JPS5920757Y2 - 酸化銀電池 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 本考案は、２価酸化銀を正極活物質とした酸化銀電池に
関し、放電時の電池電圧を１価酸化銀の電圧とし、その
平坦化を図ることを目的とする。

昨今の電子腕時計や電子卓上計算器等の小型電子機器の
発達普及に伴い、これらの機器の電源として小型で大容
量の電池が待望されている。

これらの電源用電池として正極に１価酸化銀Ａｇ２Ｏを
用いた酸化銀電池が用いられている。

また最近ではこの１価酸化銀に比べ、単位重量当たりの
容量で１．８７倍、単位体積当たりの容量で１．９５倍
とエネルギー密度の高い２価酸化銀ＡｇＯを用いる電池
が提案されている。

このＡｇＯを正極活物質に用いる電池は、Ａｇ０−＋Ａ
ｇ２Ｏの還元反応時に約１，８■、Ａｇ２Ｏ→Ａｇの還
元反応時に約１．５Ｖの電圧を示し、電池としては２段
階の放電反応を生じる。

このような電池電圧変化は、電子的精密機器の電源とし
ては極めて悪影響を与える。

従来、この２段階の放電反応の解決方法として、正極活
物質であるＡｇＯと接する集電体近傍に均一である程度
の厚みをもったＡｇ２Ｏ層を形成させることにより放電
電圧の１段化をはかることが知られている。

そして、その具体的な１つの方法として、正極ペレット
側面及び底面を絶縁し、正極ペレット上面に金属ネット
などを配する方法がある。

その具体的な方法としては、正極集電体として銀線のよ
うな限られたわずかな表面積の集電体を用いる方法と、
銀スポンジのような広い表面積をもった次元の多孔体を
用いる方法がある。

前者は集電体の表面積が少ないため、正極の初期の反応
面積を集電体近傍に限定してこの部分でのＡｇＯ→Ａｇ
２Ｏへの還元反応を確かなものとしＡｇ２Ｏ電位を電池
電圧とするものであるが、微小電流を主に要する軽負荷
放電では上記のＡｇ２Ｏ電位を満足しても、比較的大き
な電流を流す重負荷放電では上記のＡｇＯ→Ａｇ２Ｏへ
の還元反応が電池の放電速度に十分対応できす、ＡｇＯ
の電位あるいはＡｇ２ＯとＡｇＯの合成された電位を示
すという欠点か゛あった。

一方、後者は銀スポンジを正極集電体とすることから十
分な集電面積を有しているが、集電体に接した正極の広
い面積部分でＡｇ０−＋Ａｇ２Ｏの還元反応が起きるた
め、Ａｇ２Ｏ層は反応面全体にわたり適度の厚さで形成
することはできなく、Ａｇ２ＯとＡｇＯが同時に集電体
と接する状態が存在する。

従ってＡｇ２Ｏ層を反応面全体に均質にかつ適度の厚さ
で形成するためには、かなりの電気量だけ予備放電する
ことが必要となり、電池の有効容量が減少するという問
題があった。

なお、反応部分におけるＡｇ０−＋Ａｇ２Ｏへの還元に
は、集電体とＡｇＯとの界面に十分な量の電解液が存在
することが必要である。

本考案は前述した従来の電池の問題点を、少なくとも表
面が銀層からなる多孔性金属帯を、負極と対応した正極
の上面の一部に配し、多孔性金属帯近傍におけるＡｇＯ
→Ａｇ２Ｏの還元反応を、少ない電気量で可能とし、軽
負荷放電時は勿論のこと、重負荷放電時にもＡｇ２Ｏ電
位を電池電圧として示す電圧平坦性に優れた酸化銀電池
を提供するものである。

以下、本考案の詳細を実施例で説明する。

第１図は本考案の実施例における酸化銀電池の縦断面図
、第２図は同電池の第１図ＩＩ−ＩＩ’線に沿った横断
面図である。

図中１は負極端子を兼ねた封目板、２は正極端子を兼ね
た電池ケース、３はアマルガム化した亜鉛負極、４はＡ
ｇＯを活物質とした正極合剤、５は絶縁性の封口バッキ
ング、６は電解液含浸材からなるセパレータ、７は側周
面を熱収縮性の合成樹脂で包囲した正極合剤４の底面と
電池ケース２の内底面とを絶縁するための絶縁板、９は
正極リング、１０は本考案の特徴である少なくとも表面
が銀層からなる３次元の多孔性金属帯で、これは第２図
に示す如く正極合剤４の」二面中央部を横切り、正極リ
ング９に両端が接している。

なおこの電池において正極合剤４は、ＡｇＯにポリ４フ
ツ化エチレンの粉末を混合したものを用いた。

そして、熱収縮性の合成樹脂８にはポリ塩化ビニルチュ
ーブを使用し、底部の絶縁板にポリプロピレンシーＩ・
を使用した。

上記構成で、三次元の多孔性金属帯１０に三次元の多孔
性ニッケルを用いた電池Ａと、三次元の多孔性金属帯１
０に三次元の多孔性銀を用いた本考案の電池Ｂと、セパ
レータと面する正極表面全体にニッケルスポンジを配し
た構成の電池Ｃと、電池Ｃのニッケルスポンジを銀スポ
ンジに代えた電池りを用意しそれぞれ６．５にΩの負荷
抵抗をつないで放電を行った。

この際の三次元多孔性金属帯の幅は正極合剤直径の月と
した。

この時放電電圧カーブは、電池ＢだけがＡｇ２０−）Ａ
ｇの放電電圧１゜５８Ｖの平坦なカーブを示したが、他
の電池は、初期に↓、８Ｖの放電電圧を示し、後に１．
５７Ｖの電圧を示す２段のカーブを示した。

次に電池Ａ、電池Ｃ１電池りの各電池について予備的に
電池容量の１％及び５％、１０％、と３種類の放電を行
った電池をそれぞれ電池Ａ′、電池Ｂ′、電池Ｃ′とし
、６．５にΩの負荷抵抗をつないで放電を行った。

この結果、電池Ａ′は、１％、５％、１０％の３種類の
予備放電したものについて１．５７Ｖの平坦な放電カー
ブを示し、電池Ｃ′は、３種類の予備放電をしたもの全
部が２段の放電カーブを示し、電池Ｄ′は、１％及び５
％の予備放電したものについて２段の放電カーブを示し
、１０％の予備放電を行ったものだけが１段の平坦なカ
ーブを示した。

このことは３次元のニッケル帯であっても予備放電によ
り実質集電体の集電表面が銀層であれば、１段のＡｇ２
Ｏ電位を電池電圧として示すことを意味する。

一方、従来の電池Ｃ及びＤは、１段の平坦な放電カーブ
を示すのに、電池容量の１０％以上の予備放電量を必要
とする。

しかし、本考案の電池Ｂでは、予備放電せずに１段の放
電カーブが可能であり、又電池Ａは、僅かの予備放電量
で１段の放電電圧化が可能である。

これは、三次元の多孔性金属帯を集電体として実質的な
集電面積を少なく抑えるとともに、金属帯の多孔部分に
電解液を含ませることができることからＡｇＯと接する
集電体近傍の反応を促進できるからである。

従って、このような銀層を少なくとも表面にもつ三次元
の多孔帯を正極集電体に用いた場合は、放置しておくこ
とによってＡｇＯと三次元の多孔帯表面の銀とが反応し
て均一なＡｇ２Ｏの層を形成できるからであり、他の亜
鉛等の金属を３次元の多孔帯基材として用いた場合でも
僅かの予備放電で均一なＡｇ２Ｏ層か゛形成できる。

以上のように、本考案は少なくとも表面が銀層からなる
３次元の多孔性金属帯を正極集電体として、正極の負極
と対向する上面の一部に配することで、この集電体自体
でその近傍に電解液を存在させることかで゛き、わずか
な予備放電あるいは全く予備放電することなしにＡｇ２
Ｏ層を形成でき、電池としての放電電圧をＡｇ２Ｏの電
位とし、かつその平坦化を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の一実施例における酸化銀電池の縦断面
図、第２図は同電池の横断面図である。 ２・・・・・・電池ケース、３・・・・・・負極、４・
・・・・・正極、６・・・・・・セパレータ、７，８・
・・・・・絶縁性部材、１０・・・・・・正極集電体を
なす少なくとも表面が銀層の３次元の多孔性金属帯。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. ２価酸化銀を活物質とした正極と、セパレータと、負極
   とからなる発電要素を備え、前記正極はその側面及び底
   面が絶縁性部材により正極端子を兼ねた電池ケースと電
   気的に絶縁されており、がつセパレータを介して負極と
   対向する正極の上面の一部には、少なくとも表面が銀層
   からなる３次元の多孔性金属帯を配し、この多孔性金属
   帯を前記正極ケースと電気的に接続してなる酸化銀電池
   。