JP2867458B2 - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
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- JP2867458B2 JP2867458B2 JP22853689A JP22853689A JP2867458B2 JP 2867458 B2 JP2867458 B2 JP 2867458B2 JP 22853689 A JP22853689 A JP 22853689A JP 22853689 A JP22853689 A JP 22853689A JP 2867458 B2 JP2867458 B2 JP 2867458B2
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- negative electrode
- gelling agent
- battery
- gelled
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- Y02E60/12—
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- 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、ゲル状負極を使用するアルカリ電池におい
て、ゲル状負極のゲル化剤の改良に関するものである。
て、ゲル状負極のゲル化剤の改良に関するものである。
従来の技術 アルカリ電池に用いられるゲル状負極のゲル化剤は、
通常以下の条件を具備しなければならない。
通常以下の条件を具備しなければならない。
（１） アルカリ電解液に対して安定であること。
（２） アルカリ電解液中でゲル状態を呈し、負極活物
質を分散したとき、分散状態を充分保持し得ること。
質を分散したとき、分散状態を充分保持し得ること。
（３） ゲル状負極状態で曳糸性の少ないこと。
これらのことから、従来、アルカリ電池のゲル状負極
剤のゲル化剤として、カルボキシメチルセルロース（以
下CMCと称す）やポリアクリル酸ナトリウム，天然ガス
等が用いられている。
剤のゲル化剤として、カルボキシメチルセルロース（以
下CMCと称す）やポリアクリル酸ナトリウム，天然ガス
等が用いられている。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、ゲル化剤としてCMCを用い、そのゲル
中に亜鉛粉末を分散させた場合初期においては、良好な
ゲル状態を保持しているが時間の経過とともにCMCが離
漿し、ゲル状負極状態を保持し得なく、放電性能が低下
する。また、アルカリ電解液中でのCMCの分解に伴い、
電池の開路電圧が著しく低下する。
中に亜鉛粉末を分散させた場合初期においては、良好な
ゲル状態を保持しているが時間の経過とともにCMCが離
漿し、ゲル状負極状態を保持し得なく、放電性能が低下
する。また、アルカリ電解液中でのCMCの分解に伴い、
電池の開路電圧が著しく低下する。
一方、ポリアクリル酸ナトリウムや天然ガムは、アル
カリ電解液に対して比較的安定であり、長時間にわた
り、良好な負極亜鉛粉末の分散状態を保持することがで
き、電池に弱い衝撃を加えても影響を受けない。
カリ電解液に対して比較的安定であり、長時間にわた
り、良好な負極亜鉛粉末の分散状態を保持することがで
き、電池に弱い衝撃を加えても影響を受けない。
しかし、これらのゲル化剤は、電池に落下などの強い
衝撃が加わると、負極亜鉛粉末が流動し、元の状態に復
帰しないため、ゲル状電解液中に分散している亜鉛粒子
同志の接触、あるいは亜鉛粒子と負極集電体との間の接
触不良を生じ、集電効果が不完全、あるいは不安定とな
りやすい。本発明は、このような集電効果の不完全ある
いは不安定さを解決することを目的とする。
衝撃が加わると、負極亜鉛粉末が流動し、元の状態に復
帰しないため、ゲル状電解液中に分散している亜鉛粒子
同志の接触、あるいは亜鉛粒子と負極集電体との間の接
触不良を生じ、集電効果が不完全、あるいは不安定とな
りやすい。本発明は、このような集電効果の不完全ある
いは不安定さを解決することを目的とする。
課題を解決するための手段 この目的を達成するために本発明は、アルカリ電池の
ゲル化剤として、スターチ・ポリアクリレートからなる
高吸水性樹脂を用いたものである。そして、好ましくは
高吸水性樹脂を、ゲル状電解液に対する濃度が0.5〜5.0
重量％の割合で用いるものである。その濃度が0.5重量
％を下回ると、ゲル状負極において、負極亜鉛粉末を保
持できず、また逆に、5.0重量％を越えて用いると、粘
度が高くなり曳糸現象を呈して、生産において著しい支
障をきたすので、上記の範囲内の濃度とするとよい。
ゲル化剤として、スターチ・ポリアクリレートからなる
高吸水性樹脂を用いたものである。そして、好ましくは
高吸水性樹脂を、ゲル状電解液に対する濃度が0.5〜5.0
重量％の割合で用いるものである。その濃度が0.5重量
％を下回ると、ゲル状負極において、負極亜鉛粉末を保
持できず、また逆に、5.0重量％を越えて用いると、粘
度が高くなり曳糸現象を呈して、生産において著しい支
障をきたすので、上記の範囲内の濃度とするとよい。
作用 ゲル状負極において、ゲル状負極の分散状態の復元
力、ならびに負極亜鉛粉末の分散状態の保持力が強く、
強い衝撃を加えた後も初期の分散状態を復元、保持し得
るゲル化剤として、高吸水性樹脂であるスターチ・ポリ
アクリレートを用いることによって、電池に落下などの
強い衝撃を加えてもゲル状負極に分散している亜鉛粒子
の移動、凝集を抑制し、例え強い衝撃によってゲル状負
極が移動しても初期のゲル状負極充填状態に復元するこ
とで、ゲル状負極に分散している亜鉛粒子同志の接触、
および亜鉛粒子と負極集電体との接触を良好に保ち、強
い衝撃に対しても初期と同等の集電効果を保って電池性
能の安定化を図ることができる。
力、ならびに負極亜鉛粉末の分散状態の保持力が強く、
強い衝撃を加えた後も初期の分散状態を復元、保持し得
るゲル化剤として、高吸水性樹脂であるスターチ・ポリ
アクリレートを用いることによって、電池に落下などの
強い衝撃を加えてもゲル状負極に分散している亜鉛粒子
の移動、凝集を抑制し、例え強い衝撃によってゲル状負
極が移動しても初期のゲル状負極充填状態に復元するこ
とで、ゲル状負極に分散している亜鉛粒子同志の接触、
および亜鉛粒子と負極集電体との接触を良好に保ち、強
い衝撃に対しても初期と同等の集電効果を保って電池性
能の安定化を図ることができる。
実施例 以下本発明の一実施例について説明する。
第１図は、このゲル状アルカリ電解液を用いた円筒形
アルカリ電池の半断面図を示す。正極ケース１内に二酸
化マンガと黒鉛からなる正極合剤２を予め円筒状に成形
して設置し、その中央にカップ状セパレータ３を挿入し
た後、ゲル状負極４をカップ状セパレータ３内に注入す
る。この後、ガスケット５を一体化した負極集電体６を
ゲル状負極４の中央部に差し込み、素電池を形成する。
７は正極端子、８は負極端子、９は外装缶、10は絶縁チ
ューブである。
アルカリ電池の半断面図を示す。正極ケース１内に二酸
化マンガと黒鉛からなる正極合剤２を予め円筒状に成形
して設置し、その中央にカップ状セパレータ３を挿入し
た後、ゲル状負極４をカップ状セパレータ３内に注入す
る。この後、ガスケット５を一体化した負極集電体６を
ゲル状負極４の中央部に差し込み、素電池を形成する。
７は正極端子、８は負極端子、９は外装缶、10は絶縁チ
ューブである。
上記ゲル状負極は、水酸化カリウムと酸化亜鉛と水か
らなるアルカリ電解液とゲル化剤と、負極亜鉛粉末とか
ら構成されている。このアルカリ電解液に、ゲル化剤と
して、生産に適したゲル状電解液の粘度が得られる2.5
重量％濃度のスターチ・ポリアクリレートからなる高吸
水性樹脂（三洋化成工業（株）サンウェット）と、従来
から使用されているポリアクリル酸ナトリウムと天然ガ
ムの併用、負極活物質として、汞化率0.15重量％の汞化
亜鉛粉末を用いたゲル状負極につき第１図に示す構造の
単３型アルカリ電池を作成し、耐落下衝撃特性試験を行
った。
らなるアルカリ電解液とゲル化剤と、負極亜鉛粉末とか
ら構成されている。このアルカリ電解液に、ゲル化剤と
して、生産に適したゲル状電解液の粘度が得られる2.5
重量％濃度のスターチ・ポリアクリレートからなる高吸
水性樹脂（三洋化成工業（株）サンウェット）と、従来
から使用されているポリアクリル酸ナトリウムと天然ガ
ムの併用、負極活物質として、汞化率0.15重量％の汞化
亜鉛粉末を用いたゲル状負極につき第１図に示す構造の
単３型アルカリ電池を作成し、耐落下衝撃特性試験を行
った。
表１は、1.02mの高さから電池を落下させた後、短絡
電流を測定する操作を５回繰り返した時の短絡電流を落
下前の短絡電流を100として、変化の度合いを百分率で
示したものである。
電流を測定する操作を５回繰り返した時の短絡電流を落
下前の短絡電流を100として、変化の度合いを百分率で
示したものである。
この表１が示すように、従来処方のゲル状負極を用い
た電池の落下衝撃を受けた後の短絡電流は、落下前の短
絡電流に比べ大きく低下し、電流の立ち上がりが遅くな
り、中には、殆ど短絡電流が流れなくなるものも見られ
た。一方、2.5重量％のサンウェットをゲル化剤として
用いた本発明では、短絡電流の低下が少なく、電流の立
ち上がりも初期の状態をほぼ維持しており、安定した短
絡電流が得られた。
た電池の落下衝撃を受けた後の短絡電流は、落下前の短
絡電流に比べ大きく低下し、電流の立ち上がりが遅くな
り、中には、殆ど短絡電流が流れなくなるものも見られ
た。一方、2.5重量％のサンウェットをゲル化剤として
用いた本発明では、短絡電流の低下が少なく、電流の立
ち上がりも初期の状態をほぼ維持しており、安定した短
絡電流が得られた。
これらの原因は、ゲル化剤としてサンウェットを用い
たものは、従来のゲル化剤のものに比べ、電池に落下衝
撃を加えた後の負極亜鉛粉末の分散状態の保持力と、ゲ
ル化負極の初期充填状態への復元力が優れているため、
ゲル状電解液中に分散している亜鉛粒子の移動、および
落下衝撃によるゲル状負極の偏在を抑制することによっ
て、亜鉛粒子同志の接触、および亜鉛粒子と負極集電体
の接触を良好に保つことができ、落下衝撃に対して影響
を受けにくく、安定した短絡電流が得られるものと推測
される。
たものは、従来のゲル化剤のものに比べ、電池に落下衝
撃を加えた後の負極亜鉛粉末の分散状態の保持力と、ゲ
ル化負極の初期充填状態への復元力が優れているため、
ゲル状電解液中に分散している亜鉛粒子の移動、および
落下衝撃によるゲル状負極の偏在を抑制することによっ
て、亜鉛粒子同志の接触、および亜鉛粒子と負極集電体
の接触を良好に保つことができ、落下衝撃に対して影響
を受けにくく、安定した短絡電流が得られるものと推測
される。
なお、ゲル化剤であるサンウェットの濃度が0.5重量
％を下回ると、ゲル状負極において、分散した負極亜鉛
粒子を保持できず、電池性能の低下がみられ、5.0重量
％を越えて用いると粘度が高くなり、生産性において著
しい支障をきたすのでゲル状電解液におけるゲル化剤濃
度は0.5〜5.0重量％の割合で用いられることが望まし
い。
％を下回ると、ゲル状負極において、分散した負極亜鉛
粒子を保持できず、電池性能の低下がみられ、5.0重量
％を越えて用いると粘度が高くなり、生産性において著
しい支障をきたすのでゲル状電解液におけるゲル化剤濃
度は0.5〜5.0重量％の割合で用いられることが望まし
い。
以上のように、本実施例によれば、アルカリ電池のゲ
ル状負極にゲル化剤として、スターチ・ポリアクリレー
トからなる高吸水性樹脂をゲル状電解液に対する濃度が
0.5〜5.0重量％の割合で用いることにより、耐落下衝撃
特性に優れたアルカリ電池を提供することができる。
ル状負極にゲル化剤として、スターチ・ポリアクリレー
トからなる高吸水性樹脂をゲル状電解液に対する濃度が
0.5〜5.0重量％の割合で用いることにより、耐落下衝撃
特性に優れたアルカリ電池を提供することができる。
発明の効果 以上のように、本発明は、アルカリ電池に用いられる
ゲル状負極のゲル化剤として、スターチ・ポリアクリレ
ートからなる高吸水性樹脂を用いることにより、落下，
震動などの強い衝撃に対し安定した電池性能を有するア
ルカリ電池をもたらすものである。
ゲル状負極のゲル化剤として、スターチ・ポリアクリレ
ートからなる高吸水性樹脂を用いることにより、落下，
震動などの強い衝撃に対し安定した電池性能を有するア
ルカリ電池をもたらすものである。
第１図は本発明の実施例における円筒型アルカリ電池の
半断面図である。 １……正極ケース、２……正極合剤、３……セパレー
タ、４……ゲル状負極、５……ガスケット、６……負極
集電体、７……正極端子、８……負極端子、９……外装
缶、10……絶縁チューブ。
半断面図である。 １……正極ケース、２……正極合剤、３……セパレー
タ、４……ゲル状負極、５……ガスケット、６……負極
集電体、７……正極端子、８……負極端子、９……外装
缶、10……絶縁チューブ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 西村 尉辞 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 浅岡 準一 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電 器産業株式会社内 (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01M 4/06 H01M 6/22 H01M 4/62
Claims (2)
- 【請求項１】アルカリ電解液とゲル化剤と負極亜鉛粉末
を主としたゲル状負極において、ゲル化剤として、スタ
ーチ・ポリアクリレートからなる高吸水性樹脂を用いた
ことを特徴とするアルカリ電池。 - 【請求項２】高吸水性樹脂のゲル状電解液に対する濃度
が、0.5〜5.0重量％であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項に記載のアルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22853689A JP2867458B2 (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP22853689A JP2867458B2 (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0393157A JPH0393157A (ja) | 1991-04-18 |
| JP2867458B2 true JP2867458B2 (ja) | 1999-03-08 |
Family
ID=16877939
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP22853689A Expired - Fee Related JP2867458B2 (ja) | 1989-09-04 | 1989-09-04 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2867458B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5886074B2 (ja) * | 2012-02-20 | 2016-03-16 | 三菱重工業株式会社 | 電解エッチング治具及び電解エッチング方法 |
-
1989
- 1989-09-04 JP JP22853689A patent/JP2867458B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0393157A (ja) | 1991-04-18 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |