JPH0629014A - 乾電池 - Google Patents
乾電池Info
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- JPH0629014A JPH0629014A JP4206013A JP20601392A JPH0629014A JP H0629014 A JPH0629014 A JP H0629014A JP 4206013 A JP4206013 A JP 4206013A JP 20601392 A JP20601392 A JP 20601392A JP H0629014 A JPH0629014 A JP H0629014A
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- zinc
- positive electrode
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- manganese dioxide
- zinc oxide
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 放電特性の低下を招くことなく、保存中の内
部抵抗の増加を抑制した乾電池を提供する。 【構成】 正極合剤中のアセチレンブラックと二酸化マ
ンガンとの重量比（アセチレンブラック充填量／二酸化
マンガン充填量）が０．１２５以下の乾電池において、
負極亜鉛１と正極合剤４との間に配置するセパレータ２
の糊材２ｂ中に酸化亜鉛および亜鉛の塩基性塩よりなる
群から選ばれる少なくとも１種をセパレータ１ｍ2 当り
０．５〜１０ｇ添加する。
部抵抗の増加を抑制した乾電池を提供する。 【構成】 正極合剤中のアセチレンブラックと二酸化マ
ンガンとの重量比（アセチレンブラック充填量／二酸化
マンガン充填量）が０．１２５以下の乾電池において、
負極亜鉛１と正極合剤４との間に配置するセパレータ２
の糊材２ｂ中に酸化亜鉛および亜鉛の塩基性塩よりなる
群から選ばれる少なくとも１種をセパレータ１ｍ2 当り
０．５〜１０ｇ添加する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、乾電池に係わり、さら
に詳しくはそのセパレータの改良に関する。
に詳しくはそのセパレータの改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、二酸化マンガンを正極活物質とす
る乾電池も、ますます高性能化が要求されるようになっ
てきた。そのため、電池内により多くの二酸化マンガン
を充填する必要があり、その結果として、正極合剤中の
アセチレンブラックの使用量を減少させなければならな
い。
る乾電池も、ますます高性能化が要求されるようになっ
てきた。そのため、電池内により多くの二酸化マンガン
を充填する必要があり、その結果として、正極合剤中の
アセチレンブラックの使用量を減少させなければならな
い。
【０００３】しかし、正極合剤中のアセチレンブラック
と二酸化マンガンとの重量比（アセチレンブラック充填
量／二酸化マンガン充填量）を０．１２５以下にする
と、保存中に内部抵抗が増加し、放電特性が著しく低下
するという問題があった。
と二酸化マンガンとの重量比（アセチレンブラック充填
量／二酸化マンガン充填量）を０．１２５以下にする
と、保存中に内部抵抗が増加し、放電特性が著しく低下
するという問題があった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記のよう
なアセチレンブラック含有量の低い乾電池の保存中の内
部抵抗の増加を抑制し、より高性能の乾電池を提供する
ことを目的とする。
なアセチレンブラック含有量の低い乾電池の保存中の内
部抵抗の増加を抑制し、より高性能の乾電池を提供する
ことを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明は、正極合剤中の
アセチレンブラックと二酸化マンガンとの重量比（アセ
チレンブラック充填量／二酸化マンガン充填量）が０．
１２５以下の乾電池において、セパレータの糊材中に酸
化亜鉛および亜鉛の塩基性塩よりなる群から選ばれる少
なくとも１種を添加することによって、上記目的を達成
したものである。
アセチレンブラックと二酸化マンガンとの重量比（アセ
チレンブラック充填量／二酸化マンガン充填量）が０．
１２５以下の乾電池において、セパレータの糊材中に酸
化亜鉛および亜鉛の塩基性塩よりなる群から選ばれる少
なくとも１種を添加することによって、上記目的を達成
したものである。
【０００６】上記のように、セパレータの糊材中に酸化
亜鉛および亜鉛の塩基性塩よりなる群から選ばれる少な
くとも１種を添加することによって、保存中の内部抵抗
の増加を抑制できるのは、次に示す理由によるものと考
えられる。
亜鉛および亜鉛の塩基性塩よりなる群から選ばれる少な
くとも１種を添加することによって、保存中の内部抵抗
の増加を抑制できるのは、次に示す理由によるものと考
えられる。
【０００７】まず、保存中に内部抵抗の増加した電池の
セパレータを観察したところ、セパレータと負極亜鉛と
の間の糊材がほとんど失われていた。そこで、正極合剤
中に多量の酸化亜鉛を添加したところ、保存中の内部抵
抗の増加や著しい放電性能の低下が認められなくなっ
た。
セパレータを観察したところ、セパレータと負極亜鉛と
の間の糊材がほとんど失われていた。そこで、正極合剤
中に多量の酸化亜鉛を添加したところ、保存中の内部抵
抗の増加や著しい放電性能の低下が認められなくなっ
た。
【０００８】この結果から、内部抵抗の増加は、二酸化
マンガン表面のＨ+ が電解液中のＺｎ2+とイオン交換す
ることによって溶出し、電解液のｐＨが低下するため、
糊材が分解流動化して失われることによって引き起こさ
れるものと考えられる。
マンガン表面のＨ+ が電解液中のＺｎ2+とイオン交換す
ることによって溶出し、電解液のｐＨが低下するため、
糊材が分解流動化して失われることによって引き起こさ
れるものと考えられる。
【０００９】しかし、正極合剤中に酸化亜鉛を多量に添
加すると、放電性能の低下を招くため実用にならない。
そこで、糊材に酸化亜鉛などの塩基性物質を添加するこ
とによって、放電性能を低下させることなく、糊材の分
解流動化を防止して、保存中の内部抵抗の増加を抑制す
るのである。
加すると、放電性能の低下を招くため実用にならない。
そこで、糊材に酸化亜鉛などの塩基性物質を添加するこ
とによって、放電性能を低下させることなく、糊材の分
解流動化を防止して、保存中の内部抵抗の増加を抑制す
るのである。
【００１０】本発明においては、セパレータの糊材中に
酸化亜鉛および亜鉛の塩基性塩よりなる群から選ばれる
少なくとも１種を添加するが、上記の亜鉛の塩基性塩と
しては、たとえばＺｎＣｌ2 ・Ｚｎ（ＯＨ）2 、ＺｎＣ
ｌ2 ・４〔Ｚｎ（ＯＨ）2 〕、ＺｎＣｌ2 ・６〔Ｚｎ
（ＯＨ）2 〕などが挙げられる。
酸化亜鉛および亜鉛の塩基性塩よりなる群から選ばれる
少なくとも１種を添加するが、上記の亜鉛の塩基性塩と
しては、たとえばＺｎＣｌ2 ・Ｚｎ（ＯＨ）2 、ＺｎＣ
ｌ2 ・４〔Ｚｎ（ＯＨ）2 〕、ＺｎＣｌ2 ・６〔Ｚｎ
（ＯＨ）2 〕などが挙げられる。
【００１１】セパレータの基材となる紙としては、たと
えばクラフト紙などが用いられ、また糊材としては、た
とえば加工殿粉、アクリル酸ソーダ、カルボキシメチル
セルロースなどが用いられる。
えばクラフト紙などが用いられ、また糊材としては、た
とえば加工殿粉、アクリル酸ソーダ、カルボキシメチル
セルロースなどが用いられる。
【００１２】そして、セパレータの糊材中に添加する酸
化亜鉛および亜鉛の塩基性塩よりなる群から選ばれる少
なくとも１種の量としては、セパレータ１ｍ2 当り０．
５〜１０ｇ程度が好ましい。つまり、酸化亜鉛や亜鉛の
塩基性塩の添加量が上記範囲より少なくなると、保存中
の内部抵抗の増加を抑制する効果が少なくなり、また酸
化亜鉛や亜鉛の塩基性塩の添加量が上記範囲より多くな
ると、セパレータの単位面積当りの糊材量が少なくな
り、それが内部抵抗の増加を引き起こす原因になるから
である。
化亜鉛および亜鉛の塩基性塩よりなる群から選ばれる少
なくとも１種の量としては、セパレータ１ｍ2 当り０．
５〜１０ｇ程度が好ましい。つまり、酸化亜鉛や亜鉛の
塩基性塩の添加量が上記範囲より少なくなると、保存中
の内部抵抗の増加を抑制する効果が少なくなり、また酸
化亜鉛や亜鉛の塩基性塩の添加量が上記範囲より多くな
ると、セパレータの単位面積当りの糊材量が少なくな
り、それが内部抵抗の増加を引き起こす原因になるから
である。
【００１３】本発明において、正極合剤中のアセチレン
ブラックと二酸化マンガンとの重量比を０．１２５以下
にしているのは、この比が０．１２５より大きい場合は
正極合剤中に添加する酸化亜鉛が二酸化マンガン１ｇ当
り０．０２ｇ程度以下で保存による内部抵抗の増加を抑
制することができるが、上記比が０．１２５以下になる
とそれだけでは内部抵抗の増加を抑制することができな
くなり、他の手段が必要になるからである。なお、この
アセチレンブラックと二酸化マンガンとの比があまりに
も小さくなりすぎると、正極合剤の導電性が低下して、
特に重負荷放電特性が低下することになるので、０．１
２５以下の範囲で０．０５以上であることが好ましい。
ブラックと二酸化マンガンとの重量比を０．１２５以下
にしているのは、この比が０．１２５より大きい場合は
正極合剤中に添加する酸化亜鉛が二酸化マンガン１ｇ当
り０．０２ｇ程度以下で保存による内部抵抗の増加を抑
制することができるが、上記比が０．１２５以下になる
とそれだけでは内部抵抗の増加を抑制することができな
くなり、他の手段が必要になるからである。なお、この
アセチレンブラックと二酸化マンガンとの比があまりに
も小さくなりすぎると、正極合剤の導電性が低下して、
特に重負荷放電特性が低下することになるので、０．１
２５以下の範囲で０．０５以上であることが好ましい。
【００１４】本発明においては、セパレータの糊材中に
酸化亜鉛などの塩基性物質を添加し、それによって保存
中の内部抵抗の増加を抑制するが、酸化亜鉛は正極合剤
中に添加すると開路電圧を安定化させる作用もあるの
で、そのような観点から酸化亜鉛を正極合剤中に添加し
てもよい。ただし、正極合剤中の酸化亜鉛量が多くなる
と、前記のように放電特性の低下を招くことになるの
で、正極合剤中への酸化亜鉛の添加量は二酸化マンガン
との重量比で０．００５〜０．０２程度にとどめること
が好ましい。
酸化亜鉛などの塩基性物質を添加し、それによって保存
中の内部抵抗の増加を抑制するが、酸化亜鉛は正極合剤
中に添加すると開路電圧を安定化させる作用もあるの
で、そのような観点から酸化亜鉛を正極合剤中に添加し
てもよい。ただし、正極合剤中の酸化亜鉛量が多くなる
と、前記のように放電特性の低下を招くことになるの
で、正極合剤中への酸化亜鉛の添加量は二酸化マンガン
との重量比で０．００５〜０．０２程度にとどめること
が好ましい。
【００１５】
実施例１ クラフト紙の片面に１ｍ2 当り４０ｇの加工殿粉と１ｍ
2 当り３ｇの酸化亜鉛を塗布したもの（ただし、塗布時
はペースト状で塗布し、塗布後、乾燥する）をセパレー
タとして用い、二酸化マンガン粉末３４．０ｇとアセチ
レンブラック粉末４．２６ｇと酸化亜鉛粉末０．３ｇと
の混合物に塩化亜鉛３０重量％と塩化アンモニウム３重
量％を含む水溶液２４．１ｇを加え、混合して正極合剤
を調製し、これらを用いて、図１に示す構造の単１形乾
電池を組み立てた。
2 当り３ｇの酸化亜鉛を塗布したもの（ただし、塗布時
はペースト状で塗布し、塗布後、乾燥する）をセパレー
タとして用い、二酸化マンガン粉末３４．０ｇとアセチ
レンブラック粉末４．２６ｇと酸化亜鉛粉末０．３ｇと
の混合物に塩化亜鉛３０重量％と塩化アンモニウム３重
量％を含む水溶液２４．１ｇを加え、混合して正極合剤
を調製し、これらを用いて、図１に示す構造の単１形乾
電池を組み立てた。
【００１６】図１に示す電池について説明すると、１は
負極亜鉛、２はセパレータ、３は底紙、４は正極合剤、
５は上蓋紙、６は炭素棒、７は封口体、８は負極端子
板、９は絶縁リング、１０は熱収縮性樹脂チューブ、１
１は正極端子板、１２は樹脂リング、１３は金属外装缶
である。
負極亜鉛、２はセパレータ、３は底紙、４は正極合剤、
５は上蓋紙、６は炭素棒、７は封口体、８は負極端子
板、９は絶縁リング、１０は熱収縮性樹脂チューブ、１
１は正極端子板、１２は樹脂リング、１３は金属外装缶
である。
【００１７】上記負極亜鉛１はコップ状の亜鉛缶からな
り、セパレータ２は酸化亜鉛を添加した糊材をクラフト
紙に塗布したものからなり、その構造の詳細は図２に示
す通りである。図２において、２ａは紙で、本実施例で
は、この紙２ａとしてクラフト紙が用いられている。２
ｂは糊材であり、この糊材２ｂ中に酸化亜鉛が添加され
ていて、セパレータ２はこの糊材２ｂが負極亜鉛１に接
触するようにして正極合剤４と負極亜鉛１との間に配置
されている。
り、セパレータ２は酸化亜鉛を添加した糊材をクラフト
紙に塗布したものからなり、その構造の詳細は図２に示
す通りである。図２において、２ａは紙で、本実施例で
は、この紙２ａとしてクラフト紙が用いられている。２
ｂは糊材であり、この糊材２ｂ中に酸化亜鉛が添加され
ていて、セパレータ２はこの糊材２ｂが負極亜鉛１に接
触するようにして正極合剤４と負極亜鉛１との間に配置
されている。
【００１８】正極合剤４は前記のようにして調製したも
のであり、この正極合剤４中のアセチレンブラックと二
酸化マンガンとの重量比は０．１２５である。そして、
この電池には電解液として塩化亜鉛３０重量％と塩化ア
ンモニウム３重量％を含有した水溶液が使用されてい
る。
のであり、この正極合剤４中のアセチレンブラックと二
酸化マンガンとの重量比は０．１２５である。そして、
この電池には電解液として塩化亜鉛３０重量％と塩化ア
ンモニウム３重量％を含有した水溶液が使用されてい
る。
【００１９】上記電池は次に示すように組み立てた。ま
ず、コップ状の亜鉛缶からなる負極亜鉛１の内部にセパ
レータ２、底紙３および正極合剤４を挿入し、電解液を
注入したのち、正極合剤４上に上蓋紙５を配置し、予備
プレス後、炭素棒６を上蓋紙５の中央に設けた貫通孔を
通して正極合剤４中に挿入した。
ず、コップ状の亜鉛缶からなる負極亜鉛１の内部にセパ
レータ２、底紙３および正極合剤４を挿入し、電解液を
注入したのち、正極合剤４上に上蓋紙５を配置し、予備
プレス後、炭素棒６を上蓋紙５の中央に設けた貫通孔を
通して正極合剤４中に挿入した。
【００２０】ついで、負極亜鉛１の開口縁を内方へカー
ルしたのち、中央に透孔を有する封口体７を炭素棒６に
嵌合し、負極亜鉛１の底部に負極端子板８を配設し、該
負極端子板８の周縁部に紙リング９を配置したのち、負
極亜鉛１の側面に塩化ビニル樹脂製の熱収縮性樹脂チュ
ーブ１０を配置し、加熱して上記熱収縮性樹脂チューブ
１０を熱収縮させ、負極亜鉛１の側面および負極亜鉛１
の底部に配置した紙リング９上および負極亜鉛１の上部
に配置する封口体７の周縁部を被覆した。
ルしたのち、中央に透孔を有する封口体７を炭素棒６に
嵌合し、負極亜鉛１の底部に負極端子板８を配設し、該
負極端子板８の周縁部に紙リング９を配置したのち、負
極亜鉛１の側面に塩化ビニル樹脂製の熱収縮性樹脂チュ
ーブ１０を配置し、加熱して上記熱収縮性樹脂チューブ
１０を熱収縮させ、負極亜鉛１の側面および負極亜鉛１
の底部に配置した紙リング９上および負極亜鉛１の上部
に配置する封口体７の周縁部を被覆した。
【００２１】つぎに、炭素棒６の頭部に正極端子板１１
を嵌め込み、正極端子板１１の外周縁部に樹脂リング１
２を配置したのち、金属外装缶１３で各構成部材を軸方
向に締め付けるとともに外装して、図１に示す構造の乾
電池とした。
を嵌め込み、正極端子板１１の外周縁部に樹脂リング１
２を配置したのち、金属外装缶１３で各構成部材を軸方
向に締め付けるとともに外装して、図１に示す構造の乾
電池とした。
【００２２】実施例２ クラフト紙の片面に１ｍ2 当り４０ｇの加工殿粉と１ｍ
2 当り５ｇのＺｎＣｌ2 ・４〔Ｚｎ（ＯＨ）2 〕を塗布
したものをセパレータとして用い、それ以外は実施例１
と同様にして、単１形乾電池を作製した。
2 当り５ｇのＺｎＣｌ2 ・４〔Ｚｎ（ＯＨ）2 〕を塗布
したものをセパレータとして用い、それ以外は実施例１
と同様にして、単１形乾電池を作製した。
【００２３】比較例１ クラフト紙の片面に１ｍ2 当り４０ｇの加工殿粉を塗布
したものをセパレータとして用い、それ以外は実施例と
同様にして、単１形乾電池を作製した。
したものをセパレータとして用い、それ以外は実施例と
同様にして、単１形乾電池を作製した。
【００２４】比較例２ クラフト紙の片面に１ｍ2 当り４０ｇの加工殿粉を塗布
したものをセパレータとして用い、かつ正極合剤として
二酸化マンガン粉末３４．０ｇとアセチレンブラック粉
末４．２６ｇと酸化亜鉛粉末０．９ｇ（二酸化マンガン
との重量比で０．２６５）との混合物に塩化亜鉛３０重
量％と塩化アンモニウム３重量％を含む水溶液２４．１
ｇを加え混合して調製したものを用い、それら以外は実
施例１と同様にして、単１形乾電池を作製した。
したものをセパレータとして用い、かつ正極合剤として
二酸化マンガン粉末３４．０ｇとアセチレンブラック粉
末４．２６ｇと酸化亜鉛粉末０．９ｇ（二酸化マンガン
との重量比で０．２６５）との混合物に塩化亜鉛３０重
量％と塩化アンモニウム３重量％を含む水溶液２４．１
ｇを加え混合して調製したものを用い、それら以外は実
施例１と同様にして、単１形乾電池を作製した。
【００２５】上記実施例１〜２の電池および比較例１〜
２の電池の２５℃、２Ω連続放電持続時間および２Ω間
欠放電持続時間を測定した。その結果を表１に示す。ま
た、実施例１〜２の電池および比較例１〜２の電池の６
０℃で保存中の内部抵抗の変化を調べた。その結果を図
３に示す。
２の電池の２５℃、２Ω連続放電持続時間および２Ω間
欠放電持続時間を測定した。その結果を表１に示す。ま
た、実施例１〜２の電池および比較例１〜２の電池の６
０℃で保存中の内部抵抗の変化を調べた。その結果を図
３に示す。
【００２６】
【表１】
【００２７】比較例１の電池は従来品に相当するもので
あるが、この比較例１の電池は図３に示すように保存中
に内部抵抗が増加する。
あるが、この比較例１の電池は図３に示すように保存中
に内部抵抗が増加する。
【００２８】これに対し、糊材中に酸化亜鉛を添加した
実施例１〜２の電池は、表１に示すように比較例１の電
池とほぼ同様の放電特性を有し、しかも図３に示すよう
に保存中の内部抵抗の増加が少なかった。
実施例１〜２の電池は、表１に示すように比較例１の電
池とほぼ同様の放電特性を有し、しかも図３に示すよう
に保存中の内部抵抗の増加が少なかった。
【００２９】しかし、正極合剤中に酸化亜鉛を多量に添
加した比較例２の電池は、保存中の内部抵抗増加は少な
いものの、表１に示すように放電特性が低下していた。
加した比較例２の電池は、保存中の内部抵抗増加は少な
いものの、表１に示すように放電特性が低下していた。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、セパ
レータの糊材中に酸化亜鉛や亜鉛の塩基性塩などを添加
することによって、放電特性の低下を招くことなく、保
存中の内部抵抗の増加を抑制することができた。
レータの糊材中に酸化亜鉛や亜鉛の塩基性塩などを添加
することによって、放電特性の低下を招くことなく、保
存中の内部抵抗の増加を抑制することができた。
【図１】本発明の乾電池の一例を示す部分断面図であ
る。
る。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】実施例１〜２の電池および比較例１〜２の電池
の６０℃で保存中の内部抵抗変化を示す図である。
の６０℃で保存中の内部抵抗変化を示す図である。
１ 負極亜鉛 ２ セパレータ ２ａ 紙 ２ｂ 糊材 ４ 正極合剤
Claims (1)
- 【請求項１】 正極合剤４中のアセチレンブラックと二
酸化マンガンとの重量比が０．１２５以下であり、セパ
レータ２が紙２ａに糊材２ｂを塗布したものからなり、
該セパレータ２が負極亜鉛１と正極合剤４との間に上記
糊材２ｂを負極亜鉛１と接触する側にして配置されてい
る乾電池において、上記セパレータ２の糊材２ｂ中に酸
化亜鉛および亜鉛の塩基性塩よりなる群から選ばれる少
なくとも１種が添加されていることを特徴とする乾電
池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4206013A JPH0629014A (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4206013A JPH0629014A (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0629014A true JPH0629014A (ja) | 1994-02-04 |
Family
ID=16516466
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4206013A Withdrawn JPH0629014A (ja) | 1992-07-08 | 1992-07-08 | 乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0629014A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5691585A (en) * | 1995-03-28 | 1997-11-25 | Mitsuba Electric Manufacturing Co., Ltd. | Terminal connection for an electric motor with a speed reducer |
-
1992
- 1992-07-08 JP JP4206013A patent/JPH0629014A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5691585A (en) * | 1995-03-28 | 1997-11-25 | Mitsuba Electric Manufacturing Co., Ltd. | Terminal connection for an electric motor with a speed reducer |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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