JP2003163000A - アルカリ電池用ゲル状負極の製造方法 - Google Patents
アルカリ電池用ゲル状負極の製造方法Info
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- H01M4/06—Electrodes for primary cells
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ドライミックス法において、亜鉛粉末、ゲル
化剤および電解液が均一に分散したゲル状負極を調製す
ることのできるアルカリ電池用ゲル状負極の製造方法を
提供する。 【解決手段】 アルカリ電解液と、亜鉛粉末およびゲル
化剤を均一に混合して得られる乾式混合物とを、攪拌し
ながら混合するアルカリ電池用負極の製造方法であっ
て、円筒の中心軸Ｘが水平方向に平行になるように設置
された円筒状攪拌容器を含む攪拌装置を用い、前記攪拌
容器を、前記中心軸Ｘを中心に回転させ、かつ前記攪拌
容器の長さ方向に対して直交する軸Ｙを中心に前記攪拌
容器の左右の部分を揺動させることにより、前記アルカ
リ電解液と乾式混合物を攪拌しながら混合してゲル状負
極を得ることを特徴とするアルカリ電池用ゲル状負極の
製造方法。
化剤および電解液が均一に分散したゲル状負極を調製す
ることのできるアルカリ電池用ゲル状負極の製造方法を
提供する。 【解決手段】 アルカリ電解液と、亜鉛粉末およびゲル
化剤を均一に混合して得られる乾式混合物とを、攪拌し
ながら混合するアルカリ電池用負極の製造方法であっ
て、円筒の中心軸Ｘが水平方向に平行になるように設置
された円筒状攪拌容器を含む攪拌装置を用い、前記攪拌
容器を、前記中心軸Ｘを中心に回転させ、かつ前記攪拌
容器の長さ方向に対して直交する軸Ｙを中心に前記攪拌
容器の左右の部分を揺動させることにより、前記アルカ
リ電解液と乾式混合物を攪拌しながら混合してゲル状負
極を得ることを特徴とするアルカリ電池用ゲル状負極の
製造方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、アルカリ電池に用
いるゲル状負極の製造方法および前記製造方法により得
られるゲル状負極を含むアルカリ電池に関する。
いるゲル状負極の製造方法および前記製造方法により得
られるゲル状負極を含むアルカリ電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来のアルカリ電池のゲル状負極の製造
方法としては、まずゲル化剤を電解液に均一分散させて
ゲル状電解液を得、ついでゲル状電解液と亜鉛粉末とを
攪拌により混合する方法（ウェットミックス法）、なら
びに、まず亜鉛粉末とゲル化剤とを混合して乾式の粉体
混合物を得、ついで乾式混合物と電解液とを攪拌により
混合する方法（ドライミックス法）が知られている（例
えば、特開平１０−２０８７５４号および特開２０００
−３０６９５号各公報）。
方法としては、まずゲル化剤を電解液に均一分散させて
ゲル状電解液を得、ついでゲル状電解液と亜鉛粉末とを
攪拌により混合する方法（ウェットミックス法）、なら
びに、まず亜鉛粉末とゲル化剤とを混合して乾式の粉体
混合物を得、ついで乾式混合物と電解液とを攪拌により
混合する方法（ドライミックス法）が知られている（例
えば、特開平１０−２０８７５４号および特開２０００
−３０６９５号各公報）。
【０００３】前記ドライミックス法においては、例えば
Ｖ型攪拌機およびポットミルなどが用いられているが、
攪拌、混合する際に亜鉛粉末が凝集し、また亜鉛粉末と
ゲル化剤とが凝集して均一なゲル状負極が得られないと
いう問題がある。そして、このように作製されたゲル状
負極を用いたアルカリ電池の放電特性はバラツキが大き
くなってしまうという問題がある。
Ｖ型攪拌機およびポットミルなどが用いられているが、
攪拌、混合する際に亜鉛粉末が凝集し、また亜鉛粉末と
ゲル化剤とが凝集して均一なゲル状負極が得られないと
いう問題がある。そして、このように作製されたゲル状
負極を用いたアルカリ電池の放電特性はバラツキが大き
くなってしまうという問題がある。
【０００４】一方、前記ウェットミックス法では、ゲル
状電解液を調製する際に均一に分散させて混合するには
長時間が必要であり、また、ゲル化剤がダマになり易い
という問題があった。このような問題は、いずれの攪拌
機を用いても充分に解消できるものではなかった。
状電解液を調製する際に均一に分散させて混合するには
長時間が必要であり、また、ゲル化剤がダマになり易い
という問題があった。このような問題は、いずれの攪拌
機を用いても充分に解消できるものではなかった。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで、本発明の目的
は、ドライミックス法における上記問題点を解消し、亜
鉛粉末、ゲル化剤および電解液が均一に分散したゲル状
負極を調製することのできるアルカリ電池用ゲル状負極
の製造方法を提供することにある。さらに、本発明は、
前記製造方法により得られるゲル状負極を用い、放電性
能に優れたアルカリ電池を提供することを目的とする。
は、ドライミックス法における上記問題点を解消し、亜
鉛粉末、ゲル化剤および電解液が均一に分散したゲル状
負極を調製することのできるアルカリ電池用ゲル状負極
の製造方法を提供することにある。さらに、本発明は、
前記製造方法により得られるゲル状負極を用い、放電性
能に優れたアルカリ電池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、アルカリ電解
液と、亜鉛粉末およびゲル化剤を均一に混合して得られ
る乾式混合物とを、攪拌しながら混合するアルカリ電池
用負極の製造方法であって、円筒の中心軸Ｘが水平方向
に平行になるように設置された円筒状攪拌容器を含む攪
拌装置を用い、前記攪拌容器を、前記中心軸Ｘを中心に
回転させ、かつ前記攪拌容器の長さ方向に対して直交す
る軸Ｙを中心に前記攪拌容器の左右の部分を揺動させる
ことにより、前記アルカリ電解液と乾式混合物を攪拌し
ながら混合してゲル状負極を得ることを特徴とするアル
カリ電池用ゲル状負極の製造方法に関する。
液と、亜鉛粉末およびゲル化剤を均一に混合して得られ
る乾式混合物とを、攪拌しながら混合するアルカリ電池
用負極の製造方法であって、円筒の中心軸Ｘが水平方向
に平行になるように設置された円筒状攪拌容器を含む攪
拌装置を用い、前記攪拌容器を、前記中心軸Ｘを中心に
回転させ、かつ前記攪拌容器の長さ方向に対して直交す
る軸Ｙを中心に前記攪拌容器の左右の部分を揺動させる
ことにより、前記アルカリ電解液と乾式混合物を攪拌し
ながら混合してゲル状負極を得ることを特徴とするアル
カリ電池用ゲル状負極の製造方法に関する。
【０００７】前記亜鉛粉末が、粒径が７５μｍを超え４
２５μｍ以下の亜鉛粉末を６０〜８０重量％、および粒
径が７５μｍ以下の亜鉛粉末を２０〜４０重量％含むの
が有効である。また、前記攪拌装置がロッキングミキサ
ーであるのが有効である。また、前記中心軸Ｙが、前記
中心軸Ｘと交わらずかつ前記中心軸Ｘの下に位置するの
が有効である。また、前記攪拌容器がその内面に攪拌羽
を有するのが有効である。前記攪拌容器がその内面にフ
ッ素樹脂被膜を有するのが有効である。
２５μｍ以下の亜鉛粉末を６０〜８０重量％、および粒
径が７５μｍ以下の亜鉛粉末を２０〜４０重量％含むの
が有効である。また、前記攪拌装置がロッキングミキサ
ーであるのが有効である。また、前記中心軸Ｙが、前記
中心軸Ｘと交わらずかつ前記中心軸Ｘの下に位置するの
が有効である。また、前記攪拌容器がその内面に攪拌羽
を有するのが有効である。前記攪拌容器がその内面にフ
ッ素樹脂被膜を有するのが有効である。
【０００８】さらに、本発明は、前記製造方法により得
られるゲル状負極を有するアルカリ電池にも関する。さ
らにまた、本発明は、アルカリ電解液と、亜鉛粉末およ
びゲル化剤を均一に混合して得られる乾式混合物とを、
攪拌しながら混合するアルカリ電池用負極の製造装置で
あって、円筒の中心軸Ｘが水平方向に平行になるように
設置された円筒状攪拌容器からなり、前記攪拌容器を、
前記中心軸Ｘを中心に回転させ、かつ前記攪拌容器の長
さ方向に対して直交する軸Ｙを中心に前記攪拌容器の左
右の部分を揺動させることにより、前記アルカリ電解液
と乾式混合物を攪拌しながら混合してゲル状負極を得る
ことを特徴とするアルカリ電池用ゲル状負極の製造装置
に関する。
られるゲル状負極を有するアルカリ電池にも関する。さ
らにまた、本発明は、アルカリ電解液と、亜鉛粉末およ
びゲル化剤を均一に混合して得られる乾式混合物とを、
攪拌しながら混合するアルカリ電池用負極の製造装置で
あって、円筒の中心軸Ｘが水平方向に平行になるように
設置された円筒状攪拌容器からなり、前記攪拌容器を、
前記中心軸Ｘを中心に回転させ、かつ前記攪拌容器の長
さ方向に対して直交する軸Ｙを中心に前記攪拌容器の左
右の部分を揺動させることにより、前記アルカリ電解液
と乾式混合物を攪拌しながら混合してゲル状負極を得る
ことを特徴とするアルカリ電池用ゲル状負極の製造装置
に関する。
【０００９】
【発明の実施の形態】本発明のアルカリ電池用ゲル状負
極の製造方法は、アルカリ電解液と、亜鉛粉末およびゲ
ル化剤を均一に混合して得られる乾式混合物とを、攪拌
しながら混合するアルカリ電池用負極の製造方法であっ
て、円筒の中心軸Ｘが水平方向に平行になるように設置
された円筒状攪拌容器を含む攪拌装置において、前記攪
拌容器を、前記中心軸Ｘを中心に回転させ、かつ前記攪
拌容器の長さ方向に対して直交する軸Ｙを中心に前記攪
拌容器の左右の部分を揺動させることにより、前記アル
カリ電解液と乾式混合物を攪拌混合してゲル状負極を得
る。
極の製造方法は、アルカリ電解液と、亜鉛粉末およびゲ
ル化剤を均一に混合して得られる乾式混合物とを、攪拌
しながら混合するアルカリ電池用負極の製造方法であっ
て、円筒の中心軸Ｘが水平方向に平行になるように設置
された円筒状攪拌容器を含む攪拌装置において、前記攪
拌容器を、前記中心軸Ｘを中心に回転させ、かつ前記攪
拌容器の長さ方向に対して直交する軸Ｙを中心に前記攪
拌容器の左右の部分を揺動させることにより、前記アル
カリ電解液と乾式混合物を攪拌混合してゲル状負極を得
る。
【００１０】従来のドライミックス法と同様に、まずア
ルカリ電解液と、亜鉛粉末およびゲル化剤を均一に混合
して得られる乾式混合物とを、別個に調製する。このと
きに用いるアルカリ電解液、亜鉛粉末およびゲル化剤と
しては、従来からのものを用いればよいが、特に亜鉛粉
末については、粒径が７５μｍを超え、４２５μｍ以下
の亜鉛粉末を６０〜８０重量％、および粒径が７５μｍ
以下の亜鉛粉末を２０〜４０重量％含む特定の亜鉛粉末
を用いるのが好ましい。
ルカリ電解液と、亜鉛粉末およびゲル化剤を均一に混合
して得られる乾式混合物とを、別個に調製する。このと
きに用いるアルカリ電解液、亜鉛粉末およびゲル化剤と
しては、従来からのものを用いればよいが、特に亜鉛粉
末については、粒径が７５μｍを超え、４２５μｍ以下
の亜鉛粉末を６０〜８０重量％、および粒径が７５μｍ
以下の亜鉛粉末を２０〜４０重量％含む特定の亜鉛粉末
を用いるのが好ましい。
【００１１】従来から用いられている亜鉛粉末は、粒径
が７５μｍを超え、４２５μｍ以下のものを１００〜８
５重量％、および粒径が７５μｍ以下のものを０〜１５
重量％含む。このような従来の亜鉛粉末を用いた場合
も、本発明によって分散状態の良好なゲル状負極が得ら
れるが、本発明者らは、上記特定の亜鉛粉末を用いた場
合に特に分散状態の良好なゲル状負極が得られることを
見出した。
が７５μｍを超え、４２５μｍ以下のものを１００〜８
５重量％、および粒径が７５μｍ以下のものを０〜１５
重量％含む。このような従来の亜鉛粉末を用いた場合
も、本発明によって分散状態の良好なゲル状負極が得ら
れるが、本発明者らは、上記特定の亜鉛粉末を用いた場
合に特に分散状態の良好なゲル状負極が得られることを
見出した。
【００１２】そして、本発明においては、攪拌装置とし
て、円筒状攪拌容器を有する攪拌装置を用い、前記円筒
状攪拌容器の中心軸Ｘが水平方向に平行になるように設
置しておく。かかる攪拌装置としては、ロッキングミキ
サーを用いることができる。この円筒状攪拌容器にまず
電解液を充填しておき、ついで前記乾式混合物を充填す
る。あらかじめ前記乾式混合物を充填しておき、ついで
電解液を充填してもよい。電解液と乾式混合物とを早期
になじませ、凝集物の発生を抑制するという観点から、
前者のほうが好ましい。
て、円筒状攪拌容器を有する攪拌装置を用い、前記円筒
状攪拌容器の中心軸Ｘが水平方向に平行になるように設
置しておく。かかる攪拌装置としては、ロッキングミキ
サーを用いることができる。この円筒状攪拌容器にまず
電解液を充填しておき、ついで前記乾式混合物を充填す
る。あらかじめ前記乾式混合物を充填しておき、ついで
電解液を充填してもよい。電解液と乾式混合物とを早期
になじませ、凝集物の発生を抑制するという観点から、
前者のほうが好ましい。
【００１３】つぎに、前記乾式混合物と電解液とを攪拌
により混合する。ここで、図１は、本発明において用い
る円筒状攪拌容器を含む攪拌装置であるロッキングミキ
サーを概略的に示す正面図である。また、図２は、図１
に示す攪拌装置を矢印Ｐの方向から見た側面図である。
図１に示す攪拌装置は、固定台７と、その上に設置され
た揺動台６と、円筒状攪拌容器１とを含む。また、固定
台７には制御盤８が設置されている。円筒状攪拌容器１
は原料投入口２を有し、中心軸Ｘを中心に回転する。こ
の回転は、図２に示すように、揺動台６と円筒状攪拌容
器１との間に設けられた回転用ローラー５により行われ
る。
により混合する。ここで、図１は、本発明において用い
る円筒状攪拌容器を含む攪拌装置であるロッキングミキ
サーを概略的に示す正面図である。また、図２は、図１
に示す攪拌装置を矢印Ｐの方向から見た側面図である。
図１に示す攪拌装置は、固定台７と、その上に設置され
た揺動台６と、円筒状攪拌容器１とを含む。また、固定
台７には制御盤８が設置されている。円筒状攪拌容器１
は原料投入口２を有し、中心軸Ｘを中心に回転する。こ
の回転は、図２に示すように、揺動台６と円筒状攪拌容
器１との間に設けられた回転用ローラー５により行われ
る。
【００１４】また、円筒状攪拌容器１は、中心軸Ｘに垂
直な方向に延び、かつ中心軸Ｘの下に位置する軸Ｙ1、
または中心軸Ｘに直交しかつ円筒状攪拌容器１の長さ方
向において中心に位置する軸Ｙ2を中心に上下または左
右に揺り動かす（スイングさせる）ことができる。図１
および２において示すように、揺動台６と固定台７とに
よって軸Ｙ1の位置が定められ、揺動アーム４によって
軸Ｙ2の位置が定められる。また、揺動アーム４と円筒
状攪拌容器１の間には、揺動を滑らかに行うべく揺動用
ローラー３が設けられている。
直な方向に延び、かつ中心軸Ｘの下に位置する軸Ｙ1、
または中心軸Ｘに直交しかつ円筒状攪拌容器１の長さ方
向において中心に位置する軸Ｙ2を中心に上下または左
右に揺り動かす（スイングさせる）ことができる。図１
および２において示すように、揺動台６と固定台７とに
よって軸Ｙ1の位置が定められ、揺動アーム４によって
軸Ｙ2の位置が定められる。また、揺動アーム４と円筒
状攪拌容器１の間には、揺動を滑らかに行うべく揺動用
ローラー３が設けられている。
【００１５】軸Ｙ1の方が、円筒状攪拌容器１の揺動幅
が大きくなり、また内容物の攪拌および混合の状態が良
好で内容物を均一に分散させることができるため、軸Ｙ
2よりも好ましい。以上のような装置を用いることによ
り、円筒状攪拌容器１を、中心軸Ｘを中心に回転させ、
かつ軸Ｙを中心に攪拌容器１の左右の部分を揺動させる
ことができ、前記アルカリ電解液と乾式混合物を攪拌、
混合して均一に分散させ、良好なゲル状負極を得ること
ができる。
が大きくなり、また内容物の攪拌および混合の状態が良
好で内容物を均一に分散させることができるため、軸Ｙ
2よりも好ましい。以上のような装置を用いることによ
り、円筒状攪拌容器１を、中心軸Ｘを中心に回転させ、
かつ軸Ｙを中心に攪拌容器１の左右の部分を揺動させる
ことができ、前記アルカリ電解液と乾式混合物を攪拌、
混合して均一に分散させ、良好なゲル状負極を得ること
ができる。
【００１６】通常のＶ型攪拌機およびポットミルなどに
おいては、上記中心軸Ｘを中心とした回転と同じ回転し
か実施できないが、本発明において用いるロッキングミ
キサーにおいては、Ｖ型攪拌機およびポットミルと同様
の中心軸Ｘを中心とする回転によって乾式混合物と電解
液を互いに拡散させて混合することができ、加えて、軸
Ｙを中心とする揺動によって乾式混合物と電解液を円筒
状攪拌容器１内を左右に移動させて混合することがで
き、より均一な分散状態を有するゲル負極を効率的に得
ることができる。
おいては、上記中心軸Ｘを中心とした回転と同じ回転し
か実施できないが、本発明において用いるロッキングミ
キサーにおいては、Ｖ型攪拌機およびポットミルと同様
の中心軸Ｘを中心とする回転によって乾式混合物と電解
液を互いに拡散させて混合することができ、加えて、軸
Ｙを中心とする揺動によって乾式混合物と電解液を円筒
状攪拌容器１内を左右に移動させて混合することがで
き、より均一な分散状態を有するゲル負極を効率的に得
ることができる。
【００１７】また、図３に、円筒状攪拌容器１の正面図
を示す。図３において破線で示すように、円筒状攪拌容
器１は、その内面に円筒状攪拌容器１の長さ方向に延び
る攪拌羽９を有するのが有効である。この攪拌羽９によ
り、さらに分散状態に優れたゲル状負極を得ることがで
きる。さらに、円筒状攪拌容器１の内面には、亜鉛粉末
の腐食を防止し、かつ得られるゲル状負極の取り出しを
容易にするため、フッ素樹脂被膜などを設けるのが好ま
しい。ここで用いるフッ素樹脂としては種々のものを用
いることができるが、例えばポリフッ化エチレン系樹脂
（米国E.I. du Pont社製のTeflonなど）などを用いるこ
とができる。
を示す。図３において破線で示すように、円筒状攪拌容
器１は、その内面に円筒状攪拌容器１の長さ方向に延び
る攪拌羽９を有するのが有効である。この攪拌羽９によ
り、さらに分散状態に優れたゲル状負極を得ることがで
きる。さらに、円筒状攪拌容器１の内面には、亜鉛粉末
の腐食を防止し、かつ得られるゲル状負極の取り出しを
容易にするため、フッ素樹脂被膜などを設けるのが好ま
しい。ここで用いるフッ素樹脂としては種々のものを用
いることができるが、例えばポリフッ化エチレン系樹脂
（米国E.I. du Pont社製のTeflonなど）などを用いるこ
とができる。
【００１８】ここで、円筒状攪拌容器１を中心軸Ｘを中
心に回転させる速度としては、攪拌羽の掻き上げによる
混合攪拌効果を有効に発揮するという理由から、８〜３
０回転／分であればよい。なかでも、１２〜２０回転／
分であるのが好ましい。また、軸Ｙ1またはＹ2を中心に
揺動させる場合の揺動角度、すなわち円筒状攪拌容器１
の軸Ｘと水平方向の傾斜角度は、容器内の混合空間を有
効活用するという理由から、１０〜３５度であればよ
い。なかでも、１５〜２５度であるのが好ましい。さら
に、揺動の回数としては、混練効果を高めることによ
り、ゲル化剤の膨潤を促進するという理由から、３〜２
０回／分であればよく、５〜１２回／分であるのが好ま
しい。
心に回転させる速度としては、攪拌羽の掻き上げによる
混合攪拌効果を有効に発揮するという理由から、８〜３
０回転／分であればよい。なかでも、１２〜２０回転／
分であるのが好ましい。また、軸Ｙ1またはＹ2を中心に
揺動させる場合の揺動角度、すなわち円筒状攪拌容器１
の軸Ｘと水平方向の傾斜角度は、容器内の混合空間を有
効活用するという理由から、１０〜３５度であればよ
い。なかでも、１５〜２５度であるのが好ましい。さら
に、揺動の回数としては、混練効果を高めることによ
り、ゲル化剤の膨潤を促進するという理由から、３〜２
０回／分であればよく、５〜１２回／分であるのが好ま
しい。
【００１９】つぎに、軸Ｙ1またはＹ2を有する円筒状攪
拌容器１を揺動させた場合の様子を図４〜８に示す。図
４は、中心軸Ｘに垂直な方向に延び、かつ中心軸Ｘの下
に位置する軸Ｙ1を有する円筒状攪拌容器１が、軸Ｙ1を
中心に揺動している様子を示す図である。このときの内
容物の動きを図５および図６に示す。図５は、円筒状攪
拌容器１が図４の軸Ｘ（Ｘ’およびＸ’’を含む。）を
中心に回転していることによる内容物の動きを概略的に
示す図である。また、図６は、円筒状攪拌容器１が軸Ｙ
1を中心に揺動していることによる内容物の動きを概略
的に示す図である。
拌容器１を揺動させた場合の様子を図４〜８に示す。図
４は、中心軸Ｘに垂直な方向に延び、かつ中心軸Ｘの下
に位置する軸Ｙ1を有する円筒状攪拌容器１が、軸Ｙ1を
中心に揺動している様子を示す図である。このときの内
容物の動きを図５および図６に示す。図５は、円筒状攪
拌容器１が図４の軸Ｘ（Ｘ’およびＸ’’を含む。）を
中心に回転していることによる内容物の動きを概略的に
示す図である。また、図６は、円筒状攪拌容器１が軸Ｙ
1を中心に揺動していることによる内容物の動きを概略
的に示す図である。
【００２０】一方、図７は、中心軸Ｘに直交しかつ円筒
状攪拌容器１の長さ方向において中心に位置する軸Ｙ2
を有する円筒状攪拌容器１が、軸Ｙ2を中心に揺動して
いる様子を示す図である。このときの内容物の動きを図
８に示す。図８は、円筒状攪拌容器１が軸Ｙ2を中心に
揺動していることによる内容物の動きを概略的に示す図
である。軸Ｘを中心に回転していることによる内容物の
動きは、図５に示した場合と同様である。
状攪拌容器１の長さ方向において中心に位置する軸Ｙ2
を有する円筒状攪拌容器１が、軸Ｙ2を中心に揺動して
いる様子を示す図である。このときの内容物の動きを図
８に示す。図８は、円筒状攪拌容器１が軸Ｙ2を中心に
揺動していることによる内容物の動きを概略的に示す図
である。軸Ｘを中心に回転していることによる内容物の
動きは、図５に示した場合と同様である。
【００２１】
【実施例】以下に、実施例を用いて本発明をより具体的
に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるもので
はない。 《実施例１》粒径が７５μｍを超え、４２５μｍ以下の
亜鉛粉末を７０重量％、および粒径が７５μｍ以下の亜
鉛粉末を３０重量％含む特定の亜鉛粉末１００重量部
に、２重量部のゲル化剤であるポリアクリル酸を加えて
混合し、乾式混合物を得た。攪拌羽９を有する図１〜３
に示す円筒状攪拌容器１に、乾式混合物を充填し、つい
で乾式混合物６５重量部に対して３５重量部のアルカリ
電解液（４０重量％のＫＯＨ水溶液）を充填した。そし
て、図１および２に示す軸Ｙ1を有する攪拌装置である
ロッキングミキサー（愛知電機（株）製のＲＭ−３０Ｈ
Ｄ）を用い、円筒状攪拌容器１を１時間回転（回転速度
１５回／分）させながら、揺動（傾斜角度４０度、揺動
速度１２スイング／分）させ、乾式混合物と電解液を攪
拌混合してゲル状負極を作製した。
に説明するが、本発明はこれらのみに限定されるもので
はない。 《実施例１》粒径が７５μｍを超え、４２５μｍ以下の
亜鉛粉末を７０重量％、および粒径が７５μｍ以下の亜
鉛粉末を３０重量％含む特定の亜鉛粉末１００重量部
に、２重量部のゲル化剤であるポリアクリル酸を加えて
混合し、乾式混合物を得た。攪拌羽９を有する図１〜３
に示す円筒状攪拌容器１に、乾式混合物を充填し、つい
で乾式混合物６５重量部に対して３５重量部のアルカリ
電解液（４０重量％のＫＯＨ水溶液）を充填した。そし
て、図１および２に示す軸Ｙ1を有する攪拌装置である
ロッキングミキサー（愛知電機（株）製のＲＭ−３０Ｈ
Ｄ）を用い、円筒状攪拌容器１を１時間回転（回転速度
１５回／分）させながら、揺動（傾斜角度４０度、揺動
速度１２スイング／分）させ、乾式混合物と電解液を攪
拌混合してゲル状負極を作製した。
【００２２】[評価]上述のようにして作製したゲル状負
極の特性、および前記ゲル状負極を用いたアルカリ電池
の特性を、以下に示す方法で評価した。 ゲル状負極の特性 得られたゲル状負極を、目開き４ｍｍ、線径１ｍｍのナ
イロン製篩を用いて篩い、篩上に残った均一に混合され
なかった凝集物の量を測定した。また、篩い後の均一に
混合されたゲル状負極の収量、粘度および密度を測定し
た。結果を表１に示した。
極の特性、および前記ゲル状負極を用いたアルカリ電池
の特性を、以下に示す方法で評価した。 ゲル状負極の特性 得られたゲル状負極を、目開き４ｍｍ、線径１ｍｍのナ
イロン製篩を用いて篩い、篩上に残った均一に混合され
なかった凝集物の量を測定した。また、篩い後の均一に
混合されたゲル状負極の収量、粘度および密度を測定し
た。結果を表１に示した。
【００２３】ゲル状負極を用いた電池の特性
また、得られたゲル負極を用いて、図９に示す単３サイ
ズのアルカリ電池を組み立てた。図９は、本実施例にお
いて作製したアルカリ電池の一部を断面にした正面図で
ある。図９に示すアルカリ電池おいて、ニッケルメッキ
された鋼で構成された正極ケース１０の内面に、黒鉛塗
装膜（図示せず）を形成した。この正極ケース１０の内
部には二酸化マンガンを主成分として含む短い円筒状の
正極合剤ペレット１２を複数個充填した。また、正極合
剤ペレット１２の内側にはセパレータ１３を介してゲル
状負極１５を充填した。負極集電体１６は、樹脂製封口
体１７、負極端子を兼ねる底板１８、および絶縁ワッシ
ャー１９と一体化した。また、正極ケース１０の開口端
部は樹脂製封口体１７の端部を介して底板１８の周縁部
にかしめつけた。このようにして得た電池を２０℃、１
５００ｍＡの定電流で連続放電させ、電圧が終止電圧
０．９Ｖに至るまでの放電持続時間を測定した。
ズのアルカリ電池を組み立てた。図９は、本実施例にお
いて作製したアルカリ電池の一部を断面にした正面図で
ある。図９に示すアルカリ電池おいて、ニッケルメッキ
された鋼で構成された正極ケース１０の内面に、黒鉛塗
装膜（図示せず）を形成した。この正極ケース１０の内
部には二酸化マンガンを主成分として含む短い円筒状の
正極合剤ペレット１２を複数個充填した。また、正極合
剤ペレット１２の内側にはセパレータ１３を介してゲル
状負極１５を充填した。負極集電体１６は、樹脂製封口
体１７、負極端子を兼ねる底板１８、および絶縁ワッシ
ャー１９と一体化した。また、正極ケース１０の開口端
部は樹脂製封口体１７の端部を介して底板１８の周縁部
にかしめつけた。このようにして得た電池を２０℃、１
５００ｍＡの定電流で連続放電させ、電圧が終止電圧
０．９Ｖに至るまでの放電持続時間を測定した。
【００２４】《実施例２》円筒状攪拌容器１に攪拌羽を
設けない他は実施例１と同様にしてゲル状負極を作製
し、同様の評価を行った。結果を表１に示した。粘度指
数および放電時間は、実施例１の結果を１００として、
指数で表した。
設けない他は実施例１と同様にしてゲル状負極を作製
し、同様の評価を行った。結果を表１に示した。粘度指
数および放電時間は、実施例１の結果を１００として、
指数で表した。
【００２５】《実施例３》粒径が７５μｍを超え、４２
５μｍ以下の亜鉛粉末を８５重量％、および粒径が７５
μｍ以下の亜鉛粉末を１５重量％含む特定の亜鉛粉末を
用いた以外は、実施例１と同様にしてゲル状負極を作製
し、同様の評価を行った。結果を表１に示した。
５μｍ以下の亜鉛粉末を８５重量％、および粒径が７５
μｍ以下の亜鉛粉末を１５重量％含む特定の亜鉛粉末を
用いた以外は、実施例１と同様にしてゲル状負極を作製
し、同様の評価を行った。結果を表１に示した。
【００２６】《比較例１》円筒状攪拌容器１を揺動させ
ずに水平に対して２０度傾斜させ、かつ中心軸Ｘを中心
に回転させた以外は実施例１と同様にしてゲル状負極を
作製し、同様の評価を行った。結果を表１に示した。
ずに水平に対して２０度傾斜させ、かつ中心軸Ｘを中心
に回転させた以外は実施例１と同様にしてゲル状負極を
作製し、同様の評価を行った。結果を表１に示した。
【００２７】《比較例２》円筒状攪拌容器１を揺動させ
ずに水平のまま中心軸Ｘを中心に回転させた以外は実施
例１と同様にしてゲル状負極を作製し、同様の評価を行
った。結果を表１に示した。
ずに水平のまま中心軸Ｘを中心に回転させた以外は実施
例１と同様にしてゲル状負極を作製し、同様の評価を行
った。結果を表１に示した。
【００２８】《比較例３》攪拌羽のない円筒状攪拌容器
１を用い、円筒状攪拌容器１を揺動させずに、水平のま
ま中心軸Ｘを中心に回転させたほかは実施例１と同様に
してゲル状負極を作製し、同様の評価を行った。結果を
表１に示した。なお、この攪拌混合は、ボール無しのポ
ットミルによる攪拌混合と同様である。
１を用い、円筒状攪拌容器１を揺動させずに、水平のま
ま中心軸Ｘを中心に回転させたほかは実施例１と同様に
してゲル状負極を作製し、同様の評価を行った。結果を
表１に示した。なお、この攪拌混合は、ボール無しのポ
ットミルによる攪拌混合と同様である。
【００２９】《比較例４》攪拌装置としてＶ型攪拌機を
用いた以外は、実施例１と同様にしてゲル状負極を作製
し、同様の評価を行った。結果を表１に示した。
用いた以外は、実施例１と同様にしてゲル状負極を作製
し、同様の評価を行った。結果を表１に示した。
【００３０】《比較例５》円筒状攪拌容器１を揺動させ
ずに水平に対して２０度傾斜させ、かつ中心軸Ｘを中心
に回転させた以外は実施例３と同様にしてゲル状負極を
作製し、同様の評価を行った。結果を表１に示した。
ずに水平に対して２０度傾斜させ、かつ中心軸Ｘを中心
に回転させた以外は実施例３と同様にしてゲル状負極を
作製し、同様の評価を行った。結果を表１に示した。
【００３１】
【表１】
【００３２】表１は、実施例１〜３および比較例１〜５
の凝集物量、ゲル状負極の収量、粘度および密度、得ら
れた電池の放電持続時間および放電バラツキを示してい
る。ただし、ゲル負極の粘度は実施例１の粘度を１００
として指数で示し、また放電持続時間および放電バラツ
キはいずれも電池１０個の平均値から算出し、実施例１
の放電持続時間を１００として指数で示した。
の凝集物量、ゲル状負極の収量、粘度および密度、得ら
れた電池の放電持続時間および放電バラツキを示してい
る。ただし、ゲル負極の粘度は実施例１の粘度を１００
として指数で示し、また放電持続時間および放電バラツ
キはいずれも電池１０個の平均値から算出し、実施例１
の放電持続時間を１００として指数で示した。
【００３３】表１から明らかなように、ロッキングミキ
サーを用いて回転と揺動によりゲル負極を作製し、かつ
攪拌に用いる円筒状攪拌容器に攪拌羽を設けたほうが凝
集物の生成は少なく、また負極密度の高い均一なゲル負
極が得られることがわかる。さらに、実施例１の本発明
に係るアルカリ電池の放電持続時間が最も良く、また放
電バラツキも少ないことがわかる。
サーを用いて回転と揺動によりゲル負極を作製し、かつ
攪拌に用いる円筒状攪拌容器に攪拌羽を設けたほうが凝
集物の生成は少なく、また負極密度の高い均一なゲル負
極が得られることがわかる。さらに、実施例１の本発明
に係るアルカリ電池の放電持続時間が最も良く、また放
電バラツキも少ないことがわかる。
【００３４】また、粒径が７５μｍ以下の亜鉛粉末が４
０重量％を上回ると負極収量が９０％を超えることがな
く、実用的ではない。また、粒径が７５μｍ以下の亜鉛
粉末が２０重量％を下回ると、従来の方法よりも改善が
認められるが、本発明にかかる方法によっても負極収量
が充分に向上するわけではない。
０重量％を上回ると負極収量が９０％を超えることがな
く、実用的ではない。また、粒径が７５μｍ以下の亜鉛
粉末が２０重量％を下回ると、従来の方法よりも改善が
認められるが、本発明にかかる方法によっても負極収量
が充分に向上するわけではない。
【００３５】
【発明の効果】上述のように、本発明によれば、均一な
分散状態のゲル負極を作製することができ、かつ高性能
なアルカリ電池を得ることができる。
分散状態のゲル負極を作製することができ、かつ高性能
なアルカリ電池を得ることができる。
【図１】本発明において用いる円筒状攪拌容器を含む攪
拌装置であるロッキングミキサーを概略的に示す正面図
である。
拌装置であるロッキングミキサーを概略的に示す正面図
である。
【図２】図１に示す攪拌装置を矢印Ｐの方向から見た側
面図である。
面図である。
【図３】図１および２に示すロッキングミキサーに用い
る円筒状攪拌容器の正面図である。
る円筒状攪拌容器の正面図である。
【図４】中心軸Ｘに垂直な方向に延び、かつ中心軸Ｘの
下に位置する軸Ｙ1を有する円筒状攪拌容器１が、軸Ｙ1
を中心に揺動している様子を示す図である。
下に位置する軸Ｙ1を有する円筒状攪拌容器１が、軸Ｙ1
を中心に揺動している様子を示す図である。
【図５】円筒状攪拌容器１が軸Ｘ（Ｘ’およびＸ’’を
含む。）を中心に回転していることによる内容物の動き
を概略的に示す図である。
含む。）を中心に回転していることによる内容物の動き
を概略的に示す図である。
【図６】図６は、円筒状攪拌容器１が軸Ｙ1を中心に揺
動していることによる内容物の動きを概略的に示す図で
ある。
動していることによる内容物の動きを概略的に示す図で
ある。
【図７】中心軸Ｘに直交しかつ円筒状攪拌容器１の長さ
方向において中心に位置する軸Ｙ2を有する円筒状攪拌
容器１が、軸Ｙ2を中心に揺動している様子を示す図で
ある。
方向において中心に位置する軸Ｙ2を有する円筒状攪拌
容器１が、軸Ｙ2を中心に揺動している様子を示す図で
ある。
【図８】円筒状攪拌容器１が軸Ｙ2を中心に揺動してい
ることによる内容物の動きを概略的に示す図である。
ることによる内容物の動きを概略的に示す図である。
【図９】本発明の一実施例に係るアルカリ電池の一部を
断面にした正面図である。
断面にした正面図である。
１ 円筒状攪拌容器
２ 原料投入口
３ 揺動用ローラー
４ 揺動アーム
５ 回転用ローラー
６ 揺動台
７ 固定台
８ 制御盤
９ 攪拌羽
１０ 正極ケース
１１ 黒鉛塗装膜
１２ 正極合剤ペレット
１３ セパレータ
１５ ゲル状負極
１６ 負極集電体
１７ 樹脂製封口体
１８ 底板
１９ 絶縁ワッシャー
フロントページの続き
(72)発明者 向井 保雄
大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器
産業株式会社内
(72)発明者 塩谷 健二
兵庫県宝塚市安倉南三丁目６番12−402号
(72)発明者 御前 英喜
大阪府大阪市都島区友淵町一丁目５番２−
1009
Ｆターム(参考） 5H050 AA02 BA04 CA05 CB13 DA03
DA14 FA07 HA02 HA05 HA12
Claims (8)
- 【請求項１】 アルカリ電解液と、亜鉛粉末およびゲル
化剤を均一に混合して得られる乾式混合物とを、攪拌し
ながら混合するアルカリ電池用負極の製造方法であっ
て、 円筒の中心軸Ｘが水平方向に平行になるように設置され
た円筒状攪拌容器を含む攪拌装置を用い、前記攪拌容器
を、前記中心軸Ｘを中心に回転させ、かつ前記攪拌容器
の長さ方向に対して直交する軸Ｙを中心に前記攪拌容器
の左右の部分を揺動させることにより、前記アルカリ電
解液と乾式混合物を攪拌しながら混合してゲル状負極を
得ることを特徴とするアルカリ電池用ゲル状負極の製造
方法。 - 【請求項２】 前記亜鉛粉末が、粒径が７５μｍを超え
４２５μｍ以下の亜鉛粉末を６０〜８０重量％、および
粒径が７５μｍ以下の亜鉛粉末を２０〜４０重量％含む
ことを特徴とする請求項１記載のアルカリ電池用ゲル状
負極の製造方法。 - 【請求項３】 前記攪拌装置がロッキングミキサーであ
ることを特徴とする請求項１または２記載のアルカリ電
池用ゲル状負極の製造方法。 - 【請求項４】 前記中心軸Ｙが、前記中心軸Ｘと交わら
ずかつ前記中心軸Ｘの下に位置することを特徴とする請
求項１〜３のいずれかに記載のアルカリ電池用ゲル状負
極の製造方法。 - 【請求項５】 前記攪拌容器がその内面に攪拌羽を有す
ることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のア
ルカリ電池用ゲル状負極の製造方法。 - 【請求項６】 前記攪拌容器がその内面にフッ素樹脂被
膜を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに
記載のアルカリ電池用ゲル状負極の製造方法。 - 【請求項７】 請求項１〜６のいずれかに記載の製造方
法により得られるゲル状負極を有するアルカリ電池。 - 【請求項８】 アルカリ電解液と、亜鉛粉末およびゲル
化剤を均一に混合して得られる乾式混合物とを、攪拌混
合するアルカリ電池用負極の製造装置であっって、円筒
の中心軸Ｘが水平方向に平行になるように設置された円
筒状攪拌容器を含み、前記攪拌容器を、前記中心軸Ｘを
中心に回転させ、かつ前記攪拌容器の長さ方向に対して
直交する軸Ｙを中心に前記攪拌容器の左右の部分を揺動
させることにより、前記アルカリ電解液と乾式混合物を
攪拌しながら混合してゲル状負極を得ることを特徴とす
るアルカリ電池用ゲル状負極の製造装置。
Priority Applications (6)
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| US12/007,300 US7527898B2 (en) | 2001-09-17 | 2008-01-09 | Method of producing gel negative electrode for alkaline battery and apparatus for producing the same |
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| JP2001282079 | 2001-09-17 | ||
| JP2001-282079 | 2001-09-17 | ||
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|---|---|
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| DE3634359A1 (de) * | 1986-10-09 | 1988-04-21 | Ruhr Zink Gmbh | Verfahren zur aufarbeitung von rueckstaenden aus der hydrometallurgischen zink-gewinnung |
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2008
- 2008-01-09 US US12/007,300 patent/US7527898B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|---|---|---|
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