JPH09106805A - 正極保護膜及び電池へのその組込み方法 - Google Patents

正極保護膜及び電池へのその組込み方法

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JPH09106805A
JPH09106805A JP8145496A JP14549696A JPH09106805A JP H09106805 A JPH09106805 A JP H09106805A JP 8145496 A JP8145496 A JP 8145496A JP 14549696 A JP14549696 A JP 14549696A JP H09106805 A JPH09106805 A JP H09106805A
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protective film
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electrode protective
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Dale R Getz
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 電池を落下させるか又は電池に衝撃を与える
ことにより発生するショートを抑えた電池の提供。 【解決手段】 缶、缶内部に配置される負極、負極と接
触する露出領域を有して缶内部に配置される正極を有す
る電池であって、正極の露出領域を覆うように配置され
る正極保護膜を有する電池により、正極の露出領域と負
極との接触を予防する保護バリヤーが提供されて、上記
課題を解決する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極を保護し、正
極と負極との電気的隔離を確実にする正極保護膜(cath
ode overcoat)に関する。また、本発明は、電池、特に
正極シェルフ(cathode shelf)に正極保護膜を組込む方
法に関する。
【0002】
【従来の技術】標準アルカリ電池は、例えばその電池を
硬い表面に落とすと、振動、衝撃、又はその他電池に加
わる力により損傷を受ける。電池の負極端子を下にして
落としても、C型電池又はD型電池で損傷がしばしば生
じる。また、電池の誤った取扱いの結果として損傷が生
じて、しばしば製造者から電池を運搬する際にも生じ
る。運搬の際、電池が時々偶然に逆さになって運ばれ
る。この位置では、電池を落とさなくとも、振動により
電池への損傷が生じる。落としたり、誤って取り扱った
りすることは、消費者により購入された後も生じ、電池
への損傷となる。
【0003】上記の損傷は典型的には、電池内の正極と
負極との間で生じる接触であるショートから生じ、しば
しば電池の欠陥となる。多くの電池がそうであるよう
に、流動可能な電極材料が用いられるとこの問題は顕著
である。さらに、D型電池のような比較的大きな電池
は、電池がさらに重いため、硬い表面に落とすことによ
り特に損傷を受ける。ある場合、衝撃を受けるか又は落
とした後、見た目の損傷は大きくないが、低い開路電圧
(open cell voltage)として一般に示される電池性能が
単に乏しくなることがある。長期貯蔵後、特に比較的高
温で、即ち高温に暴露された後、この損傷が現れること
がある。ショートは、電池そのものを作製する際にも生
じ、それは、負極物質が正極の露出領域と接触する(di
spense)ことより生じる。
【0004】従来の技術者は、ショートが発生しにくい
電池を設計しようとしている。さまざまな電池シールを
設計することにより、負極と正極との間で生じる接触を
防止する試みがなされている。これらの試みは主に成功
していない。封じ込め法(containment method)も試み
られており、負極と正極との接触を防止するように、電
池内にある電池成分を保持するか、又は拘束する。この
アプローチは、封じ込め成分に伴ってさらにコストと労
力を必要とするため、及び封じ込め成分によりさらに容
積を取られて電気化学活物質に必要な電池内部容積が減
少するので、望ましくない。よって、負極の移動により
ショートする傾向を除くか、又は著しく減少させる方法
が必要であり、さらに、電池内部容積を著しく減少させ
ない、経済的にも興味深い方法が必要である。
【0005】負極物質の酸化を予防する試みとして、負
極保護膜を用いて負極の上にコーティングをしている。
ショートの問題について行われたのではないが、ある負
極保護膜は、負極と正極に生じる電気的接触に対して限
定された保護を提供することができる。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】しかし、そのような保
護膜を、電池又は一部組み合わされた電池内に組み込ま
れる負極に適用するのは困難であり、工業的に魅かれる
ものではない。さらに、電池内で生じるショートの可能
性を除けないので、負極保護膜を用いるのは望ましくな
い。即ち、負極が流動可能な材料で配置されており、例
えばこの電池を落とすと、コーティングが破壊され、流
動可能な負極物質が電池の正極に流れ出して接触するよ
うになる。さらに、電池の負極端子に面する負極表面を
覆う負極保護膜が、組立の際に負極に押圧される集電体
と時々付着する。負極保護膜組成物による集電体のコー
ティングによって、電池性能が著しく影響される。よっ
て、電池に組み込むのに比較的簡易かつ安価で、電池性
能に悪影響を及ぼさない、正極と負極との電気的隔離を
確実にする方法が必要である。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明は、缶、缶内に配
置される負極及び正極、並びに正極を保護し、電極間に
発生する接触を防止する、正極の露出領域に配置される
正極保護膜を有する電池を提供する。正極保護膜は、固
体材料であっても流動可能な材料であってもよく、特定
の成分を含有するのが好ましい。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明は、標準アルカリ電池など
の電池で、負極がシフト又は移動して負極と正極との接
触が生じて典型的に発生するショートを軽減するもので
ある。これらは、通常電池に加わる破壊力が適用される
際に生じる。破壊力は、硬い表面に電池を落とすか、も
しくは使用中の電池を他の電池又は物体とぶつけること
により発生し得る。ショートが発生するのに必要な力
は、さまざまな要因、例えば負極物質の移動度又は粘
度、電池内部での負極と正極との近接、電池構造、電池
に加わる破壊力の存在、及び温度が挙げられる要因に依
存するが、これに限られない。
【0009】図1は、負極20、集電体25、正極30、正極
30と電気接触する底部カバー50(第1の電池端子として
働く)、及び負極20との電気接触する上部カバー60(第
2の電池端子として働く)を封入する缶10を有する代表
的な標準アルカリ電池1を示している。第2の電池端子
は、好適な絶縁体15により第1の電池端子及び缶10と電
気的に隔離されている。正極30の上部かつ環状表面は、
本明細書で正極シェルフ32という。負極20及び正極30
は、同軸上に配列され、円筒状イオン透過セパレータバ
スケット40によって隔離されている。電池1は、さらに
電池内部に含まれる電解液を有し、これが正極と負極と
の間にイオン伝導性をもたらす。組立られた電池に存在
する正極物質は液状であるが、米国特許第 3,207,633号
(本明細書に参考として含まれる)に記載されるような
比較的厚いものである。代表的な電池構造並びに負極、
正極、電解質、及びセパレータとして用いられる材料の
説明は、本発明の譲渡人が所有する米国特許第 5,248,5
68号及び同 5,389,457号に提供されている。これらも本
明細書に参考として含まれる。セパレータを形成するの
に好適なその他の材料の例は米国特許第 5,158,844号に
あり、これも本明細書に参考とし含まれる。
【0010】本発明の正極保護膜は、正極の露出領域を
覆うように配置される保護バリヤーであり、この領域で
電極間の電気的隔離を確実に行う。第1の態様として、
正極保護膜は、正極の露出領域を覆うように配置される
固体で、硬性又は可撓性バリヤー材料であり、添付図面
に示すアルカリ電池において、主に正極シェルフ32であ
る。第2の態様として、正極保護膜は、露出領域、即ち
正極シェルフ32に接触する(dispense)流動可能な材料
であり、乾燥又は少なくとも一部固形化の際に、正極30
の露出領域と負極20との間に保護バリヤーを形成する。
正極保護膜は、負極が衝撃によりずれるか又は力が電池
に加わる際に、負極と電気的接触しないように正極30を
保護する。
【0011】本発明の第1又は第2の態様のいずれかに
おいて、用いられる正極保護膜材料は、正極の露出領
域、即ち露出正極シェルフのための保護バリヤーを提供
し、正極と負極との間の隔離を確実にすべきである。保
護膜材料の特性に必要な第1の要件は、電気伝導性がな
いこと、及び電解質などの電池材料又は電池成分に対し
て化学的耐性を有することである。正極保護膜の第1の
態様において、正極保護膜70は、図1に示す正極シェル
フ32のような正極の露出領域上に配置される。保護膜70
は、固体であって、硬性又は可撓性材料であり、表示 1
1158又は9258としてデクスター社(Dexter Companyof W
indsor Locks, Connecticut)から、又は表示VLZ105と
して日本コドシ社(Nippon Kodoshi Corporation(NKK)
of Agawagun, Kochi, Japan)から購入可能な不織布セル
ロース材料であっても、ペーパーセパレータ材料であっ
てもよい。第1の態様の正極保護膜として意図するもの
には、ポリプロピレンフィルムなどの薄層のプラスチッ
ク材料が挙げられる。電池内に組み込むために、必要で
あれば、硬性又は可撓性材料を切断するか又は形状化す
る。図1に示すシェルフ32のような、露出した正極シェ
ルフが含まれる応用として、硬性又は可撓性材料を切断
するか又は成形して、正極シェルフと同じ大きさの環状
又はワッシャ様形状にして、シェルフ上に置いたとき、
正極保護膜材料によってシェルフが完全に覆われるか、
又は実質的に覆われるようにするのが好ましい。
【0012】第2の態様の正極保護膜において、正極保
護膜は、乾燥、硬化、又は少なくとも一部固化させて、
正極の露出領域に正極シェルフ32のような保護バリヤー
を形成する流動可能な組成物であるのが好ましい。『流
動可能』とは、製造条件下、又はいかなる乾燥又は他の
硬化が生じる前に、流動可能であることを意味する。保
護膜の第2の態様に好ましい材料の例として、スター
チ、好ましくはポテトスターチの水性混合物、アスファ
ルト、及びこれらの組合せが挙げられるが、これらに限
定されない。第2の態様の正極保護膜材料の組合せが用
いられる例において、それらの材料が、電池成分上に離
して適用されるか、又は電池内に配置して、配置する前
に共に混合しないのが好ましい。
【0013】正極保護膜の第2の態様に最も好ましい組
成物は、スターチを約20%(特記しない限り本明細書で
記載するパーセントは重量%である)、水を約79.4%、
45容量%KOH水性混合物を約 0.5%、水溶性ビニルポ
リマー、例えばカーボポル(Carbopol)などであるのが
好ましい沈殿防止剤を約 0.1%含有する混合物である。
スターチ成分としてポテトスターチを用いるのが特に好
ましい。沈殿防止剤を約 0.1%用いることにより、流動
可能な正極保護膜材料の提供及び処理を促進することが
わかった。処理が関心事ではない応用において、スター
チ、好ましくはポテトスターチを約20%、水を約80%含
有する混合物を用いることができる。これらの好ましい
組成物は各々、それぞれの量で共に成分を添加し、混合
することによって形成することができる。
【0014】電池で利用できる内部容積量に依存する
が、第1及び第2の態様の正極保護膜を組合わせて電池
内に組み込むのが好ましい。第1の態様の正極保護膜
を、第2の態様の流動可能な正極保護膜でコーティング
してもよく、その組合せを電池に組み込む。同様に、第
1の態様の正極保護膜を、あるタイプの第2の態様の流
動可能な保護膜組成物、例えばアスファルトでコーティ
ングしてもよく、スターチ組成物又はアスファルトのよ
うな第2の態様の保護膜組成物をさらに加えて共に用い
る組合せであってもよい。驚くべきことに、正極保護膜
を電池内の負極と正極の露出領域との間、例えば正極シ
ェルフ上に組み込むことにより、初めて、比較的簡易で
はあるが、洗練された方法により、正極を保護し、正極
と負極との隔離を確実にし、よって正極シェルフ上のシ
ョートの発生を減少させることができる。
【0015】前述の特徴をもたらす他、標準アルカリ電
池中の負極とセパレータバスケットとの間のシール及び
保持を促進するのに、正極保護膜材料を選択することが
できる。保護膜材料が液状電解質を取り込む際に膨潤す
ると、以下に詳細に説明するが、得られる保護膜材料の
体積増加が、負極に対するセパレータバスケットのシー
リングを援助するのに用いることができる。さらに、第
2の態様の正極保護膜は、セパレータバスケットと結合
する傾向があり、これによっても負極から正極をシーリ
ングするのを促進する。
【0016】露出正極領域に付着させる正極保護膜材料
の好ましい量は、露出正極領域の少なくとも大部分が正
極保護膜で覆われるような量であり、最も好ましくは、
先述の負極ショートの際に生じるかもしれないような、
保護膜から正極への電気伝導を防止する『有効量』であ
る。第1の態様の正極保護膜が用いられる応用におい
て、保護膜は比較的に薄い層であるのが好ましく、最も
好ましくは、約0.508 〜約2.54mm(約0.020 インチ〜
約0.100 インチ)又はそれ以上の厚さであるのがよい。
第2の態様の正極保護膜に関して、図1〜図4のシェル
フ32のような環状正極シェルフを有する標準アルカリD
型電池にとって、正極保護膜、即ちシェルフに付着させ
るスターチ組成物及び/又はアスファルトの好ましい量
は、約1.5cm3〜約5.0cm3又はそれ以上の範囲であり、電
池の上部にある望ましい残存体積量に依存する。
【0017】保護膜が第1の態様による硬性又は可撓性
材料であるか、又は第2の態様による流動可能な組成物
であるかに主に依存するが、正極保護膜は、さまざまな
方法によって電池に組込ませることができる。正極保護
膜が硬性又は可撓性材料であるとき、従来の組立手順に
よって電池内に組み込むことができる。もちろん、電池
に挿入する前に正極保護膜を適切に切断するか又は成形
することは必要であろう。正極保護膜が流動可能な材料
のとき、図2〜図7について後述するように電池に組み
込むのが好ましい。
【0018】図2〜図4は、電池の正極シェルフ32上に
第2の態様の流動可能な正極保護膜80を付着することを
詳細に説明している。図2は、正極シェルフ32上に形成
する正極保護膜組成物80の層を示しており、電池に組み
込んだ比較的直後の図である。流動可能な組成物80は、
しばしば厚いペーストと同程度の稠度(consistency)を
有し、図2に示すようにいくぶん泡状であってもよい。
正極シェルフ上に流動可能な保護膜組成物80の付着後、
その組成物は、比較的不均一な厚さを有する層を形成す
る。図3は、保護膜80が固定し、硬くなり始めているか
又は固化し始めているような十分に時間が経過した後の
図2の電池を示している。図4は、保護膜80が乾燥して
正極シェルフ32上に保護する正極保護膜を形成するよう
な十分な時間が経過した後の図3の電池を示している。
最も好ましい第2の態様の保護膜組成物、即ちポテトス
ターチを含有する水性混合物は、室温で約30分間で、完
全に乾燥するか、又は実質的に乾燥することがわかっ
た。外部温度を加えるか、又は乾燥剤を用いるかによっ
て乾燥相を早く形成することができる。
【0019】正極保護膜の組成物に依存するが、予湿潤
した(prewet)溶液及び/又は電解質に暴露されると、
ある保護膜材料は膨潤し体積が増加する。セパレータバ
スケット及び負極を中心として配置される周りの正極シ
ェルフ上に、正極保護膜が配置されるとき、正極保護膜
は膨潤し、比較的壊れやすいセパレータバスケットを図
4の40aで示されるように負極を内側に向かって押し込
む。このような正極保護膜の拡張は、負極20の周りのセ
パレータバスケット40のシーリングを促進する。
【0020】第2の態様の流動可能な正極保護膜を電池
に組み込み、保護膜の膨潤を達成し、それによって負極
とセパレータバスケット間のシーリングが促進される、
好ましい方法を以下に示す。閉鎖底部及び開口上部を有
する電池缶の内部に、正極物質を配置する。正極物質
は、缶の内壁に対して形成するか又は押しこんで、電池
の軸方向に伸びる同軸の孔を形成する。次に、セパレー
タバスケットを円筒状の孔の内側に配置する。組立工程
のこの時点で、正極の露出領域、即ち正極シェルフ上に
正極保護膜材料を付着するか又は形成するのが好まし
い。正極保護膜が、前述の第1と第2の保護膜の態様の
組合せ、例えばポテトスターチ及び/又はアスファルト
の水性混合物でコーティングされるリング状ペーパーセ
パレータ材料であるとき、リングをコーティングし、正
極保護膜を電池、即ち正極シェルフ上などに組み込む前
に、コーティングを乾燥するか又は実質的に乾燥するの
が好ましい。正極保護膜が第2の態様によるとき、その
提供は以下のように行う。次に、予湿潤溶液を缶に提供
する。予湿潤溶液は一般的には、水又はグリコール成
分、及び/又は少量の電解質を含有する。負極物質をそ
の後、缶内部のセパレータバスケット内に配置する。次
に、電解質を加えて電池組立を完了する。
【0021】本発明の第2の態様の流動可能な正極保護
膜組成物は、さまざまな形式で1以上の電池内に提供す
ることができる。図5は、未充填の複数の電池 105に保
護膜材料80を提供する方法の好ましい態様を例示してい
る。保護膜材料80を含めるものとしてスラリータンク 1
10が設けられる。ミキサー 120を用いて保護膜材料80を
比較的一様かつ均質にする。タンク 110からの排出は、
ポンプ 130により供給ライン 125を通り計量ユニット 1
40へと向かう。計量ユニット 140は保護膜材料80の所定
量を分配ノズル(dispensing nozzle) 150に提供する。
1以上のコンベヤー 180を設けて、割送りホイール(in
dexing wheel) 160又は他の同様な装置に向かって、未
充填電池 105を運搬することができる。割送りホイール
160は、コントローラー及びドライブアセンブリー装置
170と共に用いられる。保護膜材料80の適切量が一旦満
たされると、充填済電池 107は1以上のコンベヤー 180
で他の工程フェーズに運搬される。
【0022】図6は、分配ノズル 150、及び未充填電池
105上へのその配置に関する詳細な外観図である。分配
ノズル 150は、缶10とセパレータバスケット40との間の
環状領域内にフィットするのに十分な形状及び大きさで
あり、保護膜材料80が環状領域内にのみ提供され、缶10
の外側又はセパレータバスケット40内部に提供されない
のが好ましい。図7は、分配ノズル 150の下部を示し、
特にノズル 150の周囲付近に存在する、複数の分配開口
部(dispensing aperture) 152を特に示している。この
開口部152 の配置により、環状孔への均一な提供が促進
される。
【0023】
【実施例】
【実施例1】あるタイプの電極保護膜を有しない標準ア
ルカリD型電池の性能を、本発明のさまざまな組合せの
正極保護膜を有する標準アルカリD型電池の性能と比較
する、一連の落下試験実験を行った。電池の負極端子が
硬い表面に当たるように、円筒状管内で電池を落下させ
て、落下試験を行った。約0.9m(3フィート)の高
さから各電池を5回落下させた。落下試験後、すべての
電池を1週間71℃で貯蔵した。その後、すべての電池
を、電池内でショート又はその他の損傷が発生している
か否かを示す低電圧の試験を行った。本発明の第1の態
様に用いる正極保護膜材料は、デクスター(Dexter)か
ら表示 11158又は9258として購入可能なペーパーセパレ
ータ、及びNKKから表示VLZ105として購入可能なペー
パーセパレータから形成されるセパレータリングであっ
た。本発明の第2の態様に用いる正極保護膜材料は、正
極シェルフ上に付着させたポテトスターチ20%、水80%
を含有する保護膜組成物;正極シェルフ上に付着させた
アスファルト材料;先述のセパレータリングに付着した
アスファルト材料であった。
【0024】図8を参照する。第1の試験として、本発
明の第2の態様による電池の露出正極シェルフ上に配置
される正極保護膜材料を各々1.5cm3含む10個の電池を落
下試験した。用いた正極保護膜材料は、前述したポテト
スターチを20%、水を80%含有する水性混合物であっ
た。前述した1週間の貯蔵後、試験を行った電池の10%
が低電圧出力を示した。第2の試験として、第1の態様
及び第2の態様の双方、即ち第1の試験で用いた正極保
護膜材料1.5cm3とデクスターのペーパーセパレータ材料
との組合せによる正極保護膜を各々含む10個の電池を落
下試験し、その後前述のように貯蔵した。欠陥は測定さ
れなかった。第3の試験として、改良がなく、かついか
なるタイプの正極保護膜も含まない10個の標準アルカリ
電池を落下試験し、1週間貯蔵した。60%が低電圧を示
した。
【0025】第4の試験として、本発明の第2の態様に
したがって、正極シェルフ上にアスファルト正極保護膜
組成物を付着することにより、10個の電池を改良した。
すべての電池を落下試験し、前述のように貯蔵した。欠
陥又は低電圧電池は測定されなかった。第5の試験とし
て、第1及び第2の態様による正極保護膜、即ちデクス
ターのペーパーセパレータリングとポテトスターチ保護
膜組成物を1.5cm3との組合せを各々含む10個の電池を試
験した。さらに、ペーパーセパレータリングを第2の態
様によるアスファルト組成物でコーティングした。落下
試験及び前述の貯蔵後、欠陥又は低電圧電池は測定され
なかった。第6の試験として、本発明の第1の態様によ
るNKKで購入可能なペーパーセパレータ材料から形成
されるセパレータリングを各々有する10個の電池を試験
し、貯蔵した。貯蔵後、低電圧出力を有する電池の比率
は20%であった。第7の試験として、NKKからのペー
パーセパレータリングを有し、第2の態様によるポテト
スターチ正極保護膜組成物1.5cm3を各々含む10個の電池
を試験し、貯蔵した。欠陥又は低電圧出力は測定されな
かった。第8の試験として、アスファルトでコーティン
グされたデクスターからのペーパーセパレータリングを
各々用いる10個の電池を試験し、貯蔵した。落下試験及
び貯蔵後に、電池の10%が低電圧出力を示した。
【0026】前述の試験の結果を表8にまとめた。
『C』は、保護膜又はアスファルト組成物が、正極シェ
ルフ上に付着されていることを意味する。試験の結果か
ら、正極を保護した電池、即ち試験1〜2及び4〜8
は、正極が保護されない電池、即ち試験3より性能が劇
的に優れていることが明らかにわかる。即ち、正極が全
く保護されていない電池の60%、即ち試験3で試験した
ものは、低開路電圧の結果を示している。それに対し
て、試験2、4、5及び7は、全く低開路電圧の結果を
示していない。さらに、試験1及び8で試験した電池の
ほんの10%だけが低電圧の結果を示した。また、試験6
で試験した電池のほんの20%だけが低電圧結果を示し
た。さらに、この試験から、正極保護膜の第1及び第2
の態様の組合せを電池に組み込んだとき、特に所望な電
池性能、即ち耐衝撃性及び耐振動性が得られることがわ
かった。
【0027】もちろん、前述は単に本発明の好ましい態
様であって、均等論を含む特許法の原則にしたがって解
釈される特許請求の範囲に示される精神及び広範囲な面
から離れずにさまざまな変更及び変形をなすことができ
ることが理解できるであろう。
【図面の簡単な説明】
【図1】 標準アルカリ電池の主要な成分及び本発明の
正極保護膜の第1の態様を示す破断図。
【図2】 標準アルカリ電池中に配置される第2の態様
の正極保護膜を示す破断図であって、該正極保護膜を電
池内に配置した比較的直後の破断図。
【図3】 第2の態様の正極保護膜が正極シェルフ上で
一部乾燥した後の図2に示す電池。
【図4】 第2の態様の正極保護膜が正極シェルフ上で
完全に乾燥した後の図3に示す電池。
【図5】 第2の態様の正極保護膜を複数の電池に配置
する方法を示す工程図。
【図6】 第2の態様の正極保護膜を電池に配置する好
ましい態様の分配ノズルを示す詳細図。
【図7】 好ましい態様の分配ノズルの下部の図。
【図8】 第1の態様の正極保護膜、第2の態様の正極
保護膜、第1及び第2の態様の組合せを用いた電池、及
びあらゆるタイプの保護膜による保護をしない電池につ
いて行った試験の結果をまとめたグラフ。
【符号の説明】
1 標準アルカリ電池 10 缶 15 絶縁体 20 負極 25 集電体 30 正極 32 正極シェルフ 40 セパレータバスケット 50 底部カバー 60 上部カバー 70 保護膜 80 正極保護膜 105 未充填電池 107 充填済電池 110 スラリータンク 120 ミキサー 125 供給ライン 130 ポンプ 140 計量ユニット 150 分配ノズル 152 分配開口部 160 割送りホイール 170 コントローラー及びドライブアセンブリー装置 180 コンベヤー

Claims (23)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 缶、缶内に配置される負極、缶内に配置
    されて負極により接触可能な露出領域を有する正極、及
    び正極の露出領域を覆う正極保護膜を有する電池であっ
    て、該正極保護膜が正極の露出領域に保護バリヤーを提
    供し、それによって負極と正極の露出領域との接触を防
    止する電池。
  2. 【請求項2】 正極保護膜が正極の露出領域の大部分を
    少なくとも覆う請求項1記載の電池。
  3. 【請求項3】 正極保護膜が、硬性材料又は可撓性材料
    である請求項1記載の電池。
  4. 【請求項4】 正極保護膜が、薄層である請求項3記載
    の電池。
  5. 【請求項5】 正極保護膜が、0.508〜2.54m
    m(0.020〜0.100インチ)の厚さである請求
    項4記載の電池。
  6. 【請求項6】 正極保護膜が、環状である請求項3記載
    の電池。
  7. 【請求項7】 正極保護膜が、不織布セルロース材料を
    含有する請求項3記載の電池。
  8. 【請求項8】 正極保護膜が、ペーパーセパレータ材料
    である請求項7記載の電池。
  9. 【請求項9】 正極保護膜が、流動可能な組成物である
    請求項1記載の電池。
  10. 【請求項10】 正極保護膜組成物が、スターチの水性
    混合物、アスファルト、及びこれらの組合せからなる群
    から選ばれる請求項9記載の電池。
  11. 【請求項11】 正極保護膜組成物が、スターチを20
    %、水を80%含有する請求項9記載の電池。
  12. 【請求項12】 正極保護膜組成物が、さらに45%KO
    Hを 0.5%含有する請求項11記載の電池。
  13. 【請求項13】 正極保護膜組成物が、さらに沈殿防止
    剤を 0.1%含有する請求項11記載の電池。
  14. 【請求項14】 沈殿防止剤が、カーボポル 940である
    請求項13記載の電池。
  15. 【請求項15】 スターチが、ポテトスターチである請
    求項11記載の電池。
  16. 【請求項16】 負極と正極との間に配置されるセパレ
    ータをさらに有し、正極保護膜組成物が該セパレータと
    結合して負極から正極をシーリングするのを促進する請
    求項9記載の電池。
  17. 【請求項17】 正極保護膜が、硬性材料又は可撓性材
    料と流動可能な組成物とを有する請求項1記載の電池。
  18. 【請求項18】 硬性材料又は可撓性材料が不織布セル
    ロース材料であり、流動可能な組成物がスターチを含有
    する水性混合物である請求項17記載の電池。
  19. 【請求項19】 正極保護膜が、電気伝導性でなく、か
    つ電池成分に対して化学的耐性を有する請求項1記載の
    電池。
  20. 【請求項20】 缶、缶内に配置される負極、缶内に配
    置されて正極シェルフを定める露出表面を有する正極、
    及び正極シェルフを覆い正極の露出表面に対して保護バ
    リヤーを提供する正極保護膜を有する電池。
  21. 【請求項21】 正極保護膜が、電気伝導性でなく、か
    つ電池成分に対して化学的耐性を有する請求項20記載の
    電池。
  22. 【請求項22】 正極保護膜が、不織布セルロース材料
    である請求項20記載の電池。
  23. 【請求項23】 正極保護膜が、スターチの水性混合
    物、アスファルト、及びこれらの組合せからなる群から
    選ばれる流動可能な材料である請求項20記載の電池。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019192551A (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 Fdk株式会社 アルカリ電池

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6828061B2 (en) 2001-10-26 2004-12-07 Eveready Battery Company, Inc. Electrochemical cell with reinforced separator
EP4265512A1 (fr) 2022-04-22 2023-10-25 Patrice Bonnelye Dérailleur arrière modulaire et intégré pour bicyclette

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3056849A (en) * 1959-04-07 1962-10-02 Servel Inc Primary cell with slurry electrolyteanode body
FR1233643A (fr) * 1959-05-05 1960-10-12 Yardney International Corp Générateur électro-chimique cylindrique
US3048645A (en) * 1961-01-17 1962-08-07 Ruben Samuel Primary dry cell
US3214298A (en) * 1961-05-01 1965-10-26 Union Carbide Corp Leak-resistant dry cell
DE1254726B (de) * 1962-06-01 1967-11-23 Varta Pertrix Union Ges Mit Be Mit einem Entgasungsventil versehenes galvanisches Element
US3318737A (en) * 1963-12-25 1967-05-09 Matsushita Electric Ind Co Ltd Alkali dry cells
FR1471176A (fr) * 1965-12-28 1967-03-03 Accumulateurs Fixes Accumulateur alcalin bioxyde de manganèse-zinc
BE689201A (ja) * 1966-11-03 1967-04-14
US3859141A (en) * 1971-09-01 1975-01-07 Gould Inc Dry battery seal and terminal connection
JPS58172872A (ja) * 1982-04-02 1983-10-11 Matsushita Electric Ind Co Ltd 円筒型アルカリ電池
CH669479A5 (en) * 1986-12-09 1989-03-15 Leclanche Sa Chargeable manganese di:oxide-zinc battery - with hot melt adhesive sealing separate membrane
CA1307818C (en) * 1987-10-27 1992-09-22 Karl Kordesch Catalytic recombination of corrosion evolved hydrogen in alkaline cells
US4929520A (en) * 1988-04-11 1990-05-29 Battery Technologies Inc. Rechargeable alkaline manganese dioxide-zinc cell with low internal resistance and improved cycle life
JPH03159074A (ja) * 1989-11-17 1991-07-09 Seiko Electronic Components Ltd 電池
HUT67932A (en) * 1991-12-19 1995-05-29 Environmental Batteries System Alkaline manganese dioxide cell of low mercury content or withot mercury
HU914046D0 (en) * 1991-12-19 1992-04-28 Environmetal Batteries Systems Cylindrical alkaline manganese dioxide zinc cell with improved lower sealing
JPH07326369A (ja) * 1994-05-30 1995-12-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 筒形アルカリ電池

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019192551A (ja) * 2018-04-26 2019-10-31 Fdk株式会社 アルカリ電池

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Publication number Publication date
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CN1140338A (zh) 1997-01-15

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