CN114982000A - 碱性干电池 - Google Patents
碱性干电池 Download PDFInfo
- Publication number
- CN114982000A CN114982000A CN202080093698.XA CN202080093698A CN114982000A CN 114982000 A CN114982000 A CN 114982000A CN 202080093698 A CN202080093698 A CN 202080093698A CN 114982000 A CN114982000 A CN 114982000A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- negative electrode
- compound
- alkaline dry
- dry battery
- less
- 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
Links
- KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N Terephthalic acid Chemical compound OC(=O)C1=CC=C(C(O)=O)C=C1 KKEYFWRCBNTPAC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 82
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 claims abstract description 41
- 239000007773 negative electrode material Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000011701 zinc Substances 0.000 claims abstract description 20
- 229940126062 Compound A Drugs 0.000 claims abstract description 14
- NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N Heterophylliin A Natural products O1C2COC(=O)C3=CC(O)=C(O)C(O)=C3C3=C(O)C(O)=C(O)C=C3C(=O)OC2C(OC(=O)C=2C=C(O)C(O)=C(O)C=2)C(O)C1OC(=O)C1=CC(O)=C(O)C(O)=C1 NLDMNSXOCDLTTB-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 14
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 9
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 35
- 239000008151 electrolyte solution Substances 0.000 claims description 20
- 125000004435 hydrogen atom Chemical group [H]* 0.000 claims description 11
- 125000004432 carbon atom Chemical group C* 0.000 claims description 10
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N Phosphoric acid Chemical compound OP(O)(O)=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 9
- 229910019142 PO4 Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000001340 alkali metals Chemical group 0.000 claims description 8
- 239000010452 phosphate Substances 0.000 claims description 8
- NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K phosphate Chemical compound [O-]P([O-])([O-])=O NBIIXXVUZAFLBC-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 6
- 229910000147 aluminium phosphate Inorganic materials 0.000 claims description 5
- QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N propylene Natural products CC=C QQONPFPTGQHPMA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 125000004805 propylene group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 claims description 4
- 239000006183 anode active material Substances 0.000 claims description 3
- OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N phosphorous acid Chemical compound OP(O)O OJMIONKXNSYLSR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N Ethene Chemical compound C=C VGGSQFUCUMXWEO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 2
- 239000005977 Ethylene Substances 0.000 claims 2
- 150000002430 hydrocarbons Chemical group 0.000 claims 2
- 239000003792 electrolyte Substances 0.000 abstract description 32
- NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N manganese dioxide Chemical compound O=[Mn]=O NUJOXMJBOLGQSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 24
- -1 phosphoric acid ion Chemical class 0.000 description 24
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 18
- LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K tripotassium phosphate Chemical compound [K+].[K+].[K+].[O-]P([O-])([O-])=O LWIHDJKSTIGBAC-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 16
- KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M Potassium hydroxide Chemical compound [OH-].[K+] KWYUFKZDYYNOTN-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 12
- 125000001183 hydrocarbyl group Chemical group 0.000 description 10
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 10
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 10
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 9
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 9
- 239000003349 gelling agent Substances 0.000 description 8
- 239000004745 nonwoven fabric Substances 0.000 description 8
- 229910000160 potassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 8
- 235000011009 potassium phosphates Nutrition 0.000 description 8
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 8
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 239000006258 conductive agent Substances 0.000 description 7
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 7
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 238000000034 method Methods 0.000 description 6
- 229910052698 phosphorus Inorganic materials 0.000 description 6
- SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M potassium acetate Chemical compound [K+].CC([O-])=O SCVFZCLFOSHCOH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 6
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 239000008188 pellet Substances 0.000 description 5
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 5
- 238000007789 sealing Methods 0.000 description 5
- 239000004372 Polyvinyl alcohol Substances 0.000 description 4
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 4
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 description 4
- JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N bismuth atom Chemical compound [Bi] JCXGWMGPZLAOME-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 4
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 4
- APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N indium atom Chemical compound [In] APFVFJFRJDLVQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229920002451 polyvinyl alcohol Polymers 0.000 description 4
- OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N Phosphorus Chemical compound [P] OAICVXFJPJFONN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 3
- 125000000217 alkyl group Chemical group 0.000 description 3
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 3
- 238000005260 corrosion Methods 0.000 description 3
- 230000007797 corrosion Effects 0.000 description 3
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 3
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 description 3
- 125000004437 phosphorous atom Chemical group 0.000 description 3
- 239000011574 phosphorus Substances 0.000 description 3
- 239000007774 positive electrode material Substances 0.000 description 3
- 235000011056 potassium acetate Nutrition 0.000 description 3
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 3
- 239000006228 supernatant Substances 0.000 description 3
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 3
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910001369 Brass Inorganic materials 0.000 description 2
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000005481 NMR spectroscopy Methods 0.000 description 2
- ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N Potassium Chemical group [K] ZLMJMSJWJFRBEC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229920000297 Rayon Polymers 0.000 description 2
- 229920002125 Sokalan® Polymers 0.000 description 2
- ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N Tin Chemical compound [Sn] ATJFFYVFTNAWJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 125000003342 alkenyl group Chemical group 0.000 description 2
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 2
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 2
- 239000010951 brass Substances 0.000 description 2
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 150000002148 esters Chemical class 0.000 description 2
- 125000000816 ethylene group Chemical group [H]C([H])([*:1])C([H])([H])[*:2] 0.000 description 2
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000002209 hydrophobic effect Effects 0.000 description 2
- 238000009616 inductively coupled plasma Methods 0.000 description 2
- 238000004255 ion exchange chromatography Methods 0.000 description 2
- 238000004895 liquid chromatography mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 2
- 238000007747 plating Methods 0.000 description 2
- 229920001495 poly(sodium acrylate) polymer Polymers 0.000 description 2
- 239000004584 polyacrylic acid Substances 0.000 description 2
- 239000002964 rayon Substances 0.000 description 2
- 235000012239 silicon dioxide Nutrition 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 125000004436 sodium atom Chemical group 0.000 description 2
- NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M sodium polyacrylate Chemical compound [Na+].[O-]C(=O)C=C NNMHYFLPFNGQFZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 2
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 2
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 2
- 238000004804 winding Methods 0.000 description 2
- 125000006017 1-propenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004974 2-butenyl group Chemical group C(C=CC)* 0.000 description 1
- 125000006024 2-pentenyl group Chemical group 0.000 description 1
- 125000003903 2-propenyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004975 3-butenyl group Chemical group C(CC=C)* 0.000 description 1
- 229920000298 Cellophane Polymers 0.000 description 1
- 229920003043 Cellulose fiber Polymers 0.000 description 1
- SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N Dodecane Natural products CCCCCCCCCCCC SNRUBQQJIBEYMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000004952 Polyamide Substances 0.000 description 1
- 239000002250 absorbent Substances 0.000 description 1
- 239000006230 acetylene black Substances 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000003945 anionic surfactant Substances 0.000 description 1
- 125000001204 arachidyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910021383 artificial graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000000484 butyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000006229 carbon black Substances 0.000 description 1
- 239000003575 carbonaceous material Substances 0.000 description 1
- 150000001768 cations Chemical class 0.000 description 1
- 210000004027 cell Anatomy 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 125000002704 decyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 210000001787 dendrite Anatomy 0.000 description 1
- 150000005690 diesters Chemical class 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L dipotassium hydrogen phosphate Chemical compound [K+].[K+].OP([O-])([O-])=O ZPWVASYFFYYZEW-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 235000019797 dipotassium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 229910000396 dipotassium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L disodium hydrogen phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].OP([O-])([O-])=O BNIILDVGGAEEIG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910000397 disodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000019800 disodium phosphate Nutrition 0.000 description 1
- 125000003438 dodecyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 125000001495 ethyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 238000005187 foaming Methods 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 239000010439 graphite Substances 0.000 description 1
- 125000003187 heptyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000004051 hexyl group Chemical group [H]C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])* 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001165 hydrophobic group Chemical group 0.000 description 1
- 230000002401 inhibitory effect Effects 0.000 description 1
- 125000000555 isopropenyl group Chemical group [H]\C([H])=C(\*)C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 1
- 125000002960 margaryl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 125000002496 methyl group Chemical group [H]C([H])([H])* 0.000 description 1
- 238000000465 moulding Methods 0.000 description 1
- 125000001421 myristyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 229910021382 natural graphite Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 125000001196 nonadecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001400 nonyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002347 octyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000913 palmityl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002958 pentadecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000001147 pentyl group Chemical group C(CCCC)* 0.000 description 1
- 239000012466 permeate Substances 0.000 description 1
- 229920002647 polyamide Polymers 0.000 description 1
- 229920000642 polymer Polymers 0.000 description 1
- 229920000098 polyolefin Polymers 0.000 description 1
- XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M potassium benzoate Chemical compound [K+].[O-]C(=O)C1=CC=CC=C1 XAEFZNCEHLXOMS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 125000001436 propyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N silicic acid Chemical compound O[Si](O)(O)O RMAQACBXLXPBSY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 239000001488 sodium phosphate Substances 0.000 description 1
- 229910000162 sodium phosphate Inorganic materials 0.000 description 1
- 235000011008 sodium phosphates Nutrition 0.000 description 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 1
- 125000006850 spacer group Chemical group 0.000 description 1
- 125000004079 stearyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000002889 tridecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 150000005691 triesters Chemical class 0.000 description 1
- RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K trisodium phosphate Chemical compound [Na+].[Na+].[Na+].[O-]P([O-])([O-])=O RYFMWSXOAZQYPI-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 1
- 125000002948 undecyl group Chemical group [H]C([*])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])C([H])([H])[H] 0.000 description 1
- 125000000391 vinyl group Chemical group [H]C([*])=C([H])[H] 0.000 description 1
- 229920002554 vinyl polymer Polymers 0.000 description 1
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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/5805—Phosphides
-
- 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
- H01M4/58—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic compounds other than oxides or hydroxides, e.g. sulfides, selenides, tellurides, halogenides or LiCoFy; of polyanionic structures, e.g. phosphates, silicates or borates
- H01M4/5825—Oxygenated metallic salts or polyanionic structures, e.g. borates, phosphates, silicates, olivines
-
- 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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
-
- 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)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Primary Cells (AREA)
Abstract
碱性干电池具备：正极、负极、配置于前述正极与前述负极之间的分隔件、及电解液，负极含有：包含锌的负极活性物质、具有P‑O键的化合物A、及对苯二甲酸。化合物A相对于对苯二甲酸的摩尔比为0.025以上且2.5以下。
Description
技术领域
本公开涉及碱性干电池的低温环境下的放电性能的改良。
背景技术
碱性干电池(碱锰干电池)与锰干电池相比，容量大，可以取出大的电流，因此，被广泛利用。碱性干电池的电解液中使用氢氧化钾等的水溶液，在20℃附近的室温环境下，具有良好的粘度和离子传导性。
因而，专利文献1中，出于抑制伴有放电时的反应产物的晶体生长而产生的内部短路的目的，提出了使含有包含铝的锌合金作为负极活性物质的凝胶状负极中包含磷酸或磷酸离子的方案。
另外，专利文献2中，出于抑制伴有对电池施加强的冲击等的凝胶状负极向正极的飞散所产生的内部短路的目的，提出了使凝胶状负极中包含特定粒径的对苯二甲酸的方案。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第2609609号说明书
专利文献2：国际公开2018/066204号小册子
发明内容
0℃等低温环境下的放电中，电解液(水)变得难以从负极向正极移动(扩散)，正负极之间的电解液(水)的均衡性变差，放电性能有时降低。放电时，在负极生成水，在正极水被消耗，因此，放电时电解液(水)从负极向正极的移动(扩散)对放电性能造成大的影响。
本公开的一方面涉及一种碱性干电池，其具备：正极、负极、配置于前述正极与前述负极之间的分隔件、及电解液，前述负极含有：包含锌的负极活性物质、具有P-O键的化合物A和对苯二甲酸，前述化合物A相对于前述对苯二甲酸的摩尔比为0.025以上且2.5以下。
根据本公开，可以提供：低温环境下的放电性能优异的碱性干电池。
附图说明
图1为将本公开的一实施方式中的碱性干电池的一部分作为截面的主视图。
具体实施方式
本公开的实施方式的碱性干电池具备：正极、负极、配置于正极与负极之间的分隔件、及电解液。负极含有：包含锌的负极活性物质、具有P-O键的化合物A(以下，也简称为化合物A。)和对苯二甲酸，化合物A相对于对苯二甲酸的摩尔比为0.025以上且2.5以下。
使负极以特定的摩尔比含有化合物A和对苯二甲酸，从而低温环境下的放电性能特异地改善。其详细的理由不清楚，但推测如下：化合物A与对苯二甲酸容易均匀地混合，在负极内化合物A与对苯二甲酸以特定的摩尔比混合的情况下，低温放电时的正负极之间的电解液(水)的均衡性得到改善。化合物A相对于对苯二甲酸的摩尔比优选0.25以上且2.3以下、更优选0.25以上且1.5以下。
化合物A相对于对苯二甲酸的摩尔比例如可以通过以下的方法求出。
分解电池，取出负极，在纯水中提取负极中的成分并静置，得到上清液，用阳离子去除柱去除液中的碱性成分。之后，利用离子色谱(IC)法，求出上清液中的对苯二甲酸离子量。另外，利用高频电感耦合等离子体(ICP)发射分光光度分析法，求出上清液中的磷量。组合使用液相色谱质谱法(LC/MS)和核磁共振(NMR)法求出化合物A的结构(分子量)，确认磷源自化合物A。基于上述分析的结果，使用得到的对苯二甲酸离子量和磷量，求出(化合物A/对苯二甲酸)的摩尔比。
负极中，源自化合物A的P元素相对于源自负极活性物质的Zn元素的摩尔比P/Zn优选0.00001以上且0.0014以下、更优选0.0001以上且0.0008以下。P/Zn为0.00001以上的情况下，低温放电时的正负极之间的液体均衡性容易得到改善。P/Zn为0.0014以下的情况下，在负极中的电解液中容易得到良好的粘度和离子传导性。负极中的Zn量和P量例如可以通过ICP发射分光光度分析法而求出。
作为化合物A，例如可以举出磷酸。化合物A可以为碱金属盐等盐，例如可以为磷酸盐。作为磷酸盐，例如可以举出磷酸钾(K3PO4)、磷酸钠(Na3PO4)、磷酸氢钾(K2HPO4)、磷酸氢钠(Na2HPO4)等。其中，优选磷酸钾。化合物A可以单独使用1种，也可以组合2种以上而使用。
另外，化合物A可以为具有P-O键的酯化合物A(以下，也简称为酯化合物A。)。酯化合物A具有含P-O键基团作为亲水基团、和具有烃基作为疏水基团，能作为阴离子性表面活性剂发挥作用。含P-O键基团容易吸附于负极活性物质。从亲水性的观点出发，含P-O键基团可以具有1个或2个OM基(M为氢原子或碱金属原子)。酯化合物A可以具有聚氧亚乙基、聚氧亚丙基等亲水基团。
酯化合物A优选亚磷酸酯、磷酸酯，更优选磷酸酯。该情况下，容易显著得到低温放电时的正负极之间的电解液(水)的均衡性的改善效果。更具体而言，作为酯化合物A，可以举出聚氧亚烷基烷基醚磷酸酯、烷基磷酸酯等。酯化合物A可以为单酯，也可以为二酯，还可以为三酯。
从低温环境下的放电性能容易改善的观点出发，酯化合物A优选以下的通式(1)所示的单酯化合物。通过使通式(1)所示的化合物与对苯二甲酸以特定的摩尔比共存，从而低温放电时的正负极之间的液体均衡性容易得到改善。
通式(1)中，R1为碳原子数为1以上且20以下的烃基。R1具有疏水性，对低温放电时的正负极之间的电解液(水)的均衡性改善产生影响。R2为亚乙基：-CH2CH2-或亚丙基：-CH2(CH3)CH2-。n1表示R2O的平均加成摩尔数(R2O单元的平均重复单元数)，为0以上且8以下。n1＝0的情况下，R1不借助(R2O)n1而借助氧原子键合于磷原子。X1为氢原子或OM1基，M1为氢原子或碱金属原子。Y1为氢原子或碱金属原子。碱金属原子例如为钾原子、钠原子等。
从低温环境下的放电性能的进一步改善的观点出发，R1优选碳原子数为2以上且16以下的烃基、更优选烃数为2以上且10以下的烃基。n1可以为1以上且4以下，优选2以上且4以下。该情况下，电解液从负极向正极的扩散性容易改善，低温放电时的正负极之间的液体均衡性容易得到改善。
从低温环境下的放电性能容易改善的观点出发，酯化合物A优选以下的通式(2)所示的二酯化合物。通过使通式(2)所示的化合物与对苯二甲酸以特定的摩尔比共存，从而低温放电时的正负极之间的液体均衡性容易得到改善。
通式(2)中，R3和R5各自独立地为碳原子数为1以上且20以下的烃基。R3和R5具有疏水性，对低温放电时的正负极之间的电解液(水)的均衡性改善产生影响。R4和R6各自独立地为亚乙基：-CH2CH2-或亚丙基：-CH2(CH3)CH2-。n2表示R4O的平均加成摩尔数(R4O单元的平均重复单元数)，为0以上且8以下。n2＝0的情况下，R3不借助(R4O)n2而借助氧原子键合于磷原子。n3表示OR6的平均加成摩尔数(OR6单元的平均重复单元数)，为0以上且8以下。n3＝0的情况下，R5不借助(OR6)n3而借助氧原子键合于磷原子。X2为氢原子或OM2基，M2为氢原子或碱金属原子(例如钾原子、钠原子等)。
从低温环境下的放电性能的进一步改善的观点出发，R3和R5各自独立地优选碳原子数为2以上且16以下的烃基，更优选烃数为2以上且10以下的烃基。n2和n3各自独立地可以为1以上且4以下。n2与n3的总计优选2以上且4以下。该情况下，电解液从负极向正极的扩散性容易改善，低温放电时的正负极之间的液体均衡性容易得到改善。
式(1)中的R1以及式(2)中的R3和R5的烃基可以为直链状，也可以为支链状。烃基包含烷基、烯基等。其中，优选碳原子数为1以上且20以下的烷基。烷基包含：甲基、乙基、丙基、丁基、戊基、己基、庚基、辛基、壬基、癸基、十一烷基、十二烷基、十三烷基、十四烷基、十五烷基、十六烷基、十七烷基、十八烷基、十九烷基、二十烷基等。烯基包含：乙烯基、1-丙烯基、烯丙基、异丙烯基、2-丁烯基、3-丁烯基、2-戊烯基、3-戊烯基等。
负极中的对苯二甲酸的含量例如相对于每100质量份的负极活性物质可以为0.01质量份以上且0.5质量份以下。负极中的对苯二甲酸的含量相对于每100质量份的负极活性物质为0.01质量份以上的情况下，低温放电时的正负极之间的液体均衡性容易得到改善。负极中的对苯二甲酸的含量相对于每100质量份的负极活性物质为0.5质量份以下的情况下，负极中的电解液中容易得到良好的粘度和离子传导性。
对苯二甲酸在负极内有时难以溶解于电解液，能以颗粒状存在。负极中所含的对苯二甲酸的粒径(D50)例如可以为25μm以上且210μm以下，可以为100μm以上且210μm以下。该情况下，提高负极的分散性，负极容易得到均匀化。
需要说明的是，本说明书中，粒径(D50)是指体积基准的粒度分布中的中值粒径。粒径(D50)例如用激光衍射/散射式颗粒分布测定装置而求出。
作为本公开的一实施方式的碱性干电池，可以举出圆筒形电池、硬币形电池等。
以下，基于附图，对本实施方式的碱性干电池详细地进行说明。需要说明的是，本公开不限定于以下的实施方式。另外，在不脱离发挥本公开的效果的范围的范围内可以适宜变更。进而，也可以与其他实施方式组合。
图1为将本公开的一实施方式中的碱性干电池的横向一半作为截面的主视图。图1示出具有Inside-out型的结构的圆筒形电池的一例。如图1所示，碱性干电池包含：中空圆筒形的正极2、配置于正极2的中空部内的凝胶状的负极3、配置于它们之间的分隔件4、及电解液，它们被收纳于兼具正极端子的有底圆筒形的电池外壳1内。电解液中使用碱性水溶液。
正极2与电池外壳1的内壁接触而配置。正极2包含二氧化锰和电解液。在正极2的中空部内，隔着分隔件4填充有凝胶状的负极3。负极3除包含锌的负极活性物质、化合物A和对苯二甲酸之外通常还包含电解液和胶凝剂。
分隔件4为有底圆筒形，包含电解液。分隔件4由圆筒型的分隔件4a和衬纸4b构成。分隔件4a沿着正极2的中空部的内表面配置，且隔离正极2与负极3。由此，配置于正极与负极之间的分隔件是指圆筒型的分隔件4a。衬纸4b配置于正极2的中空部的底部，且隔离负极3与电池外壳1。
电池外壳1的开口部由封口单元9封口。封口单元9由树脂制的垫片5、兼具负极端子的负极端子板7、和负极集电体6构成。垫片5具有环状的薄壁部5a。电池内压如果超过规定值，则薄壁部5a断裂而气体向电池外部释放。负极集电体6插入至负极3内。负极集电体6具备具有头部和主体部的钉状的形态，主体部插入设置于垫片5的中央筒部的贯通孔，负极集电体6的头部焊接于负极端子板7的中央部的平坦部。电池外壳1的开口端部隔着垫片5的外周端部紧固于负极端子板7的周缘部的凸缘部。在电池外壳1的外表面覆盖有外饰标签8。
Inside-out型结构的情况下，在低温环境下，电解液的粘度上升，电解液(水)难以移动至正极的外周部(电池外壳侧)，正负极之间的液体均衡性差，难以有效地利用正极的外周部，放电性能容易降低。由此，通过以特定的摩尔比使负极中包含化合物A和对苯二甲酸，从而正负极之间的液体均衡性得到改善，显著得到低温环境下的放电性能的改善效果。
以下，对碱性干电池的详细情况进行说明。
(负极)
作为负极活性物质，可以举出锌、锌合金等。从耐腐蚀性的观点出发，锌合金可以包含选自由铟、铋和铝组成的组中的至少一种。锌合金中的铟含量例如为0.01～0.1质量％，铋含量例如为0.003～0.02质量％。锌合金中的铝含量例如为0.001～0.03质量％。从耐腐蚀性的观点出发，锌合金中除锌以外的元素所占的比例优选0.025～0.08质量％。
负极活性物质通常以颗粒状的形态使用。从负极的填充性和负极内的电解液的扩散性的观点出发，负极活性物质颗粒的粒径(D50)例如可以为100μm以上且200μm以下，可以为110μm以上且160μm以下。
另外，负极活性物质颗粒的粒径(D50)可以为120μm以下，可以为75μm以下，可以为40μm以上且75μm以下。负极活性物质颗粒的粒径(D50)为120μm以下的情况下，可以进一步提高负极的反应效率，低温环境下的放电性能进一步改善。优选负极活性物质颗粒的粒径(D50)为75μm以下。
从改善负极的反应效率的观点出发，负极中所含的负极活性物质的颗粒可以包含60体积％以上的粒径75μm以下的颗粒。
负极例如可以通过将负极活性物质、化合物A、对苯二甲酸、胶凝剂和电解液混合而得到。化合物A的添加量例如相对于每100质量份的负极活性物质为0.005质量份以上且0.45质量份以下。作为胶凝剂，可以没有特别限制地使用碱性干电池的领域中使用的公知的胶凝剂，例如可以使用吸水性聚合物等。作为这种胶凝剂，例如可以举出聚丙烯酸、聚丙烯酸钠。胶凝剂的添加量例如相对于每100质量份的负极活性物质为0.5质量份以上且2.5质量份以下。
制作负极时，酯化合物A具有碳原子数多的烃基的情况下，酯化合物A有时难以溶解于电解液。该情况下，制作负极时通过使酯化合物A和对苯二甲酸同时预先包含于电解液中，从而酯化合物A变得容易均匀地分散在电解液中，可以将电解液的搅拌抑制为所需最低限度，抑制伴有电解液的搅拌的发泡。制作负极时不使对苯二甲酸预先包含于电解液的情况下，为了使酯化合物A均匀地分散于电解液中，必须充分搅拌电解液，电解液有时发泡。
为了改善耐腐蚀性，在负极中，可以适宜添加包含铟、铋等氢过电压高的金属的化合物。为了抑制锌等树枝状晶体的生长，可以在负极中适宜添加微量的硅酸、其钾盐等硅酸化合物。
(负极集电体)
作为凝胶状负极中插入的负极集电体的材质，例如可以举出金属、合金等。负极集电体优选包含铜，例如可以为黄铜等包含铜和锌的合金制。负极集电体根据需要可以实施镀锡等镀覆处理。
(正极)
正极通常除作为正极活性物质的二氧化锰之外还包含导电剂和电解液。另外，正极根据需要可以还含有粘结剂。
作为二氧化锰，优选电解二氧化锰。作为二氧化锰的晶体结构，可以举出α型、β型、γ型、δ型、ε型、η型、λ型、斜方锰矿型。
二氧化锰以粉末的形态使用。从容易确保正极的填充性和正极内的电解液的扩散性等的观点出发，二氧化锰的粒径(D50)例如为25μm以上且60μm以下。
从成型性、抑制正极膨胀的观点出发，二氧化锰的BET比表面积例如可以为20m2/g以上且50m2/g以下的范围。需要说明的是，BET比表面积是指使用作为多分子层吸附的理论式的BET式，测定表面积并计算而得到的。BET比表面积例如可以通过使用基于氮气吸附法的比表面积测定装置而测定。
作为导电剂，例如除乙炔黑等炭黑之外，还可以举出石墨等导电性碳材料。作为石墨，可以使用天然石墨、人造石墨等。导电剂可以为纤维状等，优选为粉末状。导电剂的粒径(D50)例如为3μm以上且20μm以下。
正极中的导电剂的含量相对于二氧化锰100质量份，例如为3质量份以上且10质量份以下，优选5质量份以上且9质量份以下。
正极例如可以通过将包含正极活性物质、导电剂、碱电解液、根据需要的粘结剂的正极合剂加压成型为粒料状而得到。可以将正极合剂暂时形成鳞片状、颗粒状，根据需要进行分级后，加压成型为粒料状。
粒料收纳于电池外壳内后，用规定的器具，可以以密合在电池外壳内壁的方式进行二次加压。
(分隔件)
作为分隔件的材质，例如可以示例纤维素、聚乙烯醇等。分隔件可以为使用上述材料的纤维作为主体的无纺布，也可以为玻璃纸、聚烯烃系等微多孔薄膜。可以组合使用无纺布与微多孔薄膜。作为无纺布，可以示例：将纤维素纤维和聚乙烯醇纤维作为主体并混抄而得到的无纺布、将人造丝纤维和聚乙烯醇纤维作为主体并混抄而得到的无纺布等。
图1中，使用圆筒型的分隔件4a和衬纸4b构成有底圆筒形的分隔件4。有底圆筒形的分隔件不限定于此，只要使用碱性干电池的领域中使用的公知的形状的分隔件即可。分隔件可以由1张片构成，构成分隔件的片如果薄，则也可以重叠多张片而构成。圆筒型的分隔件可以卷绕薄的片多次而构成。
分隔件的厚度例如为200μm以上且300μm以下。分隔件优选作为整体具有上述厚度，构成分隔件的片如果薄，则可以重叠多张片，使其成为上述厚度。
(电解液)
电解液包含于正极、负极和分隔件中。作为电解液，例如使用包含氢氧化钾的碱性水溶液。电解液中的氢氧化钾的浓度例如为30质量％以上且50质量％以下。电解液中可以进一步包含氧化锌。电解液中的氧化锌的浓度例如为1质量％以上且5质量％以下。
(电池外壳)
电池外壳中例如使用有底圆筒形的金属外壳。金属外壳中例如使用镀镍钢板。为了使正极与电池外壳之间的密合性良好，优选使用以碳覆膜覆盖金属外壳的内表面而得到的电池外壳。
＜实施例＞
以下，基于实施例和比较例，对本公开具体地进行说明，但本发明不限定于以下的实施例。
《实施例1》
根据下述步骤，制作图1所示的单3型的圆筒形碱性干电池(LR6)。
[正极的制作]
在作为正极活性物质的电解二氧化锰粉末(粒径(D50)35μm)中，加入作为导电剂的石墨粉末(粒径(D50)8μm)，得到混合物。电解二氧化锰粉末和石墨粉末的质量比设为92.4：7.6。需要说明的是，电解二氧化锰粉末使用的是比表面积为41m2/g者。在混合物100质量份中加入电解液1.5质量份，充分搅拌后，压缩成型为鳞片状，得到正极合剂。电解液中使用包含氢氧化钾(浓度35质量％)和氧化锌(浓度2质量％)的碱性水溶液。
将鳞片状的正极合剂粉碎形成颗粒状，将利用10～100目的筛子分级其而得到的颗粒11g加压成型为外径13.65mm的规定的中空圆筒形，制作正极粒料2个。
[负极的制作]
将负极活性物质与电解液与胶凝剂与化合物A与对苯二甲酸(粒径(D50)130μm)混合，得到凝胶状的负极3。负极活性物质使用包含0.02质量％的铟、0.01质量％的铋和0.005质量％的铝的锌合金粉末(粒径(D50)130μm)。锌合金粉末中75μm以下的颗粒所占的比例为23体积％。电解液使用与正极的制作中使用的电解液相同者。胶凝剂中使用交联支化型聚丙烯酸和高交联链状型聚丙烯酸钠的混合物。化合物A使用磷酸钾(K3PO4)。负极活性物质与电解液与胶凝剂的质量比设为100：50：1。
化合物A相对于对苯二甲酸的摩尔比设为0.28。负极中的化合物A的含量相对于每100质量份的负极活性物质设为0.05质量份。负极中的P元素相对于Zn元素的摩尔比P/Zn设为0.00015。负极中的对苯二甲酸的含量相对于每100质量份的负极活性物质设为0.14质量份。
[碱性干电池的组装]
在镀镍钢板制的有底圆筒形的外壳(外径13.80mm、圆筒部的壁厚0.15mm、高度50.3mm)的内表面涂布日本石墨株式会社制的Varniphite，形成厚度约10μm的碳覆膜，得到电池外壳1。在电池外壳1内沿纵向插入2个正极粒料后，进行加压，形成隔着导电膜10密合在电池外壳1的内壁的状态的正极2。将有底圆筒形的分隔件4配置于正极2的内侧后，注入电解液，浸渗于分隔件4。电解液使用与正极的制作中使用的电解液相同者。在该状态下放置规定时间，使电解液从分隔件4渗透至正极2。之后，将6g的凝胶状负极3填充至分隔件4的内侧。
分隔件4是使用圆筒型的分隔件4a和衬纸4b而构成的。圆筒型的分隔件4a和衬纸4b中使用将质量比为1：1的人造丝纤维和聚乙烯醇纤维作为主体并混抄而得到的无纺布片(单位面积质量28g/m2)。衬纸4b中使用的无纺布片的厚度为0.27mm。分隔件4a是将厚度0.09mm的无纺布片卷为三重而构成的。
负极集电体6如下得到；将一般的黄铜(Cu含量：约65质量％、Zn含量：约35质量％)加压加工为钉型后，对表面实施镀锡，从而得到。负极集电体6的主体部的直径设为1.15mm。在镀镍钢板制的负极端子板7上电焊负极集电体6的头部。之后，将负极集电体6的主体部压入至以聚酰胺6、12为主成分的垫片5的中心的贯通孔。如此，制作由垫片5、负极端子板7和负极集电体6形成的封口单元9。
接着，将封口单元9设置于电池外壳1的开口部。此时，将负极集电体6的主体部插入至负极3内。将电池外壳1的开口端部隔着垫片5紧固于负极端子板7的周缘部，将电池外壳1的开口部封口。用外饰标签8覆盖电池外壳1的外表面。如此制作碱性干电池A1。
[评价]
对于上述中制作的电池A1，利用按以下的方法评价低温环境下的放电性能。
对于制得的电池，在0℃的环境下以250mA进行放电。此时，测定电池的闭路电压达到0.9V为止的放电时间。以将比较例1的电池X1的放电时间设为100的指数表示放电时间。
《实施例2～5、比较例5～6》
使负极中的化合物A的含量和化合物A相对于对苯二甲酸的摩尔比为表1所示的值，除此之外根据与实施例1的电池A1同样的方法制作实施例2～5的电池A2～5和比较例5～6的电池X5～X6并评价。
《比较例1》
使负极中不含化合物A和对苯二甲酸这两者，除此之外根据与实施例1的电池A1同样的方法，制作比较例1的电池X1并评价。
《比较例2》
使负极中包含磷酸钾、且不含对苯二甲酸。使负极中的磷酸钾的含量相对于每100质量份的负极活性物质为0.1质量份。
除上述之外，根据与实施例1的电池A1同样的方法，制作比较例2的电池X2并评价。
《比较例3》
使负极中不含化合物A，除此之外根据与实施例1的电池A1同样的方法，制作比较例2的电池X2并评价。
《比较例4》
使负极中包含乙酸钾代替包含化合物A，使负极中的乙酸钾的含量相对于每100质量份的负极活性物质为0.1质量份，除此之外根据与实施例1的电池A1同样的方法，制作比较例4的电池X4并评价。
将评价结果示于表1。
[表1]
以特定的摩尔比使负极中包含对苯二甲酸和化合物A的实施例1～5的电池A1～A5中，低温环境下的放电性能得到改善。
使负极中不含对苯二甲酸和化合物A的比较例1的电池X1中，低温环境下的放电性能降低。使负极中不含对苯二甲酸的比较例2的电池X2中，低温环境下的放电性能降低。使负极中不含化合物A的比较例3的电池X3中，低温环境下的放电性能降低。使负极中包含乙酸钾代替包含磷酸的比较例4的电池X4中，低温环境下的放电性能降低。
磷酸钾相对于对苯二甲酸的摩尔比低于0.025的比较例5的电池X5中，正负极之间的液体均衡性变差，低温环境下的放电性能降低。
磷酸钾相对于对苯二甲酸的摩尔比超过2.5的比较例6的电池X6中，磷酸钾过多而正负极之间的液体均衡性变差，低温环境下的放电性能降低。
《实施例6～12》
使用表2和表3所示的化合物a1～a7(酯化合物A)作为化合物A。使负极中的化合物A的含量相对于每100质量份的负极活性物质为0.24质量份。使(P/Zn)和(化合物A/对苯二甲酸)的摩尔比为表4所示的值。
除上述之外，根据与实施例1的电池A1同样的方法，制作实施例6～12的电池B1～B7并评价。将评价结果示于表4。
[表2]
[表3]
[表4]
以特定的摩尔比使负极中包含对苯二甲酸和化合物a1～a7的实施例6～12的电池B1～B7中，低温环境下的放电性能得到改善。特别是，电池B4～B7中，得到了优异的放电性能。
《实施例13～15》
将粒径(D50)为65μm、包含72体积％的75μm以下的颗粒的锌合金粉末用于负极活性物质，除此之外根据与实施例1、6和10的电池A1、B1和B5同样的方法，分别制作实施例13～15的电池D1～D3并评价。将评价结果示于表5。
[表5]
实施例13～15的电池D1～D3中，低温环境下的放电性能得到进一步改善。
产业上的可利用性
本公开的碱性干电池例如适合作为便携式音频设备、电子游戏、灯等的电源使用。
附图标记说明
1 电池外壳
2 正极
3 负极
4 有底圆筒形的分隔件
4a 圆筒型的分隔件
4b 衬纸
5 垫片
5a 薄壁部
6 负极集电体
7 负极端子板
8 外饰标签
9 封口单元
Claims (10)
1.一种碱性干电池，其具备：正极、负极、配置于所述正极与所述负极之间的分隔件、及电解液，
所述负极含有：包含锌的负极活性物质、具有P-O键的化合物A、及对苯二甲酸，
所述化合物A相对于所述对苯二甲酸的摩尔比为0.025以上且2.5以下。
2.根据权利要求1所述的碱性干电池，其中，所述负极中，源自所述化合物A的P元素相对于源自所述负极活性物质的Zn元素的摩尔比P/Zn为0.00001以上且0.0014以下。
3.根据权利要求1或2所述的碱性干电池，其中，所述化合物A包含选自由磷酸、磷酸盐、亚磷酸酯和磷酸酯组成的组中的至少1种。
4.根据权利要求1或2所述的碱性干电池，其中，所述化合物A包含通式(1)所示的化合物：
通式(1)中，R1为碳原子数为1以上且20以下的烃基，R2为亚乙基或亚丙基，n1表示R2O的平均加成摩尔数、为0以上且8以下，X1为氢原子或OM1基，M1为氢原子或碱金属原子，Y1为氢原子或碱金属原子。
5.根据权利要求4所述的碱性干电池，其中，所述通式(1)中的n1为2以上且4以下。
6.根据权利要求1或2所述的碱性干电池，其中，所述化合物A包含通式(2)所示的化合物：
通式(2)中，R3和R5各自独立地为碳原子数为1以上且20以下的烃基，R4和R6各自独立地为亚乙基或亚丙基，n2表示R4O的平均加成摩尔数、为0以上且8以下，n3表示OR6的平均加成摩尔数、为0以上且8以下，X2为氢原子或OM2基，M2为氢原子或碱金属原子。
7.根据权利要求6所述的碱性干电池，其中，所述通式(1)中的n2与n3的总计为2以上且4以下。
8.根据权利要求1～7中任一项所述的碱性干电池，其中，所述负极中所含的所述负极活性物质的颗粒的粒径D50为120μm以下。
9.根据权利要求1～8中任一项所述的碱性干电池，其中，所述负极中所含的所述负极活性物质的颗粒的粒径D50为75μm以下。
10.根据权利要求1～9中任一项所述的碱性干电池，其中，所述负极中所含的所述负极活性物质的颗粒包含60体积％以上的粒径75μm以下的颗粒。
Applications Claiming Priority (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2020012893 | 2020-01-29 | ||
| JP2020-012893 | 2020-01-29 | ||
| PCT/JP2020/039334 WO2021152932A1 (ja) | 2020-01-29 | 2020-10-20 | アルカリ乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN114982000A true CN114982000A (zh) | 2022-08-30 |
Family
ID=77078494
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202080093698.XA Pending CN114982000A (zh) | 2020-01-29 | 2020-10-20 | 碱性干电池 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US20230092792A1 (zh) |
| JP (1) | JP7304564B2 (zh) |
| CN (1) | CN114982000A (zh) |
| WO (1) | WO2021152932A1 (zh) |
Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1169597A (zh) * | 1996-04-20 | 1998-01-07 | 瓦尔达电池股份公司 | 用于碱性原电池的阴极添加剂 |
| JP2008010250A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池 |
| CN101366135A (zh) * | 2006-06-28 | 2009-02-11 | 松下电器产业株式会社 | 碱性干电池 |
| CN101714632A (zh) * | 2009-11-26 | 2010-05-26 | 苏州大学 | 无汞锌合金颗粒及其制备方法和碱性电化学电池 |
| CN101755352A (zh) * | 2007-07-19 | 2010-06-23 | 住友精化株式会社 | 电池用胶凝剂 |
| CN107851809A (zh) * | 2015-09-30 | 2018-03-27 | 松下知识产权经营株式会社 | 碱性干电池 |
| CN109075314A (zh) * | 2016-10-03 | 2018-12-21 | 松下知识产权经营株式会社 | 碱性干电池 |
| CN109309218A (zh) * | 2018-08-21 | 2019-02-05 | 浙江长虹飞狮电器工业有限公司 | 碱性干电池 |
| WO2019181029A1 (ja) * | 2018-03-23 | 2019-09-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | アルカリ乾電池 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5079404B2 (ja) * | 2006-06-28 | 2012-11-21 | パナソニック株式会社 | アルカリ乾電池 |
-
2020
- 2020-10-20 WO PCT/JP2020/039334 patent/WO2021152932A1/ja active Application Filing
- 2020-10-20 JP JP2021574460A patent/JP7304564B2/ja active Active
- 2020-10-20 US US17/796,205 patent/US20230092792A1/en active Pending
- 2020-10-20 CN CN202080093698.XA patent/CN114982000A/zh active Pending
Patent Citations (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN1169597A (zh) * | 1996-04-20 | 1998-01-07 | 瓦尔达电池股份公司 | 用于碱性原电池的阴极添加剂 |
| JP2008010250A (ja) * | 2006-06-28 | 2008-01-17 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池 |
| CN101366135A (zh) * | 2006-06-28 | 2009-02-11 | 松下电器产业株式会社 | 碱性干电池 |
| CN101755352A (zh) * | 2007-07-19 | 2010-06-23 | 住友精化株式会社 | 电池用胶凝剂 |
| CN101714632A (zh) * | 2009-11-26 | 2010-05-26 | 苏州大学 | 无汞锌合金颗粒及其制备方法和碱性电化学电池 |
| CN107851809A (zh) * | 2015-09-30 | 2018-03-27 | 松下知识产权经营株式会社 | 碱性干电池 |
| CN109075314A (zh) * | 2016-10-03 | 2018-12-21 | 松下知识产权经营株式会社 | 碱性干电池 |
| WO2019181029A1 (ja) * | 2018-03-23 | 2019-09-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | アルカリ乾電池 |
| CN109309218A (zh) * | 2018-08-21 | 2019-02-05 | 浙江长虹飞狮电器工业有限公司 | 碱性干电池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2021152932A1 (ja) | 2021-08-05 |
| JPWO2021152932A1 (zh) | 2021-08-05 |
| JP7304564B2 (ja) | 2023-07-07 |
| US20230092792A1 (en) | 2023-03-23 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR950002957B1 (ko) | 아연알칼리전지 | |
| CN107851809B (zh) | 碱性干电池 | |
| CN107408722A (zh) | 非水电解质二次电池 | |
| KR101309395B1 (ko) | 리튬 이온 이차 전지 | |
| KR101832051B1 (ko) | 리튬 이차 전지 및 당해 전지의 제조 방법 | |
| WO1995010858A1 (en) | Method of making a rechargeable manganese-oxide compound and related electrode material | |
| WO2012143984A1 (ja) | アルカリ一次電池 | |
| JP2016186895A (ja) | アニオン伝導性膜、電極及び電池 | |
| CN114982000A (zh) | 碱性干电池 | |
| CN109075314B (zh) | 碱性干电池 | |
| JP2008034375A (ja) | アルカリ乾電池 | |
| US11637278B2 (en) | Alkaline dry batteries | |
| CN108140849B (zh) | 碱性干电池 | |
| EP3714497A1 (en) | Alkaline electrochemical cells | |
| US9972875B2 (en) | Alkaline storage battery | |
| KR20240036243A (ko) | 이차전지용 분리막 코팅 조성물, 이를 이용한 분리막 및 이를 포함하는 전기화학소자 | |
| WO2020188900A1 (ja) | アルカリ乾電池 | |
| CN112970139A (zh) | 碱性干电池 | |
| JP2022046834A (ja) | アルカリ乾電池 | |
| CN111587504B (zh) | 碱性干电池 | |
| US10693127B2 (en) | Alkaline storage battery | |
| KR20100056256A (ko) | 표면 개질된 음극 및 분리막을 사용한 알칼리 아연 이차전지 | |
| JP2808822B2 (ja) | 亜鉛アルカリ電池の製造法 | |
| CN115280548A (zh) | 碱性干电池 | |
| JP2007273406A (ja) | アルカリ電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination |