JP2707638B2 - アルカリマンガン電池 - Google Patents
アルカリマンガン電池Info
- Publication number
- JP2707638B2 JP2707638B2 JP63254061A JP25406188A JP2707638B2 JP 2707638 B2 JP2707638 B2 JP 2707638B2 JP 63254061 A JP63254061 A JP 63254061A JP 25406188 A JP25406188 A JP 25406188A JP 2707638 B2 JP2707638 B2 JP 2707638B2
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- alkaline manganese
- manganese battery
- battery
- electrolyte
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Lifetime
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Classifications
-
- 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
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、予め加圧成形された正極成形合剤が金属製
の正極缶内に緊密に装填された構造を有する円筒型アル
カリマンガン電池の正極構成に関するものである。
の正極缶内に緊密に装填された構造を有する円筒型アル
カリマンガン電池の正極構成に関するものである。
従来の技術 アルカリマンガン電池は中性塩系のマンガン電池、い
わゆるルクランシェ電池に比べ、電流がとれ、かつ大容
量であることでオーディオ携帯機器、ストロボ、全自動
カメラ用の電源として多く用いられ、その市場は近年、
拡大の傾向が著しい。
わゆるルクランシェ電池に比べ、電流がとれ、かつ大容
量であることでオーディオ携帯機器、ストロボ、全自動
カメラ用の電源として多く用いられ、その市場は近年、
拡大の傾向が著しい。
一方、市場のアルカリマンガン電池に対する性能向上
の要望も強く、メーカー側も性能向上を図り、１〜２割
程度容量を上げた商品、オーディオ専用あるいはカメラ
専用などの専用アルカリ乾電池を市場に出すようになっ
てきている。
の要望も強く、メーカー側も性能向上を図り、１〜２割
程度容量を上げた商品、オーディオ専用あるいはカメラ
専用などの専用アルカリ乾電池を市場に出すようになっ
てきている。
従来、この電池の性能向上における技術内容は化粧外
装を熱収縮のプラスチックチューブもしくはホイル外装
として、外装金属缶を取除き、その分、金属製の正極缶
内径を大きくし内容積を増加する方法や、正極缶の肉厚
を薄くして内容積を増加する方法であった。また不織布
セパレーターの網目の大きいもの、あるいは薄くして電
池の内部抵抗を低減せしめ電流をとれ易くするものもあ
った。
装を熱収縮のプラスチックチューブもしくはホイル外装
として、外装金属缶を取除き、その分、金属製の正極缶
内径を大きくし内容積を増加する方法や、正極缶の肉厚
を薄くして内容積を増加する方法であった。また不織布
セパレーターの網目の大きいもの、あるいは薄くして電
池の内部抵抗を低減せしめ電流をとれ易くするものもあ
った。
発明が解決しようとする課題 従来、行われてきたアルカリマンガン電池の容量アッ
プのための改良は、限られた内容積を有効利用し、多く
の活物質を充填する方向でなされてきたが、この技術方
向もすでに限界に達している。また、多くの活物質を詰
めることで、電池１個としてみたときの容量アップはな
されているが活物質の利用率はむしろ低下しており、電
流性能，強負荷放電での改善も著しいものはない。
プのための改良は、限られた内容積を有効利用し、多く
の活物質を充填する方向でなされてきたが、この技術方
向もすでに限界に達している。また、多くの活物質を詰
めることで、電池１個としてみたときの容量アップはな
されているが活物質の利用率はむしろ低下しており、電
流性能，強負荷放電での改善も著しいものはない。
本発明が解決しようとする課題は活物質の充填量を増
加することなしに、活物質の利用率を高め、分極を軽減
することで強負荷放電に向いたアルカリマンガン電池を
構成，製造することを目的とするものである。
加することなしに、活物質の利用率を高め、分極を軽減
することで強負荷放電に向いたアルカリマンガン電池を
構成，製造することを目的とするものである。
課題を解決するための手段 円筒形のアルカリマンガン電池の構成は二酸化マンガ
ンと黒鉛、それに少量のバインダを加えた合剤粉末を円
筒型に加圧成形したペレットを２〜４個積み重ね、正極
缶内に充填してなされる。ちなみにペレットと正極缶の
接触を改善するため予め正極缶内面に黒鉛導電性塗装を
塗布したり、ペレット充填後二次的に正極缶方向へ加圧
成型を行ったりした。
ンと黒鉛、それに少量のバインダを加えた合剤粉末を円
筒型に加圧成形したペレットを２〜４個積み重ね、正極
缶内に充填してなされる。ちなみにペレットと正極缶の
接触を改善するため予め正極缶内面に黒鉛導電性塗装を
塗布したり、ペレット充填後二次的に正極缶方向へ加圧
成型を行ったりした。
前記課題を解決するため本発明は前記予めリング上に
加圧成形された正極合剤ペレットが数段積層されて正極
缶に緊密に装填されている構造を有する円筒型電池の正
極構成において、前記正極合剤ペレットの積層間に電解
液を含浸保持する層を形成し、かつ各ペレット間の電子
伝導性を保持ないし向上させるようにしたものである。
これにより強負荷時の放電反応面を拡大し、また正極側
およびセパレータ内に電解液を供給できる電解液保持層
を構成することを特徴としている。
加圧成形された正極合剤ペレットが数段積層されて正極
缶に緊密に装填されている構造を有する円筒型電池の正
極構成において、前記正極合剤ペレットの積層間に電解
液を含浸保持する層を形成し、かつ各ペレット間の電子
伝導性を保持ないし向上させるようにしたものである。
これにより強負荷時の放電反応面を拡大し、また正極側
およびセパレータ内に電解液を供給できる電解液保持層
を構成することを特徴としている。
作用 本発明の作用効果は大きく分けて二つの作用が考えら
れる。
れる。
まず一つは強負荷時においての正極の実質反応面積の
増加である。正極の放電反応の進行は、負極に最も近い
部分、つまり正極合剤ペレットの内面から進行する。こ
こで積み重ねられたペレット層間に電解液を保持し、か
つ良好な電子伝導性を有する層が存在すると、正極合剤
の電解液保持層に面した平面も反応早期から加わり、実
質反応面積の拡大により、活物質利用率の向上、分極の
改善が行なわれる。
増加である。正極の放電反応の進行は、負極に最も近い
部分、つまり正極合剤ペレットの内面から進行する。こ
こで積み重ねられたペレット層間に電解液を保持し、か
つ良好な電子伝導性を有する層が存在すると、正極合剤
の電解液保持層に面した平面も反応早期から加わり、実
質反応面積の拡大により、活物質利用率の向上、分極の
改善が行なわれる。
さらに一つは、反応に必要な電解液の供給である。
アルカリ電解液中で二酸化マンガンの放電反応は水の
消費反応であり、特に強負荷放電時の正極での電解液の
供給不足は、正極の分極の大部分を占める。また亜鉛負
極側は最終生成物の酸化亜鉛の生成が早く進行すれば水
分の消費は起こらないことになるが、途中生成の水酸化
亜鉛ができる反応では水の消費反応であり、事実、電解
液の多いほど負極の利用率、分極も改善する。
消費反応であり、特に強負荷放電時の正極での電解液の
供給不足は、正極の分極の大部分を占める。また亜鉛負
極側は最終生成物の酸化亜鉛の生成が早く進行すれば水
分の消費は起こらないことになるが、途中生成の水酸化
亜鉛ができる反応では水の消費反応であり、事実、電解
液の多いほど負極の利用率、分極も改善する。
実施例 以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明す
る。
る。
第１図は本発明の一実施例による円筒形アルカリマン
ガン電池（LR6）の全体構造を示している。図中、１は
有底円筒形の正極缶で材質は鉄にニッケルメッキを施し
たものであり、その内面には、二酸化マンガンと黒鉛か
らなる正極合剤ペレット２との接触を改善するため黒鉛
系導電性塗料が塗られている。３は本発明の特徴である
含液層でアセチレンブラックなどに代表される微粉炭素
とフッ素系結着からなる空隙率40〜70％のリング状成形
体、もしくは黒鉛繊維よりなる不織布シートをリング状
に打ち抜いたものである。４は有底の円筒状のビニロン
系不織布セパレータ。５は亜鉛粉末をゲル状電解液に分
散させたゲル負極である。６は真ちゅう集電棒であり、
負極端子板７と電気的に接触し、ガスケット８で保持さ
れている。なお図中９は正極端子板、10は正極缶１と外
装金属缶11とを絶縁するためのハロンチューブである。
ガン電池（LR6）の全体構造を示している。図中、１は
有底円筒形の正極缶で材質は鉄にニッケルメッキを施し
たものであり、その内面には、二酸化マンガンと黒鉛か
らなる正極合剤ペレット２との接触を改善するため黒鉛
系導電性塗料が塗られている。３は本発明の特徴である
含液層でアセチレンブラックなどに代表される微粉炭素
とフッ素系結着からなる空隙率40〜70％のリング状成形
体、もしくは黒鉛繊維よりなる不織布シートをリング状
に打ち抜いたものである。４は有底の円筒状のビニロン
系不織布セパレータ。５は亜鉛粉末をゲル状電解液に分
散させたゲル負極である。６は真ちゅう集電棒であり、
負極端子板７と電気的に接触し、ガスケット８で保持さ
れている。なお図中９は正極端子板、10は正極缶１と外
装金属缶11とを絶縁するためのハロンチューブである。
表１は本発明による電池（LR6タイプ）において円筒
状正極部の総高（各電池とも、48mm一定とした）に対す
る含液層のみの総高を変化させて作成した電池の45℃、
３ヵ月後の各種の性能を示したものである。なお、含液
層の数は第１図に示すように、円筒状正極合剤ペレット
４個の層間に３個と正極缶の底部に１個の合計４個で、
厚さはすべて統一した。さらに含液層の空隙率は40％と
した。
状正極部の総高（各電池とも、48mm一定とした）に対す
る含液層のみの総高を変化させて作成した電池の45℃、
３ヵ月後の各種の性能を示したものである。なお、含液
層の数は第１図に示すように、円筒状正極合剤ペレット
４個の層間に３個と正極缶の底部に１個の合計４個で、
厚さはすべて統一した。さらに含液層の空隙率は40％と
した。
表１は、比較例として上げた従来の正極構成品の電池
性能に比べ、比較的弱い負極放電（75Ω連続）性能が落
ちずに、短絡電流および強負荷放電（１Ω連続）性能が
向上する含液層の厚みに正極総高に対する比率は１〜10
％であることがわかる。
性能に比べ、比較的弱い負極放電（75Ω連続）性能が落
ちずに、短絡電流および強負荷放電（１Ω連続）性能が
向上する含液層の厚みに正極総高に対する比率は１〜10
％であることがわかる。
発明の効果 本発明により、弱負荷放電性能を落すことなく、少な
い正極活物質量で、強負荷放電特性の優れたアルカリマ
ンガン電池を提供できるという効果がえられる。
い正極活物質量で、強負荷放電特性の優れたアルカリマ
ンガン電池を提供できるという効果がえられる。
第１図は本発明の実施例における電池の半断面図であ
る。 １……正極缶、２……正極合剤ペレット、３……含液
層、４……セパレータ、５……ゲル負極、６……集電
棒、７……負極端子板、８……ガスケット、９……正極
端子板、10……ハロンチューブ、11……外装金属缶。
る。 １……正極缶、２……正極合剤ペレット、３……含液
層、４……セパレータ、５……ゲル負極、６……集電
棒、７……負極端子板、８……ガスケット、９……正極
端子板、10……ハロンチューブ、11……外装金属缶。
フロントページの続き (72)発明者 芳澤 浩司 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 末次 佐知子 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭63−24559（ＪＰ，Ａ) 特開 昭56−99972（ＪＰ，Ａ)
Claims (2)
- 【請求項１】予めリング状に加圧成形された正極合剤ペ
レットが数段積層されて正極缶内に緊密に装填された構
造を有する円筒型のアルカリマンガン電池において、前
記正極合剤ペレットの積層間に電解液を含液保持し、電
子伝導性を有するカーボンブラックの成型体もしくは炭
素繊維よりなる層を形成したことを特徴とするアルカリ
マンガン電池。 - 【請求項２】電解液を含浸保持する層の総高が、正極全
体の総高の１〜12％の範囲にある特許請求の範囲第１項
記載のアルカリマンガン電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63254061A JP2707638B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | アルカリマンガン電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63254061A JP2707638B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | アルカリマンガン電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02100264A JPH02100264A (ja) | 1990-04-12 |
| JP2707638B2 true JP2707638B2 (ja) | 1998-02-04 |
Family
ID=17259681
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63254061A Expired - Lifetime JP2707638B2 (ja) | 1988-10-07 | 1988-10-07 | アルカリマンガン電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2707638B2 (ja) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE102009039945A1 (de) * | 2009-08-26 | 2011-03-03 | Varta Microbattery Gmbh | Elektrochemisches Element mit reduziertem Innenwiderstand |
| JP6259670B2 (ja) * | 2014-01-22 | 2018-01-10 | Fdk株式会社 | アルカリ電池 |
| EP3249726B1 (en) * | 2015-01-23 | 2022-03-02 | FDK Corporation | Alkaline cell |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5699972A (en) * | 1980-01-09 | 1981-08-11 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Flat battery and its manufacturing process |
| JPS6324559A (ja) * | 1986-07-17 | 1988-02-01 | Fuji Elelctrochem Co Ltd | 筒型アルカリ電池 |
-
1988
- 1988-10-07 JP JP63254061A patent/JP2707638B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02100264A (ja) | 1990-04-12 |
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