JP5135579B2 - 扁平形アルカリ電池 - Google Patents
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Description
本発明は上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、二酸化マンガンを所定量混合して正極合剤の秤量性を向上させ、高性能で低価格な扁平形アルカリ電池を提供するにある。
また、請求項2の発明は、請求項1に記載の扁平形アルカリ電池において、前記銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径は、1〜20μmである。
また、請求項2の発明によっても、正極合剤をペレット状に加工する際の圧力を低くすることができ、成型治具の変形を防止できるとともに、秤量バラツキを小さくすることができる。
図1は、ボタン形(扁平形)のアルカリ一次電池(以下、扁平形アルカリ電池)の概略断面図を示す。図1において、扁平形アルカリ電池1はボタン形の一次電池であって、有底円筒状の正極缶2及び有蓋円筒状の負極缶3を有している。正極缶2は、鋼板にニッケ
ルメッキを施した構成であって、正極端子を兼ねている。一方、負極缶3は、ニッケルよりなる外表面層と、ステンレススチール(SUS)よりなる金属層と、銅よりなる集電体層との3層クラッド材がカップ状にプレス加工されて構成されている。又、負極缶3は、その円形の開口部3aが折り返し形成され、その折り返し形成された開口部3aには、例えば、ナイロン製のリング状のガスケット4が装着されている。
ることが適当である。
二酸化マンガンの平均粒径が10μmを下回ると、正極合剤をペレット状に加圧加工する際の加圧力を高くしなければならず、成型治具の変形を来す虞がある。また、平均粒径が50μmを上回ると粒径が大きい分秤量バラツキが大きくなる。
銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が1μmを下回ると、二酸化マンガンの場合と同様、正極合剤をペレット状に加圧加工する際の加圧力を高くしなければならず、成型治具の変形を来す虞がある。また、平均粒径が20μmを上回ると、銀・ニッケル複合酸化物が正極合剤の秤量バラツキを小さくする効果が小さくなる。これは、銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径が20μmを上回ると、それ自身が秤量性が低下するためと考えられる。
(実施例1)
図1に本実施例で作成した外径6.8mm、高さ2.6mmの扁平形アルカリ電池を示す。
(実施例2)
実施例2は、正極合剤として、平均粒径10μmの銀・ニッケル複合酸化物(AgNiO2)を20mass%、平均粒径10μmの酸化銀粉末(Ag2O)を70mass%、平均粒径30μmの二酸化マンガン(MnO2)を10mass%、を混合して、200MPsの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例1と同様にして、扁平形アルカリ電池1を作製した。
(実施例3)
実施例3は、正極合剤として、平均粒径10μmの銀・ニッケル複合酸化物(AgNiO2)を30mass%、平均粒径10μmの酸化銀粉末(Ag2O)を60mass%、平均粒径30μmの二酸化マンガン(MnO2)を10mass%、を混合し、200MPsの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例1と同様にして、扁平形アルカリ電池1を作製した。
(比較例1)
比較例1は、正極合剤として、平均粒径10μmの銀・ニッケル複合酸化物(AgNiO2)を15mass%、平均粒径10μmの酸化銀粉末(Ag2O)を75mass%、平均粒径30μmの二酸化マンガン(MnO2)を10mass%を混合し、200MPsの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例1と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
(比較例2)
比較例2は、正極合剤として、平均粒径10μmの銀・ニッケル複合酸化物(AgNiO2)を35mass%、平均粒径10μmの酸化銀粉末(Ag2O)を55mass%、平均粒径30μmの二酸化マンガン(MnO2)を10mass%を混合し、200MPsの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例1と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
(比較例3)
比較例3は、正極合剤として、平均粒径10μmの銀・ニッケル複合酸化物(AgNiO2)を15mass%、平均粒径10μmの酸化銀粉末(Ag2O)を75mass%、平均粒径5μmの二酸化マンガン(MnO2)を10mass%を混合し、300MPsの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例1と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
(比較例4)
比較例4は、正極合剤として、平均粒径10μmの銀・ニッケル複合酸化物(AgNiO2)を15mass%、平均粒径10μmの酸化銀粉末(Ag2O)を75mass%、平均粒径60μmの二酸化マンガン(MnO2)を10mass%を混合し、200MPsの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例1と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
(比較例5)
比較例5は、正極合剤として、平均粒径0.5μmの銀・ニッケル複合酸化物(AgNiO2)を15mass%、平均粒径10μmの酸化銀粉末(Ag2O)を75mass%、平均粒径30μmの二酸化マンガン(MnO2)を10mass%を混合し、300MPsの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例1と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
(比較例6)
比較例6は、正極合剤として、平均粒径25μmの銀・ニッケル複合酸化物(AgNi
O2)を15mass%、平均粒径10μmの酸化銀粉末(Ag2O)を75mass%、平均粒径30μmの二酸化マンガン(MnO2)を10mass%を混合し、200MPsの加圧力でペレット状に圧縮成型することで正極ペレットを作製した以外は、実施例1と同様にして、扁平形アルカリ電池を作製した。
具体的には、正極ペレットの質量バラツキは、所定の容積の穴に正極合剤を擦り切りながら充填後、圧縮成型して作製した各ペレット20個の質量を測定し、その変動係数(=標準偏差/平均値×100)を算出した。また、正極ペレットの成型圧は、各正極ペレット成型時の圧力n=20個の平均値を算出した。さらに、正極ペレットの材料削減効果は、正極合剤の秤量向上でΔCを少なくしたことによる材料費の削減金額効果をパーセントで算出した。
以上のそれぞれの結果を表1に示す。
のと考えられる。即ち、ΔCが多くなる。
(1)本実施形態によれば、扁平形アルカリ電池1は、正極合剤5が、酸化銀と、5〜19mass%の二酸化マンガン及び20〜30mass%の銀・ニッケル複合酸化物を混合したものであり、その混合物をペレット状に加圧成型したものである。そのため、正極合剤5に、酸化銀及び二酸化マンガンよりも秤量性のよい銀・ニッケル複合酸化物を混合することで、正極合剤5の秤量性を大きく向上させ、その分、電池を設計する上でΔCを少なくできるので、材料費を削減することができる。
が確保され、大きな電池容量が得られる。
Claims (2)
- 正極缶と負極缶とをガスケットを介して密封した密封空間に、セパレータを配置するとともに、セパレータを挟んで、正極側には正極活物質を主成分とした正極合剤を配置し、負極側には負極活物質を主成分とした負極合剤を配置し、さらに、その正極合剤、セパレータ及び負極合剤を配置した密封空間にアルカリ電解液を充填した扁平形アルカリ電池であって、
前記正極合剤が、酸化銀と、5〜19mass%の二酸化マンガンと、20〜30mass%の銀・ニッケル複合酸化物とよりなる正極活物質混合物を加圧成型したものであり、且つ、前記二酸化マンガンの平均粒径は、10〜50μmであることを特徴とする扁平形アルカリ電池。 - 請求項1に記載の扁平形アルカリ電池において、
前記銀・ニッケル複合酸化物の平均粒径は、1〜20μmであることを特徴とする扁平形アルカリ電池。
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