JP2022163278A

JP2022163278A - 電池製造方法および電池

Info

Publication number: JP2022163278A
Application number: JP2021068119A
Authority: JP
Inventors: 秀典都築; Shusuke Tsuzuki; 繁之國谷; Shigeyuki Kuniya
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 2021-04-14
Filing date: 2021-04-14
Publication date: 2022-10-26

Abstract

【課題】中軽負荷での放電性能と重負荷での放電性能とのうちの一方を悪化させることなく、他方を向上させる。【解決手段】電池製造方法は、第１電解二酸化マンガンと第１黒鉛とを用いて第１造粒合剤を造粒すること（ステップＳ１～Ｓ９）と、第１電解二酸化マンガンと異なる第２電解二酸化マンガンと、第１黒鉛と異なる第２黒鉛とを用いて第２造粒合剤を造粒すること（ステップＳ１１～Ｓ１９）と、第１造粒合剤と第２造粒合剤とを混合することにより混合物を生成すること（ステップＳ２０）と、混合物を正極に成型加工することとを備えている。【選択図】図２

Description

本開示の技術は、電池製造方法および電池に関する。

正極と負極とが電解液に浸漬されているアルカリ乾電池が知られている。正極は、二酸化マンガンＭｎＯ_２と黒鉛Ｃとを含有する正極合剤が成形金型を用いて成型加工されることにより作製される。

特開２００７－２６９７９号公報特開平０１－２８１６７２号公報

アルカリ乾電池は、正極に特定の二酸化マンガンを使用したり、特定の黒鉛を使用したりすることにより、放電性能を向上させることができる（特許文献１、２）。しかしながら、アルカリ乾電池は、二酸化マンガンと黒鉛とに特定のものが使用されることにより、中軽負荷での放電性能を向上させると重負荷での放電性能が悪化し、重負荷での放電性能を向上させると中軽負荷での放電性能が悪化することがある。

開示の技術は、かかる点に鑑みてなされたものであって、中軽負荷での放電性能と重負荷での放電性能とのうちの一方を悪化させることなく、他方を向上させる電池製造方法および電池を提供することを目的とする。

本開示の一態様による電池製造方法は、第１電解二酸化マンガンと第１黒鉛とを用いて第１造粒合剤を造粒することと、前記第１電解二酸化マンガンと異なる第２電解二酸化マンガンと、前記第１黒鉛と異なる第２黒鉛とを用いて第２造粒合剤を造粒することと、前記第１造粒合剤と前記第２造粒合剤とが混合されることにより生成された混合物を正極に成型することとを備えている。

開示の電池製造方法および電池は、中軽負荷での放電性能と重負荷での放電性能とのうちの一方を悪化させることなく、他方を向上させることができる。

図１は、実施形態の電池を示す断面図である。図２は、実施形態の電池製造方法における正極合剤の作製を示すフローチャートである。

以下に、本願が開示する実施形態にかかる電池製造方法および電池について、図面を参照して説明する。なお、以下の記載により本開示の技術が限定されるものではない。また、以下の記載においては、同一の構成要素に同一の符号を付与し、重複する説明を省略する。

［実施形態の電池１］
実施形態の電池１は、いわゆるアルカリ電池であり、図１に示されているように、電池ケース２と正極３と負極５と集電棒６とセパレータ７とを備えている。図１は、実施形態の電池１を示す断面図である。電池ケース２は、正極缶１１と負極端子板１２と封口ガスケット１４とを備えている。正極缶１１は、金属に例示される導体から形成されている。正極缶１１は、有底円筒形に形成され、側面部分１５と底面部分１６とを備えている。側面部分１５は、円柱の側面に沿うように、屈曲した板から形成されている。底面部分１６は、円柱の一方の底面に沿うように配置されている。底面部分１６は、底面部分１６の縁が底面部分１６の一方の端に隣接するように、側面部分１５に一体に繋がっている。

底面部分１６の中央には、正極端子部分１７が形成されている。正極端子部分１７は、正極缶１１の内側から外側に向かって突出するように形成されている。正極缶１１には、開口部１８が形成されている。開口部１８は、側面部分１５のうちの円柱の他方の底面に対応する部位に形成されている。側面部分１５には、ビーディング部２１が形成されている。ビーディング部２１は、側面部分１５のうちの開口部１８の近傍に形成されている。ビーディング部２１は、側面部分１５のうちの開口部１８の近傍の一部の内径が小さくなるように、形成されている。

負極端子板１２は、金属に例示される導体から形成され、概ね円板状に形成されている。負極端子板１２は、正極缶１１の開口部１８を閉鎖するように、円柱の他方の底面に沿うように配置されている。電池ケース２の内部には、負極端子板１２が開口部１８を閉鎖することにより、正極缶１１と負極端子板１２とに囲まれる内部空間２３が形成されている。

封口ガスケット１４は、樹脂に例示される絶縁体から形成され、概ねリング状に形成されている。封口ガスケット１４は、負極端子板１２の縁を取り囲み、正極缶１１の開口部１８に配置されている。封口ガスケット１４は、負極端子板１２の縁と正極缶１１とに挟まれ、負極端子板１２の縁と正極缶１１との間に形成される隙間を塞いでいる。負極端子板１２は、封口ガスケット１４が負極端子板１２の縁と正極缶１１とに挟まれることにより、封口ガスケット１４を介して正極缶１１に固定されている。負極端子板１２は、封口ガスケット１４が負極端子板１２の縁と正極缶１１とに挟まれることにより、封口ガスケット１４を介して正極缶１１から電気的に絶縁されている。

正極３は、正極作用物質とバインダーと水酸化カリウム水溶液とから形成され、中空円筒形に形成されている。正極作用物質は、二酸化マンガンＭｎＯ_２と黒鉛Ｃとを含んでいる。バインダーは、たとえば、高分子化合物を含有し、粉体を互いに接着させて固形物に形成するものである。正極３は、電池ケース２の内部空間２３に配置され、正極作用物質が正極缶１１に電気的に接続されるように、正極缶１１の側面部分１５の内周面に密着している。負極５は、負極作用物質から形成され、ゲル状に形成されている。負極作用物質は、亜鉛合金粉と水酸化カリウム水溶液とを含んでいる。負極５は、電池ケース２の内部空間２３のうちの正極３の内側に配置されている。

集電棒６は、導体から形成され、棒状に形成されている。集電棒６は、側面部分１５が沿う円柱の中心軸に沿うように内部空間２３に配置されている。集電棒６は、さらに、負極５の負極作用物質に電気的に接続されるように、負極５に埋設されている。集電棒６は、さらに、封口ガスケット１４の中央を貫通している。集電棒６の一端は、集電棒６が負極端子板１２に電気的に接続されるように、負極端子板１２に接合されている。

セパレータ７は、ビニロンやパルプ等から形成されている。セパレータ７は、有底中空円筒形に形成され、側面部分２５と底面部分２６とを備えている。側面部分２５は、内部空間２３のうちの正極３と負極５との間に配置されている。底面部分２６は、内部空間２３のうちの負極５と正極缶１１の底面部分１６との間に配置されている。底面部分２６は、内部空間２３のうちの負極５が配置される領域が、内部空間２３のうちの正極３と正極缶１１とが配置される領域から隔てられるように、側面部分２５に一体に繋がっている。セパレータ７は、このように配置されることにより、正極３と負極５とを隔て、負極５と正極缶１１とを隔てている。負極５は、セパレータ７が正極３と負極５とを隔てていることにより、セパレータ７を介して正極３から電気的に絶縁され、セパレータ７が負極５と正極缶１１とを隔てていることにより、セパレータ７を介して正極缶１１から電気的に絶縁されている。電池１は、電解液をさらに備えている。電解液は、水酸化カリウムＫＯＨを含有する水溶液から形成されている。電解液は、正極３と負極５とが電解液に浸漬されるように、内部空間２３に配置され、セパレータ７に染み込み、正極３に染み込んでいる。

［実施形態の電池製造方法］
実施形態の電池製造方法は、電池１を製造する方法であり、正極合剤の作製と、正極の成型と、電池の組立とを備えている。図２は、実施形態の電池製造方法における正極合剤の作製を示すフローチャートである。正極合剤の作製では、２種類の電解二酸化マンガン（ＥＭＤ）と２種類の黒鉛（Ｇｒ）とバインダーと電解液とが準備される。２種類の電解二酸化マンガンは、第１電解二酸化マンガンと第２電解二酸化マンガンとから形成されている。第１電解二酸化マンガンと第２電解二酸化マンガンとは、それぞれ、粉体から形成されている。第２電解二酸化マンガンの比表面積は、第２電解二酸化マンガンの比表面積より小さい。比表面積は、たとえば、ＢＥＴ式（Ｂｒｕｎａｕｅｒ，ＥｍｍｅｔａｎｄＴｅｌｌｅｒ’ｓｅｑｕａｔｉｏｎ）を用いるＢＥＴ法で求めたＢＥＴ比表面積を示し、マイクロメリティックス社製自動比表面積測定装置ＧｅｍｉｎｉＶＩＩ２３９０ａにより測定される。または、第２電解二酸化マンガンの平均粒径は、第１電解二酸化マンガンの平均粒径より小さい。平均粒径は、たとえば、マイクロトラック社製ＨＲＡＸ－１００により測定される。

２種類の黒鉛は、第１黒鉛と第２黒鉛とから形成されている。第１黒鉛と第２黒鉛とは、それぞれ、粉体から形成されている。第２黒鉛の見掛密度は、第１黒鉛の見掛密度より大きい。見掛密度は、たとえば、ＪＩＳ（ＪａｐａｎｅｓｅＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＳｔａｎｄａｒｄｓ）規格ＪＩＳ－Ｚ－２５０４に規定される方法に準ずる方法により測定される。

第１電解二酸化マンガンからは、予め定められた量の第１電解二酸化マンガンが測り取られる（ステップＳ１）。第１黒鉛からは、予め定められた量の第１黒鉛が測り取られる（ステップＳ２）。バインダーからは、予め定められた量のバインダーが測り取られる（ステップＳ３）。その測り取られた第１電解二酸化マンガンと第１黒鉛とバインダーとは、乾式混合され（ステップＳ４）、その乾式混合により乾式混合物が生成される。

電解液からは、予め定められた量の電解液が測り取られる（ステップＳ５）。乾式混合物は、その測り取られた電解液が添加されて湿式混合され（ステップＳ６）、その湿式混合により湿式混合物が生成される。湿式混合物は、ロールプレス等で圧延され（ステップＳ７）、その圧延によりシート状の固形物が生成される。固形物は、粉砕されることにより造粒され（ステップＳ８）、その造粒により顆粒状の第１造粒合剤が生成される。第１造粒合剤は、篩い分けされ（ステップＳ９）、篩い分けにより第１篩い分け後造粒合剤が生成される。第１篩い分け後造粒合剤は、予め定められた細かい篩を通過しないで、予め定められた粗い篩を通過する粉体から形成されている。

第２電解二酸化マンガンからは、予め定められた量の第２電解二酸化マンガンが測り取られる（ステップＳ１１）。第２黒鉛からは、予め定められた量の第２黒鉛が測り取られる（ステップＳ１２）。バインダーからは、予め定められた量のバインダーが測り取られる（ステップＳ１３）。その測り取られた第２電解二酸化マンガンと第２黒鉛とバインダーとは、乾式混合され（ステップＳ１４）、その乾式混合により乾式混合物が生成される。

電解液からは、予め定められた量の電解液が測り取られる（ステップＳ１５）。乾式混合物は、その測り取られた電解液が添加されて湿式混合され（ステップＳ１６）、その湿式混合により湿式混合物が生成される。湿式混合物は、ロールプレス等で圧延され（ステップＳ１７）、その圧延によりシート状の固形物が生成される。固形物は、粉砕されることにより造粒され（ステップＳ１８）、その造粒により顆粒状の第２造粒合剤が生成される。第２造粒合剤は、篩い分けされ（ステップＳ１９）、その篩い分けにより第２篩い分け後造粒合剤が生成される。第２篩い分け後造粒合剤は、予め定められた細かい篩を通過しないで、予め定められた粗い篩を通過する粉体から形成されている。

第１篩い分け後造粒合剤からは、予め定められた量の第１篩い分け後造粒合剤が測り取られ、第２篩い分け後造粒合剤からは、予め定められた量の第２篩い分け後造粒合剤が測り取られる。その測り取られた第１篩い分け後造粒合剤と第２篩い分け後造粒合剤とは、混合され（ステップＳ２０）、その混合により正極合剤が生成される。正極の成型では、正極合剤の作製により作製された正極合剤が成型加工されることにより、正極３が作製される。その成型加工では、正極合剤が成形金型に流し込まれ、予め定められた成形圧が正極合剤に加えられた後に、作製された正極３が成形金型から取り出される。

電池の組立では、ビーディング部２１が形成される前の正極缶１１が準備され、セパレータ７が準備される。正極３は、正極３の外周面が正極缶１１に内周面に接触するように、正極缶１１の内部に挿入される。正極缶１１は、正極３が正極缶１１に挿入された後に、正極缶１１の開口部１８にビーディング部２１が形成されるように、加工される。正極３は、正極缶１１にビーディング部２１が形成されることにより、正極缶１１から抜け出ることが防止される。正極缶１１にビーディング部２１が形成された後に、セパレータ７が正極３の内側に挿入される。セパレータ７が正極３の内側に挿入された後に、電解液が正極３の内側に注入されてセパレータ７に染み込ませられる。このとき、電解液は、正極３にも染み込む。

電池の組立では、さらに、亜鉛合金粉と水酸化カリウム水溶液とを用いてゲル状の負極５が調製され、集電棒６と負極端子板１２と封口ガスケット１４とが準備される。負極５は、セパレータ７と正極３とに電解液が染み込んだ後に、セパレータ７の内側に注入される。負極５が注入された後に、負極端子板１２に接合された集電棒６が負極５に埋め込まれるように、かつ、負極端子板１２と封口ガスケット１４とが開口部１８を閉鎖するように、集電棒６と負極端子板１２と封口ガスケット１４とが正極缶１１に取り付けられる。集電棒６と負極端子板１２と封口ガスケット１４とが正極缶１１に取り付けられた後に、負極端子板１２の縁と正極缶１１との間に形成される隙間が封口ガスケット１４により封止されるように、正極缶１１の開口部１８の近傍の部分がかしめられる。正極缶１１がかしめられることにより、封口ガスケット１４が変形し、集電棒６と負極端子板１２と封口ガスケット１４とが正極缶１１に固定され、内部空間２３が外部から密閉され、電池１が作製される。

［電池１の評価試験］
実施形態の電池１の効果を確認するために、複数の電池試料が作製され、複数の電池試料の各々に複数の評価試験が実行されている。表１は、複数の電池試料に対応する複数の作製条件と複数の評価結果とを示している。

複数の電池試料は、比較例１の電池と比較例２の電池と比較例３の電池と実施例１の電池と実施例２の電池と実施例３の電池と実施例４の電池と実施例５の電池と実施例６の電池と実施例７の電池と実施例８の電池とを含んでいる。複数の電池試料の各々は、既述の電池製造方法に基づいて作製された複数の電池を含んでいる。

複数の電池試料は、作製条件が互いに異なるように、作製されている。作製条件は、第１比表面積と第１平均粒径と第１見掛密度と第２比表面積と第２平均粒径と第２見掛密度とにより示される。ある電池試料に対応する第１比表面積は、その電池試料の第１造粒合剤の調製で使用される第１電解二酸化マンガンの比表面積を示している。ある電池試料に対応する第１平均粒径は、その電池試料の第１造粒合剤の調製で使用される第１電解二酸化マンガンの平均粒径を示している。ある電池試料に対応する第１見掛密度は、その電池試料の第１造粒合剤の調製で使用される第１黒鉛の見掛密度を示している。ある電池試料に対応する第２比表面積は、その電池試料の第２造粒合剤の調製で使用される第２電解二酸化マンガンの比表面積を示している。ある電池試料に対応する第２平均粒径は、その電池試料の第２造粒合剤の調製で使用される第２電解二酸化マンガンの平均粒径を示している。ある電池試料に対応する第２見掛密度は、その電池試料の第２造粒合剤の調製で使用される第２黒鉛の見掛密度を示している。

複数の電池試料は、その作製条件が互いに異なること以外は、互いに同様に作製されている。すなわち、複数の電池試料は、さらに、正極合剤の作製で、第１造粒合剤の配合仕様と、第２造粒合剤の配合仕様と、正極合剤の配合仕様とが同一になるように、作製されている。第１造粒合剤の配合仕様は、第１造粒合剤に形成される第１電解二酸化マンガンと第１黒鉛とバインダーと電解液との量の比率を示している。第２造粒合剤の配合仕様は、第２造粒合剤に形成される第２電解二酸化マンガンと第２黒鉛とバインダーと電解液との量の比率を示している。正極合剤の配合仕様は、正極合剤に形成される第１造粒合剤と第２造粒合剤との量の比率を示している。

複数の電池試料は、さらに、正極３の成型加工で、電池サイズがＬＲ６になるように、かつ、成形圧と正極高さとが同一になるように、正極３が作製されている。すなわち、正極３の成型加工では、成形加工された正極３の高さが正極高さに等しくなるように逆算された量の正極合剤が成形金型に流し込まれ、予め定められた成形圧が正極合剤に加えられた後に、作製された正極３が成形金型から取り出される。複数の電池試料は、さらに、電池の組立で、電池サイズがＬＲ６になるように、集電棒６とセパレータ７と正極缶１１と負極端子板１２と封口ガスケット１４とが作製されている。電池の組立では、さらに、電解液は、電解液がセパレータ７と正極３とに吸液される量だけ注液されている。

比較例１の電池の正極３は、１種類の電解二酸化マンガンと１種類の黒鉛とが使用されて調製された１種類の造粒合剤から作製されている。このため、比較例１の電解二酸化マンガンの第１比表面積は、その１種類の電解二酸化マンガンの比表面積を示し、３５ｍ^２／ｇを示している。比較例１の電解二酸化マンガンの第１平均粒径は、その１種類の電解二酸化マンガンの平均粒径を示し、４０μｍを示している。比較例１の黒鉛の第１見掛密度は、その１種類の黒鉛の見掛密度を示し、０．０８ｇ／ｃｍ^３を示している。言い換えると、比較例１の電池の第２造粒合剤は、比較例１の電池の第１造粒合剤と同様に形成されている。このとき、比較例１の電池の第２比表面積と第２平均粒径と第２見掛密度とは、比較例１の電池の第１比表面積と第１平均粒径と第１見掛密度とにそれぞれ等しい。

比較例２の電池の正極３は、１種類の電解二酸化マンガンと１種類の黒鉛とが使用されて調製された１種類の造粒合剤から作製されている。このため、比較例２の電解二酸化マンガンの第１比表面積は、その１種類の電解二酸化マンガンの比表面積を示し、２７ｍ^２／ｇを示している。比較例２の電解二酸化マンガンの第１平均粒径は、その１種類の電解二酸化マンガンの平均粒径を示し、４０μｍを示している。比較例２の黒鉛の第１見掛密度は、その１種類の黒鉛の見掛密度を示し、０．０８ｇ／ｃｍ^３を示している。言い換えると、比較例２の電池の第２造粒合剤は、比較例２の電池の第１造粒合剤と同様に形成されている。このとき、比較例２の第２電解二酸化マンガンの第２比表面積と第２平均粒径と第２見掛密度とは、比較例２の電池の第１比表面積と第１平均粒径と第１見掛密度とにそれぞれ等しい。

比較例３の電池の正極３は、１種類の電解二酸化マンガンと１種類の黒鉛とが使用されて調製された１種類の造粒合剤から作製されている。このため、比較例３の電解二酸化マンガンの第１比表面積は、その１種類の電解二酸化マンガンの比表面積を示し、２７ｍ^２／ｇを示している。比較例３の電解二酸化マンガンの第１平均粒径は、その１種類の電解二酸化マンガンの平均粒径を示し、４０μｍを示している。比較例３の黒鉛の第１見掛密度は、その１種類の黒鉛の見掛密度を示し、０．０２ｇ／ｃｍ^３を示している。言い換えると、比較例３の電池の第２造粒合剤は、比較例３の電池の第１造粒合剤と同様に形成されている。このとき、比較例３の電池の第２比表面積と第２平均粒径と第２見掛密度とは、比較例３の電池の第１比表面積と第１平均粒径と第１見掛密度とにそれぞれ等しい。

実施例１の電池の第１比表面積は、２３ｍ^２／ｇを示している。実施例１の電池の第１平均粒径は、４０μｍを示している。実施例１の電池の第１見掛密度は、０．００５ｇ／ｃｍ^３を示している。実施例１の電池の第２比表面積は、３０ｍ^２／ｇを示している。実施例１の電池の第２平均粒径は、４０μｍを示している。実施例１の電池の第２見掛密度は、０．０５ｇ／ｃｍ^３を示している。

実施例２の電池の第１比表面積は、２５ｍ^２／ｇを示している。実施例２の電池の第１平均粒径は、４０μｍを示している。実施例２の電池の第１見掛密度は、０．０１ｇ／ｃｍ^３を示している。実施例２の電池の第２比表面積は、３３ｍ^２／ｇを示している。実施例２の電池の第２平均粒径は、４０μｍを示している。実施例２の電池の第２見掛密度は、０．０６ｇ／ｃｍ^３を示している。

実施例３の電池の第１比表面積は、３０ｍ^２／ｇを示している。実施例３の電池の第１平均粒径は、４０μｍを示している。実施例３の電池の第１見掛密度は、０．０５ｇ／ｃｍ^３を示している。実施例３の電池の第２比表面積は、３８ｍ^２／ｇを示している。実施例３の電池の第２平均粒径は、４０μｍを示している。実施例３の電池の第２見掛密度は、０．１５ｇ／ｃｍ^３を示している。

実施例４の電池の第１比表面積は、３３ｍ^２／ｇを示している。実施例４の電池の第１平均粒径は、４０μｍを示している。実施例４の電池の第１見掛密度は、０．０６ｇ／ｃｍ^３を示している。実施例４の電池の第２比表面積は、４０ｍ^２／ｇを示している。実施例４の電池の第２平均粒径は、４０μｍを示している。実施例４の電池の第２見掛密度は、０．２ｇ／ｃｍ^３を示している。

実施例５の電池の第１比表面積は、３５ｍ^２／ｇを示している。実施例５の電池の第１平均粒径は、３３μｍを示している。実施例５の電池の第１見掛密度は、０．００５ｇ／ｃｍ^３を示している。実施例５の電池の第２比表面積は、３５ｍ^２／ｇを示している。実施例５の電池の第２平均粒径は、４５μｍを示している。実施例５の電池の第２見掛密度は、０．０５ｇ／ｃｍ^３を示している。

実施例６の電池の第１比表面積は、３５ｍ^２／ｇを示している。実施例６の電池の第１平均粒径は、３５μｍを示している。実施例６の電池の第１見掛密度は、０．０１ｇ／ｃｍ^３を示している。実施例６の電池の第２比表面積は、３５ｍ^２／ｇを示している。実施例６の電池の第２平均粒径は、４６μｍを示している。実施例６の電池の第２見掛密度は、０．０６ｇ／ｃｍ^３を示している。

実施例７の電池の第１比表面積は、３５ｍ^２／ｇを示している。実施例７の電池の第１平均粒径は、４５μｍを示している。実施例７の電池の第１見掛密度は、０．０５ｇ／ｃｍ^３を示している。実施例７の電池の第２比表面積は、３５ｍ^２／ｇを示している。実施例７の電池の第２平均粒径は、５５μｍを示している。実施例７の電池の第２見掛密度は、０．１５ｇ／ｃｍ^３を示している。

実施例８の電池の第１比表面積は、３５ｍ^２／ｇを示している。実施例８の電池の第１平均粒径は、４６μｍを示している。実施例８の電池の第１見掛密度は、０．０６ｇ／ｃｍ^３を示している。実施例８の電池の第２比表面積は、３５ｍ^２／ｇを示している。実施例８の電池の第２平均粒径は、５８μｍを示している。実施例８の電池の第２見掛密度は、０．２ｇ／ｃｍ^３を示している。

複数の評価結果は、複数の盛込み重量評価結果と複数の第１放電試験結果と複数の第２放電試験結果とを含んでいる。複数の盛込み重量は、複数の電池試料に対応している。複数の盛込み重量のうちのある電池試料に対応する盛込み重量は、その電池試料の正極３の重量を示し、その電池試料の正極３を比較例１の電池の正極３の重量で除算した値に１００を乗算した値を示している。複数の盛込み重量は、盛込み重量の値が大きい電池試料ほど正極３に含まれる二酸化マンガンの量と黒鉛の量とが多いことを示し、盛込み重量の値が大きい電池試料ほど正極３の充填性が良好であることを示している。電池１は、正極３の充填性が良好である電池試料ほど正極３に染み込む電解液の量が小さく、正極３の電解液に対する吸液性が悪い。

複数の盛込み重量は、比較例２の電池の盛込み重量が比較例１の電池の盛込み重量より大きいことを示し、正極３に用いられる電解二酸化マンガンの比表面積が小さい電池ほど正極３の充填性がより良好であることを示している。複数の盛込み重量は、さらに、比較例２の電池の盛込み重量が比較例３の電池の盛込み重量より大きいことを示し、正極３に用いられる黒鉛の見掛密度が大きい電池ほど正極３の充填性がより良好であることを示している。

複数の盛込み重量は、さらに、実施例１～８の電池の正極３の充填性が、比較例３の電池の正極３の充填性に等しく、または、比較例３の電池の正極３の充填性より良好であることを示している。複数の盛込み重量は、さらに、実施例２～４、６～８の電池の正極３の充填性が、比較例１の電池の正極３の充填性より良好であることを示している。複数の盛込み重量は、さらに、実施例８の電池の正極３の充填性が、比較例２の電池の正極３の充填性より良好であることを示している。

複数の第１放電試験結果は、複数の電池試料に対応している。複数の第１放電試験結果のうちのある電池試料に対応する第１放電試験結果は、その電池試料に対して第１放電試験が実行されることにより導出された結果を示している。ある電池試料に対して実行される第１放電試験では、その電池試料の電池電圧が終止電圧０．９Ｖより小さくなるまで、１時間の放電期間が毎日設けられ、放電時間が導出される。１時間の放電期間では、その電池試料が１００ｍＡの定電流で放電されるように、その電池試料に負荷に電気的に接続される。１日のうちの１時間の放電期間を除く期間では、その電池試料が放電されないように、その電池試料が負荷から電気的に絶縁される。放電時間は、その電池試料の電池電圧が終止電圧０．９Ｖより小さくなる前に、その電池試料が放電していた時間を示している。複数の第１放電試験結果のうちのある電池試料に対応する第１放電試験結果は、その電池試料として作製された９つの電池の放電時間の平均を、比較例１の電池として作製された９つの電池の放電時間の平均で除算した値に１００を乗算した値を示している。複数の第１放電試験結果は、第１放電試験結果が大きい電池試料ほど中軽負荷での放電性能が良好であることを示している。

複数の第１放電試験結果は、比較例２の電池の第１放電試験結果が比較例１の電池の第１放電試験結果より大きいことを示し、正極３に用いられる電解二酸化マンガンの比表面積が小さい電池ほど中軽負荷での放電性能がより良好であることを示している。複数の第１放電試験結果は、比較例２の電池の第１放電試験結果が比較例１の電池の第１放電試験結果より大きいことを示し、正極３に用いられる黒鉛の見掛密度が大きい電池ほど中軽負荷での放電性能がより良好であることを示している。

複数の第１放電試験結果は、実施例１～８の電池の第１放電試験結果が比較例３の電池の第１放電試験結果に等しく、または、比較例３の電池の第１放電試験結果より大きいことを示している。複数の第１放電試験結果は、さらに、実施例２～４、６～８の電池の第１放電試験結果が比較例１の電池の第１放電試験結果より大きいことを示している。複数の第１放電試験結果は、さらに、実施例７の電池の第１放電試験結果が比較例１～３の電池の第１放電試験結果より大きいことを示している。

また、複数の第１放電試験結果と複数の盛込み重量評価結果とは、正極３の充填性が良好である電池ほど中軽負荷での放電性能が良好であることを示している。

複数の第２放電試験結果は、複数の電池試料に対応している。複数の第２放電試験結果のうちのある電池試料に対応する第２放電試験結果は、その電池試料に対して第２放電試験が実行されることにより導出された結果を示している。ある電池試料に対して実行される第２放電試験では、その電池試料の電池電圧が終止電圧１．１Ｖより小さくなるまで、８時間の放電試験が毎日繰り返し実行され、放電時間が導出される。８時間の放電試験では、１時間の放電パターンが８回繰り返し実行される。１時間の放電パターンは、２分間の放電期間を含んでいる。２分間の放電時間では、その電池試料が７５０ｍＡの定電流で連続的に放電されるように、その電池試料に負荷に電気的に接続される。第２放電試験が実行されている期間のうちの２分間の放電時間を除く休止期間では、その電池試料が放電されないように、その電池試料が負荷から電気的に絶縁される。放電時間は、その電池試料の電池電圧が終止電圧１．１Ｖより小さくなる前に、その電池試料が放電していた時間を示している。複数の第２放電試験結果のうちのある電池試料に対応する第２放電試験結果は、その電池試料として作製された９つの電池の放電時間の平均を、比較例１の電池として作製された９つの電池の放電時間の平均で除算した値に１００を乗算した値を示している。複数の第２放電試験結果は、第２放電試験結果が大きい電池試料ほど重負荷での放電性能が良好であることを示している。

複数の第２放電試験結果は、比較例１の電池の第２放電試験結果が比較例２の電池の第２放電試験結果より大きいことを示し、正極３に用いられる電解二酸化マンガンの比表面積が大きい電池ほど重負荷での放電性能がより良好であることを示している。複数の第２放電試験結果は、比較例３の電池の第２放電試験結果が比較例２の電池の第２放電試験結果より大きいことを示し、正極３に用いられる黒鉛の見掛密度が小さい電池ほど重負荷での放電性能がより良好であることを示している。

複数の第１放電試験結果と複数の第２放電試験結果とは、比較例１の電池の中軽負荷での放電性能が比較例２の電池より良好であることを示しているものの、比較例１の電池の重負荷での放電性能が比較例２の電池より悪いことを示している。すなわち、複数の第１放電試験結果と複数の第２放電試験結果とは、第２造粒合剤が第１造粒合剤と同様に形成されているときに、電池の中軽負荷での放電性能を向上させると電池の重負荷での放電性能が悪化することがあることを示している。

複数の第１放電試験結果と複数の第２放電試験結果とは、さらに、比較例３の電池の重負荷での放電性能が比較例２の電池より良好であることを示しているものの、比較例３の電池の中軽負荷での放電性能が比較例２の電池より悪いことを示している。すなわち、複数の第１放電試験結果と複数の第２放電試験結果とは、第２造粒合剤が第１造粒合剤と同様に形成されているときに、電池の重負荷での放電性能を向上させると電池の中軽負荷での放電性能が悪化することがあることを示している。

複数の第１放電試験結果と複数の第２放電試験結果とは、さらに、実施例１～３の電池の中軽負荷での放電性能と重負荷での放電性能との両方が比較例３の電池より良好であることを示している。すなわち、複数の第１放電試験結果と複数の第２放電試験結果とは、第２比表面積が第１比表面積と異なり、第２見掛密度が第１見掛密度と異ななるときに、中軽負荷での放電性能を悪化させることなく、重負荷での放電性能を向上させることができることを示している。

複数の第１放電試験結果と複数の第２放電試験結果とは、さらに、実施例４の電池の中軽負荷での放電性能が比較例２の電池と等しく、実施例４の電池の重負荷での放電性能との両方が比較例２の電池より良好であることを示している。すなわち、複数の第１放電試験結果と複数の第２放電試験結果とは、第２比表面積が第１比表面積と異なり、第２見掛密度が第１見掛密度と異ななるときに、重負荷での放電性能を悪化させることなく、中軽負荷での放電性能を向上させることができることを示している。

複数の第１放電試験結果と複数の第２放電試験結果とは、さらに、実施例５～７の電池の中軽負荷での放電性能と重負荷での放電性能との両方が比較例３の電池より良好であることを示している。すなわち、複数の第１放電試験結果と複数の第２放電試験結果とは、第２平均粒径が第１平均粒径と異なり、第２見掛密度が第１見掛密度と異ななるときに、中軽負荷での放電性能を悪化させることなく、重負荷での放電性能を向上させることができることを示している。

複数の第１放電試験結果と複数の第２放電試験結果とは、さらに、実施例８の電池の中軽負荷での放電性能が比較例２の電池と等しく、実施例４の電池の重負荷での放電性能との両方が比較例２の電池より良好であることを示している。すなわち、複数の第１放電試験結果と複数の第２放電試験結果とは、第２平均粒径が第１平均粒径と異なり、第２見掛密度が第１見掛密度と異ななるときに、重負荷での放電性能を悪化させることなく、中軽負荷での放電性能を向上させることができることを示している。

複数の第１放電試験結果は、実施例１の電池の中軽負荷での放電性能が比較例１の電池の中軽負荷での放電性能より悪く、実施例２～４の電池の中軽負荷での放電性能が比較例１の電池の中軽負荷での放電性能より良好であることを示している。すなわち、複数の第１放電試験結果は、電解二酸化マンガンの比表面積が２５ｍ^２／ｇ以上であること、または、黒鉛の見掛密度が０．０１ｇ／ｃｍ^３以上であることが、電池１の中軽負荷での放電性能の点で好ましいことを示している。

複数の第１放電試験結果は、実施例５の電池の中軽負荷での放電性能が比較例１の電池の中軽負荷での放電性能より悪く、実施例６～８の電池の中軽負荷での放電性能が比較例１の電池の中軽負荷での放電性能より良好であることを示している。すなわち、複数の第１放電試験結果は、電解二酸化マンガンの平均粒径が３５μｍ以上であること、または、黒鉛の見掛密度が０．０１ｇ／ｃｍ^３以上であることが、電池の中軽負荷での放電性能の点で好ましいことを示している。

複数の第１放電試験結果は、実施例４の電池の重負荷での放電性能が比較例１の電池の重負荷での放電性能より悪く、実施例１～３の電池の重負荷での放電性能が比較例１の電池の重負荷での放電性能より良好であることを示している。すなわち、複数の第１放電試験結果は、電解二酸化マンガンの比表面積が３８ｍ^２／ｇ以下であること、または、黒鉛の見掛密度が０．１５ｇ／ｃｍ^３以下であることが、電池の重負荷での放電性能の点で好ましいことを示している。

複数の第１放電試験結果は、実施例８の電池の重負荷での放電性能が比較例１の電池の重負荷での放電性能より悪く、実施例５～７の電池の重負荷での放電性能が比較例１の電池の重負荷での放電性能より良好であることを示している。すなわち、複数の第１放電試験結果は、電解二酸化マンガンの平均粒径が５５μｍ以下であること、または、黒鉛の見掛密度が０．１５ｇ／ｃｍ^３以下であることが、電池の中軽負荷での放電性能の点で好ましいことを示している。

［実施形態の電池製造方法の効果］
実施形態の電池製造方法は、第１電解二酸化マンガンと第１黒鉛とを用いて第１造粒合剤を造粒することと、第１電解二酸化マンガンと異なる第２電解二酸化マンガンと、第１黒鉛と異なる第２黒鉛とを用いて第２造粒合剤を造粒することと、第１造粒合剤と第２造粒合剤とが混合されることにより生成された混合物を正極３に成型加工することとを備えている。実施形態の電池製造方法は、別途に作製された第１造粒合剤と第２造粒合剤との混合物から正極３が作製されていることにより、電池１の中軽負荷での放電性能と重負荷での放電性能とのうちの一方を悪化させることなく、他方を向上させることができる。

また、実施形態の電池製造方法における第２電解二酸化マンガンの比表面積は、第１電解二酸化マンガンの比表面積より大きく、または、第２電解二酸化マンガンの平均粒径は、第１電解二酸化マンガンの平均粒径より大きい。このとき、第２黒鉛の見掛密度は、第１黒鉛の見掛密度より大きいことが好ましい。

また、実施形態の電池製造方法における第１電解二酸化マンガンの比表面積は、２５ｍ^２／ｇ以上であり、かつ、３０ｍ^２／ｇ以下である。第２電解二酸化マンガンの比表面積は、３３ｍ^２／ｇ以上であり、かつ、３８ｍ^２／ｇ以下である。実施形態の電池製造方法は、第１電解二酸化マンガンの比表面積が２５ｍ^２／ｇ以上であることにより、電池１の電池１の中軽負荷での放電性能の悪化をより抑制することができる。実施形態の電池製造方法は、第１電解二酸化マンガンの比表面積が３８ｍ^２／ｇ以下であることにより、電池１の重負荷での放電性能の悪化をより抑制することができる。

また、実施形態の電池製造方法における第１電解二酸化マンガンの平均粒径は、３５μｍ以上であり、かつ、４５μｍ以下である。第２電解二酸化マンガンの平均粒径は、４６μｍ以上であり、かつ、５５μｍ以下である。実施形態の電池製造方法は、第１電解二酸化マンガンの平均粒径が３５μｍ以上であることにより、電池１の電池１の中軽負荷での放電性能の悪化をより抑制することができる。実施形態の電池製造方法は、第１電解二酸化マンガンの平均粒径が５５μｍ以下であることにより、電池１の電池１の重負荷での放電性能の悪化をより抑制することができる。

また、実施形態の電池製造方法における第１黒鉛の見掛密度は、０．０１ｇ／ｃｍ^３以上であり、かつ、０．０５ｇ／ｃｍ^３以下である。第２黒鉛の見掛密度は、０．０６ｇ／ｃｍ^３以上であり、かつ、０．１５ｇ／ｃｍ^３以下である。実施形態の電池製造方法は、第１黒鉛の見掛密度が０．０１ｇ／ｃｍ^３以上であることにより、電池１の電池１の中軽負荷での放電性能の悪化をより抑制することができる。実施形態の電池製造方法は、第１黒鉛の見掛密度が０．１５ｇ／ｃｍ^３以下であることにより、電池１の電池１の重負荷での放電性能の悪化をより抑制することができる。

ところで、既述の実施形態の電池製造方法では、第１造粒合剤と第２造粒合剤とで電解二酸化マンガンの比表面積または平均粒径が異なり、黒鉛の見掛密度が異なっているが、電解二酸化マンガンまたは黒鉛の他のパラメータを異ならせてもよい。この場合でも、実施形態の電池製造方法は、別途に作製された第１造粒合剤と第２造粒合剤との混合物から正極３が作製されていることにより、電池１の中軽負荷での放電性能と重負荷での放電性能とのうちの一方を悪化させることなく、他方を向上させることができる。

以上、実施例を説明したが、前述した内容により実施例が限定されるものではない。また、前述した構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。さらに、前述した構成要素は適宜組み合わせることが可能である。さらに、実施例の要旨を逸脱しない範囲で構成要素の種々の省略、置換及び変更のうち少なくとも１つを行うことができる。

１：電池
３：正極
５：負極

Claims

第１電解二酸化マンガンと第１黒鉛とを用いて第１造粒合剤を造粒することと、
前記第１電解二酸化マンガンと異なる第２電解二酸化マンガンと、前記第１黒鉛と異なる第２黒鉛とを用いて第２造粒合剤を造粒することと、
前記第１造粒合剤と前記第２造粒合剤とが混合されることにより生成された混合物を正極に成型加工すること
とを備える電池製造方法。
前記第２電解二酸化マンガンの比表面積は、前記第１電解二酸化マンガンの比表面積より大きい
請求項１に記載の電池製造方法。
前記第１電解二酸化マンガンの比表面積は、２５ｍ^２／ｇ以上であり、かつ、３０ｍ^２／ｇ以下であり、
前記第２電解二酸化マンガンの比表面積は、３３ｍ^２／ｇ以上であり、かつ、３８ｍ^２／ｇ以下である
請求項２に記載の電池製造方法。
前記第２電解二酸化マンガンの平均粒径は、前記第１電解二酸化マンガンの平均粒径より大きい
請求項１に記載の電池製造方法。
前記第１電解二酸化マンガンの平均粒径は、３５μｍ以上であり、かつ、４５μｍ以下であり、
前記第２電解二酸化マンガンの平均粒径は、４６μｍ以上であり、かつ、５５μｍ以下である
請求項４に記載の電池製造方法。
前記第２黒鉛の見掛密度は、前記第１黒鉛の見掛密度より大きい
請求項１から請求項５のいずれか一項に記載の電池製造方法。
前記第１黒鉛の見掛密度は、０．０１ｇ／ｃｍ^３以上であり、かつ、０．０５ｇ／ｃｍ^３以下であり、
前記第２黒鉛の見掛密度は、０．０６ｇ／ｃｍ^３以上であり、かつ、０．１５ｇ／ｃｍ^３以下である
請求項６に記載の電池製造方法。
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の電池製造方法により作製された正極と、
負極と、
前記正極と前記負極とが浸漬される電解液
とを備える電池。