JP3315530B2 - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
- Publication number
- JP3315530B2 JP3315530B2 JP14589894A JP14589894A JP3315530B2 JP 3315530 B2 JP3315530 B2 JP 3315530B2 JP 14589894 A JP14589894 A JP 14589894A JP 14589894 A JP14589894 A JP 14589894A JP 3315530 B2 JP3315530 B2 JP 3315530B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- negative electrode
- battery
- alkaline
- zinc
- gelled
- 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 - Fee Related
Links
Classifications
-
- Y02E60/12—
Landscapes
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はアルカリ電池に関し、特
に改良したゲル状負極を有するアルカリ電池に関する。
に改良したゲル状負極を有するアルカリ電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、電池を電源とする小型電子機器の
普及発展がめざましい。これら機器の普及発展にともな
い、その電源である電池もより高密度エネルギーを有し
長期安定性を有する電池が望まれ、正極に酸化銀、過酸
化銀、二酸化マンガンなどを、負極に亜鉛を、電解液に
苛性ソーダ、苛性カリなどを用いたいわゆるアルカリ電
池が多用されている。
普及発展がめざましい。これら機器の普及発展にともな
い、その電源である電池もより高密度エネルギーを有し
長期安定性を有する電池が望まれ、正極に酸化銀、過酸
化銀、二酸化マンガンなどを、負極に亜鉛を、電解液に
苛性ソーダ、苛性カリなどを用いたいわゆるアルカリ電
池が多用されている。
【０００３】従来、アルカリ電池において、負極として
は以下のようなゲル状亜鉛負極が多用されている。前記
ゲル状亜鉛負極は溶融亜鉛合金を空気中で噴霧して調整
された粒状の汞化率０．１５重量％の亜鉛粉末を、アル
カリ電解液とポリアクリル酸ソーダのようなゲル化剤と
からなるゲル状電解液に分散させたものである。ここで
水銀添加の理由は、亜鉛粉末の表面をアマルガム化して
その水素化電圧を高め、電池内部の水素ガスの発生を抑
制することによって、自己溶解を防止するためのもので
ある。そのことにより、電池保存中もしくは使用中にお
けるガス発生と、それにともなう電池内圧の上昇を抑制
し、電池の耐漏液性が高められる。
は以下のようなゲル状亜鉛負極が多用されている。前記
ゲル状亜鉛負極は溶融亜鉛合金を空気中で噴霧して調整
された粒状の汞化率０．１５重量％の亜鉛粉末を、アル
カリ電解液とポリアクリル酸ソーダのようなゲル化剤と
からなるゲル状電解液に分散させたものである。ここで
水銀添加の理由は、亜鉛粉末の表面をアマルガム化して
その水素化電圧を高め、電池内部の水素ガスの発生を抑
制することによって、自己溶解を防止するためのもので
ある。そのことにより、電池保存中もしくは使用中にお
けるガス発生と、それにともなう電池内圧の上昇を抑制
し、電池の耐漏液性が高められる。
【０００４】一方、今日、世界的な環境保護運動の高ま
りの中、アルカリ電池中の無水銀化が要望されている。
このため、亜鉛合金組成に関する防食技術や防食効果を
高める働きをする無機インヒビターあるいは、有機イン
ヒビターの開発がなされ、すでに水銀無添加の亜鉛合金
粉末を用いたアルカリ電池が製品化されている。また、
ゲル化剤と電解液とからなるゲル状電解液に亜鉛粉末が
均一に分散したゲル状亜鉛負極は電池の性能において反
応表面積が多く取れるため都合がよく、また、電池の性
能においても負極を液状で取り扱うことができ生産性が
高い。
りの中、アルカリ電池中の無水銀化が要望されている。
このため、亜鉛合金組成に関する防食技術や防食効果を
高める働きをする無機インヒビターあるいは、有機イン
ヒビターの開発がなされ、すでに水銀無添加の亜鉛合金
粉末を用いたアルカリ電池が製品化されている。また、
ゲル化剤と電解液とからなるゲル状電解液に亜鉛粉末が
均一に分散したゲル状亜鉛負極は電池の性能において反
応表面積が多く取れるため都合がよく、また、電池の性
能においても負極を液状で取り扱うことができ生産性が
高い。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】ところでカメラやスト
ロボなどの強負荷放電においては、アルカリ電池内の活
物質の利用率が低い。すなわち、従来は本来必要とする
電気容量以上の亜鉛重量でゲル状負極が構成されてい
る。ところが、ゲル状負極重量を単に減少させたり、ま
た亜鉛粉末の分散密度を小さくして、亜鉛活物質重量を
減少させても、無水銀のアルカリ電池を構成すると放電
性能が悪くなる。たとえばカメラ、ストロボなどの強負
荷放電においてチャージアップ時間がながくなり、また
電池を床に落とした後、短絡電流を測定する、いわゆる
落下試験において短絡電流がとれなくなるような異常を
来す。
ロボなどの強負荷放電においては、アルカリ電池内の活
物質の利用率が低い。すなわち、従来は本来必要とする
電気容量以上の亜鉛重量でゲル状負極が構成されてい
る。ところが、ゲル状負極重量を単に減少させたり、ま
た亜鉛粉末の分散密度を小さくして、亜鉛活物質重量を
減少させても、無水銀のアルカリ電池を構成すると放電
性能が悪くなる。たとえばカメラ、ストロボなどの強負
荷放電においてチャージアップ時間がながくなり、また
電池を床に落とした後、短絡電流を測定する、いわゆる
落下試験において短絡電流がとれなくなるような異常を
来す。
【０００６】本発明は、負極活物質重量を減少させて
も、カメラ、ストロボなどの強負荷特性を維持でき、落
下試験において短絡電流が低下する現象を解消できるア
ルカリ電池を提供することを目的とする。
も、カメラ、ストロボなどの強負荷特性を維持でき、落
下試験において短絡電流が低下する現象を解消できるア
ルカリ電池を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本発明は、アルカリ電解液と粒状亜鉛とゲル化剤との混
合物に、耐アルカリ性の多孔性粒子を添加混合したゲル
状負極を用いたアルカリ電池の構成とする。
本発明は、アルカリ電解液と粒状亜鉛とゲル化剤との混
合物に、耐アルカリ性の多孔性粒子を添加混合したゲル
状負極を用いたアルカリ電池の構成とする。
【０００８】
【作用】この構成のように、アルカリ電解液と粒状亜鉛
とゲル化剤との混合物に、多孔性粒子を添加混合したゲ
ル状負極を用いることによって、利用率向上の目的でア
ルカリ電池の負極活物質重量を減少させても、多孔性粒
子に押しのけられて偏在化した粒状亜鉛同士が部分的ネ
ットワークを形成し、亜鉛同士の接触が向上し、放電性
能、特に強負荷放電および耐落下性能を維持できるアル
カリ電池を提供することが可能となる。
とゲル化剤との混合物に、多孔性粒子を添加混合したゲ
ル状負極を用いることによって、利用率向上の目的でア
ルカリ電池の負極活物質重量を減少させても、多孔性粒
子に押しのけられて偏在化した粒状亜鉛同士が部分的ネ
ットワークを形成し、亜鉛同士の接触が向上し、放電性
能、特に強負荷放電および耐落下性能を維持できるアル
カリ電池を提供することが可能となる。
【０００９】
【実施例】以下、実施例によって、本発明の詳細ならび
に効果を説明する。まず本発明の構成の効果を示すため
実施例に用いたアルカリマンガン乾電池の構造、放電性
能の評価法について説明する。
に効果を説明する。まず本発明の構成の効果を示すため
実施例に用いたアルカリマンガン乾電池の構造、放電性
能の評価法について説明する。
【００１０】図１は本発明の実施例のアルカリマンガン
乾電池の構造断面図である。図１において、１は正極端
子を兼ねる正極ケースである。この正極ケース１内には
二酸化マンガンと黒鉛からなる円筒状の正極合剤２が圧
入されている。３は前記正極合剤の内側に配設した有底
円筒状のセパレータで、その内部には酸化亜鉛を飽和し
た３５重量％の水酸化カリウム水溶液のアルカリ電解液
にポリアクリル酸ソーダ、ＣＭＣなどのゲル化剤を加え
たゲル状電解液に亜鉛合金粉末を分散混合したゲル状負
極４が充填されている。６は前記ゲル状負極４に挿入さ
れた負極集電体、５は正極ケース１の開口部を閉塞する
樹脂封口体で、この樹脂封口体５には負極端子を兼ねる
負極端子底板７が前記負極集電体６の頭部に溶接され
て、金属製ワッシャーとともに配置されている。そして
前記正極ケース１の開口部を内側にかしめることにより
封口されている。図中の８は外装ラベルである。
乾電池の構造断面図である。図１において、１は正極端
子を兼ねる正極ケースである。この正極ケース１内には
二酸化マンガンと黒鉛からなる円筒状の正極合剤２が圧
入されている。３は前記正極合剤の内側に配設した有底
円筒状のセパレータで、その内部には酸化亜鉛を飽和し
た３５重量％の水酸化カリウム水溶液のアルカリ電解液
にポリアクリル酸ソーダ、ＣＭＣなどのゲル化剤を加え
たゲル状電解液に亜鉛合金粉末を分散混合したゲル状負
極４が充填されている。６は前記ゲル状負極４に挿入さ
れた負極集電体、５は正極ケース１の開口部を閉塞する
樹脂封口体で、この樹脂封口体５には負極端子を兼ねる
負極端子底板７が前記負極集電体６の頭部に溶接され
て、金属製ワッシャーとともに配置されている。そして
前記正極ケース１の開口部を内側にかしめることにより
封口されている。図中の８は外装ラベルである。
【００１１】本発明の実施例はゲル状負極への添加粒子
として、１：ポリスチレン粒子（密度０．７０ｇ・ｃｍ
-3，粒子径１０〜２０μｍ，空隙率４０〜５０％）を３
重量％添加したものと、２：高ケイ酸ガラス粒子（密
度：２．１８ｇ・ｃｍ-3，粒子径３０〜８０μｍ，空隙
率３５〜６０％）を３重量％添加したものであり、従来
例として多孔性粒子を無添加のアルカリマンガン乾電池
を組み立て、以下の試験を行った。
として、１：ポリスチレン粒子（密度０．７０ｇ・ｃｍ
-3，粒子径１０〜２０μｍ，空隙率４０〜５０％）を３
重量％添加したものと、２：高ケイ酸ガラス粒子（密
度：２．１８ｇ・ｃｍ-3，粒子径３０〜８０μｍ，空隙
率３５〜６０％）を３重量％添加したものであり、従来
例として多孔性粒子を無添加のアルカリマンガン乾電池
を組み立て、以下の試験を行った。
【００１２】前記のアルカリマンガン乾電池を３．９Ω
で連続放電し、終止電圧０．７５Ｖまでの持続時間（試
験数ｎ＝１０）を測定し、その平均値を表１に示した。
さらに落下特性として、１０２ｃｍから５回落下後の電
流を測定し落下前の電流値に対する比率を電流維持率と
し、従来例の電流維持率を１００として表１に示した。
（試験数ｎ＝１０）
で連続放電し、終止電圧０．７５Ｖまでの持続時間（試
験数ｎ＝１０）を測定し、その平均値を表１に示した。
さらに落下特性として、１０２ｃｍから５回落下後の電
流を測定し落下前の電流値に対する比率を電流維持率と
し、従来例の電流維持率を１００として表１に示した。
（試験数ｎ＝１０）
【００１３】
【表１】
【００１４】表１より、重負荷放電において、本発明の
ゲル状負極を用いたアルカリ電池は、無添加のゲル状負
極を用いたものの約１．１倍になり、放電性能が向上
し、また落下特性の悪化も改善できた。
ゲル状負極を用いたアルカリ電池は、無添加のゲル状負
極を用いたものの約１．１倍になり、放電性能が向上
し、また落下特性の悪化も改善できた。
【００１５】なお、上記の多孔性粒子を添加した際、多
孔性粒子を添加したゲル状負極を充分に攪拌混合して多
孔部分にアルカリ電解液を含ませたが、予めアルカリ電
解液を含ませたものを用いても電池内の総電解液量を増
加させることができ、強負荷放電性能を向上できる。ま
た、実施例において、アルカリマンガン乾電池について
説明したが、他のアルカリ電池、たとえば、空気−亜鉛
電池、酸化銀電池などの粒状亜鉛を負極活物質に用いる
電池においても、適宜添加量を変更することで、同様の
効果が得られる。
孔性粒子を添加したゲル状負極を充分に攪拌混合して多
孔部分にアルカリ電解液を含ませたが、予めアルカリ電
解液を含ませたものを用いても電池内の総電解液量を増
加させることができ、強負荷放電性能を向上できる。ま
た、実施例において、アルカリマンガン乾電池について
説明したが、他のアルカリ電池、たとえば、空気−亜鉛
電池、酸化銀電池などの粒状亜鉛を負極活物質に用いる
電池においても、適宜添加量を変更することで、同様の
効果が得られる。
【００１６】
【発明の効果】以上詳述したように、本発明はアルカリ
電解液と粒状亜鉛とゲル化剤との混合物に、耐アルカリ
性の多孔性粒子を添加混合したゲル状負極を用いること
によって、アルカリ電池の負極活物質重量を減少させて
も負極活物質の利用率が向上し、放電性能、特に強負荷
放電および耐落下性能を維持できるアルカリ電池を提供
することができる。
電解液と粒状亜鉛とゲル化剤との混合物に、耐アルカリ
性の多孔性粒子を添加混合したゲル状負極を用いること
によって、アルカリ電池の負極活物質重量を減少させて
も負極活物質の利用率が向上し、放電性能、特に強負荷
放電および耐落下性能を維持できるアルカリ電池を提供
することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例におけるアルカリマンガン乾電
池の断面図
池の断面図
１ 正極ケース ２ 正極合剤 ３ セパレータ ４ ゲル状負極 ５ 樹脂封口体 ６ 負極集電体 ７ 負極端子底板 ８ 外装ラベル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 実開 昭63−39865（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) H01M 4/00 - 4/62
Claims (1)
- 【請求項１】 正極ケースと、正極合剤と、セパレータ
と、前記セパレータの内側に充填されたゲル状負極と、
負極集電体よりなり、前記ゲル状負極をアルカリ電解液
と粒状亜鉛とゲル化剤との混合物に耐アルカリ性の多孔
性粒子を添加混合してなるゲル状負極としたことを特徴
とするアルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14589894A JP3315530B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14589894A JP3315530B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0817426A JPH0817426A (ja) | 1996-01-19 |
| JP3315530B2 true JP3315530B2 (ja) | 2002-08-19 |
Family
ID=15395614
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14589894A Expired - Fee Related JP3315530B2 (ja) | 1994-06-28 | 1994-06-28 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3315530B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP1042829A4 (en) * | 1997-12-31 | 2004-07-14 | Duracell Inc | BATTERY CATHODE |
-
1994
- 1994-06-28 JP JP14589894A patent/JP3315530B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0817426A (ja) | 1996-01-19 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1393393B1 (en) | Ionically conductive additive for zinc-based anode in alkaline electrochemical cells | |
| US3870564A (en) | Alkaline cell | |
| KR20120023806A (ko) | 이차 아연 배터리용의 페이스트된 아연 전극 | |
| JP2004513501A (ja) | アルカリ電解液を有する亜鉛含有セルのための正負相互作用電極調合物 | |
| JP3215448B2 (ja) | 亜鉛アルカリ電池 | |
| JP3215446B2 (ja) | 亜鉛アルカリ電池 | |
| US6818348B1 (en) | Nickel hydroxide paste with molasses binder | |
| KR20010051593A (ko) | 니켈수소축전지 | |
| JP5172181B2 (ja) | 亜鉛アルカリ電池 | |
| JP4736345B2 (ja) | アルカリ電池 | |
| JPH07122276A (ja) | 円筒形アルカリ電池 | |
| JP3315530B2 (ja) | アルカリ電池 | |
| JP2001332250A (ja) | アルカリ乾電池 | |
| JPH11339865A (ja) | 空気電極及び空気電池 | |
| US2814663A (en) | Primary cell | |
| US2535742A (en) | Primary cell with electrodes of magnesium and magnesium permanganate | |
| JP3060141B2 (ja) | アルカリ乾電池の製造法 | |
| JPH11297352A (ja) | アルカリ蓄電池 | |
| JPH0568828B2 (ja) | ||
| JP2004139909A (ja) | 密閉型ニッケル亜鉛一次電池 | |
| JPH11162474A (ja) | アルカリ電池 | |
| JP2007220373A (ja) | 密閉式アルカリ亜鉛一次電池 | |
| JPH06231757A (ja) | 亜鉛アルカリ電池 | |
| JP2005332811A (ja) | アルカリ電池 | |
| JP4355800B2 (ja) | 亜鉛アルカリ電池 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |