JPH0950828A - 角形空気電池 - Google Patents
角形空気電池Info
- Publication number
- JPH0950828A JPH0950828A JP7199928A JP19992895A JPH0950828A JP H0950828 A JPH0950828 A JP H0950828A JP 7199928 A JP7199928 A JP 7199928A JP 19992895 A JP19992895 A JP 19992895A JP H0950828 A JPH0950828 A JP H0950828A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- electrode
- air
- separator
- positive electrode
- catalyst layer
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Sealing Battery Cases Or Jackets (AREA)
- Cell Electrode Carriers And Collectors (AREA)
- Inert Electrodes (AREA)
- Hybrid Cells (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 放電特性に優れた小型で薄型の角形空気電池
を提供することを目的とする。 【解決手段】 角形の正極缶と、前記正極缶内に配さ
れ、Ｕ字状に曲げられた帯状の金属集電体、前記Ｕ字状
集電体の対向する２平板部の周囲の形成された触媒層、
および前記２平板部の外側の触媒層表面に配された撥水
製の多孔膜からなる空気極と、前記空気極の内側に配さ
れたセパレータと、前記セパレータの内部に充填された
ゲル状の亜鉛負極を具備する角形空気電池。
を提供することを目的とする。 【解決手段】 角形の正極缶と、前記正極缶内に配さ
れ、Ｕ字状に曲げられた帯状の金属集電体、前記Ｕ字状
集電体の対向する２平板部の周囲の形成された触媒層、
および前記２平板部の外側の触媒層表面に配された撥水
製の多孔膜からなる空気極と、前記空気極の内側に配さ
れたセパレータと、前記セパレータの内部に充填された
ゲル状の亜鉛負極を具備する角形空気電池。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、小型で薄型の角形
空気電池に関するものであり、特に空気極の構成に関す
るものである。
空気電池に関するものであり、特に空気極の構成に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、ボタン形空気電池が、その電気容
量の大きさや、長期放電特性が優れることから小型空気
電池の主流となってきている。しかし、大電流を取り出
すためには、ボタン形では構造的には電池径を大きくす
るしかないが、電池を使用する器具の大きさから、電池
の外径もあまり大きくすることができないため、取り出
せる電流も限られる。そのため、大電流特性の優れた小
型、薄型の電池が要望されている。
量の大きさや、長期放電特性が優れることから小型空気
電池の主流となってきている。しかし、大電流を取り出
すためには、ボタン形では構造的には電池径を大きくす
るしかないが、電池を使用する器具の大きさから、電池
の外径もあまり大きくすることができないため、取り出
せる電流も限られる。そのため、大電流特性の優れた小
型、薄型の電池が要望されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電池の大容量化のた
め、例えば、ボタン形空気電池と同じ程度の薄型で、角
形に組み立てた（空気極の形状を円形から正方形に変
更）場合、面積は理論的に考えてもボタン形の１．２７
倍となるだけで、十分な大電流特性は得られない。ま
た、ボタン形電池と同様の構成の角形電池では封口が不
十分となり漏液しやすくなる。また、円筒形の空気電池
を考えた場合、電池の外径がボタン形空気電池の厚さに
比べ大きくなるため、使用機器の電池装填部の厚みが必
要となり、薄型機器には使えない。本発明は上記のよう
な現状の問題点を解決するもので、放電特性に優れた小
型で薄型の角形空気電池を提供することを目的とする。
め、例えば、ボタン形空気電池と同じ程度の薄型で、角
形に組み立てた（空気極の形状を円形から正方形に変
更）場合、面積は理論的に考えてもボタン形の１．２７
倍となるだけで、十分な大電流特性は得られない。ま
た、ボタン形電池と同様の構成の角形電池では封口が不
十分となり漏液しやすくなる。また、円筒形の空気電池
を考えた場合、電池の外径がボタン形空気電池の厚さに
比べ大きくなるため、使用機器の電池装填部の厚みが必
要となり、薄型機器には使えない。本発明は上記のよう
な現状の問題点を解決するもので、放電特性に優れた小
型で薄型の角形空気電池を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の角形空気電池
は、角形の正極缶と、前記正極缶内に配され、Ｕ字状に
曲げられた帯状の金属集電体、前記Ｕ字状集電体の対向
する２平板部の周囲に形成された触媒層、および前記２
平板部の外側の触媒層表面に配された撥水性の多孔膜か
らなる空気極と、前記空気極の内側に配されたセパレー
タと、前記セパレータの内部に充填されたゲル状の亜鉛
負極を具備することにより、前記空気極と前記ゲル状亜
鉛負極との対峙面積を大きくとるものである。また、前
記正極缶開口部が、中央に負極の集電子を装着した樹脂
封口体、および前記樹脂封口体の上部突起部に嵌合され
た金属封口板により封口されているこが好ましい。さら
に、前記正極缶および前記セパレータの間に配され、前
記Ｕ字状の空気極の上部および側部の開口部を液密に封
止する一体の樹脂成形体を具備することが好ましい。ま
た、前記触媒層がマンガン酸化物と炭素材料を主体とす
ることが好ましい。
は、角形の正極缶と、前記正極缶内に配され、Ｕ字状に
曲げられた帯状の金属集電体、前記Ｕ字状集電体の対向
する２平板部の周囲に形成された触媒層、および前記２
平板部の外側の触媒層表面に配された撥水性の多孔膜か
らなる空気極と、前記空気極の内側に配されたセパレー
タと、前記セパレータの内部に充填されたゲル状の亜鉛
負極を具備することにより、前記空気極と前記ゲル状亜
鉛負極との対峙面積を大きくとるものである。また、前
記正極缶開口部が、中央に負極の集電子を装着した樹脂
封口体、および前記樹脂封口体の上部突起部に嵌合され
た金属封口板により封口されているこが好ましい。さら
に、前記正極缶および前記セパレータの間に配され、前
記Ｕ字状の空気極の上部および側部の開口部を液密に封
止する一体の樹脂成形体を具備することが好ましい。ま
た、前記触媒層がマンガン酸化物と炭素材料を主体とす
ることが好ましい。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳しく説明する。図１および図２に本発明の角形空気
亜鉛電池の断面図を示す。空気極４は、Ｕ字状に折り曲
げられた帯状の金属集電体１、集電体１の対向する２平
板部の表面に被覆された、マンガン酸化物と炭素材料を
主体とする触媒層２、および触媒層２のＵ字状の外側の
表面に被覆された撥水性のフッ素樹脂多孔膜３の３層で
構成されている。空気極４の３層構造を有する平板部の
外側面には空気拡散紙１８が配されている。さらに、Ｕ
字状の集電体１の底部の露出した折り曲げ部１ａが正極
缶５の内壁に密着するように配置され、正極缶５と溶接
することによって、接触不良による内部抵抗のバラツキ
等を抑制している。空気極４の内側には、空気極４の触
媒層２の内面に沿ってセパレータ９が配されており、セ
パレータ９の内部にはゲル状の亜鉛負極１０が充填され
ている。
て詳しく説明する。図１および図２に本発明の角形空気
亜鉛電池の断面図を示す。空気極４は、Ｕ字状に折り曲
げられた帯状の金属集電体１、集電体１の対向する２平
板部の表面に被覆された、マンガン酸化物と炭素材料を
主体とする触媒層２、および触媒層２のＵ字状の外側の
表面に被覆された撥水性のフッ素樹脂多孔膜３の３層で
構成されている。空気極４の３層構造を有する平板部の
外側面には空気拡散紙１８が配されている。さらに、Ｕ
字状の集電体１の底部の露出した折り曲げ部１ａが正極
缶５の内壁に密着するように配置され、正極缶５と溶接
することによって、接触不良による内部抵抗のバラツキ
等を抑制している。空気極４の内側には、空気極４の触
媒層２の内面に沿ってセパレータ９が配されており、セ
パレータ９の内部にはゲル状の亜鉛負極１０が充填され
ている。
【０００６】樹脂成形体６はポリエチレン、ポリプロピ
レン、ナイロンなどからなり、直方形で厚肉の底部６ａ
は金属集電体１の折り曲げ部１ａとセパレータ９の間を
絶縁し、底部６ａの対向する２短辺から伸びた一対の側
壁６ｂは、セパレータ９と正極缶１５の間を絶縁し、か
つセパレータ９を固定し、さらに空気極４の側面を液密
に封口している。また、側壁６ｂの上部コーナーをつな
ぐ２本の梁部６ｃは、空気極４の上端部を液密に封口し
ている。この一体型の樹脂成形体６の形状を、空気極４
の３層構造を有する平板部を除いて正極缶１５内の空間
部の形状に対応させることにより、空気極４およびセパ
レータを固定している。樹脂成形体６の外周面と正極缶
５の内面の接合部には、電解液の漏液を防止するために
クロロスルフォン化ポリエチレンを主成分とする合成ゴ
ム系のシール剤が塗布されており、気密性の高い構造と
している。正極缶５の開口部には、負極端子１４に接続
された集電子１１が挿入され、樹脂封口体１２とこの樹
脂風交代１２上部の突起物に嵌合して保持されている金
属封口板１３とでシーム溶接をして開口部を密封封口し
ている。さらに、正極缶５上部の気密性を向上させるた
め、樹脂封口体１２上面と金属封口板１３との間およ
び、樹脂封口体１２側面と接合している正極缶５との間
にクロロスルフォン化ポリエチレンを主成分とする合成
ゴム系のシール剤を塗布している。１５は正極缶５の表
面を覆う外装ラベルであり、１８は空気極４の外側表面
に配された空気拡散紙（不織布）である。１７は空気取
り入れ孔で、電池を使用するまで密封シール１６で密封
されている。
レン、ナイロンなどからなり、直方形で厚肉の底部６ａ
は金属集電体１の折り曲げ部１ａとセパレータ９の間を
絶縁し、底部６ａの対向する２短辺から伸びた一対の側
壁６ｂは、セパレータ９と正極缶１５の間を絶縁し、か
つセパレータ９を固定し、さらに空気極４の側面を液密
に封口している。また、側壁６ｂの上部コーナーをつな
ぐ２本の梁部６ｃは、空気極４の上端部を液密に封口し
ている。この一体型の樹脂成形体６の形状を、空気極４
の３層構造を有する平板部を除いて正極缶１５内の空間
部の形状に対応させることにより、空気極４およびセパ
レータを固定している。樹脂成形体６の外周面と正極缶
５の内面の接合部には、電解液の漏液を防止するために
クロロスルフォン化ポリエチレンを主成分とする合成ゴ
ム系のシール剤が塗布されており、気密性の高い構造と
している。正極缶５の開口部には、負極端子１４に接続
された集電子１１が挿入され、樹脂封口体１２とこの樹
脂風交代１２上部の突起物に嵌合して保持されている金
属封口板１３とでシーム溶接をして開口部を密封封口し
ている。さらに、正極缶５上部の気密性を向上させるた
め、樹脂封口体１２上面と金属封口板１３との間およ
び、樹脂封口体１２側面と接合している正極缶５との間
にクロロスルフォン化ポリエチレンを主成分とする合成
ゴム系のシール剤を塗布している。１５は正極缶５の表
面を覆う外装ラベルであり、１８は空気極４の外側表面
に配された空気拡散紙（不織布）である。１７は空気取
り入れ孔で、電池を使用するまで密封シール１６で密封
されている。
【０００７】空気極４は以下の製法によって作製され
る。まず、活性炭、マンガン酸化物、アセチレンブラッ
ク、およびフッ素樹脂粉末を所定の混合比に混合し、こ
の混合物にエチルアルコールを加えて混練した後、これ
を押し出し成形することによって帯状の合剤シートを作
製する。この合剤シートを加熱した２本のローラーの間
に通して圧延し、厚み０．６ｍｍとした触媒シートを得
る。材料であるマンガン酸化物は、γ−ＭＯＯＨを窒素
気流中４００℃で熱処理したものを用いた。また、フッ
素樹脂にはポリテトラフルオロエチレンを用いた。活性
炭は形状が粒状または鎖状で粒径が１０〜４０μｍのも
のである。ニッケルメッキを施したステンレス鋼製の金
網からなる長尺状の金属集電体１の中央折り曲げ部分を
除く側面に、上記のようにして成形された触媒層シート
を配し、プレスにより圧着することによって触媒層２を
形成する。ついで、触媒層２の一方の面、すなわち外側
となる面に、フッ素樹脂の微粉末を分散させた分散液を
塗布し、２３０℃で乾燥することにより、分散液中に含
まれる界面活性剤を除去する。このフッ素樹脂分散液を
塗布することにより、電解液が電極に浸透し、酸素ガス
の供給を妨害することを防いでいる。最後に、フッ素樹
脂分散液を塗布した面にガス透過能を有する撥水性のフ
ッ素樹脂多孔膜３をプレスにより圧着することにより、
集電体１、触媒層２、およびフッ素樹脂多孔膜層３から
なる３層構造の空気極４を作製する。
る。まず、活性炭、マンガン酸化物、アセチレンブラッ
ク、およびフッ素樹脂粉末を所定の混合比に混合し、こ
の混合物にエチルアルコールを加えて混練した後、これ
を押し出し成形することによって帯状の合剤シートを作
製する。この合剤シートを加熱した２本のローラーの間
に通して圧延し、厚み０．６ｍｍとした触媒シートを得
る。材料であるマンガン酸化物は、γ−ＭＯＯＨを窒素
気流中４００℃で熱処理したものを用いた。また、フッ
素樹脂にはポリテトラフルオロエチレンを用いた。活性
炭は形状が粒状または鎖状で粒径が１０〜４０μｍのも
のである。ニッケルメッキを施したステンレス鋼製の金
網からなる長尺状の金属集電体１の中央折り曲げ部分を
除く側面に、上記のようにして成形された触媒層シート
を配し、プレスにより圧着することによって触媒層２を
形成する。ついで、触媒層２の一方の面、すなわち外側
となる面に、フッ素樹脂の微粉末を分散させた分散液を
塗布し、２３０℃で乾燥することにより、分散液中に含
まれる界面活性剤を除去する。このフッ素樹脂分散液を
塗布することにより、電解液が電極に浸透し、酸素ガス
の供給を妨害することを防いでいる。最後に、フッ素樹
脂分散液を塗布した面にガス透過能を有する撥水性のフ
ッ素樹脂多孔膜３をプレスにより圧着することにより、
集電体１、触媒層２、およびフッ素樹脂多孔膜層３から
なる３層構造の空気極４を作製する。
【０００８】以上のように作製した実施例の角形の空気
亜鉛電池と、比較例として同体積の従来のボタン形空気
電池について、放電電流特性を測定した。その結果を図
３に示す。図３に示すように、実施例の電池は、比較例
のボタン形電池に比べて大電流放電に優れ、約２倍の大
きさの電流を取り出すことが可能となる。なお、触媒層
２の外周に空気極４への酸素ガスの供給を十分に行うた
めのガス拡散層を配しても、放電電流特性が優れた電池
が得られる。
亜鉛電池と、比較例として同体積の従来のボタン形空気
電池について、放電電流特性を測定した。その結果を図
３に示す。図３に示すように、実施例の電池は、比較例
のボタン形電池に比べて大電流放電に優れ、約２倍の大
きさの電流を取り出すことが可能となる。なお、触媒層
２の外周に空気極４への酸素ガスの供給を十分に行うた
めのガス拡散層を配しても、放電電流特性が優れた電池
が得られる。
【０００９】
【発明の効果】本発明によると、放電特性に優れた小型
の角形空気電池を提供することができる。
の角形空気電池を提供することができる。
【図１】本発明の実施例の角形空気電池の断面した正面
図である。
図である。
【図２】図１のII−II’線断面図である。
【図３】実施例の角形空気電池及び比較例の電池の電流
−電圧特性図である。
−電圧特性図である。
１ 金属集電体 １ａ 折り曲げ部 ２ 触媒層 ３ フッ素樹脂多孔膜 ４ 空気極 ５ 正極缶 ６ 樹脂成形体 ６ａ 底部 ６ｂ 側壁 ６ｃ 梁部 ９ セパレータ １０ ゲル状亜鉛負極 １１ 集電子 １２ 樹脂封口体 １３ 金属封口板 １４ 負極端子 １５ 外装ラベル １６ 密封シール １７ 空気取り入れ孔 １８ 空気拡散紙
Claims (4)
- 【請求項１】 角形の正極缶と、前記正極缶内に配さ
れ、Ｕ字状に曲げられた帯状の金属集電体、前記Ｕ字状
集電体の対向する２平板部の周囲に形成された触媒層、
および前記２平板部の外側の触媒層表面に配された撥水
性の多孔膜からなる空気極と、前記空気極の内側に配さ
れたセパレータと、前記セパレータの内部に充填された
ゲル状の亜鉛負極を具備する角形空気電池。 - 【請求項２】 前記正極缶開口部が、中央に負極の集電
子を装着した樹脂封口体、および前記樹脂封口体の上部
突起部に嵌合された金属封口板により封口されている請
求項１記載の角形空気電池。 - 【請求項３】 前記正極缶および前記セパレータの間に
配され、前記Ｕ字状の空気極の上部および側部の開口部
を液密に封止する一体の樹脂成形体を具備する前記請求
項２記載の角形空気電池。 - 【請求項４】 前記触媒層がマンガン酸化物と炭素材料
を主体とする請求項１記載の角形空気電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7199928A JPH0950828A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 角形空気電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP7199928A JPH0950828A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 角形空気電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0950828A true JPH0950828A (ja) | 1997-02-18 |
Family
ID=16415935
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP7199928A Pending JPH0950828A (ja) | 1995-08-04 | 1995-08-04 | 角形空気電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0950828A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2785092A1 (fr) * | 1998-10-23 | 2000-04-28 | Mann Alfred E Found Scient Res | Pile zinc-air amelioree et ses utilisations |
| WO2001054211A2 (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-26 | The Gillette Company | Air recovery battery |
| WO2011152464A1 (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | 日立造船株式会社 | 金属空気電池 |
| JP2011253789A (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-15 | Hitachi Zosen Corp | 金属空気電池 |
| JP2012104273A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Hitachi Zosen Corp | 金属空気電池 |
| WO2014156763A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 日立造船株式会社 | 金属空気電池 |
-
1995
- 1995-08-04 JP JP7199928A patent/JPH0950828A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2785092A1 (fr) * | 1998-10-23 | 2000-04-28 | Mann Alfred E Found Scient Res | Pile zinc-air amelioree et ses utilisations |
| US6879855B2 (en) | 1998-10-23 | 2005-04-12 | The Alfred E. Mann Foundation For Scientific Research | Zinc air battery and its uses |
| WO2001054211A2 (en) * | 2000-01-19 | 2001-07-26 | The Gillette Company | Air recovery battery |
| WO2001054211A3 (en) * | 2000-01-19 | 2002-08-01 | Gillette Co | Air recovery battery |
| WO2011152464A1 (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-08 | 日立造船株式会社 | 金属空気電池 |
| JP2011253789A (ja) * | 2010-06-04 | 2011-12-15 | Hitachi Zosen Corp | 金属空気電池 |
| JP2012104273A (ja) * | 2010-11-08 | 2012-05-31 | Hitachi Zosen Corp | 金属空気電池 |
| WO2014156763A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2014-10-02 | 日立造船株式会社 | 金属空気電池 |
| JPWO2014156763A1 (ja) * | 2013-03-29 | 2017-02-16 | 日立造船株式会社 | 金属空気電池 |
| US9899654B2 (en) | 2013-03-29 | 2018-02-20 | Hitachi Zosen Corporation | Metal-air battery |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5569551A (en) | Dual air elecrtrode cell | |
| JP3475527B2 (ja) | 円筒形空気電池 | |
| JP4294313B2 (ja) | 金属空気電池カートリッジ | |
| JPH05242875A (ja) | 多層フィルムシールアセンブリを有する空気補助アルカリ電池 | |
| US6461763B1 (en) | Battery cartridge | |
| KR100296822B1 (ko) | 개량된공기보조형알칼리전지 | |
| JPH0950828A (ja) | 角形空気電池 | |
| JP2004512656A (ja) | 電池 | |
| US3694267A (en) | Leakproof closure seal for battery | |
| WO2000030204A1 (en) | A cylindrical metal-air cell | |
| JP3234937B2 (ja) | 円筒形空気電池 | |
| JP2004512655A (ja) | 電池 | |
| JP3888590B2 (ja) | 水素化物二次電池の組電池 | |
| JP3232936B2 (ja) | 円筒形空気電池 | |
| JPH11191440A (ja) | 空気極及びこれを用いた空気電池 | |
| JPS63138668A (ja) | 薄型空気電池 | |
| JPS5998479A (ja) | 空気電池 | |
| JP3557860B2 (ja) | 空気電池用空気極およびその空気電池用空気極の製造法 | |
| JP3642298B2 (ja) | 円筒形空気電池 | |
| JPS62128435A (ja) | 密閉形鉛蓄電池 | |
| JPS5999657A (ja) | 筒形空気電池 | |
| KR800002135Y1 (ko) | 알칼리 전지 | |
| JPS609070A (ja) | 筒形空気電池 | |
| JPS6049578A (ja) | ボタン型空気−亜鉛電池 | |
| US6426162B1 (en) | Air cell |