JPH08213009A - マンガン乾電池 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】軽負荷ないし中負荷で放電した場合の内部抵抗
の上昇とそれに伴うパルス放電特性の劣化を抑制したマ
ンガン乾電池を提供すること。 【構成】正極活物質として二酸化マンガンが用いられて
いるマンガン乾電池において、二酸化マンガンがガンマ
型結晶構造を有し、かつ（０２１）面に対する（１１
０）面のＸ線回折強度比（（１１０）／（０２１））の
値が０．９以下である粉末Ｘ線回折像（ＣｕＫα線）を
もつことを特徴とし、かかる二酸化マンガンを用いるこ
とによって、軽負荷ないし中負荷放電中の内部抵抗の上
昇を抑制することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、二酸化マンガンを正極
活物質とするマンガン乾電池に関する。

【０００２】

【従来の技術】正極活物質として二酸化マンガン、負極
活物質として亜鉛または亜鉛合金、電解液として塩化亜
鉛を主成分とする水溶液を用いたマンガン乾電池が知ら
れている。このようなマンガン乾電池は、軽負荷ないし
中負荷で放電した場合、放電中に電池の内部抵抗が上昇
し、そのためパルス放電特性が劣化するという問題があ
った。

【０００３】特に近年、電池の低公害化のために水銀化
合物を正極活物質やセパレータに添加しないことが強く
望まれているが、このような水銀無添加電池では、内部
抵抗の上昇やパルス放電特性の劣化現象が顕著になって
いる。したがって、近年使用頻度の多くなってきたポケ
ベルやリモコン用乾電池ではこの点が非常に問題となっ
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】従来、高性能マンガン
乾電池の正極活物質としては、ガンマ型の結晶構造をも
つ斜方晶系の電解二酸化マンガンが用いられてきた。し
かし、高結晶性の二酸化マンガンを用いた場合、放電反
応に伴って生成する放電生成物の、二酸化マンガン粒子
内部への拡散が悪く、良好な内部抵抗特性およびパルス
特性が得られなくなるという問題があった。

【０００５】本発明はかかる問題点に対処してなされた
ものであって、このようなマンガン乾電池において、軽
負荷ないし中負荷で放電した場合の内部抵抗の上昇とそ
れに伴うパルス放電特性の劣化を抑制することを目的と
したものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】すなわち本発明は、正極
活物質として二酸化マンガンが用いられているマンガン
乾電池において、前記二酸化マンガンがガンマ型結晶構
造を有し、かつ（０２１）面に対する（１１０）面のＸ
線回折強度比（（１１０）／（０２１））の値が０．９
以下である粉末Ｘ線回折像（ＣｕＫα線）をもつことを
特徴とする。

【０００７】ここでいう（０２１）面とは、Ｘ線回折測
定により得られる回折パターンがガンマ型を示し、その
回折パターンのうち、回折角２θ値が３７．１度付近で
ある回折面を示す。同様に、（１１０）面とは、回折角
２θ値が２２．３度付近である回折面を示す。このよう
な特徴を有する二酸化マンガンは、電解密度を従来より
高めに設定して電解することにより析出させることがで
きる。なお、上記Ｘ線回折強度比は０．９以下で０．７
以上が好ましい。

【０００８】

【作用】（０２１）面に対する（１１０）面のＸ線回折
強度比（（１１０）／（０２１））の値が０．９以下
（好ましくは０．７以上）の二酸化マンガンは、非晶性
が高い。放電反応生成物の二酸化マンガン粒子内部への
拡散は、結晶部分でよりも非晶部分で起こりやすいの
で、本発明の二酸化マンガン電池では放電反応生成物の
拡散が効率よく速やかに進行し、したがって内部抵抗特
性およびパルス特性が改善される。

【０００９】

【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
電解密度を従来より高めに設定して電解して電極に二酸
化マンガンを析出させ、これを剥離・粉砕して本実施例
で使用する二酸化マンガンを得た。得られた二酸化マン
ガンのＸ線回折による回折パターンはガンマ型を示し、
Ｘ線回折強度比（（１１０）／（０２１））の値は０．
７７であった。

【００１０】この二酸化マンガンを正極活物質とし、亜
鉛を負極活物質として、塩化亜鉛系電解液を用いて図１
に示すマンガン乾電池を組み立てた。図中、１は正極合
剤、２は正極集電体である炭素棒、３は亜鉛缶、４はセ
パレータ、５は封口板、６はシール、７は金属製外装筒
である。正極合剤１は上記二酸化マンガンとアセチレン
ブラックを５：１の重量比で混合したものである。比較
のため、上記Ｘ線回折強度比（（１１０）／（０２
１））の値が１．１であること以外、実施例と同じマン
ガン乾電池を作成した。

【００１１】この実施例および比較例のマンガン乾電池
を軽負荷放電および中負荷放電して、その内部抵抗およ
びパルス特性を測定した。すなわち、各電池について、
７５Ω、３００Ωの各定抵抗で連続放電し、各々の電池
の電圧が０．９Ｖになるまでの電圧および内部抵抗を測
定し、それらの平均値を算出した。その結果をそれぞれ
図２および図３に示す。図２は７５Ω連続放電の場合、
図３は３００Ω連続放電の場合である。また、図２およ
び図３において、実線は実施例、破線は比較例を示す。
図２および図３に示すように、実施例の電池は比較例の
電池に比べて持続時間が同等でしかも内部抵抗が低いこ
とがわかる。

【００１２】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマンガン
乾電池は、軽負荷放電中および中負荷放電中の内部抵抗
が低く、良好なパルス放電特性を有するという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例であるマンガン乾電池の断面
図。

【図２】本発明の実施例の電池および比較例の電池につ
いて、７５Ωの定抵抗で連続放電した場合の結果を示す
図。

【図３】本発明の実施例の電池および比較例の電池につ
いて、３００Ωの定抵抗で連続放電した場合の結果を示
す図。

【符号の説明】

１…正極合剤、２…炭素棒、３…亜鉛缶、４…セパレー
タ、５…封口板、６…シール剤、７…金属製外装筒。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 正極活物質として二酸化マンガンが用い
   られているマンガン乾電池において、前記二酸化マンガ
   ンがガンマ型結晶構造を有し、かつ（０２１）面に対す
   る（１１０）面のＸ線回折強度比（（１１０）／（０２
   １））の値が０．９以下である粉末Ｘ線回折像（ＣｕＫ
   α線）をもつことを特徴とするマンガン乾電池。