(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも正電極および負電極、並びにKOHを構成要素とする電解質を含む電気化学的に活性な材料を収容するための缶であって、開放端および閉鎖端を含む缶と；
前記缶の開放端を横切って配置され且つ前記缶に直接結合され、前記缶と結合する部分に密閉材を有し前記缶との間に圧力シールを提供する内側カバーであって、これを貫通する孔を有する内側カバーと；
前記内側カバーの孔を通って伸び、且つ前記缶の中に伸びて前記正電極および負電極と電気的に接触する集電体と；
前記集電体を前記内側カバーから電気的に絶縁し且つ前記集電体と前記内側カバーとの間のシールを提供するために前記集電体と前記内側カバーの間に配置された、KOHによる化学的攻撃に対して耐性のある材料であって、エポキシ樹脂、ゴムおよびナイロンからなる群から選択された材料からなる第一の絶縁材と、
前記集電体の前記缶の中に伸びる側と反対の端部において前記集電体と電気的に接続され、第二の接点端子となる外側カバーと、
前記内側カバーと外側カバーとの間に設けられ、これらを電気的に絶縁する第二の絶縁材と、
を具備した電池。
【請求項２】
請求項１に記載の電池であって、更に、缶の表面に形成された圧力解放機構を具備する電池。
【請求項３】
請求項２に記載の電池であって、前記缶の閉鎖端における表面に、圧力解放機構が形成されている電池。
【請求項４】
請求項３に記載の電池であって、前記圧力解放機構は、前記缶の閉鎖端に形成された溝を具備する電池。
【請求項５】
請求項３または４に記載の電池であって、更に、前記缶の閉鎖端に配置されてこれと電気的に接触した第一の接点端子を具備し、前記第一の接点端子は前記圧力解放機構の上に重ねられる電池。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載の電池であって、前記第一の接点端子は前記正電極に電気的に結合されて正の外部電池端子として働き、また前記第二の接点端子は前記負電極に電気的に結合されて負の外部電池端子として働く電池。
【請求項７】
請求項１〜６の何れか１項に記載の電池であって、前記電解質はKOHを含み、前記第１の絶縁材はKOHによる化学的攻撃に対して耐性のある有機ポリマーを含む電池。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか１項に記載の電池であって、前記内側カバーは前記缶とは別々に形成される電池。
【請求項９】
請求項１〜８の何れか１項に記載の電池であって、前記集電体は釘を含む電池。
【請求項１０】
請求項９に記載の電池であって、前記集電体は釘を含み、該釘は前記第二の接点端子に溶接される電池。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れか１項に記載の電池であって、前記缶は、前記缶の開放端から前記閉鎖端に向かって外側に広がるフランジを有し、前記内側カバーは、前記フランジを覆ってその回りに広がり且つ前記フランジと前記缶の外表面との間でカシメられる周縁部を有する電池。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電池であって、更に、前記フランジと前記缶の外側周縁部との間に設けられた密閉材を含む電池。
【請求項１３】
請求項１〜１２の何れか１項に記載の電池であって、前記電池は円柱状電池である電池。
【請求項１４】
電池を組立てる方法であって：
閉鎖端および開放端を有する缶の中に電気化学的に活性な材料及びKOHを含む電解質を充填する工程と；
集電体の一方の端部を、第二の接点端子となる外側カバーに電気的に接続する工程と、
前記集電体の外側カバーに接続した側と反対の側を内側カバーに形成された孔を貫通して前記集電体を配置する工程と；
前記内側カバーおよび前記集電体の間に、KOHによる化学的攻撃に対して耐性のある材料であって、エポキシ樹脂、ゴムおよびナイロンからなる群から選択された材料を含む絶縁材を与えて、それらの間に電気的絶縁を与える工程と；
前記内側カバーと外側カバーとの間に、これらを電気的に絶縁する第二の絶縁材を配置する工程と、
前記缶と前記内側カバーが結合する閉鎖部に密閉材を塗布して、前記内側カバーが前記間に直接接触するように、前記内側カバーおよび集電体を前記缶の開放端に組立てる工程と、
前記缶と前記内側カバーとの間の圧力シールによって前記缶を前記内側カバーに対して密封シールする工程と、
を具備した方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載の方法であって、更に、前記缶の表面に圧力解放機構を形成する工程を具備した方法。
【請求項１６】
請求項１５に記載の方法であって、前記圧力解放機構は前記缶の閉鎖端に形成される方法。
【請求項１７】
請求項１６に記載の方法であって、更に、第一の接点端子を前記缶の閉鎖端に電気的に接触させて結合し、且つ前記圧力解放機構の上に重ねる工程を具備する方法。
【請求項１８】
請求項１４〜１７の何れか１項に記載の方法であって、前記絶縁材を配置する工程は、前記絶縁材を少なくとも部分的に溶融させて、溶融した絶縁材を前記集電体と前記内側カバーとの間で再形成させることを含む方法。
【請求項１９】
請求項１４〜１８の何れか１項に記載の方法であって：更に、
前記内側カバーの頂部に外側絶縁材を配置する工程と；
第二の接点端子を前記外側絶縁材の頂部に結合し、前記集電体と電気的に接触させる工程を具備した方法。
【請求項２０】
請求項１４〜１９の何れか１項に記載の方法であって、前記内側カバーは前記缶とは別々に形成される方法。
【請求項２１】
請求項１４〜２０の何れか１項に記載の方法であって、更に、前記内側カバーと前記缶との間に二重シーム閉鎖を形成する工程を具備した方法。
【請求項２２】
請求項２１に記載の方法であって、前記二重シーム閉鎖を形成する工程は、前記内側カバーの周縁部を前記缶の開放端のフランジ回りでこれを覆って広がるように配置する行程と、前記内側カバーの周縁部を前記フランジと前記缶の外表面との間でカシメる工程とを具備する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
本発明は、一般的に電池の構成に関する。より特定すれば、本発明は、アルカリ電池のような電池のために使用される容器および集電体（collector）アセンブリーに関する。
【０００２】
図１は、従来のＣサイズのアルカリ電池10の構造を示している。図示のように、電池10は、開放端および閉鎖端を有する円筒形状の缶12を含んでいる。缶12は、缶12の閉鎖端で底面に溶接された外側カバー11が電池のための電気接点端子として働くように、好ましくは導電性材料で形成される。
【０００３】
電池10は更に、典型的には第一の電極材料15を含んでおり、これは正電極（カソードとしても知られる）として働くことができる。第一の電極材料15は、プリフォームして缶12の中に挿入してもよく、または該缶12の内部表面に接触するように、適正位置にモールドしてもよい。アルカリ電池の場合、第一の電極材料15は、典型的にはMnO2を含む。第一の電極15が缶12の中に与えられ、セパレータ17が第一の電極15で形成された空隙の中に挿入される。セパレータ17は、好ましくは不織ファブリックである。セパレータ17は、第一の電極材料15と、電解質および第二の電極材料20の混合物との物理的分離を維持する一方、これら電極材料間のイオン輸送を可能にするために設けられる。
【０００４】
セパレータ17が、第一の電極15によって形成されるキャビティー内の正しい位置にあると、電解質は、電解質および第二の電極材料（負電極；アノードとしても知られる）の混合物と共に、セパレータ17で形成される空間の中に充填される。この電解質／第二の電極の混合物20は、好ましくはゲル化剤を含む。典型的なアルカリ電池の場合、混合物20は水性KOH電解質および亜鉛の混合物で形成され、これは第二の電極材料として働く。また、水および追加の添加剤を混合物20の中に含めてもよい。
【０００５】
第一の電極15、セパレータ17、電解質、および混合物20が缶12の内側に存在するようになったら、予め組立てられた集電体アセンブリー25が缶12の開放端の中に挿入される。缶12は、典型的にはその開放端において僅かに傾斜している。この傾斜は、集電体アセンブリーを正しい位置に固定する前に、これを所望の向きに支持するように働く。集電体アセンブリー25を挿入した後に、集電体アセンブリー25を覆って外側カバー45を配置する。集電体アセンブリー25は、缶を集電体アセンブリー25に対して半径方向にかしめることにより、正しい位置に固定される。缶12の端縁13は、集電体アセンブリー25の周縁リップ部を覆ってカシメられ、これによって外側カバー45および集電体アセンブリー25を缶の端部内に固定する。以下で更に説明するように、集電体アセンブリー25による一つの機能は、電池のために、第二の外部電極接点を提供することである。加えて、集電体アセンブリー25は、缶12の開放端をシールして、その中の電気化学的材料が電池から漏出するのを防止しなければならない。加えて、集電体アセンブリー25は、電池が典型的に曝される物理的酷使に耐えるための充分な強度を示さなければならない。また、電池は水素ガスを発生する可能性があるので、集電体アセンブリー25は、内部で発生したガスを電池の外へ逃がしてもよい。更に、集電体アセンブリー25は、電池内の圧力が過剰になったときに、内部に発生した圧力を開放するための幾つかの形態の圧力解放機構を含むべきである。このような状態は、電池が内部で水素ガスを発生し、その発生速度が、内部で発生した水素ガスが集電体アセンブリーを通して電池外へ透過できる速度を超えるときに生じる可能性がある。
【０００６】
図１に示した集電体アセンブリーは、シール30、集電体釘40、内側カバー44、ワッシャー50、および複数のスパー52を含んでいる。シール30は、集電体釘40が挿入される孔を有もった中心ハブ32を含むものとして示されている。シール30は更に、第一の電極15の上部表面16に接触するＶ字型部分34を含んでいる。
【０００７】
また、シール30は、シール30の周縁に沿って環状に上方に伸びた直立壁36を有している。周縁の直立壁36は、集電体アセンブリー25と缶12の界面の間のシールとして働くだけでなく、電池の正極缶と負極接点端子との間に電気的短絡が生じるのを防止するための電気的絶縁体としても働く。
【０００８】
集電体アセンブリーの剛性を増大し、且つその半径方向の圧縮を支持することによりシール効果を改善するために、剛性金属で形成された内側カバー44が設けられる。図１に示すように、内側カバー44は、中心ハブ部分32および周縁部直立壁36に接触するように構成される。集電体アセンブリー25をこのように構成することにより、内側カバー44は、集電体釘40による中心ハブ部分32の圧縮を可能にすると共に、缶12の内面による周縁部直立壁36の圧縮を支持するように働く。
【０００９】
外側カバー45は典型的にはニッケルメッキ鋼製であり、またシール30の環状周縁部直立壁36によって画定された領域から伸び、且つ集電体釘40の頭部42に電気的に接触するように構成される。外側カバー45は、接触の喪失を防止するために、集電体釘40の頭部42に溶接してもよい。図１に示すように、集電体アセンブリー25が缶12の開放端に挿入されるときに、集電体釘40は電解質／第二電極混合物20内に深く貫入して、それとの間の充分な電気的接触を確立する。図１に示した例では、外側カバー45は、外側カバー45の周囲に沿って上方に伸びる周縁部リップ47を含んでいる。シール30の周縁直立壁36を周縁部リップ47よりも長く形成することによって、カシメプロセスの際に、周縁部直立壁36の一部を周縁部リップ47の上に折り畳んで、缶12の上部縁13の如何なる部分も外側カバー45と接触しないようにしてもよい。
【００１０】
シール30は、好ましくはナイロンで形成される。図１に示した構成では、内部圧が過剰になったときに、かかる内部圧の解放を可能にするための圧力解放機構が設けられている。更に、内側カバー44および外側カバー45には、典型的には、水素ガスを電池10の外に逃散させるための孔43が設けられている。図示の機構には、シール30と内側カバー44との間に設けられた、環状の金属ワッシャー50および複数のスパー52が含まれている。各スパー52は、シール30の薄い中間部分38に対して押圧される尖端53を含んでいる。スパー52は内側カバー44の下部内面に対して付勢されるので、電池の内圧が増大し、シール30が内側カバー44に向けて上方に押圧されて変形すると、スパー52の尖端53はシール30の薄い中間部38を貫通してシール30を破り、内部で発生したガスは孔43を通して逃がされる。
【００１１】
上記集電体アセンブリー25は、上述の望ましい機能を充分に実行するが、その断面形状（profile）から明らかなように、この特別な集電体アセンブリーは電池10の内部でかなりの空間を占める。図１に示された構造は、電池構成の一つの例に過ぎないことに留意すべきである。断面形状が小さく、従って電池内で占める空間がより小さい他の集電体アセンブリーが存在する。しかし、このような集電体アセンブリーは、典型的には、集電体アセンブリーのシール特性または圧力解放機構の特性および信頼性を犠牲にして、占有容積の減少を達成している。
【００１２】
この出願の優先日の時点で商業的に入手可能な幾つかの電池について測定された外部容積および内部容積が、図２Ａおよび図２Ｂに示した表に列挙されている。この表は、Dサイズ、Cサイズ、AAサイズおよびAAAサイズの電池の容積（cc）を列記している．これら商業的に入手可能な電池について、集電体アセンブリーの容積および集電体アセンブリーの容積を構成する全電池容積の割合が、図２Ｂに与えられている。図２Ａには、電気化学的に活性な材料を収容するために利用可能な内部容積を構成する、全電池容積の割合が与えられている。
【００１３】
「全電池容積」は、内部空隙を含む電池の全ての容積を含む。図１に示した電池の場合、全量積は、理想的には図３Ａに示した斜線領域の全てを含む。電池の「内部容積」は、図３Ｂに示した斜線領域によって表される。ここで用いる「内部容積」は、電気化学的に活性な材料、並びにシールされた電池容積内に閉じ込められた空隙および化学的に不活性な材料（集電体釘以外）を収容する電池内部の容積である。このような化学的に不活性な材料には、セパレータ、導電体、および電極中の何等かの不活性添加剤が含まれる。ここで説明する「電気化学的に活性な材料」には、正極電極および負極電極、並びに電解質が含まれる。「集電体アセンブリー容積」には、（図３Ｃに斜線領域で示すように）、集電体釘、シール、不活性カバー、ワッシャー、スパーおよび負極カバー底面とシールとの間の何等かの空隙が含まれる。「容器容積」には、（図３Ｄに斜線領域で示すように）缶、ラベル、負極カバー、ラベルと負極カバーとの間の空隙、正極カバー、および正極カバーと缶との間の空隙が含まれる。ラベルが負極カバー（外側カバー45）の上に延出し且つこれと接触するときは、ラベルと負極カバーとの間に存在する空隙は容器容積の中に含まれ、従って、全容積の一部とみなされる。そうでなければ、この空隙は容器容積または全容積の何れにも含められない。
【００１４】
「内部容積」、「集電体アセンブリー容積」および「容器容積」の総合計は、「全容積」に等しいことが理解されるべきである。従って、電気化学的に活性な材料のために利用可能な内部容積は、集電体アセンブリー容積および容器容積を測定し、測定された電池の全容積から集電体アセンブリー容積および容器容積を差し引くことによって確認することができる。
【００１５】
電池の外部寸法は、一般にアメリカ国立標準局（ANSI）または他の標準機関によって固定されるから、集電体アセンブリーによって占められる空間が大きいほど、電気化学的材料のために利用可能な電池内の空間は小さくなる。結局、電池内に与え得る電気化学的材料の量の減少によって、電池のサービス寿命の短縮が生じる。従って、電気化学的活性成分のために利用可能な電池内の内部容積を最大にすることが望ましい。
【００１６】
我々は、充分なシール特性を維持し且つ信頼性のある圧力解放機構を可能にしながら、集電体アセンブリーが占める空間および容器容積が占める空間が最小化される電池を構成することによって、これを達成し得ることを見出した。
【００１７】
従って、第一の側面において、本発明は、
少なくとも正電極および負電極、並びに電解質を含む電気化学的に活性な材料を収容するための缶であって、開放端および閉鎖端を含む缶と；
前記缶の開放端を横切って配置され且つ前記缶に結合されたカバーであって、これを貫通する孔を有するカバーと；
前記カバーの孔を通って伸び、且つ前記缶の中に伸びて前記正電極および負電極と電気的に接触する電流集電体と；
前記集電体を前記カバーから電気的に絶縁し且つ前記集電体と前記カバーとの間のシールを提供するために、前記集電体と前記カバーの間に配置された第一の絶縁材とを具備した電池を提供する。
【００１８】
第二の側面において、本発明は、電池を組立てる方法であって：
閉鎖端および開放端を有する缶の中に電気化学的に活性な材料を充填する工程と；  カバーに形成された孔を貫通して電流集電体を配置する工程と；
前記カバーおよび前記集電体の間に絶縁材を与えて、それらの間に電気的絶縁を与える工程と；
前記カバーおよび集電体を、前記缶の開放端に組立てる工程とを具備した方法を提供する。
【００１９】
好ましくは、前記缶の表面、より好ましくは前記缶の閉鎖端の表面に圧力解放機構が形成される。加えて、この電池は、好ましくは、前記集電体に電気的に結合された接点端子、および前記カバーを前記接点端子から電気的に絶縁するために、前記接点端子と前記カバーの間に配置された誘電体材料を含む。
【００２０】
有利には、前記カバーの孔を通して組立てられた集電体を設けることにより、集電体アセンブリーは顕著に小さい断面形状を有し、これによって電池内ではより小さい空間を占める。更に、この構成は、経時的に従来のアセンブリーよりも小さい水ロスを示し、それによって電池の保存寿命を増大させる電池構成を可能にすることができる。本発明の追加の利点は、利用可能な電池容積の顕著な割合を占有せず、且つ信頼性のある圧力解放機構を提供できることである。更にもう一つの利点は、この電池構造は製造が簡単で且つ必要な材料が少なく、それによって製造コストを低減できることである。更に、電池を充分に密封するために缶に加えるべき半径方向の圧縮力が小さい電池構造を可能にすることによって、より薄い側壁を使用して、より大きな内部電池空間をもたらすことを可能にする。
【００２１】
本発明は、図面を参照することによって更に理解されるであろう。
【００２２】
上記で説明したように、本発明の主な目的は、電池に設けられる圧力解放機構の信頼性を劣化させることなく、また電池が漏出する可能性を増大させることなく、電気化学的に活性な材料を収容するために電池内で利用可能な内部容積を増大することである。
【００２３】
当該電池は、缶の開放端を閉鎖してシールする集電体アセンブリーを含む。この集電体アセンブリーは、電極（例えば負電極）に電気的に接触して配置された釘のような集電体を含む。また、集電体アセンブリーには、好ましくはカバーの中央に形成された孔を有する第一のカバーまたは内側カバーが含まれる。集電体は、該カバーの孔を貫通して配置され、延出する。
【００２４】
集電体とカバーの間には誘電性の絶縁材が配置されて、それらの間に誘電性の絶縁を提供する。従って、集電体釘はカバーから電気的に分離される。誘電性絶縁材は、有機ポリマーのような有機巨大分子材料であってもよい。適切な材料には、エポキシ樹脂、ゴムおよびナイロンが含まれる。使用する電解質に対して耐性を有する他の誘電体材料を使用してもよい。アルカリ電池の場合、好ましくは、この誘電体材料は水酸化カリウム（KOH）による攻撃に対して耐性であり、また水酸化カリウムの存在下において非腐食性である。誘電性絶縁材は、以下で更に説明するように、集電体アセンブリーに組立てることができる。
【００２５】
圧力解放機構は、好ましくは缶の表面、より好ましくは缶の閉鎖端に形成される。その結果、公知の複雑な集電体／シールアセンブリーは、少ない容積しか消費せず且つ部品の少ない本発明による集電体アセンブリーで置き換えることができる。従って、内部電池容積効率における顕著な改善が得られる。
【００２６】
圧力解放機構は、好ましくは、缶の表面に溝を設けることによって形成される。この溝は、例えば缶の底面を鋳造し、底面に溝を切り、または正電極をモールドするときに缶の底面に溝をモールドすることによって形成すればよい。AAサイズの電池の場合、鋳造された溝の底における金属の適切な厚さは、略50μm（2ミル）である。Dサイズの電池の場合、適切な厚さは75μm（3ミル）である。この溝は、略300°の弧状に形成すればよい。溝により形成された形状を僅かに開いた状態に維持することにより、圧力解放機構は効果的なヒンジを有するであろう。
【００２７】
圧力解放機構は、電池が破損したときに電気化学的に活性な材料が電池から外部へ直接噴射されるのを防止するように、好ましくは外側カバーの下に配置される。また、電池の正極端子をもう一つの電池の負極端子に押圧させて、電池がもう一つの電池と共に直列に使用されるときには、圧力解放機構を覆う外側カバーを設けることは、陽圧の下で圧力解放機構が外側に湾曲し、最終的に破断することを可能にする。もし、このような状況で外側カバーが存在しなければ、二つの電池間の接触は圧力解放機構が破断するのを妨げるであろう。更に、圧力解放機構を覆う外側カバーが設けられなければ、電池の正極端部の圧力解放機構は更に損傷を受け易いかもしれない。また、外側カバーは周囲環境の腐蝕効果から圧力解放機構を遮蔽し、従って、時期尚早な発散および／または漏れの可能性を低減する。従って、圧力解放機構は、好ましくは電池缶の閉鎖端において、外側カバーの下に形成される。外側カバーは、好ましくは電池の外部正極端子として働く。
【００２８】
溝によって画された領域のサイズは、好ましくは、過剰な内部圧により破損したときに、外側カバーによる妨害を受けずに、溝内の領域が外側カバーの正の突出部内においてヒンジで旋回し得るように選択される。一般に、溝によって画定される領域のサイズ、並びに該溝の選択された深さは缶の直径に依存し、また圧力解放機構を破断して内部で発生したガスが逃散するときの圧力に依存する。
【００２９】
集電体アセンブリーのカバーは、缶の開放された頂部端に結合され且つシールされる。缶の表面に圧力解放機構を使用することにより、飲料缶型構造を使用して二重シーム閉鎖を形成することが可能になる。この飲料缶型構造は、缶の開放端に挿入すべき如何なる形態のナイロンシールも必要としない点で、他の形態の電池シール構造とは異なる。その代わりに、食品缶詰または飲料缶の頂部を該缶の円筒部分にシールするために通常使用されるシール技術を使用して、カバーは缶の開放端にシールされる。
【００３０】
従って、好ましい実施例において、集電体アセンブリーのカバーは、飲料缶型シール技術により二重シーム閉鎖を形成することによって、缶にシールされる。従って、この缶は、その開放端に形成された好ましくは外側に広がったフランジを有する。更に、該カバーは、このフランジの形状に従った、好ましくは僅かに湾曲した周縁エッジを有する。このカバーを缶の開放端を覆って配置したら、シーミングチャックを使用して二重シーム閉鎖を形成すればよい。
【００３１】
例えば、一つの実施例ではカバーの上にシーミングチャックが配置され、シーミングチャックの環状の下方延出部が、カバーに形成された環状凹部に収容される。次に、第一のシーミングロールがカバーの周縁に向かって半径方向に移動される。第一のシーミングロールが周縁およびフランジの方に移動するときに、その湾曲表面は周縁部をフランジの回りに折り畳ませる。また、第一のシーミングロールが半径方向内側に移動するときに、該シーミングチャック、缶およびカバーが中心軸の回りに回転されて、周縁部は、缶の全周でフランジの回りに折り畳まれる。更に、第一のシーミングロールが半径方向内側に移動し続けるときに、フランジおよび周縁は下方に折り畳まれる。周縁部およびフランジがこの位置に折り畳まれた後、第一のシーミングロールは缶から遠くへ移動され、次いで、第二のシーミングロールがフランジおよび周縁部に向けて半径方向内側に移動される。この第二のシーミングロールは充分な力を加えて、折り畳まれたフランジおよび周縁部をシーミングチャックに支持された缶の外表面に対して押圧し、固定する。このプロセスの結果として、缶の周縁部はフランジの回りでその下に折り畳まれ、フランジと缶の壁の外表面との間にカシメられる。こうして、このプロセスにより密封シールが形成される。
【００３２】
このタイプのシールの密封性を説明するために、図１に示すような従来のシールで構築されたDサイズの缶と共に、本発明のこの実施例に従って構築されたDサイズの缶に水を満たした。この二つの缶を71℃に維持し、経時的に秤量して、缶からの水の喪失を測定した。従来の構造は1週当たり270mgを喪失し、本発明による構造は同じ期間に亘って如何なる重量も喪失しなかった。KOH電解質を用いてこれらの結果を確認したところ、従来の構造では1週当たり50mgを喪失したが、このときも本発明の構造は如何なる重量も喪失しなかった。
【００３３】
当業者に明らかなように、飲料缶型構造は電池内部のできるだけ小さい空間を利用して、電池を製造するために必要なプロセス工程の数を減少し、材料コストおよび製造プロセスのコストを顕著に低減する。更に、缶壁の厚さは、例えば150μm（6ミル）未満にまで顕著に低下される。その結果、電気化学的に活性な材料を収容するために利用可能な内部容積を増大させることができる。例えば、本発明によるDサイズの電池の場合、電気化学的に活性な材料を収容するために使用し得る全電池容積の割合は、96容量パーセントと高くできる一方、集電体アセンブリー容積は2.6容量パーセントと低くできる。他のサイズの電池の容積は、図９Ａおよび図９Ｂに示す表に含まれている。
【００３４】
飲料缶型構造を利用することによって、缶壁の厚さを減少できるだけでなく、缶が示さなければならない強度要件が低くなることによって、缶を形成するために使用可能な材料の数もまた増大する。例えば、上記の飲料缶構造は、缶のために現在使用されているニッケルメッキ鋼以外に、アルミニウムまたはプラスチックを使用することを可能にする。
【００３５】
飲料缶型構造の変形例において、先ず、電池は二つの開放端をもった管として形成される。この管は、例えば従来の技術を使用して押出され、シーム溶接され、半田付けまたはカシメられる。この缶は、例えば鋼、アルミニウムまたはプラスチックで形成すればよい。缶は、缶の側壁を定義する。缶の第一の開放端は、上記で概説した飲料缶シのール技術を用いることによってシールされる。正極接点端子は、カバーの外表面に溶接または固定すればよい。次いで、電池を充填し、上述したのと同じ方法で、缶の第二の開放端に集電体アセンブリーのカバーを固定すればよい。或いは、缶が充填されて他のカバーにシールされる前に、集電体アセンブリーのカバーを缶にシールしてもよい。
【００３６】
二重シームの缶／カバー閉鎖が好ましいが、本発明に従って他の缶／カバー閉鎖を用いてもよいことが理解されるべきである。
【００３７】
本発明による電池は、缶およびカバーの間の直接結合を可能にし、これは、好ましくはそれらの間の圧力シールを提供するが、カバーと缶側壁との間の電気的絶縁を必要としない。その代わり、電池の負極および正極端子が相互に電気的に分離されるように、集電体、好ましくは釘がカバーから誘電的に絶縁される。缶とカバーの間の電気的分離を維持する必要は存在しないが、缶に対するカバーのシールを補助するために、缶をカバーに結合する閉鎖部に密閉材（sealant）を塗布するのが好ましい。カバー周縁部の底面に従来の密閉材を適用すればよい。飲料缶構造では、シール手順が完了したら密閉材は図７Ｄに示す位置へと移動する。絶縁材と共にシールされた閉鎖部は、圧力解放機構が圧力を放出する換気圧力よりも大きい内部発生圧力に耐え得べきことが理解されるべきである。
【００３８】
広く受け容れられている電池標準に従って許容可能な外部電池端子を提供するために、電池は更に、集電体と電気的に接触した外側カバーを含んでいる。この外側カバーは点溶接によって溶接され、または集電体に電気的に結合すればよい。外側カバーと内側カバーとの間の適切な電気的絶縁を保証するために、好ましくは、環状パッドのような誘電体材料が、外側カバーと内側カバーとの間に配置される。適切な誘電体材料には、ナイロン、他のエラストマー材料、ゴム、およびエポキシ樹脂が含まれ、これらは内側カバーの頂部表面または外側カバーの低部表面に適用される。従って、許容可能な標準電池端子は、好ましくは、負端末として電池の集電体端に設けられる。
【００３９】
本発明の好ましい実施例に従う電池の組立てが図１１の組立て図に示されており、また図１２のフロー図に更に示されている。組立ての好ましい方法には、底部端が閉じられ頂部端が開放された缶を準備することと、該缶の中に、負電極、正電極および電解質を含む電気化学的に活性な材料、並びにセパレータおよび他の電池添加剤を充填することが含まれる。活性な電池材料が缶の中に配置されたら、この缶は、集電体アセンブリーを用いて閉鎖およびシールするための準備が完了する。
【００４０】
缶を閉じる前に、先ず、集電体が絶縁リングの開口部に配置されるように、好ましくは絶縁材のリングまたはディスクと共に、カバーに形成された孔の中に集電体（好ましくは釘）を配置することによって、集電体アセンブリーが組立てられる。絶縁リングは、好ましくは、誘電性絶縁を提供し、且つ加熱により変形させてカバーと集電体の間に設置できる材料、例えばエポキシ樹脂で形成される。或いは、エポキシ樹脂の代わりに、ゴム製グロメット、エラストマー材料のような他の有機巨大分子（高分子）の誘電性絶縁材料、または集電体とカバーの間に充分な絶縁を形成し得る誘電体材料を使用してもよい。
【００４１】
好ましくは、カバーの頂部表面には、前記孔の回りに位置合わせされた凹部が形成される。従って、カバー頂部の該凹部内に絶縁材のリングを配置すればよく、また集電体釘の頂部ヘッドをその上に配置すればよい。こうして、絶縁リングは集電体釘およびカバーに組立てられ、また、この絶縁リングは、溶融するために充分に高い温度に加熱され、変形してカバーの穴の中に流れ込み、集電体釘とカバーの間に連続的な誘電性絶縁を提供する。エポキシ製リングの場合、絶縁材を変形および硬化させるためには、20℃〜200℃の温度で数秒〜24時間の加熱で充分である。誘電体材料が集電体釘とカバーの間の充分な絶縁を形成したら、好ましくは該絶縁材を冷却する。この加熱工程および冷却工程の際、集電体釘はカバーに接触しないように前記孔の中に心合わせされる。
【００４２】
その後、好ましくは、環状誘電体パッドのような誘電性電気絶縁パッドが、釘の周囲から外側に向けて半径方向に伸びるように、カバーの頂部に配置される。次いで、導電性の負極カバーが集電体釘およびパッドの頂部に配置されて溶接され、または集電体釘との電気的接触が形成される。
【００４３】
集電体アセンブリーが完全に組立てられたら、次いで、集電体アセンブリーを缶に結合して開放端を密封閉鎖する。他の適切な缶閉鎖技術を使用してもよいが、好ましくは、缶の閉鎖には二重シーム閉鎖を用いる。加えて、好ましくは缶の閉鎖端に、好ましくは圧力解放機構を覆って第二のカバーが結合される。
【００４４】
好ましい実施例では、
開放端および閉鎖端を有する缶を形成する工程と；
孔を有するカバーを形成する工程と；
前記缶の中に電気化学的に活性な材料を配置する工程と；
前記カバーの孔を通って伸びる電流集電体を組立てる工程と；
前記集電体と前記カバーの間に連続的に絶縁材を配置する工程と；
前記カバーを前記缶の開放端に配置して、前記缶の開放端を覆い且つシールする工程とを含む方法が提供される。
【００４５】
更なる実施例において、前記缶は、その閉鎖端に直接形成された正極電池端子のための突出部を有するように形成してもよい。この方法では、缶の閉鎖端と正極外側カバーの間に伸びる空隙を使用して、電気化学的に活性な材料を収容し、或いはガスを集めるための空間を提供することができるが、このようにしないのであれば、このような空間電池内に用意しなければならない。この突出部を缶の底に直接形成することによって得られる電池容積の増大は、図９Ａの表には与えられていないが、当業者は、表に列記したフィードスルー集電体電池を備えた飲料缶について記載した容積よりも、その内部容積が典型的には１％大きいことを理解するであろう。
【００４６】
更なる実施例では、塗料層を電池の缶の外表面に直接塗布してラベルが与えられる。ラベル基材を用いずに、缶の外側にラベルを直接塗布することによって、電池の内部容積を更に増大することができる。何故なら、ANSIまたは他の外部表面標準に適合した電池を構築するために、ラベル基材の厚さを考慮しなくて済むからである。「直接」の語は、印刷層と電池缶の外表面との間にラベル基材が存在しないことを意味する。現行のラベル基材は略75μm（3ミル）の厚さを有する。このようなラベル基材は重なってシームを形成するから、これら従来のラベルは、電池の直径に約250μm（10ミル）を加え、また電池のカシメ高さに330μm（13ミル）を加える。その結果、ANSIまたは他のサイズ標準に適合するために、電池はラベルシームの厚さに適合するように選択された直径を有していなければならない。しかし、リソグラフ加工されたラベルを缶の外表面に直接印刷することによって、缶の直径はこれに対応して略250μm（10ミル）増大し得る。このような缶の直径の増大は、電池の内部容積を顕著に増大させる。従って、基材ラベルを備えた電池の内部容積は、該ラベルを缶の外部に直接印刷すれば、例えばDサイズの電池については2パーセント（1.02 cc）、Cサイズの電池については2.6パーセント（0.65 cc）、AAサイズの電池については3.9％（0.202 cc）、AAAサイズの電池については5.5パーセント（0.195 cc）だけ更に増大することができるであろう。
【００４７】
また、ラベルは転写印刷技術を用いて缶に印刷してもよく、この場合、ラベル画像は先ず転写媒体上に印刷され、次いで缶の外表面に直接転写される。歪みリソグラフィーを使用してもよく、この場合は、その後に管または缶の円筒に成形するときの平坦材料の応力歪みを考慮して、意図的に歪んだ画像を平坦な材料上に印刷する。
【００４８】
リソグラフ加工されたラベルを印刷する前に、好ましくは、缶の外表面を清浄化する。缶への印刷の接着を高めるために、缶の外表面にプライマーのベースコートを塗布してもよい。次いで、公知のリソグラフィー印刷技術によって、缶のベースコート頂部に印刷層を直接塗布する。ラベルは、更に電気絶縁性のオーバーコートを含んでいてもよい。好ましくは、印刷層を覆って保護し、また電気絶縁層として機能させるために、ワニスオーバーコートが印刷層を覆って塗布される。印刷されたラベルは、高温加熱または紫外線照射技術を使用して硬化させればよい。
【００４９】
印刷ラベルを使用すると、基材上の従来のラベルと比較して、ラベルの厚さは略13μm（0.5ミル）の最大厚さに顕著に減少する。特定の実施例において、印刷ラベルは約0.25〜5μm（0.1〜0.2ミル）の厚さのベースコート層、略2.5μm（0.1ミル）の厚さの印刷層、および約2.5〜5μm（0.1〜0.2ミル）の厚さのワニスオーバーコート層を有している。
【００５０】
ラベル厚さを低減することによって缶は直径を増大させることができ、これによって、電池の所定の外径を維持しながら、活性な電池材料のために利用可能な容積の更なる増大を提供することができる。
【００５１】
理解されるように、上述の構造を使用することによって、電池はより薄い壁（略100〜200μm；4〜8ミル）を用いて製造することができる。何故なら、以下で概説する構築技術は、充分なカシメおよびシールを保証するために、従来の電池に必要とされる厚い壁を必要としないからである。更に、ラベルを電池缶の外表面に直接リソグラフ加工してもよい。缶の壁を薄くし且つ缶の外表面にラベルを直接リソグラフ加工することによって、ANSI外径サイズ標準に適合する電池を構築するためにラベル基材の厚さを考慮しなくて済むので、電池の内部容積は更に増大する。
【００５２】
主にアルカリ電池に対する適用を有するものとして本発明を説明してきたが、当業者は、本発明の構成を他の電気化学システムを利用する電池に適用しても同様の利益が得られることを理解するであろう。例えば、本発明の構成は、炭素／亜鉛およびリチウム系電池のような一次システム、並びにNiCd、水素化金属およびLi系電池のような再充電可能な電池にも採用できる。更に、本発明の一定の構造は、生電池（即ち、バッテリーパックまたは多重電池バッテリーに使用するラベルのない電池）に使用してもよい。加えて、円柱形の電池に関連して本発明を説明してきたが、本発明の一定の構造は角柱形の電池に使用してもよい。
【００５３】
次に、図４〜図１２に示した実施例を参照して本発明を更に説明する。
【００５４】
図１０を参照すると、本発明の一実施例に従って、フィードスルー集電体を用いて構成された電池700が示されている。図６に示した飲料缶型構造を用いた電池400と同様に、電池700は導電性の缶712を含んでおり、該缶は閉鎖端314を有し、また低容積の集電体アセンブリー725および外側負極カバー750が組立てられる開放端を有する。正極（カソード）115は、缶712の内部壁に接触し、また正極115と負極（アノード）との間に配置されるセパレータ117と接触する。圧力解放機構370が、缶712の閉鎖端314に形成される。図４および図５と関連して説明したように、圧力解放機構370は溝372として形成される。加えて、正極外側カバー311は缶712の閉鎖端に結合され、圧力解放機構370の上に置かれる。集電体アセンブリー725は缶712の開放端を閉じ、且つシールする。集電体アセンブリー725は、負極120に電気的に接触して配置された集電体釘740を含んでいる。また、集電体アセンブリー725には、その中に形成された中心孔751を有する第一のカバーまたは内側カバー745が含まれている。集電体釘740は、内側カバー745の孔751を貫通して配置され、延出する。集電体釘740と第一のカバー745との間には誘電性絶縁材744が配置され、それらの間に誘電性の絶縁を提供する。内側カバー745は、周縁部450および470の二重シーム閉鎖によって、缶712の開放端に結合およびシールされる。外側カバー750は、集電体釘740に電気的に接触している。外側負極カバー750と内側カバー745との間には、誘電体環状パッド748が配置される。従って、カバー750によって負の電池端子が提供される。
【００５５】
以下に、図７Ａ〜７Ｄを参照して説明するように、本発明の好ましい実施例に従う電池は、飲料缶型シールを有するように製造される。カバー745（図７Ａ〜７Ｄのカバー445に対応する）は、図７Ｂに示すように、缶712の開放端を覆って配置される。缶712は、その開放端に形成された、外側に向かって広がるフランジ450を有している。更に、カバー745は、フランジ450の形状に適合した僅かに湾曲した周縁部を有している。カバー745が缶712の開放端を覆って配置されたら、シーミングチャック500の下方に伸びる環状部分502がカバー745に形成された環状凹部472に収容されるように、シーミングチャック500がカバー745上に配置される。次に、第一のシーミングロール510が、カバー周縁部470に向けて半径方向に移動される。第一のシーミングロール510が周縁部470およびフランジ450に向けて移動すると、その湾曲した表面は、周縁部470をフランジ450の回りに折り畳ませる。また、第一のシーミングロール510が半径方向内側に移動するときに、シーミングチャック500、缶712およびカバー745が中心軸の回りに回転する結果、周縁部470は缶712の全周でフランジ450の回りに折り畳まれる。更に、第一のシーミングロール510が半径方向内側に移動し続けるときに、フランジ450および周縁部470は、図７Ｃに示す位置にまで下方に折り畳まれる。周縁部470およびフランジ450が図７Ｃに示す位置まで下方に折り畳まれた後に、第一のシーミングロール510は缶712から遠くへ移動され、次いで第二のシーミングロール520がフランジ450および周縁部470に向けて半径方向内側へと移動される。第二のシーミングロール520は、第一のシーミングロール510とは異なる断面形状を有している。第二のシーミングロール520はフランジ450および周縁部470に対して充分な力を加え、折り畳まれたフランジおよび周縁部を、シーミングチャック500に支持された缶712の外表面に押圧して平坦化する。このプロセスの結果として、缶712の周縁部470は、フランジ450の周囲で且つその下に折り畳まれ、図７Ｄおよび図１０に示すように、フランジ450と缶712の壁の外表面との間でカシメられる。外側カバー745の缶712へのシールを補助するために、従来の密閉材473を、カバー745の周縁部470の底面に塗布してもよい。このシール手順が終了したら、密閉材473は図７Ｄに示す位置へと移動する。こうして、この方法により密封シールが形成される。
【００５６】
図８は、飲料缶構造の変形例を示しており、この場合、飲料缶は先ず二つの開放端をもった管として形成される。この管は、缶61の側壁614を定義する。次いで、上記で概説した飲料缶シール技術を使用して内側カバー616を固定することにより、内側カバー616と側壁614との間の電気絶縁を伴わずに、第一の開放端がシールされる。正極外側カバー618を、内側カバー616の外表面に溶接または固定すればよい。次いで電池が充填され、上記で述べたのと同じ方法で、集電体アセンブリー725（図示せず）を缶の第二の開放端に固定すればよい。
【００５７】
本発明の一実施例による電池700の組立てが、図１１の組立て図に例示されており、更に、図１２のフロー図に示されている。電池700の組立て方法は、工程772において、底端部を閉鎖し頂部端を開放して形成された管712を準備することを含む。工程774は、負電極、正電極および電解質を含む電気化学的に活性な材料、並びにセパレータおよび他の電池添加剤を缶712の中に配置することを含む。活性な電池材料が缶712の中に配置されたら、缶712は、集電体アセンブリー725を用いて閉鎖およびシールするための準備が完了する。缶を閉鎖する前に、先ず、工程776に従って、集電体釘740を絶縁材のリングと共に、内側カバー745の中に形成された孔751内に配置することによって集電体アセンブリーが組立てられる。集電体釘740は絶縁リング744の開口部の中に配置されるが、該リングは誘電性の絶縁を提供し、また、加熱されて内側カバー745と集電体釘740との間に設置されるように変形することができる。頂部表面には凹部755が形成され、これは孔751の回りにセンタリングされる。絶縁材のリング744は、内側カバー745の頂部における凹部755内に配置され、集電体釘740の頂部ヘッドがその上に配置される。工程778において、絶縁リング744は集電体釘740およびカバー745と一緒に組立てられ、また、絶縁リング744は該リングが溶融するのに充分に高い温度に加熱されて、変形してカバー745の孔の中に流れ込み、集電体釘740とカバー745との間に誘電性の連続的な絶縁を与える。エポキシ製リング744の場合、この絶縁材を変形および硬化させるためには、20℃〜200度の温度で数秒〜24時間で充分である。誘電体材料744が集電体釘740と内側カバー745との間に充分な絶縁を形成したら、工程780において、該絶縁材を冷却させるのが好ましい。加熱および冷却工程778および789の際、集電体釘740はカバー745に接触しないように、孔751にセンタリングされる。その後、工程782において、釘740の周囲から外側に向かって半径方向に広がる環状誘電体パッドのような、誘電性の電気絶縁パッド748が内側カバー745の頂部に配置される。工程784において、釘740およびパッド748の頂部には導電性の負極カバー750が配置され、これは集電体釘740との間で溶接され、または電気的接続が形成される。集電体アセンブリーが完全に組立てられたら、工程786に与えられているように、該集電体アセンブリーを缶に結合して開放端を密封閉鎖する。缶の閉鎖には、二重シーム閉鎖または他の適切な缶閉鎖技術を用いればよい。加えて、この組立て方法770は、第二の外側カバーを、好ましくは圧力解放機構370の上に配置して缶の閉鎖端に結合する工程788を含む。
【００５８】
図面に示し且つ上記で説明した実施例は例示目的のために過ぎず、本発明の範囲を制限するものでないことが理解されるであろう。
【００５９】
例
夫々の電池について、コンピュータ支援設計（CAD）図面、写真、またはエポキシ樹脂に収容された電池の実際の横断面、および長手方向断面を観察することによって、全電池容積、集電体アセンブリー容積、および電気化学的に活性な材料のために利用可能な内部容積を測定した。CAD図面、写真、または実際の長手方向断面を使用して電池の寸法を観察および測定することにより、電池の中に存在し得る全ての空隙容積を含めることが可能になる。全電容積を決定するためには、電池の長手方向の中心対称軸に沿った断面図を観察し、幾何学的コンピュータ処理によって全容積を測定する。電気化学的に活性な材料のために利用可能な内部容積を決定するためには、その長手方向の中心対称軸に沿った電池の断面図を観察し、電気化学的に活性な材料、空隙容量および化学的不活性材料（集電体釘以外）を含む、電池のシールされた容積内に閉じ込められた内部容積を構成する全ての成分を幾何学的コンピュータ処理によって測定する。同様に、集電体アセンブリーの容積を決定するためには、その長手方向の中心対称軸に沿った電池の断面図を観察し、集電体釘、シール、内側カバー、および負極カバーの底面とシールとの間の形成される空隙容積を含む、集電体アセンブリー容積を構成する成分を幾何学的コンピュータ処理によって測定する。容器容積も同様に、電池の中心長手方向断面を観察し、缶、ラベル、負極カバー、ラベルと負極カバーとの間の空隙容積、正極カバー、および正極カバーと缶との間の空隙容積で占められる容積をコンピュータ計算することによって測定される。
【００６０】
容積測定は、その長手方向の対称軸に沿った電池の断面を観察することによって行われる。通常、電池およびその部品は軸対称であるから、これによって正確な容積測定が提供される。電池断面の幾何学図を得るためには、電池を先ずエポキシ樹脂の中にポッティングし、エポキシ樹脂が固化した後に、ポッティングされた電池およびその部品を、対称軸を通る中心断面まで摩滅させる。より具体的に言えば、先ず、電池をエポキシ樹脂の中にポッティングし、次いで中心断面のショートを摩滅させる。次に、完成された断面のより良好な測定を可能にするために、アノード、カソードおよびセパレータ紙のような全ての内部部品を除去する。次いで、ポッティングされた電池から如何なる残留破片をも除去し、空気乾燥し、残留空隙容積にエポキシ樹脂を充填して、その中心への摩滅および研磨を完了する前に電池に幾らかの一体性を与える。再度、電池をその中心断面が完成するまで摩滅および研磨し、その後に図面にトレースし、これから容積を測定する。
【００６１】
電池をエポキシ樹脂の中にポッティングする前に、キャリパーを用いて電池測定を行い、電池の全体の高さ、カシメ高さ、並びに頂部、底部および中心の外径を測定した。加えて、同一の電池を分解し、その部品を測定した。分解された電池のこれら部品の測定には、現行の集電体釘の直径、現行の集電体釘の長さ、負極カバーまでの現行の集電体釘の長さ、並びにラベルの存在しない電池の頂部、底部および中心における外径が含まれる。
【００６２】
電池がエポキシ樹脂の中に完全にポッティングされたら、電池の断面図を使用して図面を作成する。QC-400ソフトウエアを備えたミツトヨ(Mitutoyo)光学コンパレータを使用して、電池およびその部品の輪郭をトレースし、電池の中心断面の図を作製する。これを行う際には電池を正しい場所にしっかり固定し、電池部品の輪郭は、問題の電池容積を計算するために、後で固体モールドソフトウエアで使用できるフォーマットの中に保存した。しかし、容積測定を行う前に、電池の中心を通って正確に整列されていない電池部品について補償するために、図面を調節してもよい。これは、電池を切断する前の電池から行われた測定、および分解された同一の電池から行われた測定を使用することによって達成することができる。例えば、容積測定について図面をより正確にするために、対応する既知の断面寸法を含むように図面を調節することによって、現行の集電体釘の直径および長さ並びに電池全体の外径は、図面をより正確に描くように修正することができる。シール、カバーおよびカシメ領域の詳細は、それらが光学コンパレータ上に描かれた通りに使用された。
【００６３】
容積測定を計算するために、図面を固体モールドソフトウエアの中に移入した。固体の三次元容積表現は、断面の輪郭を左右の両側で長手対称軸の回りに180°回転させることによって作成された。従って、問題の各領域の容積は、ソフトウエアによって右側および左側を180°回転させ、右側容積および左側容積を合計し、平均容積を決定することによって計算される。これは、電池が非対称構造を有する場合に有利である。何等かの非対称構造を含む容積は、必要に応じて、より正確な容積測定を得るように調節することができる。
【００６４】
図９Ａおよび図９Ｂは、1998年10月2日に出願されたUS 60/102,951号および1998年8月21日に出願されたUS 60/090,445号に更に完全に開示された、種々の異なるタイプの電池構造の容積を示している。図９Ａの「フィードスルー集電体を備えた飲料缶」の列に示すように、図１０に示した構造を使用して構成されたDサイズの電池は、缶壁の厚さが200μm（8ミル）であるときの96.0容量パーセントの内部容積を有していた。図９Ｂに示すように、図１０に示した構造を用いて構成されたDサイズの電池は、缶壁の厚さが200μm（8ミル）であるときの全容積の2.6パーセントの集電体アセンブリー容積を有していた。同様の構造を有するCサイズ、AAサイズおよびAAAサイズの電池もまた、図９Ａの表から明らかなように、内部容積効率における顕著な改善を示した。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１は、Ｃサイズの従来のアルカリ電池を示す断面図である。
【図２】  図２Ａは、この出願の優先日時点において商業的に入手可能であった電池について測定された、全電池容積および電気化学的に活性な材料のために利用可能な内部電池容積を比較して示す表である。
【図３】  図２Ｂは、図２Ａの商業的に入手可能な電池について測定された、全電池容積および集電体アセンブリー容積を比較して示す表である。
【図４】  図３Ａは従来のＣサイズのアルカリ電池の断面図であり、全電池容積および種々の部品容積を示している。
【図５】  図３Ｂは従来のＣサイズのアルカリ電池の断面図であり、全電池容積および種々の部品容積を示している。
【図６】  図３Ｃは従来のＣサイズのアルカリ電池の断面図であり、全電池容積および種々の部品容積を示している。
【図７】  図３Ｄは従来のＣサイズのアルカリ電池の断面図であり、全電池容積および種々の部品容積を示している。
【図８】  図４は、缶の閉鎖端に形成された圧力解放機構を有する電池缶の底面図である。
【図９】  図５は、図４に示した缶通気孔のＸ−Ｘ線に沿った断面図である。
【図１０】  図６は、飲料水缶型構造を有するＣサイズのアルカリ電池の断面図である。
【図１１】  図７Ａは、図６に示した電池の一部分解斜視図である。
【図１２】  図７Ｂは、図６に示した電池の一部を示す断面図であり、飲料水缶型構造を形成するための方法を示している。
【図１３】  図７Ｃは、図６に示した電池の一部を示す断面図であり、飲料水缶型構造を形成するための方法を示している。
【図１４】  図７Ｄは、図６に示した電池の一部を示す拡大断面図である。
【図１５】  図８は、飲料缶型構造を有するＣサイズのアルカリ電池の断面図である。
【図１６】  図９Ａは、種々の電池について計算された全電池容積および内部電池容積を示す表である。
【図１７】  図９Ｂは、種々の電池について計算された全電池容積および集電体アセンブリー容積を示す表である。
【図１８】  図１０は、本発明の実施例による集電体フィードスルー構造を有する、Ｃサイズのアルカリ電池を示す断面図である。
【図１９】  図１１は、図１０に示した電池の分解組立て図である。
【図２０】  図１２は、図１０および図１１に示した電池の組立て方法を示すフロー図である。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図３Ｄ】
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【図７Ｂ】
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【図７Ｃ】
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【図７Ａ】
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【図７Ｄ】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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