JP2683245B2 - マンガン乾電池 - Google Patents
マンガン乾電池Info
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- JP2683245B2 JP2683245B2 JP63137502A JP13750288A JP2683245B2 JP 2683245 B2 JP2683245 B2 JP 2683245B2 JP 63137502 A JP63137502 A JP 63137502A JP 13750288 A JP13750288 A JP 13750288A JP 2683245 B2 JP2683245 B2 JP 2683245B2
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- Japan
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- positive electrode
- electrode mixture
- manganese
- manganese dry
- oil furnace
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は、マンガン乾電池に関し、特に正極合剤を改
良したマンガン乾電池に係わる。
良したマンガン乾電池に係わる。
（従来の技術） 一般にマンガン乾電池は、正極活物質及び導電補助材
を兼ねる電解液保持材から成る正極合剤と、亜鉛などの
負極活物質と、塩化亜鉛（ZnCl2）を主体とした電解液
から構成されている。
を兼ねる電解液保持材から成る正極合剤と、亜鉛などの
負極活物質と、塩化亜鉛（ZnCl2）を主体とした電解液
から構成されている。
ところで、従来のマンガン電池では上記正極合剤の一
方の成分である正極活物質として電解二酸化マンガンを
使用し、かつ他方の成分である上記導電補助材を兼ねる
電解液保持材として粒子の鎖状構造が著しく発達してい
て液体の保持力に優れ、かつ電気抵抗が低いアセチレン
ブラックを使用している。
方の成分である正極活物質として電解二酸化マンガンを
使用し、かつ他方の成分である上記導電補助材を兼ねる
電解液保持材として粒子の鎖状構造が著しく発達してい
て液体の保持力に優れ、かつ電気抵抗が低いアセチレン
ブラックを使用している。
（発明が解決しようとする課題） 従来のマンガン乾電池に用いられているアセチレンブ
ラックは高価であるため、該アセチレンブラックの量を
減少させることが電池コストの低減化の上で望まれてい
る。
ラックは高価であるため、該アセチレンブラックの量を
減少させることが電池コストの低減化の上で望まれてい
る。
しかしながら、マンガン乾電池の放電性能は、前記正
極合剤の配合組成によってほぼ決定され、該正極合剤の
成分である正極活物質と電解液保持材の比率及び電解液
の該保持材への保持比率は自ずと制限され、特にアセチ
レンブラックの量を減少させると電解液の保持率が低下
するため、アセチレンブラックの量を減少させると放電
性能が低下する問題があった。
極合剤の配合組成によってほぼ決定され、該正極合剤の
成分である正極活物質と電解液保持材の比率及び電解液
の該保持材への保持比率は自ずと制限され、特にアセチ
レンブラックの量を減少させると電解液の保持率が低下
するため、アセチレンブラックの量を減少させると放電
性能が低下する問題があった。
また、前記電解二酸化マンガンとアセチレンブラック
からなる正極合剤は貯蔵中にそれらの間で反応が進行し
て二酸化マンガンが消費されて容量劣化を招く問題があ
った。
からなる正極合剤は貯蔵中にそれらの間で反応が進行し
て二酸化マンガンが消費されて容量劣化を招く問題があ
った。
本発明は、上記従来の問題点を解決するためになされ
たもので、電解液保持能力を低下させることなく導電補
助材を兼ねる電解液保持材の量を減少でき、かつ貯蔵安
定性の優れた正極合剤を備えたマンガン乾電池を提供し
ようとするものである。
たもので、電解液保持能力を低下させることなく導電補
助材を兼ねる電解液保持材の量を減少でき、かつ貯蔵安
定性の優れた正極合剤を備えたマンガン乾電池を提供し
ようとするものである。
［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明のマンガン乾電池は、導電補助材を兼ねる電解
液保持材として比表面積が90〜150m2/gで、総孔容積が
0.30〜0.55cm3/gであるオイルファーネスブラックを使
用したことを特徴とする。
液保持材として比表面積が90〜150m2/gで、総孔容積が
0.30〜0.55cm3/gであるオイルファーネスブラックを使
用したことを特徴とする。
ここで比表面積はBET法により求めたものであり、以
下の記載においても同様である。
下の記載においても同様である。
また、本発明に用いるオイルファーネスブラックの詳
細な製造方法は次の通りである。
細な製造方法は次の通りである。
まず原料として用いる炭化水素は炭素原子／水素原子
が重量比で９以上のもので、そのような液状炭化水素と
しては、例えばナフサの熱分解油（エチレンヘビーエン
ド）、芳香族系炭化水素にカーボンを混合した液状炭化
水素（カーボンオイル）、芳香族系液状炭化水素にＣ重
油などを混合した混合オイル等が挙げられる。
が重量比で９以上のもので、そのような液状炭化水素と
しては、例えばナフサの熱分解油（エチレンヘビーエン
ド）、芳香族系炭化水素にカーボンを混合した液状炭化
水素（カーボンオイル）、芳香族系液状炭化水素にＣ重
油などを混合した混合オイル等が挙げられる。
このような液状炭化水素を炉内で分子状酸素および水
蒸気の存在下、部分酸化せしめて合成ガスを生成させ、
その際に副生するカーボンを使用するが、目的とするカ
ーボンを得るためには、液状炭化水素１トンに対し、水
蒸気は200〜800kg、好ましくは400〜800kg使用する。
蒸気の存在下、部分酸化せしめて合成ガスを生成させ、
その際に副生するカーボンを使用するが、目的とするカ
ーボンを得るためには、液状炭化水素１トンに対し、水
蒸気は200〜800kg、好ましくは400〜800kg使用する。
炉内の温度は1200〜1450℃、好ましくは1300〜1450℃
であり、反応時の圧力は、10〜80気圧、好ましくは25〜
80気圧である。なお、分子状酸素は気体として供給され
る。
であり、反応時の圧力は、10〜80気圧、好ましくは25〜
80気圧である。なお、分子状酸素は気体として供給され
る。
次に、この副生カーボンを窒素雰囲気下、300〜900℃
で0.5〜３時間乾燥し、さらに、不活性ガス雰囲気下、1
000〜3000℃で、0.5〜５時間加熱処理を行なうことによ
り得られたものが、目的とするオイルファーネスブラッ
クである。なお、この加熱処理は、オイルファーネスブ
ラック粒子表面の官能基を除去するために行なうもので
ある。
で0.5〜３時間乾燥し、さらに、不活性ガス雰囲気下、1
000〜3000℃で、0.5〜５時間加熱処理を行なうことによ
り得られたものが、目的とするオイルファーネスブラッ
クである。なお、この加熱処理は、オイルファーネスブ
ラック粒子表面の官能基を除去するために行なうもので
ある。
かくして得られたオイルファーネスブラックの比表面
積は、90〜150m2/gであり、総孔容積は0.30〜0.55cm3/g
であることが望ましい。比表面積が90m2/g未満であり、
かつ総孔容積が0.30cm3/g未満の場合には、保液性が低
下し、従って放電性能の低下を引き起こす。また比表面
積が150m2/gより大きく、総孔容積が0.55cm3/gより大き
い場合、加熱処理が不足しておりかかるオイルファーネ
スブラックを電池に用いると、二酸化マンガンが還元さ
れ、電池の容量劣化につながる。
積は、90〜150m2/gであり、総孔容積は0.30〜0.55cm3/g
であることが望ましい。比表面積が90m2/g未満であり、
かつ総孔容積が0.30cm3/g未満の場合には、保液性が低
下し、従って放電性能の低下を引き起こす。また比表面
積が150m2/gより大きく、総孔容積が0.55cm3/gより大き
い場合、加熱処理が不足しておりかかるオイルファーネ
スブラックを電池に用いると、二酸化マンガンが還元さ
れ、電池の容量劣化につながる。
またこのオイルファーネスブラックはJIS Ｋ 1469
による塩酸吸液量が20ml/5g以上であることが好まし
い。
による塩酸吸液量が20ml/5g以上であることが好まし
い。
上記正極合剤を構成する正極活物質としては電解二酸
化マンガン、化学合成二酸化マンガン、天然二酸化マン
ガンなどの二酸化マンガンが用いられ電解液保持材とし
てのオイルファーネスブラックの配合割合は、二酸化マ
ンガン100重量に対してオイルファーネスブラック10〜2
5重量部にすることが望ましい。オイルファーネスブラ
ックの量を10重量部未満にすると抵抗が高くなり、かと
いってその配合量が25重量部を越えると電池容量が低下
する恐れがある。
化マンガン、化学合成二酸化マンガン、天然二酸化マン
ガンなどの二酸化マンガンが用いられ電解液保持材とし
てのオイルファーネスブラックの配合割合は、二酸化マ
ンガン100重量に対してオイルファーネスブラック10〜2
5重量部にすることが望ましい。オイルファーネスブラ
ックの量を10重量部未満にすると抵抗が高くなり、かと
いってその配合量が25重量部を越えると電池容量が低下
する恐れがある。
（作用） 本発明によれば、導電補助材を兼ねる電解液保持材と
して、前記オイルファーネスブラックを正極合剤に用い
ることによって、総孔容積が大きいと共に、JIS Ｋ 1
469による塩酸吸液量が大きいため、吸液特性に優れて
いる。しかも該電解液保持材の量を少なくしても充分に
電解液保持性能を維持できるため、該電解液保持材の量
を減少させた分、他方の成分である正極活物質の量を多
くでき、放電性能を向上できる。また比表面積が大きい
と共に粒子表面に官能基が少ないので、正極活物質の劣
化が防止される。
して、前記オイルファーネスブラックを正極合剤に用い
ることによって、総孔容積が大きいと共に、JIS Ｋ 1
469による塩酸吸液量が大きいため、吸液特性に優れて
いる。しかも該電解液保持材の量を少なくしても充分に
電解液保持性能を維持できるため、該電解液保持材の量
を減少させた分、他方の成分である正極活物質の量を多
くでき、放電性能を向上できる。また比表面積が大きい
と共に粒子表面に官能基が少ないので、正極活物質の劣
化が防止される。
（発明の実施例） 以下、本発明の実施例を説明する。
実施例 まず市販の電解二酸化マンガン63重量部、比表面積11
9m2/g、総孔容積0.39cm3/gのオイルファーネスブラック
９重量部及び電位調整材としての酸化亜鉛0.3重量部を
充分に混合して正極合剤とした後、この正極合剤に電解
液（ZnCl225重量％、NH4Cl2.5重量％濃度の水溶液）53
重量部を加えて均一に混合し、電解液を含む正極合剤を
調整した。次いで、前記正極合剤を用いてR14形マンガ
ン乾電池を組立てた。
9m2/g、総孔容積0.39cm3/gのオイルファーネスブラック
９重量部及び電位調整材としての酸化亜鉛0.3重量部を
充分に混合して正極合剤とした後、この正極合剤に電解
液（ZnCl225重量％、NH4Cl2.5重量％濃度の水溶液）53
重量部を加えて均一に混合し、電解液を含む正極合剤を
調整した。次いで、前記正極合剤を用いてR14形マンガ
ン乾電池を組立てた。
このようにして製造したマンガン乾電池を各100個用
意し、これら各100個の乾電池を、それぞれ60℃で10日
間、20日間及び30日間貯蔵し、２Ω連続放電試験を行な
って放電持続性能を調べた。その結果を表に示す。な
お、放電持続性能は60℃での貯蔵前における乾電池100
個の放電持続時間（終止電圧0.9V）の平均値を100とし
た場合の各貯蔵後における乾電池100個の放電持続時間
の性能比の平均値として示した。
意し、これら各100個の乾電池を、それぞれ60℃で10日
間、20日間及び30日間貯蔵し、２Ω連続放電試験を行な
って放電持続性能を調べた。その結果を表に示す。な
お、放電持続性能は60℃での貯蔵前における乾電池100
個の放電持続時間（終止電圧0.9V）の平均値を100とし
た場合の各貯蔵後における乾電池100個の放電持続時間
の性能比の平均値として示した。
比較例１ オイルファーネスブラックの代わりに市販の比表面積
57m2/g、総孔容積0.13cm3/gのアセチレンブラックを用
いた以外、前記実施例の同様な電解液を含む正極合剤を
調製し、これを用いてR14形マンガン乾電池を組立て、
実施例と同様にして放電持続性能を調べた。その結果を
表に併記した。
57m2/g、総孔容積0.13cm3/gのアセチレンブラックを用
いた以外、前記実施例の同様な電解液を含む正極合剤を
調製し、これを用いてR14形マンガン乾電池を組立て、
実施例と同様にして放電持続性能を調べた。その結果を
表に併記した。
比較例２ ず、市販の電解二酸化マンガン60重量部、市販の比表面
積57m2/g、総孔容積0.13cm3/gのアセチレンブラック
（電気抵抗率0.21Ω・cm）12重量部及び電位調整材料と
しての酸化亜鉛0.3重量部を充分に混合して正極合剤と
した後、この正極合剤に電解液（ZnCl225重量％、NH4Cl
2.5重量％濃度の水溶液）53重量部を加えて均一に混合
し、電解液を含む正極合剤を調整した。次いで、前記正
極合剤を用いてR14形マンガン乾電池を組立てた。
積57m2/g、総孔容積0.13cm3/gのアセチレンブラック
（電気抵抗率0.21Ω・cm）12重量部及び電位調整材料と
しての酸化亜鉛0.3重量部を充分に混合して正極合剤と
した後、この正極合剤に電解液（ZnCl225重量％、NH4Cl
2.5重量％濃度の水溶液）53重量部を加えて均一に混合
し、電解液を含む正極合剤を調整した。次いで、前記正
極合剤を用いてR14形マンガン乾電池を組立てた。
しかして、このマンガン乾電池を各100個用意し、実
施例及び比較例１と同様にして放電持続性能を調べた。
その結果を下記表に併記した。
施例及び比較例１と同様にして放電持続性能を調べた。
その結果を下記表に併記した。
上表から明らかなように、本実施例のマンガン乾電池
は比較例１〜２の同乾電池に比べて貯蔵時の放電持続性
能が極めて優れていることがわかる。
は比較例１〜２の同乾電池に比べて貯蔵時の放電持続性
能が極めて優れていることがわかる。
なお、上記実施例では導電補助材を兼ねる電解液保持
材としてオイルファーネスブラックのみを用いたが、ア
セチレンブラックと併用してもよい。
材としてオイルファーネスブラックのみを用いたが、ア
セチレンブラックと併用してもよい。
［発明の効果］ 以上詳述した如く、本発明によれば電解液の保持能力
を低下させることなく導電補助材を兼ねる電解液保持材
の量を減少させて正極活物質量を多くでき、かつ貯蔵時
での正極活物質と電解液保持材との安定性を向上させた
正極合剤を備え、安価で貯蔵時での放電持続特性の優れ
たマンガン乾電池を提供できる。
を低下させることなく導電補助材を兼ねる電解液保持材
の量を減少させて正極活物質量を多くでき、かつ貯蔵時
での正極活物質と電解液保持材との安定性を向上させた
正極合剤を備え、安価で貯蔵時での放電持続特性の優れ
たマンガン乾電池を提供できる。
Claims (1)
- 【請求項１】二酸化マンガンを正極活物質、亜鉛を負極
活物質とし、塩化亜鉛または塩化アンモニウムを主成分
とする電解液を用いた乾電池において、正極合剤に導電
補助材を兼ねる電解液保持材として比表面積が90〜150m
2/gで、総孔容積が0.30〜0.55cm3/gであるオイルファー
ネスブラックを使用したことを特徴とするマンガン乾電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63137502A JP2683245B2 (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | マンガン乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63137502A JP2683245B2 (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | マンガン乾電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01307165A JPH01307165A (ja) | 1989-12-12 |
| JP2683245B2 true JP2683245B2 (ja) | 1997-11-26 |
Family
ID=15200165
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63137502A Expired - Lifetime JP2683245B2 (ja) | 1988-06-06 | 1988-06-06 | マンガン乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2683245B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP6143945B2 (ja) * | 2014-04-03 | 2017-06-07 | シェンチェン キュービック−サイエンス カンパニー リミテッド | 亜鉛イオン二次電池及びその製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63108670A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-13 | Toshiba Battery Co Ltd | マンガン乾電池 |
-
1988
- 1988-06-06 JP JP63137502A patent/JP2683245B2/ja not_active Expired - Lifetime
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63108670A (ja) * | 1986-10-24 | 1988-05-13 | Toshiba Battery Co Ltd | マンガン乾電池 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH01307165A (ja) | 1989-12-12 |
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| JPH0145180B2 (ja) |
Legal Events
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