CN101465439A - 碱性电池 - Google Patents

碱性电池 Download PDF

Info

Publication number
CN101465439A
CN101465439A CNA2008101860048A CN200810186004A CN101465439A CN 101465439 A CN101465439 A CN 101465439A CN A2008101860048 A CNA2008101860048 A CN A2008101860048A CN 200810186004 A CN200810186004 A CN 200810186004A CN 101465439 A CN101465439 A CN 101465439A
Authority
CN
China
Prior art keywords
battery
zinc
capacity
particle
electrolyte
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CNA2008101860048A
Other languages
English (en)
Inventor
岩本真一
弘濑敬久
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxell Holdings Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Ltd filed Critical Hitachi Maxell Ltd
Publication of CN101465439A publication Critical patent/CN101465439A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/24—Electrodes for alkaline accumulators
    • H01M4/244—Zinc electrodes
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/24—Alkaline accumulators
    • H01M10/28—Construction or manufacture
    • H01M10/283—Cells or batteries with two cup-shaped or cylindrical collectors
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
    • H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
    • H01M4/42—Alloys based on zinc
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00—Electrodes
    • H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M2004/021—Physical characteristics, e.g. porosity, surface area
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M10/00—Secondary cells; Manufacture thereof
    • H01M10/42—Methods or arrangements for servicing or maintenance of secondary cells or secondary half-cells
    • H01M2010/4292—Aspects relating to capacity ratio of electrodes/electrolyte or anode/cathode
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M2300/00—Electrolytes
    • H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
    • H01M2300/0014—Alkaline electrolytes
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

本发明提供可以实现提高负载特性和抑制过放电时的气体产生的碱性电池。为了解决上述问题，采用一种碱性电池，其具备正极、含有锌粒子或锌合金粒子的负极和碱性电解液，其特征在于，上述负极含有的锌粒子或锌合金粒子中能通过200目筛孔的粒子的比例为10～80质量％，负极容量相对于正极容量之比为1.05～1.10。作为本发明的碱性电池，电池体系内的碱性电解液中的氢氧化钾浓度优选平均为28～38质量％。

Description

碱性电池
技术领域
本发明涉及负载特性优异，并且过放电时气体产生量小的碱性电池。
背景技术
对于用锌作为负极活性物质的现有碱性电池来说，通常使负极容量与正极容量之比(负极容量/正极容量)为1.2左右，将负极容量设定为比正极容量大到某程度(例如，专利文献1)。在碱性电池的负极上，由于通过放电反应在锌表面上形成了电阻高的锌氧化物覆膜，因此锌利用率较低，并不能使全部锌进行有效地反应。因此，通过上述这样使负极容量大于正极容量，来谋求电池负载特性及放电容量的提高。
但是，在上述这样设定较大的负极容量的情况下，电池放电完成后电池内残留有未反应的锌，因此存在着过放电时气体产生量大这样的问题。即，对于放电结束后的碱性电池，如果早期就从使用装置中取出则不会特别地产生问题，但是如果将这种电池放在使用装置中不管，则电池处于过放电状态，内部产生气体，会发生碱性电解液的泄漏。因此，为了避免这种漏液问题，就要求降低过放电时碱性电池内气体的产生量。
为了避免上述这种碱性电池中过放电时产生气体的问题，已提出了例如减少电解液量的技术(专利文献2)及优化正极容量和负极容量之比的技术(专利文献3)。
专利文献1：日本特开昭61-54157号公报
专利文献2：日本特开平7-122276号公报
专利文献3：日本特开平11-40173号公报
发明内容
但是，即使采用上述这种技术，在抑制碱性电池过放电时的气体产生，同时谋求负载特性提高这点上仍然存在不足。
本发明是鉴于上述情况做出的，目的在于提供可以实现提高负载特性和抑制过放电时的气体产生的碱性电池。
能够达到上述目的的本发明的碱性电池具备正极、含有锌粒子或锌合金粒子的负极、和碱性电解液(以下，有时简称为“电解液”)，其特征在于，上述负极含有的锌粒子或锌合金粒子中通过200目筛孔的粒子的比例为10～80质量％，负极容量与正极容量之比为1.05～1.10。
根据本发明，可以提供负载特性优异，并且过放电时气体产生量小的碱性电池。本发明的碱性电池可以抑制过放电时的漏液。
附图说明
图1是显示本发明的碱性电池的一个例子的截面图；
图2是显示本发明的碱性电池的其他例子的截面图。
符号说明
1  外包装壳
2  正极
3  隔膜
4  负极
5  负极集电棒
6  树脂制封口体
7  负极端子板
8  绝缘板
9  金属垫片
63 防爆用薄壁部分
具体实施方式
以下，对本发明的碱性电池的构成进行详细说明。
<负极>
本发明的碱性电池中涉及的负极由含有锌粒子或锌合金粒子(以下，有时将两者统称为“锌系粒子”)、电解液和胶凝剂的凝胶状负极混合剂构成。锌系粒子中的锌成分起着负极活性物质的作用。
还有，从抑制负极活性物质和电解液反应导致气体产生方面考虑，优选锌系粒子是含有铟、铋或铝等元素作为合金成分的锌合金粒子。作为锌合金粒子中这些元素的含量，例如铟优选为0.02～0.07质量％，铋为0.007～0.025质量％，铝为0.001～0.004质量％。对于锌合金粒子来说，可以含有这些合金成分中的仅一种，也可以含有2种以上(锌合金粒子的其他成分，例如是锌和不可避免的杂质)。
负极中涉及的锌系粒子中能通过200目筛孔的粒子的比例为10质量％以上。负极含有的锌系粒子是这样微细的形态时，锌系粒子全体的比表面积大，可以有效地促进负极上的反应，因此电池的负载特性良好。另外，从锌系粒子表面到中心的距离变小，因此即使在较小负载放电(轻负载放电)时锌的利用率也提高。因此，如下所述，可以将负极容量与正极容量之比设定为比以往更小，降低放电完成时未反应的锌量(锌系粒子中的锌成分量)，抑制过放电时气体的产生。在上述锌系粒子中，优选可通过200目筛孔的粒子的比例为20质量％以上。
还有，随着锌系粒子中可通过200目筛孔的粒子比例的增加，锌系粒子整体的比表面积增大，但是这导致锌系粒子和电解液的反应性进一步提高，因此放电反应时消耗的电解液量过分增大，可能使电解液稍有不足。如果电解液稍有不足，则锌系粒子作为活性物质的利用率降低，难以提高电池的放电特性。另外，如果锌系粒子中微细粒子所占比例大，则锌系粒子整体的体积变大，电池制造时锌系粒子难以处理。因此，对于本发明的电池，从抑制上述电解液稍有不足的现象发生从而提高放电特性，以及提高电池制造时锌系粒子的处理性方面考虑，锌系粒子中可通过200目筛孔的粒子比例为80质量％以下，优选为40质量％以下。
而且，通过使用可通过200目筛孔的粒子比例为上述规定值的锌系粒子，即使在碱性电池贮存时，也可以减少伴随与电解液反应所导致的腐蚀引起的气体产生量，同时还可以配制均质且流动性良好的负极混合剂。
还有，如果考虑电池制造时的处理性，则负极含有的锌系粒子的最小粒径最好为7μm左右。另外，优选锌系粒子是例如全部粒子可通过80目筛孔的粒子。
作为负极中使用的电解液，可以使用将氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂等碱金属的氢氧化物溶解在水中形成的碱性水溶液，或在其中添加氧化锌等形成的溶液等，但是从以下所述的提高电池安全性方面考虑，更优选氢氧化钾水溶液。作为电解液中的碱金属的氢氧化物的浓度，例如在氢氧化钾的情况下，优选为28～38质量％，另外，在使用氧化锌的情况下，其浓度优选为1.0～4.0质量％。
作为负极中使用的胶凝剂，例如可以列举聚丙烯酸类(聚丙烯酸、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵等)、纤维素类[羧甲基纤维素(CMC)、甲基纤维素、羟丙基纤维素或它们的碱金属盐等]。另外，优选如日本特开2001-307746号公报中公开的那样，同时使用交联聚丙烯酸或其盐型吸水性聚合物(例如，聚丙烯酸钠、聚丙烯酸铵等)和其它的胶凝剂。作为与交联聚丙烯酸或其盐型吸水性聚合物同时使用的胶凝剂，可以列举上述纤维素类，以及交联支化型聚丙烯酸或其盐类(例如，钠盐、铵盐等)等。还有，上述交联聚丙烯酸或其盐型吸水性聚合物最好平均粒径为10～100μm，且其形状为球形。
作为负极混合剂中锌系粒子的含量，优选为例如50～75质量％。另外，负极混合剂中电解液的含量优选为例如25～50质量％。而且，负极混合剂中胶凝剂的含量优选为例如0.01～1.0质量％。
另外，负极混合剂中可以少量地含有氧化铟等铟化合物，或氧化铋等铋化合物。通过含有这些化合物，可以有效地防止锌系粒子和电解液的腐蚀反应所导致的气体产生。但是，如果过多地含有这些化合物，则可能使电池的负载特性降低，因此优选在不发生这种问题的范围内确定所需要的含量。例如，推荐使铟化合物和铋化合物一起相对于锌系粒子100质量份为0.003～0.05质量份左右。
<正极>
本发明的碱性电池涉及的正极通过以下方式形成，例如将作为活性物质的二氧化锰或羟基氧化镍及导电助剂，进而与用于成型的电解液及粘合剂混合，形成正极混合剂，将该正极混合剂加压成型为环状等。
正极活性物质优选其BET比表面积为40m2/g以上100m2/g以下。如果正极活性物质的BET比表面积过小，则虽然成型性良好，但反应面积小，因此可能导致反应效率差，负载特性的提高效果小。另外，如果正极活性物质的BET比表面积过大，则反应效率虽然提高，但体积密度降低，因此可能使成型性恶化。为了提高正极活性物质的成型性，进一步提高正极混合剂的成型体强度，正极活性物质的BET表面积更优选为60m2/g以下，并且，更优选为45m2/g以上。
还有，此处的正极活性物质的BET表面积是使用作为多分子层吸附理论公式的BET公式，进行表面积的测定、计算而得到的，是活性物质的表面和微孔的比表面积。具体来说，是使用氮吸附法的比表面积测定装置(Mountech公司制造的Macsorb HM modele-1201)，得到的作为BET比表面积的值。
另外，在使用二氧化锰作为正极活性物质的情况下，二氧化锰最好含有0.01～3.0质量％的钛。含有该程度量的钛的二氧化锰的比表面积大，反应效率提高，因此可以进一步提高碱性电池的负载特性。
作为正极中涉及的导电助剂，例如可以使用石墨、科琴黑(ケッチエンブラツク，ketjenblack)、乙炔黑等。正极混合剂中的导电助剂量优选例如相对于正极活性物质100质量份为3～8.5质量份。
作为正极涉及的粘合剂，例如可以使用聚四氟乙烯、聚偏氟乙烯、苯乙烯丁二烯橡胶等。正极混合剂中的粘合剂量优选设定为例如0.1～1质量％。
作为正极中使用的电解液，例如可以使用将氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂等碱金属的氢氧化物溶解在水中形成的碱性水溶液，或在其中添加氧化锌等形成的溶液等，但是从以下所述的提高电池安全性方面考虑，更优选氢氧化钾水溶液。作为电解液中的碱金属的氢氧化物的浓度，例如在氢氧化钾的情况下，优选为40～60质量％，另外，在使用氧化锌的情况下，其浓度优选为1.0～4.0质量％。
<负极容量与正极容量之比>
如上所述，过放电时电池内的气体产生是电池放电完成后的负极上，不参与放电反应的未反应的锌(锌系粒子中的锌成分)存在时所引起的。因此，对于本发明的电池，使负极容量与正极容量之比(负极容量/正极容量)为1.10以下，优选为1.08以下，这样减小负极容量与正极容量之比，尽可能地减小放电完成时未反应的锌量，就抑制了过放电时的气体产生，同时通过使用具有上述形态的锌系粒子的负极，实现了负载特性的提高。
还有，如果负极容量与正极容量之比过小，则正极容量和负极容量的平衡变差，电池的放电容量可能降低，因此在本发明的电池中，负极容量与正极容量之比为1.05以上，优选为1.06以上。
在本发明的电池中，负极容量与正极容量之比是按以下方式求出的值。对于电池组装后正极及负极的活性物质的含量，正极活性物质(二氧化锰或羟基氧化镍)，由其质量和其中的锰含有率或镍含有率的分析值算出，负极活性物质(锌或锌合金中的Zn成分)是通过回收凝胶状负极混合剂并水洗后，分析Zn含有率来算出。正极活性物质中的Mn含有率或Ni含有率、负极活性物质中的Zn含有率通过电感耦合等离子体(ICP)分析来求出。而且，将二氧化锰的容量作为308mAh/g，将羟基氧化镍的容量作为292mAh/g，从上述正极活性物质含量(二氧化锰量或羟基氧化镍量)算出正极容量，将锌的容量作为820mAh/g，从上述负极活性物质含量(Zn量)算出负极容量，求出负极容量与正极容量之比。
还有，关于上述二氧化锰、羟基氧化镍及锌的容量，使用将“电池便览第3版(丸善株式会社)”的第27页中记载的表1·4·1“各种电池活性物质的每单位电量的质量及体积”中Zn、MnO2及NiOOH的每单位电量的质量(1.220、3.244及3.422)取倒数，并调整单位后的数值。
<碱性电解液>
作为使用在正极及负极以外的用于注入到电池内的电解液，与上述正极及负极涉及的电解液相同，可以使用例如由氢氧化钾、氢氧化钠、氢氧化锂等碱金属的氢氧化物的水溶液形成的碱金属水溶液，或在其中添加氧化锌而形成的溶液等。作为电解液中的碱金属的氢氧化物的浓度，例如在氢氧化钾的情况下，优选为28～38质量％，另外，在使用氧化锌的情况下，优选其浓度为1.0～4.0质量％。
还有，从提高电池安全性方面考虑，对于正极用电解液、负极用电解液、使用于正极及负极以外的用于注入到电池内的电解液中的任一种电解液，最好使用氢氧化钾水溶液，对上述各电解液的浓度进行调节成使电池体系内的电解液中的氢氧化钾浓度平均优选为38质量％以下，更优选为35质量％以下。
可以推测，当电池体系内的电解液中的氢氧化钾浓度高时，电解液的离子传导性低，如果将这种电解液与含有如上所述那样微细形态的锌系粒子的负极并用，则锌系粒子表面上形成的放电生成物的电阻高。因此，电池短路时温度非常高，可能会损害安全性，同时锌系粒子中的锌成分利用率也降低，存在着放电完成时未反应锌成分量增大的倾向。
因此，如果将电池体系内的电解液中的氢氧化钾浓度的平均值按如上所述方式设定得低，则可以降低电解液的电阻，使电阻低的放电生成物在锌系粒子的表面上生成，可以降低电路短路时的温度上升，从而提高安全性，另外，还可以进一步提高锌系粒子中的锌成分的利用率，进一步降低放电完成时未反应的锌成分的量。
但是，如果过分降低电解液中氢氧化钾浓度，则电解液的离子传导性存在下降倾向，因此，最好对正极用电解液、负极用电解液、使用在正极及负极之外的用于注入到电池内的电解液中的各氢氧化钾浓度进行调节，使电池体系内的电解液中的氢氧化钾浓度平均优选为28质量％以上，更优选为30质量％以上。
<隔膜>
本发明的碱性电池中涉及的隔膜没有特别的限制，例如可以使用以维尼纶和人造丝的为主体的无纺布、维尼纶·人造丝无纺布(维尼纶·人造丝混抄纸)、聚酰胺无纺布、聚烯烃·人造丝无纺布、维尼纶纸、维尼纶·棉绒浆纸、维尼纶·碱化浆纸等。另外，也可以使用将经过亲水处理的微孔性聚烯烃膜(微孔性聚乙烯膜或微孔性聚丙烯膜等)、赛璐玢膜和像维尼纶·人造丝混抄纸这样的吸液层层合而形成的材料作为隔膜。
<碱性电池的结构及其它构成要素>
作为本发明的碱性电池，其形状等没有特别的限制，例如可以列举筒形(圆筒形或棱筒形等)形状的电池等。以下，使用附图对本发明的电池结构进行说明。图1是显示本发明的碱性电池的一个例子的截面图。图1的碱性电池在金属制(施加了镍镀层的铁、不锈钢等)的外包装壳1内配置了成型为环状的正极2(正极混合剂成型体)，在正极内侧配置了杯状的隔膜3，碱性电解液(未图示)从隔膜3的内侧注入。另外在隔膜3的内侧填充含有锌系粒子的负极4(凝胶状负极混合剂)。外包装壳1中的1b是正极端子。外包装壳1的开口端部1a上配置了金属制(施加了镍镀层的铁、不锈钢等)负极端子板7，该开口端部1a借助树脂制封口体6的外周边部分62向内侧弯曲而进行封口。金属制(施加了Sn镀层的黄铜等)的负极集电棒5在其头部被焊接于负极端子板7上，负极集电棒5通过设置于封口体6的中心部分61上的通孔64插入到负极4内。另外，作为防止封口时负极端子板7的变形，并且从内侧支撑封口体6的支撑装置，配置了金属垫片9(圆板状金属板)。这样，在树脂制封口体6上就形成了防爆用薄壁部分63。在短路时电池内产生气体的情况下，封口体6的薄壁部分63首先开裂，气体从生成的裂孔移动到金属垫片9的一侧。金属垫片9及负极端子板7上设置了气体抽出孔(未图示)，电池内的气体通过这些气体抽出孔被排出到电池外。作为构成树脂制封口体6的树脂，例如可以列举尼龙66等。
图2中显示了本发明的碱性电池的其他例子的截面图。图2中，与图1具有相同作用的要素赋予相同的符号，以免进行重复说明。图2中，8是用于使外包装壳1和负极端子板绝缘的绝缘板，20是收纳发电要素的主体部分。
图1中所示的碱性电池由于使用了金属垫片9，因此，封口部分(图1中的10)所占的体积大。与此相对，象图2的电池那样没有金属垫片，利用负极端子板7作为从内侧支撑封口体6的支撑装置，可以通过减少封口部分10所占的体积扩大可收纳发电要素的主体部分20的体积，可以使正极2及负极4的各混合剂的填充量高于图1的电池。
本发明的碱性电池适用于与以往公知的碱性电池被使用的各种用途相同的用途。
实施例
以下，基于实施例对本发明进行详细描述。但是，下述实施例并不对本发明形成限制。
实施例1
将二氧化锰、石墨、聚四氟乙烯粉末及正极混合剂配制用碱性电解液(含有2.9质量％氧化锌的56质量％氢氧化钾水溶液)按照88.2:5.8:0.2:5.7的质量比进行混合，配制成正极混合剂。还有，在该正极混合剂中，石墨相对于二氧化锰100质量份为6.7质量份。
然后，将分别以0.05质量％、0.015质量％及0.005质量％的比例含有In、Bi及Al的锌合金粒子、聚丙烯酸钠、聚丙烯酸及负极混合剂配制用碱性电解液(含有3.0质量％氧化锌的30质量％氢氧化钾水溶液)按39:0.2:0.2:20的质量比进行混合，配制成凝胶状的负极混合剂。还有，上述锌合金粒子平均粒径为135μm，全通过35目筛孔，并且通过200目筛孔的锌合金粒子相对于锌合金粒子总量为20质量％，其体积密度为2.9g/cm3。
另外，作为外包装壳，准备表面施加了无光泽Ni镀层的镇静钢板制、如图2中所示形状的7号(AAA)碱性电池用外包装壳1。该外包装壳体1加工成封口部分10厚度为0.20mm，主体部分20厚度为0.20mm，另外，为了防止电池掉落时正极端子1b的凹陷，使正极端子部分的壳厚比主体部分20稍大。使用该外包装壳体，按以下方式制作碱性电池。
将上述正极混合剂约4.85g插入上述外包装壳1中，加压成形为管筒状(中空圆筒状)，形成内径6.6mm、外径9.7mm、高9.0mm的4个正极混合剂成型体(密度：3.36g/cm3)层合的状态。接着，在距离外包装壳1的开口端的高度方向上3.5mm的位置处开槽，为了提高外包装壳体1和封口体6的密合性，在外包装壳1的内侧涂布沥青直至该开槽位置。
然后，将由厚度为100μm、克重(单位面积重量)为30g/m2的缩醛化维尼纶与天丝(テンセル，商品名)构成的无纺布叠合成三层，卷成筒状，将成为底部的部分弯曲，使该部分热熔合，形成一端封闭的杯状隔膜3。将该隔膜3填充到插入到外包装壳1内的正极2(上述正极混合剂成型体)的内侧，将注入用碱性电解液(含有3.0质量％氧化锌的30质量％氢氧化钾水溶液)0.65g注入到隔膜3的内侧，再将上述负极混合剂2.45g填充到隔膜3的内侧，形成负极4。此处，负极容量与正极容量之比为1.10。
填充上述发电要素后，将表面镀锡的黄铜制的，与尼龙66制的封口体6组合的负极集电棒5插入到负极4的中心部分，用模具从外包装壳1的开口端部1a上部进行敛缝，从而制作成图2中所示的7号碱性电池。此处，上述负极集电棒5使用预先焊接到镀镍钢板制负极端子板7上的结构，负极端子板7是通过冲压加工形成的，厚度为0.4mm。按上述方式制作成实施例1的筒形碱性电池。
实施例2
除了将负极混合剂的填充量改变为2.38g外，按与实施例1相同的方式制作筒形碱性电池。该筒形电池的负极容量与正极容量之比为1.07。
实施例3
除了将负极混合剂的填充量改变为2.36g外，按与实施例1相同的方式制作筒形碱性电池。该筒形电池的负极容量与正极容量之比为1.06。
比较例1
除了将负极混合剂的填充量改变为2.55g外，按与实施例1相同的方式制作筒形碱性电池。该筒形电池的负极容量与正极容量之比为1.15。
比较例2
除了将负极混合剂的填充量改变为2.50g外，按与实施例1相同的方式制作筒形碱性电池。该筒形电池的负极容量与正极容量之比为1.12。
比较例3
除了将负极混合剂的填充量改变为2.31g外，按与实施例1相同的方式制作筒形碱性电池。该筒形电池的负极容量与正极容量之比为1.04。
对于实施例1～3及比较例1～3的筒形碱性电池，按下述方式进行放电特性确认试验及过放电试验。将这些结果与正极负极容量比的构成一起列于表1中。
<放电特性确认试验>
对于实施例1～3及比较例1～3的筒形碱性电池，在终止电压1.0V的条件下进行20℃，750mW的连续放电，由达到上述终止电压所需要的放电时间计算放电容量。结果示于表1中，但是在表1中显示的是将实施例1的电池的结果作为100时的相对值。
<过放电试验>
对于实施例1～3及比较例1～3的筒形碱性电池(与进行上述放电特性确认试验的电池不同的电池)，在20℃，20Ω下进行48小时的放电，形成过放电状态，然后在20℃下保持120小时，之后测定电池内部压力。关于上述各电池内部压力的测定，实施例1～3及比较例1～3的电池各使用5个，将这些结果的平均值示于表1中。
表1
 
负极容量/正极容量 750mW连续放电时的放电容量 过放电试验后的电池内压(MPa)
实施例1 1.10 100 1.55
实施例2 1.07 94 1.45
实施例3 1.06 94 1.43
比较例1 1.15 106 2.12
比较例2 1.12 103 1.74
比较例3 1.04 76 1.38
如表1所示，实施例1～3的筒形碱性电池在过放电时的电池内压上升小，意味着过放电导致的电池内部气体产生量小。因此，实施例1～3的筒形碱性电池在过放电时抑制了气体产生，从而可以防止排气作用所导致的电解液泄漏。与此相对，作为正极负极容量比高的比较例1～2的筒形碱性电池，不参与放电的负极在电池内大量残留，因此与实施例1～3的电池相比过放电时气体量多，过放电时电解液可能泄漏。
还有，实施例1～3的电池在放电容量上与比较例1、2的电池相同，负极容量小的比较例3的电池的电池内正极和负极容量的平衡破坏，因此放电容量大幅度降低。

Claims (3)

1.碱性电池，其特征在于，具备正极、含有锌粒子或锌合金粒子的负极以及碱性电解液，其特征在于，上述负极含有的锌粒子或锌合金粒子中通过200目筛孔的粒子的比例为10～80质量％，负极容量与正极容量之比为1.05～1.10。
2.根据权利要求1中所述的碱性电池，负极容量与正极容量之比为1.08以下。
3.根据权利要求1或2中所述的碱性电池，电池体系内的碱性电解液中的氢氧化钾浓度平均为28～38质量％。
CNA2008101860048A 2007-12-19 2008-12-18 碱性电池 Pending CN101465439A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2007326682 2007-12-19
JP2007326682A JP5240897B2 (ja) 2007-12-19 2007-12-19 アルカリ電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN101465439A true CN101465439A (zh) 2009-06-24

Family

ID=40789039

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CNA2008101860048A Pending CN101465439A (zh) 2007-12-19 2008-12-18 碱性电池

Country Status (3)

Country Link
US (1) US20090162745A1 (zh)
JP (1) JP5240897B2 (zh)
CN (1) CN101465439A (zh)

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101794916A (zh) * 2009-12-28 2010-08-04 山东神工电池新科技有限公司 一种提高电池循环性能方法
CN102859767A (zh) * 2011-04-18 2013-01-02 松下电器产业株式会社 碱性一次电池
CN103700800A (zh) * 2014-01-10 2014-04-02 长沙理工大学 一种锂离子电池隔膜制作方法
CN109244496A (zh) * 2018-10-10 2019-01-18 嘉兴华荣电池有限公司 一种碱性电池的电解液
CN114520331A (zh) * 2021-12-28 2022-05-20 瑞海泊有限公司 负极材料及其应用

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012226825A (ja) * 2009-09-02 2012-11-15 Panasonic Corp アルカリ乾電池
JPWO2012042743A1 (ja) * 2010-09-30 2014-02-03 パナソニック株式会社 アルカリ二次電池
KR101783686B1 (ko) 2010-11-17 2017-10-10 루바타 아플레톤 엘엘씨 알칼리 집전체 애노드
JP5022526B1 (ja) * 2011-04-18 2012-09-12 パナソニック株式会社 アルカリ一次電池
JP6322430B2 (ja) * 2014-01-30 2018-05-09 Fdk株式会社 アルカリ電池
US9793542B2 (en) 2014-03-28 2017-10-17 Duracell U.S. Operations, Inc. Beta-delithiated layered nickel oxide electrochemically active cathode material and a battery including said material
CN115231630A (zh) 2017-05-09 2022-10-25 杜拉塞尔美国经营公司 包含β-脱锂层状氧化镍电化学活性阴极材料的电池
US11168883B2 (en) 2017-09-29 2021-11-09 Rosemount Aerospace Inc. Flame arrestor with fluid drainage capabilities

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5744259A (en) * 1995-05-25 1998-04-28 Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. Nickel positive electrode for alkaline storage battery and sealed nickel-metal hydride storage battery
US6596438B2 (en) * 2001-06-13 2003-07-22 The Gillette Company Alkaline cell with improved cathode
CN1293659C (zh) * 2002-07-12 2007-01-03 日立万胜株式会社 碱性电池及其制造方法
CN100336250C (zh) * 2002-08-30 2007-09-05 东芝电池株式会社 镍系化合物正极材料一次电池
US6869727B2 (en) * 2002-09-20 2005-03-22 Eveready Battery Company, Inc. Battery with high electrode interfacial surface area
JP5152773B2 (ja) * 2005-02-03 2013-02-27 日立マクセルエナジー株式会社 アルカリ電池
JP2007035506A (ja) * 2005-07-28 2007-02-08 Matsushita Electric Ind Co Ltd アルカリ電池
JP2007250451A (ja) * 2006-03-17 2007-09-27 Toshiba Battery Co Ltd アルカリ電池
JP4156004B2 (ja) * 2006-11-13 2008-09-24 日立マクセル株式会社 アルカリ電池
JP4717025B2 (ja) * 2007-02-23 2011-07-06 日立マクセル株式会社 アルカリ電池

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101794916A (zh) * 2009-12-28 2010-08-04 山东神工电池新科技有限公司 一种提高电池循环性能方法
CN102859767A (zh) * 2011-04-18 2013-01-02 松下电器产业株式会社 碱性一次电池
CN102859767B (zh) * 2011-04-18 2015-08-05 松下电器产业株式会社 碱性一次电池
CN103700800A (zh) * 2014-01-10 2014-04-02 长沙理工大学 一种锂离子电池隔膜制作方法
CN103700800B (zh) * 2014-01-10 2016-02-17 长沙理工大学 一种锂离子电池隔膜制作方法
CN109244496A (zh) * 2018-10-10 2019-01-18 嘉兴华荣电池有限公司 一种碱性电池的电解液
CN114520331A (zh) * 2021-12-28 2022-05-20 瑞海泊有限公司 负极材料及其应用

Also Published As

Publication number Publication date
JP5240897B2 (ja) 2013-07-17
US20090162745A1 (en) 2009-06-25
JP2009151958A (ja) 2009-07-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101465439A (zh) 碱性电池
CN101652882B (zh) 碱性电化学电池
JP5152773B2 (ja) アルカリ電池
WO1997017737A1 (en) Rechargeable alkaline cells containing zinc anodes without added mercury
JPWO2018163485A1 (ja) アルカリ乾電池
JP5348717B2 (ja) アルカリ電池
JP2005310616A (ja) アルカリ電池
US11637278B2 (en) Alkaline dry batteries
JP2010153287A (ja) アルカリ電池
JP2008108585A (ja) 円筒形アルカリ電池
JP6734155B2 (ja) アルカリ電池
JP2009043417A (ja) 筒形アルカリ電池
JP2010010012A (ja) アルカリ電池
WO2021106829A1 (ja) アルカリ電池用正極、並びに、アルカリ電池およびその製造方法
CN100589263C (zh) 正极材料、含有该正极材料的正极和电池以及它们的制备方法
JP5019634B2 (ja) アルカリ電池
JP5901356B2 (ja) 扁平形アルカリ電池およびその製造方法
JP2009043461A (ja) アルカリ電池
WO2021186805A1 (ja) アルカリ乾電池
JPWO2010058506A1 (ja) アルカリ乾電池
JP2007287672A (ja) アルカリ電池
CN106384849B (zh) 镍氢二次电池及其制备方法
JP2011138642A (ja) 扁平形アルカリ電池
JP5022526B1 (ja) アルカリ一次電池
WO2019008886A1 (ja) アルカリ乾電池

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
ASS Succession or assignment of patent right

Owner name: HITACHI MAXELL ENERGY CO., LTD.

Free format text: FORMER OWNER: HITACHI MAXELL LTD.

Effective date: 20110711

C41 Transfer of patent application or patent right or utility model
COR Change of bibliographic data

Free format text: CORRECT: ADDRESS; FROM: OSAKA PREFECTURE, JAPAN TO: KYOTO PREFECTURE, JAPAN

TA01 Transfer of patent application right

Effective date of registration: 20110711

Address after: Kyoto Japan

Applicant after: Hitachi Maxell

Address before: Osaka Japan

Applicant before: Hitachi Maxell, Ltd.

C02 Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001)
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20090624