FR2671231A1 - Electrochemical cell protected against self-discharge - Google Patents
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Abstract
Description
ii
CELLULE ELECTROCHIMIQUE PROTEGEE CONTRE L'AUTO-DECHARGE ELECTROCHEMICAL CELL PROTECTED AGAINST SELF-DISCHARGE
La présente invention concerne une cellule électrochimique, telle qu'une cellule à gaz ou une pile zinc-air, protégée contre l'auto-décharge. Les cellules électrochimiques à gaz sont des cellules contenant un matériau chimiquement actif associé à un électrolyte aqueux et The present invention relates to an electrochemical cell, such as a gas cell or a zinc-air battery, protected against self-discharge. Gas electrochemical cells are cells containing a chemically active material associated with an aqueous electrolyte and
une électrode à diffusion de gaz qui, lorsque la cellule est parcou- a gas diffusion electrode which, when the cell is traversed
rue par un courant électrique (par exemple, si les pôles de la cellule sont reliés électriquement entre eux), réagissent ensemble pour produire une quantité d'hydrogène, proportionnelle à ce courant électrique Ce fonctionnement n'est possible que dans des conditions anaérobie. Le gaz émis est utilisé notamment comme gaz propulseur, par exemple dans le domaine médical pour pousser à vitesse constante le piston d'une seringue et délivrer ainsi de manière continue et street by an electric current (for example, if the poles of the cell are electrically connected with each other), react together to produce a quantity of hydrogen, proportional to this electric current This operation is only possible under anaerobic conditions. The gas emitted is used in particular as a propellant gas, for example in the medical field to push the piston of a syringe at constant speed and thus deliver continuously and
régulière un médicament sous un très faible débit. regular medication under a very low flow.
Les piles zinc-air sont de construction identique mais fonc- Zinc-air batteries are identical in construction but func-
tionnent de manière inverse, c'est-à-dire que l'oxygène de l'air réagit avec le matériau chimiquement actif en produisant un courant électrique. Ces deux types de cellules se présentent généralement sous la forme d'une pile-bouton La boîte et le couvercle sont isolés l'un de l'autre par un joint et forment ensemble un boîtier contenant le work in the opposite way, that is, the oxygen in the air reacts with the chemically active material to produce an electric current. These two types of cells are generally in the form of a button cell battery.The box and the cover are isolated from each other by a gasket and together form a housing containing the
matériau chimiquement actif et l'électrode à diffusion de gaz. chemically active material and the gas diffusion electrode.
La boite, en contact électrique avec l'électrode à diffusion de gaz, est pourvue d'au moins un orifice pour le passage du gaz à travers la cellule (entrée de 02 dans le cas de la pile zinc-air; The box, in electrical contact with the gas diffusion electrode, is provided with at least one orifice for the passage of gas through the cell (input of 02 in the case of the zinc-air battery;
sortie de H 2 dans le cas de la cellule à gaz). H 2 outlet in the case of the gas cell).
Si aucune précaution particulière n'est prise pour le stockage d'une cellule électrochimique après sa fabrication, l'intérieur de la cellule n'est pas protégé de l'air ambiant L'oxygène de l'air entre dans la cellule par l'orifice de la boîte et provoque une auto-décharge de cette cellule, et le gaz carbonique provoque une If no special precautions are taken for the storage of an electrochemical cell after its manufacture, the interior of the cell is not protected from the ambient air The oxygen from the air enters the cell through the orifice of the box and causes a self-discharge of this cell, and the carbon dioxide causes a
passivation du zinc.zinc passivation.
L'humidité est également néfaste durant le stockage de la cellule Si elle entre, la pression dans la cellule augmente et l'électrolyte aqueux est expulsé de la cellule Au contraire, si l'air ambiant est sec, la cellule s'assèche (expulsion d'eau) et une partie de l'électrolyte aqueux disparaît, diminuant l'autonomie de The humidity is also harmful during the storage of the cell.If it enters, the pressure in the cell increases and the aqueous electrolyte is expelled from the cell On the contrary, if the ambient air is dry, the cell dries up (expulsion water) and part of the aqueous electrolyte disappears, reducing the autonomy of
la cellule.the cell.
Une première manière de protéger une telle cellule pendant le stockage est de la placer sous atmosphère inerte dans un conteneur étanche Ces conteneurs peuvent être formés d'un récipient moulé dans une feuille de plastique et fermé par une feuille métallique collée Lorsque l'on désire utiliser la cellule, il suffit de déchirer la feuille métallique pour retirer la cellule de son conteneur. Une seconde manière de protéger une cellule de l'auto-décharge pendant le stockage consiste à recouvrir les orifices du boîtier au moyen d'une pastille protectrice disposée sur la face externe de la cellule, comme on le fait couramment pour la protection des piles zinc-air L'utilisation de pastilles protectrices en matériau polymère pour les piles zinc-air est mentionnée notamment dans les A first way to protect such a cell during storage is to place it under an inert atmosphere in a sealed container. These containers can be formed from a container molded from a plastic sheet and closed by a glued metal sheet When it is desired to use cell, all you have to do is tear the metal foil to remove the cell from its container. A second way to protect a cell from self-discharge during storage consists of covering the openings of the housing by means of a protective pad placed on the external face of the cell, as is commonly done for the protection of zinc batteries. -air The use of protective pellets made of polymer material for zinc-air batteries is mentioned in particular in the
documents JP-63/224161, JP-62/172668 et JP-58/164153 Il est égale- documents JP-63/224161, JP-62/172668 and JP-58/164153 It is also
ment connu d'utiliser une pastille protectrice formée d'une mince feuille d'aluminium recouverte d'un matériau polymère known to use a protective patch formed from a thin aluminum foil covered with a polymeric material
(cf JP-55/043765).(see JP-55/043765).
Ces pastilles protectrices adhèrent naturellement à la cellule en raison des natures respectives des matériaux de la cellule (métal, généralement acier inoxydable) et de la pastille protectrice (polymère) Cependant, il a été constaté à l'usage que la protection offerte par ces pastilles n'était pas parfaite En particulier, les matériaux polymères n'étant pas parfaitement étanches à l'oxygène (ou, plus généralement, aux gaz) ainsi qu'à l'humidité, il se produit toujours une certaine auto-décharge de la cellule pendant son stockage Ceci constitue un inconvénient supportable dans certains cas (pile pour prothèses auditives) o l'on peut accepter une légère diminution d'autonomie de la pile, mais un inconvénient majeur dans le cas des cellules à gaz utilisées dans le domaine médical pour l'injection de médicaments o il est très important que These protective pellets naturally adhere to the cell due to the respective natures of the materials of the cell (metal, generally stainless steel) and of the protective pellet (polymer). However, it has been observed in use that the protection offered by these pellets was not perfect In particular, the polymer materials not being perfectly impervious to oxygen (or, more generally, to gases) as well as to humidity, there is always a certain self-discharge of the cell during storage This is a bearable drawback in certain cases (battery for hearing aids) where a slight decrease in battery life can be accepted, but a major drawback in the case of gas cells used in the medical field for injection of medication o it is very important that
l'autonomie de la cellule ne soit pas dégradée avant utilisation. the autonomy of the cell is not degraded before use.
Il faut noter également que le degré d'auto-décharge d'une cellule n'est pas connu on peut seulement affirmer qu'il augmente It should also be noted that the degree of self-discharge of a cell is not known, we can only affirm that it increases
avec la durée du stockage ce qui est gênant dans tous les cas. with the duration of storage, which is inconvenient in all cases.
L'invention a pour but de remédier aux inconvénients des tech- The object of the invention is to remedy the drawbacks of the techniques
niques connues de protection des cellules électrochimiques du type known features of protection of electrochemical cells of the
susmentionné, notamment l'auto-décharge. mentioned above, in particular the self-discharge.
A cette fin, l'invention a pour objet une cellule électrochi- To this end, the invention relates to an electrochemical cell.
mique comprenant un boîtier formé d'une première pièce électrique- mique comprising a housing formed of a first electrical part
ment conductrice et d'une seconde pièce électriquement conductrice séparées l'une de l'autre par un joint isolant et contenant un conductive and a second electrically conductive part separated from each other by an insulating gasket and containing a
matériau chimiquement actif associé à un électrolyte et une élec- chemically active material associated with an electrolyte and an electric
trode à diffusion de gaz, ladite première pièce du boîtier compor- gas diffusion trode, said first part of the housing comprising
tant au moins un orifice par lequel ledit gaz entre dans la cellule ou s'échappe de celle-ci, qui se caractérise en ce qu'elle comporte une feuille étanche audit gaz disposée à l'intérieur dudit boîtier both at least one orifice through which said gas enters or escapes from the cell, which is characterized in that it comprises a sheet impervious to said gas disposed inside said housing
entre l'électrode à diffusion de gaz et lesdits orifices. between the gas diffusion electrode and said orifices.
Cette feuille étanche comporte de préférence au moins une feuille de métal Elle peut être disposée, par exemple, directement This waterproof sheet preferably comprises at least one metal sheet It can be arranged, for example, directly
sur la face interne de la première pièce ou dans une couche diffu- on the internal face of the first part or in a diffused layer
sante située entre cette première pièce et l'électrode à diffusion health between this first part and the diffusion electrode
de gaz.gas.
Dans le cas d'une cellule à gaz, l'épaisseur de la feuille étanche peut être choisie relativement faible, de manière qu'elle puisse être déchirée automatiquement par la pression régnant dans la cellule lorsque la cellule commence à débiter, ou relativement In the case of a gas cell, the thickness of the sealed sheet can be chosen relatively small, so that it can be torn automatically by the pressure prevailing in the cell when the cell starts to deliver, or relatively
élevée, de manière qu'elle ne puisse être déchirée que par l'uti- high, so that it can only be torn by use.
lisateur à l'aide d'une pointe (clou, épingle ou autre) introduite lizer using a tip (nail, pin or other) introduced
dans l'un des orifices de la cellule. in one of the openings of the cell.
Dans le cas d'une pile zinc-air, la feuille étanche doit tou- In the case of a zinc-air battery, the waterproof foil must always
jours être déchirée par l'utilisateur. days be torn by the user.
Les caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront The characteristics and advantages of the invention will emerge
mieux de la description qui va suivre donnée à titre illustratif, better of the description which will follow given by way of illustration,
mais non limitatif, en référence aux dessins annexés, sur lesquels: la figure 1 représente en coupe une cellule électrochimique munie d'une pastille protectrice selon l'art antérieur, but not limiting, with reference to the accompanying drawings, in which: FIG. 1 shows in section an electrochemical cell provided with a protective pellet according to the prior art,
la figure 2 représente en coupe un premier mode de réali- Figure 2 shows in section a first embodiment
sation d'une cellule électrochimique à gaz munie d'une protection contre l'auto-décharge selon l'invention, la figure 3 montre la forme de la feuille étanche lorsque la cellule de la figure 2 s'est partiellement auto-déchargée, la figure 4 est un graphe représentant la pression interne en fonction du temps dans une cellule électrochimique à gaz typique dont les orifices sont obturés, et sation of an electrochemical gas cell provided with a protection against self-discharge according to the invention, Figure 3 shows the shape of the sealed sheet when the cell of Figure 2 has partially self-discharged, the FIG. 4 is a graph representing the internal pressure as a function of time in a typical gas electrochemical cell the orifices of which are closed, and
la figure 5 représente en coupe un second mode de réalisa- Figure 5 shows in section a second embodiment
tion d'une cellule électrochimique à gaz munie d'une protection tion of an electrochemical gas cell fitted with a protection
contre l'auto-décharge selon l'invention. against self-discharge according to the invention.
La cellule représentée sur la figure 1 comprend deux pièces électriquement conductrices, à savoir une boite 2 et un couvercle 4, séparés l'un de l'autre par un joint isolant 6, généralement en plastique Les pièces 2 et 4 sont généralement en inox ou en acier The cell shown in Figure 1 comprises two electrically conductive parts, namely a box 2 and a cover 4, separated from each other by an insulating gasket 6, generally made of plastic Parts 2 and 4 are generally made of stainless steel or in steel
recouvert sur leur face externe d'un film de Nickel. covered on their outer face with a nickel film.
Cette cellule contient un matériau chimiquement actif 8, compre- This cell contains a chemically active material 8, comprising
nant Zn et un électrolyte aqueux tel que KOH ou Na OH, qui occupe la nant Zn and an aqueous electrolyte such as KOH or Na OH, which occupies the
plus grande partie du volume de la cellule et qui en forme l'anode. greater part of the volume of the cell and which forms the anode.
Dans ce cas, pour éviter une réaction (corrosion) entre Zn et le couvercle, ce dernier est recouvert sur sa face interne d'une couche de Cu La cellule contient également une électrode à diffusion de gaz 10, formant la cathode Cette électrode est constituée d'une couche 12 formée d'un mélange d'une poudre de PTFE et d'un métal de Raney; d'un tamis 14 en inox formant le collecteur de courant; et d'au moins une feuille 16 d'un matériau poreux aux gaz et étanche à l'électrolyte, tel que PTFE Un film séparateur 18, poreux aux ions, est disposée entre la cathode et l'anode et une couche diffusante , par exemple en matériau non-tissé, est disposé entre l'électrode In this case, to avoid a reaction (corrosion) between Zn and the cover, the latter is covered on its internal face with a layer of Cu The cell also contains a gas diffusion electrode 10, forming the cathode This electrode is formed a layer 12 formed from a mixture of a PTFE powder and a Raney metal; a stainless steel screen 14 forming the current collector; and at least one sheet 16 of a material porous to gases and impermeable to the electrolyte, such as PTFE A separator film 18, porous to ions, is arranged between the cathode and the anode and a diffusing layer, for example made of non-woven material, is placed between the electrode
10 et la boite 2.10 and box 2.
Notons enfin que la boite 2 est pourvue d'une pluralité d'ori- Finally, note that the box 2 is provided with a plurality of ori-
fices 22, dont le diamètre est de l'ordre de 0,4 mm environ, qui permettent à l'hydrogène formé dans la cellule de s'échapper (cas de la cellule à gaz) ou à l'oxygène de l'air d'atteindre l'électrode 10 fices 22, the diameter of which is of the order of approximately 0.4 mm, which allow the hydrogen formed in the cell to escape (in the case of the gas cell) or the oxygen in the air d 'reach the electrode 10
(cas de la pile zinc-air).(case of the zinc-air battery).
Les réactions chimiques qui se produisent dans la cellule sont à l'anode: Zn + 2 OH + Zn(OH 2) + 2 e à la cathode: 2 H 20 + 2 e H 2 + 2 OH (cellule à gaz) The chemical reactions that take place in the cell are at the anode: Zn + 2 OH + Zn (OH 2) + 2 e at the cathode: 2 H 20 + 2 e H 2 + 2 OH (gas cell)
ou 02 + 2 H 20 + 4 e 4 OH (pile zinc-air). or 02 + 2 H 20 + 4 e 4 OH (zinc-air battery).
Les orifices sont obturés, de manière classique, par une pastil- The orifices are sealed, in a conventional manner, by a pellet.
le protectrice 24 en matériau polymère On a souligné plus haut les inconvénients de cette pastille protectrice Rappelons que, en particulier, cette construction ne permet pas d'empêcher totalement une auto-décharge de la pile et ne permet pas de connaître la valeur the protector 24 made of polymer material The disadvantages of this protective pellet have been underlined above.Remember that, in particular, this construction does not make it possible to completely prevent self-discharge of the battery and does not allow the value to be known.
de cette auto-décharge.of this self-discharge.
La figure 2 illustre un premier mode de réalisation d'une cellule électrochimique selon l'invention A titre d'exemple, on considère ici une cellule à gaz Les références numériques communes avec celles de la figure 1 désignent les mêmes éléments Dans cette cellule, la protection contre l'auto-décharge est obtenue, selon l'invention, par une feuille 26 étanche au gaz produit par la cellule (ici, l'hydrogène) placée à l'intérieur de la cellule, et plus exactement, dans ce mode de réalisation, entre la boîte 2 et la couche diffusante 20 Cette feuille 26 est de préférence en métal, par exemple en aluminium (qui peut être protégé contre une attaque alcaline), en cuivre ou en or Sa face externe peut être recouverte, au moins dans la partie située en regard des orifices, par une couche en polypropylène ou en un autre matériau polymère, de manière FIG. 2 illustrates a first embodiment of an electrochemical cell according to the invention By way of example, a gas cell is considered here. The numerical references common with those of FIG. 1 designate the same elements In this cell, the protection against self-discharge is obtained, according to the invention, by a sheet 26 gas-tight produced by the cell (here, hydrogen) placed inside the cell, and more exactly, in this mode of embodiment, between the box 2 and the diffusing layer 20 This sheet 26 is preferably made of metal, for example aluminum (which can be protected against alkaline attack), copper or gold Its external face can be covered, at least in the part located opposite the orifices, by a layer of polypropylene or another polymer material, so
à éviter une corrosion du métal de cette feuille 26. to prevent corrosion of the metal of this sheet 26.
Par ailleurs, la boîte est munie d'un orifice 28 (mais il pourrait y en avoir plusieurs) ayant un diamètre suffisamment important pour que la feuille étanche 26 puisse se déformer sous l'influence de la pression régnant dans la cellule à gaz lorsqu'elle débite Ce diamètre est de l'ordre de 2 mm au moins Pour une cellule à gaz de 11 mm de diamètr, il est par exemple de l'ordre de mm. Le bord de l'orifice 28 situé du côté interne de la cellule, c'est-à-dire le bord avec lequel la feuille 26 est en contact, est de préférence arrondi En effet, un bord pointu ou tranchant risque de déchirer inopinément la feuille 26 dès que la pression interne s'élève.35 Avec cette structure, la cellule est protégée contre une auto- décharge due à l'air ambiant La cellule à gaz peut toutefois se décharger pendant son stockage si les pôles de la pile-bouton sont Furthermore, the box is provided with an orifice 28 (but there could be several) having a sufficiently large diameter for the sealed sheet 26 to be able to deform under the influence of the pressure prevailing in the gas cell when it delivers This diameter is of the order of at least 2 mm. For a gas cell of 11 mm in diameter, it is for example of the order of mm. The edge of the orifice 28 located on the internal side of the cell, that is to say the edge with which the sheet 26 is in contact, is preferably rounded. Indeed, a pointed or sharp edge risks unexpectedly tearing the sheet. sheet 26 as soon as the internal pressure rises. 35 With this structure, the cell is protected against self-discharge due to ambient air The gas cell can however discharge during storage if the poles of the button cell battery are
accidentellement mis en contact électrique l'un avec l'autre. accidentally brought into electrical contact with each other.
Toutefois, il est possible de déterminer visuellement si la cellule s'est auto-déchargée ou non Il suffit de regarder si la feuille étanche est non déformée (comme on l'a représenté sur la figure 2), ce qui indique que la cellule à gaz ne s'est pas auto-déchargée; si elle est gonflée vers l'extérieur (comme on l'a représenté sur la figure 3), ce qui dénote une certaine auto-décharge; ou si elle est However, it is possible to visually determine whether the cell has self-discharged or not.It suffices to look if the waterproof sheet is not deformed (as shown in Figure 2), which indicates that the cell has gas did not self-discharge; if it is inflated outward (as shown in Figure 3), which denotes some self-discharge; or if she is
déchirée, ce qui indique une auto-décharge importante voire totale. torn, indicating significant or even total self-discharge.
L'épaisseur de la feuille 26 est choisie de manière qu'elle se déchire pour une pression dans la cellule à gaz, ou plus exactement une différence de pression entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule à gaz comprise, par exemple, entre 0,5 et 5 bars Il s'agit d'une pression très inférieure à la résistance de la cellule qui peut supporter des pressions internes largement supérieures à 15 bars, comme le montre le graphe de la figure 4 Sur cette figure, on a indiqué la pression interne en fonction du temps dans une cellule de type RENATA GZ 13-18 parcourue par un courant de 3 m A et dont les The thickness of the sheet 26 is chosen so that it tears for a pressure in the gas cell, or more exactly a pressure difference between the inside and the outside of the gas cell included, for example, between 0.5 and 5 bars This is a pressure much lower than the resistance of the cell which can withstand internal pressures much greater than 15 bars, as shown in the graph of figure 4 In this figure, we have indicates the internal pressure as a function of time in a cell of the RENATA GZ 13-18 type carrying a current of 3 m A and whose
orifices de la cellule sont obturés. orifices in the cell are plugged.
Il est aussi possible de prévoir que l'utilisateur déchire lui-même la feuille 26 au moyen d'une pointe (clou, épingle ou autre) lorsqu'il désire utiliser la cellule à gaz Dans ce cas, la résistance à la déchirure de la feuille 26 est indifférente On peut donc utiliser une feuille ayant la même résistance à la déchirure que ci-dessus, mais on peut aussi choisir une feuille 26 beaucoup plus épaisse de manière qu'elle soit beaucoup plus résistante à la déchirure, par exemple de sorte que la différence de pression nécessaire entre l'intérieur et l'extérieur de la cellule à gaz pour It is also possible to provide that the user himself tears the sheet 26 by means of a point (nail, pin or other) when he wishes to use the gas cell.In this case, the tear resistance of the sheet 26 is indifferent.We can therefore use a sheet having the same tear resistance as above, but it is also possible to choose a much thicker sheet 26 so that it is much more resistant to tearing, for example so that the pressure difference required between the inside and the outside of the gas cell to
déchirer la feuille 26 soit de l'ordre de 10 bars au moins. tearing the sheet 26 is of the order of at least 10 bars.
Bien entendu, lorsque l'on prévoit que l'utilisateur doive percer luimême la feuille 26, le diamètre des orifices est moins important Il est possible d'utiliser alors des orifices plus Of course, when the user is expected to have to pierce the sheet 26 himself, the diameter of the orifices is smaller. It is then possible to use larger orifices.
petits, comme dans la cellule de la figure 1. small, as in the cell in Figure 1.
La solution consistant à déchirer la feuille étanche 26 automa- The solution consisting in tearing the waterproof sheet 26 automatically
tiquement par la pression interne de la cellule à gaz est préférable à celle consistant à déchirer manuellement la-feuille étanche En effet, une cellule à gaz est utilisée obligatoirement en atmosphère anaérobie, faute de quoi l'oxygène entre dans la cellule et celle-ci fonctionne en mode pile zinc-air Or, si la feuille étanche est tically by the internal pressure of the gas cell is preferable to that consisting in manually tearing the sealed sheet In fact, a gas cell is necessarily used in an anaerobic atmosphere, failing which oxygen enters the cell and it works in gold zinc-air battery mode, if the waterproof foil is
déchirée manuellement avant d'être mise en place dans son environ- manually torn before being placed in its environment.
nement anaérobie, elle se trouve nécessairement en contact avec l'air ambiant pendant un certain temps Cet inconvénient est évité si la cellule à gaz est d'abord mise en place dans son environnement anaérobie, puis mise en marche de manière que la feuille étanche se anaerobic, it is necessarily in contact with the ambient air for a certain period of time This drawback is avoided if the gas cell is first placed in its anaerobic environment, then started up so that the sealed sheet is sealed.
déchire automatiquement.automatically rips.
Dans le cas d'une pile zinc-air, o la cellule doit recevoir de l'oxygène de l'extérieur pour commencer à fonctionner, l'utilisateur In the case of a zinc-air battery, o the cell must receive oxygen from the outside to start functioning, the user
doit toujours percer lui-même la feuille étanche 26. must always pierce the waterproof sheet 26 himself.
Un second mode de réalisation de l'invention est représenté sur la figure 5 La différence essentielle par rapport au mode de réalisation de la figure 2 réside dans la localisation de la feuille A second embodiment of the invention is shown in Figure 5 The essential difference from the embodiment of Figure 2 lies in the location of the sheet
26 qui se trouve ici dans la couche diffusante 20. 26 which is here in the diffusing layer 20.
Dans ce mode de réalisation, il est préférable de prévoir une feuille 26 qui puisse être déchirée automatiquement par la pression du gaz dans la cellule à gaz, ce qui signifie qu'il est préférable d'avoir un orifice 28 de grand diamètre, comme dans le mode de réalisation représenté sur la figure 2 En effet, la feuille 26 n'étant pas directement visible par l'orifice 28, l'utilisateur peut In this embodiment, it is preferable to provide a sheet 26 which can be torn automatically by the pressure of the gas in the gas cell, which means that it is preferable to have an orifice 28 of large diameter, as in the embodiment shown in Figure 2 In fact, the sheet 26 is not directly visible through the orifice 28, the user can
difficilement contrôler le percement de la feuille 26. difficult to control the piercing of the sheet 26.
Claims (8)
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Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1266413B1 (en) | 2000-03-10 | 2005-05-25 | Eveready Battery Company, Inc. | Increased volume electrochemical cell |
| WO2005117162A1 (en) * | 2004-05-26 | 2005-12-08 | CHUNG, Hai | Lithium ion power battery with impermeable plastic case |
| DE102007037422A1 (en) * | 2007-08-08 | 2009-02-19 | Perma-Tec Gmbh & Co. Kg | lubricant dispenser |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1475284U (en) * | ||||
| US4262062A (en) * | 1980-03-24 | 1981-04-14 | Timex Corporation | Metal-air battery with environment control for intermittent high current demand |
| JPS57115771A (en) * | 1981-01-09 | 1982-07-19 | Toshiba Corp | Air cell |
| JPS63126152A (en) * | 1986-11-17 | 1988-05-30 | Sanyo Electric Co Ltd | Enclosed cell |
| WO1988004750A1 (en) * | 1986-12-18 | 1988-06-30 | Gebhard Satzinger Gmbh & Co. | Electrochemical gas generation system for the transport of fluid media |
| JPH01134878A (en) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Seiko Electronic Components Ltd | Air cell |
| JPH01319248A (en) * | 1988-06-17 | 1989-12-25 | Sanyo Electric Co Ltd | Sealed type cell |
| JPH01320783A (en) * | 1988-06-21 | 1989-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Air button cell |
-
1990
- 1990-12-21 CH CH4083/90A patent/CH681337A5/fr not_active IP Right Cessation
- 1990-12-28 FR FR9016580A patent/FR2671231A1/en not_active Withdrawn
-
1991
- 1991-12-18 DE DE4141863A patent/DE4141863A1/en not_active Withdrawn
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1475284U (en) * | ||||
| US4262062A (en) * | 1980-03-24 | 1981-04-14 | Timex Corporation | Metal-air battery with environment control for intermittent high current demand |
| JPS57115771A (en) * | 1981-01-09 | 1982-07-19 | Toshiba Corp | Air cell |
| JPS63126152A (en) * | 1986-11-17 | 1988-05-30 | Sanyo Electric Co Ltd | Enclosed cell |
| WO1988004750A1 (en) * | 1986-12-18 | 1988-06-30 | Gebhard Satzinger Gmbh & Co. | Electrochemical gas generation system for the transport of fluid media |
| JPH01134878A (en) * | 1987-11-20 | 1989-05-26 | Seiko Electronic Components Ltd | Air cell |
| JPH01319248A (en) * | 1988-06-17 | 1989-12-25 | Sanyo Electric Co Ltd | Sealed type cell |
| JPH01320783A (en) * | 1988-06-21 | 1989-12-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Air button cell |
Non-Patent Citations (5)
| Title |
|---|
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 12, no. 379 (C-667)[3226], 11 octobre 1988; & JP-A-63 126 152 (SANYO ELECTRIC CO., LTD) 30-05-1988 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 13, no. 386 (E-812)[3734], 25 août 1989; & JP-A-1 134 878 (SEIKO ELECTRONIC COMPONENTS LTD) 26-05-1989 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 14, no. 125 (E-900)[4068], 8 mars 1990; & JP-A-1 319 248 (SANYO ELECTRIC CO., LTD) 25-12-1989 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 14, no. 130 (E-901)[4073], 12 mars 1990; & JP-A-1 320 783 (MATSUSHITA ELECTRIC IND. CO., LTD) 26-12-1989 * |
| PATENT ABSTRACTS OF JAPAN, vol. 6, no. 211 (E-137)[1089], 23 octobre 1982; & JP-A-57 115 771 (TOKYO SHIBAURA DENKI K.K.) 19-07-1982 * |
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