JP2001068121A - 円筒形アルカリ電池 - Google Patents
円筒形アルカリ電池Info
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- JP2001068121A JP2001068121A JP24252499A JP24252499A JP2001068121A JP 2001068121 A JP2001068121 A JP 2001068121A JP 24252499 A JP24252499 A JP 24252499A JP 24252499 A JP24252499 A JP 24252499A JP 2001068121 A JP2001068121 A JP 2001068121A
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- manganese dioxide
- negative electrode
- alkaline battery
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-
- Y02E60/12—
Abstract
性や生産性をも向上させること。 【解決手段】正極作用物質としての二酸化マンガンに導
電材としての黒鉛と水酸化カリウム水溶液を混練してな
る正極合剤2と、負極作用物質としての亜鉛合金粉末と
水酸化カリウム水溶液およびゲル化剤を混合してなるゲ
ル状負極4とを有する円筒形アルカリ電池であって、電
池全体の水分添加量を二酸化マンガンの理論放電容量1
AH当たり0.947〜1.146gの範囲としたこと
によって、放電特性と安全性とを共に満足できるものと
した。また、この場合に正極合剤密度を3.10〜3.
40g/cm3 の範囲とするとさらに効果が向上する。
Description
に関し、さらに詳しくは高容量化に対処して安全性を向
上させた円筒形アルカリ電池に関する。
る有底円筒形の金属缶内に、中空円筒状の正極合剤が充
填され、その内側にセパレータを介して負極亜鉛ゲルが
充填されており、金属缶の開口部を絶縁ガスケットを介
してかしめることによって封口した構造を有している。
の増加に伴い需要が拡大しており、放電容量アップの研
究が盛んに行われている。例えば、正極作用物質量およ
び負極作用物質量を増加させることや、これら作用物質
の反応性を高めるために電解液量を増加させるという提
案がなされている。
容量アップを行う方法では、電解液量の増加に伴い水分
量が増加し、この水分量の増加によってガス発生が促進
されるという問題がある。特に正極合剤密度が高い場合
にこの現象が見られ、電池の安全性を考慮した場合好ま
しくない。
題を解決するためになされたもので、円筒形アルカリ電
池の高容量化に際して、安全性や生産性にも優れたもの
を提供することを目的としたものである。
に、本発明は電池全体の水分添加量に着目したものであ
る。すなわち本発明は、正極作用物質としての二酸化マ
ンガンに導電材としての黒鉛と水酸化カリウム水溶液を
混練してなる正極合剤と、負極作用物質としての亜鉛合
金粉末と水酸化カリウム水溶液およびゲル化剤を混合し
てなるゲル状負極とを有する円筒形アルカリ電池におい
て、電池全体の水分添加量が二酸化マンガンの理論放電
容量1AH当たり0.947〜1.146gの範囲であ
ることを特徴とする。
酸化カリウム水溶液、ゲル状負極中の水酸化カリウム水
溶液およびこれら以外の電解液として単独で添加される
水酸化カリウム水溶液に由来するものである。本発明に
おける水分添加量の最終的な調整は、有底円筒状のセパ
レータ内へゲル状負極亜鉛を充填する前に、電解液を一
定量添加することによって行なう。
い場合には、正極放電反応に必要なプロトンが不足する
ため、放電特性が低下する。一方、電池全体の水分添加
量が上記範囲より多い場合には、余分な水分がガス発生
を促進させて漏液を発生させるので、安全性が低下す
る。
密度が3.10〜3.40g/cm3 の範囲であること
が好ましい。この範囲より密度が高いと水分が正極合剤
に充分吸収されないため、水分過剰な状態と同様にな
り、ガス発生や漏液発生を促進させる。また、この範囲
より低いと正極合剤が結着性を欠き、量産に不向きとな
る。
(単3形)アルカリ電池を組み立てた。
底円筒形の金属缶であり、この金属缶1内には円筒状に
加圧成形した正極合剤2が充填されている。正極合剤2
は、純度92%の二酸化マンガン粉末と水酸化カリウム
水溶液と黒鉛粉末とを混合し、これを金属缶1内に収納
し所定の圧力で中空円筒状に加圧成形したものである。
また、正極合剤2の中空部には、アセタール化ポリビニ
ルアルコール繊維の不織布からなる有底円筒状のセパレ
ータ5を介してゲル状負極4が充填されている。ゲル状
負極4内には真鍮製の負極集電棒6が、その上端部をゲ
ル状負極4より突出するように挿着されている。負極集
電棒6の突出部外周面および金属缶1の上部内周面には
二重環状のポリアミド樹脂からなる絶縁ガスケット7が
配設されている。また、ガスケット7の二重環状部の間
にはリング状の金属板8が配設され、かつ金属板8には
負極端子を兼ねる帽子形の金属封口板9が集電棒6の頭
部に当接するように配設されている。そして、金属缶1
の開口縁を内方に屈曲させることにより、ガスケット7
および金属封口板9で金属缶1内を密封口している。
おいて、二酸化マンガンが放電反応によりオキシ水酸化
マンガンへと変化するときの一電子放電容量を二酸化マ
ンガンの理論放電容量とするとき、表1に示すように二
酸化マンガンの理論放電容量1AHに対する水分添加量
(g)を変化させた電池を製造した。
鉛:電解液=60:4:3の割合で配合したものを用
い、負極ゲルは、亜鉛合金粉末:ゲル化剤(ポリアクリ
ル酸ソーダ):電解液=60:1:33の割合で配合し
たものを用い、電解液は35重量%の水酸化カリウム水
溶液を用いた。水分の調整は前記したように、ゲル状負
極を充填する前に電解液を所定量添加して行った。
用物質1グラム当量の電気量を26.8AH、二酸化マ
ンガンの原子量を86.9とするとき、式1より算出し
た。また成形後の正極合剤密度を3.40g/cm3 と
した。
ン物質量(g)×二酸化マンガンの純度×26.8(A
H)×1(価)/86.9(g) 表1内に安全性試験の結果と放電特性試験の結果を示
す。安全性試験は、電池を20℃、65%RHの環境下
で放電負荷抵抗10Ωにて48時間連続放電し、漏液の
有無を確認をした。それぞれ10個試験を行い、異常が
なかったものを○、1個でも漏液したものを×で示す。
また放電特性は、前記20℃、65%RHの環境下で放
電負荷抵抗10Ωにて連続放電したとき、0.9Vまで
の放電容量の平均値が前記理論放電容量を100とする
ときの80以上を○、80未満を×で示す。
論放電容量1AH当たりの水分添加量が1.146gよ
り多い場合は、余分な水分がガス発生を促進させ、漏液
につながるため安全性上好ましくない。また二酸化マン
ガンの理論放電容量1AH当たりの水分添加量が0.9
47gより少ない場合は、正極放電反応に必要なプロト
ンが不足するため放電特性上好ましくない。よって安全
性および放電特性を考慮した結果、二酸化マンガンの理
論放電容量1AH当たりの水分添加量は0.947〜
1.146gの範囲が好ましい。
2に示すように成形後の正極合剤密度を変化させた電池
を製造した。このときの二酸化マンガンの理論放電容量
1AH当たりの水分添加量は1.146gとした。これ
らの電池について安全性試験と正極合剤成形性の試験を
行なった。
性の試験の結果を示す。安全性試験は表1の場合と同様
に、各電池を20℃、65%RHの環境下で放電負荷抵
抗10Ωにて48時間連続放電し、漏液の確認をした。
それぞれ10個試験を行い、異常がなかったものを○、
1個でも漏液したものを×で示す。また、正極合剤の成
形性は、正極合剤を加圧成形した時に問題なくスムーズ
に成形できたものを○、成形が困難であったものを×で
示す。
40g/cm3 より大きい場合は水分が正極合剤に十分
に吸収されないため、あたかも過剰な水分があるかのよ
うな状態になり、ガス発生やさらには漏液を促進させる
ので安全性上好ましくない。また正極合剤密度が3.1
0g/cm3 より小さい場合は正極合剤の結着性に欠
け、成形が困難であるため、量産には不向きである。よ
って安全性、成形性を考慮した場合、正極合剤密度は
3.10〜3.40g/cm3 の範囲が好ましい。
安全性、生産性に優れ且つ高容量である円筒形アルカリ
電池を提供することができる。
断面図。
ル状負極、5…セパレータ、6…負極集電棒、7…絶縁
ガスケット、8…リング状金属板、9…金属封口板。
Claims (2)
- 【請求項1】 正極作用物質としての二酸化マンガンに
導電材としての黒鉛と水酸化カリウム水溶液を混練して
なる正極合剤と、負極作用物質としての亜鉛合金粉末と
水酸化カリウム水溶液およびゲル化剤を混合してなるゲ
ル状負極とを有する円筒形アルカリ電池において、電池
全体の水分添加量が二酸化マンガンの理論放電容量1A
H当たり0.947〜1.146gの範囲であることを
特徴とする円筒形アルカリ電池。 - 【請求項2】 正極合剤密度が3.10〜3.40g/
cm3 である請求項1記載の円筒形アルカリ電池。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24252499A JP2001068121A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 円筒形アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP24252499A JP2001068121A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 円筒形アルカリ電池 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001068121A true JP2001068121A (ja) | 2001-03-16 |
Family
ID=17090404
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP24252499A Pending JP2001068121A (ja) | 1999-08-30 | 1999-08-30 | 円筒形アルカリ電池 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2001068121A (ja) |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2003536230A (ja) * | 2000-06-19 | 2003-12-02 | エヴァレディー バッテリー カンパニー インコーポレイテッド | アルカリ電気化学電池 |
CN100413133C (zh) * | 2002-07-12 | 2008-08-20 | 日立万胜株式会社 | 碱性电池及其制造方法 |
US7510801B2 (en) | 2002-07-12 | 2009-03-31 | Hitachi Maxell, Ltd. | Alkaline battery and method for producing the same |
CN108615907A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-10-02 | 连州市凌力电池配件有限公司 | 一种一次碱性电池的制备工艺 |
CN108682784A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-10-19 | 连州市凌力电池配件有限公司 | 一种一次碱性电池正极的制备工艺 |
-
1999
- 1999-08-30 JP JP24252499A patent/JP2001068121A/ja active Pending
Cited By (8)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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US7510801B2 (en) | 2002-07-12 | 2009-03-31 | Hitachi Maxell, Ltd. | Alkaline battery and method for producing the same |
US7767336B2 (en) | 2002-07-12 | 2010-08-03 | Hitachi Maxell, Ltd. | Alkaline battery and method for producing the same |
CN108615907A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-10-02 | 连州市凌力电池配件有限公司 | 一种一次碱性电池的制备工艺 |
CN108682784A (zh) * | 2018-03-28 | 2018-10-19 | 连州市凌力电池配件有限公司 | 一种一次碱性电池正极的制备工艺 |
CN108682784B (zh) * | 2018-03-28 | 2020-08-14 | 连州市凌力电池配件有限公司 | 一种一次碱性电池正极的制备工艺 |
CN108615907B (zh) * | 2018-03-28 | 2020-08-25 | 连州市凌力电池配件有限公司 | 一种一次碱性电池的制备工艺 |
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