JPS60101871A - 高い温度で放電可能な一次電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アルカリ性電解液、亜鉛陰極、酸化銀（１）
一または二酸化マンガン陽極およびセノξレータを有す
る、高温で放電可能な一次電池に関する。

従来の技術 工業においては、極端な温度条件下でも装置および照明
器具の回路網と独立のエネルギー供給を保証する電気化
学的電源が必要とされる。

たとえば極地地域における使用おたは気象用ゾンデには
、非凍結電解液のだめ相当する低温特性を有する電池が
必要であシ、深所からの地下資源の探査および発掘は、
試掘孔中へ降ろされ、しばしば１００℃より上の温度で
なお確実に働くべき電池で作動する補助装置を必要とす
る。

約８０〜１６０℃の温度範囲を電池技術的に制御するの
は現在まで不十分であシ、その理由は慣用の電池におけ
る電解液の既に著しい蒸気圧および特に多くは有機のセ
・ξレーター材料の分解強化が、電池の機能をすぐに阻
止し、他面では同じ温度範囲が融液状電解液を有する電
池の交番使用のためにははるかに低すぎるからである。

米国特許第３２８７１６６号明細書から、電極極性を分
離するセ・ξレータが両側に無機繊維材料（無機繊維紙
）から成る被覆層を有する１００℃以上でなお使用可能
な酸化銀／亜鉛および酸化ニッケル／カドミウム系を主
体とする電池は公知である。セ・ξレータ自体は、同様
に無機のものであってもよいし、有機のものであっても
よい。

発明が解決しようとする問題点 公知電池の珍らしい構造にかんがみ、合理的に製造する
ことができ、高いエネルギー密度を有し、良好に負荷可
能であり、良好な貯蔵性によりすぐれている、実際の利
害に好適な一次電池を製造するという課題が設定される 問題点を解決するだめの手段 この課題は、頭記部類の一次電池において特許請求の範
囲第１項の特徴部に挙げられた特徴、即ち、コツプ状金
属ケーシング中に、同心配置で内側の亜鉛電極と纜状円
筒形の外側陽極とがその中間にあるセ・ξレータととも
に配置されておシ、その際セ・ξレータは少なくとも２
つの層から形成されていて、その内層は半透過性イオン
交換膜からなり、外層は温度変化に安定なセラミック材
料からなり、コツプ状の金属ケーシングは亜鉛電極の横
断面を覆う、プラスチックからなる林状インサートを有
し、金属ケーシングの開放端部は温度変化に安定なプラ
スチックからなるノぐツキン部材で密閉され、該・ぞツ
キン部材を通って陰極ｌ）　ｈ％棒が延びていることに
よって解決される。特許請求の範囲第２項以降には、他
の有利な実施態様が記載されている。

実施例 本発明による一次電池を第１図から第３図につき詳述す
る。

第１図によれば、−次電池１のコツプ状ケーシング２は
同心配置で、（陰極を形成する）内側に存在する亜鉛ペ
ースト３、これを被覆する二層のセパレータ層 物６を大きい環状円筒体にまとめて成る外側に存在する
酸化銀（１）一または二酸化マンガン陽極を備えている
。さらに、コツプ状ケーシング２は、亜鉛電極をその全
断面で覆うポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）か
ら成る林状絶縁インサート７を有する。

内側のセパレータ層４としては、本発明により、その重
要な特性が半透過性イオン交換膜の特性であるシート材
料が使用される。シート材料は、プラスチック、特に低
密度ポリエチレンからなり、電離放射線の作用下での特
殊処理によりその分子鎖の三次元架橋を有し、この配置
に基づき全ての溶剤に対する特別な耐性によってすぐれ
ている基礎膜または支持膜を基礎とする。その際、電気
抵抗は架橋度につれて減少する。多くは２つのポリエチ
レンシートの間にあるセロファンから成るシートと一緒
に、サンドイッチ状に積層されたラミネットが形成する
。

商品名ノξ−ミオン膜（ＰＥＦｔＭＩＯＮ−Ｍｅｍｂｒ
ａｎ　）で公知であるこのよう彦合せシートは銀の移動
および心配される亜鉛電極の樹枝高成長に対する障壁で
あシ、これは本発明による電池中で特に有利に作用する
。

外側のセパレータ層５は、高い純度の耐熱性繊維から成
る市販のセラミック紙から成る。この種の絶縁紙の製造
のためには、たとえばてん料、有機結合剤の異なる添加
量を有するアルミナ・ケイ酸塩繊維またはガラス繊維、
まだは他の繊維を使用し、その際特定の熱および機械的
特性を意識的に調節することができる。紙はすぐれた電
気の不導体である。紙は、フッ化水素酸およびリン酸な
らびに濃アルカリを除く腐蝕性媒体の攻撃に対して化学
的に安定である。その吸取紙様のコンシステンシｉおよ
び高いたわみ性（これらにより従来の石綿紙と区別され
る）が、本発明により使用されるセラミック紙をセノξ
レータ中間層として特に適当にする。七ノξレータ層５
中には、アルカリ性含浸電解液の主要量も含有されてい
る。

コツプ状ケーシング２の開放端部は、温度変化に安定な
プラスチック、特にたとえば１テフロン（Ｔｅｆｌｏｎ
）ｐＦＡ３４Ｑ　”　のようなポリテトラフルオロエチ
レンから成るノξツキン部材８（これを通って真ちゅう
紙から成る中心の陰極リード棒９が延びている）によっ
て密閉され、・ぞツキン部材の周縁部に載っている接触
底板１０上にかぶさって折り曲げられている。底接触円
板１０は同時に電池の陰極を形成する。

コツプ状ケーシング２の底の外側には電池の陽極を形成
する接続キャップ１１が直接に接しており、それにより
陽極体６に対し導電的に接触している。

完成のために、電池は被覆紙１２の間挿下に薄板ジャケ
ット１３中へ詰込まれている。両端の開いた薄板ジャケ
ットの縁は、電池の上部および下部の縁を介して、その
つどはり合された厚紙から成る絶縁リング１４．１５が
載っている電池の上縁および下縁上にかぶさって折り曲
げられている。

第２図に表わされているように、コツプ状ケーシング２
の底が本発明により切欠き１６の形の予定破損箇所を備
えているのが特に有利であることが立証された。切シ欠
きはコツプ状ケーシング底の外側に存在し、ニッケルめ
っきされた鋼から成るケーシングのもとの壁厚の約３５
％のみを残す深さを有する。この場合、との切欠きはケ
ーシング底の中心を通シ、その直径の約７０係に相当す
る長さにわたって延びている。

切欠きの側壁は相互に９０°だけ傾斜している。

製作公差を顧慮して予定破損箇所は、破裂圧が最低６５
ノ々−ルであるが、最高８５ノ々−ルであるように設計
されている。

さらに、上述したプラスチック部品、つまり林状インサ
ートおよびノξツキン部材８にはＰＴＦＥ材料を選択す
るのが有利であることが判明した。

従って、本発明による一次電池は、所定の高い使用温度
において爆発の危険および電解液流出に関する全ての安
全要件をも十分に満足する。

第３図による本発明による一次電池の放電曲線は、−４
−１６３℃で記録された。７．５の負荷抵抗において、
初期放電電流は２００７ＷＡであった。

【図面の簡単な説明】

第１図は全電池の断面図であり、第２図はコツプ状ケー
シングの底の拡大断面図であり、第３図は典型的な放電
曲線図である。 １・・・−次電池、２・・・コツプ状ケーシング、３・
・・亜鉛ペースト、４，５・・・セ・ξレータ、６・・
・陽極体、７・・・林状インサｉト、８・・・ノξツキ
ン部材、９・・・陰極リーＰ棒、１０・・・接触底板、
１１・・・接続キャップ、１２・・・被覆紙、１３・・
・薄板ジャケット、１４．１５・・・絶縁リング、１６
・・・切欠き第１頁の続き ０発　明　者ローベルト・ケーダー　ドイシュ ツｌ共和国エルウ゛アンゲンーローテンバツノ１・ヒル
ヴエーク　４

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １゜　アルカリ性電解液、亜鉛陰極、酸化銀（１）また
   は二酸化マンガン陽極および七ノξレータを有する高い
   温度で放電可能表電池において、コツプ状金属ケーシン
   グ（２）中に、同心配置で内側の亜鉛電極（３）と環状
   円筒形の外側の陽極体（６）とがその中間に存在するセ
   ・ぐレータ（４，５）とともに配置されており、その際
   セ・ξレータは少なくとも２つの層から形成されていて
   、その内層は半透過性イオン交換膜（４）から成り、そ
   の外層は温度変化に安定なセラミック材料（５）から成
   り、コツプ状の金属ケーシングは亜鉛電極の横断面を覆
   う、プラスチックから成る林状インサートを有し、金属
   ケーシングの開放端部は温度変化に安定なプラスチック
   から成るノξツキン部材（８）で密閉され、該・々ツキ
   ン部材を通つて陰極ＩＪ　）１１棒が延びている、で閉
   鎖されていることを特徴とする、高い温度で放電可能な
   一次電池。 ２、　コツプ状の金属ケーシング（２）の底が切欠き（
   １６）の形の予定破損箇所を備えている、特許請求の範
   囲第１項記載の一次電池。 ３、ノξツキンがポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦ
   Ｅ）から成る、特許請求の範囲第１項寸たけ第２項記載
   の一次電池。 ４、　セラミック材料が耐熱性繊維から成る、特許請求
   の範囲第１項から第３項までのいずれか１項記載のゝ−
   一次電池