JPS6324570A - モジユ−ル式空気カソ−ドおよびアノ−ドケ−ジを有するバツテリ− - 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】 （従来の技術） 空気カソードとして知られているカソードをカーボンブ
ランクとポリマー結合剤の混合物から調製することおよ
び斯かる材料全シート形態で調製することは有用であっ
た。このシートは活性化された材料を含有することもで
きる。例えば米国特許第４，３５４，９５８号には、カ
ーボンブランクとフィブリル化されたポリテトラフルオ
ロエチレン粒子を含有して強ｆＩ’を改善した電極用活
性層の製造につき記載しており、この電極は白金触媒が
付与された活性な炭素粒子により活性化される。この活
性層は裏打ち層に積層され、そのラミネートは活性電極
として有用である。

ラミネートの表面にスクリーンを圧入して積層電極を調
製することも知られている。米国特許第３．４５６，１
１３号に開示されているように、一方のスクリーンは活
性層と共に使用され、他方のスクリーンは裏打ち層と共
に使用される。

あるいは、消耗性電極たとえば亜鉛板電極を用いるバッ
テリー構成で、炭素電極全導電性はくとセパレータに押
し付けてもよい。米国特許第４．１１５，６２６号には
その代表的セルが示されている。相互連結要素全付与す
るため、匝鉛電毬全合成プラスチック粋に収納している
。

バッテリー構成内の相互連結層の一部として電解質吸収
層を付与することが有用なことも見出されている。例え
ば、米国特許第３，５９８，６５５号は、このような吸
収層全消耗性金属アノード板と被覆されたスクリーンか
らなる平面状カソードの間に配すると有用なる旨全記載
している。特に該特許の図に示されているように、実質
的に全てのバッテリー要素をケース内に収めることがで
きる。

あるいは米国特許第３，５１８，１２３号に開示されて
いるように、消耗性電極が不活性な非消耗性材料で包ま
れているような電極では、そのケースが電極を支持する
。この構成は、バッテリーの過早脱水を明らかに遅らせ
るであろう。

更に最近の米国特許第４．２．１６，３２４号では、電
極が箱の対向面上にある箱形形態のもの全使用している
。電解質は相間する電極間に維持されており、消耗性陽
極は板状をなし、例えばスプリングクリップで箱壁上の
位置に保持されている。米国特許第４，５５１，３９９
号には、テーパ付アノードが示されており、隣接構造は
溝付きの壁および交代するスＲ−スと突出部を備えたカ
ソード全有する。

最近の米国特許第４，５５１，３９９号にも、カソード
がアーム上に搭載できることおよびアーーームに巻き付
けできることが示されている。アームはセパレータ壁を
通して侵入し、それにより壁の遠い側にあるアノードゞ
と接触できる。アノードはくさび形状であり、その背側
面は垂直なセパレータ壁の形状と一致し、傾斜側面はカ
ソード面に平行な平面内にある。

溶接と接着剤塗布の組合せ技術を用いてグリッド全セル
本体に接着することにより、表面スクリーン強化したカ
ソードゞをセル本体に固定することも提案されている。

ソール全史に強化するには、貫入部材たとえばネジが有
用であるとも教示している。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、このような全ての構造には、諸要素を緊
密にシールし、しかも良好な電気的接触を維持する改善
の余地が尚かなり存する。修繕などのため、密に会合し
たセル部材に損傷や損失を与えず、容易に挿入および取
り外しが可能な相互連結構造の提供は望まれるところで
あろう。これに操作の始動の高速化が結びつけば更に望
ましいであろう。

米国特許第４，３７９，０３４号は、酸素電極の望まし
くない始動が、ならしくｂｒｅａｋ　ｉｎ）操作により
克服できる可能性全開示している。しかしながら、最も
経済的に始動できる現実的な操作があるならば、更に望
まじいであろう。こうなれば、ならし操作すなわち低電
解質液流速および低電流密度、従って酸素流速も通常よ
り低下する操作が不要となるであろう。

（問題点全解決するための手段） 今や、組立ならびに解体が極めて容易な組立バッテリー
が製作された。更に詳しく述べると、セルの外部でカソ
ードモジュールを組み立て、それにより必要に応じてカ
ソードモジュールを取１１しあるいは再挿入できる組立
バッテリーが実現されたのである。このモジュールは、
電解質液に対する極めて望ましいシールと卓越した電気
的接触を併せ有する。同様にアノード支持構造物も、そ
の組立ならびにアノードの挿入が容易であり、セル操作
によりアノードが溶解した際のアノード供給あるいは望
むならばセルからのアノード９取り出しも容易である。

この組立アノード９は、アノード−カソード間隙を容易
に望ましい距離に接近させて使゛用することができる。

この組立は全て、複雑でなく、時間消費ステップもなく
達成される。更には、高価な要素ややっかいな要素も必
要でない。

更には、前述の事項は、より現実的な操作に近いセル始
動との組み合せで得られ、セル操作パラメータ全注意深
（調節する必要がない。

本発明は、−特徴として、組立ならびに解体が容易にで
きる消耗性金属アノード９型のバッテリーに関するもの
であり、核バッ、テリーは下記よりなる。すなわち、セ
ル電解質液に抵抗性ある非導電性セル容器；多孔質シー
トカソード部材、このようなシートカンード部材に圧迫
された有孔金属導体および、シートカンード部材と導体
部材め周辺縁部の周囲に位置する導電性金属枠全備えた
枠付きの合体されたガス拡散カソービ；カソードゝ枠に
少（とも部分的に圧迫されたケージ枠部材を有するセル
容器内のアノードケージからなり、アノードを含有およ
び合体された枠付きカノードは、加えた圧力を解放する
ことにより独立に取り出し可能、であり、かつ、非導電
性セル容器内に再挿入可能である。

アノードを含有に関しては、本発明は、断面が少くとも
実質的に７字形である非導電性の頂部開放ケージに関す
る。このケージは、７字の底部に沿って伸長する下方枠
横断部材、互いに間隔をあけて配置され、ケージの開放
頂部を形成する２以上の上方枠横断部材金有し、各上方
枠横断部材は、斯かるケージの頂縁部に沿って互いに且
つ下方枠横断部材に平行に伸長し、ケージ棒は間隔をあ
げて配置され、上方枠横断部材を下方枠横断部材に接合
する。

合体された電極モジュールすなわち「合体された枠付き
ガス拡散カソービ」に関して、本発明は、セル本体の外
での組立に適応し、そのあと冶金学的接合を伴なわぬ機
械的手段により斯かるセル本体に収納でき、かつまた本
体への挿入＼よび本体からの取出しが容易に可能なモジ
ニールに関する。

更に詳細には、このモジュールは下記からなる。

すなわち、少（とも実質的に平面状の形態をなす多孔質
シートのガス拡散電極部材；少くとも実質的に平面状の
形態をなす有孔金属導体、このような導体部材はシート
電極部材の一面に圧迫されて導電的に接触する；シート
電極部材と導体部材の両者の周辺の周囲にある導電性金
属枠、枠縁部はシート電極と導体部材の周囲で該金属枠
に緊縛されて導電的に接触し、それにより斯かる導体部
材、シート電極部材および枠を機械的に強固に接合する
；および緊密な液体シール全補助するため金属枠の縁部
間に配される非導電性で電解質液に抵抗性あるシーラン
トからなる。

本発明の重要な一特徴は、カン−トモジュールが空気カ
ソードとして使用可能な強化シート電極を有し得ること
である。このような電極は、フルオロカーボンポリマー
を含有する疎水性重合体結合削１０乃至関重量パーセン
トと触媒が付与された炭素粒子との混合物の薄い単一シ
ート層からなり、この層はシート内部に親水性メルク金
属を含有せず、該単一シート層の前面および背面の平ら
な両表面上に、シート表面で露出され但しシート表面内
に圧入・埋置された有孔金属メンシーを有し、各有孔金
属メツシュは昇温下でシートに焼結されている。

本発明の更なる重要な特徴は、カソードモジュールが酸
素カソード９として特に有用な急速始動電極全有し得る
ことである。このような電極は、約０．０１ミクロン乃
至約０．１　　ミクロン範囲内の粒径を有する触媒付与
カーボンブランク粒子からなり、斯かるカーボンブラッ
クは約１０乃至約５０重量パーセントの疎水性重合体結
合剤と混合され、斯かる薄いシート層はその電解液に面
する表面上に、約１ミクロン乃至約１０ミクロン範囲内
の粒径と約５００乃至約１５００平方メートル／グラム
の表面積全有する触媒付与炭素と、約０．２　　ミクロ
ンの粒径を有するフルオロカーボンポリマーを含有する
微粒状の疎水性重合体結合剤、約１５乃至約５重量パー
セントとの混合物の被覆を有し、斯かる被覆は被覆重量
基準で約５乃至約１５重量パーセントの触媒を含有する
。

本発明は、空気カソードモジ受け入れるための非導電性
セル本体部にも関する。このような°セル本体部は、空
気カソードに面し但しそれから隔たった平面状の表面全
有する。このセル本体部は、空気供給手段に連結され、
平面状の表面の縁部に沿う空気入口プレナム（ｐｌｅｎ
ｕｍ）　ｋ有し、この入口プレナムは均一、かつ、斯か
る表面の縁部長に少（とも実質的に沿って伸長する空気
供給孔を有する。この入口プレナムは、空気供給孔の長
さに沿って均一に、平面状の表面に空気を供給する。こ
のセル本体部は、更に、空気供給孔の反対側の縁部で平
面状の表面に沿い、かつ、空気排出手段に連結された空
気排出プレナムを有する。この排出プレナムは、斯かる
空気供給孔と寸法および形状が対応し、この空気供給孔
と平行に配置された空気排出出口を有し、それにより平
面上の表面上を流れる空気が排出出口に吸い込まれる。

セル本体部は、平面状表面の面全横切り、少（とも実質
的に空気供給孔から空気排出孔に伸長する一連の平行で
間隔をあけた空気導通要素を有しており、これは障害物
全付与せぬ方式で空気が平面状表面全横切って流れるの
を補助する。この空気は空気供給孔から入り、平面状表
面の上音空気導通要素に沿って流れ、空気排出出口を経
て出る。

本発明は更に、液体の浸透に抵抗性を有し、平面状シー
ト形態にある電極の周辺縁部全収納する金属枠２有する
合体された組立電極の製作方法に関するものであり、核
力は下記からなる。すなわち、金属枠周辺部の周囲で該
部材？立ち上げて縁部突出全有する金属枠部材を形成す
ること、但しこのような突出は枠隅部に切欠き全有し、
該枠部材の形状はシート形態にある電極の周辺縁部の形
状に一致する。；シートの周辺縁部を斯（立ち上がった
縁部突出にほぼ隣接するよう、シート形態にある電極を
枠部材内に配置すること；電極の隅部切欠きに、電解質
液に抵抗性あるテープを貼ること；立ち上がった突出縁
部の底部に沿って、電解質液に抵抗性あるシーラントの
ビーズを枠部材内に当てること；およびこのように立ち
上がった縁部突出全下方に折９曲げて、電極、テープお
よびシーラントと緊密に接触させることからなる。

本発明の尚更なる特徴は、アノードケージ用の特定され
た棒およびケージ内でのその配置角にあり、かつまた、
アノードケージ最下横断部材とセル内で隣接するカソー
ドモジュールの枠部材の高さを特別に配慮することにあ
る。更に本発明の方法は、その一部として、モジュール
弐カソード全セル本体に接合すること、ならびに強度を
増大させた強化シートカソード部材の製作方法にも関す
る。

第１図は、アノードおよびカソード部分を含むセルユニ
ットの分解組立図である。

第２図は、枠折り曲げ前のカソードモジュールの隅部１
ｑ分的に示す。

第３図は、折り曲げ後のカソード９モジユール縁部の断
面を示す。

第４図は、セル本体部の正面、カノードに面する側を示
す。

第５図は、セル本体部の裏面、電解質戻り側金示す。

第６図は、アノードケージ用密視図である。

第１図につき説明する。２で一般的に示されるセル本体
部は、一般にＵ字形に伸長する外側枠部材３を有する。

このＵ字形枠部材３は、２個の外側枠柱５ａ、５ｂ　間
で連結する底部横断部材４を有する。また、セル本体部
２の＠面上の枠柱５ａ。

５ｂ間には壁様面６があり、これはカソード８室の裏面
を形成し、垂直に対して傾き金有し、凹んだみぞ７がそ
の周囲を取り巻−・ている。みぞ７と而６が、枠部材３
の支柱５ａ、５ｂ間の面積の実質部分を占める。この面
６は、枠柱５ａ、５ｂに対し若干角変が付与され、垂直
に対して傾いている。

面６を横切って空気導通路要素８（隆起部として示して
いる）が伸長しており、これは本質的に空気プレナム室
人口９から反対側の平行な空気プレナム室出口１１に伸
長している。面６上の隅部には、カソード突出部（図示
されていない）を受入れるための凹部１２も配されてい
る。底部枠横断部材４は、実質的に横断部材°４の長さ
に沿って伸長する電解質供給溝１３を有する。供給溝Ｉ
３は、セル本体部の前面で、横断部材４内の凹んだ電解
質供給（ぼみ１４に開放されており、それを通して電解
質液が流れる。

一枠柱の５ａに孔１５ａが伸長しており、カン一ド電流
取出しスタット”２５ａが取り付けられるようになりて
いる。枠柱５ａは、空気キャビティーすなわちプレナム
（図示されていない）に連結した空気排出口１６ａも有
しており、このキャビティーまたはプレナムは壁様面６
上に出口１１を有する。

枠柱５ａは更に、電解質液供給溝１３の背後に供給管ま
たはプレナム室（図示されていない）に連結、する電解
質入口１７を含有する。枠柱５ａ、５ｂおよび底部横断
部材４には結合ボルト（図示されていない）用の孔２８
がある。底部横断部材４の凹部１４上には、カソードモ
ジュールの底縁部に隣接する下方棚状突起１８がある。

カソードモジュールの上方枠部分は、上方棚状突起１９
の下に位置する。上方棚状突起１９の頂面９上には、カ
ソード固定手段２４ヲ受ける溝２１が付与されている。

上方棚状突起１９の後方には、溢流路ρが垂直柱すなわ
ちフランジ部材乙の間にある。

枠部材３の背後には、隔壁４０ａがあり、そのくぼんだ
みぞ内にＱ　＋　＋）フグ２フヲ含有する。隔壁４０ａ
は結合ボルト（図示されていない）用の孔路も含有する
。

カソードガスケット２９が、セル本体部２の（ぼんだみ
ぞ７に配置される。３１で一般的に示したモジュール式
カソードの枠はカソードガスケット２９にぴったりと合
う。このモジュール式カソードヲ、本願では「モジュー
ル式空気カッ−１−″（ｍＯｄｕｌａｒａｉｒ　ｃａｔ
ｈｏａｅ）ｊあるいは「枠付きガス拡散カソード（ｆｒ
ａｍｅｄ　ｑａｓ−ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ　ｃａｔｈｏｄ
ｅ）’Ｊとも称する。このモジュール式カソード３１は
枠３２ヲ有し、該枠は前面の垂直縁部３２ａ、０ならび
に枠を連結する頂縁部３２ｃ（部分的に示す）と、枠底
縁部３２ｄおよび同様な背縁部（図示されていない）を
有する。これらの縁部３２ａ、ｂ、ｃおよびｄはシート
カソードあの周囲に形成され、このシートカソードはほ
とんど常に炭素／７＋′？リフルオロカーボンマトリツ
クスであって、本願では［多孔質シートカソード（ｐｏ
ｒｏｕｓ　５ｈｅｅｔ　ｃａｊｕｏｄｅ）ｊ　あるいは
［ガス拡散力ノート’（ｇａｓ−ｄｉｆｆｕｓｌｏｎ　
ｃａｔ−ｈＯｄｅ）」とも称する。このシートカソード
讃の一部に有孔金属支持部材３６すなわちグリッドが霧
出している図を示す。この金属支持部材３６は、シート
カン−ドアの表面に強制的に部分埋置されている。モジ
ュール式カソード３１が垂直に対して若干傾きを有して
セル本体部２の内部に配置される際には、シートカッ−
１−”３４はセル本体２０面６と相あり、それにより面
６がカソード室の背部を形成する。

第１図に示すように、４１で一般的に示す頂部開放アノ
ードケージは、モジュール式カソードケージ３１に隣接
している。このアノードケージ４１は、断面が７字形で
あり、７字形の端断面４８ヲ有する。

このケージ４１は上方に２個の平行な枠横断部材４３を
有し、それらは互いに間隔をあけて各々アノードケージ
４１の頂縁に沿って端部４８の間に伸長している。アノ
ードケージ４１の底部では、端部４８が下方枠横断部材
４４に連結している。この下方枠横断部材４４は、アノ
ードケージ４１の底部に沿って、上方枠横断部材４３と
平行に伸長している。この下方横断部材４４は、流入す
る電解質液の供給マニホールドとして機能し、従ってそ
の長さに沿って横断部材４４の各側止に互い違いのノツ
チ４９ヲ含有する。

下方横断部材４４と各上方枠横断部材４３の間には一連
のケージ棒４５がある。

上方枠横断部材４３、端部＝１８、ケージ棒４１を組み
に消耗性金属アノ−）４６に挿入することができる。

このくさび形のアノード’４６は一般に広い２面４７全
有し、各面ともモジュール武力ノード３】のシートカソ
ード讃と相面する関係にある。このアノー１面４７はケ
ージ棒４５に係留され、それによりこの棒４５が電解室
液間隙をアノード８面４７とシートカソード３４の間に
固定する。下方横断部材４４と端部４８は、圧縮部材と
して機能するが、モジュール式カソード″′３】ヲぴっ
たりとシールする。これについては後で更に詳しく説明
する。一般に７字形のアノードケージ４１の断面は、セ
ル本体部分２の面６の傾斜に一致した角度を有する。従
って、この面６、モジュール武力シート″′３】および
アノードケージ４７は少（とも実質的に平行に維持され
、相面する関係にある。この関係は、垂直から約２−５
°の僅かな角度でも、あるいは３０°以上の大きな角度
でもよいが、垂直からの面６の角度は約３°乃至２５°
の範囲内が最も代表的である。

第１図で更に示すように、第二のセル本体部１が隔壁４
０ｂに隣接している。この第二セル本体部１は、図示さ
れていないが、カソードゝガスケットとモジュール式カ
ソードヲ含有する。この隔壁４０１）は結合ボルト用の
孔２８全有する。このセル本体体部１は、アノードケー
ジ４１との電気接続を可能とする孔３０ｅ有する。セル
本体部１は、カソード突出部（図示されていない）と連
結するためカン一ド電流取出しスタノ）”２５ｂ’ｅ挿
入する突出部接近孔１５ｂも有する。セル本体部１は更
に、空気排出口１６１）ならびに垂直柱部材ｎと電解質
′Ｐ２Ｌ酪流路２２を有する。

次に第２図を参照すると、３２で一般的に示されるカソ
ードゝ粋の一部が図示されており、この枠は部分的に組
み立てられた開放枠であり、折り曲げ操作などにより最
終組立物に仕上げられるものである。カンード枠３２は
、その周辺に垂直な枠縁部すなわち突出部３３ａ’（ｒ
有し、かつ、それと直角をなして連結する縁部３３ｂｆ
ｆｉ枠の主面内に有する。

この縁部３３ｂは、水平枠縁部３３ｂとも称される。

水平枠縁部３３ｂ上にはシートカソード讃およびグリッ
ド３６（共にその一部が図示されている）が積載されて
いる。カッ−ビシ１とグリッド９３６は、水平枠縁部３
３ｂに沿って、実質的に垂直枠縁部３３ａと交わるまで
伸長する。カソード″アとグリシ）’　３６の周辺部に
は、シーテント３７のビーズがその上に当てられる。枠
縁部３３ａの隅部に、液体シールを緊密にするための接
着剤全裏打ちしたテープ（図示されていない）を、カン
−ＶＵとグリノビ３６の双方の上に配してもよい。

垂直枠縁部３３ａを水平枠縁部３３ｂと接触噴る方向に
押し下げると、シーラント３７は接合縁部３３ａと３３
ｂの間で圧縮される。このシーラント３７は接着剤を裏
打ちしたテープと相まって、カノード枠３２の周辺部に
沿う縁部３３ａと３３１）の間に、空気および液に抵抗
するシール金与える。これらの枠縁部３３ａおよび３３
１）全折り曲げて合せたあと隅部を斜め継ぎにするため
、垂直枠縁部３３ａと３３ｂの間に隅縁切り込み３８金
付ける。このようにすると、枠縁部３３ａ、３３ｂは折
り曲げ後に、カソード３４の全周辺部に電流を一様に分
配することができる。

第３図には、カソード枠縁部の一部の断面のみを示して
いる。折り曲げにより、垂直枠縁部３３ａは、水平枠縁
部３３　ｂにほぼ接触するようにされる。

金属支持部材すなわちグリッド加６を内部に埋置したシ
ートカソート″アが、これらの縁部３３ａと３３ｂの間
にはさまれる。縁部３３ａと３３ｂのＵ字形接合部にあ
るシーラント３７は、Ｕ字形の継ぎ目でシートカソード
Ｍに対し電解質液抵抗性シール全付与する。

第４図は、セル本体部１のカソードに面する側全更に詳
細に示す図である。このセル本体部１は、底部横断部材
４と垂直枠柱５ａ、　５ｂから形成される枠部材３全有
する。くぼんだみぞ７で周囲を取り巻かれた壁様の面６
が枠柱５ａ、５ｂの間にある。

隆起部として示した空気導通路要素は、面６を横切って
、空気プレナム室人口９から反対側にある平行な空気プ
レナム室出口１１に伸長している。同じように、この面
はカソード突出部（図示されていない）を受けるための
凹部１２ヲ含有する。この空気導通路要素８は、空気を
導く要素８として機能するだけでなく、シートカソード
３４が本体部１の面６に向って移動する距離も制限する
。このような空気導通路要素８は図では隆起部として示
してはいるが、このような隆起部と組合せて通常使用さ
れるその他の構造たとえば面６内に切り込みを入れた空
気導通路みぞまたは面６に沿って置かれたプラスチック
製エキスパンデッドメツシュも考えられる。

再度第１図に戻ると、セル本体部２は、セルに十分な電
解質液を供給するために適当な電解質液供給溝１３を備
える。これとは対照的に、第４図のセル本体部１は電解
質液供給溝を有さず、その代り底部横断部材４上にくぼ
んだ電解質液供給凹部１４ヲ有しており、その凹部は第
１図の本体部２の同様な凹部と対になって電解質板貯槽
全形成し、それから電解質液がセルに供給される。第４
図のセル本体１は、枠柱５ａ、５ｂおよび底部横断部材
１４に面する連続なＵ字形０−リング３５を（ぼんだみ
ぞの内部に有する。このＱ　＋　リングは、セル本体部
１が第１図のセル本体部２などの隣接セル本体部と強固
に接触した際に、緊密な液体シール手段となる。

第４図に示すセル本体部１の枠柱５ａ側には、電解質液
戻り２６があり、内部の電解質液液戻りキャビティー（
図示されていない）に通じている。

枠柱５ａ上のそれより上方には、空気供給口３９があっ
て、空気供給手段（図示されていない）を空気プレナム
室人口９に連結している。この本体部１は、第１図の本
体部２と同様に、下方棚状突起１８とそれに対向する上
方棚状突起１９ヲ備えており、カソービ保持要素（図示
されていない）を含有するための溝２１が上方棚状突起
１９上にある。上方棚状突起１９の頂面冗上には、遠端
の枠柱５ｂにアノード接続孔の孔（９）がある。アノー
ド９を配する際に、この孔間は、接続スタンド（図示さ
れていない）と同様に、セル外部からアノードを含有４
１の上方横断部材への電気接続を可能とする。この接続
スタットゝは、枠柱５ｂの遠い側の斜めに切ったみぞに
外部Ｑ　＋　ＩＪソング有してもよい（全て図示されて
いない）。セル本体部１は、その頂部に沿って、電解質
液戻り溝ｎと垂直な柱部材部も有する。

第５図は、第４図のセル本体部１を裏の電解質液戻り側
から示した図である。垂直な柱部材乙の間には、電解質
液戻り溝ｎが電解質戻り導通路間に向って開かれている
。この導通路は下方に向い、電解質液戻り孔間で終って
おり、この戻り孔（イ）は電解質液液戻管（図示されて
いない）に供給し、内管は遠枠柱５ａｉ経て第４図の電
解質液戻り出口２６に連結している。近枠柱５ｂには、
上からアノード接続孔（ト）、その真下に枠柱５ｂを通
してカノービ受入れ凹部（図示されていない）に接続す
るための突出部接近孔１５１）があり、最後に、枠柱５
ａの底部に向う空気排出口１６ｂがある。

セル本体部１の裏の電解質液戻り側も０−リング５２ヲ
備えており、枠柱５ａ、５ｂ’に下り横断部材４を横切
って伸長するＵ字形のみぞに、配されている。この上う
な０−リングは、本体部１の裏側が端板のような部材た
とえば第１図の隔壁４０１）などに接する際、あるいは
第１図に示したように対向するセル本体部２の電解質液
戻り側に接する際に、緊密な液体シールを与える。すな
わち、第１図のセル本体部２の裏側にも同様に、電解質
液戻り孔ωに連結する電解質液戻り導通路がある。

更にこの点に関しては、第１図のセル本体部２の背部は
、Ｕ字形の０−リング５１の受けみぞがある点を除いて
、セル本体部２の裏側と同じである。

第６図は、アノードケージ４１ヲ更に詳しく示した図で
ある。頂部が開放されたアノービケージ４１は２個の平
行な上方横断部材４３ヲ有し、この横断部材は互いに離
れていて端部４８で伸長している。

端部４８はネジ５２で横断部材４３に固定されており、
一端部４８は電気接続孔４２ヲ有し、それを介して上方
横断部材との電気接続を可能としている。このような電
気接続は、第５図に示したセル本体部１の枠柱５ｂのア
ノード接続孔３Ｃ１経て続く。端部４８のテーパ一端に
は下方横断部材４４がその間全伸長している。この下方
横断部材４４はノツチ４９ヲ有し、このノツチ４９は横
断部材４４の裏表で互い違いに配され、電解質液供給用
のマニホールドとして機能する。この下方横断部材４４
ならびに端部４８は、後で更に詳細に説明するように、
圧縮部材とじても機能する。この下方横断部材４４は、
第１図の本体部１および２の各々から、それらを合せて
セルを形成する際にくぼんだ電解質液供給凹部４から形
成される電解質液貯室に少くとも部分的に適゛合するよ
うな構造にすることができる。

端部４８と下方横断部材４４は通常は絶縁材料製である
が、各上方横断部材４３は電気伝導性であってもよい。

この上方横断部材４３は、それから下方横断部材４４に
伸長するケージ棒４５と電気的に接触できる。しかしな
がら、ケージ棒４５はポリマーコーティングなどにより
大部分が誘電性にされ、カソードとアノードゝの間の電
解胃液空間？誘電性材料で実質的に固定して電気の短絡
全回避する。くさび形金属アノ−）？（図示されていな
い）と十分に電気的に接触して良好な導電性全付与する
ため、ケージ棒４５は内部の導電性表面５１が露出され
ている。このケ′−ジ棒４５は垂直に対し傾斜を有する
。

最初、このケージ棒はアノードを含有４１の７字形面内
にあって傾斜しており、前記の垂直軸に対して３°−２
５°の角度を有するのが最も代表的である。

しかしながら、このケージ棒は下方横断部材４４に対し
て９０°以外の角度ケ有する。すなわち、第６図に示す
ように端部４８の面内の垂直軸に対して傾斜する。端部
４８の面に対する角度は、約５°乃至約４０°の範囲内
が代表的であり、その角度条件が好適配置である。この
第６図に示すように、−上方横断部材４３から下方横断
部材４４に至るケージ棒４５は一方向で傾斜し、他の上
方横断部材４３から下方横断部材４４に至るケージ棒４
５は対向側で傾斜する。傾斜したケージ棒４５は、アノ
ードの重力供給レベルを望ましくすることと相まって、
アノード９面を横切るアノード溶液をより均一にする。

ケージ棒４５は直線状の棒４５として図示しているけれ
ども、他の形状たとえばジグザグ形状またはエキスパン
デッビメタリ形状も考えられる。更にはケージ４１は７
字形で図示されているが、その他の断面形状も考えられ
る。隔壁たとえば第１図のセルでセル本体部１金取り除
き、隔壁４０１）のみを残した隔壁に隣接するセルノミ
ツクでは、ケージ４１の平らな垂直側部が隔壁４０ｂに
隣接し、このような側部はケージ棒４１を取り除くこと
ができる。このようなケージ４５に対するアノードは、
隔壁４０ｂに面する連続で平らな側部を有し、従って一
組のケージ棒４５と接触する単一の傾斜した側部のみ金
有する。

再度第１図を参照すると、セルの組立は、モジュール式
カソード加１をセル本体部２に配置することから始まる
。この前に、弾性を有する、代表的にはゴムの「額縁」
ガスケット四、たとえば低硬度もしくは独立気泡？有す
るＥＰＤＭ、ネオプレンまたはビニルのガスケットｋ、
面６を取り巻（周辺のくぼんだみぞ７に配置する。次に
モジュール式カソード″′３１ヲ、その枠底１３２ａが
セル本生部２の下方棚状突起１８に接するように配置し
、カソード枠の頂縁部３２　Ｃ，’ｔセル本体部２の上
方棚状突起の下に配置する。次にＵ字形のりＩＪ　ノブ
２４で示すカソード９固定手段の一脚を溝２１に、その
他脚をカソード枠３２の頂縁部３２Ｃに挿入する。この
クリップ２４は弾性を有するスプリング様のクリップ２
４であり、従って頂縁部３２Ｃｅ弾性ゴムのカソードガ
スケット２９に圧迫する。

同横にして、モジュール弐カッ−）”３１−セル本体部
１に配置する。次にセル本体部１および２を合せ、例え
ば結合ボルトヲ適当な孔路に通して互いに接合し、本体
部１および２の枠柱５ａ、５ｂおよび底部横断部材４を
連結する。アノードケージ４１は、その上方横断部材４
３が本体部１および２の上方棚状突起の上面加上に載る
ように、両カソード９モジュール３１間に挿入される。

また、アノード端部４８はカソード９の垂直枠縁部３２
ａ、ｂに接触し、一方アノービの下方横断部材４４はカ
ソード９枠の底縁部３２ｄに接触する。カソード９枠の
底縁部３２ｄとアノードの下方横断部材４４は、その高
さが一致していることが好ましい。もっとも、その他の
配列たとえば横断部材４４ヲより高くすることも考えら
れる。この高さが一致する場合には、アノード４６はカ
ソードシート３４の最下部まで重力供給され、それによ
りシートカソード″′３４の全表面が使用されて、その
表面使用効率が高められる。

本体部１と２を強固に合せると、カソード枠底および垂
直縁部がアノード端部４８および下方横断部材４４に接
触するので、その接触によりカソード枠底および垂直縁
部の３２ａ、’ｂおよびｄに力が伝達される。更に詳し
く述べると、下方横断部材４４が枠底縁部３２（ｌに圧
力を加え、アノード端部４８が垂直縁部３２ａおよびｂ
に圧力を加える。前述のように、枠の頂縁部３２は、固
定手段２４によりその場所に圧力が加えられる。このよ
うにして、各モジュール弐カッ−）”３１は共に、カソ
ード９枠３２の全縁部の周囲で圧縮によりシールされ、
アノードケージ４１は、各モジュール弐カッ−’）゛３
ｉシールするための重要な圧縮部材なのである。更にこ
のような圧縮シールでは、モジュール式カソード３１は
、たとえば隔壁間の結合ボルトを締めると同時、に全て
シールされる。アノードケージ４１の上方横断部材４３
は圧力部材でな（、セル本体部１および２の上方棚状突
起の頂表面２０上に単に積載されているだけであるのは
了解されよう。この圧縮シールのあと、アノード９４６
ヲ各アノードゝケージ４１の開放された頂部に挿入し、
電解質液流、空気流および電流に接続する。セル本体部
１および２の裏側に、追加セル本体部または端板すなわ
ち隔壁４Ｑａ、４０ｂを並置してもよい。

セル本体１および２は、通常たとえば水酸化ナトリウム
または水酸化カリウムなどの熱アルカリ溶液である電解
質液に対し化学的な抵抗性を有する材料ならば、いかな
る材料で製作してもよい。

有用な製作材料には、セラミックス、ニッケルなどの金
属ならびに塩素化ポリ塩化ビニルおよびポリ酸化フェニ
じンとポリスチレンの混合物を含むプラスチックがあり
、上記材料の組合せも含まれる。セル本体１および２は
、あとでモジュール式カソード加］およびアノードケー
ジ４１ヲ挿入できるよう、図に示すように通常は部分に
分けて製作される。セル本体に挿入されるその他の要素
には流体流マニホールドがある。例えば中空・管状の挿
入物が電解質液供給管すなわちプレナムに配される。そ
の挿入物内に電解質液供給溝１３に面してドリル穿孔さ
れた多数の穴が、電解質液をセルに導くのである。挿入
物内で発生する背圧は、供給溝１３に沿う電解質液の供
給をより均一にするよう働くＯ 通常のモジュール式カソード３】を製作する際には、垂
直枠縁部３３ａと水平枠縁部３３１）ｋ有する枠３２は
展性の銅から製作されるが、ニッケルなど他の材料も考
えられる。銅と（に焼鈍して展性を富ませた銅が、亀裂
のない折り曲げカソービ枠３２の提供に好適である。枠
３２は通常、焼鈍後に従来の酸エツチング法により洗浄
される。こうしてコーティングの準備が整う。コーティ
ングは、基材に悪影響を与えずに金属全金属基材に塗布
する技術ならば、いかなる方法によっても可能であると
考えられる。例を挙げると、プラズマスプレー法がある
。展性銅のコーティングは、その望ましい展性を保持す
るものでなげればならない。好適な鋼枠の場合には、コ
ーティングは事実上常にメッキであり、このメッキは通
常銀メッキである。しかしながら接合複合金属も有用で
ある。銀電気メッキに併用する、あるいはそれに代る他
のメッキ金属たとえば金または鉛による電気メッキも可
能である。代表的電気メッキとしては、下部の鋼枠を電
解質液の攻撃から守るために、無孔のメッキが望ましい
。このような化学抵抗性は、約０．２乃至約１ミリメー
トル厚みの銀メッキにより一般に達成される。

次に、得られたメッキ枠３２に、シートカソードゝ詞プ
ラスグリッド３６ヲ受入れるための準備を施す。

この部材は、予備形成が可能であるが、平面状であって
、空気または電解質液がシートカソード調に容易に接近
できるよう、通常はワイヤ織布または空隙容積の多いエ
キスパンデッビメタルもしくは金属維維のグリッド３６
またはスクリーンから構成される。構成の如何を問わず
、このよ５な有孔部材を本願では通常は単に「グリッド
」３６と称する。グリノ）’　３６の金属は、銀、銀メ
ッキされたニッケル、銀メッキされた銅あるいはそれに
ニッケルストライクなどのストライク（ｓｔｒｉｋｅ）
　ｆ伴なったものである。グリッド３６は銀メッキされ
た銅線のスクリーンがセル効率の上で有利であるが、ニ
ッケルメッキされたものでもよ（、頂層が銀メッキされ
たニッケルも好ましい。銅線は、代表径が約０．１乃至
０．２ｗｎであるが、通常は織られた形態にある。特に
第２図に示したような組立物に使用する際には、枠３２
の垂直縁部および水平縁部３３ａ。

ｂに形成される曲げられた縁部にできるだけ近ずくよう
、グリノ）”　３６　全カソード枠内に配置する。

このグリッド９３６は通常はシートカソード詞と共に予
備形成される。この操作には例えば約７０気圧（１００
０ｐｓｉ　）以上の圧力、約２５０℃以上の温度で焼結
することも包含される。こメ事については下記の実施例
で更に詳細に説明する。カソードＭは多孔質シートで溝
、成され、従ってグリッド３６が、。

組立の際、全カソードの機械的強度を支持する。

組立枠内のカソード構造物に普通以上の強度全付与する
ため、カソード詞の両側にグリノ）３６に使用する。つ
まり、カッ−）別にグリッド゛全二重に配するのである
。このようなグリッドの二重付与は有用ではあるが、カ
ソード操作全効率的にするため、カソード構造物の内部
にグリノ）−′を使用しないと最も有利となる。つまり
、シートカソード詞の内部に親水性のバルク金属が存在
せぬようにするのである。代表的な有用カソード構造物
には、炭素／疎水性重合体結合剤マトリックスのような
調製物が包含される。疎水性重合体は一般にマ）　ＩＪ
ノクスの約１０乃至約５０重量パーセント’に占める。

これはほとんど常に、ハロカーボン　ポリマー結合剤粒
子全マ）　ＩＪソックスする触媒付与炭素である。

一般に、炭素は極めて細かく分割されたものであり、例
えば約０．０１乃至０．１ミクロン範囲内の粒子ヲ有し
、フルオロカーポンイリマーなどのノ・ロカーボンポリ
マーは、他のポリマーと混合されていてもよいが、これ
も細かく分割されている。このハロカーボンポリマーは
、ポリマー粒径が１ミクロン以下たとえば約。２４乃至
　１ミクロン範囲内のものが有用である。マトリックス
材料中の炭素は、白金触媒などにより活性化される。こ
のようなカソード詞の代表的なものは、例えば米国特許
第４，３５４，９５８号に開示されている。このカソー
ド９構造物は、グリッド全二重に付与されており、組立
完了枠内にある際には、全く非可撓性ではないけれども
、異常な凸凹と剛性を有し、同時に高い電流分配能を有
する。

シートカソード″３４の一層として、カッ−）−′を作
動させる際に望ましくない始動操作なしにカソード全経
済的に始動させるよ５なμい被膜を使用することも考え
られる。便宜上、この層を「急速始動」層と、この属音
用いる電極を「急速始勅電与」と称することもある。好
適な急速始動層は活性炭素、好ましくは低灰分炭素もし
くは脱灰炭素から調製される。炭素の脱灰ぽ、アルカリ
水溶液たとえば水酸化す）　ＩＪウムまたは同等なアル
カリ金属水酸化物の水溶液と接触させることにより達成
される。通常は約３乃至約５５重量、ｏ−セントの水酸
化ナトリウム濃度を有する水酸化ナトリウム水溶液が使
用される。このような脱灰操作は、米国特許第４，３７
９，０７７号に更に詳しく開示されている。続いて低灰
分または脱灰された活性炭素粒子全貴金属触媒の前駆体
と接触させ、それに触媒全付与する。触媒量は一般に、
急速始動層の重量茶茎で約５乃至約１５重量パーセント
である。好適な活性化触媒には、白金触媒ならびにコバ
ルトテトラメトキシフェニルポルフィリンを含む大環族
触媒が包含される。

急速始動層の炭素粒子は、代表的には約１ミクロン乃至
約１００ミクロン範囲内の粒径を有し、その表面積は粒
子グラム当り約５００乃至約１５００平方メートルであ
る。この層は一般に、触媒が付与された活性炭素粒子た
とえば前記層の重量基準で約５乃至約１５重量％の触媒
を含有する活性炭素粒子を、約１０乃至約（９）重量パ
ーセントの疎水性重合体結合剤と混合したものから調製
される。有用な重合体結合剤は、１ミクロン以下の粒径
たとえば約。２４乃至１ミクロン範囲の粒径を有する。

このような結合剤については、これまでにも指摘したと
ころであり、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）
などのフルオロＺ　ＩＪママ−含有する場合が最も頻繁
である。このようにして触媒が付与された低灰分活性炭
素／ＰＴＦ’Ｅマトリックスが得られ、これは細分割微
粒材料を基材上に沈積させる適当な手段により、シート
カソード上に層状に被覆される。

モジュール弐カソード″′３】の製造におけるこの時点
では、組立物は開放枠３２と、グリッドを通常は二重に
付与されたシートカソード３４ｅ有する。垂直枠縁部３
３ａの隅部などに切欠き郷関がある場合には、その切欠
き部に両面接着テープを貼ると有用である。有用なテー
プには、アクリルテープ、ＥＰＤＭテープおよびビニル
テープが・ある。枠を折り曲げる前に、枠３２に沿って
シートカソード３４の周辺部にシーラント３７ヲ当てる
ことも有用である。事実上常に、シーラントのビーズ３
７ヲ枠縁部に沿ってカソードとグリッドゝ縁部上に当て
る。導電性、非導電性のいずれのシーラントも使用でき
るが、経済的な理由で非導電性シーラン）１使用するの
が有利である。有用なシーラントは長寿命シーラントで
あり、冷間塗布可能の空気で簡単に硬化する一成分ゴム
タイプのシーラントが好ましく、ネオプレンならびにＥ
ＰＤＭのマスチックが包含される。枠縁部３３ａ、ｂを
好適に折り曲げると、その圧縮によシ、冶金学的接合や
ボルト、ネジなどの貫入部材を用いずとも、カソード枠
３２は気密・緊密にシールされる。

他の枠組みや緊縛技術を用いてカソード３２をシートカ
ッ−）−′３４の周囲に緊密にシールすることも考えら
れる。すなわち、抵抗溶接などによりカン−ドグリッド 導電性エポキシシーラントなどによりグリッド３６を枠
３２に接合できるし、あるいは半田もしくは抵抗ろう付
けにより固定することもできる。溶接および／またはシ
ーリングとリベット打ちを併用するのも有用であるが、
好適ではない。このような配列には、折り曲げ法と並ん
で、単純な底枠３２を用いることも考えられる。すなわ
ち、底枠上にカソード″′Ｍとグリノ）−′３６を上被
し、そのオーバーレイは枠に固定しても、固定しなくて
もよいが、続いてそのオーバーレイ上に別の頂枠３２を
配置するのである。このようにすると、Ｕ字形枠とは別
の「サンドイッチ」構成となる。更には、内実底枠３２
から出発し、該枠シートの中央域に孔をあけ、その有孔
域にシートカソード詞を上被し、グリッド３６で仕上げ
することも可能であろう。枠シートの縁は内実のままで
、折シ曲げによりモジュール弐カソード９３】にするこ
とができる。先ずグリッド９３６を枠３２内に配し、半
田付けまたはろう付けなどでそれに固定し、続いてシー
トカソード”３４’ｉ別のオーバーレイとしてグリノ）
＃３６上に配することも、それが実際的な場合には考え
られる。このような各種手段により、効率的電気分布を
有し、かつまた、連続で機械的に保膿された接合部すな
わち機械的に支持された望ましい一体性の接合部を有す
るモジュール式カッ−）’３ｉ組み立てることが可能で
ある。

アノービケージ４１は、導電性が望まれる場合には、電
解質液抵抗性金属から製作されるケージ棒４５および上
方横断部材４３などの要素を有する。電解質液抵抗性金
属は、例えばニッケル、銀あるいは銀および／またはニ
ッケル含有金属または被覆金属たとえば銀被覆銅である
。メッキ金属に加え、拡散接合もしくは爆発接合された
複合金属も使用できる。ケージ４１は、導電性が望まし
くない場合には、プラスチックなどの材料から製作され
る非導電性要素をも有する。プラスチックスは、例えば
塩素化ポリ塩化ビニル、ポリスルホンまたはポリテトラ
フルオロエチレンである。アノ゛ービケージ４１のケー
ジ棒４５は、電解質液のだめのアノードゝーカソード９
間隙を提供するものであり、従ってアノード４６とシー
トカッ−）’３４ｔ−隔てる機能を有する。この電解胃
液間隙は誘電性のケージ棒４５により固定される。誘電
性ケージ棒４５は、カソード側は誘電性であるが、アノ
ード側は導電性であって、たとえば金属が露出している
。この棒４５は、アノ−１’４６と接触して電流を集め
るため使用される。

前述の組立物では、セル本体部を通常の降械的手段たと
えば結合ボルトなどで合せる。カンート９モジュール３
１の個々の要素を、例えばニカワ付け、半田付けなどに
よシ別々、独立に枠部材３に緊縛する必要はない。０−
リングは緊密な液体シールを付与するが、その他のシー
ル手段たとえばシリコーン詰めなど現所成形ガスケット
を使用することもできる。結合ボルトなどの手段を使用
すると、相互連結されたセル要素は、全ての必要な電解
質液シールおよび空気シールに十分なる圧力下に維持さ
れる。隔壁から隔壁への圧縮圧力は、アノードケージ４
１を経由して容易に伝達され、それによりアノ−）’４
６自身はケージ４１への挿入またはそれからの取り外し
が容易となり、セル圧縮を調節する必要はない。

以下の実施例は本発明の実施方法を示すものであって、
本発明を限定するものではない。実施例中、特記ない限
υ部数は全て重量基準である。実施例ではセル操作に空
気を用いているが、他にも例えば更に酸素濃度が高いガ
スなど有用材料が存在し、本発明に有用である。

実施例１ 先ず市販の水蒸気で活性化されたアセチレンブラック２
．１４重量部にアセトン中コノζルトテトラメトキシフ
ェニルポリフィリン触媒０．２５重量部を付与して空気
カソードを調製した。得られた触媒付与カーボンブラン
クを不活性ガス中、８００℃で熱処理した。等量のエチ
レン−プロピレン共重合体とポリテトラフルオロエチレ
ンを混合して形成した結合剤に、触媒付与カーボン７０
重量部／結合剤３０重量部の割合で触媒付与カーボンブ
ラックを添加し、得られた混合物を戸紙上で濾過して結
合カーボン層を調製した。得られた層の上に径０．０１
３センチメートル（ｃｍ）　、　２０　Ｘ　１０メツシ
ユ線／　ｃｍの銀メッキされたニッケルメツシュを配し
、約７気圧（ｔｏｏ　ｐｓｉ　）の圧力で軽く押した。

次にＰ紙を湿らせて除去し、この単一グリットゝカソー
ドをひつ（り返し、第二側に第二のニッケルメツシュグ
リッドを配して軽く押した。次にこの二重グリッド層を
平らな状態にして１１５℃、１４０気圧（２０００ｐｓ
ｉ　）で押し、次に圧力を約３５気圧（５００ｐｉ　）
まで減らして、アルゴンの不活性雰囲気下、３００℃で
焼結し、二重グリノドカーボンブラノク電極全調製した
。

これとは別に、炭素鉛部／触媒１０部の割合で触媒を付
与された脱灰「ＲＢカーボン」を結合剤と混合しく米国
特許第４，３５４，９５８号に更に詳細に記載されてい
る）、イソプロピルアルコール中で濾過して急速始動の
触媒付与活性炭層を調製した。この混合物を二重グリッ
ド９カーボンブランク電極のグリッド表面の一方の上に
濾過し、２１気圧（３００ｐ８ｉ　）、１００℃でプレ
ス・乾燥した。最終抑圧操作は、アルゴンの不活性雰囲
気中１４０気圧（２０００ｐｉ　）、１１５℃で行なっ
た。斯くして厚み約０．５　ｍｍの急速始動層が得られ
た。

単一銅シートから、外側寸法約１４　Ｘ　３０　ｃｍ、
内側孔ｌｌＸ２８ｃｍの焼鈍されだ鋼枠を切り出した。

銅突出部をその一隅部に半田付けし、次にこの組立物に
、標準的エツチングおよび電気メツキ法で、酸エツチン
グおよび銀メッキ全施した。得られたメッキ物品の銀メ
ッキの厚みは約０．０５　ｍｍ　（２ミル）であった。

その銅ヲ９０°の角度で曲げて、第２図に示すような「
開いた」枠金形成した。次に二重グリノドカンードヲ開
いた枠内に配置した。この二重グリノドカノートゝは、
カソードゝの縁部から枠の縁部までの間隔が約３聴とな
るような寸法を有した。枠の縁部は垂直な枠縁部である
。カソードの全周にわたるこの間隙に、単一成分の空気
乾燥コ゛ム製非導電性シーラントのビーズを当てた。更
に四つの各隅部に両面粘着アクリルテープを貼った。次
のへミングダイ（ｈｅｍｍｉｎｇｄｉｅ）でカソード９
枠を折り曲げ、２８ｋｑ／　ｃｍ２（０，２）　７　／
平方インチ）ノ最終圧力で全周辺を平らにし、枠がグリ
ッドの全縁部にわたって電流を均一に分配するようにし
た。

セル本体の手部分は、第１図および第・１図により詳細
に示すように、ポリ酸化フェニレンとホリスチレンの混
合物から調製されたプラスチックブロックから機械加工
したものである。この部分は、その主面から３°後ろに
傾いた面を有する。各セル本体の面の周囲にあるくぼん
だみぞに、低硬度の独立気泡ゴムから構成される「額縁
」ガスケット１設置した。次に空気カッ−トモジュール
全セル本体面上に配し、モジュールの突出接続部を面内
の適当な突出部受けに合せ、カソードモジエール全額縁
ガスケントに押し付けた。カソードの頂縁部を各セル本
体部に維持するだめ、厚み０．６４ｍｍのニッケル製Ｕ
字形クリップを各カソードに６個づつ、カソードモジュ
ールの枠頂縁部を横切って上方セル本体枠溝に差し込ん
だ。これによりモジュールは、その頂縁部を横切る場所
で強固に保持された。電気接続のため、セル本体側柱内
のカソード接続出口を経由し、糸状にした銅スタッド全
カソードモジュールの突出部にねじり入れた。銅スタッ
ドを０−リングでシールした。

アノードケージ上方横断部材となるような９，５Ｘ　９
．５　Ｘ　２７６ｒｒｒＩｎ　　の銅ビームを２本選択
した。ビーム上に５１＋＋ｏｎ間隔で中央にパンチ溝を
あけ、厚み２朋の銅線を各パンチ溝に圧入した。各線は
ケージ棒となるものであり、各側に５本のケージ棒を設
け、各棒の長さは１４６ｒｒａｎであった。次にビーム
と線を標準銀メツキ法で銀メッキし、厚み約０．０５ｍ
ｍ（２ミル）の銀被覆を施した。次のこの銀メンキした
線をキジロール溶剤を含有する空気乾燥絶縁コーティン
グ浴で浸漬被覆し、室温で硬化させた。

各被覆線の一部分を線状に削って銀下層を語呂させ、主
要周辺部は絶縁被覆のままに残した。各ケージ棒を、ケ
ージ端部がなす垂直線に対し２１°の角度で曲げだ。

第６図に示すように、７字形の端部とノツチ付下方横断
部材を有する塩素化ポリ塩化ビニル製のＵ字形枠を、ア
ノードケージの残り部分に使用した。次に、傾斜した吊
り下げケージ棒を備えたビームを、銀メッキされたネジ
を用〜・て側部に緊縛した。次に吊り下っているケージ
棒を、下方横断部材の溝に圧入した。

モジュール式カソードを担う２個のセル本体手部分を、
カソードが互に相間するように合せた。

第５図に示すようにして、先ずＱ　＋　ＩＪソングール
ーフの ５７丁−本体のＵ字形みぞに使用した。各粋の隣接柱と
下方横断部材の穴に結合ボルトヲ通して、２セル本体部
をゆるく接合した。

カソード間にある７字形孔にアノードケージを挿入した
。適切に挿入すると、アノードケージの電気接続孔は、
セル本体手部分のアノード接続出口（たとえば第４図の
出口３０）に並置される。次に銅スタッドに該出口と孔
を通してアノードビームにねじシ入れ、アノードケージ
に電気接続する。

結合ボルトをシールが堅固となるまで締めると、アノー
ドを含有はモジュール式カソードに圧力嵌合し、クリッ
プで留められていないカッ−どの部分をセル本体にシー
ルする。このようにして出来た組立セルに、空気や電解
質液を満たして接続ケ完了すれば、以下に示すような使
用に供せられる。

実施例２ ２７　Ｘ　２３　Ｘ　１．２　ｃｍの寸法を有し、下部
の９ｃｍから一点までのテーパーを有するくさび形のア
ルミニウムアノービを、実施例１のアノードケージの開
かれた頂部から挿入した。使用アノードは、アルミニウ
ム純Ｉｔ　０．９９９８の３Ｎ８アルミニウムであった
。このくさび形アノード面は、ケージ棒の露出銀面と接
触する。モジュール式空気力ノードが急速始動層を含有
しなかった点を除き、セルは実施例１のそれと同一であ
ったー セルへのおよびセルからの空気、電解質液および電気の
接続は、諸図面に関連して前に説明した接合で行なった
。使用した電解質液は５モル濃度の水酸化カリウムであ
り、それを約１．５グラム／分の流速で導入した。ソー
ダ灰でスクラビングして炭素ガスを２卿未満にした（工
Ｒガス分析にて測定）室温の空気を、１３．ｓｇ／分の
流速でセルに導入した。これらの操作条件下で７．５時
間線接続したときのセルの成績は以下の通りであった。

電　圧　　　　　　　０．８９ボルト ０−　）”　　　　　　　４００ｍＡ／Ｃｍ２全電流　
　　　　　　２４０アンペア 全電力　　　　　　　２１４ワット 実施例３ 実施例１の装置のセルを一個だけ用い、但し実施例２に
記載のようにモジュール式カソードに急速始動層を用い
ずに使用した。また、使用アノ−白まＡｌｃａｎ　Ａｌ
ｕｍｉｎｉｎｕｍ　Ｃｏｒｐ、のＢＤＷ合金であった。

このセルの操作データは以下の通りであった。

線接続時間　　　２時間 電　圧　　　　　　１３６ボルト ロード　　　　　　４００ｍＡ／Ｃｒｎ２全電流　　　
　　　　２４０アンペア 全電力　　　　　　　３２６ワツト 実施例４ 実施例１のセルを実施例２のように変更・操作して再度
試験した。使用アｊ　−）’はＡｌｃａｎ　Ａ〕ｕ−ｍ
ｉｎｕｍ　Ｃｏｒｐ、のＢＤＷ合金であった。こ（７）
　セルの操作データは以下の通りであった。

電流密度 １００　　　　１．５６７　　　６０　　　　９４２０
０　　　　１．４９　　　　１２０　　　１７８３００
　　　　１．４３　　　　１ａ０　　　２５８４００　
　　　１．３５　　　　２４０　　　３２４５００　　
　　１．２６　　　３００　　．３７８６００　　　　
１．１５　　　３６０　　　４１４

【図面の簡単な説明】

第１図は、アノードおよびカソード９部分を含むセルユ
ニットの分解組立図である。 第２図は、枠折り曲げ前のカソードモジュールの隅部を
部分的に示す。 第３図は、折り曲げ後のカソードモジュール縁部の断面
を示す。 第４図は、セル本体部の正面、カソードゝに面する側を
示す。 第５図は、セル本体部の裏面、電解質戻り側を示す。 第６図は、アノードゝケージの透視図である。 （外４名） 図面の浄書（内容（Ｉ：変更なし） ＦＩＧ、２ ＼、 ３７−　　　＼−３３ｂ ＦＩＧ、３

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、セル電解質液に抵抗性ある非導電性セル容器；多孔
   質シートカソード部材、前記シートカソード部材に圧迫
   された有孔金属導体部材、および前記シートカソード部
   材と導体部材の周辺縁部の周囲に位置する導電性金属枠
   を有する合体された枠付きガス拡散カソード； 前記カソード枠に少くとも部分的に圧迫されたケージ枠
   部材を有する、セル容器内のアノードケージ； からなり、前記のアノードケージおよび合体された枠付
   きカソードが、圧縮力の解放により前記の非導電性セル
   容器から独立に取り外し可能かつ該非導電性セル容器に
   再挿入可能である、組立ならびに解体に適した消耗性金
   属アノードのバッテリー。 ２、前記のアノードケージが、開いた頂部および少くと
   も一側部に沿ったケージ棒を有し、前記ケージ棒が前記
   シートカソード部材と間隔をあけて面する関係にある特
   許請求の範囲第１項に記載のバッテリー。 ３、前記のアノードケージが、前記ケージ棒にしっかり
   と係留された消耗性金属アノードを含有し、該金属アノ
   ードが前記ケージの開いた頂部に容易に挿入可能であり
   、かつ、消耗時に前記ケージ内で移動可能である特許請
   求の範囲第２項に記載のバッテリー。 ４、前記シートカソード部材が前記の導電性金属枠を有
   し、該金属枠が前記シートカソードの周辺縁部の周囲で
   折り曲げられている特許請求の範囲第１項に記載のバッ
   テリー。 ５、前記カソードは、枠縁部が前記シートカソードと導
   体部材の前記周辺縁部の周囲で折り曲げられてＵ字形の
   断面をなした導体金属枠を有する特許請求の範囲第１項
   に記載のバッテリー。 ６、空気カソードと相隔たって面する平面状の表面； 空気供給孔の長さに沿って前記の平面状表面に空気を均
   一に供給するための、空気供給手段に接続され且つ前記
   表面の縁部の長さに少くとも実質的に沿って均一に伸長
   する空気供給孔を有する、前記の平面状表面の縁部に沿
   う空気入口プレナム； 前記の平面状表面の前記空気供給孔とは反対側の縁部に
   沿い、かつ、空気排出手段に接続された空気排出プレナ
   ム、但し前記の排出プレナムは、寸法および形状が前記
   の空気供給孔に対応し、かつ、前記の空気供給孔と平行
   に配置され、それにより空気流が前記の平面状表面を掃
   気して前記の排出出口に流れるようにしたものである； 前記の平面状の表面を横切り且つ前記の空気供給孔から
   前記の空気排出孔へと少くとも実質的に伸長する、一連
   の平行で間隔をあけた空気導通要素、該要素は障害物で
   妨害せぬ方式にて前記の平面状表面を横切って空気が流
   れるのを補助する； からなり、それにより空気が前記の空気供給孔から入っ
   て、前記の平面状の表面上を前記の空気導通要素に沿っ
   て流れ、引続き前記の空気排出出口から出るようにした
   、空気カソードを受け入れるための非導電性セル本体部
   。 ７、前記のセル本体が前記平面状表面の下域に電解質液
   プレナムを収納し、前記プレナムが、前記表面の下方で
   、前記平面状表面の長さと少くとも実質的に等しい長さ
   で伸長する電解質液供給溝を有し、かつ、前記プレナム
   が、そこに入る電解質液に背圧を及ぼす流分配要素を含
   有する特許請求の範囲第６項に記載のセル本体部。 ８、断面が少くとも実質的にＶ字形である非消耗性の頂
   部開放型ケージからなり、該ケージが、前記Ｖ字の底部
   に沿って伸長する下方枠横断部材、互いに間隔をあけて
   ケージの開いた頂部を形成し、かつ、各々、前記ケージ
   の頂縁部に沿って、互いに平行かつ前記下方枠横断部材
   に平行な少くとも２個の上方枠横断部材、および互いに
   間隔をあけ且つ上方枠横断部材を前記の下方枠横断部材
   に接合するケージ棒を有し、組立て可能かつバッテリー
   セル容器への挿入および該容器からの取り外しが容易な
   消耗性アノード。 型バッテリー用のアノードホルダー。 ９、前記のケージ棒は、その外表面が実質的に絶縁され
   、但し金属アノードと導電接触するための露出部分を有
   する導電性ケージ棒である特許請求の範囲第８項に記載
   のアノードホルダー。 １０、前記のケージ棒が、前記の下方枠横断部材に対し
   ９０°以外の角度で傾斜している特許請求の範囲第８項
   に記載のアノードホルダー。 １１、消耗性金属アノード型のバッテリー内での使用に
   適したホルダーに使用される棒において、導電性銅金属
   芯； 銀を含有し、かつ、前記の銅金属芯を被覆する導電性金
   属層； および、前記の金属被覆を実質的に被覆して導電性に対
   し絶縁する電気絶縁性外層； からなり、しかもアノードと導電接触するため、前記の
   棒に沿って伸長する、露出され、従って導電性の金属部
   分を残した特許請求の範囲第８項に記載のアノードホル
   ダー用の棒。 １２、前記のケージ棒は、導電性芯を有し且つその表面
   の実質的部分を被う誘電性表面と、その残りの部分の露
   出された導電性部分を併せ有する特許請求の範囲第８項
   に記載のアノードホルダー。 １３、カソード枠の最下枠部材と少くとも実質的に等し
   い高さの非導電性最下枠部材を含有する改善を特徴とす
   る特許請求の範囲第８項に記載のアノードホルダー。 １４、セル本体の外部での組立てに適応し、かつ、冶金
   学的接合を伴なわぬ機械的手段により次なる前記セル本
   体内への収納に適応し、同時に前記本体への挿入および
   それからの取り出しが容易に可能な、枠内にシート電極
   を有する合体された電極モジルにおいて、 少くとも実質的に平面状である多孔質シートのガス拡散
   電極部材； 前記のシート電極部材の平面状の面に圧迫されて導電接
   触する、少くとも実質的に平面状である有孔金属導体部
   材； 枠縁部で前記のシート電極および導体部材と緊密に導電
   接触し、それにより前記導体部材、シート電極部材およ
   び枠の間にしっかりとした機械的接合を付与する、前記
   シート電極部材と導体部材の両者の周辺部の周囲にある
   導電性金属枠；および液体緊密シールを補助するための
   、金属枠縁部間にある電解質液に抵抗性あるシーラント
   ；からなることを特徴とする合体された電極モジュール
   。 １５、前記カソードは、枠縁部が前記シートカソードと
   導体部材の前記周辺縁部の周囲で折り曲げられて断面が
   Ｕ字形をなす導電性金属を有する特許請求の範囲第１４
   項に記載の電極モジュール。 １６、第一有孔金属導体部材を前記シート電極部材の一
   面に押し付け、かつ、第二有孔導体部材を前記シート電
   極部材の他面に押し付けた特許請求の範囲第１４項に記
   載の電極モジュール。 １７、前記の金属枠が該枠の隅部に切り欠きを有し、か
   つ、電解質液に抵抗性ある接着剤が前記切り欠き部のシ
   ールを補助する特許請求の範囲第１４項に記載の電極モ
   ジュール。 １８、特許請求の範囲第１４項に記載のモジュールの多
   孔質シート電極部材として有用な強化シート電極におい
   て、前記電極が、触媒を付与された炭素粒子と１０乃至
   ５０重量パーセントのフルオロカーボンポリマー含有疎
   水性重合体結合剤との混合物の薄い単一シート層からな
   り、前記の層が、前記シートの内部に親水性バルク金属
   を有さず、かつまた一方では前記の単一シート層の平ら
   な前面および裏面の両面上に、前記シート表面で露出さ
   れる導電性有孔金属メッシュを有し、但し該有孔金属メ
   ッシュは前記シート表面内に圧入−埋置され、昇温下で
   前記シートに焼結されたものであることを特徴とする強
   化されたシート電極。 １９、特許請求の範囲第１４項に記載の電極モジュール
   の多孔質シート電極部材として特に使用するための急速
   始動電極において、前記電極が、約０．０１ミクロン乃
   至約０．１ミクロン範囲内の粒径を有する触媒付与カー
   ボンブラック粒子の薄いシート層からなり、前記カーボ
   ンブラックが約１０乃至約５０重量パーセントの疎水性
   重合体結合剤と混合され、前記の薄シート層はその電解
   質液に面する表面上に、約１ミクロン乃至約１００ミク
   ロン範囲内の粒径とグラム当り、約５００乃至約１５０
   ０平方メートルの表面積を有する触媒付与活性炭素と、
   約１０乃至３０重量パーセントの、粒径が約０．２ミク
   ロンの微粒状フルオロカーボンポリマーを含有する微粒
   状疎水性重合体結合剤との混合物の被覆を有し、前記の
   被覆が、その重量基準で約５乃至約１５重量パーセント
   の触媒を有することを特徴とする急速始動電極。 ２０、液の浸透に対する抵抗性を有し、かつ、平面状シ
   ート形態にあるガス拡散電極の周辺縁部を取り囲むため
   の金属枠を有する合体された組立電極を製造する方法に
   おいて、 金属枠部材の周辺の周囲を立ち上げて縁部突出を形成す
   ること、但し該縁部突出は隅部に切り欠きを有し、前記
   の枠部材の形状は、シート形態にある前記電極の周辺縁
   部に一致するものである； シート形態にある前記の電極を、該シートの周辺縁部が
   前記の立ち上り縁部突出にほぼ隣接して配されるよう、
   前記の枠部材内に配置すること； 前記電極の隅部切り欠きに、電解質液に抵抗性あるテー
   プを貼ること； 前記枠部材の前記立ち上り縁部突出の底部に沿って、電
   解質液に抵抗性あるシーラントのビーズを当てること；
   および 前記の立ち上り縁部突出を下側に折り曲げて、前記電極
   テープおよびシーラントと強固に接触させること； からなることを特徴とする合体された組立電極を製造す
   る方法。 ２１、前記の枠内のシート形態にある前記電極上に、有
   孔金属導体部材を被せる特許請求の範囲第１項に記載の
   方法。 ２２、ホルダー内でのアノードの挿入および取り出しを
   容易にする、消耗性アノード型バッテリ用のアノードホ
   ルダーを製造する方法において、２個の上方枠部材を互
   いに間を隔て、かつ、平行な関係に配すること； 各上方枠部材から互いに間を隔てて棒を吊り下げること
   ； 前記の棒の外表面を電気的に絶縁すること；一方、各棒
   の長さに沿って伸長する金属部を露出させること； および棒を単一の下方枠部材に接合し、それにより断面
   がＶ字形のアノードホルダーを形成すること； からなることを特徴とする消耗性アノード形バッテリ用
   のアノードホルダーを製造する方法。 ２３、セル電解質液に抵抗性ある非導電性セル容器を、
   少くとも２個の分離した容器部分から形成すること； 枠付きガス拡散カソードユニットを前記容器部分の１以
   上に当て、圧力嵌合手段にて前記ユニット枠の一部のみ
   を前記容器部分に接合すること； 前記カソードの一面に沿い、間隔をあけ、かつそれから
   絶縁されて伸長する棒を有するアノードホルダーと前記
   カソードユニットを接触させること、但し前記の棒は前
   記カソードの反対側に露出された導電性表面を有し、か
   つ、前記アノードホルダーは前記ユニット枠の少くとも
   一部に強固に係留された支持構造物を有する：および 前記のセル容器部分を合せ、それによりアノード支持構
   造物とカソードユニット枠を圧力嵌合により機械的に接
   合し、斯くして冶金学的結合またはシーラント結合によ
   らずして前記のカソードユニットをシールすること； からなることを特徴とする消耗性金属アノード型バッテ
   リーを製造する方法。 ２４、特許請求の範囲第２３項に記載の方法に従って製
   造されたバッテリーのセル本体部に、合体された電極モ
   ジュールを接合する方法において、冶金学的結合または
   シーラント結合によらず、合体された電極モジュールの
   金属枠の縁部を前記のセル本体に機械的に把持すること
   ；およびアノードケージの非導電性部材により、前記の
   合体された電極モジュールの残りの枠縁部を前記のセル
   本体に機械的に圧迫すること； からなることを特徴とするバッテリーのセル本体部に、
   合体された電極モジュールを接合する方法。 ２５、触媒を付与された炭素粒子と、１０乃至３０重量
   パーセントのフルオロカーボンポリマー含有疎水性重合
   体結合剤との混合物の薄い単一シートを調製すること； 前記の単一シート層の平らな前面および裏面に、導電性
   の有孔金属メッシュを接触させること； 低い圧力および温度にて各有孔金属メッシュ部材を前記
   のシート層に押し付けること；および 約２５０℃以上の温度で焼結しながら、約６．８９ＭＰ
   ａ（１０００ｐｓｉ）以上の高い圧力で前記の有孔金属
   メッシュ部材を前記のシート層に押し付けること； からなることを特徴とする、空気カソードとして有用な
   強化シート組立電極を製造する方法。 ２６、開いた頂部とケージの構成を有し、ホルダーの上
   方構造要素と下方構造要素の間に伸長するケージ棒を有
   する消耗性金属アノード型バッテリー用のアノードホル
   ダーにおいて、前記の上方および下方の構造要素に対し
   て９０°以外の角度で傾斜するケージ棒を有する改善を
   特徴とするアノードホルダー。 ２７、非導電性枠部材を有する開いた構造のアノードホ
   ルダーに隣接する、導電性金属枠を備えたカソードを有
   する消耗性金属アノード型の組立バッテリーにおいて、
   カソード枠が、アノードホルダーの非導電性最下枠部材
   に圧迫・係留された導電性最下枠部材を有し、前記の両
   最下部材が実質的に等しい高さを有することを特徴とす
   る消耗性金属アノード型の組立バッテリー。