(57)【要約】  バッテリーカソードが、電気化学的に活性なカソード材料、黒鉛、水、及び水系結合剤を混合して混合物を提供することによって作製される。混合物が、カソードに連続的に押し出される。次いで、水が、カソードから除去される。カソードが、個々の断片に切断される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリーカソードの作製方法であって、
電気化学的に活性なカソード材料、黒鉛、水、及び水系結合剤を混合して混合物を提供することと、
前記混合物を連続的にカソードに押し出すことと、
前記カソードから水を除去することと、
前記カソードを個々のカソードに切断することと、を含む、方法。
【請求項２】
前記水が、前記カソードを加熱することによって除去される、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記水が、約２０℃〜５００℃で前記カソードを加熱することによって除去される、請求項１又は２に記載の方法。
【請求項４】
前記水の少なくとも５０重量％が、加熱により前記カソードから除去される、請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
前記電気化学的に活性なカソード材料が、酸化マンガン、二酸化マンガン、電解二酸化マンガン（ＥＭＤ）、化学二酸化マンガン（ＣＭＤ）、ハイパワー電解二酸化マンガン（ＨＰ  ＥＭＤ）、ラムダ型二酸化マンガン、及びこれらの混合物からなる群から選択される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
前記水系結合剤が、ヒドロキシプロピルメチルセルロースを含む、請求項１〜５のいずれか一項に記載の方法。
【請求項７】
前記カソードが、少なくとも２つの長手方向片に押し出されてそれらが組み合わせられて、１つの長手方向に押し出されたカソードに相当する部分を形成する、請求項１〜６のいずれか一項に記載の方法。
【請求項８】
前記結合剤が、７％未満の濃度で水酸化カリウムに不溶性である、請求項１〜７のいずれか一項に記載の方法。
【請求項９】
前記カソードが、界面活性剤を更に含む、請求項１〜８のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１０】
前記結合剤が、水に対して１０％以下の膨潤を示す、請求項１〜９のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１１】
前記カソードが、５．０％未満のカソードの線収縮を示す、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１２】
前記カソードが、５．０％未満のカソードの断面収縮を示す、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１３】
前記混合物が、１秒〜１０秒の時間に２０Ｎ・ｍから２００Ｎ・ｍまでの少なくとも１つのピークを有する、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１４】
前記混合物をカソードに押し出す前に前記混合物が押し出される調整工程を更に含む、請求項１〜１３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項１５】
前記カソードが、少なくとも０．５Ｎ／ｍｍ2の乾燥曲げ強度を有する、請求項１〜１４のいずれか一項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、バッテリー用カソードの作製方法に関し、より詳細には、バッテリーの作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気化学電池、すなわちバッテリーは、通常、電気エネルギー源として使用されている。バッテリーは、一般にアノードと呼ばれる負の電極と、一般にカソードと呼ばれる正の電極とを含有する。アノードは酸化され得る活性物質を含有する。カソードは還元され得る活性物質を含有又は消費する。アノード活性物質は、カソード活性物質を還元することが可能である。アノードとカソードとの間にセパレータが配置される。これらの構成要素は金属缶内に配置される。
【０００３】
装置内でバッテリーが電気エネルギー源として使用されるとき、装置を通じて電子が流れることを可能にするために、並びにそれぞれの酸化及び還元反応を生じさせて電力を提供するために、アノード及びカソードに対する電気的接触が作り出される。アノード及びカソードと接触する電解質は、電極間のセパレータを通じて流れるイオンを含有して、放電中のバッテリー全体の電荷の均衡を維持する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
カソードの作製方法を改善する必要がある。カソードを作製する一般的な１つの方法は、ペレットにカソードを圧縮する。次いで、一連のペレットを積み重ね、缶に挿入して、カソードを形成する。この技術は、多数の製作工程を必要とする。
【０００５】
カソードを押し出す試みが既になされている。しかしながら、これらの試みは、バッテリーへの更なる組み立てに必要な完全性をカソードに提供するために、押出プロセスにおいて追加構造の支持体を必要とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、バッテリーカソードの作製方法を目的とする。方法は、電気化学的に活性なカソード材料、黒鉛、水、及び水系結合剤を混合して混合物を提供する工程を含む。混合物が、カソードに連続的に押し出される。水が、カソードから除去される。カソードが、個々のカソードに切断される。
【０００７】
本発明は、バッテリーの作製方法を目的とする。方法は、電気化学的に活性なカソード材料、黒鉛、水、及び水系結合剤を混合して混合物を提供することによって、カソードを作製する工程を含む。混合物が、カソードに連続的に押し出される。水が、カソードから除去される。カソードが、個々のカソードに切断される。カソードが、缶に挿入される。セパレータが、缶に挿入される。集電体が、缶に挿入される。アノードが、缶に挿入される。電解質が、缶に挿入される。缶が封止される。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
本発明の１つ以上の実施形態の詳細を、添付図面及び以下の説明に記載する。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らかとなるであろう。
【図１】カソード製作プロセスを示す。
【図２】押し出される混合物のプラストグラム（plastgram）である。
【図３】カソードの断面構成を示す。
【図４】バッテリー製作プロセスを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
ここで図１を参照すると、カソード製作プロセスが示されている。プロセスは、混合工程１５０において、電気化学的に活性なカソード材料１１０、黒鉛１２０、水１３０、及び水性結合剤１４０を組み合わせて、混合物１５５を形成する。次いで、混合物１５５を、カソード１６５に連続的に押し出す（１６０）。カソード１６５から水を除去する（１７０）。カソード１６５を切断して（１８０）、個々のカソード又は断片１８５を形成する。
【００１０】
電気化学的に活性なカソード材料１１０、黒鉛１２０、水１３０、及び水性結合剤１４０は、混合装置に挿入され、混合物を形成するために混合される。水性結合剤１４０は、溶液の形態、又は粉末の形態のいずれであってもよい。
【００１１】
電気化学的に活性なカソード材料１１０としては、酸化マンガン、二酸化マンガン、電解二酸化マンガン（ＥＭＤ）、化学二酸化マンガン（ＣＭＤ）、ハイパワー電解二酸化マンガン（ＨＰ  ＥＭＤ）、ラムダ型二酸化マンガン、及びこれらの混合物が挙げられる。他の電気化学的に活性なカソード材料としては、酸化銀、酸化ニッケル、オキシ水酸化ニッケル、酸化銅、酸化ビスマス、高原子価ニッケル、これらの合金、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。酸化ニッケルとしては、オキシ水酸化ニッケル、オキシ水酸化コバルトコートオキシ水酸化ニッケル、脱リチウム化された層状ニッケル酸リチウム、及びこれらの組み合わせを挙げることができる。オキシ水酸化ニッケルとしては、ベータ型オキシ水酸化ニッケル、ガンマ型オキシ水酸化ニッケル、並びに／又はベータ型オキシ水酸化ニッケル及び／若しくはガンマ型オキシ水酸化ニッケルの相互成長体を挙げることができる。オキシ水酸化コバルトコートオキシ水酸化ニッケルとしては、オキシ水酸化コバルトコートベータ型オキシ水酸化ニッケル、オキシ水酸化コバルトコートガンマ型オキシ水酸化ニッケル、並びに／又はベータ型オキシ水酸化ニッケル及びガンマ型オキシ水酸化ニッケルのオキシ水酸化コバルトコート相互成長体を挙げることができる。酸化ニッケルとしては、一般化学式Ｌｉ1-xＨyＮｉ０2を有し、式中０．１＜ｘ＜０．９及び０．１＜ｙ＜０．９である、部分的に脱リチウム化された層状酸化ニッケルを挙げることができる。高原子価ニッケルとしては、例えば、四価ニッケルが挙げられる。
【００１２】
好ましい電気化学的に活性なカソード材料１１０は、純度が少なくとも約９１重量％の二酸化マンガンである。電解二酸化マンガン（ＥＭＤ）は、その高い密度のため及び電解法により高純度のものが好都合に得られるため、電気化学電池用二酸化マンガンの好ましい形態である。化学的に合成された二酸化マンガンである化学二酸化マンガン（ＣＭＤ）もまた、アルカリ電池及び重質（heavy duty）電池を含む電気化学電池における電気化学的に活性なカソード材料として使用されている。
【００１３】
ＥＭＤは一般に、硫酸マンガン及び硫酸の電解槽の直接電気分解により製造される。ＥＭＤの製造プロセス、及びその特性は、Ｋａｒｌ  Ｖ．Ｋｏｒｄｅｓｃｈの編集によるＢａｔｔｅｒｉｅｓ、Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，Ｖｏｌ．１，（１９７４），４３３〜４８８頁に公にされている。ＣＭＤは一般に、米国特許第２，９５６，８６０号（Ｗｅｌｓｈ）により開示されている化学プロセスである「Ｓｅｄｅｍａ  ｐｒｏｃｅｓｓ」のような、当該技術分野において既知のプロセスによって作製される。電池グレードＭｎＯ2は、ＭｎＳＯ4とアルカリ金属塩素酸塩、好ましくはＮａＣｌＯ3との反応混合物を利用することによるＳｅｄｅｍａ  ｐｒｏｃｅｓｓを介して製作されてもよい。二酸化マンガンの販売業者としては、Ｔｒｏｎｏｘ、Ｅｒａｃｈｅｍ、Ｔｏｓｏｈ、Ｄｅｌｔａ  Ｍａｎｇａｎｅｓｅ、及びＸｉａｎｇｔａｎが挙げられる。
【００１４】
電池の変形が極めて少ないか全くないことが求められるバッテリーでは、高出力（ＨＰ）ＥＭＤを使用することになる。好ましくは、ＨＰ  ＥＭＤは少なくとも１．６３５ボルトの開路電圧（ＯＣＶ）を有する。好適なＨＰ  ＥＭＤは、ＴｒｏｎｏｘからＨｉｇｈ  Ｄｒａｉｎの商標名で市販されている。
【００１５】
カソード中に黒鉛を包含させることにより、電子がカソードを通じて流れるようになる。膨張黒鉛及び天然黒鉛を、使用することができる。カソード中の黒鉛量は比較的少ないこと、例えば８％未満、又は更には６％未満、例えば２％〜５％であることが好ましい。低い黒鉛レベルは、電池の体積を増加させることなしに、又は（電池内で気体が生成された場合に、内圧が上昇し過ぎるのを防ぐために特定のレベル以上に維持される必要のある）空隙体積を減少させることなしに、カソード内における高レベルの活性物質の包含を可能にする。好適な膨張黒鉛は、例えば、Ｔｉｍｃａｌから得ることができる。他の好適な黒鉛としては、グラフェン及びナノファイバ黒鉛が挙げられる。
【００１６】
通例、カソードは未膨張黒鉛を実質的に含まないことが好ましい。未膨張黒鉛粒子は、カソード形成装置に対する潤滑性を提供するが、この種の黒鉛は膨張黒鉛よりも導電性が大幅に低く、したがって同じカソード伝導度を得るためにはより多くを使用する必要がある。好ましくはないが、カソードは低レベルの未膨張黒鉛を含んでもよく、この場合には、特定のカソード伝導度を維持しながら達成できる黒鉛濃度の減少を犠牲にすることになる。
【００１７】
混合物中の水の量は１０％〜２０％の範囲であることが好ましい。混合物が押出しやすくなるように、水の量が変更されてもよい。
【００１８】
水性結合剤１４０は、電気化学的に活性なカソード材料１１０の存在下で、安定している必要がある。水性結合剤１４０は、水に対して最小限の膨潤挙動を示す必要がある。最小限の水膨潤挙動は、押出カソードの体積を最小化して、比較的高密度のカソードを提供する。また、水性結合剤１４０の膨潤量を最小化することにより、カソード中の電気化学的に活性なカソード材料１１０の量が最大化される。好ましい水性結合剤１４０は、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）である。他の水性結合剤１４０としては、ポリアクリレート及びＰＶＯＨが挙げられる。好ましくは、結合剤は、約１０％以下、より好ましくは約５％以下、最も好ましくは約３％以下の水膨潤を示す。
【００１９】
カソード中の水性結合剤の量は比較的少ないこと、例えば３％未満、好ましくは２％未満、好ましくは０．２％〜２％、より好ましくは０．４％〜１．２％であることが好ましい。低い水性結合剤レベルは、カソード内における高レベルの活性物質の包含を可能にする。
【００２０】
混合物はまた、他の添加剤を包含してもよい。他のカソード添加剤の例は、例えば、米国特許第５，６９８，３１５号、同第５，９１９，５９８号及び同第５，９９７，７７５号、並びに米国特許出願第１０／７６５，５６９号に記載されている。混合物はまた、追加的な物質を包含してもよい。これらの追加的な物質が存在する場合には、結合剤の結合能力に悪影響を与えたり、又は結合剤の結合能力を阻害してはならない。例えば、カソードは、水酸化カリウムなどの電解質成分を包含してもよい。水酸化カリウムがカソードに包含される場合には、水酸化カリウムの濃度は７％を超えてはならず、超えた場合には結合剤はその結合能力を失うことになる。結合剤は、７％未満の濃度で水酸化カリウムに不溶性である。カソードはまた、界面活性剤を包含してもよい。界面活性剤は、結合能力に悪影響を与えないように結合剤と相溶性であることを必要とする。好適な界面活性剤の例としては、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００２１】
好適な界面活性剤の非限定的な１つの例としては、ジフェニルスルホネート又はその誘導体を挙げることができる。一実施形態では、界面活性剤は、アニオン性ジフェニルスルホネート界面活性剤、又はヒドロカルビル基が１〜約２４、好ましくは１〜約１２の炭素原子を含有するそのヒドロカルビル置換誘導体を含む。具体例としては、ナトリウムヘキシルジフェニルオキシドジスルホネート、ナトリウムデシルジフェニルオキシドジスルホネート、ドデシルジフェニルオキシドジスルホン酸、ナトリウムドデシルジフェニルオキシドジスルホネート、Ｎ−デシルジフェニルオキシドジスルホネート、ナトリウムｎ−デシルジフェニルオキシドジスルホネート、及びナトリウムｎ−ヘキサデシルジフェニルオキシドジスルホネートなどの、アルカリ金属アルキルジフェニルオキシドジスルホネートが挙げられる。ジフェニルスルホネート界面活性剤は、Ｄｏｗから「Ｄｏｗｆａｘ」の総称で市販されており、具体的にはＤｏｗｆａｘ  Ｃ６Ｌ、Ｃ１０Ｌ、２ＡＯ、２Ａ１、２Ａ１−Ｄ、２ＥＰ、３ＢＯ、３Ｂ２、３Ｂ２−Ｄ、２０００、８３９０、及び８３９０−Ｄが挙げられる。
【００２２】
アニオン性界面活性剤の例は、塩素系漂白剤に安定な、アルカリ可溶性界面活性剤である。一実施形態では、アニオン性界面活性剤は、５％超のＫＯＨに可溶ではなく、又は３０％のＫＯＨに可溶ではない。
【００２３】
好適なジフェニルスルホネート界面活性剤は、Ｒ脱離基が変化し得る、以下に示されるような一般構造を有することができる。様々な脱離基の例としては：Ｄｏｗｆａｘ  Ｃ６ＬはＲ＝直鎖状ヘキシル（Ｃ６）を有し；ＤｏｗＦａｘ  ３Ｂ２はＲ＝直鎖状デシル（Ｃ１０）を有し；ＤｏｗＦａｘ  Ｃ１０ＬはＲ＝高度にスルホン化された直鎖状デシル（Ｃ１０）を有し；ＤｏｗＦａｘ  ２Ａ１はＲ＝直鎖状ドデシル（Ｃ１２）を有し；ＤｏｗＦａｘ  ８３９０はＲ＝直鎖状ヘキサデシル（Ｃ１６）を有する。
【００２４】
【化１】
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【００２５】
好適な界面活性剤の非限定的な別の例としては、両性界面活性剤が挙げられる。用語「両性」は、本明細書で使用するとき、低いｐＨでカチオンの挙動を、高いｐＨでアニオンの挙動を呈する化合物を意味する。等電点と呼ばれる中間のｐＨで、化合物は、正負両方の電荷、すなわち双性イオン、を帯びる。一実施形態では、本明細書で使用する両性界面活性剤は、３０％のＫＯＨ溶液に可溶であるが、このような溶液では界面活性をほとんど又は全く示さない。
【００２６】
一例では、両性界面活性剤は、以下の一般式を有する：
【００２７】
【化２】
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式中、Ｒ＝Ｃ１６、Ｃ１２、又は２−エチルヘキシル。市販の両性界面活性剤の非限定的な例としては：Ａｍｐｈｏｔｅｒｉｃ  ＬＨ、Ａｍｐｈｏｔｅｒｉｃ  １６、Ａｍｐｈｏｔｅｒｉｃ  １２、及びＡｍｐｈｏｔｅｒｉｃ  ４００が挙げられ、全てＡｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから市販されている。
【００２８】
カソードはまた、他のポリマーと結合剤との組み合わせを包含してもよい。
【００２９】
押し出される前に、カソードの特性が定められてもよい。混合物を、Ｂｒａｂｅｎｄｅｒ  Ｐｌａｓｔｏｇｒａｐｈ  ＥＣ  Ｐｌｕｓ  Ｎ５０  Ｋｎｅａｄｅｒトルクレオメーターに置き、２５ｒｐｍで混練してもよい。混練機のジャケット温度は、２０度で一定に保たれる。ここで図２を参照すると、押出前のカソード混合物のプラストグラム（plastgram）が示されている。プラストグラムは、カソード混合物が１秒〜１０秒の時間に発生する２０Ｎ・ｍから２００Ｎ・ｍまでの範囲にある少なくとも１つのピークを有することを示す。カソード混合物はまた、第１のピークの後の時間に発生する２０から１４０Ｎ・ｍまでの範囲のピークである第２のピークを有する場合がある。
【００３０】
混合物１５５が、カソード１６５に連続的に押し出される（１６０）。押出機は、単軸スクリュー、２軸スクリュー、又は他の種類の押出機であってもよい。押出機は、押出ダイを出る前に混合物の密度を高めるのに役立つ混合物を脱気させる真空室を外装することができる。押出カソード１６５の気孔率は、空気を滞留させること、押出圧力を減少させること、水を更に添加すること、及び他の方法により、調節することができる。
【００３１】
水がカソード１６５から除去される（１７０）。水は、乾燥機内でカソードを加熱することによって除去されてもよい。カソードは、約３０℃〜５００℃の温度で乾燥機内で加熱されてもよい。好ましくは、少なくとも５０重量％の水が、加熱によりカソードから除去される。
【００３２】
カソード１６５が、個々のカソード又は断片１８５を形成するために、切断される（１８０）。カソード１６５は、水を除去する前に、水を除去した後に、又はその両方で、切断されてもよい。カソード１６５は、水を除去する前に第１の長さに切断され、水を除去した後に最終的な長さに切断されてもよい。
【００３３】
黒鉛１２０に対する電気化学的に活性なカソード材料１１０の比は、９９：１〜９０：１０の範囲である。水性結合剤１４０に対する電気化学的に活性なカソード材料１１０及び黒鉛１２０の比は、９９，５：０．５〜９７：３の範囲である。水１３０に対する電気化学的に活性なカソード材料１１０、黒鉛１２０、及び水性結合剤１４０の比は、８９．５：１０．５〜８０：２０の範囲である。
【００３４】
カソード内の電気化学的に活性なカソード材料の量は、カソード荷重と呼ばれる場合がある。カソードの荷重は、バッテリー内で、及びバッテリーの電池寸法内で使用される電気化学的に活性なカソード材料によって異なってもよい。例えば、二酸化マンガンの電気化学的に活性なカソード材料を有する単３電池は、少なくとも１０．０グラムの二酸化マンガンのカソード荷重を有することができる。カソード荷重は、例えば、少なくとも約１０．５グラムの二酸化マンガンであってもよい。カソード荷重は、例えば、約１０．７グラム〜約１１．５グラムの二酸化マンガンであってもよい。カソード荷重は、約１０．７グラム〜約１１．０グラムの二酸化マンガンであってもよい。カソード荷重は、約１０．８グラム〜約１１．２グラムの二酸化マンガンであってもよい。カソード荷重は、約１０．９グラム〜約１１．５グラムの二酸化マンガンであってもよい。単４電池に対しては、カソード荷重は、約４．０グラム〜約６．０グラムの二酸化マンガンであってもよい。単６電池に対しては、カソード荷重は、約２．０グラム〜約３．０グラムの二酸化マンガンであってもよい。単２電池に対しては、カソード荷重は、約２５．０グラム〜約２９．０グラムの二酸化マンガンであってもよい。単１電池に対しては、カソード荷重は、約５４．０グラム〜約７０．０グラムの二酸化マンガンであってもよい。
【００３５】
押出カソードは、良好な伝導度を可能にするために、十分な乾燥密度を有することになる。カソード乾燥密度は、好ましくは約２．０ｇ／ｃｍ2〜３．５ｇ／ｃｍ2、より好ましくは約２．４ｇ／ｃｍ2〜３．３ｇ／ｃｍ2である。
【００３６】
カソードは、取り扱い及び缶内への挿入に耐えるように十分な完全性を有することになる。カソード完全性は、カソード乾燥曲げ強度によって定められてもよい。カソード乾燥曲げ強度は、好ましくは少なくとも約０．５Ｎ／ｍｍ2、より好ましくは少なくとも約１．０Ｎ／ｍｍ2、最も好ましくは少なくとも約１．５Ｎ／ｍｍ2である。
【００３７】
理想的には、カソードは、押出と乾燥との間に比較的最小の収縮を経験することになる。カソードの線収縮の量は、好ましくは約５．０％未満である。カソードの断面収縮の量は、好ましくは約５．０％未満である。
【００３８】
ここで図３を参照すると、カソードの断面構成が示されている。押出機は、図３に示されるカソードの断面構成を製作するために、適切なダイを備えることができる。示される断面構成としては、円形、半円形、星形、マルチローブ形、三日月形、パイ形、部分リング形、及び環形が挙げられる。
【００３９】
以下は、本発明に従って作製されるカソードの実施例である。
【実施例】
【００４０】
（実施例１）
４０リットルのジャケット付きシグマ羽根双腕式混練機に、１９．２ｋｇのＥＭＤを、次いで０．８ｋｇの黒鉛を加えた。これらの粉末に、３４４５ｇのＳＥ−Ｔｙｌｏｓｅ  ＭＯＢ２００００Ｐ１の３％結合剤溶液を添加した。混練機をオンにし、温度を２０℃に維持しながら、材料を丸１時間混合した。得られた材料を、ＥＣＴ（ドイツ）によって製造されたラム押出機モデルＫＰ８０Ａに置いた。材料を、１４．５ｍｍの外径及び８．４５ｍｍの内径を有するダイを通じて押し出した。ラム押出機を、５〜２８ｍ／分の押出チューブ速度範囲に対応する１０〜５０ｃｍ／分の範囲のピストン速度で作動させた。押出チューブは、乾燥成分の０．５２重量％の結合剤、及び１４重量％の水を含有した。
【００４１】
（実施例２）
４０リットルのジャケット付きシグマ羽根双腕式混練機に、２０ｋｇの粉末を加えた。粉末は、８重量％の黒鉛、残部はＥＭＤから成った。これらの粉末に、４３５５ｇのＳＥ−Ｔｙｌｏｓｅ  ＭＯＢ２００００Ｐ１の２．４％結合剤溶液を添加した。混練機をオンにし、温度を２０℃に維持しながら、材料を丸１時間混合した。次いで、得られた材料を、Ｈａｅｎｄｌｅ（ドイツ）によって製造された８０ｍｍ単軸スクリュー押出機上で処理した。材料を、１３．２ｍｍの外径及び７．７ｍｍの内径を有するダイを通じて押し出した。スクリューを、７５０ｇ〜６２４５ｇ／分に、及び３〜２４．６ｍ／分の範囲のチューブ速度に対応する約５〜３４ｒｐｍの速さで作動させた。押出カソードは、乾燥成分の０．６重量％の結合剤、及び１３．７５重量％の水を含有した。
【００４２】
混合物は、カソードに押し出される前に、調整工程を経てもよい。混合物は、混合物をカソードに押し出す前に、混合物を押し出すことによって縮小及び／又は密度を増加させるように調整されてもよい。
【００４３】
ここで図４を参照すると、バッテリー製作プロセスが示されている。カソードを作製するために、プロセスは、混合工程１５０において、電気化学的に活性なカソード材料１１０、黒鉛１２０、水１３０、及び水性結合剤１４０を組み合わせて、混合物１５５を形成する。次いで、混合物１５５を、カソード１６５に連続的に押し出す（１６０）。カソード１６５から水を除去する（１７０）。カソード１６５を切断して（１８０）、個々のカソード１８５を形成する。
【００４４】
電気化学的に活性なカソード材料１１０、黒鉛１２０、水１３０、及び水性結合剤１４０は、混合装置に挿入され、混合物を形成するために混合される。水性結合剤１４０は、溶液の形態、又は粉末の形態のいずれであってもよい。
【００４５】
電気化学的に活性なカソード材料１１０としては、酸化マンガン、二酸化マンガン、電解二酸化マンガン（ＥＭＤ）、化学二酸化マンガン（ＣＭＤ）、ハイパワー電解二酸化マンガン（ＨＰ  ＥＭＤ）、ラムダ型二酸化マンガン、及びこれらの混合物が挙げられる。他の電気化学的に活性なカソード材料としては、酸化銀、酸化ニッケル、オキシ水酸化ニッケル、酸化銅、酸化ビスマス、高原子価ニッケル、これらの合金、及びこれらの混合物が挙げられるが、これらに限定されない。酸化ニッケルとしては、オキシ水酸化ニッケル、オキシ水酸化コバルトコートオキシ水酸化ニッケル、脱リチウム化された層状ニッケル酸リチウム、及びこれらの組み合わせを挙げることができる。オキシ水酸化ニッケルとしては、ベータ型オキシ水酸化ニッケル、ガンマ型オキシ水酸化ニッケル、並びに／又はベータ型オキシ水酸化ニッケル及び／若しくはガンマ型オキシ水酸化ニッケルの相互成長体を挙げることができる。オキシ水酸化コバルトコートオキシ水酸化ニッケルとしては、オキシ水酸化コバルトコートベータ型オキシ水酸化ニッケル、オキシ水酸化コバルトコートガンマ型オキシ水酸化ニッケル、並びに／又はベータ型オキシ水酸化ニッケル及びガンマ型オキシ水酸化ニッケルのオキシ水酸化コバルトコート相互成長体を挙げることができる。酸化ニッケルとしては、一般化学式Ｌｉ1-xＨyＮｉ０2を有し、式中０．１＜ｘ＜０．９及び０．１＜ｙ＜０．９である、部分的に脱リチウム化された層状酸化ニッケルを挙げることができる。高原子価ニッケルとしては、例えば、四価ニッケルが挙げられる。
【００４６】
好ましい電気化学的に活性なカソード材料１１０は、純度が少なくとも約９１重量％の二酸化マンガンである。電解二酸化マンガン（ＥＭＤ）は、その高い密度のため及び電解法により高純度のものが好都合に得られるため、電気化学電池用二酸化マンガンの好ましい形態である。化学的に合成された二酸化マンガンである化学二酸化マンガン（ＣＭＤ）もまた、アルカリ電池及び重質（heavy duty）電池を含む電気化学電池における電気化学的に活性なカソード材料として使用されている。
【００４７】
ＥＭＤは一般に、硫酸マンガン及び硫酸の電解槽の直接電気分解により製造される。ＥＭＤの製造プロセス、及びその特性は、Ｋａｒｌ  Ｖ．Ｋｏｒｄｅｓｃｈの編集によるＢａｔｔｅｒｉｅｓ、Ｍａｒｃｅｌ  Ｄｅｋｋｅｒ，Ｉｎｃ．，Ｎｅｗ  Ｙｏｒｋ，Ｖｏｌ．１，（１９７４），４３３〜４８８頁に公にされている。ＣＭＤは一般に、米国特許第２，９５６，８６０号（Ｗｅｌｓｈ）により開示されている化学プロセスである「Ｓｅｄｅｍａ  ｐｒｏｃｅｓｓ」のような、当該技術分野において既知のプロセスによって作製される。電池グレードＭｎＯ2は、ＭｎＳＯ4とアルカリ金属塩素酸塩、好ましくはＮａＣｌＯ3との反応混合物を利用することによるＳｅｄｅｍａ  ｐｒｏｃｅｓｓを介して製作されてもよい。二酸化マンガンの販売業者としては、Ｔｒｏｎｏｘ、Ｅｒａｃｈｅｍ、Ｔｏｓｏｈ、Ｄｅｌｔａ  Ｍａｎｇａｎｅｓｅ、及びＸｉａｎｇｔａｎが挙げられる。
【００４８】
電池の変形が極めて少ないか全くないことが求められるバッテリーでは、高出力（ＨＰ）ＥＭＤを使用することになる。好ましくは、ＨＰ  ＥＭＤは少なくとも１．６３５ボルトの開路電圧（ＯＣＶ）を有する。好適なＨＰ  ＥＭＤは、ＴｒｏｎｏｘからＨｉｇｈ  Ｄｒａｉｎの商標名で市販されている。
【００４９】
カソード中に黒鉛を包含させることにより、電子がカソードを通じて流れるようになる。膨張黒鉛及び天然黒鉛を、使用することができる。カソード中の黒鉛量は比較的少ないこと、例えば８％未満、又は更には６％未満、例えば２％〜５％であることが好ましい。低い黒鉛レベルは、電池の体積を増加させることなしに、又は（電池内で気体が生成された場合に、内圧が上昇し過ぎるのを防ぐために特定のレベル以上に維持される必要のある）空隙体積を減少させることなしに、カソード内における高レベルの活性物質の包含を可能にする。好適な膨張黒鉛は、例えば、Ｔｉｍｃａｌから得ることができる。他の好適な黒鉛としては、グラフェン及びナノファイバ黒鉛が挙げられる。
【００５０】
通例、カソードは未膨張黒鉛を実質的に含まないことが好ましい。未膨張黒鉛粒子は、カソード形成装置に対する潤滑性を提供するが、この種の黒鉛は膨張黒鉛よりも導電性が大幅に低く、したがって同じカソード伝導度を得るためにはより多くを使用する必要がある。好ましくはないが、カソードは低レベルの未膨張黒鉛を含んでもよく、この場合には、特定のカソード伝導度を維持しながら達成できる黒鉛濃度の減少を犠牲にすることになる。
【００５１】
混合物中の水の量は１０％〜２０％の範囲であることが好ましい。混合物が押出しやすくなるように、水の量が変更されてもよい。
【００５２】
水性結合剤１４０は、電気化学的に活性なカソード材料１１０の存在下で、安定している必要がある。水性結合剤１４０は、水に対して最小限の膨潤挙動を示す必要がある。最小限の水膨潤挙動は、押出カソードの体積を最小化して、比較的高密度のカソードを提供する。また、水性結合剤１４０の膨潤量を最小化することにより、カソード中の電気化学的に活性なカソード材料１１０の量が最大化される。好ましい水性結合剤１４０は、ヒドロキシプロピルメチルセルロース（ＨＰＭＣ）である。他の水性結合剤１４０としては、ポリアクリレート及びＰＶＯＨが挙げられる。
【００５３】
カソード中の水性結合剤の量は比較的少ないこと、例えば３％未満、好ましくは２％未満、好ましくは０．２％〜２％、より好ましくは０．４％〜１．２％であることが好ましい。低い水性結合剤レベルは、カソード内における高レベルの活性物質の包含を可能にする。
【００５４】
混合物はまた、他の添加剤を包含してもよい。他のカソード添加剤の例は、例えば、米国特許第５，６９８，３１５号、同第５，９１９，５９８号及び同第５，９９７，７７５号、並びに米国特許出願第１０／７６５，５６９号に記載されている。混合物はまた、追加的な物質を包含してもよい。これらの追加的な物質が存在する場合には、結合剤の結合能力に悪影響を与えたり、又は結合剤の結合能力を阻害してはならない。例えば、カソードは、水酸化カリウムなどの電解質成分を包含してもよい。水酸化カリウムがカソードに包含される場合には、水酸化カリウムの濃度は７％を超えてはならず、超えた場合には結合剤はその結合能力を失うことになる。結合剤は、７％未満の濃度で水酸化カリウムに不溶性である。カソードはまた、界面活性剤を包含してもよい。界面活性剤は、結合能力に悪影響を与えないように結合剤と相溶性であることを必要とする。好適な界面活性剤の例としては、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤、及びこれらの組み合わせが挙げられるが、これらに限定されない。
【００５５】
好適な界面活性剤の非限定的な１つの例としては、ジフェニルスルホネート又はその誘導体を挙げることができる。一実施形態では、界面活性剤は、アニオン性ジフェニルスルホネート界面活性剤、又はヒドロカルビル基が１〜約２４、好ましくは１〜約１２の炭素原子を含有するそのヒドロカルビル置換誘導体を含む。具体例としては、ナトリウムヘキシルジフェニルオキシドジスルホネート、ナトリウムデシルジフェニルオキシドジスルホネート、ドデシルジフェニルオキシドジスルホン酸、ナトリウムドデシルジフェニルオキシドジスルホネート、Ｎ−デシルジフェニルオキシドジスルホネート、ナトリウムｎ−デシルジフェニルオキシドジスルホネート、及びナトリウムｎ−ヘキサデシルジフェニルオキシドジスルホネートなどの、アルカリ金属アルキルジフェニルオキシドジスルホネートが挙げられる。ジフェニルスルホネート界面活性剤は、Ｄｏｗから「Ｄｏｗｆａｘ」の総称で市販されており、具体的にはＤｏｗｆａｘ  Ｃ６Ｌ、Ｃ１０Ｌ、２ＡＯ、２Ａ１、２Ａ１−Ｄ、２ＥＰ、３ＢＯ、３Ｂ２、３Ｂ２−Ｄ、２０００、８３９０、及び８３９０−Ｄが挙げられる。
【００５６】
アニオン性界面活性剤の例は、塩素系漂白剤に安定な、アルカリ可溶性界面活性剤である。一実施形態では、アニオン性界面活性剤は、５％超のＫＯＨに可溶ではなく、又は３０％のＫＯＨに可溶ではない。
【００５７】
好適なジフェニルスルホネート界面活性剤は、Ｒ脱離基が変化し得る、以下に示されるような一般構造を有することができる。様々な脱離基の例としては：Ｄｏｗｆａｘ  Ｃ６ＬはＲ＝直鎖状ヘキシル（Ｃ６）を有し；ＤｏｗＦａｘ  ３Ｂ２はＲ＝直鎖状デシル（Ｃ１０）を有し；ＤｏｗＦａｘ  Ｃ１０ＬはＲ＝高度にスルホン化された直鎖状デシル（Ｃ１０）を有し；ＤｏｗＦａｘ  ２Ａ１はＲ＝直鎖状ドデシル（Ｃ１２）を有し；ＤｏｗＦａｘ  ８３９０はＲ＝直鎖状ヘキサデシル（Ｃ１６）を有する。
【００５８】
【化３】
2016514892.tif 000005
【００５９】
好適な界面活性剤の非限定的な別の例としては、両性界面活性剤が挙げられる。用語「両性」は、本明細書で使用するとき、低いｐＨでカチオンの挙動を、高いｐＨでアニオンの挙動を呈する化合物を意味する。等電点と呼ばれる中間のｐＨで、化合物は、正負両方の電荷、すなわち双性イオン、を帯びる。一実施形態では、本明細書で使用する両性界面活性剤は、３０％のＫＯＨ溶液に可溶であるが、このような溶液では界面活性をほとんど又は全く示さない。
【００６０】
一例では、両性界面活性剤は、以下の一般式を有する：
【００６１】
【化４】
2016514892.tif 000006
式中、Ｒ＝Ｃ１６、Ｃ１２、又は２−エチルヘキシル。市販の両性界面活性剤の非限定的な例としては：Ａｍｐｈｏｔｅｒｉｃ  ＬＨ、Ａｍｐｈｏｔｅｒｉｃ  １６、Ａｍｐｈｏｔｅｒｉｃ  １２、及びＡｍｐｈｏｔｅｒｉｃ  ４００が挙げられ、全てＡｉｒ  Ｐｒｏｄｕｃｔｓから市販されている。
【００６２】
カソードはまた、他のポリマーと結合剤との組み合わせを包含してもよい。
【００６３】
混合物１５５が、カソード１６５に連続的に押し出される（１６０）。押出機は、単軸スクリュー、２軸スクリュー、又は他の種類の押出機であってもよい。押出機は、押出ダイを出る前に混合物の密度を高めるのに役立つ混合物を脱気させる真空室を外装することができる。押出カソード１６５の気孔率は、空気を滞留させること、押出圧力を減少させること、水を更に添加すること、及び他の方法により、調節することができる。
【００６４】
水がカソード１６５から除去される（１７０）。水は、カソードを加熱することによって除去されてもよい。加熱は、通電加熱、対流加熱、又はこれらの組み合わせであってもよい。好ましくは、カソードは、乾燥機内で加熱される。カソードは、約３０℃〜５００℃の温度で乾燥機内で加熱されてもよい。好ましくは、少なくとも５０重量％の水が、カソードから除去される。水は、蒸発及び昇華を包含するがこれらに限定されない、他の技術によって、カソードから除去されてもよい。
【００６５】
カソード１６５を切断して（１８０）、個々のカソード又は断片１８５を形成する。カソード１６５は、水を除去する前に、水を除去した後に、又はその両方で、切断されてもよい。カソード１６５は、水を除去する前に第１の長さに切断され、水を除去した後に最終的な長さに切断されてもよい。
【００６６】
黒鉛１２０に対する電気化学的に活性なカソード材料１１０の比は、９９：１〜９０：１０の範囲である。水性結合剤１４０に対する電気化学的に活性なカソード材料１１０及び黒鉛１２０の比は、９９，５：０．５〜９７：３の範囲である。水１３０に対する電気化学的に活性なカソード材料１１０、黒鉛１２０、及び水性結合剤１４０の比は、８９．５：１０．５〜８０：２０の範囲である。
【００６７】
カソード内の電気化学的に活性なカソード材料の量は、カソード荷重と呼ばれる場合がある。カソードの荷重は、バッテリー内で、及びバッテリーの電池寸法内で使用される電気化学的に活性なカソード材料によって異なってもよい。例えば、二酸化マンガンの電気化学的に活性なカソード材料を有する単３電池は、少なくとも１０．０グラムの二酸化マンガンのカソード荷重を有することができる。カソード荷重は、例えば、少なくとも約１０．５グラムの二酸化マンガンであってもよい。カソード荷重は、例えば、約１０．７グラム〜約１１．５グラムの二酸化マンガンであってもよい。カソード荷重は、約１０．７グラム〜約１１．０グラムの二酸化マンガンであってもよい。カソード荷重は、約１０．８グラム〜約１１．２グラムの二酸化マンガンであってもよい。カソード荷重は、約１０．９グラム〜約１１．５グラムの二酸化マンガンであってもよい。単４電池に対しては、カソード荷重は、約４．０グラム〜約６．０グラムの二酸化マンガンであってもよい。単６電池に対しては、カソード荷重は、約２．０グラム〜約３．０グラムの二酸化マンガンであってもよい。単２電池に対しては、カソード荷重は、約２５．０グラム〜約２９．０グラムの二酸化マンガンであってもよい。単１電池に対しては、カソード荷重は、約５４．０グラム〜約７０．０グラムの二酸化マンガンであってもよい。
【００６８】
押出カソードは、良好な伝導度を可能にするために、十分な乾燥密度を有することになる。カソード乾燥密度は、好ましくは約２．０ｇ／ｃｍ2〜３．５ｇ／ｃｍ2、より好ましくは約２．４ｇ／ｃｍ2〜３．３ｇ／ｃｍ2である。
【００６９】
カソードは、取り扱い及び缶内への挿入に耐えるように十分な完全性を有することになる。カソード完全性は、カソード乾燥曲げ強度によって定められてもよい。カソード乾燥曲げ強度は、好ましくは少なくとも約０．５Ｎ／ｍｍ2、より好ましくは少なくとも約１．０Ｎ／ｍｍ2、最も好ましくは少なくとも約１．５Ｎ／ｍｍ2である。
【００７０】
理想的には、カソードは、押出と乾燥との間に比較的最小の収縮を経験することになる。カソードの線収縮の量は、好ましくは約５．０％未満である。カソードの断面収縮の量は、好ましくは約５．０％未満である。
【００７１】
カソードは、図３に示される断面構成のうちのいずれかを有してもよい。
【００７２】
カソード１８５が、缶に挿入される（２００）。缶は、アルカリ一次電池において通常使用される、任意の従来の種類の材料で作製されてもよく、例えばニッケルめっきされた冷間圧延鋼又はプラスチックなどの、任意の好適な材料で作製することができる。缶は、好ましくはシールを包含する。シールは、例えば、ポリアミド（ナイロン）で作製されてもよい。缶は、従来の円筒形状を有しても、又は任意の他の好適な非円筒形状、例えば、角柱形状を有してもよい。缶の内壁は、電極に対して低電気接触抵抗を有する材料で加工されてもよい。缶の内壁は、例えばニッケル、コバルトで、めっきされても、又はカーボン含有塗料で塗装されてもよい。
【００７３】
セパレータが、缶に挿入される（２１０）。セパレータは、織紙若しくは不織紙、又は織布若しくは不織布を含んでもよい。セパレータとしては、例えば、不織材料の層と組み合わせられたセロハンの層が挙げられる。セパレータはまた、不織材料の追加の層を包含することができる。セパレータ材料は、薄くてもよい。セパレータは、例えば、１５０マイクロメートル（ミクロン）未満の乾燥厚みを有してもよい。セパレータは、例えば、１００マイクロメートル未満の乾燥厚みを有してもよい。セパレータは、好ましくは、約７０マイクロメートル〜約９０マイクロメートル、より好ましくは約７０マイクロメートル〜約７５マイクロメートルの乾燥厚みを有する。セパレータは、４０ｇ／ｍ2以下の坪量を有する。セパレータは、好ましくは、約１５ｇ／ｍ2〜約４０ｇ／ｍ2、より好ましくは約２０ｇ／ｍ2〜約３０ｇ／ｍ2の坪量を有する。
【００７４】
集電体が、缶に挿入される（２２０）。集電体は、金属、例えば亜鉛、銅、黄銅、又は任意の他の好適な材料で作製することができる。集電体は、任意に、集電体と、例えばアノードとの間を、スズ、亜鉛、ビスマス、インジウム、又は低電気接触抵抗を示す別の好適な材料でめっきされてもよい。
【００７５】
アノードが、缶に挿入される（２３０）。アノードは、少なくとも１つの電気化学的に活性なアノード物質、ゲル化剤、及びガス発生防止剤などの微量の添加剤で形成され得る。電気化学的に活性なアノード物質としては、亜鉛、カドミウム、鉄、ＡＢ5、ＡＢ2、及びＡ2Ｂ7などの金属水素化物、これらの合金、並びにこれらの混合物が挙げられる。
【００７６】
アノード内の電気化学的に活性なアノード物質の量は、アノード荷重と呼ばれる場合がある。アノードの荷重は、バッテリー内で、及びバッテリーの電池寸法内で使用される電気化学的に活性なアノード物質によって異なってもよい。例えば、亜鉛の電気化学的に活性なアノード物質を有する単３電池は、少なくとも約３．３グラムの亜鉛のアノード荷重を有することができる。アノード荷重は、例えば、少なくとも約４．０、約４．３、約４．６グラム、約５．０グラム、又は約５．５グラムの亜鉛であってもよい。例えば、亜鉛の電気化学的に活性なアノード物質を有する単４電池は、少なくとも約１．９グラムの亜鉛のアノード荷重を有することができる。例えば、アノード荷重は、少なくとも約２．０又は約２．１グラムの亜鉛であってもよい。例えば、亜鉛の電気化学的に活性なアノード物質を有する単６電池は、少なくとも約０．６グラムの亜鉛のアノード荷重を有することができる。例えば、アノード荷重は、少なくとも約０．７〜約１．０グラムの亜鉛であってもよい。例えば、亜鉛の電気化学的に活性なアノード物質を有する単２電池は、少なくとも約９．５グラムの亜鉛のアノード荷重を有することができる。例えば、アノード荷重は、少なくとも約１０．０〜約１５．０グラムの亜鉛であってもよい。例えば、亜鉛の電気化学的に活性なアノード物質を有する単１電池は、少なくとも約１９．５グラムの亜鉛のアノード荷重を有することができる。例えば、アノード荷重は、少なくとも約２０．０〜約３０．０グラムの亜鉛であってもよい。
【００７７】
使用されてもよいゲル化剤の例としては、ポリアクリル酸、グラフト化デンプン材料、ポリアクリル酸の塩、カルボキシメチルセルロース、カルボキシメチルセルロースの塩（例えば、カルボキシメチルセルロースナトリウム）、又はこれらの組み合わせが挙げられる。アノードは、ビスマス、スズ、又はインジウムなどの無機材料を包含することができるガス発生防止剤を包含してもよい。代替的に、ガス発生防止剤として、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を挙げることができる。
【００７８】
電解質が、缶に挿入される（２４０）。電解質は、カソード、アノード、及びセパレータの全体に分散されてもよい。電解質は、水性溶液中のイオン伝導性成分を含む。イオン伝導性成分は、水酸化物であってもよい。水酸化物は、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウム、水酸化セシウム、及びこれらの混合物であってもよい。イオン伝導性成分はまた、塩を包含してもよい。塩は、例えば、塩化亜鉛、塩化アンモニウム、過塩素酸マグネシウム、臭化マグネシウム、及びこれらの混合物であってもよい。イオン伝導性成分の濃度は、バッテリー設計及びその所望の性能に応じて選択されてもよい。水性アルカリ電解質は、水溶液中に、イオン伝導性成分として、水酸化物を包含してもよい。電解質中の水酸化物の濃度は、約０．２５〜約０．３５、又は電解質の全重量を基準として約２５％〜約３５％とすることができる。例えば、電解質の水酸化物濃度は、約０．２５〜約０．３２、又は電解質の全重量を基準として約２５％〜約３２％であってもよい。
【００７９】
イオン伝導性成分の濃度は、組み立てられたアルカリ電池、例えば単３又は単４アルカリ電池内から電解質の全量を収集することによって決定されてもよい。これは通例、セパレータ、カソード、及びアノード構成要素を除去し、これらの構成要素を塩酸溶液中に溶解することによって達成され得る。過酸化水素を一滴ずつ添加して、溶解プロセスを補助してもよい。次いで、溶解溶液を特定の体積に希釈して分析質を提供してもよい。次いで、分析質をＪＹ  Ｕｌｔｒａｔｒａｃｅ又はその等価物などの誘導結合プラズマ（ＩＣＰ）発光分光計により分析して、分析質中のイオン伝導性成分の全陽イオン濃度、例えばカリウム（Ｋ+）濃度をｐｐｍで決定してもよい。分析質からＩＣＰにより決定された全陽イオン濃度を使用して、陽イオン、例えばカリウム（Ｋ+）の全重量をグラムで数学的に決定し、続いて、サンプリングされたアルカリ電池の電解質溶液中のイオン伝導性成分、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）の全重量をグラムで数学的に決定してもよい。電解質の重量を基準とした電解質のイオン伝導性成分、例えば水酸化カリウム（ＫＯＨ）の濃度を、イオン伝導性成分の全重量を分析質の重量で除算して決定してもよい。
【００８０】
水性アルカリ電解質はまた、酸化亜鉛（ＺｎＯ）を包含してもよい。ＺｎＯは、アノード内で亜鉛腐食を抑制する働きをすることができる。電解質内に包含されるＺｎＯの濃度は、電解質の約３重量％未満とすることができる。ＺｎＯ濃度は、例えば、電解質の約２重量％未満であってもよい。
【００８１】
単３アルカリ電池内の水性アルカリ電解質の全重量は、例えば、約３．０グラム〜約４．０グラムであってもよい。単３電池内の電解質の重量は、好ましくは、例えば、約３．３グラム〜約３．８グラムであってもよい。単３電池内の電解質の重量は、より好ましくは、例えば、約３．４グラム〜約３．６グラムであってもよい。単４アルカリ電池内の水性アルカリ電解質の全重量は、例えば、約１．０グラム〜約２．０グラムであってもよい。単４電池内の電解質の重量は、好ましくは、例えば、約１．２グラム〜約１．８グラムであってもよい。単３電池内の電解質の重量は、より好ましくは、例えば、約１．４グラム〜約１．６グラムであってもよい。
【００８２】
缶が封止される（２５０）。
【００８３】
本明細書で開示される寸法及び値は、列挙された正確な数値に厳密に限定されるものと理解されるべきではない。むしろ、別途明記がない限り、それぞれのこのような寸法は、列挙された値及びその値周辺の機能的に同等の範囲の両方を意味するものとする。例えば、「４０ｍｍ」として開示される寸法は、「約４０ｍｍ」を意味するものである。
【００８４】
相互参照される又は関連する任意の特許又は出願を包含する、本明細書で引用されるすべての文献は、明示的に除外又は別途限定されない限り、参照によりその全体が本明細書に組み込まれる。いかなる文献の引用も、こうした文献が本明細書において開示若しくは特許請求されるいずれかの発明に関する先行技術であること、又はこうした文献が単独で若しくは他の任意の参照文献（単数又は複数）とのいかなる組み合わせにおいて、いずれかのこうした発明を参照、教示、提案、若しくは開示すること、を認めるものではない。更に、本文書における用語の任意の意味又は定義が、参照により組み込まれた文献中の同一の用語の任意の意味又は定義と矛盾する場合には、本文書でその用語に割り当てられる意味又は定義に準拠するものとする。
【００８５】
本発明の特定の実施形態が例示及び記載されてきたが、本発明の趣旨及び範囲から逸脱することなく様々な他の変更及び修正を行い得ることが、当業者には明らかであろう。したがって、添付の特許請求の範囲には、本発明の範囲内にあるすべてのこのような変更及び修正が網羅されるものとする。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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2016514892.tif 000012
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