(57)【要約】  アルカリ電池は、カソードと、アノードと、アノードとカソードとの間のセパレータと、アノード及びカソードに接触するアルカリ電解質と、を含む。セパレータは、第１の略円筒体を含む。第１の略円筒体は、第１の壁部、第２の壁部、及び第１の折り畳み部を含む。第１の折り畳み部は、第１の壁部から外側に向かって放射状に配置されている。
2010510622.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）カソードと、
（ｂ）アノードと、
（ｃ）前記アノードと前記カソードとの間のセパレータであって、前記セパレータが、第１の壁部、第２の壁部、及び第１の折り畳み部を含む第１の略円筒体を含み、前記第１の折り畳み部が、前記第１の壁部から外側に向かって放射状に配置されている、セパレータと、
（ｄ）前記アノード及び前記カソードに接触するアルカリ電解質と、を含むことを特徴とする、アルカリ電池。
【請求項２】
前記第１の折り畳み部が、前記第２の壁部から内側に向かって放射状に配置されている、請求項１に記載の電池。
【請求項３】
前記第１の略円筒体が、前記第１及び第２の壁部のうちの少なくとも１つから外側に向かって放射状に配置されている第２の折り畳み部を更に含む、請求項１に記載の電池。
【請求項４】
前記第１の略円筒体が、閉じた端部を更に含む、請求項１に記載の電池。
【請求項５】
前記第１の略円筒体が、材料の単一の連続片を含む、請求項１に記載の電池。
【請求項６】
前記材料の単一の連続片が、３００ミクロン未満の厚みを有する、請求項５に記載の電池。
【請求項７】
前記第１の折り畳み部が、前記第１の壁部から外側に向かって放射状に配置されており、前記第２の壁部から外側に向かって放射状に配置されている、請求項１に記載の電池。
【請求項８】
前記セパレータが、前記第１の略円筒体を囲む第２の略円筒体を更に含む、請求項１に記載の電池。
【請求項９】
前記第１の略円筒体が、多孔質材料の連続片を含み、前記第２の略円筒体が、非多孔質材料の連続片を含む、請求項８に記載の電池。
【請求項１０】
前記第１の略円筒体が、非多孔質材料の連続片を含み、前記第２の略円筒体が、非多孔質材料の連続片を含む、請求項８に記載の電池。
【請求項１１】
（ａ）カソードと、
（ｂ）アノードと、
（ｃ）前記アノードと前記カソードとの間のセパレータであって、
前記セパレータが、内側の略円筒体及び外側の略円筒体を含み、
前記内側の略円筒体が、多孔質材料の連続片を含み、前記外側の略円筒体が、非多孔質材料の連続片を含み、
前記内側の略円筒体が、第１の壁部、第２の壁部、閉じた端部、第１の折り畳み部分、及び第２の折り畳み部分を含み、前記第１及び第２の折り畳み部は、前記第１の壁部から外側に向かって放射状に配置されている、セパレータと、
（ｄ）前記アノード及び前記カソードに接触するアルカリ電解質と、を含むことを特徴とする、アルカリ電池。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電池、より詳しくは、電池のセパレータに関連する。
【背景技術】
【０００２】
アルカリ電池のような電池は、電気エネルギー源として広く使用されている。通常、電池は、負極（アノード）と正極（カソード）とを有する。アノードは、酸化されることができる活物質（例えば、亜鉛粒子）を含有し、カソードは、還元されることができる活物質（例えば、二酸化マンガン）を含有する。アノードの活物質は、カソードの活物質を還元することができる。アノードの活物質とカソードの活物質の直接反応を防ぐために、両電極はセパレータによって互いに電気的に分離されている。
【０００３】
電池を電気エネルギー源として、携帯電話などのデバイス内で使用する場合、電極を電気的に接触させ、電子がデバイスを貫流するのを可能にし、それぞれ酸化反応及び還元反応を生じさせて、電力を提供する。電極に接触している電解質は、電極間のセパレータを貫流するイオンを含有して、放電中の電池全体における電荷の均衡を維持する。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００４】
カソードと、アノードと、アノードとカソードとの間のセパレータと、アノード及びカソードに接触するアルカリ電解質と、を含むアルカリ電池が、開示されている。セパレータは、第１の略円筒体を含む。第１の略円筒体は、第１の壁部、第２の壁部、及び第１の折り畳み部を含む。第１の折り畳み部は、第１の壁部から外側に向かって放射状に配置されている。
【０００５】
幾つかの実施形態では、第１の折り畳み部は、第２の壁部から内側に向かって放射状に配置されている。第１の略円筒体は、第２の折り畳み部を含んでもよい。幾つかの実施形態では、第２の折り畳み部はまた、第１及び第２の壁部のうちの少なくとも１つから外側に向かって放射状に配置されている。１つの実施形態では、第２の折り畳み部は、一方の壁部から外側に向かって放射状に配置されており、もう一方の壁部から内側に向かって放射状に配置されている。
【０００６】
幾つかの実施形態では、第１及び第２の折り畳み部の双方が、第１の壁部から外側に向かって放射状に配置されており、第２の壁部から内側に向かって放射状に配置されている。
【０００７】
幾つかの実施形態では、第１の略円筒体は閉じた端部を含む。第１の折り畳み部は、実質的に閉じた端部の平面と実質的に垂直に折り畳まれ得る。
【０００８】
幾つかの実施形態では、第１の略円筒体は、単一な材料の連続片からなる。
【０００９】
幾つかの実施形態では、セパレータは、第１の略円筒体を囲む第２の略円筒体を含む。第１の略円筒体は、多孔質材料の連続片を含むことが可能である。第２の略円筒体は、非多孔質材料の連続片を含むことが可能である。
【００１０】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細が、添付図面及び以下の説明に記載される。本発明の他の特徴、目的、及び利点は、説明及び図面、並びに請求項から明白になるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】電池の一実施形態の断面図。
【図２】部分的に開いた、セパレータの内側略円筒体部の概略図。
【図３】セパレータ材料をセパレータの略円筒体部に成形する前の、代表的なセパレータ材料の連続片。
【図４】材料の連続片をセパレータの略円筒体に成形するためのダイの概略図。
【図５】ダイの１つの実施形態に使用される１組の折り畳みフィンガーの概略図。
【図６ａ】ダイの面板の実施形態。
【図６ｂ】ダイの面板の実施形態。
【図６ｃ】ダイの面板の実施形態。
【図６ｄ】ダイの面板の実施形態。
【図６ｅ】ダイの面板の実施形態。
【図６ｆ】ダイの面板の実施形態。
【００１２】
様々な図面における類似参照記号は、類似要素を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１を参照すると、電池１０は、カソード１２と、アノード１４と、カソードとアノードとの間のセパレータ１６とを収容する円筒形ハウジング１８を含む。カソード１２は、カソード活物質を含み、アノード１４は、アノード活物質を含む。また電池１０は、電流コレクタ２０、シール２２、及び金属上部キャップ２４を有し、これらは、電池のマイナス端子としての役割を果たす。カソード１２は、ハウジング１８と接触しており、電池１０のプラス端子が、マイナス端子の反対側の電池端部にある。電解質は、電池１０全体に分散されている。アノード１４の活物質とカソード１２の活物質との直接反応を防ぐために、両電極はセパレータ１６によって互いに電気的に分離されている。
【００１４】
セパレータ１６は、略円筒形状を有する。セパレータ１６は、１つの閉じた端部を含んでよい。セパレータ１６は、互いの内部に同心円状に配置されている１つ以上の略円筒体を含むことが可能である。
【００１５】
１つの実施形態では、セパレータ１６は、多孔質な内側略円筒体及び非多孔質な外側略円筒体を含む。多孔質な内側略円筒体は、アノード１４と接触するようになされる。非多孔質な外側略円筒体は、カソード１２と接触するようになされる。内側略円筒体は、外側略円筒体内に同心円状に配置されている。内側略円筒体は、外側略円筒体に対して約９０°回転される。それぞれの略円筒体は、湾曲、屈曲及び／又は折り畳みによって、実質的に平らな連続する材料シートからセパレータ材料の実質的に円筒形状の本体に形成され得る。
【００１６】
図２は、部分的に開かれた、セパレータ１６の略円筒体２６を表す。図２は、異なる構造をより良く表すために、部分的に開いた形態で略円筒体２６を示す。幾つかの実施形態では、略円筒体２６は最も内側の略円筒体として使用される。他の実施形態は、中間の略円筒体としてか、又は最も外側の略円筒体としてか、略円筒体２６を含む。略円筒体２６は、第１の壁部３４、第２の壁部３５、及び第１の折り畳み部３８を含む。
【００１７】
壁部３４及び３５はそれぞれ湾曲している。壁部３４及び３５はそれぞれ、半円形に近似する横断面を有する。閉じた状態にあるとき、壁部３４及び３５それぞれの側部３６は、略円筒体の側壁を形成するために少なくとも接している。幾つかの実施形態では、壁部３４及び３５それぞれの側部３６は重なり合っている。壁部３４及び３５の側部は、少なくとも約１ｍｍ、又は約３ｍｍ重なり合ってよい。壁部３４及び３５は、カソード１２の物質が存在することで電池１０内に配置される際に重なり合いを保持し、それによって略円筒体２６が広がることを防ぐ。
【００１８】
第１の折り畳み部３８は、第１の壁部３４から外側に向かって放射状に配置されている。第１の折り畳み部３８は、第２の壁部３５から内側に向かって放射状に配置されている。幾つかの実施形態では、略円筒体２６は、第２の折り畳み部（図示せず）を含む。第２の折り畳み部は、第１の折り畳み部３８に対向することが可能である。第２の折り畳み部は、第１の壁部３４及び第２の壁部３５のうちの１つから外側に向かって放射状に配置され得る。第２の折り畳み部はまた、壁部３４又は３５のもう一方から内側に向かって放射状に配置され得る。幾つかの実施形態では、第１及び第２の折り畳み部の双方は、第１の壁部３４から外側に向かって放射状に配置されており、第２の壁部３５から内側に向かって放射状に配置されている。
【００１９】
各折り畳み部は、閉じた端部３２の平面と垂直であることが可能である。各折り畳み部は、側縁部３９によって画定され得る。各側縁部は、折り目３９’（図３に図示）によって画定される。幾つかの実施形態では、第１の折り畳み部３８の側縁部３９は、閉じた端部３２の平面と４５°〜６０°の角度を形成する。各折り畳み部の各側縁部３９も、閉じた端部３２の平面と４５°〜６０°の角度を形成してよい。
【００２０】
図２に示す実施形態は、第１壁部３４から外側に向かって放射状に配置されており、第２壁部３５から内側に向かって放射状に配置されている折り畳み部３８を備える略円筒体２６を表すが、折り畳み部の１つ又は双方が、壁部３４及び３５の双方から外側に向かって放射状に配置されている実施形態も企図される。
【００２１】
略円筒体２６は、図３に示すように、連続セパレータ材料の細長く実質的に平らなシート２６’を形作ることで形成される。図３における破線は、おおよその折り畳み線を表す。幾つかの実施形態では、セパレータ材料の細長く実質的に平らなシート２６’は矩形である。実質的に閉じた端部３２は、連続セパレータ材料の細長く実質的に平らなシート２６’のほぼ円形の中間部３２’から形成され、セパレータ１６の実質的に円筒形の側部は、ほぼ円形の中間部３２’を囲む残りの材料によって形成される。特に、幾つかの実施形態では、セパレータ層の円筒形の側部の大部分は、少なくとも２つの壁部３４及び３５から形成される。壁部３４及び３５は、セパレータ材料の実質的に平らなシート２６’の細長い端部３４’及び３５’から形成される。円筒形の側部は、ほぼ円形の中間部３２’に隣接する、セパレータ材料の細長く実質的に平らなシート２６’の側中間部３８’からなる折り畳み部３８も含む。各折り畳み部３８の側縁部３９は、折り目３９’によって画定される。
【００２２】
セパレータに好適な材料としては、紙、ポリプロピレン（例えば、不織布ポリプロピレン又は微多孔性ポリプロピレン）、ポリエチレン、ポリテトラフルオロエチレン、ポリアミド（例えば、ナイロン）、ポリスルホン、ポリ塩化ビニル、又はこれらの組み合わせが挙げられる。好適なセパレータ紙としては、ＰＤＭ  ＰＡ２５Ａ紙；ニッポン高度紙工業株式会社（Nippon Kodishi Corporation）製造のＢＨ４０、及びデュララム（DURALAM）ＤＴ２２５ＡＣ紙が挙げられる。セパレータ１６は、不織布材料の略円筒体と結合するセロファンの略円筒体も含むことができる。不織布材料は、例えばポリビニルアルコール及び／又はレーヨンを含むことができる。これらの材料のそれぞれは、通常、平らな材料の連続シートとして使用することができ、セパレータ１６の一部として使用する前に、略円筒体に形成される。セパレータ材料の平らな連続片それぞれは、異なる材料の様々な接合副層を含むことが可能である。セパレータ１６を構成する略円筒体は、多孔質でも非多孔質でもよい。
【００２３】
例えば、ＡＡ電池は、多孔質又は非多孔質な内側略円筒体及び非多孔質な外側略円筒体を含むことが可能である。内側略円筒体は、９９．４０ｍｍ〜１０１．６０ｍｍの長さ及び１５．００ｍｍ〜１５．５０ｍｍの幅を有する、ほぼ矩形である多孔質セパレータ材料の連続片から形成され得る。内側略円筒体は、ＰＤＭ  ＰＡ２５Ａ紙から作製することができる。内側略円筒体に使用される紙は、約１２５ミクロンの厚みを有することが可能である。しかしながら、１つの実施形態では、略円筒体２６は、ニッポン高度紙株式会社（Nippon Kodishi Corporation）により製造されるＢＨ４０と呼ばれる、より薄い非多孔質紙から作製されている。ＢＨ４０紙は、おおよそ４０ミクロンの厚み、３８Ｎ／１５ｍｍの引張り強度、及び２６ｇ／ｍ２の秤量を有する。記載されるようにセパレータの設計を行うことで、有意な折り目、しわ、破断、又はセパレータを越えるアノード物質の漏れがない、このより薄い紙の実用的な使用を可能にすることができる。任意の寸法の電池における任意のセパレータの内側略円筒体に使用される紙は、３００ミクロン未満の厚みを有することが可能である。
【００２４】
外側略円筒体は、１００．４５ｍｍ〜１０２．６５ｍｍの長さ及び１６．００ｍｍ〜１６．５０ｍｍの幅を有する、ほぼ矩形である非多孔質材料の連続片から形成され得る。外側略円筒体は、例としてデュララム（DURALAM）ＤＴ２２５ＡＣ、ＢＨ４０、又はＢＢ４０紙から作製することができる。ＤＴ２２５の厚み及び秤量は、９０ミクロン及び５７ｇ／ｍ２である。ＢＨ４０においては、４０ミクロンの厚み及び２６ｇ／ｍ２の秤量である。ＢＢ４０においては、４０ミクロンの厚み及び２７ｇ／ｍ２の秤量である。内側略円筒体は、外側略円筒体内に同心円状に配置されている。外側の紙の形状は、壁部に対して内側に向かって配置されている折り畳み部を有することが可能である。他の実施形態では、外側の紙の折り畳み部は、壁部から中間に向かって、又は外側に向かって配置されている。幾つかの実施形態では、内側及び外側の略円筒体の双方が図２に示すように形作られている。内側略円筒体は、壁部が一直線にならないように、外側略円筒体から回転してオフセットされ得る。内側及び外側の略円筒体は、少なくとも３０°回転してオフセットされ得る。幾つかの実施形態では、外側及び内側の略円筒体は、約９０°回転してオフセットされ得る。
【００２５】
略円筒体２６の折り畳み部３８を内側略円筒体２６の内面から離れて配置する（つまり、壁部３４及び３５の少なくとも１つから外側に向かって放射状に配置されている折り畳み部を有する）ことで、充填作業中に、アノード物質１４が折り畳み部３８を通して形成される通路を通り抜け、カソード物質と接触する可能性が低いため、ショートを引き起こす可能性の低い電池１０をもたらす。更には、この配列は、上述のような新しいより薄いセパレータ材料の使用を可能にすることができる。更に、特に折り畳み部（例えば３８）に起こるセパレータの膨張に関し、下部におけるアノードの充填が不十分になるアノードの空洞の閉鎖をもたらし、アノード物質が内層を越えて、折り畳み部３８で形成される通路を通って移動する漏れ経路をもたらすという懸念を解消することができる。
【００２６】
図４は、セパレータ１６の略円筒体２６における所望な略円筒形の外形に対応する実質的に円筒形の空隙４２を画定するダイ４０を表す。ダイ４０は、実質的に円筒形の空隙４２の上に配置されている細長い穴４６を有する面４４を含む。ダイはまた、実質的に円筒形の空隙４２を部分的に画定する、２つの折り畳みフィンガー４８を含む。セパレータ１６の略円筒体２６を形成するために、セパレータ材料の細長い連続片２６’（図３に示すもの等）は、セパレータ材料の細長い連続片２６’の中央部３２’を細長い穴４６の上にあわせて穴の面の上に載置される。セパレータ材料の細長い連続片２６’の長さは、穴４６の長さに対してほぼ垂直にする必要がある。略円筒体２６の所望の略円筒内形に対応する実質的に円筒形状を有するマンドレル（図示せず）は、セパレータ材料の細長い連続片２６’の中央部３２’に押し付けられて、セパレータ材料片２６’をダイ４０の実質的に円筒形の空隙４２内に押し込む。セパレータ材料２６’が細長い穴４６に押し込まれるにつれて、細長い側部３４’は上方に屈曲し、セパレータ材料はほぼＵ型に形成される。折り畳みフィンガー４８は更に、中央側部３８’を折り畳み部３８に折り畳む。ダイの形状は更に、第１の細長い側部３４’を第１の壁部３４を形成するマンドレルの側部に押し付け、次に折り畳み部３８が第１の壁部３４の外側に形成され、次に、第２の細長い側部３５’をマンドレルに押し付けて第１の壁部３４及び両折り畳み部３８の双方から外側に向かって放射状に配置されている第２の壁部３５を形成するように構成される。したがって、折り畳み部３８は、第１の壁部３４から外側に向かって放射状に配置されており、第２の壁部３５から内側に向かって放射状に配置されている。
【００２７】
図５は、ダイ４０から除去された２つの折り畳みフィンガー４８を表す。折り畳みフィンガー４８は、開口５２を固定することでダイ４０にそれぞれ取り付けられる。開口５２の固定は、ダイ４０の開口部内に折り畳みフィンガー４８を載置するのに使用される。各折り畳みフィンガー４８の外縁部５４は、実質的に円筒形の空隙４２の一部分を画定する。幾つかの実施形態では、各折り畳みフィンガー４８は、後縁部に適用される面取り部５６を含むことが可能である。この面取り部５６は、折り目を最小化又は除去する。
【００２８】
図６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ、６ｅ、及び６ｆは、ダイ４０の面４４の実施形態を表す。ダイ４０の面４４は、図６ａ及び６ｂに示すように、面板６０の一部分であってよい。図６ａ及び６ｂは、これらの面板６０の実施形態の上側部を表す。図６ｃ、６ｄ、６ｅ、及び６ｆは、これらの面板６０の実施形態の底側部を表す。図６ａ、６ｄ、及び６ｆは全て、細長い穴４６の前縁部上に部分的な皿穴６２を有する面板６０を表す。図６ｂ、６ｃ、及び６ｅは全て、細長い穴４６の前縁部上に完全な皿穴６４を有する面板６０を表す。完全な皿穴６４及び部分的な皿穴６２は、セパレータ材料２６’の第１の細長い側部３４’が、マンドレルに対して形成されるセパレータ材料２６’の第１部分であることを保証するのに役立つ。これは、折り畳み部３８が、第１の細長い側部３４’から形成された第１の壁部３４から外側に向かって放射状に配置されていることを確実にし、これは部分的な皿穴又は完全な皿穴６４の前縁部を有する面４４の側の上に載置される。
【００２９】
図６ｃ、６ｄ、６ｅ、及び６ｆは更に、面板の底側部を表す。示されるように、幾つかの実施形態（図６ｅ及び６ｆ）は前縁部の底側部に沿って皿穴延長部６６を含むが、他の実施形態は皿穴延長部６６（図６ｃ及び６ｄ）を含まない。皿穴延長部６６を加えることは、内側略円筒体２６のしわ又は折り目の量を減らすことに役立ち得る。
【００３０】
図１を参照すると、カソード１２は少なくとも１つのカソード活物質を含む。幾つかの実施形態では、カソード１２は、少なくとも１つの導電補助剤及び／又は少なくとも１つの結合剤を更に含むことができる。電解質はまた、カソード１２全体に分散されている。カソード１２の構成要素に関して本明細書にて提供される重量百分率は、電解質がカソード１２全体に分散された後に決定される。
【００３１】
幾つかの実施形態では、カソード活物質は、酸化マンガン（ＭｎＯ２）とすることができる。カソード活物質の他の例としては、酸化銅（例えば、酸化第二銅（ＣｕＯ）、酸化第一銅（Ｃｕ２Ｏ））、水酸化銅（例えば、水酸化第二銅（Ｃｕ（ＯＨ）２）、水酸化第一銅（cuprous hydroxide）（Ｃｕ（ＯＨ）））、ヨウ素酸第二銅（Ｃｕ（ＩＯ３）２）、ＡｇＣｕＯ２、ＬｉＣｕＯ２、Ｃｕ（ＯＨ）（ＩＯ３）、Ｃｕ２Ｈ（ＩＯ６）、銅含有金属酸化物若しくはカルコゲナイド、ハロゲン化銅（例えば、ＣｕＣｌ２）、及び／又は銅マンガン酸化物（例えば、Ｃｕ（ＭｎＯ４）２）が挙げられる。カソード活物質の更なる例としては、オキシ水酸化ニッケル（ＮｉＯＯＨ）のようなニッケルが含まれているカソード活物質が挙げられる。カソード活物質の更なる例としては、５価のビスマス含有金属酸化物が含まれているカソード活物質が挙げられる。ある実施形態においては、カソード１２は、多孔質であり得る。多孔質カソードは、例えば、上述のカソード活物質（例えば、ＭｎＯ２、ＮｉＯＯＨ）を１つ以上含むことができる。
【００３２】
導電助剤は、カソード１２の電子導電性を増大させることができる。導電助剤の一例はカーボン粒子であり、これは、グラファイト粒子を含む、カソードに使用される任意の従来のカーボン粒子であることができる。カソード１２は、例えば、約３重量％〜約９重量％（例えば、約４重量％〜約７重量％）のカーボン粒子を含むことが可能である。幾つかの実施形態では、カソード１２は、約４重量％〜約９重量％（例えば、約４重量％〜約６．５重量％）のグラファイト粒子を含むことができる。導電助剤の別の例は、例えば、米国特許第６，８５８，３４９号（ルオ（Luo）ら）、及び２００２年１１月２１日に公開された「電池カソード（Battery Cathode）」という名称の米国特許出願公開番号２００２／０１７２８６７  Ａ１（アングリン（Anglin））に記載されているもののような炭素繊維である。ある実施形態では、カソード１２は、約１重量％〜約１０重量％の総導電助剤を含むことができ、これは１つを超える種類の導電助剤を含むことができる。
【００３３】
結合剤の例としては、ポリエチレン粉末、ポリアクリルアミド、ポルトランドセメント（Portland cement）、並びに、例えばポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）及びポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）のようなフルオロカーボン樹脂が挙げられる。カソード１２は、例えば結合剤を最大約２重量％（例えば結合剤を最大約１重量％）含むことが可能である。特定の実施形態では、カソード１２は、約０．１重量％〜約２重量％（例えば、約０．１重量％〜約１重量％）の結合剤を含むことができる。
【００３４】
カソード１２は、その他の添加剤を含むことができる。添加剤は、例えば米国特許第５，３４２，７１２号（ミエツコウスカ（Mieczkowska）ら）に開示されている。幾つかの実施形態では、カソード１２は、二酸化チタン（ＴｉＯ２）を含むことができる。特定の実施形態では、カソード１２は、約０．１重量％〜約２重量％（例えば約０．２重量％〜約２重量％）のＴｉＯ２を含むことができる。
【００３５】
カソード１２全体に分散された電解質（及び／又は電池１０の残部にて使用される電解質）は、電池で使用される電解質のうちの任意のものであることができる。ある実施形態では、カソード１２は、約５重量％〜約８重量％（例えば、約６重量％〜約７重量％）の電解質を含むことができる。電解質は水性であることができる。水性電解質は、アルカリ性溶液、例えば水性水酸化物溶液（例えば、ＮａＯＨ、ＫＯＨ）、又は水酸化物溶液の混合物（例えば、ＮａＯＨ／ＫＯＨ）とすることができる。例えば、水性水酸化物溶液は、約３３重量％〜約４０重量％、例えば約９ＮのＫＯＨ（約３７重量％のＫＯＨ）の水酸化物の物質を含むことができる。ある実施形態では、電解質は、最大約４重量％（例えば約２重量％）の酸化亜鉛を含むこともできる。
【００３６】
電解質は、他の添加剤を含むことができる。例としては、電解質は、電解質中のカソード活物質の溶解度を低減させる（例えば抑える）可溶性物質（例えばアルミニウム物質）を含むことができる。特定の実施形態では、電解質は、水酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、アルカリ金属アルミネート、アルミニウム金属、アルカリ金属ハロゲン化物、アルカリ金属炭酸塩、又はこれらの混合物、のうちの１つ以上を含むことができる。電解質添加剤は、例えば、２００４年９月９日に公開された「電池（Battery）」という名称の米国特許出願公開番号２００４／０１７５６１３  Ａ１（エイレム（Eylem）ら）に記載されている。
【００３７】
ハウジング１８は、電池に通常用いられる任意のハウジングであることができる。図示されるように、ハウジング１８は円筒形ハウジングである。幾つかの実施形態では、ハウジング１８は、ニッケル、ニッケルめっき鋼板（例えば、ニッケルめっき冷延鋼板）のような、金属又は金属合金から作製することができる。
【００３８】
幾つかの実施形態では、ハウジング１８は、内側金属壁及び熱収縮性プラスチックなどの外側非導電性材料を含むことができる。所望により、導電性材料層は、内壁とカソード１２との間に配置することができる。該層は、内壁内面に沿って、カソード１２の周辺に沿って、あるいはその両方に配置することが可能である。この導電性層は、例えば、炭素質材（例えば、黒鉛）から形成することができる。このような材料としては、例えば、ＬＢ１０００（ティムカル（Timcal））、エココート２５７（Eccocoat 257）（Ｗ．Ｒ．グレース・アンド・カンパニー（W.R. Grace and Co.））、エレクトロダグ１０９（Electrodag 109）（アチソン・コロイド社（Acheson Colloids Co.））、エレクトロダグ１１２（Electrodag 112）（アチソン（Acheson））、バーニファイト５０００（Varniphite 5000）（ニッポン（Nippon））、及びＥＢ０００５（アチソン（Acheson））が挙げられる。導電性層を適用する方法は、例えば、カナダ特許第１，２６３，６９７号に開示されている。
【００３９】
アノード１４は、電池のアノードに用いられる亜鉛物質のいずれかから形成することができる。例えば、アノード１４は、亜鉛金属粒子、ゲル化剤、及びガス発生阻害剤（gassing inhibitor）のような微量の添加剤が含まれている亜鉛ゲルとすることができる。ガス発生阻害剤は、ビスマス、スズ、鉛、インジウムなどの無機物質とすることができる。あるいは、ガス発生阻害剤は、リン酸エステル、イオン性界面活性剤、又は非イオン性界面活性剤などの有機化合物とすることができる。イオン性界面活性剤の例は、例えば、チャリルポイル（Chalilpoyil）らの米国特許第４，７７７，１００号に開示されている。更に、電解質の一部分は、アノード全体に分散されている。
【００４０】
シール２２は、例えば、ポリマー（例えば、ナイロン）から作製することができる。
【００４１】
キャップ２４は、例えば、アルミニウム、ニッケル、チタン、又は鋼鉄などの、金属又は金属合金で作製することができる。
【００４２】
幾つかの実施形態では、電池１０は、（例えば、アノード１４が亜鉛を含む場合に）アノード１４によって電池内にて発生することがある水素ガス量を低減するための水素再結合触媒を含み得る。水素再結合触媒は、例えば、米国特許第６，５００，５７６号（デイビス（Davis）ら）及び米国特許第３，８９３，８７０号（コザワ（Kozawa））に記載されている。あるいは、又は、加えて、電池１０は、米国特許第５，３００，３７１号（トマントシュガー（Tomantschger）ら）に記載されるもののような圧力作動バルブ又は圧力作動ベントを含むように構成することができる。
【００４３】
本明細書に提示した電池構成要素の重量百分率は、電解質溶液が電池の中に分散された後に測定したものである。
【００４４】
電池１０は、一次電気化学セルであることができる。電池１０は、様々な異なる電圧のうち任意のもの（例えば、１．５Ｖ）であることができ、及び／又は、例えば、ＡＡ、ＡＡＡ、ＡＡＡＡ、Ｃ又はＤ電池であることができる。
【００４５】
電気化学電池を組み立てる方法については、例えば、米国特許第４，２７９，９７２号（モーゼス（Moses））、米国特許第４，４０１，７３５号（モーゼス（Moses）ら）、米国特許第４，５２６，８４６号（カーニー（Kearney）ら）に記載されている。
【００４６】
本発明の幾つかの実施形態を説明してきた。しかし、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく、様々な修正を行ってもよいことが理解されるであろう。例えば、２つを超える壁部を有する略円筒体も企図される。また、セパレータは任意の数の略円筒形状体を含むことが可能である。それゆえに、他の実施形態は以下の請求項の範囲内である。
【図１】
2010510622.tif 000003
【図２】
2010510622.tif 000004
【図３】
2010510622.tif 000005
【図４】
2010510622.tif 000006
【図５】
2010510622.tif 000007
【図６Ａ】
2010510622.tif 000008
【図６Ｂ】
2010510622.tif 000009
【図６Ｃ−６Ｆ】
2010510622.tif 000010
【国際調査報告】
2010510622.tif 000011
2010510622.tif 000012
2010510622.tif 000013