JPH07282817A - 水銀・カドミウム無添加マンガン乾電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、鉛添加量を増量した負極缶を使用
した場合でも、従来のマンガン乾電池と同等の開路電圧
の分布を示す水銀・カドミウム無添加マンガン乾電池を
提供することを目的とする。 【構成】 （１）アルミニウム、マンガン、鉄、コバル
トをアルミニウム塩、マンガン塩、鉄塩、コバルト塩の
形態で糊料に対して０．０１〜０．１重量％添加したセ
パレータ用糊料を塗布し、乾燥させたセパレータ２を、
鉛を０．４重量％添加したカドミウム無添加負極缶３に
組み込みマンガン乾電池を構成する。 （２）ナトリウムをナトリウム塩の形態で糊料に対して
０．０１〜０．５重量％添加したセパレータ用糊料を塗
布し、乾燥させたセパレータを、鉛を０．４重量％添加
したカドミウム無添加負極缶に組み込みマンガン乾電池
を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は水銀・カドミウム無添加
マンガン乾電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からマンガン乾電池用セパレータ
は、デンプン質、バインダ、界面活性剤、溶媒からなる
糊料を、セパレータ用クラフト紙に塗布し使用されてい
る。

【０００３】環境保護が叫ばれている昨今、マンガン乾
電池中に含有している重金属のうち、水銀、カドミウム
などを除去していく動きの中で、これらの重金属の亜鉛
の防食効果をおぎなうために、一般的には鉛の添加量を
増量している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この鉛
添加量を増量した亜鉛合金から製缶した負極缶を使用し
てマンガン乾電池を構成すると、製造直後の開路電圧の
分布が大きくなり、製造直後に個々の乾電池の良否を判
断することが、困難になっている。

【０００５】本発明は、上記問題点を解決するためにな
されたもので、本発明は水銀・カドミウム無添加マンガ
ン乾電池において、構成直後の電池の開路電圧が、セパ
レータ用糊料中に上記金属塩を添加することにより、鉛
を増量した亜鉛合金から製缶した負極缶を使用した場合
でも、従来合金組成の亜鉛合金から製缶した負極缶を使
用した場合と同様の分布をする水銀・カドミウム無添加
マンガン乾電池を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】この目的を達成するため
に本発明の水銀・カドミウム無添加マンガン乾電池に使
用するセパレータは、下記成分を含有することを特徴と
する。

【０００７】（１）デンプン質、バインダ、溶媒を主成
分としてなる糊料中に、糊料に対して、０．０１〜０．
１重量％のアルミニウムまたはマンガンまたは鉄または
コバルトをそれぞれ塩の形態で添加する。

【０００８】（２）デンプン質、バインダ、溶媒を主成
分としてなる糊料中に、糊料に対して、０．０１〜０．
５重量％のナトリウムをナトリウム塩の形態で添加す
る。

【０００９】各成分元素の含有量が上記範囲を下方へ逸
脱した場合には、電圧分布圧縮の効果は得られず、また
添加量が多い場合には、セパレータ用糊料中のデンプン
質の膨潤を過度に促進し、水銀・カドミウム無添加マン
ガン乾電池の長期保存時にセパレータが乾燥し、保存特
性を劣化させるという問題点をひきおこす。

【００１０】

【作用】マンガン乾電池では、電池構成後、糊料中のデ
ンプン質が電解液によって膨潤し始めるが、本発明の金
属を添加した糊料を塗布、乾燥したセパレータを使用し
た水銀・カドミウム無添加マンガン乾電池は、セパレー
タ糊料中への金属添加により、デンプン質の膨潤スピー
ドが早められるため、電池構成直後の二酸化マンガン−
亜鉛間の電位が安定する時間を短縮する効果が得られ
る。このため、負極缶用亜鉛合金中の鉛含有量が多い場
合でも、水銀・カドミウム無添加マンガン乾電池構成直
後の開路電圧は、従来から一般的に使用されてきた鉛
０．２重量％、カドミウム０．０５重量％含有負極缶を
使用して作成した水銀無添加マンガン乾電池と同等の分
布をしめす。

【００１１】

【実施例】以下本発明の一実施例について説明する。

【００１２】糊化剤として架橋エーテル化コーンスター
チ４５重量％、糊結着剤としてポリビニルアルコール２
重量％、水５３重量％からなるマンガン乾電池セパレー
タ用糊料中に、糊料に対して（表１）に示す塩を添加
し、攪拌、調整した。

【００１３】

【表１】

【００１４】この糊料をセパレータ用クラフト紙に塗布
後、乾燥して作成した乾電池用セパレータを糊塗工面が
亜鉛缶側に密着するように配置して図１に示すＲ２０サ
イズの水銀・カドミウム無添加マンガン乾電池を構成し
た。

【００１５】図１において、１は正極合剤、２は水銀無
添加糊層を有するセパレータ、３は負極缶（純亜鉛９
９．９９％に鉛を０．４重量％添加したカドミウム無添
加亜鉛合金から製缶）、４は底部絶縁紙、５は炭素棒、
６は正極キャップ一体封口板、７は負極端子板、８は外
装缶である。

【００１６】この時の正極合剤は、電解液として塩化亜
鉛３０重量％、塩化アンモニウム１．９重量％以下のも
のを、二酸化マンガンとアセチレンブラックの混合重量
比が、７対１の正極合剤に、固形分に対して電解液を７
０重量％加えたものを使用した。

【００１７】なお、実施例１２として、従来から一般的
に使用されている糊料を塗布、乾燥したセパレータと、
亜鉛中に鉛を０．４重量％含有したカドミウム無添加負
極缶とから構成した水銀無添加マンガン乾電池を、実施
例１３として、従来から一般的に使用されている糊料を
塗布、乾燥したセパレータと、従来から一般的に使用さ
れてきた鉛０．２０重量％、カドミウム０．０５重量％
含有負極缶とから構成した水銀無添加マンガン乾電池を
あげた。

【００１８】負極缶中に正極合剤を充填し、炭素棒を正
極合剤中に挿入後、２時間経過した時点での各マンガン
乾電池の開路電圧を５０個づつ測定した。

【００１９】また、各電池の２Ω連続放電試験を、電池
構成１週間後と、４５℃３ヵ月保存後に行った。終止電
圧は、０．９Ｖとした。

【００２０】これらの結果を（表２）に示す。

【００２１】

【表２】

【００２２】この結果からわかるように、実施例１２の
鉛を０．４％含有したカドミウム無添加負極缶と従来糊
料を塗布したセパレータの組合せで構成した水銀、カド
ミウム無添加マンガン乾電池の開路電圧の標準偏差は、
実施例１３の従来から一般的に使用されてきた鉛０．２
０重量％、カドミウム０．０５重量％含有負極缶と従来
セパレータの組合せで構成した水銀無添加マンガン乾電
池の開路電圧の標準偏差の約４倍になっているのに対
し、本発明の水銀、カドミウム無添加マンガン乾電池
は、実施例１３と同等の開路電圧の標準偏差を示すこと
がわかる。

【００２３】実施例１の結果から分かるように、本発明
の請求範囲を下方に逸脱した場合は、効果は認められな
い。

【００２４】また実施例５の結果から分かるように、セ
パレータ糊料中への各金属塩添加の効果は、本発明の請
求範囲を越えた場合でも得られる。しかし、金属塩添加
によるコスト増のみならず、糊料中のデンプン質の膨潤
スピードを必要以上に早めることになり、その結果、デ
ンプンの架橋部の破壊時期を早める。これが構成した電
池の長期保存後のセパレータの乾燥の原因となり、放電
性能の劣化につながる。従って、金属塩の添加量は、電
圧分布の圧縮効果が得られる必要最低量が望ましい。

【００２５】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、負極缶中
の鉛添加量が多い場合でも電池の開路電圧が構成直後に
安定するので、水銀、カドミウム無添加マンガン乾電池
の良否を、従来の負極缶中にカドミウムを添加したマン
ガン乾電池と同様の時間で判断することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明における円筒型マンガン乾電池の半載断
面図

【符号の説明】

１ 正極合剤 ２ セパレータ ３ 負極缶

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小路 安彦 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】デンプン質、バインダ、溶媒を主成分とし
   てなる糊料中に、糊料に対して、０．０１〜０．１重量
   ％のアルミニウムまたはマンガンまたは鉄またはコバル
   トをアルミニウム塩またはマンガン塩または鉄塩または
   コバルト塩の形態で添加した糊料を作成し、この糊料を
   塗布したセパレータを使用したことを特徴とする水銀・
   カドミウム無添加マンガン乾電池。
2. 【請求項２】デンプン質、バインダ、溶媒を主成分とし
   てなる糊料中に、糊料に対して、０．０１〜０．５重量
   ％のナトリウムをナトリウム塩の形態で添加した糊料を
   作成し、この糊料を塗布したセパレータを使用したこと
   を特徴とする水銀・カドミウム無添加マンガン乾電池。