JPH01243373A

JPH01243373A - アルカリ電池の負極ゲル化剤

Info

Publication number: JPH01243373A
Application number: JP6957988A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shinoda; 健一篠田; Hirohiko Ota; 太田　廣彦; Kiyohide Tsutsui; 清英筒井
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1988-03-25
Filing date: 1988-03-25
Publication date: 1989-09-28

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）この発明は、アルカリ電池の負極ゲル化剤の改良に関し
、特に負極亜鉛に対する分散保持力を向上させた負極ゲ
ル化剤に関するものである。

（従来の技術）例えば、アルカリ電池の負極は、アルカリ電解液に負極
ゲル化剤を混合したペースト状負極ゲルの内部に粒状の
負極亜鉛を分散保持したものであり、粒状亜鉛に対する
負極ゲルの保持力が電池の保存性を左右する。

負極ゲル化剤としては、現在では一般的にカルボキシメ
チルセルロースのナトリウム塩、ポリアクリル酸ソーダ
などが単独あるいは混合して用いられている。

（発明が解決しようとする課題）しかしながら、これらのゲル化剤では、電池の保存中に
ゲル化剤とアルカリ電解液とが分離する傾向があり、長
期保存によって亜鉛の電解液に対する均一な分散状態が
得られ難くなっていた。

特に、カルボキルメチルセルロース（以下ＣＭＣと略記
する）をゲル化剤として用いた場合には、負極充填時の
作業性は良好ではあるが、高温下でアルカリ電解液に対
し分離し易く、亜鉛の沈降が著しくなり、厳しい使用条
件には不向きなゲル化材料とされていた。

これに対し、ポリアクリル酸ソーダをゲル化剤として用
いた場合には、比較的アルカリ電解液に対して安定では
あるが、負極充填時に充填用シリンダの外周に付着し易
く、作業性に問題があり、一長一短であった。

本発明者は、負極充填作業性の良好なＣＭＣをベースと
して、これの耐温度特性の向上を図ることを目的として
種々の実験を繰り返した。

この結果、ＣＭＣに少量のフルオロカーボンを添加する
ことによって、ＣＭＣ自体を熱的に安定な状態に改質で
きることおよび長期間に亘って安定なゲル状態を維持で
きることを知見し、本発明を完成するに至ったものであ
る。

（課題を解決するための手段）前記目的を達成するため、この発明は、カルボキシメチ
ルセルロースに、エーテル結合を有するフルオロカーボ
ンを添加させたものである。

エーテル結合を有するフルオロカーボンは、弗化炭素チ
ェーンＦ　　Ｃ−ＣＦ　　−ＣＦ２− を主構造として有し、アルカリに対して安定で、しかも
熱安定性に勝れた弗素系界面活性剤である。

また、その添加量はカルボキシメチルセルロース１００
重量％に対して０．０２〜１．０重量％であることが最
も効果的な範囲である。

（作　用）適正量のフルオロカーボンをＣＭＣに添加することによ
って８０℃までの温度条件下において、負極亜鉛に対す
る保持力の低下傾向が減少し、また、高温状態における
長期保存後の放電性能低下傾向が減少することが確認さ
れた。

この作用機序については確定はされていないが、前記弗
化弗素チェーンがＣＭＣに作用して熱的に安定なゲルに
改質するものと推察される。

なお、前記上限および下限の限定理由は、まず、フルオ
ロカーボンの添加量が下限である０、０２重量％を下回
った場合には、絶対量の不足によってゲル状態を高温下
で保持する上での効果が顕著でなくなり、また上限であ
る１、０重量％を上回った場合には、フルオロカーボン
自体が亜鉛粉末を抱持するので亜鉛の反応効率が低下し
、放電性能が低下するからである。

（実　施　例）以下の表１．に示す配合比で負極亜鉛ゲルを作製した。

表１− ＣＭＣ組成物　　　２．０重量％（負極ゲル化剤）４０％ＫＯＨ溶液　３８．０　２以上の組成の負極亜鉛ゲルのうちの負極ゲル化剤として
、従来と同様ＣＭＣ単体と、ＣＭＣ１００′重量％に対
してエーテル結合をもつフルオロカーボン（商品名：ゾ
ニール・・・デュポン社製）を種々の割合で添加したち
の４種類の温度に対する降伏値の低下傾向を比較測定し
た結果、図に示す値を得た。

−なお降伏値は、ゲル状亜鉛に対する保持力の指標を示
すもので、以下の式で表される。

降伏値＝　０　、　５　ｒ　、　ｐ、　ＩＩ粘度−１，
Ｏｒ、ｐ、ｍ粘度この図に示す結果からも明らかなよう
に、従来のＣＭＣ単体では、温度上昇に伴なって降伏値
が曲線的に低下するのに対し、フルオロカーボンの添加
量増加に応じて低下傾向が減少し、高温下でのＣＭＣの
負極亜鉛に対する保持力が飛躍的に増大することが確認
され、特にＣＭＣ１００重量％に対してフルオロカーボ
ン１６０重量％添加したものでは、その減少傾向は極端
に少なくなっていることが判明している。

次に以上の各組成のゲル化剤を用いたアルカリ電池の一
般的な保存試験条件である４５℃３ケ月保存した後で、
１０Ω連続放電次の持続時間を測定したところ、以下の
表２．に示す結果が得られた。

なお、試験はＬＲ６で行った。

表２以上の表２．からも明らかなように、フルオロカーボン
が１．００重量％で保存後の放電時間が最も高い伸びを
示し、これを越えない範囲では添加量に応じた放電持続
時間の伸びが得られる。

なお、表には示していないが、初度の放電持続時間は、
ＣＭＣ１００重量％の電池と他のフルオロカーボンを添
加した他の電池とは同等の性能を示していた。

（発明の効果）以上の図、および表２．からも明らかなように、この発
明の電池の負極ゲル化剤にあっては、適性量のエーテル
結合を有するフルオロカーボンをＣＭＣに添加すること
によって８０℃までの温度条件下において、負極亜鉛に
対する保持力の低下傾向が減少し、また、高温状態にお
ける長期保存後の放電性能低下傾向が減少する。

したがって、この発明にあっては、従来のゲル化剤単体
を用いた場合に比べて電池性能の大幅な向上を期待でき
る。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明に係るゲル化剤を用いた負極ゲルの温度と
降伏値の関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）カルボキシメチルセルロースに、エーテル結合を
有するフルオロカーボンを添加したことを特徴とするア
ルカリ電池の負極ゲル化剤。
（２）前記フルオロカーボンの含有量はカルボキシメチ
ルセルロース１００重量％に対して０．０２〜１．０重
量％であることを特徴とする請求項１記載のアルカリ電
池の負極ゲル化剤。