JPH07326347A - 円筒形アルカリ電池 - Google Patents
円筒形アルカリ電池Info
- Publication number
- JPH07326347A JPH07326347A JP6116597A JP11659794A JPH07326347A JP H07326347 A JPH07326347 A JP H07326347A JP 6116597 A JP6116597 A JP 6116597A JP 11659794 A JP11659794 A JP 11659794A JP H07326347 A JPH07326347 A JP H07326347A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- separator
- battery
- cross
- electrode mixture
- 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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-
- Y02E60/12—
Landscapes
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 正極合剤断面形状を多角形状にすることで、
放電性能に優れた円筒形アルカリ電池を提供するもので
ある。 【構成】 負極６を電池の中心部に設定し、この負極６
の外周にセパレーター２を介して設定された正極合剤３
のセパレーター２と接する面の断面形状を多角形状にす
ることで、反応面積を拡大しさらに、多くの電解液を保
持させることにより活物質の利用率を高め、優れた放電
性能を得ることが可能となる。
放電性能に優れた円筒形アルカリ電池を提供するもので
ある。 【構成】 負極６を電池の中心部に設定し、この負極６
の外周にセパレーター２を介して設定された正極合剤３
のセパレーター２と接する面の断面形状を多角形状にす
ることで、反応面積を拡大しさらに、多くの電解液を保
持させることにより活物質の利用率を高め、優れた放電
性能を得ることが可能となる。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、負極活物質として亜
鉛、電解液としてアルカリ水溶液、正極活物質として二
酸化マンガン、酸化銀などを用いた円筒形アルカリ電池
に関し、特に放電性能の改良に関する。
鉛、電解液としてアルカリ水溶液、正極活物質として二
酸化マンガン、酸化銀などを用いた円筒形アルカリ電池
に関し、特に放電性能の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来この種の円筒形アルカリ電池の性能
向上における技術内容はホイル外装を熱収縮のプラスチ
ック・チューブもしくはホイル外装として、金属外装缶
を取り除き、その分、金属製の正極缶内径を大きくし内
容積を増加する方法であった。また不織布セパレーター
の網目の大きいもの、あるいは薄くして電池の内部抵抗
を低減せしめ電流をとれやすくするものであった。一
方、アルカリ電池の構成は、予めリング状に加圧成形さ
れた正極合剤ペレットを、縦方向に積み重ねて正極缶内
に挿入し、その後正極缶内で加圧再成型する方法におい
て、円筒形の加圧中型で加圧再成型し、その正極面に接
するようにセパレーターを密着させるため、電解液が吸
収される箇所は、正極合剤中及びセパレーター中に限ら
れており、そのため電解液の吸収量のアップには限界が
あった。そこで、充填した活物質の利用率を高め分極を
低減する手段として、従来、電解液吸収能の向上を図る
ため予圧成型されたペレットの内径寸法を異にして複数
個用意し、正極缶内に挿入後加圧再成型することによ
り、電解液の保持量を増大させる技術（特公昭６３−２
９７９６号公報）あるいは、複数の正極合剤間にアルカ
リ電解液の保液層を設ける技術（特開昭６３−２４５５
９号公報、特開平２−１００２６４号公報）が開示され
ている。
向上における技術内容はホイル外装を熱収縮のプラスチ
ック・チューブもしくはホイル外装として、金属外装缶
を取り除き、その分、金属製の正極缶内径を大きくし内
容積を増加する方法であった。また不織布セパレーター
の網目の大きいもの、あるいは薄くして電池の内部抵抗
を低減せしめ電流をとれやすくするものであった。一
方、アルカリ電池の構成は、予めリング状に加圧成形さ
れた正極合剤ペレットを、縦方向に積み重ねて正極缶内
に挿入し、その後正極缶内で加圧再成型する方法におい
て、円筒形の加圧中型で加圧再成型し、その正極面に接
するようにセパレーターを密着させるため、電解液が吸
収される箇所は、正極合剤中及びセパレーター中に限ら
れており、そのため電解液の吸収量のアップには限界が
あった。そこで、充填した活物質の利用率を高め分極を
低減する手段として、従来、電解液吸収能の向上を図る
ため予圧成型されたペレットの内径寸法を異にして複数
個用意し、正極缶内に挿入後加圧再成型することによ
り、電解液の保持量を増大させる技術（特公昭６３−２
９７９６号公報）あるいは、複数の正極合剤間にアルカ
リ電解液の保液層を設ける技術（特開昭６３−２４５５
９号公報、特開平２−１００２６４号公報）が開示され
ている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来の円筒形アルカリ電池では、電池の放電性能を向
上させるためにより多くの電解液を含浸させる必要があ
る。しかしその構造上セパレーターなどに含浸できる電
解液量は限られており、電池の放電性能にも限界があっ
た。そして、それ以上の電解液を注入しようとすると、
余分な電解液が組み立て工程中で液飛びしたり、正極缶
側封口部に付着して漏液性能に支障をきたすという問題
を生じる。またさらに、ペレットの内径寸法を異にした
り、保液材層を設けたりするために製造工程が増えた
り、複雑になり電池製造がより複雑になるという問題が
あった。
た従来の円筒形アルカリ電池では、電池の放電性能を向
上させるためにより多くの電解液を含浸させる必要があ
る。しかしその構造上セパレーターなどに含浸できる電
解液量は限られており、電池の放電性能にも限界があっ
た。そして、それ以上の電解液を注入しようとすると、
余分な電解液が組み立て工程中で液飛びしたり、正極缶
側封口部に付着して漏液性能に支障をきたすという問題
を生じる。またさらに、ペレットの内径寸法を異にした
り、保液材層を設けたりするために製造工程が増えた
り、複雑になり電池製造がより複雑になるという問題が
あった。
【０００４】本発明は活物質の充填量を増加することな
しに、活物質の利用率を高め、放電性能の良好な円筒形
アルカリ電池を提供することにある。
しに、活物質の利用率を高め、放電性能の良好な円筒形
アルカリ電池を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
本発明は、負極を電池の中心部に設定し、この負極の外
周にセパレーターを介して設定された正極合剤のセパレ
ーターと接する面の断面形状が多角形状あるいは、楕円
状や星形とすることにより、セパレーターと正極合剤の
間に電解液を保持する空間を有することを特徴としてい
る。
本発明は、負極を電池の中心部に設定し、この負極の外
周にセパレーターを介して設定された正極合剤のセパレ
ーターと接する面の断面形状が多角形状あるいは、楕円
状や星形とすることにより、セパレーターと正極合剤の
間に電解液を保持する空間を有することを特徴としてい
る。
【０００６】
【作用】本発明の作用効果は大きく分けて二つの作用が
考えられる。
考えられる。
【０００７】まず一つは強負荷時においての正極合剤の
実質反応面積の増加である。正極合剤の放電反応の進行
は、負極に最も近い部分、つまり正極合剤ペレットの内
面から進行する。ここで、本発明では正極合剤の内面が
多角形状のため従来の内面が円状のものと比較して、実
質反応面積が拡大され、活物質利用率の向上、分極の改
善が行われる。
実質反応面積の増加である。正極合剤の放電反応の進行
は、負極に最も近い部分、つまり正極合剤ペレットの内
面から進行する。ここで、本発明では正極合剤の内面が
多角形状のため従来の内面が円状のものと比較して、実
質反応面積が拡大され、活物質利用率の向上、分極の改
善が行われる。
【０００８】さらに一つは、反応に必要な電解液の供給
である。アルカリ電解液中での二酸化マンガンの放電反
応は水の消費反応であり、特に強負荷放電時の正極合剤
での電解液の供給不足は、正極合剤の分極の大部分を占
める。また、亜鉛負極側は最終生成物の酸化亜鉛の生成
が早く進行すれば水分の消費は起らないことになるが、
途中生成の水酸化亜鉛ができる反応では水の消費反応で
あり、事実電解液の多いほど負極の利用率、分極も改善
する。ここで、本発明では正極合剤の内面が多角形のた
め従来の円状のものと比較して、セパレーターと正極合
剤間に空隙が生じ多くの電解液を保持することができ
る。その結果活物質の利用率の向上、分極の改善が行わ
れる。
である。アルカリ電解液中での二酸化マンガンの放電反
応は水の消費反応であり、特に強負荷放電時の正極合剤
での電解液の供給不足は、正極合剤の分極の大部分を占
める。また、亜鉛負極側は最終生成物の酸化亜鉛の生成
が早く進行すれば水分の消費は起らないことになるが、
途中生成の水酸化亜鉛ができる反応では水の消費反応で
あり、事実電解液の多いほど負極の利用率、分極も改善
する。ここで、本発明では正極合剤の内面が多角形のた
め従来の円状のものと比較して、セパレーターと正極合
剤間に空隙が生じ多くの電解液を保持することができ
る。その結果活物質の利用率の向上、分極の改善が行わ
れる。
【０００９】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて詳細
に説明する。
に説明する。
【００１０】図１は、本発明の一実施例による円筒形ア
ルカリマンガン電池（ＬＲ２０）の構造断面図である。
図１において１は陽極端子、２はセパレーター、３は正
極合剤、４は正極缶で、材質は鉄にニッケルメッキを施
したものであり、５は、ラベル外装、６はゲル状負極、
７は集電子、８は底板、９はガスケット、１０はワッシ
ャーである。
ルカリマンガン電池（ＬＲ２０）の構造断面図である。
図１において１は陽極端子、２はセパレーター、３は正
極合剤、４は正極缶で、材質は鉄にニッケルメッキを施
したものであり、５は、ラベル外装、６はゲル状負極、
７は集電子、８は底板、９はガスケット、１０はワッシ
ャーである。
【００１１】（表１）は、本発明による電池（ＬＲ２０
タイプ）において正極合剤の断面形状を円形から２０角
形に変化させて作成した電池の正極室容積、電解液量と
放電性能を示したものである。なお、正極合剤の高さ、
負極充填量、セパレーター材質・寸法・構成方法はすべ
て同一とした。また、多角形の形状は、正多角形とし、
図３〜８に示すように、多角形の内接円の半径は全て同
一であり、図２に示す比較例の円筒形の内面半径と同一
とした。また、（表２）は、本発明による電池（ＬＲ２
０タイプ）において正極合剤の断面形状を正６角形とし
て、電解液量を変化させて作製した電池の電解液量、電
解液中の水と負極活物質中の亜鉛のモル数の比、放電性
能を示したものである。ここで、電解液量以外の組立条
件は実施例において全て同一とした。
タイプ）において正極合剤の断面形状を円形から２０角
形に変化させて作成した電池の正極室容積、電解液量と
放電性能を示したものである。なお、正極合剤の高さ、
負極充填量、セパレーター材質・寸法・構成方法はすべ
て同一とした。また、多角形の形状は、正多角形とし、
図３〜８に示すように、多角形の内接円の半径は全て同
一であり、図２に示す比較例の円筒形の内面半径と同一
とした。また、（表２）は、本発明による電池（ＬＲ２
０タイプ）において正極合剤の断面形状を正６角形とし
て、電解液量を変化させて作製した電池の電解液量、電
解液中の水と負極活物質中の亜鉛のモル数の比、放電性
能を示したものである。ここで、電解液量以外の組立条
件は実施例において全て同一とした。
【００１２】
【表１】
【００１３】
【表２】
【００１４】（表１）から明らかなように、正極断面形
状を円状から多角形状することにより比較例より多くの
電解液を保持することができ、強負荷放電（２．２Ω連
続放電）性能が向上する正極合剤の断面形状は、正５角
形から正１２角形であることがわかった。また、（表
２）から明らかなように、水と亜鉛のモル数の比が１０
０対２２０から２４０において放電性能が向上すること
が分かった。さらに、それ以上では、その効果が認めら
れなかった。なお、実施例では正極合剤の断面形状が正
多角形のものを使用したが、一辺の長さが異なる多角
形、あるいは、多角形の辺が直線ではなく、円弧状のも
のを使用しても同様の効果が得られた。さらに正極合剤
の断面形状を楕円状や星形にしても同様の効果が得られ
た。
状を円状から多角形状することにより比較例より多くの
電解液を保持することができ、強負荷放電（２．２Ω連
続放電）性能が向上する正極合剤の断面形状は、正５角
形から正１２角形であることがわかった。また、（表
２）から明らかなように、水と亜鉛のモル数の比が１０
０対２２０から２４０において放電性能が向上すること
が分かった。さらに、それ以上では、その効果が認めら
れなかった。なお、実施例では正極合剤の断面形状が正
多角形のものを使用したが、一辺の長さが異なる多角
形、あるいは、多角形の辺が直線ではなく、円弧状のも
のを使用しても同様の効果が得られた。さらに正極合剤
の断面形状を楕円状や星形にしても同様の効果が得られ
た。
【００１５】
【発明の効果】本発明により、放電性能の優れた円筒形
アルカリ電池を提供できる。
アルカリ電池を提供できる。
【図１】本発明の実施例におけるアルカリ乾電池ＬＲ２
０の側断面図
０の側断面図
【図２】比較例におけるアルカリ乾電池ＬＲ２０の横断
面図
面図
【図３】正極合剤の断面形状が、正４角形状におけるア
ルカリ乾電池ＬＲ２０の横断面図
ルカリ乾電池ＬＲ２０の横断面図
【図４】正極合剤の断面形状が、正５角形状におけるア
ルカリ乾電池ＬＲ２０の横断面図
ルカリ乾電池ＬＲ２０の横断面図
【図５】正極合剤の断面形状が、正６角形状におけるア
ルカリ乾電池ＬＲ２０の横断面図
ルカリ乾電池ＬＲ２０の横断面図
【図６】正極合剤の断面形状が、正８角形状におけるア
ルカリ乾電池ＬＲ２０の横断面図
ルカリ乾電池ＬＲ２０の横断面図
【図７】正極合剤の断面形状が、正１２角形状における
アルカリ乾電池ＬＲ２０の横断面図
アルカリ乾電池ＬＲ２０の横断面図
【図８】正極合剤の断面形状が、正２０角形状における
アルカリ乾電池ＬＲ２０の横断面図
アルカリ乾電池ＬＲ２０の横断面図
１ 陽極端子 ２ セパレーター ３ 正極合剤 ４ 正極缶 ５ ラベル外装 ６ ゲル状負極 ７ 集電子 ８ 底板 ９ ガスケット １０ ワッシャー
Claims (4)
- 【請求項１】負極を電池の中心部に設定し、この負極の
外周にセパレーターを介して設定された正極合剤のセパ
レーターと接する面の断面形状が、多角形状であること
を特徴とする円筒形アルカリ電池。 - 【請求項２】前記正極合剤のセパレーターと接する断面
形状が、楕円状であることを特徴とする請求項１記載の
円筒形アルカリ電池。 - 【請求項３】前記正極合剤のセパレーターと接する断面
形状が、星形状であることを特徴とする請求項１記載の
円筒形アルカリ電池。 - 【請求項４】電池内の電解液中の水と負極活物質中の亜
鉛のモル数の比が、１００対２２０〜２４０であること
を特徴とする円筒形アルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6116597A JPH07326347A (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 円筒形アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6116597A JPH07326347A (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 円筒形アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07326347A true JPH07326347A (ja) | 1995-12-12 |
Family
ID=14691093
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6116597A Pending JPH07326347A (ja) | 1994-05-30 | 1994-05-30 | 円筒形アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07326347A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6235422B1 (en) | 1999-05-28 | 2001-05-22 | The Gillette Company | Battery |
| US6261717B1 (en) | 1999-05-28 | 2001-07-17 | The Gillette Company | Battery having an electrode within another electrode |
| US6342317B1 (en) | 1999-07-21 | 2002-01-29 | The Gillette Company | Battery |
| US6410187B1 (en) | 1999-09-09 | 2002-06-25 | The Gillette Company | Primary alkaline battery |
| JP2008517447A (ja) * | 2004-10-21 | 2008-05-22 | ザ ジレット カンパニー | 電池カソード |
-
1994
- 1994-05-30 JP JP6116597A patent/JPH07326347A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6235422B1 (en) | 1999-05-28 | 2001-05-22 | The Gillette Company | Battery |
| US6261717B1 (en) | 1999-05-28 | 2001-07-17 | The Gillette Company | Battery having an electrode within another electrode |
| US6342317B1 (en) | 1999-07-21 | 2002-01-29 | The Gillette Company | Battery |
| US6410187B1 (en) | 1999-09-09 | 2002-06-25 | The Gillette Company | Primary alkaline battery |
| JP2008517447A (ja) * | 2004-10-21 | 2008-05-22 | ザ ジレット カンパニー | 電池カソード |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060315 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Effective date: 20060411 Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20060801 |