JP2000260425A - アルカリ電池用正極合剤およびその正極合剤を用いたアルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池用正極合剤およびその正極合剤を用いたアルカリ電池Info
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- JP2000260425A JP2000260425A JP11056941A JP5694199A JP2000260425A JP 2000260425 A JP2000260425 A JP 2000260425A JP 11056941 A JP11056941 A JP 11056941A JP 5694199 A JP5694199 A JP 5694199A JP 2000260425 A JP2000260425 A JP 2000260425A
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- 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
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 貯蔵特性および放電特性が優れたアルカリ電
池用正極合剤およびアルカリ電池を提供する。 【解決手段】 二酸化マンガンを正極活物質とするアル
カリ電池用正極合剤において、二酸化マンガン１００重
量部に対して酸化チタンおよび／または酸化第二スズを
０．０５〜２０重量部の割合で含有させ、その正極合剤
を用いてアルカリ電池を構成する。
池用正極合剤およびアルカリ電池を提供する。 【解決手段】 二酸化マンガンを正極活物質とするアル
カリ電池用正極合剤において、二酸化マンガン１００重
量部に対して酸化チタンおよび／または酸化第二スズを
０．０５〜２０重量部の割合で含有させ、その正極合剤
を用いてアルカリ電池を構成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ電池に関
し、さらに詳しくは、貯蔵性能と放電性能が優れたアル
カリ電池用正極合剤およびそれを用いたアルカリ電池に
関する。
し、さらに詳しくは、貯蔵性能と放電性能が優れたアル
カリ電池用正極合剤およびそれを用いたアルカリ電池に
関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、デジタルカメラやストロボ用の電
源などに大電流でかつ持続時間の長い電池が要請される
ようになり、マンガン乾電池に代えて、アルカリ電池の
需要が急増している。
源などに大電流でかつ持続時間の長い電池が要請される
ようになり、マンガン乾電池に代えて、アルカリ電池の
需要が急増している。
【０００３】一般に、電池は貯蔵によって内部の構造変
化や不純物の化学反応などが生じ、それによって、放電
性能が劣化することが知られている。アルカリ電池もこ
の例にもれず、貯蔵によって放電性能の劣化が生じる。
この原因は次のように考えられる。アルカリ電池の場
合、二酸化マンガンと黒鉛からなる正極合剤を電池缶に
入れてリング状に加圧成形して、電池缶の内表面と密な
接触を持つ成形正極合剤とし、この成形正極合剤に電解
液として添加された水酸化カリウム水溶液が浸潤してい
くようにしているが、貯蔵によって成形正極合剤が膨潤
し電池缶の内表面との接触が悪化して放電性能が劣化す
るものと考えられている。
化や不純物の化学反応などが生じ、それによって、放電
性能が劣化することが知られている。アルカリ電池もこ
の例にもれず、貯蔵によって放電性能の劣化が生じる。
この原因は次のように考えられる。アルカリ電池の場
合、二酸化マンガンと黒鉛からなる正極合剤を電池缶に
入れてリング状に加圧成形して、電池缶の内表面と密な
接触を持つ成形正極合剤とし、この成形正極合剤に電解
液として添加された水酸化カリウム水溶液が浸潤してい
くようにしているが、貯蔵によって成形正極合剤が膨潤
し電池缶の内表面との接触が悪化して放電性能が劣化す
るものと考えられている。
【０００４】そのため、正極合剤にポリエチレンやポリ
テトラフロオロエタンなどの高分子化合物をバインダー
として１重量％程度添加し、より強固で膨潤に強い成形
正極合剤にして貯蔵中の成形正極合剤の膨潤を抑制して
貯蔵性能を改善することが行なわれている。
テトラフロオロエタンなどの高分子化合物をバインダー
として１重量％程度添加し、より強固で膨潤に強い成形
正極合剤にして貯蔵中の成形正極合剤の膨潤を抑制して
貯蔵性能を改善することが行なわれている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、それら
のバインダーを添加すると、それらが絶縁体として作用
するため、正極合剤内の電気伝導性が悪化し、電池の放
電性能が低下する上に、貯蔵性能の改善効果も充分でな
い。
のバインダーを添加すると、それらが絶縁体として作用
するため、正極合剤内の電気伝導性が悪化し、電池の放
電性能が低下する上に、貯蔵性能の改善効果も充分でな
い。
【０００６】本発明は、上記のような従来技術の問題点
を解決し、放電性能を低下させることなく、貯蔵性能を
向上させ、貯蔵性能および放電性能が優れたアルカリ電
池用正極合剤を提供するためになされたものである。
を解決し、放電性能を低下させることなく、貯蔵性能を
向上させ、貯蔵性能および放電性能が優れたアルカリ電
池用正極合剤を提供するためになされたものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、二酸化マンガ
ンを正極活物質とするアルカリ電池用正極合剤におい
て、二酸化マンガン１００重量部に対して酸化チタンお
よび／または酸化第二スズを０．０５〜２０重量部の割
合で含有させることによって、放電性能を低下させるこ
となく、貯蔵性能を向上させ、貯蔵性能および放電性能
が優れたアルカリ電池を提供して、上記課題を解決した
ものである。
ンを正極活物質とするアルカリ電池用正極合剤におい
て、二酸化マンガン１００重量部に対して酸化チタンお
よび／または酸化第二スズを０．０５〜２０重量部の割
合で含有させることによって、放電性能を低下させるこ
となく、貯蔵性能を向上させ、貯蔵性能および放電性能
が優れたアルカリ電池を提供して、上記課題を解決した
ものである。
【０００８】本発明において、正極合剤に酸化チタンお
よび／または酸化第二スズを含有させることによって貯
蔵性能が向上する機構は、現在のところ必ずしも明確で
はないが、酸化チタンおよび／または第二スズが何らの
形で正極合剤のバインダー的役割を果たし、成形正極合
剤の強度を増加させていることによるものと考えられ
る。また、酸化チタンおよび／または酸化第二スズが放
電性能が低下させないのは、低負荷放電においても二酸
化マンガンの利用率がもともと１００％ではなく、酸化
チタンおよび／または酸化第二スズを上記の程度添加し
ても放電性能に悪影響を及ぼさないことによるものと考
えられる。
よび／または酸化第二スズを含有させることによって貯
蔵性能が向上する機構は、現在のところ必ずしも明確で
はないが、酸化チタンおよび／または第二スズが何らの
形で正極合剤のバインダー的役割を果たし、成形正極合
剤の強度を増加させていることによるものと考えられ
る。また、酸化チタンおよび／または酸化第二スズが放
電性能が低下させないのは、低負荷放電においても二酸
化マンガンの利用率がもともと１００％ではなく、酸化
チタンおよび／または酸化第二スズを上記の程度添加し
ても放電性能に悪影響を及ぼさないことによるものと考
えられる。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明において用いる酸化チタン
は、アナターゼ型、ルチル型のいずれでも良く、また、
両者の混合物やアナターゼ／ルチルの混晶物であっても
よい。また、酸化第二スズも、それ自身の単体はもとよ
り、アンチモンやインジウムが固溶したものでもよい。
は、アナターゼ型、ルチル型のいずれでも良く、また、
両者の混合物やアナターゼ／ルチルの混晶物であっても
よい。また、酸化第二スズも、それ自身の単体はもとよ
り、アンチモンやインジウムが固溶したものでもよい。
【００１０】酸化チタンおよび／または酸化第二スズの
正極合剤中の含有量は、二酸化マンガン１００重量部に
対して０．０５〜２０重量部であり、特に０．０５〜５
重量部が好ましい。酸化チタンおよび／または酸化第二
スズが二酸化マンガン１００重量部に対して０．０５重
量部より少ない場合は、貯蔵性能を向上させる効果が充
分に得られず、酸化チタンおよび／または酸化第二スズ
が二酸化マンガン１００重量部に対して２０重量部より
多い場合は、重負荷放電ではあまり影響を受けないもの
の、低負荷放電時の放電性能が低下してしまうという問
題がある。
正極合剤中の含有量は、二酸化マンガン１００重量部に
対して０．０５〜２０重量部であり、特に０．０５〜５
重量部が好ましい。酸化チタンおよび／または酸化第二
スズが二酸化マンガン１００重量部に対して０．０５重
量部より少ない場合は、貯蔵性能を向上させる効果が充
分に得られず、酸化チタンおよび／または酸化第二スズ
が二酸化マンガン１００重量部に対して２０重量部より
多い場合は、重負荷放電ではあまり影響を受けないもの
の、低負荷放電時の放電性能が低下してしまうという問
題がある。
【００１１】上記酸化チタンや酸化第二スズは、いずれ
か一方のみを使用してもよいし、また、両者を併用して
もよい。そして、両者を併用する場合、酸化チタンと酸
化第二スズとの合計で二酸化マンガン１００重量部に対
して０．０５〜２０重量部含有させればよい。
か一方のみを使用してもよいし、また、両者を併用して
もよい。そして、両者を併用する場合、酸化チタンと酸
化第二スズとの合計で二酸化マンガン１００重量部に対
して０．０５〜２０重量部含有させればよい。
【００１２】アルカリ電池用の正極合剤の調製にあたっ
ては、通常、正極活物質の二酸化マンガンに導電助剤と
して黒鉛が添加されるので、本発明の正極合剤の調製に
あたっても、導電助剤として黒鉛を用い、二酸化マンガ
ンと黒鉛と酸化チタンおよび／または酸化第二スズとを
従来と同様にヘンシェルミキサーで代表される乾式混合
機にて、数分〜３０分間程度攪拌混合すればよい。ただ
し、二酸化マンガンと黒鉛をあらかじめ混合した後、酸
化チタンおよび／または酸化第二スズを添加し混合して
正極合剤を調製してもよいし、また、導電助剤として黒
鉛以外のものを用いてもよい。
ては、通常、正極活物質の二酸化マンガンに導電助剤と
して黒鉛が添加されるので、本発明の正極合剤の調製に
あたっても、導電助剤として黒鉛を用い、二酸化マンガ
ンと黒鉛と酸化チタンおよび／または酸化第二スズとを
従来と同様にヘンシェルミキサーで代表される乾式混合
機にて、数分〜３０分間程度攪拌混合すればよい。ただ
し、二酸化マンガンと黒鉛をあらかじめ混合した後、酸
化チタンおよび／または酸化第二スズを添加し混合して
正極合剤を調製してもよいし、また、導電助剤として黒
鉛以外のものを用いてもよい。
【００１３】上記のような酸化チタンおよび／または酸
化第二スズを含有した正極合剤を用いたアルカリ電池の
製造は従来と同様の製法によって行うことができる。例
えば、上記正極合剤を電池缶内でリング状に成形した
後、セパレータ、電解液、微粒子の亜鉛粉末を含有する
ゲル状負極剤を入れた後、集電体付きの封口体を挿入し
て封口する工程を経てアルカリ電池を製造することがで
きる。
化第二スズを含有した正極合剤を用いたアルカリ電池の
製造は従来と同様の製法によって行うことができる。例
えば、上記正極合剤を電池缶内でリング状に成形した
後、セパレータ、電解液、微粒子の亜鉛粉末を含有する
ゲル状負極剤を入れた後、集電体付きの封口体を挿入し
て封口する工程を経てアルカリ電池を製造することがで
きる。
【００１４】
【実施例】つぎに、実施例を挙げて本発明により具体的
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。
に説明する。ただし、本発明はそれらの実施例のみに限
定されるものではない。
【００１５】実施例１〜６ ヘンシェルミキサーに二酸化マンガン１００重量部に対
して、黒鉛８重量部と酸化チタンを０．０５重量部（実
施例１）、１重量部（実施例２）、２．５重量部（実施
例３）、５重量部（実施例４）、１０重量部（実施例
５）および２０重量部（実施例６）の割合になるように
加えて５分間攪拌混合した。得られた混合物に、電解液
（酸化亜鉛を飽和させた４０重量％水酸化カリウム水溶
液）を添加してさらに５分間攪拌混合を行なった。得ら
れた粉末を造粒した後、分級により整粒して６種類の顆
粒状正極合剤を得た。この酸化チタンを含有する６種類
の顆粒状正極合剤を単三形の電池缶内で加圧成形して、
リング状に成形した。このものに、電解液、セパレー
タ、ゲル状負極剤、封口体などを挿入した後、封口して
図１に示す構造の単三形アルカリ電池を作製した。
して、黒鉛８重量部と酸化チタンを０．０５重量部（実
施例１）、１重量部（実施例２）、２．５重量部（実施
例３）、５重量部（実施例４）、１０重量部（実施例
５）および２０重量部（実施例６）の割合になるように
加えて５分間攪拌混合した。得られた混合物に、電解液
（酸化亜鉛を飽和させた４０重量％水酸化カリウム水溶
液）を添加してさらに５分間攪拌混合を行なった。得ら
れた粉末を造粒した後、分級により整粒して６種類の顆
粒状正極合剤を得た。この酸化チタンを含有する６種類
の顆粒状正極合剤を単三形の電池缶内で加圧成形して、
リング状に成形した。このものに、電解液、セパレー
タ、ゲル状負極剤、封口体などを挿入した後、封口して
図１に示す構造の単三形アルカリ電池を作製した。
【００１６】ここで図１に示す電池について説明する
と、図中、１は正極合剤であり、この正極合剤１は前記
のような構成からなり、端子付きの電池缶２内に挿入さ
れている。３はセパレータで、４はゲル状負極剤であ
り、このゲル状負極剤４は、負極活物質の微粒子亜鉛粉
末に電解液やゲル化剤を加えて攪拌・混合することによ
り調製したものである。そして、５は負極集電体、６は
封口体、７は金属ワッシャー、８は樹脂ワッシャー、９
は絶縁キャップ、１０は負極端子板、１１は樹脂外装体
であり、この電池では、正極合剤１を除き、いずれも公
知の構成のものを用いている。
と、図中、１は正極合剤であり、この正極合剤１は前記
のような構成からなり、端子付きの電池缶２内に挿入さ
れている。３はセパレータで、４はゲル状負極剤であ
り、このゲル状負極剤４は、負極活物質の微粒子亜鉛粉
末に電解液やゲル化剤を加えて攪拌・混合することによ
り調製したものである。そして、５は負極集電体、６は
封口体、７は金属ワッシャー、８は樹脂ワッシャー、９
は絶縁キャップ、１０は負極端子板、１１は樹脂外装体
であり、この電池では、正極合剤１を除き、いずれも公
知の構成のものを用いている。
【００１７】実施例７ 酸化チタンに代えて酸化第二スズを二酸化マンガン１０
０重量部に対して２．５重量部の割合になるように含有
させた以外は、実施例１と同様に正極合剤を調製し、ま
た、その正極合剤を用いた以外は実施例１と同様に単三
形アルカリ電池を作製した。
０重量部に対して２．５重量部の割合になるように含有
させた以外は、実施例１と同様に正極合剤を調製し、ま
た、その正極合剤を用いた以外は実施例１と同様に単三
形アルカリ電池を作製した。
【００１８】比較例１ 二酸化マンガンと黒鉛に酸化チタンや二酸化スズを添加
することなく、それ以外は実施例１と同様に正極合剤を
調製し、また、その正極合剤を用いた以外は実施例１と
同様に単三形アルカリ電池を作製した。
することなく、それ以外は実施例１と同様に正極合剤を
調製し、また、その正極合剤を用いた以外は実施例１と
同様に単三形アルカリ電池を作製した。
【００１９】上記のようにして作製した実施例１〜７お
よび比較例１の電池を、１Ａの定電流および１０Ωの定
抵抗下で終止電圧を０．９Ｖとして放電を行い、その放
電時間を測定した。その結果を表１に示す。
よび比較例１の電池を、１Ａの定電流および１０Ωの定
抵抗下で終止電圧を０．９Ｖとして放電を行い、その放
電時間を測定した。その結果を表１に示す。
【００２０】また、貯蔵による放電性能の劣化を調べる
ため、上記実施例１〜７および比較例１の電池を常温で
２年間貯蔵した後、１Ａの定電流で終止電圧を０．９Ｖ
として放電を行なって放電時間を測定し、貯蔵による放
電性能の劣化も調べた。その結果を表１に示す。
ため、上記実施例１〜７および比較例１の電池を常温で
２年間貯蔵した後、１Ａの定電流で終止電圧を０．９Ｖ
として放電を行なって放電時間を測定し、貯蔵による放
電性能の劣化も調べた。その結果を表１に示す。
【００２１】表１に上記測定結果とともに酸化チタンお
よび酸化第二スズの二酸化マンガン１００重量部に対す
る含有量を示すが、表１には酸化チタンを簡略化してＴ
ｉＯ 2 で表し、酸化第二スズをＳｎＯ2 で示す。
よび酸化第二スズの二酸化マンガン１００重量部に対す
る含有量を示すが、表１には酸化チタンを簡略化してＴ
ｉＯ 2 で表し、酸化第二スズをＳｎＯ2 で示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】表１に示す結果から明らかなように、実施
例１〜７の電池は、貯蔵前の１Ａ放電や１０Ω放電での
放電時間が比較例１の放電時間と同程度であって、酸化
チタンや酸化第二スズの添加による放電性能の低下が認
められず、優れた放電性能を有し、しかも２年間貯蔵後
の放電時間は比較例１の放電時間より長く、貯蔵特性が
優れていた。
例１〜７の電池は、貯蔵前の１Ａ放電や１０Ω放電での
放電時間が比較例１の放電時間と同程度であって、酸化
チタンや酸化第二スズの添加による放電性能の低下が認
められず、優れた放電性能を有し、しかも２年間貯蔵後
の放電時間は比較例１の放電時間より長く、貯蔵特性が
優れていた。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、貯蔵
性能および放電性能が優れたアルカリ電池用正極合剤お
よびそれを用いたアルカリ電池を提供することができ
た。
性能および放電性能が優れたアルカリ電池用正極合剤お
よびそれを用いたアルカリ電池を提供することができ
た。
【図１】本発明に係るアルカリ電池の一例を概略的に示
す部分断面図である。
す部分断面図である。
１ 正極合剤 ２ 電池缶 ３ セパレータ ４ ゲル状負極剤
Claims (2)
- 【請求項１】 二酸化マンガンを正極活物質とするアル
カリ電池用正極合剤であって、二酸化マンガン１００重
量部に対して酸化チタンおよび／または酸化第二スズを
０．０５〜２０重量部の割合で含有することを特徴とす
るアルカリ電池用正極合剤。 - 【請求項２】 請求項１記載の正極合剤を用いたことを
特徴とするアルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056941A JP2000260425A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | アルカリ電池用正極合剤およびその正極合剤を用いたアルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP11056941A JP2000260425A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | アルカリ電池用正極合剤およびその正極合剤を用いたアルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000260425A true JP2000260425A (ja) | 2000-09-22 |
Family
ID=13041580
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP11056941A Withdrawn JP2000260425A (ja) | 1999-03-04 | 1999-03-04 | アルカリ電池用正極合剤およびその正極合剤を用いたアルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000260425A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004200155A (ja) * | 2002-12-13 | 2004-07-15 | Celaya Emparanza Y Galdos Sa (Cegasa) | 電気化学的素子又は電池、及びその陰極 |
| CN103811190A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-05-21 | 天津大学 | 锑掺杂二氧化锡包覆多孔二氧化锰复合电极材料及制备 |
-
1999
- 1999-03-04 JP JP11056941A patent/JP2000260425A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2004200155A (ja) * | 2002-12-13 | 2004-07-15 | Celaya Emparanza Y Galdos Sa (Cegasa) | 電気化学的素子又は電池、及びその陰極 |
| CN103811190A (zh) * | 2014-01-16 | 2014-05-21 | 天津大学 | 锑掺杂二氧化锡包覆多孔二氧化锰复合电极材料及制备 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20060509 |