JP2825058B2

JP2825058B2 - 筒形アルカリ電池用正極合剤

Info

Publication number: JP2825058B2
Application number: JP6601794A
Authority: JP
Inventors: 宏章佐野; 国良西田; 彰英泉; 昌武西尾
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1994-04-04
Filing date: 1994-04-04
Publication date: 1998-11-18
Anticipated expiration: 2013-11-18
Also published as: JPH07282802A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、筒形アルカリ電池用に
使用する正極合剤に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、筒形アルカリ電池の正極合剤
としては、正極活物質である二酸化マンガンに導電助剤
用の燐状黒鉛、或いは人造黒鉛等のカーボンを混合して
圧縮造粒した顆粒状合剤を中空円筒状に加圧成形したも
のが広く用いられている。

【０００３】又、正極活物質量を高めるためにはカーボ
ン含有量は少ない（例えば３〜８％）方が望ましいが、
これにより正極合剤表面と金型表面との摩擦が増大し、
加圧成形時に正極合剤表面の剥れや割れ等が発生し易く
なり合剤の成形性が極端に悪くなるという問題がある。
これらの不都合を防止するために、ステアリン酸カルシ
ウム、或いはステアリン酸亜鉛を潤滑剤として添加する
ことが知られている。（特公平５−４８５７８号）

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記ス
テアリン酸カルシウム、或いはステアリン酸亜鉛を添加
することで正極合剤の潤滑性が向上し、合剤表面の剥れ
や割れが防止できるが、かかる潤滑剤は撥水性であるた
め、正極合剤の電解液吸液性を低下させてしまう。特
に、負極合剤である亜鉛の腐食防止を目的に添加してい
た水銀を廃止した、いわゆる無汞化電池においては、亜
鉛の接触性が悪く反応効率が低下するため、従来以上の
電解液量が必要であり、上述のような潤滑剤による正極
合剤の吸液性低下は電池の放電性能に更に悪い影響を及
ぼす。

【０００５】本発明の目的は、上記不都合を解消し、成
形性が良好で且つ電解液の吸液性を低下させることの無
い筒形アルカリ電池の正極合剤を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】正極活物質の二酸化マン
ガンに導電助剤として平均粒径５〜３０μｍの黒鉛を混
合し、中空円筒形に形成してなる筒形アルカリ電池の正
極合剤において、正極合剤には前記黒鉛とは別に粒子形
状が燐片状で、且つ平均粒子径が２〜３μｍ、分布幅０
〜５μｍの微粉末黒鉛を前記二酸化マンガンに対して
０．５〜２％添加した。

【０００７】

【作用】筒形アルカリ電池の正極合剤を中空円筒状に
加圧成形する際、ステアリン酸カルシウム、或いはステ
アリン酸亜鉛の代用として粒子形状が燐片状で、且つ平
均粒子径が２〜３μｍ、分布幅０〜５μの鱗状質の微粉
末黒鉛を０．５〜２％添加すると正極合剤表面の剥れや
割れ等が防止でき、成型性が改善される。又、正極合剤
の電解液吸液性も向上する。

【０００８】

【実施例】一般に筒型アルカリ電池に用いられている正
極合剤としては、正極活物質である二酸化マンガンに炭
素材料を混合したものが広く用いられている。この炭素
材料は、正極合剤中に分散している二酸化マンガン粒子
に有効に電子を運ぶ導電助剤としての役目を担うと共
に、正極合剤を中空円筒状に加圧成形するための有効な
材料でもある。

【０００９】この導電助剤として用いられる炭素材料の
具備すべき条件としては、（１）導電性に優れているこ
と、（２）電解液の保液性に優れていること、（３）合
剤の成形性に優れていること等でこれらの条件を具備
し、アルカリ電池用の導電助剤として用いられているも
のが黒鉛粒子であり、天然黒鉛（燐片状黒鉛、燐状黒鉛
等）或いは人造黒鉛（カーボンブラック系等）等があ
る。

【００１０】特に鱗状質の黒鉛は、炭素シート間の結合
が弱いため容易に剥離、或いは滑りやすく潤滑性に優れ
るため、正極合剤成形の際の潤滑剤として用いられてい
るが、導電助剤として加える黒鉛は、平均粒径５〜３０
μｍで、ステアリン酸カルシウム或いは、ステアリン酸
亜鉛等の潤滑剤を添加しない場合、成形のためには少な
くとも１０％以上の含有量が必要であるといわれてい
る。

【００１１】しかしながら、このような炭素材料（黒
鉛）を多量に添加させることは、合剤中の正極活物質含
量が減少し、電池放電容量が低下するので少ない程良
い。

【００１２】これに対し、本発明のように、ステアリン
酸カルシウム、或いはステアリン酸亜鉛等の代りに微粉
末黒鉛を僅かに添加することで成形性が良く、且つ電解
液の吸液性も良好な正極合剤を少量の黒鉛添加量で得る
ことができるのである。以下にその詳細を試験結果に基
ずき説明する。

【００１３】表１は正極合剤形成時の添加剤の配合比を
示すもので、６例の正極剤によりＬＲ６タイプのアルカ
リ電池を各々１００個組立て、成形性、電解液吸液性及
び放電特性について従来品との比較を行なった。又、そ
の結果を表２に示した。

【００１４】表１に示すように、比較実験に用いた正極
合剤電池は、：黒鉛Ａ（平均粒子径１０μｍ）を合剤
に対し７．５％、ステアリン酸カルシウムを０．５％添
加した従来品，：黒鉛Ａのみを７．５％を添加したも
の（例１），：黒鉛Ａを７．５％、黒鉛Ｂ（平均粒子
径３μｍ）を０．３％添加したもの（例２），：黒鉛
Ａを７．５％、黒鉛Ｂを０．５％添加したもの（例
３），：黒鉛Ａを７．５％、黒鉛Ｂを１．５％添加し
たもの（例４），黒鉛Ａを７．５％、黒鉛Ｂを２．５
％添加したもの（例５），：黒鉛Ｂのみを７．５％添
加したもの（例６），の７例で、その内，，は本
発明による正極合剤の例である。

【００１５】

【表１】

【００１６】又、表２に示す比較項目については、それ
ぞれ下記要領で実施した。

【００１７】成形不良数は、正極合剤面のひびや割れの
発生数を目視によりカウントした。合剤強度は、プッシ
ュプルメータを用いて合剤の径方向の強度を測定した。

【００１８】吸液量は、成形した合剤を正極缶に嵌合後
セパレータを挿入し、これに４０％ＫＯＨ水溶液を２ｃ
ｃ注入し４０分間静置させた後、溜まったＫＯＨ水溶液
を吸い出し、注入量からこの吸い出し量を差引いた値を
合剤の吸液量とした。

【００１９】連続放電は、２Ω負荷抵抗で終止電圧０．
９Ｖまで連続放電させた時の放電持続時間を測定した。

【００２０】比較試験の結果、表２に示すように（例
１）は、成形不可となった。これは潤滑剤としてのステ
アリン酸カルシウムを添加していないためである。又、
（例２）では、潤滑剤として黒鉛Ｂを添加したが成形
性が極めて悪い結果となった。これは黒鉛Ｂの添加量不
足が原因しているためである。

【００２１】（例３），（例４），（例５）で
は、本発明の黒鉛Ｂの添加量を０．５〜２．０％とした
ものであるが、これらのものはの従来品に比べて合剤
強度、吸液性、放電性能に於いて勝っており、又成形性
についても全く問題が無いことは明白である。

【００２２】一方、（例６）のように黒鉛Ｂのみを添
加した場合、吸液性は向上するものの合剤強度が極端に
悪化してしまう。このように黒鉛Ｂのような微粉末黒鉛
を１００％使用すると成形密度が低下し成形合剤強度が
小さくなるため電池組立上、更には電池性能上好ましく
ないといえる。

【００２３】

【表２】

【００２４】

【発明の効果】筒形アルカリ電池の正極合剤を中空円筒
状に加圧成形する際、粒子形状が燐片状で、且つ平均粒
子径が２〜３μｍ、分布幅０〜５μの鱗状質の微粉末黒
鉛を０．５〜２％添加したので、潤滑剤としてのステア
リン酸カルシウム、或いはステアリン酸亜鉛が不要とな
り、上記微粉末黒鉛により正極合剤表面の剥れや割れ等
が防止され、成型性が良好となる。又、正極合剤の電解
液吸液性も改善され、電池性能が向上する。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者西尾昌武東京都港区新橋５丁目36番11号富士電気化学株式会社内 (56)参考文献特開平１−281672（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) H01M 4/06 H01M 4/62

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】正極活物質の二酸化マンガンに導電助
剤として平均粒径５〜３０μｍの黒鉛を混合し、中空円
筒形に形成してなる筒形アルカリ電池の正極合剤におい
て、前記黒鉛とは別に粒子形状が燐片状で、且つ平均粒
子径が２〜３μｍ、分布幅０〜５μｍの微粉末黒鉛を前
記二酸化マンガンに対して０．５〜２％添加したことを
特徴とする筒形アルカリ電池用正極合剤。