JPH02112166A - 電池 - Google Patents
電池Info
- Publication number
- JPH02112166A JPH02112166A JP63262860A JP26286088A JPH02112166A JP H02112166 A JPH02112166 A JP H02112166A JP 63262860 A JP63262860 A JP 63262860A JP 26286088 A JP26286088 A JP 26286088A JP H02112166 A JPH02112166 A JP H02112166A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc
- manganese
- active material
- battery
- manganese oxide
- 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.)
- Pending
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Secondary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
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。
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）
本発明は電池、特に二次電池に関するものである。
（従来の技術）
電子機器の軽薄短小化とともに、その電源として用いら
れる電池の軽量、大容量、小形、薄形化か望まれている
。これまでは、マンガン乾電池に代表される一次電池が
使用されてきたが、この電池は使い捨てであるため、最
近では充放電可能な二次電池に変わりつつある。これま
でに使用されている二次電池はニッケルカドミニウム電
池、鉛蓄電池などがあるが、ニッケルカドミニウム電池
は自己放電性が大きい、カドミウムの毒性など、また鉛
蓄電池は重いなどの解決すべき問題かあった。
れる電池の軽量、大容量、小形、薄形化か望まれている
。これまでは、マンガン乾電池に代表される一次電池が
使用されてきたが、この電池は使い捨てであるため、最
近では充放電可能な二次電池に変わりつつある。これま
でに使用されている二次電池はニッケルカドミニウム電
池、鉛蓄電池などがあるが、ニッケルカドミニウム電池
は自己放電性が大きい、カドミウムの毒性など、また鉛
蓄電池は重いなどの解決すべき問題かあった。
（発明が解決しようとする課題）
本発明の１４的は、上述した従来の二次電池の問題点を
解決し、取り出し電流が大きく、放電容量の大きい、軽
量の二次電池を提供することにある。
解決し、取り出し電流が大きく、放電容量の大きい、軽
量の二次電池を提供することにある。
（課題を解決するための手段）
本発明者らは、上記問題点を解決するために鋭意検討を
行った結果、新規な電池系を見出だすことにより本発明
を解決するに至った。すなわち本発明は、正極活物質に
四酸化三マンガンを酸化することにより得られるマンガ
ン酸化物、負極活物質に亜鉛を用いることを特徴とする
水系二次電池である。
行った結果、新規な電池系を見出だすことにより本発明
を解決するに至った。すなわち本発明は、正極活物質に
四酸化三マンガンを酸化することにより得られるマンガ
ン酸化物、負極活物質に亜鉛を用いることを特徴とする
水系二次電池である。
以下、本発明をさらに詳細に説明する。
本発明の電池の正極活物質として用いられるマンガン酸
化物は、四酸化三マンガンを酸化することにより得られ
る。四酸化三マンガンは天然に黒マンガン鉱としてイｆ
（１：するもの、１”に気化学的方法で得られた二酸化
マンガンを空気中で加熱することによりＩｊ３られたも
の、硫酸マンガン水和物を空気中で加熱することにより
得られたもの、化学的方法で１１１られた二酸化マンガ
ンを水素気流中で加熱することにより１１）られたもの
、あるいはマンガンの硫酸塩、硝酸塩などを水に溶解さ
せ、これに水酸化すトリウムあるい水酸化カリウムなど
を加えマンガン水酸化物のスラリーを作製した後、空気
酸化することにより得られたものなどを用いることがで
きる。四酸化三マンガンの酸化は、電気化学的あるいは
化学的方法により行イ）れる。電気化学的方法では四酸
化三マンガンを二電極あるいは一士電極式により定電流
あるいは定電位酸化することなとにより、マンガン酸化
物が得られる。また、化学的方法では過マンガン酸塩、
過硫酸塩などの酸化剤によりマンガン酸化物かえられる
。しかしながら、生成するマンガン酸化物の純度、１１
ｆ現性、取り扱いの容品さなどからｍ気化学的り法を用
いることが好ましい。本発明の電池の１１′、極として
これらマンガン酸化物を成型する場合、導電性の向上や
電解液の保持性の向上を計るために、アセチレンブラッ
クなどの導電性粉末を混合して用いてもよく、さらに１
モ極の加工性を向上させるために結若剤などを混合して
もよい。
化物は、四酸化三マンガンを酸化することにより得られ
る。四酸化三マンガンは天然に黒マンガン鉱としてイｆ
（１：するもの、１”に気化学的方法で得られた二酸化
マンガンを空気中で加熱することによりＩｊ３られたも
の、硫酸マンガン水和物を空気中で加熱することにより
得られたもの、化学的方法で１１１られた二酸化マンガ
ンを水素気流中で加熱することにより１１）られたもの
、あるいはマンガンの硫酸塩、硝酸塩などを水に溶解さ
せ、これに水酸化すトリウムあるい水酸化カリウムなど
を加えマンガン水酸化物のスラリーを作製した後、空気
酸化することにより得られたものなどを用いることがで
きる。四酸化三マンガンの酸化は、電気化学的あるいは
化学的方法により行イ）れる。電気化学的方法では四酸
化三マンガンを二電極あるいは一士電極式により定電流
あるいは定電位酸化することなとにより、マンガン酸化
物が得られる。また、化学的方法では過マンガン酸塩、
過硫酸塩などの酸化剤によりマンガン酸化物かえられる
。しかしながら、生成するマンガン酸化物の純度、１１
ｆ現性、取り扱いの容品さなどからｍ気化学的り法を用
いることが好ましい。本発明の電池の１１′、極として
これらマンガン酸化物を成型する場合、導電性の向上や
電解液の保持性の向上を計るために、アセチレンブラッ
クなどの導電性粉末を混合して用いてもよく、さらに１
モ極の加工性を向上させるために結若剤などを混合して
もよい。
また、四酸化三マンガンの状態で電池をも１１成した後
、電圧を印加することによりマンガン酸化物を得ること
も可能である。この方法によれば、四酸化三マンガンの
酸化を電池内部で行うことが可能であり、設備、行程、
作製時間、コストなどの面から、非常に有利になる。
、電圧を印加することによりマンガン酸化物を得ること
も可能である。この方法によれば、四酸化三マンガンの
酸化を電池内部で行うことが可能であり、設備、行程、
作製時間、コストなどの面から、非常に有利になる。
負極活物質として用いられる亜鉛は純度かよく、加工性
に優れたものであることか好ましい。亜鉛は単独で用い
ても、他の金属との合金として用いても、また、電気化
学的に安定な高分子中に分散させて用いてもよい。また
、その形状は、板状、薄膜状さらには多孔質状など、ど
のような形状でもよい。
に優れたものであることか好ましい。亜鉛は単独で用い
ても、他の金属との合金として用いても、また、電気化
学的に安定な高分子中に分散させて用いてもよい。また
、その形状は、板状、薄膜状さらには多孔質状など、ど
のような形状でもよい。
電解質としては水に対する溶解度の大きい硫酸塩を用い
ることが好ましい。とくに本発明の電池は、亜鉛を負極
として用いているために、亜鉛イオンを電解液中にノ（
存させておくことおよび亜鉛極溶解を防ぐために、硫酸
亜鉛を用いることがさらに好ましい。用いる電解質は工
業用の純度を有するものであれば特段の規定はない。ま
た、電解質濃度は１０ｍ Ｍ〜飽和の範囲でよいが、電
解液のイオン伝導度および亜鉛極の溶解防止のために、
０．５Ｍ〜２．５Ｍの範囲にあることか好ましい。
ることが好ましい。とくに本発明の電池は、亜鉛を負極
として用いているために、亜鉛イオンを電解液中にノ（
存させておくことおよび亜鉛極溶解を防ぐために、硫酸
亜鉛を用いることがさらに好ましい。用いる電解質は工
業用の純度を有するものであれば特段の規定はない。ま
た、電解質濃度は１０ｍ Ｍ〜飽和の範囲でよいが、電
解液のイオン伝導度および亜鉛極の溶解防止のために、
０．５Ｍ〜２．５Ｍの範囲にあることか好ましい。
この電解液は導Ｈｏｅ ＩＩが高いことから、放電性の
優れた電池になる。
優れた電池になる。
（実施例）
本発明を更に詳細に説明するために以下に実施例をあげ
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
るが、本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例１
電池の作製
純度９９％の亜鉛板を直径５ ａｍに打ち抜き、その上
にガラス繊維製濾紙、２．０ｇの四酸化ニーマンガン（
東ソー（株）１製）および０．２ｇの炭素質粉（ケッチ
エンブラック 化工・アクゾ社製商品名）の混合物をの
せた。集電体として炭素板をさらにのせた後、２ Ｍ
Ｗ＋ｉ酸亜鉛水溶ｌｔｋを浸透さぜ、電池を作製した。
にガラス繊維製濾紙、２．０ｇの四酸化ニーマンガン（
東ソー（株）１製）および０．２ｇの炭素質粉（ケッチ
エンブラック 化工・アクゾ社製商品名）の混合物をの
せた。集電体として炭素板をさらにのせた後、２ Ｍ
Ｗ＋ｉ酸亜鉛水溶ｌｔｋを浸透さぜ、電池を作製した。
電池の充電、放電試験
印加電圧が２．５ｖになるまで亜鉛極に対し１０ ｒｎ
Ａ ／ ｃｌＹの定電流を四酸化三マンガン極に流し
た。この後１００Ωの定抵抗で放電することによりこの
電池の容量を求めた。放電路１に電圧を０．９Ｖとした
ときのこの電池の容量は３１４ｍＡｈ／ｇであった。こ
の後、同様に充電、放電試験を繰り返し行った結果、繰
り返し１５ Ｉｊ：ＩＩ ｌ’ｌにおいても２７５ ｍ
Ａ ｈ ／ ｇの容量を取り８１すことかできた。
Ａ ／ ｃｌＹの定電流を四酸化三マンガン極に流し
た。この後１００Ωの定抵抗で放電することによりこの
電池の容量を求めた。放電路１に電圧を０．９Ｖとした
ときのこの電池の容量は３１４ｍＡｈ／ｇであった。こ
の後、同様に充電、放電試験を繰り返し行った結果、繰
り返し１５ Ｉｊ：ＩＩ ｌ’ｌにおいても２７５ ｍ
Ａ ｈ ／ ｇの容量を取り８１すことかできた。
また、充電後のマンガン酸化物の構造を粉末Ｘ線解析法
により調べた結果、γ型二酸化マンガンであることかわ
かった。
により調べた結果、γ型二酸化マンガンであることかわ
かった。
実施例２
電池の作製
実施例１と同様の方法で電池を作製した。
電池の充電、放電試験
亜鉛極に対し１，９■の定電圧を四酸化三マンノ１ン極
に１５時間印加することにより充電した。
に１５時間印加することにより充電した。
この後、１００Ωの定抵抗で放電することによりこの電
池の容量を求めた。放電終止電圧を０．９■としたとき
のこの電池の容量は２３６ｍＡｈ／ｇであった。この後
、同様に充電、放電試験を繰り退し行った結果、繰り返
し２０回目においても２１６ ｒｎ Ａ ｈ ／ ｇの
容量を取り出すことができた。
池の容量を求めた。放電終止電圧を０．９■としたとき
のこの電池の容量は２３６ｍＡｈ／ｇであった。この後
、同様に充電、放電試験を繰り退し行った結果、繰り返
し２０回目においても２１６ ｒｎ Ａ ｈ ／ ｇの
容量を取り出すことができた。
実施例′３
マンガン酸化物の合成
５．０ｇの東ソー社製四酸化三マンガンを５０ｍ１の水
中にけん濁させた。これに５０ｇの過硫酸−Ｊ−１−Ｉ
Ｊ ラムを加え、２４時間反応させた。これを濾別後水
洗し、マンガン酸化物を得た。
中にけん濁させた。これに５０ｇの過硫酸−Ｊ−１−Ｉ
Ｊ ラムを加え、２４時間反応させた。これを濾別後水
洗し、マンガン酸化物を得た。
電池の作製
上のようにしてｉすだマンガン酸化物２．０ｇにＱ、２
ｇのケッチエンブラックを混合し正極合剤とした。これ
を直径５ｃｍ、純度９９％の亜鉛板上のガラス繊維製濾
紙上においた。炭素板を集電体として、２Ｍ硫酸亜鉛水
溶液を浸透させ、電池を作製した。
ｇのケッチエンブラックを混合し正極合剤とした。これ
を直径５ｃｍ、純度９９％の亜鉛板上のガラス繊維製濾
紙上においた。炭素板を集電体として、２Ｍ硫酸亜鉛水
溶液を浸透させ、電池を作製した。
電池の充電、放電試験
１００Ωの定抵抗で放電することによりこの電池の容量
を求めた。放電終止電圧を０．９Ｖとしたときのこの電
池の容量は１．７７ ｍ Ａ ｈ ／ ｇであった。こ
の後、１．９Ｖにおいて１５時間充電した。同様の放電
試験、充電を繰り返し行った結果、繰り返し２０回Ｌ１
においても１４９ ｍ Ａ ｈ ／ ｇの容量を取り出
すことができた。
を求めた。放電終止電圧を０．９Ｖとしたときのこの電
池の容量は１．７７ ｍ Ａ ｈ ／ ｇであった。こ
の後、１．９Ｖにおいて１５時間充電した。同様の放電
試験、充電を繰り返し行った結果、繰り返し２０回Ｌ１
においても１４９ ｍ Ａ ｈ ／ ｇの容量を取り出
すことができた。
実施例４
マンガン酸化物の合成
５．０ｇの東ソー社製四酸化三マンガンを５０ｍ１の２
Ｍ硫酸皿鉛水溶液中にけん濁させた。炭素板を作用極、
亜鉛板を対極として両極間に２．ＯＶの定電圧を印加し
た。２４時間電解した後、濾別、水洗し、マンガン酸化
物を得た。
Ｍ硫酸皿鉛水溶液中にけん濁させた。炭素板を作用極、
亜鉛板を対極として両極間に２．ＯＶの定電圧を印加し
た。２４時間電解した後、濾別、水洗し、マンガン酸化
物を得た。
池の容量を求めた。放電終止電圧を０．９■としたとき
のこの電池の容量は１７７ ｍ Ａ ｈ ／ ｇであっ
た。この後、１．９ｖにおいて１５時間充電した。同様
の放電試験、充電を繰り返し行った結果、輯り返し２０
回１］においても］、、 ４９ ｍ Ａ ｈ ／ ｇの
容量を取り出すことができた。
のこの電池の容量は１７７ ｍ Ａ ｈ ／ ｇであっ
た。この後、１．９ｖにおいて１５時間充電した。同様
の放電試験、充電を繰り返し行った結果、輯り返し２０
回１］においても］、、 ４９ ｍ Ａ ｈ ／ ｇの
容量を取り出すことができた。
電池の作製
上のようにして得たマンガン酸化物２．０ｇにＱ、２ｇ
のケッチエンブラックを混合し正極合剤とした。これを
直径５ｃｍ、純度９９％の亜鉛板上のガラス繊維製濾紙
上においた。炭素板を集電体として、２Ｍ硫酸亜鉛水溶
液を浸透させ、電池を作製した。
のケッチエンブラックを混合し正極合剤とした。これを
直径５ｃｍ、純度９９％の亜鉛板上のガラス繊維製濾紙
上においた。炭素板を集電体として、２Ｍ硫酸亜鉛水溶
液を浸透させ、電池を作製した。
Claims (1)
- 正極活物質として四酸化三マンガンを酸化することによ
り得られるマンガン酸化物、負極活物質として亜鉛を用
いる水系二次電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63262860A JPH02112166A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63262860A JPH02112166A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02112166A true JPH02112166A (ja) | 1990-04-24 |
Family
ID=17381639
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63262860A Pending JPH02112166A (ja) | 1988-10-20 | 1988-10-20 | 電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02112166A (ja) |
-
1988
- 1988-10-20 JP JP63262860A patent/JPH02112166A/ja active Pending
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