JPH0765818A - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
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- JPH0765818A JPH0765818A JP20755693A JP20755693A JPH0765818A JP H0765818 A JPH0765818 A JP H0765818A JP 20755693 A JP20755693 A JP 20755693A JP 20755693 A JP20755693 A JP 20755693A JP H0765818 A JPH0765818 A JP H0765818A
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- JP
- Japan
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- gelling agent
- carboxylic acid
- polyacrylic acid
- particle size
- negative electrode
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- Pending
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-
- Y02E60/12—
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】アルカリ電解液とゲル化剤とからなるゲル状電
解液に亜鉛粉末を分散させたゲル状負極を用いるアルカ
リ電池において、長時間の連続した振動、衝撃を与え続
けても安定した放電特性を有するアルカリ電池を提供す
るものである。 【構成】カルボン酸塩基を有する架橋ポリアクリル酸塩
型吸水性ポリマーと架橋分岐型ポリアクリル酸、または
その塩類とを併用することを特徴とする。
解液に亜鉛粉末を分散させたゲル状負極を用いるアルカ
リ電池において、長時間の連続した振動、衝撃を与え続
けても安定した放電特性を有するアルカリ電池を提供す
るものである。 【構成】カルボン酸塩基を有する架橋ポリアクリル酸塩
型吸水性ポリマーと架橋分岐型ポリアクリル酸、または
その塩類とを併用することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明はゲル状負極を用いるアル
カリ電池に関し、詳しくはゲル状負極のゲル化剤の改良
に関するものである。
カリ電池に関し、詳しくはゲル状負極のゲル化剤の改良
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来ゲル化剤には、架橋分枝型ポリアク
リル酸、またはそのナトリウム塩等が一般的に用いられ
ている。ゲル化剤として用いられている架橋分枝型ポリ
アクリル酸はその高粘性によりゲル状負極中の亜鉛粉末
を均一に分散させている。（例えば特開平２−１１９０
５３号公報）さらに亜鉛粒子同志、亜鉛粒子と集電子と
の接触性を増して集電効果を高めている。
リル酸、またはそのナトリウム塩等が一般的に用いられ
ている。ゲル化剤として用いられている架橋分枝型ポリ
アクリル酸はその高粘性によりゲル状負極中の亜鉛粉末
を均一に分散させている。（例えば特開平２−１１９０
５３号公報）さらに亜鉛粒子同志、亜鉛粒子と集電子と
の接触性を増して集電効果を高めている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】亜鉛の腐食を抑制し電
池の保存特性を維持するために、従来は亜鉛粉末に水銀
を添加した汞化亜鉛が使用されていた。またこの水銀は
亜鉛粒子同志、亜鉛粒子と集電子との接触性を増して集
電効果を高める作用があった。しかし昨今の環境汚染問
題から電池の負極に含まれる水銀の低減化が必要であっ
た。このため亜鉛粉末から水銀を取り除くと、亜鉛粒子
同志の接触性が低下してしまうため、長時間の連続した
振動・衝撃を加えると、ゲル状負極中の亜鉛粒子が負極
内でかたより、集電効果が悪くなってしまう。また、放
電させながら振動・衝撃を加えると亜鉛粒子の表面が放
電反応で酸化亜鉛になり粒子が小さくなるので集電効果
がさらに悪くなってしまう。このため放電しながら長時
間の振動・衝撃を与え続けると電圧が急に低下して放電
性能が劣化する現象が生じた。
池の保存特性を維持するために、従来は亜鉛粉末に水銀
を添加した汞化亜鉛が使用されていた。またこの水銀は
亜鉛粒子同志、亜鉛粒子と集電子との接触性を増して集
電効果を高める作用があった。しかし昨今の環境汚染問
題から電池の負極に含まれる水銀の低減化が必要であっ
た。このため亜鉛粉末から水銀を取り除くと、亜鉛粒子
同志の接触性が低下してしまうため、長時間の連続した
振動・衝撃を加えると、ゲル状負極中の亜鉛粒子が負極
内でかたより、集電効果が悪くなってしまう。また、放
電させながら振動・衝撃を加えると亜鉛粒子の表面が放
電反応で酸化亜鉛になり粒子が小さくなるので集電効果
がさらに悪くなってしまう。このため放電しながら長時
間の振動・衝撃を与え続けると電圧が急に低下して放電
性能が劣化する現象が生じた。
【０００４】本発明は、２種類のゲル化剤を併用するこ
とによって放電中に強い振動・衝撃が長時間加わっても
耐えることができるアルカリ電池を提供することを目的
とする。
とによって放電中に強い振動・衝撃が長時間加わっても
耐えることができるアルカリ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、アルカリ電池
のゲル状負極において、ゲル化剤として２５℃における
０．５重量％水溶液分散粘度が１５，０００ cps以上
で、またその粒径が１００〜９００ミクロンを主とした
ものであるカルボン酸塩基を有する架橋ポリアクリル酸
塩型吸水性ポリマーと、２５℃における０．５重量％水
溶液分散粘度が１５，０００ cps以上で、またその粒径
が１００ミクロン以下を主としたカルボン酸を有する架
橋分枝型ポリアクリル酸、またはカルボン酸塩基を有す
る架橋分枝型ポリアクリル酸塩類とを併用するものであ
る。
のゲル状負極において、ゲル化剤として２５℃における
０．５重量％水溶液分散粘度が１５，０００ cps以上
で、またその粒径が１００〜９００ミクロンを主とした
ものであるカルボン酸塩基を有する架橋ポリアクリル酸
塩型吸水性ポリマーと、２５℃における０．５重量％水
溶液分散粘度が１５，０００ cps以上で、またその粒径
が１００ミクロン以下を主としたカルボン酸を有する架
橋分枝型ポリアクリル酸、またはカルボン酸塩基を有す
る架橋分枝型ポリアクリル酸塩類とを併用するものであ
る。
【０００６】
【作用】本発明は前記２種類のゲル化剤を併用すること
によって、それぞれ単独で使用した場合に生じる耐振動
性の劣化を改良するものである。ゲル状負極の中で膨潤
した架橋分枝型ポリアクリル酸またはその塩類のゲル化
剤は弾性力が劣るため衝撃により亜鉛粒子同志の接触が
悪くなるのが欠点である。また、放電によって亜鉛粒子
が小さくなるため粒子間に空間ができてしまい、放電中
に振動・衝撃を加えると接触性が劣化する。この欠点を
保液力が高くて弾性力が優れた架橋ポリアクリル酸塩型
吸水性ポリマ−を加えることによってこの空間がうめら
れ、放電しながらの長時間にわたる振動・衝撃にも耐え
ることができる。
によって、それぞれ単独で使用した場合に生じる耐振動
性の劣化を改良するものである。ゲル状負極の中で膨潤
した架橋分枝型ポリアクリル酸またはその塩類のゲル化
剤は弾性力が劣るため衝撃により亜鉛粒子同志の接触が
悪くなるのが欠点である。また、放電によって亜鉛粒子
が小さくなるため粒子間に空間ができてしまい、放電中
に振動・衝撃を加えると接触性が劣化する。この欠点を
保液力が高くて弾性力が優れた架橋ポリアクリル酸塩型
吸水性ポリマ−を加えることによってこの空間がうめら
れ、放電しながらの長時間にわたる振動・衝撃にも耐え
ることができる。
【０００７】
【実施例】図１は本発明の実施例に用いた円筒形アルカ
リ電池ＬＲ６の半断面図である。金属ケ−ス６に二酸化
マンガンと黒鉛からなる正極合剤１を入れセパ−タ−３
を挿入した後、ゲル状負極２をセパレ−タ−３内に注入
する。樹脂封口体８と底板９を一体とした集電子４をゲ
ル状負極に差しこみ素電池を形成する。５は正極端子キ
ャップ、７は外装缶である。
リ電池ＬＲ６の半断面図である。金属ケ−ス６に二酸化
マンガンと黒鉛からなる正極合剤１を入れセパ−タ−３
を挿入した後、ゲル状負極２をセパレ−タ−３内に注入
する。樹脂封口体８と底板９を一体とした集電子４をゲ
ル状負極に差しこみ素電池を形成する。５は正極端子キ
ャップ、７は外装缶である。
【０００８】上記に述べたゲル状負極には、酸化亜鉛と
４０％水酸化カリウム水溶液からなるアルカリ電解液と
ゲル化剤および電解液に対して２倍の重量の亜鉛粉末か
ら構成されている。
４０％水酸化カリウム水溶液からなるアルカリ電解液と
ゲル化剤および電解液に対して２倍の重量の亜鉛粉末か
ら構成されている。
【０００９】次に本発明のゲル化剤の実施例について説
明する。ゲル化剤として２５℃における０．５重量％水
溶液分散粘度が２０，０００ cpsで、またその粒径が１
００〜９００ミクロンを主とした平均粒径５００ミクロ
ンであるカルボン酸塩基を有する架橋ポリアクリル酸塩
型吸水性ポリマー（ゲル化剤Ａ）と、２５℃における
０．５重量％水溶液分散粘度が２０，０００ cpsで、ま
たその粒径が１００ミクロン以下で平均粒径１０ミクロ
ンであるカルボン酸を有する架橋分枝型ポリアクリル酸
（ゲル化剤Ｂ）を用い、電解液１００ｇに対して（表
１）に示すゲル化剤添加量を添加して３００ｇのゲル状
負極を作成した。そのゲル状負極を注入した円筒形アル
カリ電池ＬＲ６を２０個作り振動試験を行った。振動試
験は負荷抵抗１Ωで放電しながら１分間に２cm高さを１
００回落下させることを１時間続けたときの放電維持電
圧を測定するものである。
明する。ゲル化剤として２５℃における０．５重量％水
溶液分散粘度が２０，０００ cpsで、またその粒径が１
００〜９００ミクロンを主とした平均粒径５００ミクロ
ンであるカルボン酸塩基を有する架橋ポリアクリル酸塩
型吸水性ポリマー（ゲル化剤Ａ）と、２５℃における
０．５重量％水溶液分散粘度が２０，０００ cpsで、ま
たその粒径が１００ミクロン以下で平均粒径１０ミクロ
ンであるカルボン酸を有する架橋分枝型ポリアクリル酸
（ゲル化剤Ｂ）を用い、電解液１００ｇに対して（表
１）に示すゲル化剤添加量を添加して３００ｇのゲル状
負極を作成した。そのゲル状負極を注入した円筒形アル
カリ電池ＬＲ６を２０個作り振動試験を行った。振動試
験は負荷抵抗１Ωで放電しながら１分間に２cm高さを１
００回落下させることを１時間続けたときの放電維持電
圧を測定するものである。
【００１０】この試験結果を（表１）に示した。
【００１１】
【表１】
【００１２】（表１）の○は正常な電圧の挙動（電圧降
下２００ｍＶ以内）、×は電圧の急激な落ち込みが現れ
たもの（電圧降下５００ｍＶ以上）、△は完全に落ちて
はいないが落ちる兆候があるもの（電圧降下２００ｍＶ
〜５００ｍＶ）を示す。試験の結果、それぞれ単独では
電圧の異常な落下が見られるが、ある一定量のゲル化剤
Ａとゲル化剤Ｂの両者を併用すると正常な電圧の挙動を
示した。架橋分枝型ポリアクリル酸は弾性力が劣るた
め、また放電によって亜鉛粒子が小さくなるため落下衝
撃により亜鉛粒子間に空間ができ接触性が悪くなったり
するため、単独使用では電圧が急に低下する。そこで保
液力が高くて弾性力の優れた吸水性ポリマーを加える
と、亜鉛粒子間のネットワークが緻密になり、電圧の急
激な低下が改良できる。しかし、吸水性ポリマー単独で
使用しても耐衝撃特性は悪くなる。これは吸水性ポリマ
ーの保液力が強いため放電に必要な液が足りなくなり、
放電末期になると反応のための電解液が円滑に供給され
にくくなったり不足したりする上に、振動が加わってく
るため電圧が急に降下する。さらに、それぞれのゲル化
剤添加量の総和がゲル状電解液に対して１．１０重量％
以下ではゲル状電解液の粘度が低いため、ゲル状電解液
中で亜鉛粒子が安定した分散状態を保つことができな
い。また、ゲル化剤添加量の総和がゲル状電解液に対し
て４．０重量％を越えると電解液の粘度が高すぎて放電
が円滑に進まない問題がある。この試験結果より、２種
類のゲル化剤を併用できる添加量範囲を、電解液に対し
てゲル化剤Ａの添加量範囲が１．０〜３．０重量％でゲ
ル化剤Ｂの添加量範囲が０．１〜１．０重量％とするこ
とにより、耐衝撃特性に対するアルカリ電池の性能が安
定することが判明した。
下２００ｍＶ以内）、×は電圧の急激な落ち込みが現れ
たもの（電圧降下５００ｍＶ以上）、△は完全に落ちて
はいないが落ちる兆候があるもの（電圧降下２００ｍＶ
〜５００ｍＶ）を示す。試験の結果、それぞれ単独では
電圧の異常な落下が見られるが、ある一定量のゲル化剤
Ａとゲル化剤Ｂの両者を併用すると正常な電圧の挙動を
示した。架橋分枝型ポリアクリル酸は弾性力が劣るた
め、また放電によって亜鉛粒子が小さくなるため落下衝
撃により亜鉛粒子間に空間ができ接触性が悪くなったり
するため、単独使用では電圧が急に低下する。そこで保
液力が高くて弾性力の優れた吸水性ポリマーを加える
と、亜鉛粒子間のネットワークが緻密になり、電圧の急
激な低下が改良できる。しかし、吸水性ポリマー単独で
使用しても耐衝撃特性は悪くなる。これは吸水性ポリマ
ーの保液力が強いため放電に必要な液が足りなくなり、
放電末期になると反応のための電解液が円滑に供給され
にくくなったり不足したりする上に、振動が加わってく
るため電圧が急に降下する。さらに、それぞれのゲル化
剤添加量の総和がゲル状電解液に対して１．１０重量％
以下ではゲル状電解液の粘度が低いため、ゲル状電解液
中で亜鉛粒子が安定した分散状態を保つことができな
い。また、ゲル化剤添加量の総和がゲル状電解液に対し
て４．０重量％を越えると電解液の粘度が高すぎて放電
が円滑に進まない問題がある。この試験結果より、２種
類のゲル化剤を併用できる添加量範囲を、電解液に対し
てゲル化剤Ａの添加量範囲が１．０〜３．０重量％でゲ
ル化剤Ｂの添加量範囲が０．１〜１．０重量％とするこ
とにより、耐衝撃特性に対するアルカリ電池の性能が安
定することが判明した。
【００１３】なおゲル化剤Ａとゲル化剤Ｂの０．５重量
％水溶液分散粘度が１５，０００ cps未満であると、ゲ
ル化剤Ａの添加濃度が１．０〜３．０重量％で，ゲル化
剤Ｂの添加濃度が０．１〜１．０重量％であるゲル状負
極においては粘度が低すぎるので、亜鉛粉末粒子が沈降
して分離してしまうため、０．５重量％水溶液分散粘度
を１５，０００ cps以上にしなければならない。さら
に、ゲル化剤Ａの粒径を１００ミクロン以下にすると、
振動・衝撃に耐えることができなくなり、粒径が９００
ミクロンを越えるとゲル状負極の流動性が悪くなり充填
量のバラツキが大きくなるので、１００〜９００ミクロ
ンの粒径範囲が好ましい。一方ゲル化剤Ｂの粒径が１０
０ミクロンを越えても振動・衝撃に耐えることができ
ず、しかもゲル状負極の密度が低下し亜鉛活物質量が確
保できないので、粒径範囲は１００ミクロン以下が好ま
しい。
％水溶液分散粘度が１５，０００ cps未満であると、ゲ
ル化剤Ａの添加濃度が１．０〜３．０重量％で，ゲル化
剤Ｂの添加濃度が０．１〜１．０重量％であるゲル状負
極においては粘度が低すぎるので、亜鉛粉末粒子が沈降
して分離してしまうため、０．５重量％水溶液分散粘度
を１５，０００ cps以上にしなければならない。さら
に、ゲル化剤Ａの粒径を１００ミクロン以下にすると、
振動・衝撃に耐えることができなくなり、粒径が９００
ミクロンを越えるとゲル状負極の流動性が悪くなり充填
量のバラツキが大きくなるので、１００〜９００ミクロ
ンの粒径範囲が好ましい。一方ゲル化剤Ｂの粒径が１０
０ミクロンを越えても振動・衝撃に耐えることができ
ず、しかもゲル状負極の密度が低下し亜鉛活物質量が確
保できないので、粒径範囲は１００ミクロン以下が好ま
しい。
【００１４】
【発明の効果】以上述べたように、本発明を用いること
により、放電中の長時間にわたる強い衝撃・振動に耐え
られる優れたアルカリ電池を提供することができる。
により、放電中の長時間にわたる強い衝撃・振動に耐え
られる優れたアルカリ電池を提供することができる。
【図１】本発明の実施例における単３型アルカリ電池Ｌ
Ｒ６の縦断面図
Ｒ６の縦断面図
１ 正極合剤 ２ ゲル状負極 ３ セパレータ ４ 集電子 ５ 正極端子キャップ ６ 金属ケース ７ 外装缶 ８ 樹脂封口体 ９ 底板
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅岡 準一 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)
- 【請求項１】 アルカリ電解液とゲル化剤とからなるゲ
ル状電解液に亜鉛粉末を分散させたゲル状負極におい
て、ゲル化剤として２５℃における０．５重量％水溶液
分散粘度が１５，０００ cps以上で、かつその粒径が１
００〜９００ミクロンを主としたものであるカルボン酸
塩基を有する架橋ポリアクリル酸塩型吸水性ポリマー
と、２５℃における０．５重量％水溶液分散粘度が１
５，０００ cps以上で、かつその粒径が１００ミクロン
以下を主としたカルボン酸を有する架橋分枝型ポリアク
リル酸またはカルボン酸塩基を有する架橋分枝型ポリア
クリル酸塩類とを併用したことを特徴とするアルカリ電
池。 - 【請求項２】 前記、架橋ポリアクリル酸塩型吸水性ポ
リマーの添加濃度がアルカリ電解液に対して１．０〜
３．０重量％、架橋分枝型ポリアクリル酸またはその塩
類の添加濃度が０．１〜１．０重量％の範囲である請求
項１記載のアルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20755693A JPH0765818A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20755693A JPH0765818A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0765818A true JPH0765818A (ja) | 1995-03-10 |
Family
ID=16541698
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20755693A Pending JPH0765818A (ja) | 1993-08-23 | 1993-08-23 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0765818A (ja) |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0678927A1 (en) * | 1994-04-21 | 1995-10-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline battery |
| WO1999057771A1 (en) * | 1998-05-01 | 1999-11-11 | Eveready Battery Company, Inc. | Method for producing an electrode containing electrolyte-absorbed polymer particles |
| WO2003017399A1 (fr) | 2001-08-09 | 2003-02-27 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Agent gelifiant pour pile alcaline et pile alcaline associee |
| JP2006269346A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Fdk Energy Co Ltd | アルカリ電池 |
| US7579115B2 (en) | 2004-07-08 | 2009-08-25 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Gelling agent for alkaline battery and alkaline battery |
| US7732635B2 (en) | 2006-04-07 | 2010-06-08 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for producing organic acid |
| US7838156B2 (en) | 2004-09-09 | 2010-11-23 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Thickener for alkaline battery and alkaline battery |
-
1993
- 1993-08-23 JP JP20755693A patent/JPH0765818A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0678927A1 (en) * | 1994-04-21 | 1995-10-25 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline battery |
| AU671786B2 (en) * | 1994-04-21 | 1996-09-05 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline battery |
| US5587254A (en) * | 1994-04-21 | 1996-12-24 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Alkaline battery having a gelled negative electrode |
| WO1999057771A1 (en) * | 1998-05-01 | 1999-11-11 | Eveready Battery Company, Inc. | Method for producing an electrode containing electrolyte-absorbed polymer particles |
| WO2003017399A1 (fr) | 2001-08-09 | 2003-02-27 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Agent gelifiant pour pile alcaline et pile alcaline associee |
| US7579115B2 (en) | 2004-07-08 | 2009-08-25 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Gelling agent for alkaline battery and alkaline battery |
| US7838156B2 (en) | 2004-09-09 | 2010-11-23 | Sanyo Chemical Industries, Ltd. | Thickener for alkaline battery and alkaline battery |
| JP2006269346A (ja) * | 2005-03-25 | 2006-10-05 | Fdk Energy Co Ltd | アルカリ電池 |
| JP4729321B2 (ja) * | 2005-03-25 | 2011-07-20 | Ｆｄｋエナジー株式会社 | アルカリ電池 |
| US7732635B2 (en) | 2006-04-07 | 2010-06-08 | Nippon Shokubai Co., Ltd. | Method for producing organic acid |
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