JP4009786B2 - 円筒型空気電池 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒型空気電池に係わり、詳しくは過放電時における耐漏液特性を向上させた円筒型空気電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気電池で代表的なものとしてボタン型空気亜鉛電池がある。通常、空気電池は正極に空気中の酸素を利用するため、他の電池系に比較して体積当たりより多くの容量密度を得ることができる。この特長を生かし、近年、ボタン型空気電池だけでなく、より大きなサイズの円筒型空気電池の開発が進められるようになってきた。
【０００３】
しかし、このような円筒型空気電池で大電流を得るためには、空気中の酸素を利用するため空気極を大きくする必要があり、このために電池内の円周に沿って配置する円筒状の空気極を用いなければならない。
【０００４】
ところで、従来のボタン型空気電池では、撥水膜の一体化されたシート上の空気極を円形に打ち抜き電池内に挿入する方法を用いていた。このような空気極を円筒状にして試作した円筒型空気電池は、ボタン型空気電池に比較して、著しく過放電耐漏液特性が劣るため、その寿命が短く必要とする放電容量を得ることができない場合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の空気電池の漏液特性悪化の原因を調査したところ、空気極に一体化されている撥水膜の表面に微小な亀裂が発生しており、放電時の漏液はこの微小な亀裂を通して電池容器から電解液がしみ出すことが原因していることが分った。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は空気極に一体化されている撥水膜に微小な亀裂が生じないようにした空気極を用いることにより長寿命の円筒型空気電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１は、空気極合剤、金属集電体及び撥水膜から構成された酸素還元能力を有する空気極を用いる円筒型空気電池において、前記撥水膜は空気極と一体化され、かつこの空気極はあらかじめ円筒状に成形され、当該円筒型電池容器の内周部に配置されるとともに、前記空気極に一体化する撥水膜の円周方向の引っ張り伸度が、３００％以下に規定したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
まず、活性炭と結着剤（ＰＴＦＥ粉末）を７：３で混合し、空気極の合剤を作成した。これを圧延ローラを通してシート状にした。これに集電体としてニッケルネットを同じく圧延ローラを用いて一体化し、続いて撥水膜として各種の引っ張り伸度の異なるＰＴＦＥ膜を、圧延ローラを用いて一体化し、さらにこれを円筒状に加工し空気極とした。
【００１０】
この空気極を用いて実施例電池として図１に示すようなＲ６タイプ（直径φ１４，総高５０ｍｍ）の円筒型空気電池を６個試作した。図２は図１のＡ部分の拡大図である。
【００１１】
図において、１は空気取り入れ孔、２は外装缶、３は負極合剤、４はセパレータ、５は集電体、６は空気極合剤、７は撥水膜である。また負極には亜鉛，電解液には苛性カリ水溶液を用いた。
【００１２】
また、比較例としてボタン型空気電池用のＰＴＦＥ膜を一体化した空気極を用いて円筒型空気電池を試作し、負極には亜鉛，電解液には苛性カリ水溶液を用いた。
【００１３】
次に、表１には、試作した実施例１乃至実施例６の電池に使用した各種ＰＴＦＥ膜の空気極での円周方向、および高さ方向の引っ張り伸度と、試作した実施例１乃至実施例６の電池の放電利用率（亜鉛利用率）％および過放電漏液発生率％を示した。さらに、参考例電池として上記実施例電池よりは大きい円周方向の引っ張り伸度４００％および５００％の場合についても実施例と同様に放電利用率（亜鉛利用率）％および過放電漏液発生率％を調べた。
【００１４】
なお、引っ張り伸度はＪＩＳ Ｐ８１１３に基づき測定した。また、評価は１０Ω連続放電で行い、放電利用率は電池に入れた亜鉛の理論容量（ｍＡｈ）に対する実際に放電できた容量の比で計算した。過放電の評価は、同じく１０Ω連続放電で試作電池の作動電圧が０．５Ｖ以下になった時から起算して５０時間まで放電を行い、空気孔からの電解液の漏液の発生を評価した。評価の環境は２０℃，６０％ＲＨに管理した。
【００１５】
【表１】
【００１６】
この表１から円周方向の引っ張り伸度が３００％以下（実施例１〜実施例６）であると、放電利用率および漏液発生率も比較例に比べて優れていることが分かる。なお、参考例１および参考例２に示すように、円周方向の引っ張り伸度が３００％を越えると、放電利用率は低下し、漏液発生率は高くなる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の円筒型空気電池は、撥水膜と空気極と一体化されかつこの空気極はあらかじめ円筒状に成形されて円筒型電池容器の内周部に配置されているので、良好な放電特性を示しかつ過放電耐漏液特性も優れている。
【００１８】
また、本発明の円筒型空気電池は、空気極に一体化する撥水膜の円周方向の引っ張り伸度が、３００％以下に規定されているので、放電利用率および漏液発生率も優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の空気電池の断面図。
【図２】図１のＡ部分の拡大図。
【符号の説明】
１…空気取り入れ孔、２…外装缶、３…負極合剤、４…セパレータ、５…集電体、６…空気極合剤、７…撥水膜。
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒型空気電池に係わり、詳しくは過放電時における耐漏液特性を向上させた円筒型空気電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の空気電池で代表的なものとしてボタン型空気亜鉛電池がある。通常、空気電池は正極に空気中の酸素を利用するため、他の電池系に比較して体積当たりより多くの容量密度を得ることができる。この特長を生かし、近年、ボタン型空気電池だけでなく、より大きなサイズの円筒型空気電池の開発が進められるようになってきた。
【０００３】
しかし、このような円筒型空気電池で大電流を得るためには、空気中の酸素を利用するため空気極を大きくする必要があり、このために電池内の円周に沿って配置する円筒状の空気極を用いなければならない。
【０００４】
ところで、従来のボタン型空気電池では、撥水膜の一体化されたシート上の空気極を円形に打ち抜き電池内に挿入する方法を用いていた。このような空気極を円筒状にして試作した円筒型空気電池は、ボタン型空気電池に比較して、著しく過放電耐漏液特性が劣るため、その寿命が短く必要とする放電容量を得ることができない場合があった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
上記した従来の空気電池の漏液特性悪化の原因を調査したところ、空気極に一体化されている撥水膜の表面に微小な亀裂が発生しており、放電時の漏液はこの微小な亀裂を通して電池容器から電解液がしみ出すことが原因していることが分った。
【０００６】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は空気極に一体化されている撥水膜に微小な亀裂が生じないようにした空気極を用いることにより長寿命の円筒型空気電池を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の請求項１は、空気極合剤、金属集電体及び撥水膜から構成された酸素還元能力を有する空気極を用いる円筒型空気電池において、前記撥水膜は空気極と一体化され、かつこの空気極はあらかじめ円筒状に成形され、当該円筒型電池容器の内周部に配置されるとともに、前記空気極に一体化する撥水膜の円周方向の引っ張り伸度が、３００％以下に規定したことを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
まず、活性炭と結着剤（ＰＴＦＥ粉末）を７：３で混合し、空気極の合剤を作成した。これを圧延ローラを通してシート状にした。これに集電体としてニッケルネットを同じく圧延ローラを用いて一体化し、続いて撥水膜として各種の引っ張り伸度の異なるＰＴＦＥ膜を、圧延ローラを用いて一体化し、さらにこれを円筒状に加工し空気極とした。
【００１０】
この空気極を用いて実施例電池として図１に示すようなＲ６タイプ（直径φ１４，総高５０ｍｍ）の円筒型空気電池を６個試作した。図２は図１のＡ部分の拡大図である。
【００１１】
図において、１は空気取り入れ孔、２は外装缶、３は負極合剤、４はセパレータ、５は集電体、６は空気極合剤、７は撥水膜である。また負極には亜鉛，電解液には苛性カリ水溶液を用いた。
【００１２】
また、比較例としてボタン型空気電池用のＰＴＦＥ膜を一体化した空気極を用いて円筒型空気電池を試作し、負極には亜鉛，電解液には苛性カリ水溶液を用いた。
【００１３】
次に、表１には、試作した実施例１乃至実施例６の電池に使用した各種ＰＴＦＥ膜の空気極での円周方向、および高さ方向の引っ張り伸度と、試作した実施例１乃至実施例６の電池の放電利用率（亜鉛利用率）％および過放電漏液発生率％を示した。さらに、参考例電池として上記実施例電池よりは大きい円周方向の引っ張り伸度４００％および５００％の場合についても実施例と同様に放電利用率（亜鉛利用率）％および過放電漏液発生率％を調べた。
【００１４】
なお、引っ張り伸度はＪＩＳ Ｐ８１１３に基づき測定した。また、評価は１０Ω連続放電で行い、放電利用率は電池に入れた亜鉛の理論容量（ｍＡｈ）に対する実際に放電できた容量の比で計算した。過放電の評価は、同じく１０Ω連続放電で試作電池の作動電圧が０．５Ｖ以下になった時から起算して５０時間まで放電を行い、空気孔からの電解液の漏液の発生を評価した。評価の環境は２０℃，６０％ＲＨに管理した。
【００１５】
【表１】
この表１から円周方向の引っ張り伸度が３００％以下（実施例１〜実施例６）であると、放電利用率および漏液発生率も比較例に比べて優れていることが分かる。なお、参考例１および参考例２に示すように、円周方向の引っ張り伸度が３００％を越えると、放電利用率は低下し、漏液発生率は高くなる。
【００１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の円筒型空気電池は、撥水膜と空気極と一体化されかつこの空気極はあらかじめ円筒状に成形されて円筒型電池容器の内周部に配置されているので、良好な放電特性を示しかつ過放電耐漏液特性も優れている。
【００１８】
また、本発明の円筒型空気電池は、空気極に一体化する撥水膜の円周方向の引っ張り伸度が、３００％以下に規定されているので、放電利用率および漏液発生率も優れている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例の空気電池の断面図。
【図２】図１のＡ部分の拡大図。
【符号の説明】
１…空気取り入れ孔、２…外装缶、３…負極合剤、４…セパレータ、５…集電体、６…空気極合剤、７…撥水膜。
Claims (1)
- 空気極合剤、金属集電体及び撥水膜から構成された酸素還元能力を有する空気極を用いる円筒型空気電池において、前記撥水膜は空気極と一体化され、かつこの空気極はあらかじめ円筒状に成形され、当該円筒型電池容器の内周部に配置されるとともに、前記空気極に一体化する撥水膜の円周方向の引っ張り伸度が、３００％以下に規定したことを特徴とする円筒型空気電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10110096A JP4009786B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | 円筒型空気電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10110096A JP4009786B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | 円筒型空気電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09289045A JPH09289045A (ja) | 1997-11-04 |
| JP4009786B2 true JP4009786B2 (ja) | 2007-11-21 |
Family
ID=14291678
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10110096A Expired - Fee Related JP4009786B2 (ja) | 1996-04-23 | 1996-04-23 | 円筒型空気電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4009786B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9625574B2 (en) | 2013-02-07 | 2017-04-18 | Src, Inc. | Constant pulse repetition frequency techniques for eliminating second time around returns in pulsed doppler radar |
Families Citing this family (5)
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|---|---|---|---|---|
| US6558828B1 (en) | 2000-05-26 | 2003-05-06 | Eveready Battery Company, Inc. | Zn/air cell performance in extreme humidity by controlling hydrophobic layer porosity |
| US6960402B2 (en) * | 2002-06-28 | 2005-11-01 | Advanced Energy Technology Inc. | Perforated cylindrical fuel cells |
| US9276301B2 (en) | 2012-12-07 | 2016-03-01 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Polymeric compound, oxygen permeable membrane, and electrochemical device |
| US9343786B2 (en) | 2012-12-10 | 2016-05-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Electrochemical device |
| WO2014156763A1 (ja) | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 日立造船株式会社 | 金属空気電池 |
-
1996
- 1996-04-23 JP JP10110096A patent/JP4009786B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9625574B2 (en) | 2013-02-07 | 2017-04-18 | Src, Inc. | Constant pulse repetition frequency techniques for eliminating second time around returns in pulsed doppler radar |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH09289045A (ja) | 1997-11-04 |
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