(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
負極として機能する亜鉛ゲルと、正極として機能し、前記亜鉛ゲルを円筒状に被包して密封する正極膜とを含む空気亜鉛電池において、
前記正極膜の両端部が隙間を置いて対向配置され、前記隙間は樹脂で充填され、
前記空気亜鉛電池は、
前記正極膜を円筒状に被包し、空気が流通可能な開口が形成されたハウジングと、
前記正極膜と前記ハウジングとの間に挟持され、空気が流通可能な開口が形成された円筒型絶縁体とをさらに含む、空気亜鉛電池。
【請求項２】
前記正極膜の前記樹脂と接触する表面に凹凸または開口が形成された、請求項１に記載の空気亜鉛電池。
【請求項３】
負極として機能する亜鉛ゲルと、正極として機能し、前記亜鉛ゲルを円筒状に被包して密封する正極膜とを含む空気亜鉛電池を製造する方法において、
前記正極膜を両端部が隙間を置いて対向するように配置する段階と、
前記隙間を樹脂で充填し、前記両端部と前記樹脂を融着させる段階と、
前記正極膜内に前記亜鉛ゲルを充填する段階と、
充填された前記正極膜を、空気が流通可能な開口が形成された円筒型絶縁体内に挿入する段階と、
前記円筒型絶縁体を被覆し、空気が流通可能な開口が形成されたハウジングを形成する段階と、
を含む、空気亜鉛電池の製造方法。
【請求項４】
前記融着させる段階は、射出成形によって前記樹脂を充填して融着させる段階である、請求項３に記載の空気亜鉛電池の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電池の製造方法に係り、円筒型の標準規格に準拠した空気亜鉛電池を製造する方法に関する。また、円形以外の多様な形状を有するボタンセル電池の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
永い間、電気機器の小型化が進み、多くの携帯用電気機器の開発が行われてきた。しかし、近年、移動通信が急速に発展してユビキタスインターネットという新しいパラダイムが紹介されはじめた頃より、小さくて携帯にも便利な電気機器の開発に一層注目が集まっている。ＭＰ３プレーヤー、デジカメ、移動電話、ＰＤＡ、ラップトップコンピューターなど電気機器のほとんどが小型化され、携帯にも便利な形状に作られている。また、このような小型化と共に、ＭＰ３フォン、デカフォンなど一つの機器に様々な機能を組み合わせる試みもなされている。このような試みは、ユーザに対して移動の自由と使用の便宜を提供しているが、電力の安定的な供給が新しい課題となっている。
【０００３】
従来から電気機器に対する電力供給手段として、電池(battery)が汎用されてきた。す
なわち、従来から電池として、マンガン乾電池、アルカリマンガン乾電池、空気亜鉛(zinc-air)電池などの１次電池と、ニッケルカドミウム (Ｎｉ−Ｃｄ) 電池、ニッケル水素 (Ｎｉ−Ｈ) 電池、リチウムイオン電池などの２次電池とが使用されてきた。これらのうち空気亜鉛電池は、１．４Ｖの比較的に高い電圧を提供し、エネルギー密度が高くかつ放電容量が大きいという利点を有する。また、電池の放電が完了するまでほとんど均一な放電特性を示すので、重金属の含有で使用が抑えられている水銀電池の代用として使用できるものとされている。
【０００４】
この従来の電池は通常正、極(cathode)、負極(anode)、これらを隔離するセパレータ(separator)及び電解質を含み、これらは導電性材質の正極缶及び負極缶によって密封され
る。正極缶及び負極缶はそれぞれ正極及び負極と接触して電池の正極端子及び負極端子として機能する。特に、電池内の電解質の漏れを防止するために正極缶と負極缶の密封を必要とし、従来には正極缶と負極缶との間にガスケット(gasket)を挟持し、缶を折り曲げて(crimp)密封してきた。
【０００５】
このような従来のボタンセル電池は、タトル(Tuttle)などの米国特許第５,４２３,０２７号(特許文献１）、第５,４８６,４３１号（特許文献２）及び韓国特許第３０６０３２
１号（特許文献３）などに開示されている。添付図を参照して従来技術を具体的に説明する。
【０００６】
図１は、米国特許５,４３２,０２７号(特許文献１）に開示の従来のボタンセル電池の
断面図である。
【０００７】
図１のボタンセル電池は、正極１４、負極１２、これらの間に介在されたセパレータ１６及び電解質１８を含み、正極缶２０と負極缶２２がこれらを密封する。密封部２４ではガスケット２６が正極缶２０と負極缶２２との間に挟持されてこれらを絶縁し、正極缶２０が負極缶２２の方に折り曲げられて負極缶２２を覆うことにより密封される。
【０００８】
図２は、韓国特許第３０６０３２１号(特許文献３）に開示のボタンセル電池の製造方
法を示す図である。
【０００９】
図２の（ａ）に示すように、負極缶２２上に負極１２、セパレータ１６、電解質１８、正極１４及びガスケット２６を順次に配置し、これらを正極缶２０ で覆う。次に、図２
の（ｂ）に示すように、正極缶２０の外周部を負極缶２２の方に折り曲げて電池の内部を密封する。
【００１０】
このように従来の電池製造方法は、缶を折り曲げることで電池を密封するので工程が簡単であるという利点があるが、正極缶２０を折り曲げる場合、それにより正極１４と接触する正極缶２０の中心部にも圧力が加えられて変形が起こるという問題があった。密封度を高めるために折曲圧力を上げる場合、このような問題はさらに深刻になる。また、正極缶２０と負極缶２２との間にガスケット２６が挟持されるのでその製造が煩雑であるという問題もある。
【００１１】
また、円形のボタンセル電池を製造する場合には、従来の折曲による方法が好ましいが、四角形、五角形などの多角形の電池を製造する場合には、多角形の角部で折曲部が重畳される問題があって、多角形の電池製造には適用できないという不具合がある。
【００１２】
図３は、従来のボタン型空気亜鉛電池の断面図である。
【００１３】
図３を参照すると、従来のボタン型空気亜鉛電池は、正極１４としての膜(membrane)と負極１２としての亜鉛ゲルとを含み、膜と亜鉛ゲルとの間にはセパレータ(separator)１
６が介在される。そして、膜と亜鉛ゲルはそれぞれ導電性の正極缶２０と負極缶２２内に収容されて電池を構成する。
【００１４】
膜は水分子を含む透過性膜であって、空気中の酸素と接触して水酸化イオン（ＯＨ-）
を発生させる。この反応は、下記式で表される。
【００１５】
【化１】
0005437357.tif 000002
この反応において電子は正極缶２０を介して供給される。膜の材質としては通常炭素が汎用されるが、必要電圧または応用分野によって適切な材料が用いられる。
【００１６】
このように正極における反応には酸素が必要であるため、正極は空気と接触し得る経路を必要とし、これにより正極缶２０の下部には空気孔２１が形成される。空気孔２１は、電池を使用しない際には密封されて正極における反応を抑制する。
【００１７】
上述した化学反応によって発生した水酸化イオンは、セパレータ１６を介して負極の亜鉛ゲルに伝達される。セパレータ１６は、水酸化イオンに対しては透過性を有する一方、亜鉛ゲルの漏出を防止し、亜鉛ゲルと膜を絶縁させる機能を有する。
【００１８】
亜鉛ゲルは亜鉛粉末を主に含み、添加剤と電解質が混合される。通常電解質としては水酸化カリウム（ＫＯＨ）水溶液が用いられる。水酸化イオンが亜鉛ゲル内に伝達されると、亜鉛粉末が水酸化イオンと反応して酸化される。この反応は、下記式で表される。
【００１９】
【化２】
0005437357.tif 000003
この反応により負極で電子が発生し、発生した電子は負極缶２２を介して伝達される。このような化学反応により理論的には最大１．６５Ｖの電圧が発生できる。
【００２０】
従来の空気亜鉛電池は、ほとんどボタンセル形状にのみ使用され、このボタンセル形状の空気亜鉛電池も缶の折曲によって電池の密封が行われた。従来の空気亜鉛電池の製造方法は、日本特開第２００２−３７３７１１号(特許文献４）に開示されている。
【００２１】
図４を参照して従来の空気亜鉛電池の製造方法を説明する。空気亜鉛電池は、負極としての亜鉛ゲル１２、正極としての正極膜１４、及びこれらを絶縁させるセパレータ１６を含み、それぞれ亜鉛ゲル１２及び正極膜１４と接続された負極缶２２及び正極缶２０がこれらを被包する。一方、正極缶２０には正極膜１４に空気が接触するべく貫通孔２８が形成される。
【００２２】
缶の末端部において負極缶２２と正極缶２０ の間にガスケット２６が挟持 され、正極缶２０とガスケット２６が負極缶２２の方に折り曲げられることで電池の密封が行われる。
【００２３】
このような空気亜鉛電池は、電圧、エネルギー密度、放電容量、放電特性などに優れた性質を有しているが、従来の空気亜鉛電池の使用分野は補聴器、カメラなど特殊な分野に制限されていて、特にボタン型電池に販売されるに留まり、ＡＡＡ、ＡＡなどの円筒型標準規格の製造が行われなかった。円筒型の空気亜鉛電池を常用化するためには、円筒型電池が適用される応用分野に適した電圧及び電流を発生させるべく、空気亜鉛電池を製造せねばならないことはもとより、空気亜鉛電池を円筒状に製造する方法そのものが開発される必要がある。
【００２４】
図５を参照して円筒型空気亜鉛電池製造における問題点を説明する。
【００２５】
図５は、仮想の円筒型空気亜鉛電池の断面図であり、図３と同じ構成要素については同じ参照符号を付する。空気亜鉛電池は負極として亜鉛ゲルを含んでいるため、亜鉛ゲルの漏れが防止される必要がある。図３に示す従来のボタン型電池は、亜鉛ゲルの下部に正極膜１４及びセパレータ１６が配置されて亜鉛ゲルの漏れを防止し得るため、製造し易い。しかし、図５に示すように、円筒型電池は、セパレータ１６と正極膜１４が亜鉛ゲルを被包する構成を有し、円筒形状を形成するに当たり、正極膜１４とセパレータ１６が接合部３０、３２を有するため、亜鉛ゲルの漏れを遮断しにくい。
【００２６】
したがって、円筒型の空気亜鉛乾電池を製造するためには、亜鉛ゲルの漏れを遮断しながらセパレータ１２及び正極膜１４の接合部を接合する方法の開発が切望されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００２７】
【特許文献１】米国特許第５,４２３,０２７号
【特許文献２】米国特許第５,４８６,４３１号
【特許文献３】韓国特許第３０６０３２１号
【特許文献４】日本特開第２００２−３７３７１１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００２８】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、その目的は、負極缶と正極缶との間に別途のガスケットを挟持することなく、折曲による缶の変形を防止するボタンセル電池の製造方法を提供することにある。
【００２９】
また、本発明の他の目的は、円形のボタンセル電池はもとより多角形のボタンセル電池にも適用可能なボタンセル電池の製造方法を提供することにある。
【００３０】
また、本発明のさらに他の目的は、缶の変形を防止し、多角形のボタンセル電池を製造することができる空気亜鉛電池の製造方法を提供することにある。
【００３１】
また、本発明はまた他の目的は、亜鉛ゲルの漏れを遮断した円筒型の空気亜鉛電池及びその製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上記目的を達成するために、本発明の一実施形態によれば、負極と、正極と、前記負極に対して電子が移動可能であるように配置された負極缶と、前記正極に対して電子が移動可能であるように配置された正極缶と、電池の胴体を形成するボディとを含み、前記ボディの一端は前記負極缶の端部と融着され、前記ボディの他端は前記正極缶の端部と融着されて電池の内部が密封された、電池が提供される。
【００３３】
上記目的を達成するために、本発明の他の実施形態によれば、正極として機能する正極膜と、負極として機能する亜鉛ゲルと、前記正極膜に対して電子が移動可能であるように配置された正極缶と、前記亜鉛ゲルに対して電子が移動可能であるように配置された負極缶と、電池の胴体を形成するボディとを含み、前記ボディの一端は前記負極缶の端部と融着され、前記ボディの他端は前記正極缶の端部と融着されて電池の内部が密封された、空気亜鉛電池が提供される。
【００３４】
一方、上記目的を達成するために、本発明のまた他の実施形態によれば、負極として機能する亜鉛ゲルと、正極として機能し、前記亜鉛ゲルを被包する正極膜とを含む空気亜鉛電池において、前記正極膜の両端部が隙間を置いて対向し、前記隙間は樹脂で充填された、空気亜鉛電池が提供される。
【００３５】
上記目的を達成するために、本発明のまた他の実施形態によれば、負極として機能する亜鉛ゲルと、正極として機能し、前記亜鉛ゲルを被包する正極とを含む空気亜鉛電池において、前記正極膜の両端部が重畳されて融着された、空気亜鉛電池が提供される。
【００３６】
また、上記目的を達成するために、本発明のまた他の実施形態によれば、負極として機能する亜鉛ゲルと、正極として機能し、前記亜鉛ゲルを円筒状に被包して密封する正極膜と、前記正極膜を円筒状に被包し、空気が流通可能な開口が形成されたハウジングと、前記正極膜と前記ハウジングとの間に挟持され、空気が流通可能な開口が形成された絶縁体とを含む、円筒型空気亜鉛電池が提供される。
【００３７】
上記目的を達成するために、本発明のまた他の実施形態によれば、第１極と、第２極と、前記第１極に対して電子が移動可能であるように配置された第１缶と、前記第２極に対して電子が移動可能であるように配置された第２缶と、電池の胴体を形成するボディとを含む電池の製造方法において、前記第１缶の端部と前記ボディの一端を融着させる第１融着段階と、前記第２缶の端部と前記ボディの他端を融着させる第２融着段階とを含む、電池の製造方法が提供される。
【００３８】
上記目的を達成するために、本発明のまた他の実施形態によれば、正極として機能する正極膜と、負極として機能する亜鉛ゲルと、前記正極膜に対して電子が移動可能であるように配置された正極缶と、前記亜鉛ゲルに対して電子が移動可能であるように配置された負極缶と、電池の胴体を形成するボディとを含む空気亜鉛電池の製造方法において、前記負極缶の端部と前記ボディの一端を融着させる第１融着段階と、前記正極缶の端部と前記ボディの他端を融着させる第２融着段階とを含む、空気亜鉛電池の製造方法が提供される。
【００３９】
上記目的を達成するために、本発明のまた他の実施形態によれば、負極として機能する亜鉛ゲルと、正極として機能し、前記亜鉛ゲルを被包する正極とを含む空気亜鉛電池を製造する方法において、前記正極を両端部が隙間を置いて対向するように配置する段階と、前記隙間を樹脂で充填し、前記両端部と前記樹脂を融着させる段階とを含む、空気亜鉛電池の製造方法が提供される。
【００４０】
上記目的を達成するために、本発明のまた他の実施形態によれば、負極として機能する亜鉛ゲルと、正極として機能し、前記亜鉛ゲルを被包する正極とを含む空気亜鉛電池を製造する方法において、前記正極を両端部が重畳されるように配置する段階と、前記正極膜の重畳された両端部を互いに融着させる段階とを含む、空気亜鉛電池の製造方法が提供される。
【００４１】
また、上記目的を達成するために、本発明のまた他の実施形態によれば、負極として機能する亜鉛ゲルと、正極として機能する正極とを含む空気亜鉛電池の製造方法において、前記正極膜を円筒状に密封する段階と、前記正極膜内に前記亜鉛ゲルを充填する段階と、前記充填された正極膜を円筒型絶縁体内に挿入する段階と、前記絶縁体を被覆するハウジングを形成する段階とを含む、円筒型空気亜鉛電池の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００４２】
本発明によれば、缶の折曲による変形を防止し、缶と極（またはＭＥＡ）間の接触の信頼性を高め、電池の性能を向上させることができる。
【００４３】
また、本発明によれば、正極缶と負極缶が重畳されないため別途のガスケットの挟持が不要になるので、製造工程の単純化を図ることができる。
【００４４】
また、本発明によれば、缶を折り曲げて電池を密封しないため、円形はもとより多角形の横断面を有する多様な形状の電池を製造することができる。
【００４５】
特に、本発明を空気亜鉛電池に適用する場合、従来円形のボタンセル形状のみを採用した空気亜鉛電池の形状を多様化して、空気亜鉛電池の適用範囲を拡大することができる。
【００４６】
また、本発明によれば、円筒型空気亜鉛電池における亜鉛ゲルの漏れ現象を防止することができる。
【００４７】
また、本発明によれば、亜鉛ゲルの漏れを防止した円筒型空気亜鉛電池を製造することができるので、ＡＡＡないしＡ規格に規格化して空気亜鉛電池を汎用的に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】従来のボタンセル電池の断面図である。
【図２】従来のボタンセル電池の製造方法を示す図である。
【図３】従来のボタン型空気亜鉛電池の断面図である。
【図４】従来のボタンセル空気亜鉛電池の断面図である。
【図５】仮想の円筒型空気亜鉛電池の断面図である。
【図６】本発明の一実施形態によるボタンセル電池の断面図である。
【図７】図６の電池の缶とボディの融着部を示す拡大図である。
【図８】本発明の一実施形態によるボタンセル電池の製造方法を示す流れ図である。
【図９】缶とボディの融着方法を示す流れ図である。
【図１０】缶とボディの融着方法を示す流れ図である。
【図１１】缶とボディの融着方法を示す流れ図である。
【図１２】本発明の他の実施形態によるボタンセル電池の製造方法を示す流れ図である。
【図１３】本発明のまた他の実施形態によるボタンセル空気亜鉛電池を示す断面図である。
【図１４】本発明のまた他の実施形態によるボタンセル空気亜鉛電池の製造方法を示す流れ図である。
【図１５】本発明のまた他の実施形態による円筒型空気亜鉛電池の横断面図である。
【図１６】本発明のまた他の実施形態による円筒型空気亜鉛電池の製造方法を示す図である。
【図１７】本発明のまた他の実施形態による円筒型空気亜鉛電池の製造方法を示す図である。
【図１８】本発明のまた他の実施形態による円筒型空気亜鉛電池の横断面図である。
【図１９】本発明のまた他の実施形態による円筒型空気亜鉛電池の製造方法を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００４９】
以下、添付図面を参照して本発明の具体的実施形態を説明する。
【００５０】
図６は、本発明の一実施形態によるボタンセル電池の断面図である。
【００５１】
本実施形態のボタンセル電池は、Ｕ字型断面を有する第１缶５２と第２缶５４、及びボディ５６を含み、これらの内部に第１極４２、第２極４４、これらを絶縁させるためのセパレータ４６及び電解質４８が含まれている。
【００５２】
極４２、４４はＵ字型缶５２、５４の収容部に収容され、缶５２、５４ の端部６０は
極４２、４４よりも高く突出される。第１缶及び第２缶５２、５４は導電性材質からなり、プレス工程によって製造できる。第１極４２は第１缶５２と電子移動可能に接触するので、第１缶５２は第１極４２の外部端子として機能し、第２缶５４も第２極４４と接触して第２極４４ の外部端子として機能することができる。
【００５３】
セパレータ４６は多孔性材質からなり、第１極４２と第２極４４が直接接触することを防止する一方、電解質４８を介した電子の移動を可能にする。
【００５４】
本実施形態において、電池の密封は、缶５２、５４とボディ５６の融着によって行われる。ボディ５６は絶縁性樹脂からなり、第１缶５２と第２缶５４を絶縁させる一方、端部６０で缶５２、５４と融着して電池内部を密封することができる。ボディ５６と缶５２、５４の融着は、超音波、加圧、加熱などによって行われ、これについては後述する。
【００５５】
一方、融着による結合の信頼性を高めるために缶５２、５４の端部６０の形状を変形することができる。
【００５６】
図７は、第１缶とボディの融着部を示す拡大図である。
【００５７】
図７の（ａ）に示すようにボディ５６と融着する缶５２の端部６０には貫通孔６２aが
形成できる。この場合、溶融されたボディ５６が貫通孔６２aの内部を充填するので、ボ
ディ５６の硬化後、缶５２とボディ５６の結合の信頼性が向上できる。また、図７の（ｂ）及び図７（ｃ）にそれぞれ示すように、缶５２の端部に凸部６２ｂまたは凹部６２ｃを形成して缶５２とボディ５６の結合の信頼性を向上させることも可能である。
【００５８】
次に、図６及び図８を参照して本発明の一実施形態によるボタンセル電池の製造方法を説明する。本実施形態の方法は、段階１００からスタートする。段階１００ において、
第１缶５２上に第１極４２を配置し、第２缶５４上に第２極４４を 配置して缶と極の結
合体を形成する。極４２、４４は、缶５２、５４の端部６０が突出するように缶５２、５４ の収容部に収容される。
【００５９】
次に、段階１１０において第２缶５４をボディ５６の一端に融着させる。図９乃至図１１を参照して、第２缶５４とボディ５６の融着方法を詳述する。
【００６０】
図９に示すように、第２缶５４とボディ５６の融着はボディ５６を先に溶融させた後に行われる。具体的に、先ずボディ５６の一端を溶融させた後（段階１１０ａ）、ボディ５６の一端に第２缶５４を配置する（段階１１０ｂ）。ボディ５６の溶融は通常加熱によって行われるが、加熱だけでなく加圧または超音波の照射によって行っても良い。具体的な溶融方式はボディ５６の材質によって選択される。
【００６１】
次に、第２缶５４を加圧して缶の端部をボディ５６内部に挿入し（段階１１０ｃ）、ボディ５６を冷却硬化させることにより第２缶５４とボディ５６を融着させることができる（段階１１０ｄ）。
【００６２】
一方、先ず、第２缶５４をボディ５６の一端に配置し、ボディ５６を熱溶融させ、缶５４の重さにより缶５４の端部がボディ５６に挿入されて融着するようにすることも可能である。
【００６３】
他の方法では、図１０に示すように、第２缶５４を加熱して融着させることができる。この場合、第２缶５４を所定温度で加熱する（段階１１０ｅ）。次に、第２缶５４をボディ５６の一端に配置し、第２缶５４の端部をボディ５６内に押し込む（段階１１０ｆ）。この段階において、缶５４の端部がボディ５６を溶融させると共にボディ５６内に挿入される。最終的に、ボディ５６を冷却硬化して融着させる（段階１１０ｇ）。缶５４の加熱温度は、ボディ５６の溶融点、押込時の圧力などにより決定される。
【００６４】
図１１に示すように、第２缶５４とボディ５６の融着はインモールド成形により行うこともできる。具体的に、第２缶５４を金型に挿入する（段階１１０ｈ）。金型にはボディ５６形状の射出空間が形成される。次に、段階１１０ｉにおいて樹脂を注入してボディ５６を射出成形することにより、ボディ５６と第２缶５４が融着した結合体が形成される。
【００６５】
再び図８に戻ると、段階１２０において、ボディ５６と第２缶５４の融着によって形成された空間にセパレータ４６を配置して電解質４８を充填する。最後に、第１極４２と結合された第１缶５２をボディ５６の他端に融着させることにより電池の密封を完了する（段階１３０）。第１缶５２とボディ５６の融着は、前記第２缶５４とボディ５６の融着に用いられた方法と同様に、図９乃至図１１を参照して説明した方法を採用して行うことができる。
【００６６】
このように本実施形態では、缶５２、５４を折り曲げずにボディ５６と融着させて電池を密封することにより、従来缶５２、５４を折り曲げる時に缶５２、５４の中心部で起こる変形を防止することができる。よって、缶５２、５４と極４２、４４の接触の信頼性を高めることができ、電池の性能を向上させることができる。
【００６７】
また、缶５２、５４は、Ｕ字型断面を有するならば円形はもとより多角形の形状に製造しても構わないため、多角形のボタンセル電池を製造することも可能であり、電池の使用範囲を多様化することができる。
【００６８】
前記実施形態では、第２缶５４、第１缶５２の順に融着させたが、第１缶５２を先に融着させることも可能であり、缶５２、５４を同時に融着させることもできる。
【００６９】
具体的に、図１２は、本発明の他の実施形態によるボタンセル電池の製造方法を示す。本実施形態は、図８の実施形態と同様にして、缶と極の結合体を形成することでスタートする（段階２００）。 次に、ボディ５６の一端に第２缶５４を配置し（段階２１０）、
ボディ５６と第２缶５４による空間内部にセパレータ４６及び電解質４８を挿入する（段階２２０）。次に、段階２３０でボディ５６の他端に第１缶を配置する。
【００７０】
最後に、段階２４０において、ボディ５６の両端を溶融させ、缶５２、５４ の端部を
ボディ５６の内部に挿入した後、ボディ５６を冷却硬化してボディ５６と缶５２、５４を融着させる。段階２４０における融着は、図９乃至図１１を参照して上述した多様な方式を用いて行うことができる。
【００７１】
本実施形態では二つの缶を同時に融着させることから、工程を単純化して電池製造の効率性を向上させることができる。
【００７２】
本発明は、空気亜鉛電池にも適用可能である。
【００７３】
図１３は、本発明のまた他の実施形態によるボタンセル空気亜鉛電池を示す断面図である。
【００７４】
本実施形態の空気亜鉛電池は、Ｕ字型断面を有する正極缶７２と負極缶７４、及びボディ５６を含み、正極缶７２の収容部にはＭＥＡ(Membrane Electrode Assembly)６５が収
容されて正極缶７２と接触されている。また、電池の内部には負極として機能する亜鉛ゲル６６が充填されている。正極缶７２及び負極缶７４は導電性材質からなり、それぞれ正極外部端子及び負極外部端子として機能することができる。一方、正極缶７２には貫通ホール６８が形成されてＭＥＡ６５と空気の接触が可能になる。
【００７５】
本実施形態の空気亜鉛電池は、正極缶７２及び負極缶７４がボディ５６に融着して電池内部を密封する。正極缶７２及び負極缶７４とボディ５６の融着は、前記図６及び図７の実施形態による缶とボディの融着と同様であるので、具体的な説明を省略する。
【００７６】
次に、図１３及び図１４を参照して本発明のまた他の実施形態によるボタンセル空気亜鉛電池の製造方法を説明する。
【００７７】
本実施形態の方法によれば、段階３００で負極缶７４をボディ５６の一端に融着させる。負極缶７４とボディ５６の融着は図７を参照して説明した多様な方法を採用して行うことができる。
【００７８】
次に、負極缶７４とボディ５６の結合体によって形成された内部空間に亜鉛ゲル６６を充填する（段階３１０）。ボディ５６と負極缶７４の融着によって両者の結合部が密封されているので、亜鉛ゲル６６の漏れが防止される。
【００７９】
段階３２０で正極缶７２をボディ５６の他端に融着させる。正極缶７２は ＭＥＡ６５
、または正極膜及びセパレータと予め結合し、正極缶７２の端部６０はＭＥＡ６５よりも高く突出する。本段階で突出した正極缶７２の端部６０がボディ５６の他端に融着する。正極缶７２とボディ５６の融着は、図９乃至図１１を参照して上述した多様な方法を採用して行うことができる。このような正極缶７２とボディ５６の融着により電池の密封が完了する。
【００８０】
本実施形態では、負極缶７４、正極缶７２の順にボディ５６と融着させたが、正極缶７２を先に融着させることもできる。また、負極缶７４と正極缶７２を同時に融着させることも可能である。この場合、図１２を参照して上述した実施形態と同様にして、缶７２、７４の配置と亜鉛ゲル６６の充填を完了した後、缶７２、７４とボディを融着させて電池を密封することができる。
【００８１】
本実施形態では、缶７２、７４を折り曲げずにボディ５６と融着させて電池の密封を行うので、缶７２、７４の折曲による変形を防止することができ、これにより電池の性能を改善することができる。また、多角形の缶を使用できるので、円形のボタンセルはもとより多角形のボタンセル電池を製造することが可能であり、円形ボタンセルのみを採用した既存の空気亜鉛電池の適用分野を拡大することができる。特に、本発明をボタンセル電池のほかに円筒型、四角柱型などの標準規格の電池に拡大適用する場合、空気亜鉛電池を汎用的に使用することも可能である。
【００８２】
以下、円筒型の空気亜鉛電池についてより具体的に説明する。
【００８３】
図１５は、本発明のまた他の実施形態による円筒型空気亜鉛電池の横断面図である。
【００８４】
本実施形態の円筒型空気亜鉛電池は、亜鉛ゲル６６、亜鉛ゲル６６を被包するセパレータ４６、及び正極膜として作用する膜６４を含み、さらに膜６４は絶縁体７８とハウジング８０によって被覆できる。
【００８５】
前記ハウジング８０は、プレス加工によって製造された金属板からなり得、電池保護用及び外観保持用として提供される。また、ハウジング８０は、電池の上部（図示せず）で正極の膜６４と接続されて膜６４に電子を供給する正極缶として機能することもできる。絶縁体７８は、ハウジング８０と膜６４間を絶縁させて電流の漏れを防止するためのもので、射出成形などにより樹脂材質で製造することができる。一方、正極の膜６４に酸素を供給できるように、ハウジング８０と絶縁体７８には開口８４が形成される。
【００８６】
膜６４とセパレータ４６は平面状に製造した後、亜鉛ゲル６６を被包するように円筒状に湾曲可能である。湾曲された膜６４及びセパレータ４６の両端部７０は隙間を置いて対向配置され、接合子８２によって接合される。接合子８２は樹脂からなり、膜６４及びセパレータ４６に融着して両端部７０の接合部からの亜鉛ゲル６６の漏れを防止することができる。また、接合子８２は、図示のように膜６４及びセパレータ４６の一部を覆うように成形して密封効果を一層高めることができる。
【００８７】
以下、図１５と図１６及び図１７を参照して本発明のまた他の実施形態による円筒型空気亜鉛電池の製造方法を説明する。
【００８８】
最初に、円筒型の絶縁体７８を用意する。絶縁体７８は射出成形によって円筒状に製造できる。
【００８９】
次に、平面状の膜６４とセパレータ４６を用意し、図１６に示すように、セパレータ４６と膜６４を、その両端部７０が隙間を置いて対向するように射出成形用金型８６に配置する。前記金型８６には、膜６４とセパレータ４６の両端部７０の隙間周辺にのみ樹脂が注入される空間８８が形成される。金型としては、膜６４及びセパレータ４６全体を収容することなく接合部のみを収容するものを用意しても良い。
【００９０】
その後、図１７に示すように、空間８８に樹脂を注入し、膜６４及びセパレータ４６と融着させて接合子８２を形成する。このとき、樹脂は膜６４及びセパレータ４６の両端部７０の一部を覆うように成形できる。また、樹脂と接触する膜６４及びセパレータ４６の両端部７０の表面には凹凸または開口を形成して脂の融着を容易にできる。樹脂が膜６４及びセパレータ４６と融着するため内部空間が密閉可能になり、亜鉛ゲル６６が充填された場合には亜鉛ゲル６６の漏れを防止することができる。
【００９１】
このように形成された円筒型膜６４及びセパレータ４６内に亜鉛ゲル６６ を充填し、
これらを絶縁体７８内に挿入する。最後に、絶縁体７８を被覆するハウジング８０を形成して円筒型空気亜鉛電池の製造を完了する。
【００９２】
次に、図１８を参照して本発明のまた他の実施形態による円筒型空気亜鉛電池を説明する。
【００９３】
図１８は、本発明のまた他の実施形態による円筒型空気亜鉛電池の横断面図である。
【００９４】
本実施形態において、上記実施形態と同じ構成要素には同じ参照符号を付して、その詳しい説明を省略する。
【００９５】
本実施形態の円筒型空気亜鉛電池は、亜鉛ゲル６６、亜鉛ゲル６６を被包するセパレータ４６、及び正極膜として作用する膜６４を含み、さらに膜６４は絶縁体７８とハウジング８０によって被覆できる。また、ハウジング８０及び絶縁体７８には空気の流通を可能にする開口８４が形成できる。
【００９６】
膜６４とセパレータ４６は平面状に製造した後、亜鉛ゲル６６を被包するように円筒状に湾曲できる。このとき、湾曲された膜６４及びセパレータ４６の両端部は重畳される。この場合、図１８に示すように、両端部７０に互いに逆方向の傾斜面を形成することで、これらが自然に重なり、重畳後にも厚さの増加を抑えることができる。両端部の形状は、図示のような傾斜面に限定されず、一面には凸部を形成し、他面には凹部を形成するなど相補的な形状であるならばどの形状でも採用可能である。重畳された両端部７０は、加熱、加圧または超音波の照射によって融着できる。このため、亜鉛ゲル６６が膜６４及びセパレータ４６の接合部から漏れることを防止できる。一方、図１８には、膜６４とセパレータ４６が連続的な傾斜面を有することが示されているが、それぞれ異なる形状を有することで接合後の密閉効果を向上させることもできる。
【００９７】
次に、図１８及び図１９を参照して本発明のまた他の実施形態による円筒型空気亜鉛電池の製造方法を説明する。
【００９８】
先ず、円筒型の絶縁体７８を用意し、平面状の膜６４とセパレータ４６を用意する。次に、図１９に示すように、セパレータ４６と膜６４を、その両端部が重畳されるようにジグ９０に配置する。ジグ９０は、膜６４及びセパレータ４６全体でなく接合部のみを収容することができる。
【００９９】
その後、ジグ９０を介して重畳された両端部７０を加熱または加圧するか超音波を照射して融着させる。このように膜６４及びセパレータ４６の両端部が互いに融着するため内部空間が密閉可能になり、亜鉛ゲル６６が充填された場合には亜鉛ゲル６６の漏れを防止することができる。
【０１００】
このように形成された円筒型膜６４及びセパレータ４６内に亜鉛ゲル６６ を充填し、
これらを絶縁体７８内に挿入する。最後に、絶縁体７８を被覆するハウジング８０を形成して円筒型空気亜鉛電池の製造を完了する。
【０１０１】
以上、具体的な本発明の実施形態を説明したが、これは単なる例示的なものに過ぎず、本発明の範囲内で各種の変形が可能である。
【０１０２】
例えば、前記実施形態による電池において、セパレータ４６と膜６４が別個の構成要素として開示されているが、これらを一つの構成要素に代替することもできる。特に、本発明において、これら構成要素をＭＥＡ(Membrane-Electrode Assembly)に代替することが
できる。ＭＥＡは、従来の正極膜とセパレータの機能をする複合体であって、これについては本技術分野に公知されている。勿論、ＭＥＡを採用せずに正極膜とセパレータを別個の構成要素として含むことも可能であり、これも本発明の範囲内のものであることは明白であろう。また、本発明における各構成要素の材質は、公知の構成要素のいずれかを用いても良い。当業者はこれらのうち最適の材質を容易に選択して用いることができる。
【０１０３】
また、前記実施形態の製造方法において、各工程を特定の順序で説明したが、本発明の範囲を逸脱しない限度で工程の順序の変更が可能であることは、当業者にとって容易に理解できるであろう。
【０１０４】
また、本発明の実施形態による電池の主要機能と関連した必須な構成要素についてのみ説明したが、電池の機能を向上させるために公知の各種構成要素を追加することができる。例えば、空気亜鉛電池の膜と正極缶との間に発水膜、拡散膜などの様々な機能性膜を介在することができる。
【０１０５】
本発明は図面に示された実施形態を参考として説明されたが、これは単なる例示的なものに過ぎず、この技術分野における当業者であれば、これより各種の変形及び均等な他の実施形態が可能であることが理解できるであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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