(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
開口端部の片側が金属製の外カップと内カップとにより封口された円筒状空気極を有し、前記円筒状空気極内に有底筒状に構成されたセパレータを有する円筒形空気電池であって、前記セパレータ内側の前記内カップの内側に対向する部分に負極を含有していないゲル状電解液が充填され、残りの部分にゲル状亜鉛負極が充填されていることを特徴とする円筒形空気電池。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒形空気電池に関し、特に高率放電と放電後の耐漏液性を向上させた円筒形空気電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の円筒形空気電池では、特開昭６０−１７７０号などに見られるように放電後の負極亜鉛の体積膨脹を考慮して、負極活物質の充填可能な内容積に対して７５〜８５％の充填率で負極活物質とアルカリ電解液とを充填し、電池放電後に、外部へアルカリ電解液が漏れるのを防止していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記のような従来の方法において電池を構成する場合、放電後の耐漏液性に関しては十分な特性が得られる。しかしながら、正極の面積と正極に対向する負極の面積とができる限り等しくなるほうが放電時の負極の利用率は高くなる。上述の充填率から判るように正極に対する負極の対向率は７５〜８５％であり、このため円筒形空気電池の高率放電では負極利用率は３５〜５５％と低い。また、従来の円筒形空気電池では電池内部に充填された負極の放電後の状態を分析すると内カップの内側に充填されている負極亜鉛は未放電のままであり、このことも負極の利用率低下の原因となっている。
【０００４】
本発明の目的は、従来法での上記課題を解決し、放電後の耐漏液性に優れ、かつ、高率放電性能に優れた円筒形空気電池を提供するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため本発明の円筒形空気電池では、開口端部の片側が金属製の外カップと内カップとにより封口された円筒状空気極を有し、前記円筒状空気極内に有底筒状に構成されたセパレータを有する円筒形空気電池であって、前記セパレータ内側の前記内カップの内側に対向する部分に負極を含有していないゲル状電解液が充填され、残りの部分にゲル状亜鉛負極が充填されていることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
本発明によれば、電池内部に充填する負極に関して、セパレータ内側の金属製内カップの内側に対向する部分に負極を含有していないゲル状電解液が充填され、残りの部分にゲル状負極が充填されているので、従来の内カップの内側に充填され放電に利用されていなかった負極が無くなり、電池内の負極すべてが正極と対向するようにして対向率を高めることになり、高率放電と放電後の耐漏液性とに優れた円筒形空気電池を得ることができる。
【０００７】
【実施例】
以下に本発明の実施例の円筒形空気電池の実施例を図面に基づいて説明する。
【０００８】
（実施例１）
図１（Ａ）に本発明を適用した単３形空気亜鉛電池の構造の半断面図を示した。図１（Ａ）中の４は、３層構造の円筒状空気極であり、図１（Ｂ）に示すように、内側から触媒層１、集電体層２、撥水性フッ素樹脂多孔膜層３からなっている。この空気極では、ニッケルめっきを施したステンレス製の金網である集電体層に触媒シートをプレスにより圧着してある。この触媒シートは、活性炭、マンガン酸化物、アセチレンブラック、フッ素樹脂粉末を混合し、この混合合剤にエチルアルコールを加え混練した後、押出成形し偏平形の帯状の合剤とし、さらにこの帯状合剤を加熱した２本のローラーに通して圧延し、０．６ｍｍのシート状にしたものである。つぎに、集電体層側にフッ素樹脂微粉末を含む分散液を塗布し、２３０℃で乾燥を行う。最後にフッ素樹脂微粉末分散液を塗布した側に、ガス透過能を有する撥水性のフッ素樹脂多孔膜をプレスにより圧着することにより、触媒層、集電体層およびフッ素樹脂多孔膜層からなる３層構造の平板の空気極を作製する。このように作製した平板の空気極を触媒層側が内側になるように湾曲させ、触媒層とフッ素樹脂多孔膜の両端部の一部を重ねて筒形とする。ついで、この重なった部分の触媒層およびフッ素樹脂多孔膜の一部を取り除いて露出した集電体層をスポット溶接し、気密状態にない溶接部に合成ゴム系の接着剤を充填し気密に補修する。以上の工程により、３層構造の円筒状空気極を作る。この３層構造の円筒状空気極の上部は鋼板にニッケルめっきを施した金属製の外カップ１６と内カップ１７とで挟み込まれ封口されている。正極上部をこのように封口した後、外カップ底部の３ヶ所に備えたプロジェクション部と正極缶底部とをスポット溶接することにより集電、導通させている。円筒状に構成されたセパレータ８、皿底紙１５を順次挿入した後に、負極活物質が充填可能である内容積に対して７５％の充填率となるように、まず亜鉛負極を含まないゲル状電解液２３を内カップ１７に対向する部分に充填し、次にゲル状亜鉛負極９を充填する。次いで、円筒状空気極の下部に、凹部に合成ゴム系の封止剤１８を塗布した樹脂成形体１９を挿入し、次にこの樹脂成形体の内周側に金属製リング２２を挿入する。さらに、底板２０を溶接した集電子２１を挿入した樹脂成形封口体１９′を嵌め合わせ、正極缶１１を機械的に押圧して樹脂成形体の凹部を空気極側に密着させ封口する。円筒状空気極の下部は環状の凹部を有する樹脂成形体１９の合成ゴム系の封止剤１８が塗布された凹部に挿入され、この樹脂成形体と正極缶１１とで封口されている。図中、１０は空気拡散紙、１２は絶縁チューブ、１３は空気取り入れ孔で電池を使用するまでは密封シール１４でシールされている。
【０００９】
（従来例１）
負極活物質の充填率が７５％となるように、ゲル状亜鉛負極だけを用いて上記実施例１と同様の方法で構成した電池を従来例として作製する。
【００１０】
（比較例１）
負極活物質の充填率が９５％となるように、ゲル状亜鉛負極だけを用いて上記実施例１と同様の方法で構成した電池を比較例として作製する。
【００１１】
以上の実施例１、従来例１、比較例１の電池を用いて、初期放電試験を実施した。電池内部に充填する負極の内訳を表１に示し、放電試験の結果を表２に示した。
【００１２】
【表１】
0003642298.tif 000002
【００１３】
【表２】
0003642298.tif 000003
【００１４】
実施例１と従来例１の電池の場合、充填する負極の構成としては、亜鉛粉末４．１ｇ、ゲル状電解液２．８ｇと同じであるが、これらの電池を比較すると、５００〜１０００ｍＡの放電電流において実施例１の方が放電容量が大きくなる。また、実施例１は亜鉛負極の利用率に関しては比較例１とほぼ同等の値を示すが、放電後の漏液は認められない。一方、比較例１では放電後の負極の膨脹を考慮せずに充填しているため、評価した全ての電流領域に対して放電後の漏液が認められた。
【００１５】
このように本発明による構成の電池の場合、放電後の漏液を防ぐとともに高率放電における負極利用率の優れた電池が得られる。
【００１６】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように本発明によれば、空気極内に構成挿入されたセパレータ内側の金属製内カップの内側に対向する部分に負極を含有していないゲル状電解液が充填され残りの部分にゲル状負極が充填されているため、放電後の耐漏液性に優れ、高率放電における負極の利用率を向上させた円筒形空気電池を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）本発明の実施例１の円筒形空気電池の半断面図
（Ｂ）図１（Ａ）の空気電池に用いた円筒状空気極の部分拡大断面図
【符号の説明】
１      触媒層
２      集電体
３      フッ素樹脂多孔膜
４      円筒状空気極
５      ニッケルめっき層
６      ポリテトラフルオロエチレン粒子
７      ステンレス製集電体
８      セパレータ
９      ゲル状負極亜鉛
１０    空気拡散紙
１１    正極缶
１２    絶縁チューブ
１３    空気取り入れ孔
１４    密封シール
１５    皿底紙
１６    金属製外カップ
１７    金属製内カップ
１８    封止剤
１９    樹脂成形体
１９′  樹脂成形封口体
２０    底板
２１    集電子
２２    金属製リング
２３    ゲル状電解液
【図１】
0003642298.tif 000004