JPH10189064A - Cylindrical air cell - Google Patents
Cylindrical air cellInfo
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- JPH10189064A JPH10189064A JP34423496A JP34423496A JPH10189064A JP H10189064 A JPH10189064 A JP H10189064A JP 34423496 A JP34423496 A JP 34423496A JP 34423496 A JP34423496 A JP 34423496A JP H10189064 A JPH10189064 A JP H10189064A
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- catalyst layer
- density
- separator
- negative electrode
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- Y02E60/128—
Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、亜鉛等を負極活物
質とし、空気中の酸素を正極活物質とする円筒形空気電
池に関する。The present invention relates to a cylindrical air battery in which zinc or the like is used as a negative electrode active material and oxygen in the air is used as a positive electrode active material.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、電子機器においては、その高性能
化及び小型化が目覚ましく、これらの電子機器の電源と
なる電池の高容量化への要求も強まってきている。この
ような用途の電池としては、アルカリ乾電池が用いられ
てきているが、更に高容量な電池として、近年円筒形空
気電池が実用化されている。2. Description of the Related Art In recent years, electronic equipment has been remarkably improved in performance and downsizing, and a demand for higher capacity of a battery serving as a power supply of the electronic equipment has been increasing. Alkaline dry batteries have been used as such batteries, but cylindrical air batteries have recently been put to practical use as higher capacity batteries.
【０００３】円筒形空気電池は、空気中の酸素を正極活
物質として用いるため、電池の内容物の大半がゲル状負
極だけで良く、より多くの亜鉛粒を充填できるために高
容量化が可能となる長所を有している。In a cylindrical air battery, oxygen in the air is used as a positive electrode active material, so that most of the contents of the battery need only be a gelled negative electrode, and a higher capacity can be achieved because more zinc particles can be filled. It has the following advantages.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】ところが、円筒形空気
電池は、空気中の酸素を正極活物質として電池内に取り
入れるために正極缶側面に空気孔が設けられており、放
電の際に、負極中の亜鉛が酸化亜鉛に変化して体積が増
大し電池の内圧が上昇して、特に放電末期において、内
圧の上昇した空気とともに、内部の電解液もその空気孔
から漏出され、機器や皮膚等に付着して損傷を与えると
いった問題点があった。However, the cylindrical air battery is provided with an air hole on the side surface of the positive electrode can for taking oxygen in the air as a positive electrode active material into the battery. The zinc inside changes to zinc oxide, increasing the volume and increasing the internal pressure of the battery.Especially at the end of discharge, together with the air with the increased internal pressure, the internal electrolyte also leaks from the air holes, and equipment and skin etc. There is a problem that it is attached to and damaged.
【０００５】本発明は、上述した問題点を解決するため
になされたもので、電池が放電される際に、空気の流通
を可能とするとともに、一方電解液の漏出を防止して安
全性が保障された円筒形空気電池を提供することを目的
とする。SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve the above-mentioned problems, and enables air to flow when a battery is discharged, and at the same time, prevents leakage of an electrolytic solution to improve safety. It is an object to provide a guaranteed cylindrical air battery.
【０００６】[0006]
【課題を解決するための手段】上述した目的を達成する
本発明に係る円筒形空気電池は、有底円筒状を呈し周面
に空気孔が設けられた正極缶と、この正極缶内に収納さ
れ内側面部に触媒層が形成される円筒状の空気極部材
と、触媒層に内接され正極缶内に収納された有底円筒状
のセパレータと、セパレータの内部に充填されたゲル状
負極材とからなる円筒形空気電池において、上記セパレ
ータは、その内容積に対して、ゲル状負極材が５０％乃
至８０％の容量で充填されており、上記ゲル状負極材の
非充填部が、セパレータの開口部側に空間部として構成
されることを特徴とするものである。A cylindrical air battery according to the present invention, which achieves the above-mentioned objects, comprises a positive electrode can having a bottomed cylindrical shape and provided with air holes on a peripheral surface, and a positive electrode can accommodated in the positive electrode can. A cylindrical air electrode member having a catalyst layer formed on an inner surface thereof, a bottomed cylindrical separator inscribed in the catalyst layer and housed in a positive electrode can, and a gelled negative electrode material filled inside the separator. Wherein the separator is filled with a gelled negative electrode material at a capacity of 50% to 80% with respect to its internal volume, and the unfilled portion of the gelled negative electrode material is Are formed as spaces on the side of the opening.
【０００７】また、本発明に係る円筒形空気電池は、空
気極部材に形成されたの触媒層が、密度が０．９ｇ／ｃ
ｍ3 以下の低密度触媒層と、密度が１．０ｇ／ｃｍ3 以
上の高密度触媒層とからなり、この低密度触媒層が、セ
パレータ開口部側に構成された空間部に対向する領域に
位置されることを特徴とするものである。In the cylindrical air battery according to the present invention, the catalyst layer formed on the air electrode member has a density of 0.9 g / c.
and m 3 or lower density catalyst layer, the density is from a 1.0 g / cm 3 or more dense catalyst layer, the low-density catalyst layer, the region facing the space portion that is configured to separator opening side It is characterized by being located.
【０００８】さらに、上記低密度触媒層領域は、その内
側面の表面積が０．３ｃｍ2 乃至２．０ｃｍ2 であるこ
とを特徴とする。Further, the low-density catalyst layer region is characterized in that the inner surface has a surface area of 0.3 cm 2 to 2.0 cm 2 .
【０００９】以上のように構成された本発明に係る円筒
形空気電池によれば、有底円筒状のセパレータ内に、そ
の内容積に対して、ゲル状負極材が５０％乃至８０％の
容量で充填されて、上記ゲル状負極材の非充填部がセパ
レータの開口部側に空間部として構成されることによっ
て、放電に伴う電池内圧の急激な上昇が防止され、また
電解液の漏出も防ぐことができる。さらに、空気極部材
内の触媒層が、密度が０．９ｇ／ｃｍ3 以下にされてセ
パレータ開口部側に対向する低密度触媒層と、密度が
１．０ｇ／ｃｍ3 以上の高密度触媒層とから構成される
ことによって、上記空間部内の内圧が放電に伴って増大
し、上記低密度触媒層を通過して電池外部に解放される
とともに、電解液の漏出が防止される。According to the cylindrical air battery of the present invention having the above-described structure, the gelled negative electrode material has a capacity of 50% to 80% of the internal volume in the bottomed cylindrical separator. The non-filled portion of the gelled negative electrode material is formed as a space on the opening side of the separator, thereby preventing a rapid increase in the internal pressure of the battery due to discharge and also preventing leakage of the electrolyte solution. be able to. Further, the catalyst layer in the air electrode member has a density of 0.9 g / cm 3 or less and a low density catalyst layer facing the separator opening side and a high density catalyst layer of 1.0 g / cm 3 or more. With this configuration, the internal pressure in the space increases with the discharge, is released to the outside of the battery through the low-density catalyst layer, and prevents the electrolyte from leaking.
【００１０】[0010]
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る円筒形空気電
池の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。ただ
し、本発明は、この実施例に限定されるものではない。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a cylindrical air battery according to the present invention will be described below in detail with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to this embodiment.
【００１１】実施の形態として図１に示した円筒形空気
電池１は、有底円筒状を呈し周面に空気孔が設けられた
正極缶２と、この正極缶２内に収納され内側面部に触媒
層５が形成された円筒状の空気極部材４と、触媒層５に
内接され正極缶２内に収納された有底円筒状のセパレー
タ６と、セパレータ６の内部に充填されたゲル状負極部
材７と、正極缶２の内壁面に沿って挿入された拡散紙３
とから構成される。A cylindrical air battery 1 shown in FIG. 1 as an embodiment has a positive electrode can 2 having a cylindrical shape with a bottom and provided with an air hole on a peripheral surface, and a positive electrode can 2 housed in the positive electrode can 2 and having an inner surface portion. A cylindrical air electrode member 4 having a catalyst layer 5 formed thereon, a bottomed cylindrical separator 6 inscribed in the catalyst layer 5 and housed in a positive electrode can 2, and a gel filled inside the separator 6 Negative electrode member 7 and diffusion paper 3 inserted along the inner wall surface of positive electrode can 2
It is composed of
【００１２】触媒層５は、金網に触媒、活性炭、カーボ
ンブラック、及び結着剤を圧着されてなり、空気極部材
４の内側面部に設けられる。また、触媒層５は、密度が
０．９ｇ／ｃｍ3 以下の低密度触媒層５ａと、密度が
１．０ｇ／ｃｍ3 以上の高密度触媒層５ｂとからなり、
上記低密度触媒層５ａは、セパレータ６の開口部側に構
成された空間部８に対向する領域に位置される。さら
に、上記低密度触媒層５ａは、その内側面の面積が０．
３ｃｍ2 乃至２．０ｃｍ2 に設定される。The catalyst layer 5 is formed by pressing a catalyst, activated carbon, carbon black, and a binder onto a wire mesh, and is provided on the inner surface of the air electrode member 4. The catalyst layer 5 includes a low-density catalyst layer 5a having a density of 0.9 g / cm 3 or less, and a high-density catalyst layer 5b having a density of 1.0 g / cm 3 or more.
The low-density catalyst layer 5 a is located in a region facing the space 8 formed on the opening side of the separator 6. Further, the low-density catalyst layer 5a has an inner surface area of 0.1 mm.
It is set to 3 cm 2 to 2.0 cm 2.
【００１３】上記触媒層５中の活性炭は、空気を取り込
みやすくするために用いられる。また、上記触媒層５中
の触媒は、取り込んだ空気中の酸素を活性化するため、
例えばマンガン酸化物等が用いられる。The activated carbon in the catalyst layer 5 is used to make it easy to take in air. Further, the catalyst in the catalyst layer 5 activates oxygen in the air taken in.
For example, manganese oxide or the like is used.
【００１４】空気極部材４は、正極缶２の内壁面に沿っ
て設けられ、その内側面部に触媒層５を有し、その触媒
層５の円筒外側面の外周に沿って、ポリテトラフロロエ
チレン（ＰＴＦＥ）シートが装着されることによって構
成される。また、空気極部材４は、正極缶２の内壁面に
挿入された拡散紙３の内側に沿って接合される。The air electrode member 4 is provided along the inner wall surface of the positive electrode can 2, has a catalyst layer 5 on the inner surface thereof, and has polytetrafluoroethylene along the outer periphery of the cylindrical outer surface of the catalyst layer 5. It is configured by mounting a (PTFE) sheet. The air electrode member 4 is joined along the inside of the diffusion paper 3 inserted into the inner wall surface of the positive electrode can 2.
【００１５】セパレータ６は、有底円筒状であり、その
底部が図中上部の正極端子１２側に向くように正極缶２
内に収納され、その円筒外周面が触媒層５に内接されて
いる。このセパレータ６の内容積は、４．２ｃｍ3 であ
る。セパレータ６は、例えば、合成樹脂が用いられ、正
極活物質として作用する空気極部材４と、ゲル状負極材
７とを分離する。The separator 6 has a bottomed cylindrical shape, and the positive electrode can 2 has a bottom facing the positive electrode terminal 12 on the upper side in the figure.
And the outer peripheral surface of the cylinder is inscribed in the catalyst layer 5. The internal volume of the separator 6 is 4.2 cm 3 . The separator 6 is made of, for example, a synthetic resin and separates the air electrode member 4 functioning as a positive electrode active material from the gelled negative electrode material 7.
【００１６】また、セパレータ６は、その内容積に対し
て、ゲル状負極材７が５０％乃至８０％の容積で充填さ
れており、かつ上記ゲル状負極材７の非充填部が、上記
セパレータ６の開口部側に空間部８として構成されてい
る。ゲル状負極材７は、負極活物質として作用する粒状
亜鉛、電解液として働く水酸化カリウム水溶液および増
粘剤等から構成される。このゲル状負極材７は、セパレ
ータ６の内容積に対して５０％乃至８０％の容積で充填
されている。The separator 6 is filled with the gelled negative electrode material 7 in a volume of 50% to 80% of the internal volume, and the unfilled portion of the gelled negative electrode material 7 is filled with the separator. 6 is formed as a space 8 on the opening side. The gelled negative electrode material 7 is composed of granular zinc that functions as a negative electrode active material, an aqueous solution of potassium hydroxide that functions as an electrolyte, a thickener, and the like. The gelled negative electrode material 7 is filled at a volume of 50% to 80% of the internal volume of the separator 6.
【００１７】ゲル状負極材７中の亜鉛は、一般に粒状の
状態で用いられることによって、表面積ができるだけ広
く保たれ、放電に伴って生じる亜鉛表面の不働態化を遅
延させることができる。The zinc in the gelled negative electrode material 7 is generally used in a granular state, so that the surface area is kept as large as possible and the passivation of the zinc surface caused by the discharge can be delayed.
【００１８】正極缶２は、その円筒外周面をシールラベ
ルにより覆われ、片底面に正極端子１３と、他の片底面
において開口部と、正極缶２の周面に空気の通気孔とし
て空気孔２ａとを有する。正極活物質として作用する外
気中の酸素は、この空気孔２ａを通って円筒形空気電池
１内に供給される。これにより、円筒形空気電池１は、
空気孔２ａを介して外気と空気極部材４との間を空気が
流通される構成となっている。The outer peripheral surface of the positive electrode can 2 is covered with a seal label, a positive electrode terminal 13 is provided on one bottom surface, an opening is provided on the other bottom surface, and air holes are provided on the peripheral surface of the positive electrode can 2 as air vents. 2a. Oxygen in the outside air acting as a positive electrode active material is supplied into the cylindrical air battery 1 through the air holes 2a. Thereby, the cylindrical air battery 1
Air is circulated between the outside air and the air electrode member 4 via the air hole 2a.
【００１９】さらに、円筒形空気電池１の開口部におい
ては、その開口部を封口する封口部材１０と、この封口
部材１０に嵌合された補強部材１１と、負極端子１２と
を有し、この順序で組み込まれる。Further, the opening of the cylindrical air battery 1 has a sealing member 10 for sealing the opening, a reinforcing member 11 fitted to the sealing member 10, and a negative electrode terminal 12. Incorporated in order.
【００２０】封口部材１０は、その材料としてナイロン
やポリプロピレン等のプラスチック材が用いられる。こ
の封口部材１０は、正極缶の開口部を封口するために、
この開口部に配置されている。The sealing member 10 is made of a plastic material such as nylon or polypropylene. This sealing member 10 is used to seal the opening of the positive electrode can.
It is arranged in this opening.
【００２１】補強部材１１は、封口部材１０を補強する
ために、封口部材１０と負極端子１２とに挟まれて固定
されている。The reinforcing member 11 is fixed between the sealing member 10 and the negative electrode terminal 12 in order to reinforce the sealing member 10.
【００２２】上記封口部材１０は、その中央部に貫通孔
を有し、この貫通孔に集電ピン９が圧入されている。集
電ピン９は、その材料として例えば黄銅等が用いられ
る。この集電ピン９は、その一方の端部が、この貫通孔
内に圧入され、ゲル状負極７へ挿入される。また、集電
ピン９の他方の端部は、負極端子１２と溶接されて、負
極端子１２と電気的に接続する。The sealing member 10 has a through hole at the center thereof, and the current collecting pin 9 is press-fitted into the through hole. The current collecting pins 9 are made of, for example, brass or the like. One end of the current collecting pin 9 is press-fitted into the through hole and inserted into the gelled negative electrode 7. Further, the other end of the current collecting pin 9 is welded to the negative electrode terminal 12 to be electrically connected to the negative electrode terminal 12.
【００２３】以上のように構成された円筒形空気電池１
では、放電に伴ってゲル状負極材７中の亜鉛が酸化亜鉛
になって体積が増大して内圧が上昇し、その上昇した内
圧が、密度の低い低密度触媒層５ａを通過して、その後
正極缶２に設けられた空気孔２ａを通って、外気に解放
されるように構成されている。この時点において、低密
度触媒層５ａが、ゲル状負極材７に対面していないた
め、電解液の漏液が防止される。The cylindrical air battery 1 configured as described above
Then, the zinc in the gelled negative electrode material 7 becomes zinc oxide due to the discharge, the volume increases and the internal pressure increases, and the increased internal pressure passes through the low-density low-density catalyst layer 5a. It is configured to be released to the outside air through an air hole 2 a provided in the positive electrode can 2. At this point, since the low-density catalyst layer 5a does not face the gelled negative electrode material 7, leakage of the electrolytic solution is prevented.
【００２４】[0024]
【実施例】以下、本発明を適用した実施例について、具
体的な実験結果に基づいて詳細に説明する。実施例１〜実施例４
． 空気極部材４内の触媒層５について、上記低密度触媒層
５ａの内側面の表面積を１ｃｍ2 に設定する。EXAMPLES Hereinafter, examples to which the present invention is applied will be described in detail based on specific experimental results. Example 1 to Example 4
. With respect to the catalyst layer 5 in the air electrode member 4, the surface area of the inner surface of the low-density catalyst layer 5a is set to 1 cm 2 .
【００２５】実施例１（Ｂ−１）は、表１に示すよう
に、セパレータ６の内容積に対してゲル状負極材７の占
める負極充填量を７５％にし、低密度触媒層５ａの密度
を０．９ｇ／ｃｍ3 に、また高密度触媒層５ｂの密度を
１．０ｇ／ｃｍ3 とする。In Example 1 (B-1), as shown in Table 1, the filling amount of the negative electrode occupied by the gelled negative electrode material 7 with respect to the internal volume of the separator 6 was set to 75%, and the density of the low-density catalyst layer 5a was reduced. To 0.9 g / cm 3 and the density of the high-density catalyst layer 5b to 1.0 g / cm 3 .
【００２６】実施例２（Ｂ−２）も、同様に表１に示す
ように、セパレータ６の内容積に対してゲル状負極材７
の占める負極充填量を７５％にし、低密度触媒層５ａの
密度を０．９ｇ／ｃｍ3 に、また高密度触媒層５ｂの密
度を１．１ｇ／ｃｍ3 とする。Similarly, in Example 2 (B-2), as shown in Table 1, the gelled negative electrode material 7
Is 75%, the density of the low-density catalyst layer 5a is 0.9 g / cm 3 , and the density of the high-density catalyst layer 5b is 1.1 g / cm 3 .
【００２７】実施例３（Ｂ−３）も、同様に表１に示す
ように、セパレータ６の内容積に対してゲル状負極材７
の占める負極充填量を８０％にし、低密度触媒層５ａの
密度を０．９ｇ／ｃｍ3 に、また高密度触媒層５ｂの密
度を１．０ｇ／ｃｍ3 とする。Similarly, in Example 3 (B-3), as shown in Table 1, the gelled negative electrode material 7
, The density of the low-density catalyst layer 5a is set to 0.9 g / cm 3 , and the density of the high-density catalyst layer 5b is set to 1.0 g / cm 3 .
【００２８】実施例４（Ｂ−４）も、同様に表１に示す
ように、セパレータ６の内容積に対してゲル状負極材７
の占める負極充填量を８０％にし、低密度触媒層５ａの
密度を０．９ｇ／ｃｍ3 に、また高密度触媒層５ｂの密
度を１．１ｇ／ｃｍ3 とする。Similarly, in Example 4 (B-4), as shown in Table 1, the gelled negative electrode material 7
, The density of the low-density catalyst layer 5a is set to 0.9 g / cm 3 , and the density of the high-density catalyst layer 5b is set to 1.1 g / cm 3 .
【００２９】比較例１〜比較例１４ 比較例の円筒形空気電池は、具体的には図２に示すよう
な構成とされる。 Comparative Examples 1 to 14 The cylindrical air battery of the comparative example is specifically configured as shown in FIG.
【００３０】円筒形空気電池２０は、有底円筒状を呈し
周面に空気孔２１ａが設けられた正極缶２１と、この正
極缶２１内に収納され、内側面部に触媒層２３ａが形成
された円筒状の空気極部材２３と、触媒層２３ａに内接
され正極缶２１内に収納された有底円筒状のセパレータ
２４と、セパレータ２４の内部に充填されたゲル状負極
材２５と、正極缶２１の内壁面に沿って挿入された拡散
紙２２とから構成される。The cylindrical air battery 20 has a positive electrode can 21 having a bottomed cylindrical shape and provided with an air hole 21a on a peripheral surface, and is accommodated in the positive electrode can 21, and has a catalyst layer 23a formed on an inner surface thereof. A cylindrical air electrode member 23, a bottomed cylindrical separator 24 inscribed in the catalyst layer 23 a and housed in the positive electrode can 21, a gelled negative electrode material 25 filled in the separator 24, and a positive electrode can 21 and a diffusion paper 22 inserted along the inner wall surface.
【００３１】空気極部材２３は、円筒状に形成され、上
記正極缶２１の内壁面に沿って正極缶２１内に収納さ
れ、その内側面部において、金網に触媒、活性炭、カー
ボンブラック、及び結着剤を圧着させてなる触媒層２３
ａを有する。この空気極部材２３は、上記触媒層２３ａ
の円筒状の外周に沿ってポリテトラフロロエチレン（Ｐ
ＴＦＥ）シートが装着されることによって構成される。
また、空気極部材２３は、正極缶２１の内壁面に挿入さ
れた拡散紙２２の内側に沿って接合される。The air electrode member 23 is formed in a cylindrical shape, is housed in the positive electrode can 21 along the inner wall surface of the positive electrode can 21, and has, on the inner surface thereof, a catalyst, activated carbon, carbon black, Layer 23 formed by pressing agent
a. The air electrode member 23 is provided with the catalyst layer 23a.
Along the outer periphery of the cylinder of polytetrafluoroethylene (P
(TFE) sheet.
Further, the air electrode member 23 is joined along the inside of the diffusion paper 22 inserted into the inner wall surface of the positive electrode can 21.
【００３２】セパレータ２４は、有底円筒状に構成さ
れ、その底部が図中上部の正極端子３１側に向くように
正極缶２１内に配置され、触媒層２３ａに内接される。
このセパレータ２４の内容積は、例えば４．２ｃｍ3 で
ある。The separator 24 is formed in a cylindrical shape with a bottom, and is disposed in the positive electrode can 21 so that the bottom thereof faces the upper positive electrode terminal 31 side in the figure, and is inscribed in the catalyst layer 23a.
The internal volume of the separator 24 is, for example, 4.2 cm 3 .
【００３３】ゲル状負極材２５は、粒状亜鉛、電解液と
して働く水酸化カリウム水溶液および増粘剤等から構成
される。上記ゲル状負極材２５の非充填部は、セパレー
タ２４の開口部側に空間部２６として構成される。The gelled negative electrode material 25 is composed of granular zinc, an aqueous solution of potassium hydroxide serving as an electrolytic solution, a thickener, and the like. The unfilled portion of the gelled negative electrode material 25 is configured as a space 26 on the opening side of the separator 24.
【００３４】正極缶２１は、その円周外周面をシールラ
ベルにより覆われ、片底面に正極端子３１と、他の片底
面において開口部と、正極缶２１の周面に空気の通気孔
として空気孔２１ａとを有する。この空気孔２１ａは、
空気極部材２３と外気との間の空気を貫通させている。The positive electrode can 21 has a circumferential outer peripheral surface covered with a seal label, a positive electrode terminal 31 on one bottom surface, an opening on the other bottom surface, and an air vent on the peripheral surface of the positive electrode can 21 as an air vent. And a hole 21a. This air hole 21a is
The air between the air electrode member 23 and the outside air is penetrated.
【００３５】さらに、上記円筒形空気電池２０の開口部
においては、その開口部を封口する封口部材２８と、こ
の封口部材２８に嵌合された補強部材２９と、負極端子
３０とを有し、この順序で組み込まれている。Further, the opening of the cylindrical air battery 20 has a sealing member 28 for sealing the opening, a reinforcing member 29 fitted to the sealing member 28, and a negative electrode terminal 30, They are included in this order.
【００３６】封口部材２８は、その材料としてナイロン
やポリプロピレン等のプラスチック材が用いられる。こ
の封口部材２８は、その中央部に貫通孔を有し、この貫
通孔内に集電ピン２７が圧入されて負極端子３０と溶接
されている。The sealing member 28 is made of a plastic material such as nylon or polypropylene. The sealing member 28 has a through hole at the center thereof, and the current collecting pin 27 is press-fitted into the through hole and welded to the negative electrode terminal 30.
【００３７】この集電ピン２７は、その材料として例え
ば黄銅等が用いられる。集電ピン２７の一方の端部は、
封口部材２８の中央部に設けられた貫通孔に圧入されて
ゲル状負極材２５中へ挿入される。また、集電ピン２７
の他方の端部は、負極端子３０に溶接され、負極端子３
０と電気的接続をなしている。The current collecting pins 27 are made of, for example, brass or the like. One end of the current collecting pin 27
The sealing member 28 is press-fitted into a through-hole provided in the central portion and inserted into the gelled negative electrode material 25. Also, the current collecting pin 27
Is welded to the negative terminal 30 and the negative terminal 3
It is electrically connected to 0.
【００３８】補強部材２９は、封口部材２８を補強する
ために配置され、封口部材２８と、負極端子３０とに当
接されている。The reinforcing member 29 is arranged to reinforce the sealing member 28, and is in contact with the sealing member 28 and the negative electrode terminal 30.
【００３９】セパレータ２４内容積に対してゲル状負極
材２５の占める負極充填量は、表１に示すように、比較
例１（Ａ−１）〜比較例４（Ａ−４）においては、７５
％に設定した。同様にして、比較例５（Ａー５）〜比較
例８（Ａー８）においては、８０％に、また比較例９
（Ａ−９）〜比較例１４（Ａ−１４）においては、８５
％に設定した。As shown in Table 1, the negative electrode filling amount occupied by the gelled negative electrode material 25 with respect to the internal volume of the separator 24 was 75% in Comparative Examples 1 (A-1) to 4 (A-4).
%. Similarly, in Comparative Examples 5 (A-5) to 8 (A-8), the ratio was increased to 80%, and
In (A-9) to Comparative Example 14 (A-14), 85
%.
【００４０】比較例における触媒層２３ａの下方領域
は、セパレータ２４の開口部側に構成された空間部２６
に対向する図２中の下方領域を指し、実施例の低密度触
媒層５ａに位置する。また、この触媒層の下方領域以外
の触媒層領域は、セパレータ２４を介してゲル状負極材
２５と対面する実施例の高密度触媒層５ｂに位置する。The lower region of the catalyst layer 23a in the comparative example is a space 26 formed on the opening side of the separator 24.
2 and is located in the low-density catalyst layer 5a of the embodiment. The catalyst layer region other than the lower region of the catalyst layer is located on the high-density catalyst layer 5b of the embodiment facing the gelled negative electrode material 25 with the separator 24 interposed therebetween.
【００４１】各比較例における触媒層下方領域と、上記
触媒層下方領域以外の触媒層領域は、その密度が表１に
示すように設定されている。この触媒層下方領域は、そ
の内側面の表面積を１ｃｍ2 に設定される。The density of the lower region of the catalyst layer and the region of the catalyst layer other than the lower region of the catalyst layer in each comparative example are set as shown in Table 1. In the lower region of the catalyst layer, the surface area of the inner surface is set to 1 cm 2 .
【００４２】このようにして作製された比較例１〜比較
例１４及び実施例１〜実施例４の円筒形空気電池１、２
０について、各々１０個を１０Ωの定抵抗で放電させ、
放電後の電解液の漏出個数を調査した結果を表１に示
す。The cylindrical air batteries 1 and 2 of Comparative Examples 1 to 14 and Examples 1 to 4 manufactured in this manner.
For 0, each of 10 was discharged with a constant resistance of 10Ω,
Table 1 shows the results of investigating the number of leaked electrolytes after discharge.
【００４３】[0043]
【表１】 [Table 1]
【００４４】セパレータ６、２４の内容積に対するゲル
状負極材７、２５の充填量は、Ｂ−１，Ｂ−３，及びＡ
ー１２の比較や、Ｂ−２，Ｂ−４，及びＡー１３の比較
等から８０％以下であることが望ましいことが判明し
た。The filling amounts of the gelled negative electrode materials 7 and 25 with respect to the internal volumes of the separators 6 and 24 are B-1, B-3, and A, respectively.
From the comparison of -12 and the comparison of B-2, B-4, and A-13, it was found that it was desirable to be 80% or less.
【００４５】低密度触媒層５ａの密度と高密度触媒層５
ｂの密度については、放電後の電解液の漏出特性評価の
結果から、以下のように判明した。The density of the low density catalyst layer 5a and the density of the high density catalyst layer 5
The density of b was found as follows from the result of the evaluation of the leakage characteristics of the electrolyte after discharge.
【００４６】以下、漏出個数のデータの比較より評価す
る。Hereinafter, the evaluation will be made by comparing data on the number of leaks.
【００４７】Ｂ−１〜Ｂ−４のデータとＡ−１〜Ａ−１
４のデータとの比較から、触媒層下方領域の磁性層密度
が触媒層下方領域以外の磁性層領域の密度よりも低いこ
とが望ましいと判明した。Data of B-1 to B-4 and A-1 to A-1
Comparison with the data of No. 4 revealed that it is desirable that the magnetic layer density in the region below the catalyst layer be lower than the density in the magnetic layer region other than the region below the catalyst layer.
【００４８】また、Ｂ−１とＡ−３の比較、Ｂ−２とＡ
−４の比較、Ｂ−３とＡ−７の比較及びＢ−４とＡ−８
の比較等から、低密度触媒層５ａ（触媒層下方領域）の
密度が０．９ｇ／ｃｍ3 以下が望ましいと判明した。Comparison between B-1 and A-3, B-2 and A-3
-4, B-3 and A-7, and B-4 and A-8
And the like, it was found that the density of the low-density catalyst layer 5a (the area under the catalyst layer) is desirably 0.9 g / cm 3 or less.
【００４９】次に、Ｂ−１とＡ−１の比較、Ｂ−３とＡ
−５の比較、Ｂ−２及びＢ−４のデータ等から、高密度
触媒層５ｂ（触媒層下方領域以外の触媒層領域）の密度
は、１．０ｇ／ｃｍ3 以上必要といえる。Next, a comparison between B-1 and A-1, B-3 and A-1
From the comparison of -5 and the data of B-2 and B-4, it can be said that the density of the high-density catalyst layer 5b (the catalyst layer region other than the lower region of the catalyst layer) is required to be 1.0 g / cm 3 or more.
【００５０】なお、低密度触媒層５ａの内側面の表面積
については、本実施例について１ｃｍ2 と設定したが、
この面積を０．３ｃｍ2 まで減じても同様の結果が得ら
れた。また、低密度触媒層５ａの内側面の表面積を２ｃ
ｍ2 まで増やしても同様な結果が得られたが、２．０ｃ
ｍ2 以上に設定すると、放電末期に、この部位から電解
液が漏出した。よって、この低密度触媒層５ａの内側面
の表面積については、０．３ｃｍ2 乃及２．０ｃｍ2 が
望ましいと判明した。The surface area of the inner surface of the low-density catalyst layer 5a was set to 1 cm 2 in this embodiment.
Similar results were obtained when this area was reduced to 0.3 cm 2 . The surface area of the inner surface of the low-density catalyst layer 5a is 2c.
A similar result be increased until m 2 was obtained, 2.0c
When it was set to m 2 or more, the electrolyte leaked from this site at the end of discharge. Therefore, it was found that the surface area of the inner surface of the low-density catalyst layer 5a is desirably 0.3 cm 2 or 2.0 cm 2 .
【００５１】以上の表１の評価結果から明らかなよう
に、ゲル状負極材７が、セパレータ６の内容積に対して
５０％乃至８０％の容積で充填され、上記ゲル状負極材
７の非充填部が、セパレータ６の開口部側に空間部８と
して構成されることによって、放電に伴う電池内圧の急
激な上昇が防止され、また電解液の漏出も防ぐことがで
きる。さらに、空気極部材内の触媒層が、密度が０．９
ｇ／ｃｍ3 以下にされてセパレータ開口部側に対向する
低密度触媒層と、密度が１．０ｇ／ｃｍ3 以上の高密度
触媒層とから構成され、かつこの低密度触媒層５ａの内
側面の表面積が０．３ｃｍ2 乃至２．０ｃｍ2 にされる
ことによって、上記空間部内の内圧が放電に伴って増大
し、上記低密度触媒層を通過して電池外部に解放される
とともに、電解液の漏出が防止される。As is clear from the evaluation results in Table 1 above, the gelled negative electrode material 7 is filled in a volume of 50% to 80% with respect to the inner volume of the separator 6, and the non-gelled negative electrode material 7 Since the filling portion is formed as the space portion 8 on the opening side of the separator 6, it is possible to prevent a rapid increase in the internal pressure of the battery due to the discharge, and also to prevent the electrolyte solution from leaking. Further, the catalyst layer in the air electrode member has a density of 0.9
g / cm 3 or less, a low-density catalyst layer facing the separator opening side, and a high-density catalyst layer having a density of 1.0 g / cm 3 or more, and the inner surface of the low-density catalyst layer 5a. by surface area is in the 0.3 cm 2 to 2.0 cm 2, the internal pressure in the space increases with the discharge, while being released outside the battery through the low-density catalyst layer, the electrolyte Leakage is prevented.
【００５２】[0052]
【発明の効果】以上詳細に説明したように、本発明に係
る円筒形空気電池によれば、セパレータ内において、ゲ
ル状負極が、その内容積に対して５０％乃至８０％の容
積で充填され、上記ゲル状負極の非充填部が、セパレー
タ内の開口部側に空間部として構成されることによっ
て、放電に伴う電池内圧の急激な上昇が防止され、また
電解液の漏出も防ぐことができる。さらに空気極部材内
の触媒層が、密度が０．９ｇ／ｃｍ3 以下の低密度触媒
層と、密度が１．０ｇ／ｃｍ3 以上の高密度触媒層とか
ら構成されて、この低密度触媒層がセパレータの開口部
側に構成された空間部に対向され、かつ低密度触媒層の
内側面の表面積が、０．３ｃｍ2 乃至２．０ｃｍ2 にさ
れることによって、放電時に増大した内圧がこの低密度
触媒層を通って解放されるとともに、電解液の漏液が防
止されて、安全性の向上が図られる。As described above in detail, according to the cylindrical air battery of the present invention, the gelled negative electrode is filled in the separator in a volume of 50% to 80% of the internal volume. Since the non-filled portion of the gelled negative electrode is configured as a space on the side of the opening in the separator, it is possible to prevent a rapid increase in battery internal pressure due to discharge and also prevent leakage of the electrolyte solution. . Further, the catalyst layer in the air electrode member is composed of a low-density catalyst layer having a density of 0.9 g / cm 3 or less and a high-density catalyst layer having a density of 1.0 g / cm 3 or more. layers are opposed to the space portion that is configured on the opening side of the separator, and the surface area of the inner surface of the low-density catalyst layer, by being in the 0.3 cm 2 to 2.0 cm 2, is increased and the pressure at discharge The electrolyte is released through the low-density catalyst layer, and the electrolyte is prevented from leaking, thereby improving safety.
【図１】本発明の実施の形態として示す円筒形空気電池
の構造を説明する断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a structure of a cylindrical air battery shown as an embodiment of the present invention.
【図２】従来の円筒形空気電池の構造を説明する断面図
である。FIG. 2 is a cross-sectional view illustrating the structure of a conventional cylindrical air battery.
１ 円筒形空気電池、２ 正極缶、２ａ 空気孔、３
拡散紙、４ 空気極部材、５ 触媒層、５ａ 低密度触
媒層、５ｂ 高密度触媒層、６ セパレータ、７ ゲル
状負極材、８ 空間部、９ 集電ピン、１０ 封口部
材、１１ 補強部材、１２ 負極端子、１３ 正極端子1 cylindrical air battery, 2 positive electrode can, 2a air hole, 3
Diffusion paper, 4 air electrode members, 5 catalyst layers, 5a low-density catalyst layers, 5b high-density catalyst layers, 6 separators, 7 gelled negative electrode materials, 8 spaces, 9 current collector pins, 10 sealing members, 11 reinforcing members, 12 negative terminal, 13 positive terminal
Claims (3)
れた正極缶と、この正極缶内に収納され内側面部に触媒
層が形成された円筒状の空気極部材と、上記触媒層に内
接され上記正極缶内に収納された有底円筒状のセパレー
タと、上記セパレータの内部に充填されたゲル状負極材
とから構成される円筒形空気電池において、 上記セパレータには、その内容積に対して、上記ゲル状
負極材が５０％乃至８０％の容量を以って充填されてお
り、かつ上記ゲル状負極材の非充填部が、上記セパレー
タの開口部側に空間部として構成されることを特徴とす
る円筒形空気電池。1. A positive electrode can having a bottomed cylindrical shape and provided with air holes on a peripheral surface, a cylindrical air electrode member housed in the positive electrode can and having a catalyst layer formed on an inner surface thereof, A cylindrical air battery comprising a bottomed cylindrical separator inscribed in a layer and housed in the positive electrode can, and a gelled negative electrode material filled inside the separator, wherein the separator has The gelled negative electrode material is filled with a capacity of 50% to 80% with respect to the internal volume, and the unfilled portion of the gelled negative electrode material is formed as a space on the opening side of the separator. A cylindrical air battery characterized by being constituted.
密度が０．９ｇ／ｃｍ3 以下の低密度触媒層と、密度が
１．０ｇ／ｃｍ3 以上の高密度触媒層とからなり、 上記低密度触媒層は、上記セパレータの開口部側に構成
された空間部に対向する領域に位置されることを特徴と
する請求項１記載の円筒形空気電池。2. The catalyst layer formed on the air electrode member,
A low-density catalyst layer having a density of 0.9 g / cm 3 or less and a high-density catalyst layer having a density of 1.0 g / cm 3 or more, wherein the low-density catalyst layer is formed on the opening side of the separator. The cylindrical air battery according to claim 1, wherein the cylindrical air battery is located in a region facing the closed space.
積が０．３ｃｍ2 乃至２．０ｃｍ2 であることを特徴と
する請求項１記載の円筒形空気電池。3. The cylindrical air battery according to claim 1, wherein the low-density catalyst layer has an inner surface area of 0.3 cm 2 to 2.0 cm 2 .
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34423496A JPH10189064A (en) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | Cylindrical air cell |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34423496A JPH10189064A (en) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | Cylindrical air cell |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10189064A true JPH10189064A (en) | 1998-07-21 |
Family
ID=18367673
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34423496A Withdrawn JPH10189064A (en) | 1996-12-24 | 1996-12-24 | Cylindrical air cell |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH10189064A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6232007B1 (en) | 1999-08-13 | 2001-05-15 | The Gillette Company | Metal-air battery container |
| US6492046B1 (en) | 1999-08-13 | 2002-12-10 | The Gillette Company | Metal-air battery |
| KR100805924B1 (en) | 2006-04-07 | 2008-02-21 | 주식회사 이엠따블유에너지 | Air cathode membrane assembly and air metal battery comprising the same |
| WO2016088673A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | 日本碍子株式会社 | Zinc-air secondary battery |
-
1996
- 1996-12-24 JP JP34423496A patent/JPH10189064A/en not_active Withdrawn
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6232007B1 (en) | 1999-08-13 | 2001-05-15 | The Gillette Company | Metal-air battery container |
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| WO2016088673A1 (en) * | 2014-12-02 | 2016-06-09 | 日本碍子株式会社 | Zinc-air secondary battery |
| JP6067925B2 (en) * | 2014-12-02 | 2017-01-25 | 日本碍子株式会社 | Zinc-air secondary battery |
| CN107004928A (en) * | 2014-12-02 | 2017-08-01 | 日本碍子株式会社 | Zinc air secondary battery |
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