利にはPTFEまたは他の耐ア
ルカリ性および高温、安定性プラスチツク、たとえばポ
リエーテルケトンからなる）が置かれている。
電解液15としては、苛性カリ水溶液が使用される。閉
鎖蓋11は、容器１とレーザー溶接によつて気密に結合さ
れている。
鎖蓋11は、容器１とレーザー溶接によつて気密に結合さ
れている。
本発明によるこのような１次電池は、極めて高い温度
（200℃までおよびそれ以上）でさえも使用することが
でき、設定された課題を満足する。それというのも、こ
の負電極は前記の条件下で水素を発生しないからであ
る。電池の内圧は、大体において電解液の蒸気圧（200
℃で約６バール）によつて定まる。
（200℃までおよびそれ以上）でさえも使用することが
でき、設定された課題を満足する。それというのも、こ
の負電極は前記の条件下で水素を発生しないからであ
る。電池の内圧は、大体において電解液の蒸気圧（200
℃で約６バール）によつて定まる。
これにより、Ag2O/ZnまたはMnO2/Zn系の慣用のアルカ
リ円筒系電池に比べてこの電池の利点は明白である。
リ円筒系電池に比べてこの電池の利点は明白である。
貯蔵試験において、本発明による電池は200℃で６時
間を過える貯蔵時間にその機能性を失わずに耐えること
が判明した。これに対して、Ag2O/Zn型の市販の高温ア
ルカリ電池の場合、僅か163℃で５日の使用後既に破裂
を考慮しなければならない。それというのも、発生した
水素量は許容できない程度に達するからである。
間を過える貯蔵時間にその機能性を失わずに耐えること
が判明した。これに対して、Ag2O/Zn型の市販の高温ア
ルカリ電池の場合、僅か163℃で５日の使用後既に破裂
を考慮しなければならない。それというのも、発生した
水素量は許容できない程度に達するからである。
添付図面は、本発明による１次電池の全体の構造を示す
断面図である。 １……金属容器、２……カソードリング、３……PTFEグ
リツト、４……イオン交換膜、５……絶縁インサート、
６……絶縁板、７……円筒状巻き物、８……リベツト、
９……接触板、10……ナツト、11……閉鎖蓋、12……リ
ベツトリング、13……パツキン板、14……絶縁板、15…
…電解液
断面図である。 １……金属容器、２……カソードリング、３……PTFEグ
リツト、４……イオン交換膜、５……絶縁インサート、
６……絶縁板、７……円筒状巻き物、８……リベツト、
９……接触板、10……ナツト、11……閉鎖蓋、12……リ
ベツトリング、13……パツキン板、14……絶縁板、15…
…電解液
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭57−103264（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−36782（ＪＰ，Ａ) 特公 昭63−900（ＪＰ，Ｂ２)
Claims (6)
- 【請求項１】金属容器中にアルカリ電解液を有する、高
温放電可能な円筒形タイプの一次電池において、金属容
器が同心配置で、粉末プレス加工物から構成された環状
円筒形の外側の酸化銀または二酸化マンガン正極と円筒
状巻き物に形成された内側のカドミウム負極とを、その
中間にあるセパレータと共に含有することを特徴とする
アルカリ電解液を有する、高温放電可能な一次電池。 - 【請求項２】カドミウム電極は、カドミウム塩溶液から
支持金属ベルト上に陰極金属析出によつてつくられた電
着電極である請求項１記載の一次電池。 - 【請求項３】支持金属ベルトがニツケルまたはニツケル
鋼からなる請求項２記載の一次電池。 - 【請求項４】セパレータは少なくとも２つの層から形成
されており、そのうち外側の層はPTFEグリツト（３）か
らなり、内側の層はイオン交換膜（４）からなる請求項
１から３までのいずれか１項記載の一次電池。 - 【請求項５】イオン交換膜は、PTFEからなる絶縁インサ
ート（５）を有するスリーブとして構成されている請求
項４記載の一次電池。 - 【請求項６】容器（１）は閉鎖蓋（11）とレーザー溶接
されている請求項１から５までのいずれか１項記載の一
次電池。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE19873714654 DE3714654A1 (de) | 1987-05-02 | 1987-05-02 | Bei hoher temperatur entladbares galvanisches primaerelement mit alkalischem elektrolyten |
| DE3714654.8 | 1987-05-02 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63284762A JPS63284762A (ja) | 1988-11-22 |
| JP2683027B2 true JP2683027B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=6326703
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63102833A Expired - Lifetime JP2683027B2 (ja) | 1987-05-02 | 1988-04-27 | アルカリ電解液を有する、高温放電可能な一次電池 |
Country Status (13)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US4897323A (ja) |
| EP (1) | EP0289705B1 (ja) |
| JP (1) | JP2683027B2 (ja) |
| BR (1) | BR8802079A (ja) |
| CA (1) | CA1290394C (ja) |
| DE (2) | DE3714654A1 (ja) |
| ES (1) | ES2032878T3 (ja) |
| GR (1) | GR3005452T3 (ja) |
| HK (1) | HK34493A (ja) |
| IL (1) | IL85815A (ja) |
| MX (1) | MX167570B (ja) |
| NO (1) | NO171877C (ja) |
| SG (1) | SG126492G (ja) |
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|---|---|---|---|---|
| JP2730121B2 (ja) * | 1988-01-22 | 1998-03-25 | 日本電池株式会社 | アルカリ二次電池およびその製造方法 |
| US5427872A (en) * | 1993-11-17 | 1995-06-27 | The United States Of America As Represented By The Administrator Of The National Aeronautics And Space Administration | Dendrite preventing separator for secondary lithium batteries |
| KR100274889B1 (ko) * | 1998-05-08 | 2001-02-01 | 김순택 | 각형 이차전지의 캡 어셈블리 |
| US7479349B2 (en) | 2002-12-31 | 2009-01-20 | Cardiac Pacemakers, Inc. | Batteries including a flat plate design |
| US7926243B2 (en) * | 2009-01-06 | 2011-04-19 | Graham Packaging Company, L.P. | Method and system for handling containers |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| BE513992A (ja) * | 1951-09-15 | |||
| US2970180A (en) * | 1959-06-17 | 1961-01-31 | Union Carbide Corp | Alkaline deferred action cell |
| FR1284552A (fr) * | 1960-11-23 | 1962-02-16 | Yardney International Corp | Générateur électro-chimique étanche |
| US3945847A (en) * | 1971-12-28 | 1976-03-23 | Union Carbide Corporation | Coherent manganese dioxide electrodes, process for their production, and electrochemical cells utilizing them |
| FR2392502A1 (fr) * | 1977-05-24 | 1978-12-22 | Wonder | Procede et dispositif pour fabriquer des electrodes negatives, notamment en cadmium ou en zinc, pour generateurs electrochimiques et electrodes negatives ainsi obtenues |
| CA1128121A (en) * | 1978-03-30 | 1982-07-20 | Union Carbide Corporation | Cadium compound additive for cells using divalent silver oxide |
| US4185144A (en) * | 1978-09-05 | 1980-01-22 | Polaroid Corporation | Electrochemical cell with a cadmium patch electrode |
| JPS5736782A (en) * | 1980-08-12 | 1982-02-27 | Citizen Watch Co Ltd | Alkaline battery |
| JPS58209067A (ja) * | 1982-05-28 | 1983-12-05 | Toshiba Corp | 電池 |
| DE3337570C2 (de) * | 1983-10-15 | 1986-03-13 | Varta Batterie Ag, 3000 Hannover | Bei hoher Temperatur entladbares galvanisches Primärelement |
-
1987
- 1987-05-02 DE DE19873714654 patent/DE3714654A1/de not_active Withdrawn
-
1988
- 1988-02-04 EP EP88101576A patent/EP0289705B1/de not_active Expired - Lifetime
- 1988-02-04 DE DE8888101576T patent/DE3872299D1/de not_active Expired - Fee Related
- 1988-02-04 ES ES198888101576T patent/ES2032878T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1988-03-02 NO NO880924A patent/NO171877C/no unknown
- 1988-03-22 IL IL85815A patent/IL85815A/xx not_active IP Right Cessation
- 1988-03-30 US US07/175,221 patent/US4897323A/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-04-25 CA CA000564960A patent/CA1290394C/en not_active Expired - Fee Related
- 1988-04-27 JP JP63102833A patent/JP2683027B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-04-29 MX MX011315A patent/MX167570B/es unknown
- 1988-04-29 BR BR8802079A patent/BR8802079A/pt not_active IP Right Cessation
-
1992
- 1992-08-20 GR GR920401269T patent/GR3005452T3/el unknown
- 1992-12-10 SG SG1264/92A patent/SG126492G/en unknown
-
1993
- 1993-04-08 HK HK344/93A patent/HK34493A/xx not_active IP Right Cessation
Also Published As
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|---|---|
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| NO880924D0 (no) | 1988-03-02 |
| EP0289705A2 (de) | 1988-11-09 |
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| NO171877C (no) | 1993-05-12 |
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| JPS63284762A (ja) | 1988-11-22 |
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