ナショナル・カーボン、石膏を段ボールに替えて乾電池の空間を解放

1880年代までに、ドイツの科学者カール・ガスナーは、旧来の湿電池の核心的な問題——重く漏れやすい液体電解質の瓶で、直立させて置く以外に使えない——を、電池の負極も兼ねる亜鉛容器の中にすべてを封じ込めることで解決し、最初の真の「乾電池」を生み出した。ガスナーの設計では、成型されたパリ石膏の裏打ちをセパレーターとして用いた。セパレーターとは、負極と正極が触れて電池が短絡するのを防ぐ層である。

パリ石膏はセパレーターの役割を確実に果たし、1890年代までには、すべての乾電池メーカーが自社製品を製造する際の確立された方法となっていた。しかし石膏はかさばる。円筒形の亜鉛缶の内側に硬い石膏の裏打ちを成型すると、電池の限られた内部容積の大きな割合を消費し、正極——電池がどれだけの電流を供給できるかを実際に決める活物質——のために残る空間はわずかであった。どのメーカーも、このトレードオフを乾電池の作り方として当然のこととして受け入れていた。

厚い石膏セパレーターを、ペーストを塗布した薄い段ボール管に置き換え、電極を分離しつつ、より多くの正極材料のための空間を確保した。

段ボールのセパレーターは石膏よりもはるかに薄く、内部容積を解放した。

解放された容積はより多くの正極材料で満たされ、電池容量を高めた。

段ボールは石膏を鋳込むよりも安価で組み立てやすかった。

より薄いセパレーターでも、電極の接触を確実に防いだ。

受動的な部品が空間や重量を消費しているとき、その本来の役割をより薄く安価な代替物で果たせるかどうかを確認し、価値を生み出すもののために容量を解放せよ。

巻いた段ボールのセパレーターは成型石膏よりも内部容積の占める割合が劇的に小さかったため、1896年に密閉型の6インチ、1.5ボルト電池として発売されたコロンビア乾電池は、同じ缶によりはるかに多くの正極材料を詰め込むことができ、容量を直接向上させるとともに、各ユニットの内側に石膏を鋳込むよりも安価で組み立てが簡単であった。これは大量市場規模で製造・流通に成功した最初の乾電池となった。