JPH0512824B2

JPH0512824B2 -

Info

Publication number: JPH0512824B2
Application number: JP59094676A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shinoda; Akihide Izumi; Mitsuo Murakoshi
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1984-05-14
Filing date: 1984-05-14
Publication date: 1993-02-19
Also published as: ZA849433B; JPS60240056A

Description

【発明の詳細な説明】

この発明は、正極活物質に二酸化マンガンを、
負極活物質に亜鉛を、電解液にアルカリ水溶液を
使用するアルカリ・マンガン電池に関する。周知のようにこの種のアルカリ・マンガン電池
では、一般に、活物質としての二酸化マンガンに
導電剤としてカーボンを混合した正極合剤を用い
ている。このカーボン（黒鉛等）は、二酸化マン
ガン粒子間の導電性を高めるとともに、二酸化マ
ンガンと正極缶の導電性を高める作用をなす。こ
れにより電池の内部抵抗を減少させ、短絡電流を
大きくすることができる。しかし正極合剤にカー
ボンを混合することは、限られた正極合剤の体積
の中で活物質としての二酸化マンガンの量がその
分だけ減ることになり、電池の放電容量が減少す
る。従つて、カーボンの含有量は電池の使用目的に
応じて調整され、高負荷性能を重視する電池では
含有量を多くし、放電容量を重視する電池ほど少
くしている。しかし、正極合剤固形分に対する重
量％で、カーボンの含有量を10％以下にすると、
内部抵抗が極端に大きくなつて電池の基本性能を
満たさないので、従来のアルカリ・マンガン電池
では10％以上のカーボンが正極合剤に含まれてい
る。以上の説明で明らかなように、この種のアルカ
リ・マンガン電池では、活物質としての二酸化マ
ンガンの量をできるだけ減らすことなく（放電容
量をできるだけ大きく保つ）、正極側の導電性を
向上させて内部抵抗の減少および短絡電流の増大
という性能向上を図ることが大きな技術課題であ
る。この発明は上記の技術課題に鑑みなされたもの
であり、その目的は、活物質としての二酸化マン
ガンの容量を大きく保ち、しかも内部抵抗が小さ
く、短絡電流の大きなアルカリ・マンガン電池を
実現することにある。上記の目的を達成するために、この発明は、導
電剤としてのカーボンの含有量を正極合剤固形分
に対して３〜10重量％の範囲にするとともに、こ
の正極合剤が接する正極缶の内面に炭素質（カー
ボン）粉末またはこれと同程度の導電性を有する
粉末をバインダ中に分散させてなる導電性被膜を
形成したことを特徴とする。以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。第１図および第２図はこの発明による円筒形の
アルカリ・マンガン電池の構造を示している。電
池ケースを兼ねる有底円筒形の正極缶１内に、二
酸化マンガン（電解二酸化マンガン：EMD）と
カーボン（黒鉛等）を混合してドーナツ形に成形
した正極合剤３がまず装填されている。この正極
合剤３の中空部内にはポリプロピレン不織布など
からなる筒状のセパレータ４が配設され、これに
はKONまたはNaOHのアルカリ電解液が含浸さ
れる。さらにセパレータ４内には、亜鉛粉末を主
体としこれにアルカリ性電解質などを混練したゲ
ル状の負極合剤５が充填されている。この負極合
剤５の中央には集電棒９が挿入されている。そし
て、正極缶１の上端開口部に封口ガスケツト７を
介して負極端子板８が嵌合され、正極缶１の開口
端縁を内側へカール成形することによつて電池内
が密封されている。この発明に係る電池にあつては、第２図に示す
ように、正極缶１の内面に導電性被膜２が形成さ
れており、この導電性被膜２に正極合剤３が接触
する。この導電性被膜２は、正極合剤３と正極缶
１との電気的接触を良好にし、この間の導電性を
高く保つ。導電性被膜２としては、炭素質（カーボン）粉
末またはこれと同程度の導電性を有する粉末をバ
インダ中に分散させてなるもの、好ましくは酢酸
ビニル樹脂をバインダとしてこれに導電性成分と
して炭素質を分散した被膜が用いられる。また前述したように、この発明における正極合
剤３は、活物質としての二酸化マンガンと導電剤
としてのカーボンとを、重量比で９／１〜32／１
の範囲で混合した合剤が用いられる。つまり、カ
ーボンの含有率を正極合剤３の固形分に対して３
〜10重量％の範囲にしている。カーボンの含有量
を10％以上にすると、二酸化マンガンの容量減少
が顕著となり、放電容量の大きな低下を招くので
好ましくない。また、カーボンの含有量を３％以
下にすると、上記導電性被膜２による導電性の向
上効果を加えても、正極合剤３中の導電性が低く
なりすぎるため、内部抵抗の増加、短絡電流の減
少が顕著になる。以下のように、この発明では、正極缶１の内面
に導電性被膜２を形成することで、正極缶１と正
極合剤３との間の導電性を高め、その分だけ正極
合剤３のカーボンの含有量を少くし、放電容量を
大きくするとともに、内部抵抗を小さくして短絡
電流を大きくしている。以下の表はこの発明の効
果を示す実験結果である。この実験では、二酸化
マンガンとカーボン（平均粒径15μmの黒鉛粉末）
の比を７／１〜65／１の範囲で６段階に変化させ
るとともに、正極缶の内面に上述した導電性被膜
を形成したもの(A)と形成しないもの(B)とを作り、
合計で12種類のLR6型アルカリ・マンガン電池に
ついての放電試験である。試験データは、短絡電
流と、10Ω負荷・0.9V終止電圧での連続放電時間
である。

【表】この実験データから次のことが判る。カーボン
含有量を多くすると、正極合剤の導電性が向上す
るので、短絡電流は大きくなる。しかし、カーボ
ン含有量を10％以上と多くした場合、導電性被膜
を形成した電池(A)とそうでない電池(B)の短絡電流
はあまり差はない。カーボン含有量を10％以下と
少くした場合に導電性被膜の効果が顕著になる。
カーボン含有量を10％にした本発明の電池(A)の短
絡電流は14.0Aであり、これは、カーボン含有量
が12.5％の従来の電池(B)の短絡電流13.9Aとほぼ
同じである。従つて、この発明の電池のほうがカ
ーボン含有量が少い分だけ放電容量が大きくな
る。また、10Ω負荷の連続放電時間は、導電性被膜
を形成した電池(A)のほうがそうでない電池(B)より
大きくなつている。ただしカーボン含有量を10％
以上と多くしたり、あるいは３％以下にした場
合、導電性被膜による性能向上効果は僅かとな
る。以上詳細に説明したように、この発明によれ
ば、限られた体積内での二酸化マンガンの容量を
大きく保ち、放電容量を大きくすることができる
とともに、短絡電流を大きく、かつ内部抵抗を十
分に小さくしたアルカリ・マンガン電池を得るこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明を適用したアルカリ・マンガ
ン電池の一例を示す断面図、第２図は第１図の要
部拡大断面図である。１……正極缶、２……導電性被膜、３……正極
合剤、４……セパレータ、５……負極合剤、７…
…封口ガスケツト、８……負極端子板、９……集
電棒。

Claims

【特許請求の範囲】

１活物質としての二酸化マンガンに導電剤とし
てカーボンを混合した正極合剤を用いるアルカ
リ・マンガン電池において、上記カーボンの含有
量を正極合剤固形分に対して３〜10重量％の範囲
にするとともに、この正極合剤が接する正極缶の
内面に炭素質（カーボン）粉末またはこれと同程
度の導電性を有する粉末をバインダ中に分散させ
てなる導電性被膜を形成したことを特徴とするア
ルカリ・マンガン電池。