JPH01112668A - アルカリ電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、アルカリマンガン電池、水銀電池。

酸化銀電池などアルカリ電解液に水酸化ナトリウムを使
用するアルカリ電池の改良に関するものである。

従来の技術 アルカリ電池にゲル化剤が用いられるのは、負極活物質
である亜鉛と電解液を均一に分散させる事により、反応
性を向上させるためで、従来よりカルボキシメチルセル
ロースのナトリウム塩や、ポリアクリル酸及びその塩等
が使用さｎている。

アルカリ電池には、電解液として主に水酸化カリウムと
水酸化ナトリウムを使用する両者のタイプがある。前者
は、大電流を取りだす用途に用いるタイプで、後者は、
時計用など消費電流の小さい用途に適している。

一般に、電解液に水酸化カリウムを電解質として用いる
タイプには、ゲル化剤として、カルボキシメチルセルロ
ースのナトリウム塩が使用さｎている。一方、水酸化ナ
トリウムを電解質として用いるタイプに、従来のカルボ
キシメチルセルロースを使用すると保存後の容量の低下
あるいは、閉路電圧特性に問題があり、ポリアクリル酸
及びその塩が用いられていた。

しかし、ポリアクリル酸及びその塩は、非常に吸湿性が
強く、製造工程上粉末亜鉛の秤量精度を低下させるなど
、満足できるものではない。

発明が解決しようとする問題点 一般に、カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩は
、電池の保存中にアルカリ電解液により酸化され、分解
するため粘性が低下し、亜鉛と電解液との均一な分散が
得られなくなる。そのため放電時亜鉛表面に酸化亜鉛な
どの不ｗＪ態皮膜が形成され、負極活物質が完全に利用
されないことがある。

特に水酸化ナトリウム電解液は、水酸化カリウム電解液
に比べて、その傾向が大きい。又、カルボキシメチルセ
ルロースのナトリウム塩のエーテル化度は、分子構造上
３．０まで理論的には可能であるが、工業的に、エーテ
ル化度が高く分子量の大きいものを製造するのは困難で
あった。

本発明は、上記の様な問題点を解消し、アルカリ電解液
として水酸化ナトリウムを用いるアルカリ電池に放電特
性、保存特性、閉路電圧特性に優ｎたアルカリ電池を提
供することを目的とする。

問題点を解決するための手段 この問題点を解決するため本発明は、水酸化ナトリウム
をアルカリ電解液として用いる電池に、ゲル化剤として
、エーテル化度０．８〜１．２．平均分子量４５０．０
００〜６８０，０００．重合度２．０００〜３．１００
のカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩を使用し
たものである。

上記、カルボキンメチルセルロースのナトリウム塩は、
アルカリ浴中でリンターパルプ等の繊維素を２段階にわ
たって溶媒処理することにより得ることができた。

作用 一般に、エーテル化度が高くなると、耐薬品性が頻〈な
り、従ってアルカリ液中での粘性の低下も少ない。又、
平均分子量が太きくｙｘると、少量の添加量により、一
定の粘性が得らｎ、閉路電圧特性向上に役立つ。

従って、エーテル化度が尚く、かつ平均分子量の大きい
カルボキシメチルセルロースのナトリウム塩を用いる事
により、電解液として水酸化ナトリウムを用いたアルカ
リ電池で優れた放電特性。

保存特性、閉路電圧特性を得ることができる。

実施例 以下本発明の実施例を示す。

図は、酸化銀電池の断面図を示す。本実施例では直径５
．８１１Ｍ、高さ２．１５＋１１１．電解液に水酸化ナ
トリウムを使用する酸化銀電池５Ｒ５２／Ｓｔを用いた
。

１は正極ケース、２は酸化銀を主成分とする正極合剤、
３は正極リング、４はポリエチレンからなる微孔性フィ
ルムとセロファンからなるセパレーター、６はセルロー
スよシなる含浸材、６は封口リング、７は本発明にかか
わる負極で汞化亜鉛粉末トゲル化剤として、カルボキシ
メチルセルロースのナトリウム塩、８は封口板である。

本発明の実施例の電池Ｃと、上記実施例と電解液に添加
するゲル化剤以外の構成を同じとし、各種エーテル化度
、平均分子量１重合度の異なるカルボキシメチルセルロ
ースのナトリウム塩、そして、ゲル化剤として、ポリア
クリル酸ナトリウムを用いた′電池を第１表に示す。

第１表 なお、エーテル化度は、試料を灰化して酸を加え、過剰
の酸をアルカリ液で逆滴定して、置換度を求めた。また
、重合度は、次式〔η）Ｎ／１Ｏ−ＮａＣ／＝　１６．
６　ＫｍＰｎ　（［しく：？７　、ＩＮ／１Ｏ−Ｎａ（
／はＮ／１０のＮａＣｌ！を用いたときの極限粘度、Ｋ
ｍは置換度により決められる定数、Ｐｎの平均重合度か
ら求めた。

亜鉛と電解液との均一な分散を得るためには、一定の粘
性が必要で、平均分子量に犬きぐ影響される。従って、
水酸化ナトリウム電解液に添加されるゲル化剤の重量％
は、平均分子量が大きくなると少量になり、添加率も第
１表に示した。

以上の条件で展進したム〜にの電池を組立て。

電圧、内部抵抗、放電容量、閉路電圧特性の比較ｔｌ−
第２表に示す。

第２表に記載した各項目の測定条件は、次の通りである
。

・開路電圧、内部抵抗・・・・・・温度２０’Ｏｎ＝１
００の平均値 ・放電容量・・・・・・２０°Ｃにおける８８にΩ定抵
抗放電で終止電圧１・４ｖまでの放電容 量を示す。各ｎ＝２０の平均値 ・閉路電圧・・・・・・温度−１０’Ｃ，負荷抵抗２に
Ω７．８　ｍ８間の最低電圧を示す。各 ｎ＝２０の平均値 （以下余　白） この結果、平均分子量の低い電池人、　　Ｂ、　　１！
：。

Ｆ、Ｉ、Ｊは、一定粘度を得るためには、ゲル化剤の添
加量が多くなり、内部抵抗が増大して、閉路電圧特性も
よくない。また、ゲル化剤の添加量が多くなると、組立
直後の放電容量のバラツキが大きくなっている。

これは、亜鉛とゲル化剤の混合が、添加量が多くなるに
従い混合状態が不均一になってくるのが原因と考えらｎ
る。

又、これまで、ゲル化剤として低エーテル化度高分子童
のカルボキシメチルセルロースヲ用いた電池Ｇ、　　Ｈ
は、保存中にアルカリ性電解液により、ゲル化剤が分解
さｎ、粘性が低くなり、亜鉛と電解液の均一な分散が得
らｎなくなり、常温２年保存後の放電容量の低下が太き
い。

上記第２表に示す組合せで、電解液に水酸化カリウムを
用いる電池で、同様の実験を行ったが、ゲル化剤の添加
量が増大する事により、放電容量のバラツキが大きくな
り、閉路電圧特性の低下という、同様の傾向を示した。

しかし、エーテル化度の差による保存後の放電容量の劣
化率の差はなかった。

又、従来用いられていた、ポリアクリル酸ナトリウムを
ゲル化剤として用いた電池には、カルボキシチメチルセ
ルロースよシ吸湿性が非常に強く、製造工程上、粉末亜
鉛の秤量精度を低下させ、組立直後の放電容量のバラツ
キが大きいという欠点がある。

発明の効果 以上のように、本発明で得た電池は、少量のゲル化剤添
加量で、閉路電圧特性が良く、保存性に優ｎ、放電容量
のバラツキも少ないものである。

【図面の簡単な説明】

図は、本発明の実施例における酸化銀電池の断面図であ
る。 １・・・・・・正極ケース、２・・・・・・正極合剤、
３・・・・・・正極リング、４・・・・・・セパレータ
ー、５・・・・・・含浸材、６・・・・・・封口リング
、７・・・・・・負極、８・・・・・・封口板。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. アルカリ電解液として水酸化ナトリウムを用い、汞化亜
   鉛粉末をゲル状の前記アルカリ電解液中混合分散させた
   電池であって、前記ゲル状のアルカリ電解液中に加えた
   ゲル化剤がエーテル化度０．８〜１．２、平均分子量４
   ５０，０００〜６８０，０００、重合度２，０００〜３
   ，１００のカルボキシメチルセルロースのナトリウム塩
   であることを特徴とするアルカリ電池。