JP2001155720A - アルカリ乾電池 - Google Patents
アルカリ乾電池Info
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- JP2001155720A JP2001155720A JP33983899A JP33983899A JP2001155720A JP 2001155720 A JP2001155720 A JP 2001155720A JP 33983899 A JP33983899 A JP 33983899A JP 33983899 A JP33983899 A JP 33983899A JP 2001155720 A JP2001155720 A JP 2001155720A
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- Japan
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- positive electrode
- manganese dioxide
- stearic acid
- alkaline
- graphite
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- Pending
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-
- Y02E60/12—
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- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】アルカリ乾電池における大電流放電特性を向上
させる。 【解決手段】アルカリ乾電池の正極合剤２にステアリン
酸のアルカリ塩を添加することによって、大電流放電に
おける正極作用物質（二酸化マンガン）の利用率を高め
て、アルカリ乾電池の放電特性を向上させる。したがっ
て、従来の放電容量の増加の改善策のように、二酸化マ
ンガン増加させその分黒鉛配合量を減少させるという必
要がないので、黒鉛減少に伴うマイナス面、例えば成形
性の低下、がない。ステアリン酸のアルカリ塩の添加量
は二酸化マンガンに対して５００〜３０００ｐｐｍが適
当である。また、ステアリン酸のアルカリ塩としてはス
テアリン酸カリウムが好ましい。
させる。 【解決手段】アルカリ乾電池の正極合剤２にステアリン
酸のアルカリ塩を添加することによって、大電流放電に
おける正極作用物質（二酸化マンガン）の利用率を高め
て、アルカリ乾電池の放電特性を向上させる。したがっ
て、従来の放電容量の増加の改善策のように、二酸化マ
ンガン増加させその分黒鉛配合量を減少させるという必
要がないので、黒鉛減少に伴うマイナス面、例えば成形
性の低下、がない。ステアリン酸のアルカリ塩の添加量
は二酸化マンガンに対して５００〜３０００ｐｐｍが適
当である。また、ステアリン酸のアルカリ塩としてはス
テアリン酸カリウムが好ましい。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はアルカリ乾電池に関
し、さらに詳しくは大電流放電特性を向上させたアルカ
リ乾電池に関する。
し、さらに詳しくは大電流放電特性を向上させたアルカ
リ乾電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】アルカリ乾電池は正極作用物質として二
酸化マンガン、負極作用物質として亜鉛を使用してお
り、正極合剤中には正極作用物質としての二酸化マンガ
ンの他に導電剤としての黒鉛粉末や、電解液、バインダ
ー等が添加されている。
酸化マンガン、負極作用物質として亜鉛を使用してお
り、正極合剤中には正極作用物質としての二酸化マンガ
ンの他に導電剤としての黒鉛粉末や、電解液、バインダ
ー等が添加されている。
【０００３】近年、アルカリ乾電池では、使用機器の増
大により大電流用途での特性改良が強く求められてい
る。そこで、放電持続時間の向上を目的として、正極合
剤中の黒鉛含有率を減少させて作用物質である二酸化マ
ンガンの含有量を増加させる試みがなされている。
大により大電流用途での特性改良が強く求められてい
る。そこで、放電持続時間の向上を目的として、正極合
剤中の黒鉛含有率を減少させて作用物質である二酸化マ
ンガンの含有量を増加させる試みがなされている。
【０００４】ところが、正極合剤中の黒鉛は、導電剤と
してだけではなく、正極合剤成形における結着剤として
の役割や、成形型からの離型剤としての役割も果たして
いるので、単に黒鉛の含有量を減少させると、成形合剤
の割れ、欠けが生ずるなどの問題がある。したがって、
現実的には、正極合剤中における黒鉛の含有率を４重量
％以下にすることは困難で、４重量％以下では量産性に
欠けることになる。
してだけではなく、正極合剤成形における結着剤として
の役割や、成形型からの離型剤としての役割も果たして
いるので、単に黒鉛の含有量を減少させると、成形合剤
の割れ、欠けが生ずるなどの問題がある。したがって、
現実的には、正極合剤中における黒鉛の含有率を４重量
％以下にすることは困難で、４重量％以下では量産性に
欠けることになる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記情況に対
処してなされたもので、アルカリ乾電池における大電流
放電特性を向上させることを目的とするものであり、さ
らに詳しくは正極作用物質を増量することなく上記特性
を向上することを目的とするものである。
処してなされたもので、アルカリ乾電池における大電流
放電特性を向上させることを目的とするものであり、さ
らに詳しくは正極作用物質を増量することなく上記特性
を向上することを目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、二酸化マンガ
ン、二酸化マンガンとの合計重量に対して４重量％以上
の黒鉛およびステアリン酸のアルカリ塩を含有する正極
合剤を用いたことを特徴とするアルカリ乾電池に関す
る。
ン、二酸化マンガンとの合計重量に対して４重量％以上
の黒鉛およびステアリン酸のアルカリ塩を含有する正極
合剤を用いたことを特徴とするアルカリ乾電池に関す
る。
【０００７】本発明では、正極合剤にステアリン酸のア
ルカリ塩を加えることによって、大電流（重負荷）の連
続放電における作用物質の利用率が向上し、作用物質を
増量しなくても放電特性を向上させることができる。し
たがって、黒鉛量を減少させる必要がなく、正極合剤の
成形性や離型性を低下させることがない。ステアリン酸
アルカリ塩のかかる効果については、そのメカニズムは
明らかでないが、本発明者らの実験の結果（後記参
照）、ステアリン酸亜鉛ではかかる効果が認められない
ことから、アルカリ金属が関与しているものと推測され
る。チタン酸塩添加の場合に正極作用物質の利用率向上
効果が認められているが（特開平９−１３９２０１）、
それに類似したものではないかと考えられる。
ルカリ塩を加えることによって、大電流（重負荷）の連
続放電における作用物質の利用率が向上し、作用物質を
増量しなくても放電特性を向上させることができる。し
たがって、黒鉛量を減少させる必要がなく、正極合剤の
成形性や離型性を低下させることがない。ステアリン酸
アルカリ塩のかかる効果については、そのメカニズムは
明らかでないが、本発明者らの実験の結果（後記参
照）、ステアリン酸亜鉛ではかかる効果が認められない
ことから、アルカリ金属が関与しているものと推測され
る。チタン酸塩添加の場合に正極作用物質の利用率向上
効果が認められているが（特開平９−１３９２０１）、
それに類似したものではないかと考えられる。
【０００８】なお、正極活物質にステアリン酸やステア
リン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムを添加して、成形
合剤の離型性を向上させる試みが従来なされているが、
これらは潤滑剤として添加したものであり（特公平５−
４８５７８号参照）、本発明におけるステアリン酸アル
カリ塩とは正極合剤に対する作用効果が異なっている。
リン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムを添加して、成形
合剤の離型性を向上させる試みが従来なされているが、
これらは潤滑剤として添加したものであり（特公平５−
４８５７８号参照）、本発明におけるステアリン酸アル
カリ塩とは正極合剤に対する作用効果が異なっている。
【０００９】
【発明の実施の形態】図１は本発明の実施例に用いた円
筒形アルカリ乾電池ＬＲ０３（ＪＩＳ規格）の断面図で
ある。電池ケースとしての正極集電缶１に正極合剤２、
その内側に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形セパレータ３が挿入されてい
る。このセパレータ３に電解液を１．３ｇ注入し、次に
ゲル状負極４をセパレータ３内に充填する。負極集電棒
５，樹脂封口体６，底板７および負極端子８を一体とし
た負極集電体をゲル状負極４に差し込んで素電池を形成
した。
筒形アルカリ乾電池ＬＲ０３（ＪＩＳ規格）の断面図で
ある。電池ケースとしての正極集電缶１に正極合剤２、
その内側に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形セパレータ３が挿入されてい
る。このセパレータ３に電解液を１．３ｇ注入し、次に
ゲル状負極４をセパレータ３内に充填する。負極集電棒
５，樹脂封口体６，底板７および負極端子８を一体とし
た負極集電体をゲル状負極４に差し込んで素電池を形成
した。
【００１０】（実施例１）上記図１に示す電池におい
て、正極合剤として次のものを用いた。二酸化マンガン
に黒鉛を、二酸化マンガンと黒鉛の総重量に対して４重
量％配合し、さらにステアリン酸カリウムを二酸化マン
ガンに対して表１に示すように１００〜５０００の範囲
で添加して５種の正極合剤を作った。これらの正極合剤
の電池構成後の密度は３．３７ｇ／ｃｍ3 であり、容量
一定になるように構成した。
て、正極合剤として次のものを用いた。二酸化マンガン
に黒鉛を、二酸化マンガンと黒鉛の総重量に対して４重
量％配合し、さらにステアリン酸カリウムを二酸化マン
ガンに対して表１に示すように１００〜５０００の範囲
で添加して５種の正極合剤を作った。これらの正極合剤
の電池構成後の密度は３．３７ｇ／ｃｍ3 であり、容量
一定になるように構成した。
【００１１】（実施例２）黒鉛配合量を二酸化マンガン
と黒鉛の総重量に対して８重量％とした以外は、実施例
１と全く同様にして正極合剤を作成し、図１の電池を製
作した。
と黒鉛の総重量に対して８重量％とした以外は、実施例
１と全く同様にして正極合剤を作成し、図１の電池を製
作した。
【００１２】（実施例３）ステアリン酸カリウムの代わ
りにステアリン酸ナトリウムを二酸化マンガンに対して
５００ｐｐｍ，１０００ｐｐｍ添加し、実施例２と同様
にして図１の電池を製作した。
りにステアリン酸ナトリウムを二酸化マンガンに対して
５００ｐｐｍ，１０００ｐｐｍ添加し、実施例２と同様
にして図１の電池を製作した。
【００１３】（比較例１）ステアリン酸カリウムの代わ
りにステアリン酸亜鉛を二酸化マンガンに対して５００
ｐｐｍ，１０００ｐｐｍ，３０００ｐｐｍ添加し、実施
例２と同様にして図１の電池を製作した。
りにステアリン酸亜鉛を二酸化マンガンに対して５００
ｐｐｍ，１０００ｐｐｍ，３０００ｐｐｍ添加し、実施
例２と同様にして図１の電池を製作した。
【００１４】（比較例２）添加剤なしで、それ以外は実
施例２と同様にして図１の電池を製作した。上記各例の
電池各１０個について、２０℃±２℃の恒温室にて７日
間静置した後、２Ω連続放電を実施し、閉路電圧０．９
０Ｖまでの持続時間を比較した。試験結果を、実施例１
および実施例２の場合を表１に、実施例３の場合を表２
に、比較例１の場合を表３に、比較例２の場合を表４
に、それぞれ示す。
施例２と同様にして図１の電池を製作した。上記各例の
電池各１０個について、２０℃±２℃の恒温室にて７日
間静置した後、２Ω連続放電を実施し、閉路電圧０．９
０Ｖまでの持続時間を比較した。試験結果を、実施例１
および実施例２の場合を表１に、実施例３の場合を表２
に、比較例１の場合を表３に、比較例２の場合を表４
に、それぞれ示す。
【００１５】
【表１】
【００１６】
【表２】
【００１７】
【表３】
【００１８】
【表４】
【００１９】表１に示されるように、ステアリン酸カリ
ウムを添加した場合は、１００ｐｐｍの添加量では比較
例２の添加剤なしの場合と殆ど変わらず、効果が期待で
きない。５０００ｐｐｍの添加量の場合は放電特性の改
善が認められるが、３０００ｐｐｍの場合とほぼ同じ効
果であるので、添加量を増加させたことによる効果は殆
ど認められない。むしろ添加量を増加させると正極合剤
の吸湿性が高くなるため、正極集電缶への充填工程で充
填不良が生ずることがあり、好ましくない。したがって
５００ｐｐｍ〜３０００ｐｐｍの範囲が効果的である。
ウムを添加した場合は、１００ｐｐｍの添加量では比較
例２の添加剤なしの場合と殆ど変わらず、効果が期待で
きない。５０００ｐｐｍの添加量の場合は放電特性の改
善が認められるが、３０００ｐｐｍの場合とほぼ同じ効
果であるので、添加量を増加させたことによる効果は殆
ど認められない。むしろ添加量を増加させると正極合剤
の吸湿性が高くなるため、正極集電缶への充填工程で充
填不良が生ずることがあり、好ましくない。したがって
５００ｐｐｍ〜３０００ｐｐｍの範囲が効果的である。
【００２０】表２に示すステアリン酸ナトリウム添加の
場合も放電特性向上の効果が認められる。しかし、ステ
アリン酸カリウムの方が効果が大きかった。一方、ステ
アリン酸亜鉛を添加した場合は殆ど無添加の場合と変わ
らず、放電特性の向上は認められなかった。
場合も放電特性向上の効果が認められる。しかし、ステ
アリン酸カリウムの方が効果が大きかった。一方、ステ
アリン酸亜鉛を添加した場合は殆ど無添加の場合と変わ
らず、放電特性の向上は認められなかった。
【００２１】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アルカリ乾電池において正極合剤にステアリン酸のアル
カリ塩を添加することによって、大電流の連続放電にお
ける正極作用物質の利用率を向上させることができる。
したがって従来の改善方法のように黒鉛量を減少させて
作用物質を増量させるという必要がなく、その結果、正
極合剤の成形性や離型性を低下させることがない。
アルカリ乾電池において正極合剤にステアリン酸のアル
カリ塩を添加することによって、大電流の連続放電にお
ける正極作用物質の利用率を向上させることができる。
したがって従来の改善方法のように黒鉛量を減少させて
作用物質を増量させるという必要がなく、その結果、正
極合剤の成形性や離型性を低下させることがない。
【図１】本発明の一実施例であるアルカリ乾電池の断面
図。
図。
１…正極集電缶、２…正極合剤、３…セパレータ、４…
ゲル状負極、５…負極集電棒、６…樹脂封口体、７…底
板、８…負極端子。
ゲル状負極、５…負極集電棒、６…樹脂封口体、７…底
板、８…負極端子。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 前田 睦宏 東京都品川区南品川三丁目４番10号 東芝 電池株式会社内 Ｆターム(参考） 5H003 AA01 BB04 BB11 BB15 BD06 5H015 AA02 AA03 CC02 EE05 EE06 EE14 HH08 5H024 AA03 AA14 CC02 EE03 EE09 FF31
Claims (3)
- 【請求項１】 二酸化マンガン、二酸化マンガンとの合
計重量に対して４重量％以上の黒鉛およびステアリン酸
のアルカリ塩を含有する正極合剤を用いたことを特徴と
するアルカリ乾電池。 - 【請求項２】 ステアリン酸のアルカリ塩が二酸化マン
ガンに対して５００〜３０００ｐｐｍである請求項１記
載のアルカリ乾電池。 - 【請求項３】 ステアリン酸のアルカリ塩がステアリン
酸カリウムである請求項１記載のアルカリ乾電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33983899A JP2001155720A (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | アルカリ乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP33983899A JP2001155720A (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | アルカリ乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001155720A true JP2001155720A (ja) | 2001-06-08 |
Family
ID=18331305
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP33983899A Pending JP2001155720A (ja) | 1999-11-30 | 1999-11-30 | アルカリ乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2001155720A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016117127A1 (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | Ｆｄｋエナジー株式会社 | アルカリ電池 |
-
1999
- 1999-11-30 JP JP33983899A patent/JP2001155720A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2016117127A1 (ja) * | 2015-01-23 | 2016-07-28 | Ｆｄｋエナジー株式会社 | アルカリ電池 |
| US11387496B2 (en) | 2015-01-23 | 2022-07-12 | Fdk Corporation | Method of making alkaline battery with gap between pellets |
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