JPS6065480A - エアカソ−ド式ボタン電池 - 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】 ｌＩＩ′：業１−の利用分野 本発明は、一般にボタン屯池として知られている電気化
学セルに係り、特に、−アカソードをイ）するボタン電
池に係る。

従来の技術 本発明を適切に理解するためには、先ず、ボタン電池と
いう用語について説明するのが望ましいと占えられる。

一般に、ボタン電池とは、見掛けが、通常、円盤状もし
くはペレット状であって、寸法、即ち、直径及び直径に
対する高さが。

各々、通常的２５　ｍ　ｍ及び約１５ｍｍまでであるよ
うな小型の′電気化学セルを指す。従って、％許図面や
旧字文献にその外観が示されているか、ボタン電池は非
常に小さいものである。更に、これらの非常に小さい電
池は、これによって作動される最終的な製品（装置）の
形状寸法裕度に合致すると共に、腐食性電解液の漏洩を
防ぐように相当に高い精度で製造されねばならない。

ボタン電池が、エアカソード組立体、即ち、空気中の酸
素をカソードとして作用させることのできるような構造
的特徴及び化学的特徴の組合せ体、を含む時には、製造
Ｊ、の問題が複雑にからみ合うことになる。特に、電池
を働かせるためには、電池に空気を入れることができる
と共に、不所望な窒素や他のガスを放出することのでき
る口を少なくとも１つ電池に設けなければならない。

二の目は、電解液から隔離しなければならず、そしてこ
れを達成するゾールは、電池に蓋をする際にソールを通
して電解液をおし出そうとする内部の力に耐えるだけで
なく、電池の使用中に作用する力にも１耐えるように充
分な密封性を発揮しなければならない。７１ｚ解液の漏
れを促進するような内部の力は、電池の使用中に環境温
度や湿度のＬ昇によって増加するだけでなく、エアカソ
ードをもつＪ９’　ｊｌｊの場合には使用中に電池内の
成分の体積が　（増すことによっても増加する。電池を
使用する時には、空気の酸素が最終的にアノード材料、
例えば伊鉛と結合し、亜鉛の成る酸化物が生成物として
形成される。酸化亜鉛が電池内にたまるにつれて電池の
シール手段に対抗するような１膨張力が電池に生じる。

従って、エア式電池（即ち、エアカソード組立体を有す
る電池）は、その寿命期間中圧力に耐えるぴったりとし
たシールを確保するような精度及び裕度で製造すること
が極めて重要である。

エア式電池にとって重要なもう１つの要素は、′＠池の
７ノ一ド作用物質を多くすることである。エア式電池は
小型であるから、電池の内部空間を有効に利用しないと
、電池の寿命が使用者の予想に反したものとなる。解決
しなければならない更に別の問題は、電池を急速に活性
化することである。最初に使用する前に保管する際には
、エア式電池は、通常、エア導入口に対してシールをイ
ｊしている。電池を使用する時に、このシール、例えば
粘着テープを除去し、電池によって作動される装置へ電
池が入れられる。シールを除去したＩｔ！「と、電池で
作動される装置にとって必要なレベルの電力が発生し始
める時との間の時間は、できるだけ短くなければならず
、さもなくば他の全ての条件が満たされない。

更に、本発明の特徴を理解するための要点として、エア
式電池は、現実的に安いコストで然も大量に製造しなけ
ればならないことに注目するのが重要である。従って、
電池製造に本来がらある実際上の問題に対し、特殊な解
決策や、経費のが振る解決策や、作用の遅い解決策は、
使用できない。

発明が解決しようとする問題点 本発明の４１！Ｅ１２について述べたが、公知技術につ
いて示した第１図を参照されたい。第１図には、現在使
用されているボタン型エア電池のカソード罐構造が断面
で示されていると共に、一般のエアカッ−Ｆ組η体の素
子が概略的に示されている。これについて説明すれば、
ニッケルメッキされた鋼のような金属で作られたカソー
ド罐１１は、主中空円筒本体１２を備え、これは、一端
が閉じ他端が開いた小さい中空円筒本体１３に接合され
ている。この小さい中空円筒本体１３ｆｔ、底板１４で
閉ざされていて脚１５によって中空円筒本体１２に接合
されている。空気導入口１６は底板１４を貫通している
。説明上、カソード罐１１はＬ記素子で構成されるもの
と考えるが、罐１１は、単一の金属部片を型押し及び７
／又は引っ張りすることによって形成され、従って、罐
１１ｉ＊一体的なものであることが当業者に明らかであ
ろう。カソード［１１の内部には、その底からＬ部に向
って、ガス拡散板１７と、水反発膜１８（通常は、ポリ
テトラフルオロエチレンｆｆＰＴＦＥ、１で作られる）
と、触媒作用層１９とか配置されている。カソード［１
１を用いた従来の電池は、これを閉じる時に、矢印２０
の方向にシール圧力をり−えて、膜１８を、これがのせ
られ−（１，％る脚１５の内面とシール係合させるよう
な１一段をなす。

ボタン電池は、取り引き七及び最終用途によって指示さ
れる高さ裕度で製造されることを占えれば、　１１１２
ｉ　８と脚１５との間に良好なシールを得るために見さ
かいなく閉じ圧力を加えることができない。換−８すれ
ば、罐１１の裕度が満たされていなければ、電池を閉じ
る間に矢印２０の方向に大きな力を与えるようそのＬ部
（図示せず）を下刃に強く押すことができない。という
のは、電池製品が商業的な用途に対して短か過ぎること
になってしまうからである。一方、電池を閉じる間に、
カソード’Ｊ１１の裕度が満たされていないことを考Ｉ
Ｍするために通常の力より小ざい力で電池−に部を下方
に押した場合には、同様であるが逆の結果が生じる。

発明のに１的 本発明の１」的は、製造」−の難点を最小限に減らし、
電池のアノード作用材料の含有量を最大にし、裕度の問
題を少なくし、そして空気導入口を経て一旦空気が導入
せしめられると急速に活性化を行なえるような新規な構
造設計のエアカソードをイ〕したボタン電池を提供する
ことである。

発明の構成 本発明は、エアカソード組立体が、空気導入口を有する
本質的に平坦な罐底部に直接配置されて、その周囲でシ
ール状態にされるようなエアカソードを′有１．たボタ
ン電池を提供する。周囲のシール領域から中心に向って
、罐底部、又はエアカソード組立体の衝接面、或いはそ
の両方に溝が設けられており、」、記周囲ソール領域の
縁で終って１−記空気導入ｒ’ｌ　ｋこ連通する溝パタ
ーンが形成され、Ｊ−記空気導入【」の断面積に比して
相当に広１．％而域にわたってエアカソード組立体のト
記衝接面に空気が接触するように上記空気導入口から空
気を流すことのできるガス流路が形成される。

実施例 本発明の実施においては、第２図に示されたように、カ
ソード罐２１は、一端が１氏部２３によって閉ざされた
中空円筒２２を備え、底部２３は、１的合部２４におい
て段々のない木質的に方形の形態で上記円筒２２に接合
される。底部２３には、公知の罐の場合と同様に空気導
入口１６かある。罐底部２３の内面２６には、罐底部２
３の内周に完全に延びている平らなシール面２７から中
心に向って、ワツフルのパターンをした溝２５が設けら
れている。第２図には示されていないが。

溝２５は、空気導入口１６と連通していて、エアカソー
ド２９の疎水性の面２８の広い領域と直接接触するよう
なエアチャンネルを形成する。第３図ないし第７図は、
本発明電池の罐底部に対して作動することのできる溝パ
タニンを示している。

第３図ないし第７図の各々は、溝２５が罐底部２３の中
央領域を占有しもしくは中央領域に配置され、他の周囲
領域には溝が形成されないことを示している。

第８図は、別の構造を示しており、この場合は、空気導
入［ｊ１６を含む平な底部２３と一体になった中空円筒
構造体２２を有しているカソード罐２１が」Ｌな内面を
有していて、これにエアカッ−１・構１告体２９が組接
しており、その疎水性の層２８か、中央に配置された溝
２５ａと、圧着シールに用いられる平な周囲領域２７と
を含んでいる。第２図の線溝２５と、第８図の疎水性の
層に設けられた溝２５ａとを結合した更に別の構造が第
９図に示されている。Ｌ記した各々の構造の場自と同様
に、シールの目的で、平な当接領域が周囲に設けられて
いる。

完成した電池が第１０図に示されている。これについて
説明すれば、少なくとも１つの空気導入１」１６と、溝
２５とを底部２３に有しているカソード［２１は、エア
カソード２９及びアノード容器３０と共に組み立てられ
る。７ノード容器３０は、アノード−電解液物質３１、
例えば、水性のＫＯＨ電解液に亜鉛粉末を添加したもの
、を含んでおり、その開放端の周囲が絶縁リング３２に
圧入されそしてその本体かはとめ材３３によってカソー
ド罐２１・から電気的に分離されるように組み立てられ
る。はとめ材３３は、カソードＭ２１を変形することに
よりカソード罐２１の内面と７ノード容器３０の外面と
の間に諦め付けられる。

カソード罐２１は、ニッケルメ・ンキされた鋼のような
変形可能な金属で形成されるので、アノード容７：ｔ３
０を包囲してこれにのるようにカソード罐２１を変形す
ると、通常、組み立てられた電池の底部２３が若干凸型
の曲率になることが当業者に明らかであろう。

発シ１の効果 第１Ｏ図に示された電池は、公知のエアカソード電池に
比べて、裕度の厳密な製品ではないために問題や欠陥を
減らしつつ大量生産できるという点で効果がある。更に
、セパレータ３４及びエアカソード２９を介して平な面
２７に及ぼされるリング３２の圧縮力によって得られる
シールは、空気導込日１６を経て電解液が漏れるのを防
止する。又１本発明の電池は、一般の公知電池に比べて
、所与の電池寸法について７ノード材料の量が多いこと
も特徴である。

４１ｒ定の実施例について本発明を説明したが、特許請
求の範囲から逸脱せずに別のやり方で本発明を実施でき
ることも当業者に理解されよう。

【図面の簡単な説明】

第１図は、公知のカソード罐構造を示す断面図、 第２図は１本発明の電池のカソード罐構造を示す断面図
、 第３図ないし第７図は、本発明の電池に有用な溝パター
７を示す平面図、 第８図及び第９図は、本発明の電池の別のカソード罐構
造を示す断面図、そして 第１０図は、本発明の電池の断面図である。 ２１・・φカソード罐　２２・・・中空円筒２３・・・
底部　２４φ・・接合部 ２５・６．溝　２６−−−面 ２７・・争シール面　２８・拳・面 ２９・―・エアカソード ３０−・・アノード容器　３２拳Φ・絶縁リング手続↑
ｌＩｉ止書（方式） 昭和　年　月　日 １、事件の表ボ　昭和５９年特許願第１２８３９１号２
、発明の名称　エアカソード式ボタン電池３、補正をす
る者 事件との関係　出願人 名称　レイオバソク　コーポレーション　”４、代理人 ５、禎１１−命令の日付　昭和５９年９月２５日に、輔
１１−の対象　願書　代理権を証明する書面法人口Ｗｉ
ｉｉＥｔ！１１書　全図面

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）エアカソード組立体と、アノードと、電解液と、
   セパレータとを備え、これらは、アノード罐を含む電池
   組立体に収容され、アノード罐の開放端はカソード罐へ
   と延びていて、これらの間にはとめ材が圧着され、組み
   立ての際に、上記カソード罐は、その底部に、電池外部
   と連通した口を少なくとも１つ含むようなボタン電池に
   おｌ／Ｘで、（ａ）に記カソード確の底部内面及び（ｂ
   ）１−記載なくとも１つの口の付近で上記カソード罐の
   １記載部内面に＃ｉ接するＬ記カソード組立体の面のう
   ちの少なくとも片刃に複数の溝が設けられていて、１−
   記１−１から離れた複数の位置におｌ／Ｘて」；記ＩＩ
   と−１−記カソード組立体とを連通ずるガス拡散流路が
   画成され、１−記構は、上記カソード組立体と１−記カ
   ソード罐のヒ記載部内面との両方の周辺で終っていて、
   互いにシール形態で圧着された溝のない引接周囲が形成
   されることを特徴とするボタ／電池。 （２）上記溝は、上記カソード罐の底部の内面にある特
   許請求の範囲第（１）項に記載のボタン電池。 （３）上記溝は、上記カソードを向いた上記カソード組
   立体の面にある特許請求の範囲第（１）項に記載のボタ
   ン電池。 （４）ｌ−記電池の上記底部にある上記少なくとも１つ
   の口は中央に配置され、Ｌ記構の少なくとも１部は１．
   上記中央に配置された口から外方に放射状に延びる特許
   請求の範囲第（２）項に記載のボタン電池。 ぐ５）−ヒ記少なくとも１つの口に対して同心的に史に
   別の溝が配置される特許請求の範囲第（４）項に記載の
   ボタン電池。 （６）上記溝は、ワ・ンフル状のパターンをしている特
   許請求の範囲第（２）項に記載のボタン電池。 （７）底部に検数の口を含む特許請求の範囲第（６）項
   に記載のボタン電池。