JP2013120743A - Flat alkaline battery - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a flat alkaline battery which has a high capacity, and is excellent in productivity.SOLUTION: The flat alkaline battery comprises a positive electrode composed of a compact of a positive electrode mixture containing at least manganese dioxide, a negative electrode including zinc or zinc alloy particles, a separator, and an alkaline electrolyte, which are all encased in a battery container including an exterior can, an aperture-sealing plate and a resin gasket. The specific surface area of the manganese dioxide contained in the positive electrode mixture is 15-30 m/g. It is preferable that the positive electrode mixture contains silver oxide and/or silver-nickel complex oxide. Also, it is preferable for the flat alkaline battery that the positive electrode mixture compact has an outer peripheral part disposed between an inner surface of the exterior can and the resin gasket.

Description

本発明は、高容量で、生産性に優れた扁平形アルカリ電池に関するものである。   The present invention relates to a flat alkaline battery having a high capacity and excellent productivity.

近年、電子玩具などの電子機器では、その電源として、ボタン形やコイン形などの扁平形のアルカリ電池が汎用されているが、こうした電子機器の高機能化に伴って扁平形アルカリ電池の容量向上が求められており、また、その一方で、電池の製造コストを下げて、生産性を高めることも要請されている。   In recent years, flat-type alkaline batteries such as buttons and coins have been widely used as power sources for electronic devices such as electronic toys. On the other hand, it is also demanded to reduce the manufacturing cost of the battery and increase the productivity.

扁平形アルカリ電池の正極活物質としては、二酸化マンガンや酸化銀が知られている。二酸化マンガンは酸化銀に比べて安価であることから、これを正極活物質として使用して扁平形アルカリ電池の製造コストを下げることができる。その一方で、二酸化マンガンは酸化銀よりも体積当たりの容量が小さい。よって、二酸化マンガンを正極活物質とした扁平形アルカリ電池においては、高容量化を図るための技術の開発が求められる。   As a positive electrode active material of a flat alkaline battery, manganese dioxide and silver oxide are known. Since manganese dioxide is less expensive than silver oxide, it can be used as a positive electrode active material to reduce the manufacturing cost of a flat alkaline battery. On the other hand, manganese dioxide has a smaller capacity per volume than silver oxide. Therefore, in the flat alkaline battery using manganese dioxide as the positive electrode active material, development of a technique for increasing the capacity is required.

ところで、アルカリ電池においては、正極活物質に使用する二酸化マンガンの構造などを変えることで、その特性の改善を図ることも行われている。例えば、特許文献1には、通常よりも比表面積の大きな二酸化マンガンを正極活物質に使用することで、負荷特性を高めたアルカリ電池が提案されている。しかしながら、扁平形アルカリ電池において、特許文献1に開示の技術を適用することで、その高容量化を図ることは容易ではない。   By the way, in the alkaline battery, improvement of its characteristics is also performed by changing the structure of manganese dioxide used for the positive electrode active material. For example, Patent Document 1 proposes an alkaline battery with improved load characteristics by using manganese dioxide having a larger specific surface area than usual as a positive electrode active material. However, it is not easy to increase the capacity of the flat alkaline battery by applying the technique disclosed in Patent Document 1.

特開2005−322613号公報JP 2005-322613 A

本発明は、前記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、高容量で、生産性に優れた扁平形アルカリ電池を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object thereof is to provide a flat alkaline battery having a high capacity and excellent productivity.

前記目的を達成し得た本発明の扁平形アルカリ電池は、少なくとも二酸化マンガンを含有する正極合剤の成形体からなる正極、亜鉛粒子または亜鉛合金粒子を含有する負極、セパレータおよびアルカリ電解液を、外装缶、封口板および樹脂製ガスケットからなる電池容器内に収容してなる扁平形アルカリ電池であって、前記正極合剤の含有する二酸化マンガンの比表面積が、15〜30m/gであることを特徴とするものである。 The flat alkaline battery of the present invention that has achieved the above object comprises a positive electrode comprising a molded body of a positive electrode mixture containing at least manganese dioxide, a negative electrode containing zinc particles or zinc alloy particles, a separator, and an alkaline electrolyte. A flat alkaline battery accommodated in a battery container comprising an outer can, a sealing plate and a resin gasket, wherein the specific surface area of manganese dioxide contained in the positive electrode mixture is 15 to 30 m 2 / g. It is characterized by.

なお、電池業界においては、高さより径の方が大きい扁平形電池をコイン形電池と呼んだり、ボタン形電池と呼んだりしているが、そのコイン形電池とボタン形電池との間に明確な差はなく、本発明の扁平形アルカリ電池には、コイン形電池、ボタン形電池のいずれもが含まれる。   In the battery industry, a flat battery with a diameter larger than the height is called a coin-type battery or a button-type battery, but there is a clear gap between the coin-type battery and the button-type battery. There is no difference, and the flat alkaline battery of the present invention includes both coin-type batteries and button-type batteries.

本発明によれば、高容量で、生産性に優れた扁平形アルカリ電池を提供することができる。   According to the present invention, a flat alkaline battery having a high capacity and excellent productivity can be provided.

本発明の扁平形アルカリ電池の一例を模式的に示す側面図である。It is a side view which shows typically an example of the flat alkaline battery of this invention. 図1に示す扁平形アルカリ電池の要部断面図である。It is principal part sectional drawing of the flat alkaline battery shown in FIG. 本発明の扁平形アルカリ電池の他の例を模式的に示す要部断面図である。It is principal part sectional drawing which shows typically the other example of the flat alkaline battery of this invention.

本発明の扁平形アルカリ電池に係る正極は、正極合剤の成形体からなるものであり、前記正極合剤は、二酸化マンガンを正極活物質として含有している。   The positive electrode according to the flat alkaline battery of the present invention is composed of a molded body of a positive electrode mixture, and the positive electrode mixture contains manganese dioxide as a positive electrode active material.

本発明では、正極合剤に係る二酸化マンガンに、比表面積が30m/g以下のものを使用する。アルカリ電池の正極活物質として使用されている二酸化マンガンは、例えば、特許文献1の比較例(段落[0061]表1)で使用されているもののように、通常、比表面積が、35m/g程度や、それによりも大きいものである。本発明の扁平形アルカリ電池では、通常のアルカリ電池で採用されている二酸化マンガンよりも比表面積の小さいものを使用して、正極合剤の成形体の体積あたりの容量を高め、高容量化を図っている。 In the present invention, manganese dioxide having a specific surface area of 30 m 2 / g or less is used as the manganese dioxide related to the positive electrode mixture. Manganese dioxide used as a positive electrode active material of an alkaline battery usually has a specific surface area of 35 m 2 / g, for example, as used in the comparative example (paragraph [0061] Table 1) of Patent Document 1. The degree and the larger. In the flat alkaline battery of the present invention, a battery having a specific surface area smaller than that of manganese dioxide employed in ordinary alkaline batteries is used to increase the capacity per volume of the molded body of the positive electrode mixture, thereby increasing the capacity. I am trying.

ただし、正極合剤に係る二酸化マンガンの比表面積が小さすぎると、二酸化マンガン粒子内の反応面積が減って、その反応性が低下する。よって、本発明における正極合剤に係る二酸化マンガンの比表面積は、15m/g以上であり、25m/g以上であることが好ましい。 However, if the specific surface area of manganese dioxide related to the positive electrode mixture is too small, the reaction area in the manganese dioxide particles decreases, and the reactivity decreases. Therefore, the specific surface area of manganese dioxide according to the positive electrode mixture in the present invention is 15 m 2 / g or more, and preferably 25 m 2 / g or more.

本明細書でいう二酸化マンガンの比表面積は、多分子層吸着の理論式であるBET式を用いて、表面積を測定、計算したもので、二酸化マンガンの表面と微細孔の比表面積である。具体的には、窒素吸着法による比表面積測定装置(Mountech社製「Macsorb HM modele−1201」)を用いて、BET比表面積として得た値である。   The specific surface area of manganese dioxide as used in the present specification is a specific surface area of the surface of manganese dioxide and fine pores, as measured and calculated using the BET equation, which is a theoretical formula for multi-layer adsorption. Specifically, it is a value obtained as a BET specific surface area using a specific surface area measuring device (“Macsorb HM model-1201” manufactured by Mounttech) by a nitrogen adsorption method.

前記特定の比表面積を有する二酸化マンガンは、例えば、電解法によって二酸化マンガンを合成する際の電解条件(電流値など)を調整することで製造することができる。   Manganese dioxide having the specific surface area can be produced, for example, by adjusting electrolysis conditions (such as current value) when synthesizing manganese dioxide by an electrolytic method.

正極合剤における前記二酸化マンガンの含有量は、電池の高容量化と生産性向上とを図る観点から、40質量%以上であることが好ましく、45質量%以上であることがより好ましい。なお、正極合剤には、後述するように導電助剤や酸化銀、銀−ニッケル複合酸化物などを含有させることが好ましく、正極合剤中の前記二酸化マンガンの量が多すぎると、これらの二酸化マンガン以外の成分の量が少なくなって、これらの使用による効果が十分に確保できない虞がある。よって、正極合剤における前記二酸化マンガンの含有量は、97質量%以下であることが好ましく、95質量%以下であることが更に好ましい。   The content of the manganese dioxide in the positive electrode mixture is preferably 40% by mass or more, and more preferably 45% by mass or more, from the viewpoint of increasing the battery capacity and improving the productivity. As described later, the positive electrode mixture preferably contains a conductive additive, silver oxide, silver-nickel composite oxide, etc. If the amount of the manganese dioxide in the positive electrode mixture is too large, The amount of components other than manganese dioxide decreases, and there is a possibility that the effects of using these cannot be sufficiently ensured. Therefore, the content of the manganese dioxide in the positive electrode mixture is preferably 97% by mass or less, and more preferably 95% by mass or less.

本発明に係る正極の正極合剤は、酸化銀(酸化第一銀、酸化第二銀など)を含有していることが好ましい。酸化銀も、二酸化マンガンと同様に正極活物質として機能する他、正極合剤の成形体の成形剤としても機能する。よって、正極合剤が酸化銀を含有している場合には、後述する樹脂製バインダーを用いなくても正極合剤の成形体の形状を良好に維持できるため、正極合剤には樹脂製バインダーを含有させなくてもよい。   The positive electrode mixture of the positive electrode according to the present invention preferably contains silver oxide (eg, silver oxide, silver oxide). Similarly to manganese dioxide, silver oxide functions as a positive electrode active material and also functions as a molding agent for a molded body of a positive electrode mixture. Therefore, when the positive electrode mixture contains silver oxide, the shape of the molded body of the positive electrode mixture can be maintained well without using a resin binder described later. May not be contained.

正極合剤に使用する酸化銀は、例えば、通常流通している径が0.1〜5μmの微粉末状のものでもよいが、このような微粉末の酸化銀を造粒して得られる顆粒状のものがより好ましい。顆粒状の酸化銀を用いると、微粉末の状態で用いた場合よりも抵抗が低くなるため、扁平形アルカリ電池の負荷特性をより向上させることができる。   The silver oxide used for the positive electrode mixture may be, for example, a fine powder having a diameter of 0.1 to 5 μm that is normally distributed. Granules obtained by granulating such fine powder of silver oxide The shape is more preferable. When granular silver oxide is used, the resistance is lower than when it is used in the form of fine powder, so that the load characteristics of the flat alkaline battery can be further improved.

顆粒状酸化銀の粒径としては、50μm以上であることが好ましく、75μm以上であることがより好ましく、また、500μm以下であることが好ましく、300μm以下であることがより好ましい。更に、顆粒状酸化銀のかさ密度は、1.5g/cm以上であることが好ましく、1.8g/cm以上であることがより好ましく、3.5g/cm以下であることが好ましく、2.6g/cm以下であることがより好ましい。このような形態の酸化銀であれば、粉末状のものに比較して流動性がよく、秤量性および成形性が向上し、抵抗が低下して反応性が向上するため、より負荷特性に優れたものとなり、また、製造される正極(ひいては扁平形アルカリ電池)個々の特性が安定化する。本明細書でいう顆粒状酸化銀の粒径は、Honeywell社製のマイクロトラック粒度分布計「9320−X100」を用いて、レーザー光の散乱により、粒子個数nおよび各粒子の直径dを測定し、算出した数平均粒子径である。また、本明細書でいう顆粒状酸化銀のかさ密度は、JIS R 1628に規定のかさ密度測定方法に準じて、所定量の顆粒状酸化銀を容器に入れ、かさ密度測定装置を用いて求めた値である。 The particle size of the granular silver oxide is preferably 50 μm or more, more preferably 75 μm or more, more preferably 500 μm or less, and even more preferably 300 μm or less. Furthermore, the bulk density of the granular silver oxide is preferably 1.5 g / cm 3 or more, more preferably 1.8 g / cm 3 or more, and preferably 3.5 g / cm 3 or less. More preferably, it is 2.6 g / cm 3 or less. Silver oxide in such a form has better fluidity than powdered ones, improves weighing and formability, lowers resistance and improves reactivity, and thus has better load characteristics. In addition, the individual characteristics of the manufactured positive electrode (and thus the flat alkaline battery) are stabilized. The particle size of granular silver oxide as used herein is determined by measuring the number of particles n and the diameter d of each particle by scattering of laser light using a microtrack particle size distribution meter “9320-X100” manufactured by Honeywell. The calculated number average particle diameter. Further, the bulk density of granular silver oxide referred to in the present specification is determined using a bulk density measuring device by placing a predetermined amount of granular silver oxide in a container in accordance with the bulk density measuring method specified in JIS R 1628. Value.

正極合剤に酸化銀を含有させる場合、正極合剤における酸化銀の含有量は、その使用による前記の効果をより良好に確保する観点から、2質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましい。ただし、前記の通り、酸化銀は二酸化マンガンよりも高価であるため、正極合剤における酸化銀の量を多くしすぎると、前記二酸化マンガンを使用することによる電池の生産性の向上効果が小さくなる虞がある。よって、正極合剤における酸化銀の含有量は、45質量%以下であることが好ましく、40質量%以下であることが更に好ましい。   In the case where silver oxide is contained in the positive electrode mixture, the content of silver oxide in the positive electrode mixture is preferably 2% by mass or more from the viewpoint of ensuring the above-mentioned effects better by its use. More preferably. However, as described above, silver oxide is more expensive than manganese dioxide. Therefore, if the amount of silver oxide in the positive electrode mixture is excessively increased, the effect of improving battery productivity by using the manganese dioxide is reduced. There is a fear. Therefore, the content of silver oxide in the positive electrode mixture is preferably 45% by mass or less, and more preferably 40% by mass or less.

また、本発明に係る正極の正極合剤は、銀−ニッケル複合酸化物を含有していることも好ましい。銀−ニッケル複合酸化物も、酸化銀と同様に、正極合剤の成形体の成形剤として機能する。よって、正極合剤が銀−ニッケル複合酸化物を含有している場合には、後述する樹脂製バインダーを用いなくても正極合剤の成形体の形状を良好に維持できるため、正極合剤には樹脂製バインダーを含有させなくてもよい。   Moreover, it is also preferable that the positive electrode mixture of the positive electrode according to the present invention contains a silver-nickel composite oxide. The silver-nickel composite oxide also functions as a molding agent for the molded product of the positive electrode mixture, like silver oxide. Therefore, when the positive electrode mixture contains a silver-nickel composite oxide, the shape of the molded body of the positive electrode mixture can be favorably maintained without using a resin binder described later. May not contain a resin binder.

また、銀−ニッケル複合酸化物は、水素ガスを吸収する機能を有している。例えば、後述するように、扁平形アルカリ電池の負極として使用される亜鉛粒子などには、環境負荷軽減の観点から、無水銀タイプのものを使用することが好ましいが、無水銀タイプの亜鉛粒子などを使用した電池では、内部で水素ガスが発生しやすく、これが電池の膨れの原因となる虞がある。しかし、銀−ニッケル複合酸化物を含有する正極合剤の成形体を有する扁平形アルカリ電池では、無水銀タイプの亜鉛粒子などを使用した場合でも、内部で発生する水素ガスを銀−ニッケル複合酸化物が吸収するため、かかる水素ガスに起因する電池の膨れの発生も良好に抑制できる。   The silver-nickel composite oxide has a function of absorbing hydrogen gas. For example, as will be described later, it is preferable to use anhydrous silver type zinc particles and the like used as the negative electrode of the flat alkaline battery from the viewpoint of reducing environmental load, but anhydrous silver type zinc particles and the like In the battery using the battery, hydrogen gas is likely to be generated inside, which may cause the battery to swell. However, in a flat alkaline battery having a positive electrode mixture molded body containing a silver-nickel composite oxide, even when anhydrous silver type zinc particles or the like are used, the hydrogen gas generated inside is silver-nickel composite oxide. Since the matter absorbs, the occurrence of battery swelling due to the hydrogen gas can be well suppressed.

銀−ニッケル複合酸化物としては、AgNiOや、一般式AgNiで表され、X/Yが1より大きく1.9以下であるものが挙げられる。これらの中でも、一般式AgNiで表され、X/Yが1より大きく1.9以下であるものがより好ましい。前記一般式で表される銀−ニッケル複合酸化物は、銀−ニッケル複合酸化物として汎用されているAgNiOよりもAgが結晶中に過剰に取り込まれている。そのため、AgNiOを用いる場合よりも、正極の導電性および成形性を向上させることができる。 Examples of the silver-nickel composite oxide include those represented by AgNiO 2 and the general formula Ag X Ni Y O 2 , wherein X / Y is greater than 1 and 1.9 or less. Among these, those represented by the general formula Ag X Ni Y O 2 and having X / Y greater than 1 and 1.9 or less are more preferable. In the silver-nickel composite oxide represented by the above general formula, Ag is excessively incorporated in the crystal than AgNiO 2 which is widely used as the silver-nickel composite oxide. Therefore, the conductivity and moldability of the positive electrode can be improved as compared with the case of using AgNiO 2 .

一般式AgNiで表され、X/Yが1より大きく1.9以下である銀−ニッケル複合酸化物は、例えば、無機酸のAg塩と無機酸のNi塩とを、酸化性のアルカリ水溶液中で反応させることにより製造することができる。 The silver-nickel composite oxide represented by the general formula Ag X Ni Y O 2 and having X / Y greater than 1 and 1.9 or less, for example, oxidizes Ag salt of inorganic acid and Ni salt of inorganic acid. It can manufacture by making it react in basic alkaline aqueous solution.

具体的には、例えば、無機酸のAg塩および無機酸のNi塩を、アルカリ金属の水酸化物と水中で中和反応させ、該中和反応前、該中和反応途中、または該中和反応後に、反応液中に酸化剤を添加して酸化処理を行う。酸化剤の添加は、前記の中和反応前、中和反応途中または中和反応後において、複数回行うことが好ましい。   Specifically, for example, an Ag salt of an inorganic acid and an Ni salt of an inorganic acid are neutralized with an alkali metal hydroxide in water, and before the neutralization reaction, during the neutralization reaction, or the neutralization reaction After the reaction, an oxidizing agent is added to the reaction solution to carry out an oxidation treatment. It is preferable to add the oxidizing agent a plurality of times before, during or after the neutralization reaction.

無機酸のAg塩としては、塩酸銀、硝酸銀、硫酸銀、リン酸銀などが挙げられる。また、無機酸のNi塩としては、塩酸ニッケル、硝酸ニッケル、硫酸ニッケル、リン酸ニッケルなどが挙げられる。更に、アルカリ金属の水酸化物としては、水酸化カリウム、水酸化ナトリウムなどが挙げられる。また、酸化剤としては、KMnO、K、NaOCl、Na、H、オゾンなどが挙げられる。 Examples of the inorganic acid Ag salt include silver hydrochloride, silver nitrate, silver sulfate, and silver phosphate. Examples of Ni salts of inorganic acids include nickel hydrochloride, nickel nitrate, nickel sulfate, and nickel phosphate. Further, examples of the alkali metal hydroxide include potassium hydroxide and sodium hydroxide. Examples of the oxidizing agent include KMnO 4 , K 2 S 2 O 8 , NaOCl, Na 2 S 2 O 8 , H 2 O 2 , and ozone.

前記の中和反応においては、反応液中のアルカリ度をより高くすることが好ましく、例えば、無機酸のAg塩中のAgのモル量と、無機酸のNi塩中のNiのモル量との合計量に対して、アルカリ金属の水酸化物のモル量を5倍程度とすることが望ましい。また、酸化剤の使用量は、酸化、すなわち金属イオンの価数変化に対して、等量以上とすることが好ましく、2倍等量程度とすることがより好ましい。   In the neutralization reaction, it is preferable to increase the alkalinity in the reaction solution. For example, the molar amount of Ag in the Ag salt of the inorganic acid and the molar amount of Ni in the Ni salt of the inorganic acid. The molar amount of the alkali metal hydroxide is preferably about 5 times the total amount. In addition, the amount of the oxidizing agent used is preferably equal to or greater than the oxidation, that is, the valence change of the metal ion, and more preferably about twice the equivalent.

中和反応および酸化処理時の温度は、例えば、室温から100℃の間(より好ましくは30〜50℃)とすることが好ましい。また、中和反応および酸化処理は、反応液を攪拌しながら行うことが好ましい。   The temperature during the neutralization reaction and oxidation treatment is preferably, for example, between room temperature and 100 ° C. (more preferably 30 to 50 ° C.). The neutralization reaction and the oxidation treatment are preferably performed while stirring the reaction solution.

酸化処理後は、生成した反応沈殿物を反応液から分離し、回収した反応沈殿物を水洗、乾燥して、必要に応じて解砕するなどし、前記一般式で表される銀−ニッケル複合酸化物を得る。   After the oxidation treatment, the generated reaction precipitate is separated from the reaction solution, and the collected reaction precipitate is washed with water, dried, crushed as necessary, etc., and the silver-nickel composite represented by the above general formula Obtain an oxide.

正極合剤に銀−ニッケル複合酸化物を含有させる場合、正極合剤における銀−ニッケル複合酸化物の含有量は、その使用による前記の効果をより良好に確保する観点から、2質量%以上であることが好ましく、3質量%以上であることがより好ましい。ただし、正極合剤における銀−ニッケル複合酸化物の量が多すぎると、前記二酸化マンガンを使用することによる電池の高容量化の効果が小さくなる虞がある。よって、正極合剤における銀−ニッケル複合酸化物の含有量は、5質量%以下であることが好ましく、4.5質量%以下であることが更に好ましい。   When the silver-nickel composite oxide is contained in the positive electrode mixture, the content of the silver-nickel composite oxide in the positive electrode mixture is 2% by mass or more from the viewpoint of ensuring the above-described effects better. It is preferable that the content is 3% by mass or more. However, if the amount of the silver-nickel composite oxide in the positive electrode mixture is too large, the effect of increasing the battery capacity by using the manganese dioxide may be reduced. Therefore, the content of the silver-nickel composite oxide in the positive electrode mixture is preferably 5% by mass or less, and more preferably 4.5% by mass or less.

また、本発明に係る正極の正極合剤は、導電助剤を含有していることが好ましい。導電助剤としては、例えば、カーボンブラック、グラファイト、黒鉛などの炭素質材料などが挙げられる。   In addition, the positive electrode mixture of the positive electrode according to the present invention preferably contains a conductive additive. Examples of the conductive aid include carbonaceous materials such as carbon black, graphite, and graphite.

正極合剤における導電助剤の含有量は、1質量%以上であることが好ましい。なお、正極合剤中の導電助剤量を前記のように多くすることで、正極(正極合剤の成形体)内での導電性を向上させて、電池の負荷特性をより高めることができるため、正極合剤における導電助剤の含有量は、3質量%以上であることがより好ましく、4質量%以上であることが更に好ましい。ただし、導電助剤として例えば炭素質材料を使用する場合、そのかさ密度が小さいため、これらをあまり多量に正極合剤に添加すると、正極活物質の充填量を高めることが困難となる。よって、正極合剤における導電助剤の含有量は、7質量%以下であることが好ましく、6質量%以下であることがより好ましい。   The content of the conductive additive in the positive electrode mixture is preferably 1% by mass or more. In addition, by increasing the amount of the conductive assistant in the positive electrode mixture as described above, the conductivity in the positive electrode (positive electrode mixture molded body) can be improved, and the load characteristics of the battery can be further improved. Therefore, the content of the conductive additive in the positive electrode mixture is more preferably 3% by mass or more, and further preferably 4% by mass or more. However, for example, when a carbonaceous material is used as the conductive assistant, its bulk density is small. Therefore, if these are added in a large amount to the positive electrode mixture, it becomes difficult to increase the filling amount of the positive electrode active material. Therefore, the content of the conductive additive in the positive electrode mixture is preferably 7% by mass or less, and more preferably 6% by mass or less.

また、本発明に係る正極の正極合剤には、成形体の形状維持などの観点から、樹脂製バインダーを含有させることもできる。樹脂製バインダーの具体例としては、例えば、ポリテトラフルオロエチレン、ポリフッ化ビニリデン、スチレンブタジエンゴムなどが挙げられる。   In addition, the positive electrode mixture of the positive electrode according to the present invention may contain a resin binder from the viewpoint of maintaining the shape of the molded body. Specific examples of the resin binder include polytetrafluoroethylene, polyvinylidene fluoride, styrene butadiene rubber, and the like.

正極合剤に樹脂製バインダーを使用する場合、正極合剤における樹脂製バインダーの含有量は、例えば、2〜7質量%とすることが好ましい。   When using a resin binder for the positive electrode mixture, the content of the resin binder in the positive electrode mixture is preferably 2 to 7% by mass, for example.

なお、前記の通り、正極合剤に酸化銀や銀−ニッケル複合酸化物を含有させる場合には、正極合剤に樹脂製バインダーを含有させてもよいが、酸化銀や銀−ニッケル複合酸化物が成形体の成形剤として機能するため、正極合剤に樹脂製バインダーを含有させなくてもよい。本発明に係る正極の正極合剤は、酸化銀と銀−ニッケル複合酸化物の両者を含有していることがより好ましい。   As described above, when the positive electrode mixture contains silver oxide or silver-nickel composite oxide, the positive electrode mixture may contain a resin binder, but silver oxide or silver-nickel composite oxide However, since it functions as a molding agent for the molded body, the positive electrode mixture may not contain a resin binder. The positive electrode mixture of the positive electrode according to the present invention more preferably contains both silver oxide and silver-nickel composite oxide.

正極合剤の成形体の密度は、3.2g/cm以上であることが好ましく、3.3g/cm以上であることがより好ましい。正極合剤の成形体の密度を前記のようにすることで、正極活物質をより多く充填して電池の容量を高めることができる。ただし、正極合剤の成形体の密度の増加に伴って、正極合剤の成形体中の空隙が少なくなってアルカリ電解液が浸透し難くなって電池の高容量化の効果が小さくなる虞があり、また、密度の大きな正極合剤の成形体は成形自体が困難となることから、正極合剤の成形体の密度は、7.0g/cm以下であることが好ましく、6.0g/cm以下であることがより好ましい。 The density of the molded body of the positive electrode mixture is preferably 3.2 g / cm 3 or more, and more preferably 3.3 g / cm 3 or more. By setting the density of the molded body of the positive electrode mixture as described above, the capacity of the battery can be increased by filling the positive electrode active material more. However, as the density of the molded body of the positive electrode mixture increases, the voids in the molded body of the positive electrode mixture may decrease and the alkaline electrolyte may not easily permeate, which may reduce the effect of increasing the battery capacity. In addition, since the molded body of the positive electrode mixture having a high density becomes difficult to mold itself, the density of the molded body of the positive electrode mixture is preferably 7.0 g / cm 3 or less, and 6.0 g / cm More preferably, it is not more than cm 3 .

正極合剤の成形体の密度は、投影機を用いて算出された正極合剤の成形体の面積と、マイクロメーターを用いて測定された正極合剤の成形体の厚みとから正極合剤の成形体の体積を算出し、この体積と別途測定しておいた正極合剤の成形体の質量とを用いて求められる。なお、扁平形アルカリ電池内の正極合剤の成形体の場合、電池内から正極合剤の成形体を取り出し、必要に応じて洗浄、乾燥などの工程を経てアルカリ電解液成分を除去して正極合剤の成形体の質量を測定し、前記の方法により密度を求める。   The density of the molded body of the positive electrode mixture is determined from the area of the molded body of the positive electrode mixture calculated using a projector and the thickness of the molded body of the positive electrode mixture measured using a micrometer. The volume of the molded body is calculated, and the volume is obtained using this volume and the mass of the molded body of the positive electrode mixture that has been separately measured. In the case of a molded body of a positive electrode mixture in a flat alkaline battery, the positive electrode mixture molded body is taken out from the battery, and if necessary, the alkaline electrolyte component is removed through a process such as washing and drying. The mass of the mixture compact is measured, and the density is determined by the above method.

正極は、正極活物質である前記二酸化マンガンおよび必要に応じて使用される前記の各成分などを混合して調製した正極合剤を、常法に従って加圧成形して製造することができる。   The positive electrode can be produced by pressure-molding a positive electrode mixture prepared by mixing the manganese dioxide, which is a positive electrode active material, and the above-described components used as necessary, according to a conventional method.

なお、この場合、以下の製法を採用することがより好ましい。まず、前記二酸化マンガンと必要に応じて使用される前記の各成分などとを乾式混合して正極合剤を調製し、これを常法に従い加圧成形する。次に得られた成形体を破砕処理してフレークなどの状態とし、これを更に常法に従って加圧成形して、正極を得る。このような製造方法によれば、正極合剤の成形体内での導電助剤の分散を良好にし、また、前記のような高密度の正極合剤の成形体とすることができる。   In this case, it is more preferable to employ the following manufacturing method. First, the manganese dioxide and the components used as necessary are dry-mixed to prepare a positive electrode mixture, which is pressure-molded according to a conventional method. Next, the obtained molded body is crushed to form a flake or the like, which is further pressure-molded according to a conventional method to obtain a positive electrode. According to such a manufacturing method, the dispersion of the conductive additive in the molded body of the positive electrode mixture can be improved, and a molded body of the high-density positive electrode mixture as described above can be obtained.

本発明に係る負極は、亜鉛粒子または亜鉛合金粒子(以下、両者を纏めて「亜鉛系粒子」という場合がある)を含有するものであり、これら粒子中の亜鉛が活物質として作用する。亜鉛合金粒子の合金成分としては、例えば、水銀(例えば、含有量が1〜5質量%)、インジウム(例えば、含有量が50〜500質量ppm)、ビスマス(例えば、含有量が50〜500質量ppm)などが挙げられる(残部は亜鉛および不可避不純物である)。負極の有する亜鉛系粒子は、1種単独でもよく、2種以上を有していてもよい。   The negative electrode according to the present invention contains zinc particles or zinc alloy particles (hereinafter sometimes collectively referred to as “zinc-based particles”), and zinc in these particles acts as an active material. As an alloy component of the zinc alloy particles, for example, mercury (for example, the content is 1 to 5 mass%), indium (for example, the content is 50 to 500 mass ppm), bismuth (for example, the content is 50 to 500 mass). ppm) and the like (the balance being zinc and inevitable impurities). The zinc-based particles possessed by the negative electrode may be one type alone or two or more types.

亜鉛系粒子としては、例えば、全粉末中、粒径が100〜200μmの粉末の割合が、50体積%以上、より好ましくは90体積%以上であるものが挙げられる。なお、ここでいう亜鉛などの粉末における粒径が100〜200μmの粉末の体積割合は、前述の「顆粒状酸化銀」の粒径測定法と同じ測定方法および測定装置で測定したものである。   Examples of the zinc-based particles include particles in which the ratio of powder having a particle size of 100 to 200 μm is 50% by volume or more, more preferably 90% by volume or more, in all powders. The volume ratio of the powder having a particle diameter of 100 to 200 μm in the powder of zinc or the like here is measured by the same measuring method and measuring apparatus as the above-mentioned “granular silver oxide” particle diameter measuring method.

負極に使用する亜鉛系粒子は、前記の形態を有していてもよいが、電池の負荷特性をより高める観点からは、例えば、全粒子のうち、200メッシュの篩い目を通過し得るものが、50質量%以上であることが好ましく、75質量%以上であることがより好ましく、90質量%以上であることが更に好ましく、95質量%以上であることが特に好ましい。このように、負極の有する亜鉛系粒子が小さい場合には、負極全体の比表面積を大きくできることから、負極での反応を効率よく進めることができ、電池の負荷特性(特に重負荷特性)が良好となる。   The zinc-based particles used for the negative electrode may have the above-mentioned form, but from the viewpoint of further improving the load characteristics of the battery, for example, among all the particles, those that can pass through a 200 mesh screen. 50% by mass or more, more preferably 75% by mass or more, still more preferably 90% by mass or more, and particularly preferably 95% by mass or more. As described above, when the zinc-based particles of the negative electrode are small, the specific surface area of the entire negative electrode can be increased, so that the reaction at the negative electrode can be advanced efficiently, and the load characteristics (particularly heavy load characteristics) of the battery are good. It becomes.

負極の有する亜鉛系粒子のサイズを小さくして、負極での反応効率をより高める観点からは、更に、負極の有する亜鉛系粒子のうち、330メッシュの篩い目を通過し得るものの割合が、30質量%以上であることが好ましく、50質量%以上であることがより好ましく、75質量%以上であることが更に好ましく、また、440メッシュの篩い目を通過し得るものの割合が、20質量%以上であることが好ましく、30質量%以上であることがより好ましく、50質量%以上であることが更に好ましい。なお、負極の有する亜鉛系粒子のサイズがあまりに小さすぎると、取り扱い性が低下するため、例えば、負極が有する亜鉛系粒子の最小サイズは、1μm程度であることが望ましい。   From the viewpoint of reducing the size of the zinc-based particles possessed by the negative electrode and further improving the reaction efficiency at the negative electrode, the proportion of the zinc-based particles possessed by the negative electrode that can pass through a 330 mesh screen is 30 It is preferably at least 50% by mass, more preferably at least 50% by mass, even more preferably at least 75% by mass, and the proportion of those that can pass through a 440 mesh screen is 20% by mass or more. Preferably, it is 30% by mass or more, and more preferably 50% by mass or more. In addition, since the handleability falls when the size of the zinc-based particle which the negative electrode has is too small, for example, the minimum size of the zinc-based particle which the negative electrode has is desirably about 1 μm.

また、亜鉛系粒子は、水銀を含有しないものや、鉛を含有しないものであることが、より好ましい。このような亜鉛系粒子を使用している電池であれば、例えば、口から飲み込み、一定時間体内を観察した後、体外に排出して取り出すタイプの内視鏡カメラの電源用途に用いた場合などに、人体内において電池内部の亜鉛などが漏れ出した場合においても、人体への悪影響を最小限に抑えることができ、また、電池の廃棄による環境汚染も抑制できる。   The zinc-based particles are more preferably those that do not contain mercury or those that do not contain lead. If it is a battery using such zinc-based particles, for example, when it is used for power supply of an endoscope camera of a type swallowed from the mouth, observed inside the body for a certain period of time, and then discharged out of the body In addition, even when zinc in the battery leaks into the human body, adverse effects on the human body can be minimized, and environmental pollution due to battery disposal can be suppressed.

負極には、例えば、前記の亜鉛系粒子の他に、必要に応じて添加されるゲル化剤(ポリアクリル酸ソーダ、カルボキシメチルセルロースなど)を含み、これにアルカリ電解液を加えることで構成される負極剤(ゲル状負極)が適用できる。負極中のゲル化剤の量は、例えば、0.5〜1.5質量%とすることが好ましい。   The negative electrode includes, for example, a gelling agent (polyacrylic acid soda, carboxymethyl cellulose, etc.) added as necessary in addition to the zinc-based particles, and is configured by adding an alkaline electrolyte thereto. A negative electrode agent (gelled negative electrode) can be applied. The amount of the gelling agent in the negative electrode is preferably 0.5 to 1.5% by mass, for example.

また、負極は、前記のようなゲル化剤を実質的に含有しない非ゲル状の負極とすることもできる(なお、非ゲル状負極の場合、亜鉛系粒子近傍に存在するアルカリ電解液が増粘しなければ構わないので、「ゲル化剤を実質的に含有しない」とは、アルカリ電解液の粘度への影響がない程度に含有していてもよい、という意味である)。ゲル状負極の場合には、亜鉛系粒子の近傍に、ゲル化剤と共にアルカリ電解液が存在しているが、ゲル化剤の作用によってこのアルカリ電解液が増粘しており、アルカリ電解液の移動、ひいてはアルカリ電解液中のイオンの移動が抑制されている。このため、負極での反応速度が抑えられ、これが電池の重負荷特性向上を阻害しているものと考えられる。これに対し、負極を非ゲル状として、亜鉛系粒子近傍に存在するアルカリ電解液の粘度を増大させずにアルカリ電解液中のイオンの移動速度を高く保つことで、負極での反応速度を高めて、重負荷特性の向上を図ることができる。   The negative electrode can also be a non-gelled negative electrode that does not substantially contain the gelling agent as described above (in the case of a non-gelled negative electrode, the alkaline electrolyte present in the vicinity of the zinc-based particles increases). Since it does not matter if it does not stick, “substantially does not contain a gelling agent” means that it may be contained to the extent that it does not affect the viscosity of the alkaline electrolyte). In the case of a gelled negative electrode, an alkaline electrolyte is present together with a gelling agent in the vicinity of the zinc-based particles, but this alkaline electrolyte is thickened by the action of the gelling agent, The movement, and hence the movement of ions in the alkaline electrolyte, is suppressed. For this reason, the reaction rate at the negative electrode is suppressed, which is considered to impede improvement of the heavy load characteristics of the battery. In contrast, the negative electrode is made non-gelled, and the reaction rate at the negative electrode is increased by keeping the ion migration rate in the alkaline electrolyte high without increasing the viscosity of the alkaline electrolyte present in the vicinity of the zinc-based particles. Thus, the heavy load characteristics can be improved.

本発明の扁平形アルカリ電池では、アルカリ性の水溶液からなる電解液、すなわちアルカリ電解液を使用する。アルカリとしては、アルカリ金属の水酸化物(水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、水酸化リチウムなど)などが好適に用いられ、水酸化カリウムが特に好ましい。電解液の濃度は、例えば、水酸化カリウムの水溶液の場合、水酸化カリウムが20質量%以上、より好ましくは30質量%以上であって、40質量%以下、より好ましくは38質量%以下であることが望ましく、水溶液の濃度をこのような値に調整することで、導電性に優れた電解液とすることができる。   In the flat alkaline battery of the present invention, an electrolytic solution composed of an alkaline aqueous solution, that is, an alkaline electrolytic solution is used. As the alkali, alkali metal hydroxides (sodium hydroxide, potassium hydroxide, lithium hydroxide, etc.) are preferably used, and potassium hydroxide is particularly preferred. For example, in the case of an aqueous solution of potassium hydroxide, the concentration of the electrolytic solution is 20% by mass or more, more preferably 30% by mass or more, and 40% by mass or less, more preferably 38% by mass or less. Desirably, by adjusting the concentration of the aqueous solution to such a value, an electrolytic solution having excellent conductivity can be obtained.

アルカリ電解液には、前記の各成分の他に、本発明の効果を損なわない範囲で、必要に応じて公知の各種添加剤を添加しても良い。例えば、負極に用いる亜鉛系粒子の腐食(酸化)を防止するために、酸化亜鉛を添加するなどしてもよい。   In addition to the above-described components, various known additives may be added to the alkaline electrolyte as necessary within a range not impairing the effects of the present invention. For example, zinc oxide may be added in order to prevent corrosion (oxidation) of the zinc-based particles used for the negative electrode.

本発明の扁平形アルカリ電池におけるセパレータについては特に制限はなく、例えば、ビニロンとレーヨンを主体とする不織布、ビニロン・レーヨン不織布(ビニロン・レーヨン混抄紙)、ポリアミド不織布、ポリオレフィン・レーヨン不織布、ビニロン紙、ビニロン・リンターパルプ紙、ビニロン・マーセル化パルプ紙などを用いることができる。また、親水処理された微孔性ポリオレフィンフィルム(微孔性ポリエチレンフィルムや微孔性ポリプロピレンフィルムなど)とセロファンフィルムとビニロン・レーヨン混抄紙のような吸液層(電解液保持層)とを積み重ねたものをセパレータとしてもよい。   The separator in the flat alkaline battery of the present invention is not particularly limited. For example, a nonwoven fabric mainly composed of vinylon and rayon, a vinylon / rayon nonwoven fabric (vinylon / rayon mixed paper), a polyamide nonwoven fabric, a polyolefin / rayon nonwoven fabric, a vinylon paper, Vinylon linter pulp paper, vinylon mercerized pulp paper, or the like can be used. A hydrophilic microporous polyolefin film (microporous polyethylene film, microporous polypropylene film, etc.), cellophane film, and liquid absorbing layer (electrolyte holding layer) such as vinylon / rayon mixed paper were stacked. It is good also as a separator.

本発明の扁平形アルカリ電池の構造を、図面を用いて説明する。図1は、本発明の扁平形アルカリ電池の一例を模式的に示す側面図であり、図2は、図1の要部断面図である。   The structure of the flat alkaline battery of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view schematically showing an example of a flat alkaline battery of the present invention, and FIG. 2 is a cross-sectional view of the main part of FIG.

図1および図2に示す扁平形アルカリ電池は、正極3およびセパレータ5を内填した外装缶1の開口部に、負極4を内填した封口板2が、断面L字状で環状の樹脂製ガスケット6を介して嵌合しており、外装缶1の開口端部が内方に締め付けられ、これにより樹脂製ガスケット6が封口板2に当接することで、外装缶1の開口部が封口されて電池内部が密閉構造となっている。すなわち、図1および図2に示す扁平形アルカリ電池では、外装缶1、封口板2および樹脂製ガスケット6からなる電池容器内の空間(密閉空間)に、正極3、負極4およびセパレータ5を含む発電要素が装填されており、更にアルカリ電解液(図示しない)が注入されている。そして、外装缶1は正極端子を兼ね、封口板2は負極端子を兼ねている。正極3は、前記の通り、活物質である二酸化マンガンと必要に応じて使用される前記の各成分などとを含む正極合剤の成形体である。また、負極4は、前記の通り、亜鉛系粒子を含むゲル状負極でもよく、また、亜鉛系粒子が粒子のままで存在するものでもよい。   The flat alkaline battery shown in FIGS. 1 and 2 is made of an annular resin having a sealing plate 2 having a negative electrode 4 embedded in an opening of an outer can 1 having a positive electrode 3 and a separator 5 embedded therein. The opening end of the outer can 1 is tightened inward through the gasket 6, and the resin gasket 6 contacts the sealing plate 2, thereby sealing the opening of the outer can 1. The inside of the battery has a sealed structure. That is, the flat alkaline battery shown in FIGS. 1 and 2 includes the positive electrode 3, the negative electrode 4, and the separator 5 in the space (sealed space) in the battery container including the outer can 1, the sealing plate 2, and the resin gasket 6. A power generation element is loaded, and an alkaline electrolyte (not shown) is further injected. The outer can 1 also serves as a positive terminal, and the sealing plate 2 also serves as a negative terminal. As described above, the positive electrode 3 is a molded body of a positive electrode mixture containing manganese dioxide, which is an active material, and the above-described components used as necessary. Further, as described above, the negative electrode 4 may be a gelled negative electrode containing zinc-based particles, or the zinc-based particles may be present as particles.

外装缶1には、例えば、鉄にニッケルメッキを施したものや、ステンレス鋼などが使用できる。   For the outer can 1, for example, iron plated with nickel or stainless steel can be used.

封口板2としては、例えば、負極4と接する面は銅または黄銅などの銅合金で構成され、その本体部分はステンレス鋼で構成され、外面側、すなわち、負極4と接する面と反対側の面はニッケルで構成されたものが好適である。この封口板2において、負極4と接する面を銅または銅合金で構成するのは、亜鉛との局部電池の形成を抑制するためであるが、本体部分をステンレス鋼で構成することや外面側をニッケルで構成することは必須ではなく、他の材料で構成してもよいし、負極4と接する面も亜鉛と局部電池を形成しないものであれば、銅または銅合金でなくてもよい。また、樹脂製ガスケット6としては、例えば、ナイロン66などを素材とするものが推奨される。   As the sealing plate 2, for example, the surface in contact with the negative electrode 4 is made of a copper alloy such as copper or brass, the main body portion is made of stainless steel, and the outer surface side, that is, the surface opposite to the surface in contact with the negative electrode 4. Is preferably composed of nickel. In this sealing plate 2, the surface in contact with the negative electrode 4 is made of copper or a copper alloy in order to suppress formation of a local battery with zinc. It is not essential to be composed of nickel, it may be composed of other materials, and the surface in contact with the negative electrode 4 may not be copper or a copper alloy as long as it does not form a local battery with zinc. As the resin gasket 6, for example, a material made of nylon 66 or the like is recommended.

本発明の扁平形アルカリ電池の平面視での形状は、円形でもよく、四角形(正方形・長方形)などの多角形であってもよい。また、多角形の場合には、その角を曲線状としていてもよい。   The shape of the flat alkaline battery of the present invention in plan view may be a circle or a polygon such as a quadrangle (square or rectangle). In the case of a polygon, the corner may be curved.

図3に、本発明の扁平形アルカリ電池の他の例を模式的に表した要部断面図を示す。図3の扁平形アルカリ電池では、外装缶1の内側底面と樹脂製ガスケット6との間に正極(正極合剤の成形体)3の外周部が配置された所謂底敷構造を採用している。   FIG. 3 is a cross-sectional view of a principal part schematically showing another example of the flat alkaline battery of the present invention. The flat alkaline battery of FIG. 3 employs a so-called bottom structure in which the outer peripheral portion of the positive electrode (positive electrode mixture molded body) 3 is disposed between the inner bottom surface of the outer can 1 and the resin gasket 6. .

図2に示す扁平形アルカリ電池では、樹脂製ガスケット6が外装缶1の底にまで到達している所謂中入れ構造を採用しているため、電池内容積のうち、発電に関与しない樹脂製ガスケット6の占有容積分が大きい。これに対し、図3に示す扁平形アルカリ電池では、底敷構造を採用することで、電池内における正極の充填量(正極活物質の充填量)をより高めており、これにより更なる高容量化を図ることができる。   The flat alkaline battery shown in FIG. 2 employs a so-called centering structure in which the resin gasket 6 reaches the bottom of the outer can 1. 6 occupied volume is large. In contrast, the flat alkaline battery shown in FIG. 3 employs a bottom structure to increase the filling amount of the positive electrode (filling amount of the positive electrode active material) in the battery, thereby further increasing the capacity. Can be achieved.

本発明の扁平形アルカリ電池は、従来から知られている扁平形アルカリ電池(二酸化マンガンや酸化銀を正極活物質とする扁平形電池)と同様の用途に適用することができる。   The flat alkaline battery of the present invention can be applied to the same applications as conventionally known flat alkaline batteries (flat batteries using manganese dioxide or silver oxide as a positive electrode active material).

以下、実施例に基づいて本発明を詳細に述べる。ただし、下記実施例は、本発明を制限するものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples. However, the following examples do not limit the present invention.

実施例1
BET比表面積が26m/gの二酸化マンガン65質量%と、顆粒化酸化第一銀33質量%と、黒鉛2質量%とを乾式混合して正極合剤とし、この正極合剤120mgを、充填密度3.95g/cmで、直径6.3mm、高さ0.98mmの円板状に加圧成形することによって、正極合剤の成形体を作製した。
Example 1
65% by mass of manganese dioxide having a BET specific surface area of 26 m 2 / g, 33% by mass of granulated primary silver oxide, and 2% by mass of graphite are dry-mixed to form a positive electrode mixture, and 120 mg of this positive electrode mixture is filled. A molded body of the positive electrode mixture was produced by pressure molding into a disk shape having a density of 3.95 g / cm 3 and a diameter of 6.3 mm and a height of 0.98 mm.

負極には、60メッシュの篩い目を通過し得る粒子の割合が100質量%で、平均粒径が150μmの、水銀を含有しない亜鉛粒子37mgを用いた。   As the negative electrode, 37 mg of mercury-free zinc particles having a ratio of particles that can pass through a 60-mesh sieve having a mass ratio of 100% by mass and an average particle size of 150 μm were used.

アルカリ電解液には、酸化亜鉛を5質量%溶解した36質量%水酸化カリウム水溶液を用いた。また、正極缶は、SUS319J1(クロム含量23質量%)を用いて作製した。更に負極端子板は、銅−ステンレス鋼−ニッケルクラッド板を用いて作製した。更に、セパレータには、株式会社ユアサメンブレンシステムの「YG9132」を用いた。このセパレータは、厚みが20μmのセロハンフィルムと、厚みが30μmのグラフトフィルムとを積層してなるものであり、該グラフトフィルムは、ポリエチレン主鎖にアクリル酸をグラフト共重合させた構造を有するグラフト共重合体で構成されている。また、電解液保持層として、厚みが200μmのビニロン−レーヨン混抄紙を用いた。セパレータおよび電解液保持層は、直径6.30mmの円形に打ち抜いて用いた。   As the alkaline electrolyte, a 36% by mass potassium hydroxide aqueous solution in which 5% by mass of zinc oxide was dissolved was used. Moreover, the positive electrode can was produced using SUS319J1 (chromium content 23 mass%). Furthermore, the negative electrode terminal plate was produced using a copper-stainless steel-nickel clad plate. Furthermore, “YG9132” from Yuasa Membrane System Co., Ltd. was used as the separator. This separator is formed by laminating a cellophane film having a thickness of 20 μm and a graft film having a thickness of 30 μm. The graft film has a structure in which a polyethylene main chain is graft copolymerized with acrylic acid. It is composed of a polymer. Further, a vinylon-rayon mixed paper having a thickness of 200 μm was used as the electrolytic solution holding layer. The separator and the electrolyte solution holding layer were used by punching into a circle having a diameter of 6.30 mm.

前記の正極合剤の成形体、負極、アルカリ電解液、外装缶、封口板、セパレータおよび電解液保持層を用い、更にナイロン66製の環状ガスケットを用いて、図3に示す構造で、外径6.8mm、厚さ2.6mmの扁平形アルカリ電池を作製した。   Using the molded body of the positive electrode mixture, the negative electrode, the alkaline electrolyte, the outer can, the sealing plate, the separator and the electrolytic solution holding layer, and further using the annular gasket made of nylon 66, the structure shown in FIG. A flat alkaline battery having a thickness of 6.8 mm and a thickness of 2.6 mm was produced.

実施例2
二酸化マンガン65質量%と、顆粒化酸化第一銀29質量%と、銀−ニッケル複合酸化物(AgNiO)4質量%と、黒鉛2質量%とを乾式混合して正極合剤とし、この正極合剤120mgを、充填密度3.88g/cm、直径6.3mm、高さ0.99mmの円板状に加圧成形することによって、正極合剤の成形体を作製した。
Example 2
65% by mass of manganese dioxide, 29% by mass of granulated primary silver oxide, 4% by mass of silver-nickel composite oxide (AgNiO 2 ), and 2% by mass of graphite were dry-mixed to form a positive electrode mixture. A molded body of the positive electrode mixture was produced by pressure-molding 120 mg of the mixture into a disk shape having a packing density of 3.88 g / cm 3 , a diameter of 6.3 mm, and a height of 0.99 mm.

そして、前記の正極合剤の成形体を用いた以外は、実施例1と同様にして扁平形アルカリ電池を作製した。   Then, a flat alkaline battery was produced in the same manner as in Example 1 except that the positive electrode mixture formed body was used.

比較例1
正極合剤に使用する二酸化マンガンを、BET比表面積が35m/gのものに変更した以外は、実施例1と同様にして正極合剤の成形体を作製し、この正極合剤の成形体を用いた以外は、実施例1と同様にして扁平形アルカリ電池を作製した。
Comparative Example 1
A molded product of the positive electrode mixture was produced in the same manner as in Example 1 except that the manganese dioxide used for the positive electrode mixture was changed to one having a BET specific surface area of 35 m 2 / g. A flat alkaline battery was produced in the same manner as in Example 1 except that was used.

比較例2
正極合剤に使用する二酸化マンガンを、BET比表面積が13m/gのものに変更した以外は、実施例1と同様にして正極合剤の成形体を作製し、この正極合剤の成形体を用いた以外は、実施例1と同様にして扁平形アルカリ電池を作製した。
Comparative Example 2
A molded product of the positive electrode mixture was produced in the same manner as in Example 1 except that the manganese dioxide used for the positive electrode mixture was changed to one having a BET specific surface area of 13 m 2 / g. A flat alkaline battery was produced in the same manner as in Example 1 except that was used.

実施例1、2および比較例1、2の扁平形アルカリ電池各10個について、20℃で、15kΩの抵抗値で終止電圧を1.2Vとして放電させて放電容量を測定した。そして、各実施例・比較例とも、10個の電池での放電容量の平均値を算出した。   For each of the 10 flat alkaline batteries of Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 and 2, the discharge capacity was measured by discharging at 20 ° C. with a resistance value of 15 kΩ and a final voltage of 1.2 V. And in each Example and the comparative example, the average value of the discharge capacity in 10 batteries was calculated.

これらの結果を表1に示す。なお、表1には、各実施例・比較例の電池10個における放電容量の最小値および最大値も併記する。   These results are shown in Table 1. In Table 1, the minimum value and the maximum value of the discharge capacity in 10 batteries of each example and comparative example are also shown.

Figure 2013120743
Figure 2013120743

表1に示す通り、適正な比表面積の二酸化マンガンを含有する正極合剤によって形成された成形体を有する実施例1、2の扁平形アルカリ電池は、比表面積が不適な二酸化マンガンを含有する正極合剤によって形成された成形体を有する比較例1、2の電池に比べて、放電容量が高い。   As shown in Table 1, the flat alkaline batteries of Examples 1 and 2 having a molded body formed of a positive electrode mixture containing manganese dioxide having an appropriate specific surface area are positive electrodes containing manganese dioxide having an inappropriate specific surface area. Compared with the batteries of Comparative Examples 1 and 2 having a molded body formed of a mixture, the discharge capacity is high.

また、実施例1の電池は、高価な酸化銀の使用量を低減しつつ前記のような高容量化を達成できており、生産コストが低く、高い生産性を有している。   In addition, the battery of Example 1 can achieve the high capacity as described above while reducing the amount of expensive silver oxide used, has a low production cost, and has high productivity.

1 外装缶
2 封口板
3 正極(正極合剤の成形体)
4 負極
5 セパレータ

DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Exterior can 2 Sealing plate 3 Positive electrode (molded body of positive electrode mixture)
4 Negative electrode 5 Separator

Claims (6)

少なくとも二酸化マンガンを含有する正極合剤の成形体からなる正極、亜鉛粒子または亜鉛合金粒子を含有する負極、セパレータおよびアルカリ電解液を、外装缶、封口板および樹脂製ガスケットからなる電池容器内に収容してなる扁平形アルカリ電池であって、
前記正極合剤の含有する二酸化マンガンの比表面積が、15〜30m/gであることを特徴とする扁平形アルカリ電池。
A positive electrode made of a molded product of a positive electrode mixture containing at least manganese dioxide, a negative electrode containing zinc particles or zinc alloy particles, a separator, and an alkaline electrolyte are accommodated in a battery container made of an outer can, a sealing plate, and a resin gasket. A flat alkaline battery,
The flat alkaline battery, wherein the specific surface area of manganese dioxide contained in the positive electrode mixture is 15 to 30 m 2 / g.
正極合剤における二酸化マンガンの含有量が、40質量%以上である請求項1に記載の扁平形アルカリ電池。   The flat alkaline battery according to claim 1, wherein the content of manganese dioxide in the positive electrode mixture is 40% by mass or more. 正極合剤は、酸化銀を更に含有している請求項1または2に記載の扁平形アルカリ電池。   The flat alkaline battery according to claim 1 or 2, wherein the positive electrode mixture further contains silver oxide. 正極合剤は、銀−ニッケル複合酸化物を更に含有している請求項1〜3のいずれかに記載の扁平形アルカリ電池。   The flat alkaline battery according to claim 1, wherein the positive electrode mixture further contains a silver-nickel composite oxide. 正極合剤の成形体の密度が、3.2〜7.0g/cmである請求項1〜4のいずれかに記載の扁平形アルカリ電池。 The flat alkaline battery according to any one of claims 1 to 4, wherein the density of the molded body of the positive electrode mixture is 3.2 to 7.0 g / cm 3 . 外装缶の内側内面と樹脂製ガスケットとの間に、正極合剤の成形体の外周部が配置されている請求項1〜5のいずれかに記載の扁平形アルカリ電池。
The flat alkaline battery according to any one of claims 1 to 5, wherein an outer peripheral portion of a molded body of the positive electrode mixture is disposed between the inner inner surface of the outer can and the resin gasket.
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Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS579060A (en) * 1980-06-17 1982-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Alkaline manganese battery
JPS5851476A (en) * 1981-09-19 1983-03-26 Hitachi Maxell Ltd Silver-oxide battery
JPS59148274A (en) * 1983-02-14 1984-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of silver oxide battery
EP1187236A2 (en) * 2000-09-08 2002-03-13 Sony Corporation Alkaline battery
JP2002093427A (en) * 2000-09-08 2002-03-29 Sony Corp Alkaline battery
US20020134964A1 (en) * 2001-01-23 2002-09-26 Christian Paul A. Battery cathode and method of manufacture therefor

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6863876B2 (en) * 2002-03-08 2005-03-08 The Gillette Company Manganese dioxide for alkaline cells
JP4425100B2 (en) * 2004-04-09 2010-03-03 日立マクセル株式会社 Alkaline battery
JP4222488B2 (en) * 2005-11-02 2009-02-12 日立マクセル株式会社 Alkaline battery
JP4560129B1 (en) * 2009-09-07 2010-10-13 パナソニック株式会社 Alkaline battery

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS579060A (en) * 1980-06-17 1982-01-18 Matsushita Electric Ind Co Ltd Alkaline manganese battery
JPS5851476A (en) * 1981-09-19 1983-03-26 Hitachi Maxell Ltd Silver-oxide battery
JPS59148274A (en) * 1983-02-14 1984-08-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd Manufacture of silver oxide battery
EP1187236A2 (en) * 2000-09-08 2002-03-13 Sony Corporation Alkaline battery
JP2002093427A (en) * 2000-09-08 2002-03-29 Sony Corp Alkaline battery
US20020134964A1 (en) * 2001-01-23 2002-09-26 Christian Paul A. Battery cathode and method of manufacture therefor
JP2005503641A (en) * 2001-01-23 2005-02-03 ザ ジレット カンパニー Battery positive electrode and manufacturing method thereof

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