JP2004512656A - 電池 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、金属空気電池に関する。
【0002】
電池は、電気エネルギ源として通常使用されている。電池は、通常アノードと呼ばれる負の電極と、通常カソードと呼ばれる正の電極を含んでいる。アノードは酸化される活性材料を含む。カソードは還元される活性材料を含むか、消費する。アノード活性材料は、カソード活性材料を還元することができる。アノード材料とカソード材料の直接の反応を阻止するために、アノードとカソードはセパレータにより互いに電気的に分離されている。
【0003】
電池が、デバイスの電気エネルギ源として使用されるとき、アノードとカソードは電気的に接続され、デバイスを介して電子を流し、それぞれ酸化反応と還元反応を行なわせ電力を発生させる。アノードとカソードと接触する電解質たとえば水酸化カリウムは、放電中電池全体の電荷バランスを維持するため電極間のセパレータを介して流れるイオンを含んでいる。
【0004】
金属−空気電気化学電池において、酸素はカソードにおいて還元され、金属はアノードにおいて酸化される。酸素は、電池缶内の一以上の空気口を介して電池の外部の大気中の空気からカソードに供給される。電池の寿命を長引かすために、カソードは、使用時空気流に晒らし、そして不使用時、空気流から隔離することが望ましい。
【0005】
本発明は、電池のカソードに良好な空気流を流すため空気プレナム(plenum)を有する金属空気電池に関する。ある場合には、空気に晒す度合いが少ないときには、不十分な量の酸素がカソードに接触するので、電池の最高性能には未達である。しかしながら過剰な空気に晒らされると、電池の材料の事前劣化をきたすことになる。たとえば二酸化炭素は、水酸化カリウム電解質と反応し炭酸カリウムを形成する。このことは、電池の性能を劣化させ、電池の寿命を短くすることになる。
【0006】
一つの観点においては、本発明は、空気出入り口と空気プレナムを有する金属空気電池の製造方法に特徴づけられる。この方法は、フィックの法則(Fick’s Law)に基づいて誘導された空気プレナムの厚さを決定する工程と、決定された厚さを有する空気プレナムを備える電池を形成する工程とを含んでいる。この方法は、電池の性能を高める寸法、たとえば厚さ、を有する金属空気電池を提供することができる。
【0007】
実施の形態は、一つ以上の次の特徴を含んでいる。厚さを決定する工程は、一次元定常系におけるフイックの法則を適用することを含んでいる。厚さを決定する工程は、所望の厚さが得られるまで、次式を反復することを含み、
【数3】
ここで、Pは圧力,Rは普遍的なガス常数、Tは温度、Itotal は、特定面積に流れる電流量、Lは空気プレナムの長さ,bは空気プレナムの厚さ,Dは拡散係数,wは開口と開口との間隔、nは還元酸素に含まれる電子の数、Fはファラディ定数、xは制御容積の厚さ,PIは大気圧,P0は約0と0.21気圧の間で選定された値であることを特徴とする。
【0008】
この方法は、更にxの関数として、Pをプロットすることを含み、またはx/Lの関数として、Pをプロットすることを含んでいる。
【0009】
他の観点においては、本発明は、空気出入り口を有する缶と、該缶内のカソードとを含み、該缶とカソードは、フィックの法則に基づいて決定される厚さを有する空気プレナムを画定することに特徴づけられる。空気プレナムの厚さは、次式を反復することで決定される。前述したように、
【数4】
【0010】
カソードは、二酸化マンガンを含み、アノードは亜鉛を含んでいる。缶は長方形の断面、たとえば正方形断面をしている。
【0011】
電池カートリッジは、金属空気電池に入っていく空気の流れを管理するため、簡単で機能的なシステムを提供している。カートリッジは、異なるデバイスに適合する各種の形状に形成され得、且つカートリッジは廉価で製造できる。カートリッジの動作は簡単である。ある実施の形態においては、カートリッジの動作はユーザに明白である。
【0012】
平形(prismatic)電池は、一般的に長方形形状をしている。たとえば平形電池は、2個の平行の長方形状面を持つ比較的平坦であり、携帯電話の使用に適している。より概略的に言えば、平形電池は、平行な面に横たわる2個の多面体を有し、且つたとえば平行四辺形として他の面を有する多面体として形成される。たとえば多角形面が長方形であれば、電池は長方形の平形である。多角形面が円であれば、電池は円形平形の形状となる。平形電池は、たとえば携帯電話や電池カートリッジに効率的に便利に一緒に積み重ねることができる。
【0013】
本発明の他の特徴、目的、利点は詳細な説明並び図面、及び請求の範囲から明瞭にされる。
【0014】
【発明の実施の形態】
図1−3を参照すると、長方形の平形カートリッジ20は、ケーシング30,摺動体40,およびケーシング30内の内側に配設された3個の電池50を備えている。ケーシング30は、長方形の周囲に延びる壁35を有する長方形形状をしている。壁35の幅および長さに沿って伸びる壁35の部分は、摺動体40を受け入れる溝60を形成している。以下記載するように、ケーシング30は、更に摺動体40により画定された突起100を受け入れるため溝60内に3組のノッチ(図示せず)を画定している。各組のノッチは、たとえば電話の異なるモードに対応する予め定められた位置に形成される。
【0015】
摺動体40は、溝60に摺動的に入り込む長方形状をしているので、ケーシング30と合致しカートリッジ20を形成する。摺動体40は、更にカートリッジ20に空気を流すように複数個の摺動開口70を画定している。図2と図4A−Bを参照すると、摺動体40はまた、摺動体40の両側に形成された複数個のラッチ機構90を画定する。各ラッチ機構90は、摺動体40に画定された突起100と空所105を含んでいる。摺動体40が溝60に入り込んだとき、突起100は摺動体40から突出することができ、且つケーシング30に画定されたノッチと係合し、デバイス(図4A)の動作と異なるモードに対応する異なる予定の位置に摺動体40を保持する。摺動体40が、ノッチから突起100を離脱するように摺動したとき、たとえば動作の一つのモードから他のモードに摺動体40を動かすとき、突起100は、摺動体40に向け空所105内に偏位し、摺動体40を溝60(図4B)内に移動させる。
【0016】
電池50は、ケーシング30内に合致する形状の平形金属空気電池である。摺動体40上の摺動開口70に類似して、電池50はまた、電池50に空気が入るように複数個の電池開口80を画定している。一般的に摺動開口70および電池開口80は、摺動体40と電池50の上にそれぞれパターン化され、電池50の最適且つ一様な特性を提供できる。
【0017】
動作を説明すると、電池80に入る空気流の量は、ラッチ90が一組のノッチと係合するまで、摺動体40を溝60内に摺動することにより管理できる。組のノッチに依存して、ラッチ90が係合してしまったとき、摺動開口70および電池開口80は、完全に配列がずれ(重なり合いはない)、部分的に配列されている(一部が重なり合う)、または完全に配列されている(すべてが重なり合う)ことになる。
【0018】
図5Aを参照すると、デバイスが“オフ”モードの時、摺動開口70および電池開口80は、全く重なり合いがない。ケーシング30と摺動体40は、電池開口80を周囲から堅固に且つ充分にシールする。電池80に入る空気流は、電池80のサービス寿命を高めるために制限され、たとえば電池80の自己放電を阻止し、且つ空気に余分に晒すことによる電池材料の劣化を最小限にする。
【0019】
図5Bを参照すると、デバイスが“待機”モードの時、摺動開口70および電池開口80は、部分的に重なり合っている。電池80に入り込む空気流は、待機モード中にデバイスが要求する電力を満たすために十分な量の空気が電池50に入り込むように調整されている。図5Cを参照すると、デバイスが“オン”または“通話”モードの時、摺動開口70および電池開口80は、完全に重なり合っている。このモードにおいては、電池50が全電流レベルで動作するように充分な空気が電池50に入り込む。
【0020】
ユーザがデバイスの使用において望むモードに対応して、デバイスのユーザが摺動体40を手動により移動させることができる。たとえば摺動体40は、電話の外部スイッチに接続できるので、ユーザは電話の電力の需要に応じて摺動体40を手動で動かすことができる。また摺動体40は、たとえば電話のカバープレートに移動自在に接続できる。カバープレートが閉じたとき、突起100がオフモードに対応するノッチと係合するように、摺動体40が移動する。カバープレートが開いたとき、突起100がオンモードに対応するノッチと係合するように、摺動体40が移動する。
【0021】
他の実施の形態を示す図6を参照すると、カートリッジ20は、摺動体40を自動的に動かすために補助電源110を備えており、シームレスでトランスペアレントな(transparent)ユーザインタフェースを提供している。更に電池50はデバイスの起動時初期電圧降下を生ずるので、補助電源110は、電池50が使用待機状態の間、電圧遅延を低減するために使用される。補助電源110、たとえばリチウム/酸化マンガン電池は、溝60内に摺動体40が移動できるように、モータ112とリンク114を介してデバイスとインタフェース即ち仲介接続される。モータは、たとえば電話の動作モードに応じてデバイスから送られた信号によって作動される。摺動体40の特有の移動は、電池カートリッジ20が使用される電話の型に依存する。たとえば摺動体40は、ユーザが“オン”ボタンを押したとき、オフモードから待機モードに移動できる。摺動体40は、電話の呼び出しがあったとき、または数値パッドを押すことによりダイヤルを開始したとき、待機モードから通話モードに移動できる。たとえば摺動体40は、ユーザが“終了”ボタンを押したとき、通話モードから待機モードまたはオフモードに移動できる。このように摺動体40は、電池50から電話の電力需要に応じて自動的に移動するとともに、電池50の寿命を延ばすことができる。
【0022】
ケーシング30と摺動体40は、デバイスに使用するため適切ないかなる材料からでも形成される。たとえばケーシング30と摺動体40は、各種の周知の技術を用いる非導電性材料、たとえば射出成形できるたとえばアクリロニトリック−ブタジエン−スチレン(ABS)の様な強靱な熱可塑性材料から作ることができる。従って、ノッチとラッチ90は、たとえば射出成形中、ケーシング30と摺動体40は、それぞれ一体に成形され得る。ケーシング30と摺動体40はまた、たとえば電気的に非導電性被覆を有する軽量の金属から形成される。カートリッジ20の特定寸法は、カートリッジ20の用途に応じ、たとえば電話の電池室の寸法に依存する。
【0023】
図7を参照すると、電池50は、長方形または正方形断面で、カートリッジ20に電池50が配設できるような寸法を有する平形の金属空気電池である。平形カソード管210は、たとえば活性材料のカソード被覆混合物で被覆された金属メッシュスクリーンである集電体から形成される。混合物は、バインダ、カーボン粒子および、たとえばマンガン化合物のような過酸化物を還元するための触媒を具備している。有用な触媒は、たとえば硝酸マンガンを加熱し、または過マンガン酸カリを還元することにより製造できる、たとえばMn2O3,Mn3O4,およびMnO2のように酸化マンガンを含んでいる。好ましいバインダは、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)粒子を含んでいる。カソード被覆混合物が、硬化した後、カソード組立体は、カソード構造体から残余の揮発物を除去するため加熱される。
【0024】
電池開口80に面する管210の外側は、PTFEバリヤ膜220で覆われている。膜220は、電池50内に一定の湿度レベルを維持するのに役立つ。膜220は、電池から電解液を漏洩しないように、且つ電池内にCO2が漏入しないようにしている。
【0025】
セパレータ260は、カソード管210内に装入される。セパレータ260は多孔質、電気絶縁ポリマ、たとえばポリプロピレンで、電解液をカソードに接触させる。
【0026】
空気プレナム即ち空気充満空間250の寸法は、電池パック10の用途やカソードの特性の関数で決まる。たとえば電池パック10からどの程度の電流が望まれるか、および電池50のカソードがどの程度の低い酸素濃度で正しく動作し得るかが、空気充満空間250の設計に影響する。一般的に、パック10の用途及び/又はカソードの特性が決定された後、空気充満空間250は、第一の電池開口から、第一の電池開口と第一の電池開口に隣接する電池開口から等距離であるカソード210の外面上の点に流れる空気が滑らかに減少するように設計されている。この設計により、一定の電池性能のために、一定の空気の流れを持つカソード210を提供できる。
【0027】
特に空気充満空間250は、一次元定常状態系に適用できるフィックの第一の法則(Fick’ Law First Law)(Jr=−D∂C/∂r)における近似方法で設計される。図8に電池パック10の一部分を示すが、ここでbは空気充満空間250の高さ(たとえば約1cm未満、より好ましくは約0.1cm未満たとえば0.08cm)、wは開口から開口の間隔(中心から中心での測定、たとえば約0.1cmから約1cm,たとえば約0.2cm)、そしてLは空気充満空間250の長さ(たとえば約1.5cm)である。空気充満空間250内の酸素の質量輸送は、一般的に次のように特徴づけられる。
(材料の集積量)=[O2の発生量+O2のインフラックス]−[O2のアウトフラックス+O2の消費量] (1)
金属空気電池においては、酸素は発生しない。
【0028】
フィックの第一の法則を適用すると、式(1)は次のようになる。
【数5】
ここで
Jx =x方向の酸素の拡散フラックス;
∂Jx/∂x=制御容積を横切るフラックスの変化率;
△x =制御容積の厚さ;
Itotal =特定面積に流れる電流量、たとえば300mA/cm2;
n =酸素還元に関与する電子の数(4);
F =ファラディ定数(96,485クーロン/mol);
∂C/∂t =超過時間の制御容積における材料の集積速度。
【0029】
代数学を用いて、式(2)は式(3)に、次いで式(4)に変形できる。
【数6】
ここで、∂C/∂t=時間内で2点間の集積の差。
【0030】
式(5)に示すように、空気充満空間の酸素の集積は、定常状態の成分(Cs(x))と過渡成分(C1(x,t))の和である。
C(x,t)=C1(x,t)+Cs(x) (5)
【0031】
しかしながらここで近似法を用いると、単に定常状態成分のみ考えればよい。従って式(4)は、次のようになる。
【数7】
ここでDは拡散係数。
【0032】
理想的なガス法則を用いて、式(6)は式(7)に変形される。
【数8】
ここでP=圧力;R=普遍的なガス常数;T=温度である。
【0033】
式(7)を2度積分すると式(8)を得る。
【数9】
定義として
Px=0=PI (10)
Px=L=P0 (11)
ここでPI=大気圧、たとえば0.21気圧O2;且つP0=最低圧力、たとえば約0.21気圧未満、たとえば約0.15気圧未満、約0.1気圧未満、且つ約0.05気圧未満である。
【0034】
C1とC2について解くと次式が得られる。
【数10】
【0035】
式(10)−(13)を式(8)に戻して代入すると次式が得られる。
【数11】
【0036】
式(14)は、空気充満空間250を設計するために使用される。一般的に
与えられたプレナム即ち空気充満空間の設計においては、プレナムの高さ(b)と圧力(P)を除いて、式(14)のすべての変数は一定に保たれる。ある変数の値は一定に保たれ、たとえばP0 は経験的に選ばれる。他の変数たとえばプレナムの長さ(L)や所望の電流値(Itotal)は、電池パック10の実際の用途たとえばパック10が使用されるデバイスの寸法制限、またはカソードの性能によりにより規定され且つ制限される。
【0037】
式(14)は次いで異なるプレナム高さ(b)を用いて、式が圧力(P)の分布を生みまたは、たとえば大気圧(たとえば標準温度と圧力(STP)においてO2の約0.21気圧)から最低の圧力へ多項式の関数のように傾斜を下るように滑らかに減少する形状を描くまで、繰り返される。経験的に決定される最低の圧力は、良好な電池特性を得るように選定される。好ましくは、最低圧(P0)は、O2の約0から約0.21気圧、たとえば約0.1気圧である。
【0038】
電池50を組み立てるため、バリヤ部材220に巻き付けられ且つセパレータ260を含むカソード管210は、電池開口80を有する平形缶230に配設される。カソードをシールするため、缶230は、導電性ホットメルト240、たとえばカーボン、グラファイト、またはニッケルを装填されたポリアミドを含んでいる。カソード集電体は、缶230の底部と電気的に接続すべきである。電気的接続はカソード集電体を缶の底部に直接物理的に接触することによりなされ、たとえば集電体を缶の底部に溶接することにより達成できる。または導電性タブを、集電体と缶の底部の両方に取り付けることもできる。カソード管210と缶230はその間に一体となって空気プレナム250を形成する。
【0039】
カソード管210が装入された後、セパレータ260とカソード管210とによって形成される内部空洞は、次いでアノードゲル270で充填される。
【0040】
アノードゲル270は、亜鉛と電解液の混合物を含んでいる。亜鉛と電解液の混合物は、電池からの電解液の漏洩を阻止し、アノード内に亜鉛の粒子を懸濁するのに役立つ。
【0041】
亜鉛材料は、鉛、インジウム、アルミニウムまたはビスマスと合金化された亜鉛粉末である。たとえば亜鉛は、約400から600ppm(例えば500ppm)の鉛、約400から600ppm(例えば500ppm)のインジウム、また約50から90ppm(例えば70ppm)のアルミニウムで合金化される。亜鉛材料は、鉛、インジウムとアルミニウム、鉛とインジウム、または鉛とビスマスを含んでいることが好ましい。更に亜鉛は、他の金属添加物の無い鉛を含んでいる。亜鉛材料は、空気吹きつけ(air blown)や脱水亜鉛(spun zinc)であっても良い。適切な亜鉛粒子は、例えば1998年9月18日米国出願されたU.S.S.N.09/156,915号、1997年8月1日米国出願されたU.S.S.N.08/905,254号、及び1998年7月15日米国出願されたU.S.S.N.09/115,867号に記載されており、全体が参考例として、本明細書中に組み入れられる。
【0042】
亜鉛粒子は、球形や非球形であり得る。例えば、亜鉛粒子は、針状形(縦横比が少なくとも2)をしている。亜鉛材料は、主として60メッシュと325メッシュの間の寸法を有する粒子を含んでいる。例えば、亜鉛材料は、次の粒子寸法分布をしている。
60メッシュスクリーン上に0−3重量%;
100メッシュスクリーン上に40−60重量%;
200メッシュスクリーン上に30−50重量%;
325メッシュスクリーン上に0−3重量%;
パン(pan)上に0−0.5重量%
【0043】
適切な亜鉛材料は、ベルギーのオバーペルト(Overpelt)社から売り出されている商品名ユニオン・ミニエル(Union Miniere)、米国のデュラセル社(Duracell)、米国のノランダ社(Noranda)、ドイツのグリロ社(Grillo)、又は日本の東邦亜鉛会社から市販されている亜鉛を含む。
【0044】
ゲル化剤は、ポリアクリラート吸収剤である。ポリアクリラート吸収剤は、米国特許第4,541,871号(本明細書では参考例として挙げる)に記載されている方法で測定して、ゲル化剤のグラム当たり約30グラム未満の塩分を含んだ吸収性外皮(envelope)を備えている。アノードゲルは、アノード混合物の中に乾燥亜鉛として重量比で1%未満のゲル化剤を含んでいる。好ましくは、ゲル化剤含量は、重量比で約0.2から0.8%、より好ましくは約0.3から0.6重量%、且つ最も好ましくは約0.33重量%である。ポリアクリラート吸収剤は、懸濁重合により生成されたポリアクリル酸ナトリウムである。適切なポリアクリル酸ナトリウムは、約105から180ミクロンの平均粒子寸法で、約7.5のpHである。適切なゲル化剤は、例えば米国特許第4,541,871号、米国特許第4,590,227号,米国特許第4,507,438号に記載されている。
【0045】
ある実施の形態では、アノードゲルは非イオン界面活性剤を含んでいる。界面活性剤は、亜鉛面に、例えば非イオンアルキル燐酸塩または非イオンアリル燐酸塩(例えばローム・アンド・ハース(Rohm & Haas)社の商品名RA600又はRM510)が被覆された非イオン燐酸塩界面活性剤である。アノードゲルは、亜鉛材料の表面に被覆された界面活性剤の約20から100ppmのものを含んでいる。界面活性剤は、ガス発生の抑止剤としても働く。
【0046】
電解液は、水酸化カリウムの水性溶液である。電解液は、約30から40%、好ましくは35から40%の水酸化カリウムを含んでいる。又電解液は、約1から2%の酸化亜鉛を含んでいる。
【0047】
アノードゲル270が缶230に配設された後、予め組み立てられた頂部組立体280が、缶230の頂部に配設される。頂部組立体280は、シール300,集電体290,集電体290に溶接された端部蓋305を含んでいる。集電体290は、例えば真鍮のような適切な金属からなる。シール300は、たとえばナイロンからなる。追加的にバイワックス社(BiWax Corp.)の非導電性ホットメルトがシール300とカソード管210の間に配設され、電解液とアノード材料の漏洩を最小にする。缶230の上部外周(即ちリップ)は、缶230の頂部で頂部組立体280をシールするため、予め組み立てられた頂部組立体280が据え込み加工される(swaged)。
【0048】
保管中、電池50は、電池の空気出入り口80を覆う取り外し自在のシートで覆われている。例えば酸素不透過性で、水素透過性シートであるシートは、電池の内外間の空気の流れを制限している。ユーザは使用に先立ち電池からシートを引きはがし、空気からの酸素を電池内に入り込ませる。また電池はシールされた金属バック゛に保管される。ユーザは使用前にそのバッグから電池を取り出す。
【0049】
金属−空気電池及びその製造方法の他の実施の形態は、例えば1999年8月13日米国出願されたU.S.S.N.09/374,277号、1999年8月13日米国出願されたU.S.S.N.09/374,278号、1999年10月13日米国出願されたU.S.S.N.09/416,799号,1999年10月26日米国出願されたU.S.S.N.09/427,371号、2000年1月31日米国出願されたU.S.S.N.09/494,586号に記載されており、全体が参考例として、本明細書中に組み入れられる。
【0050】
本発明は他の実施の形態でも実施できる。例えばカートリッジ20は、ラッチ90やノッチを有さなくとも良い。カートリッジ20は、長方形状に限定されず、図9に示すように、たとえば円形平形電池400、その例としてボタン電池およびウェハー電池、のような他の形状でも実施できる。したがって電池50は、カートリッジ20に合致する他の形状にも形成できる。電池50はまた、たとえば3個の別々の電池を横並びにした大きさを持つ一つのユニットとして形成できる。溝60はケーシング30と一体に形成されるというよりむしろ、ケーシング30にヒートステーク(heat staked)または溶着される摺動保持フレームの一部として形成される。更に前述のデバイスは電話であるが、カートリッジ20が他の電子デバイス、たとえば、携帯用無線電話機、ラジオ、コンピュータおよび小型電卓のようなデバイスにも使用できる。これらのデバイスは、動作について待機モードは要求されないので、カートリッジ20は、電池開口80と摺動開口70が適切な配置となるように構成すべきである。電池開口80と摺動開口70について他の構成も可能である。たとえば電池開口80と摺動開口70は、スロットまたは摺動体40や電池50にそれぞれ延びる一つの開口であっても良い。
【0051】
図10には、電池カートリッジ20の他の実施の形態が示されている。ケーシング30と摺動体40は、一般的に前述したとおりである。電池50に一般的に類似する電池500は、三角形の平形、たとえば三角形断面を有する細長い構造をしている。電池開口(図示せず)およびカソード520を有する缶510は、その間に空気プレナム530を画定する三角形の平形管として形成されている。アノード270、バリヤ膜(図示せず)、セパレータ(図示せず)は前述したように缶510内に装入されている。ある実施の形態では、ケーシング30及び/又は摺動体40は、電池500を所定位置に納めるためのV字形溝540を備えている。溝540はシーラント(sealant)を含んでいる。
【0052】
電池500は、一般的には電池50について上述したようにして形成される。電池500は缶510上に2回のみの折りたたみで形成されるので、一つのみのシームが生成される。角度をオフセットすることにより、電池500は、カートリッジ20内に効果的に詰め込まれ、したがって電池は比較的大きな表面積を有する。
【0053】
本明細書で述べたすべての刊行物や特許は、各刊行物または特許参考として組み込まれることを特別に且つ個々に示しているならば、本明細書では同じ範囲で参考として組み込まれる。
【0054】
他の実施の形態は、請求の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【図1】
電池カートリッジの一実施の形態の斜視図である。
【図2】
電池カートリッジの一実施の形態の上面図である。
【図3】
電池カートリッジの一実施の形態の断面図である。
【図4A】
本発明の一実施の形態の引き延ばされた位置にあるラッチの平面図である。
【図4B】
本発明の一実施の形態の引き戻された位置にあるラッチの平面図である。
【図5A】
完全に重なり合っていない摺動開口と電池開口の概略図である。
【図5B】
部分的に重なり合っている摺動開口と電池開口の概略図である。
【図5C】
完全に重なり合っている摺動開口と電池開口の概略図である。
【図6】
補助電源を持つ電池カートリッジの実施の形態の概略図である。
【図7】
電池の実施の形態の縦断面図である。
【図8】
電池カートリッジの実施の形態の概略図である。
【図9】
電池のカートリッジの実施の形態の斜視図である。
【図10】
電池カートリッジの実施の形態の概略斜視図である。
Claims (11)
- 少なくともひとつの空気出入り口と空気プレナム(plenum)を有する金属空気電池の製造方法であって、この方法は、
フィックの法則(Fick’s Law)に基づいて誘導された空気プレナムの厚さを決定する工程と、決定された厚さを有する空気プレナムを備える電池を形成する工程と
を具備することを特徴とする金属空気電池の製造方法。 - 前記厚さを決定する工程は一次元の定常状態系にフィックの法則を適用することを特徴とする請求項1に記載の方法。
- 前記P0は、約0と0.21気圧の間から選ばれた値であることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 更に前記xの関数として、Pをプロットしてなることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 更に前記x/Lの関数として、Pをプロットしてなることを特徴とする請求項3に記載の方法。
- 空気出入り口を有する缶と、
前記缶内のカソードと
を具備する電池において、前記缶と前記カソードは、フィックの法に基づいて決定される厚さを有する空気プレナムを画定することを特徴とする電池。 - 前記カソードは二酸化マンガンを含むことを特徴とする請求項7に記載の電池。
- 更に亜鉛を含むアノードを備えることを特徴とする請求項7に記載の電池。
- 前記缶は、長方形の断面を有することを特徴とする請求項7に記載の電池。
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