JPH0935719A - アルカリマンガン電池 - Google Patents
アルカリマンガン電池Info
- Publication number
- JPH0935719A JPH0935719A JP18396095A JP18396095A JPH0935719A JP H0935719 A JPH0935719 A JP H0935719A JP 18396095 A JP18396095 A JP 18396095A JP 18396095 A JP18396095 A JP 18396095A JP H0935719 A JPH0935719 A JP H0935719A
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- JP
- Japan
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- graphite
- positive electrode
- carbon material
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- Y02E60/12—
Abstract
(57)【要約】
【目的】 正極合剤中の黒鉛含有量を減少させ、電気容
量の大きなアルカリマンガン電池を提供することを目的
とする。 【構成】 二酸化マンガンと導電炭素材を主体とした正
極合剤を有するアルカリマンガン電池において、導電炭
素材として湿式摩砕処理された膨張黒鉛粉末を用いる。
量の大きなアルカリマンガン電池を提供することを目的
とする。 【構成】 二酸化マンガンと導電炭素材を主体とした正
極合剤を有するアルカリマンガン電池において、導電炭
素材として湿式摩砕処理された膨張黒鉛粉末を用いる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正極活物質に二酸
化マンガンを用いるアルカリ電池に関し、特にアルカリ
電池の正極合剤の改良に関するものである。
化マンガンを用いるアルカリ電池に関し、特にアルカリ
電池の正極合剤の改良に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】アルカリマンガン電池の正極合剤には、
活物質の二酸化マンガン粉末に、正極合剤の成形性を高
めることを目的として加えられる結着剤として、例えば
人造黒鉛等の炭素粉末が７．５〜１０重量％配合されて
いる。二酸化マンガン単独では導電率が非常に低いた
め、この炭素粉末は、正極合剤や、正極合剤と正極ケー
スの間の導電性を高めることも目的として加えられる。
近年、炭素粉末として人造黒鉛の層間を大きく膨張させ
た膨張黒鉛が、導電性および成形性に優れているので検
討されている。膨張黒鉛は、鱗片状黒鉛の層間に硫酸等
を挿入（インターカレーション）し、層間を大きく膨張
させることによって得られる。
活物質の二酸化マンガン粉末に、正極合剤の成形性を高
めることを目的として加えられる結着剤として、例えば
人造黒鉛等の炭素粉末が７．５〜１０重量％配合されて
いる。二酸化マンガン単独では導電率が非常に低いた
め、この炭素粉末は、正極合剤や、正極合剤と正極ケー
スの間の導電性を高めることも目的として加えられる。
近年、炭素粉末として人造黒鉛の層間を大きく膨張させ
た膨張黒鉛が、導電性および成形性に優れているので検
討されている。膨張黒鉛は、鱗片状黒鉛の層間に硫酸等
を挿入（インターカレーション）し、層間を大きく膨張
させることによって得られる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】電池の電気容量を増加
させる為に、正極合剤中の二酸化マンガンの充填量を多
くして黒鉛含有量を減少させると、黒鉛の二酸化マンガ
ン粒子の結着剤としての効果が少なくなるため成形性が
低下してしまう。従来用いられている人造黒鉛は、その
粒径を小さくして比表面積を大きくしても、逆に成形性
は悪化し、正極合剤の導電性も低下する。また、膨張黒
鉛を用いることにより、黒鉛含有量を少なくした場合の
正極合剤の成形性は若干向上するが、黒鉛含有量を上記
範囲より少なくした場合の成形性は満足できない。本発
明は、上記のような問題点を解決し、正極合剤中の黒鉛
含有量を減少させ、電気容量の大きなアルカリマンガン
電池を提供することを目的とする。
させる為に、正極合剤中の二酸化マンガンの充填量を多
くして黒鉛含有量を減少させると、黒鉛の二酸化マンガ
ン粒子の結着剤としての効果が少なくなるため成形性が
低下してしまう。従来用いられている人造黒鉛は、その
粒径を小さくして比表面積を大きくしても、逆に成形性
は悪化し、正極合剤の導電性も低下する。また、膨張黒
鉛を用いることにより、黒鉛含有量を少なくした場合の
正極合剤の成形性は若干向上するが、黒鉛含有量を上記
範囲より少なくした場合の成形性は満足できない。本発
明は、上記のような問題点を解決し、正極合剤中の黒鉛
含有量を減少させ、電気容量の大きなアルカリマンガン
電池を提供することを目的とする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、二酸化マンガ
ンと導電炭素材を主体とした正極合剤を有するアルカリ
マンガン電池において、前記導電炭素材として湿式摩砕
処理された膨張黒鉛粉末を用いることにより、正極合剤
中のマンガン充填量を多くするものである。黒鉛の構造
は、図２に示すように、六員環網状の平面の炭素層が積
層している。炭素原子は図中の六角形の頂点に位置す
る。炭素原子は同一層内の隣接する３個の炭素原子と共
有結合により強く結合されているが、層間の炭素原子は
ファン・デル・ワールス力で結合しているためその結合
強度は弱い。そのため、層間が剥離しやすく、粒子の形
状は鱗片状になる。同一層内の導電率は極めて高いもの
の、層間の導電率は低く、その比は約３０００にもな
る。膨張黒鉛は、鱗片状黒鉛の層間に硫酸を挿入し、層
間を大きく膨張させたもので、層間が剥離し、比表面積
が大きくなる。このため、二酸化マンガンとのからみ合
いが良くなり、合剤の成形性が良くなるものと思われ
る。本発明は、この膨張黒鉛を水などの分散媒に５〜３
０重量％の割合で分散させた分散液中にて、粒状あるい
はロッド状のメディアを作用させて摩砕処理（湿式摩砕
処理）したものを正極合剤の導電炭素材として用いるも
のである。膨張黒鉛を摩砕処理することによって層間の
剥離は促進され、鱗片状粒子はさらに厚さが薄くなり、
比表面積は大きくなる。そのため、二酸化マンガンとの
接触面積が増すことにより相互のからみ合いが良くな
り、成形性が向上する。
ンと導電炭素材を主体とした正極合剤を有するアルカリ
マンガン電池において、前記導電炭素材として湿式摩砕
処理された膨張黒鉛粉末を用いることにより、正極合剤
中のマンガン充填量を多くするものである。黒鉛の構造
は、図２に示すように、六員環網状の平面の炭素層が積
層している。炭素原子は図中の六角形の頂点に位置す
る。炭素原子は同一層内の隣接する３個の炭素原子と共
有結合により強く結合されているが、層間の炭素原子は
ファン・デル・ワールス力で結合しているためその結合
強度は弱い。そのため、層間が剥離しやすく、粒子の形
状は鱗片状になる。同一層内の導電率は極めて高いもの
の、層間の導電率は低く、その比は約３０００にもな
る。膨張黒鉛は、鱗片状黒鉛の層間に硫酸を挿入し、層
間を大きく膨張させたもので、層間が剥離し、比表面積
が大きくなる。このため、二酸化マンガンとのからみ合
いが良くなり、合剤の成形性が良くなるものと思われ
る。本発明は、この膨張黒鉛を水などの分散媒に５〜３
０重量％の割合で分散させた分散液中にて、粒状あるい
はロッド状のメディアを作用させて摩砕処理（湿式摩砕
処理）したものを正極合剤の導電炭素材として用いるも
のである。膨張黒鉛を摩砕処理することによって層間の
剥離は促進され、鱗片状粒子はさらに厚さが薄くなり、
比表面積は大きくなる。そのため、二酸化マンガンとの
接触面積が増すことにより相互のからみ合いが良くな
り、成形性が向上する。
【０００５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て詳しく説明する。鱗片状の黒鉛に硫酸を加えて８００
〜１０００℃で急激に加熱することにより、黒鉛層間に
硫酸が挿入され、黒鉛層間が層面と垂直方向に大きく膨
張した膨張黒鉛が得られる。この膨張黒鉛を水中に１０
重量％分散させたものをボールミル粉砕装置を用いて直
径１０ｍｍのアルミナボールをメディアとして湿式摩砕
処理を施した。
て詳しく説明する。鱗片状の黒鉛に硫酸を加えて８００
〜１０００℃で急激に加熱することにより、黒鉛層間に
硫酸が挿入され、黒鉛層間が層面と垂直方向に大きく膨
張した膨張黒鉛が得られる。この膨張黒鉛を水中に１０
重量％分散させたものをボールミル粉砕装置を用いて直
径１０ｍｍのアルミナボールをメディアとして湿式摩砕
処理を施した。
【０００６】図１は、円筒形アルカリ電池ＬＲ６の半断
面図である。この電池は以下のようにして作製される。
正極ケース１に正極活物質と導電性からなる正極合剤２
を圧入し、セパレータ３を挿入した後、ゲル状負極４を
セパレータ３内に注入する。樹脂封口体５と底板７を一
体とした負極集電体６をゲル状負極４に差し込むことに
よって素電池を構成する。８は正極ケース１とゲル状負
極４を絶縁する絶縁カップであり、９はワッシャ、１０
は外装ラベルである。正極合剤２は以下のようにして作
製される。正極活物質、導電炭素材、および少量の電解
液を混合し、ミキサーで攪拌してフレーク状にした後、
これを粉砕して得た粉末を所定の形状に加圧成形するこ
とによって正極合剤２が得られる。
面図である。この電池は以下のようにして作製される。
正極ケース１に正極活物質と導電性からなる正極合剤２
を圧入し、セパレータ３を挿入した後、ゲル状負極４を
セパレータ３内に注入する。樹脂封口体５と底板７を一
体とした負極集電体６をゲル状負極４に差し込むことに
よって素電池を構成する。８は正極ケース１とゲル状負
極４を絶縁する絶縁カップであり、９はワッシャ、１０
は外装ラベルである。正極合剤２は以下のようにして作
製される。正極活物質、導電炭素材、および少量の電解
液を混合し、ミキサーで攪拌してフレーク状にした後、
これを粉砕して得た粉末を所定の形状に加圧成形するこ
とによって正極合剤２が得られる。
【０００７】導電炭素材として上記の湿式摩砕処理を施
した膨張黒鉛を用い、この膨張黒鉛の含有量を２．５〜
７．５重量％の範囲で変化させて正極合剤２を作製し
た。こうして得た円筒形の正極合剤に垂直方向から圧力
をかけ、破壊するまでの荷重を測定した。その結果を表
１に示す。それぞれ試料数５０個とし、湿式摩砕処理を
施した導電炭素材の含有量が４．０重量％の場合の平均
値を１００とした場合の平均値の比である。
した膨張黒鉛を用い、この膨張黒鉛の含有量を２．５〜
７．５重量％の範囲で変化させて正極合剤２を作製し
た。こうして得た円筒形の正極合剤に垂直方向から圧力
をかけ、破壊するまでの荷重を測定した。その結果を表
１に示す。それぞれ試料数５０個とし、湿式摩砕処理を
施した導電炭素材の含有量が４．０重量％の場合の平均
値を１００とした場合の平均値の比である。
【０００８】
【表１】
【０００９】表１に示すように、導電炭素材に湿式摩砕
処理した膨張黒鉛を用いることにより、導電炭素材含有
量２．５〜７．５重量％の範囲において、湿式摩砕処理
を施していない従来の膨張黒鉛を同量含有させた比較例
と比べて正極合剤２の破壊強度が向上することが認めら
れた。なお、湿式摩砕処理において、分散媒はメタノー
ル、メチルエチルケトン等の有機溶剤、あるいはケロシ
ン、スピンドルオイル等の油でもよく、また分散液中の
メディアとしてロッド状のものを用いても同様の効果が
確認された。以上に述べたように、本発明の湿式摩砕処
理した膨張黒鉛を用いることにより、アルカリマンガン
電池の正極活物質である二酸化マンガンの充填量を多く
することができる。
処理した膨張黒鉛を用いることにより、導電炭素材含有
量２．５〜７．５重量％の範囲において、湿式摩砕処理
を施していない従来の膨張黒鉛を同量含有させた比較例
と比べて正極合剤２の破壊強度が向上することが認めら
れた。なお、湿式摩砕処理において、分散媒はメタノー
ル、メチルエチルケトン等の有機溶剤、あるいはケロシ
ン、スピンドルオイル等の油でもよく、また分散液中の
メディアとしてロッド状のものを用いても同様の効果が
確認された。以上に述べたように、本発明の湿式摩砕処
理した膨張黒鉛を用いることにより、アルカリマンガン
電池の正極活物質である二酸化マンガンの充填量を多く
することができる。
【００１０】
【発明の効果】本発明によると、正極合剤中の二酸化マ
ンガンの充填量を多くすることにより高容量のアルカリ
マンガン電池を提供することができる。
ンガンの充填量を多くすることにより高容量のアルカリ
マンガン電池を提供することができる。
【図１】本発明の一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。
ＬＲ６の半断面図である。
【図２】黒鉛の結晶を示すモデル図である。
１ 正極ケース ２ 正極合剤 ３ セパレータ ４ ゲル状負極 ５ 樹脂封口体 ６ 負極集電体 ７ 底板 ８ 絶縁カップ ９ ワッシャ １０ 外装ラベル
フロントページの続き (72)発明者 杉本 久典 滋賀県大津市栗林町５丁目１番地 日本黒 鉛工業株式会社内 (72)発明者 石川 幸治郎 滋賀県大津市栗林町５丁目１番地 日本黒 鉛工業株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 二酸化マンガンと導電炭素材を主体とし
た正極合剤を有するアルカリマンガン電池において、前
記導電炭素材として湿式摩砕処理された膨張黒鉛粉末を
用いるアルカリマンガン電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18396095A JPH0935719A (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | アルカリマンガン電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP18396095A JPH0935719A (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | アルカリマンガン電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0935719A true JPH0935719A (ja) | 1997-02-07 |
Family
ID=16144836
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18396095A Pending JPH0935719A (ja) | 1995-07-20 | 1995-07-20 | アルカリマンガン電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0935719A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6824924B1 (en) | 1998-07-06 | 2004-11-30 | Tdk Corporation | Electrode for nonaqueous electrolyte battery |
| WO2007008422A2 (en) | 2005-07-07 | 2007-01-18 | Eveready Battery Company, Inc. | Electrochemical cell having a partially oxidized conductor |
| US8338023B2 (en) | 2007-12-26 | 2012-12-25 | Panasonic Corporation | AA alkaline battery |
| WO2018043481A1 (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 積水化学工業株式会社 | 蓄電デバイス用電極材料、蓄電デバイス用電極及び蓄電デバイス |
| CN110612624A (zh) * | 2017-03-05 | 2019-12-24 | 纳米技术仪器公司 | 具有能够高容量和高倍率的阴极的铝二次电池和制造方法 |
-
1995
- 1995-07-20 JP JP18396095A patent/JPH0935719A/ja active Pending
Cited By (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6824924B1 (en) | 1998-07-06 | 2004-11-30 | Tdk Corporation | Electrode for nonaqueous electrolyte battery |
| WO2007008422A2 (en) | 2005-07-07 | 2007-01-18 | Eveready Battery Company, Inc. | Electrochemical cell having a partially oxidized conductor |
| WO2007008422A3 (en) * | 2005-07-07 | 2007-06-07 | Eveready Battery Inc | Electrochemical cell having a partially oxidized conductor |
| JP2009500806A (ja) * | 2005-07-07 | 2009-01-08 | エバレデイ バツテリ カンパニー インコーポレーテツド | 部分酸化導電体を有する電気化学セル |
| US8338023B2 (en) | 2007-12-26 | 2012-12-25 | Panasonic Corporation | AA alkaline battery |
| WO2018043481A1 (ja) * | 2016-08-31 | 2018-03-08 | 積水化学工業株式会社 | 蓄電デバイス用電極材料、蓄電デバイス用電極及び蓄電デバイス |
| CN109314247A (zh) * | 2016-08-31 | 2019-02-05 | 积水化学工业株式会社 | 蓄电设备用电极材料、蓄电设备用电极以及蓄电设备 |
| US10998551B2 (en) | 2016-08-31 | 2021-05-04 | Sekisui Chemical Co., Ltd. | Electrode material for electricity storage devices, electrode for electricity storage devices, and electricity storage device |
| CN109314247B (zh) * | 2016-08-31 | 2022-04-26 | 积水化学工业株式会社 | 蓄电设备用电极材料、蓄电设备用电极以及蓄电设备 |
| CN110612624A (zh) * | 2017-03-05 | 2019-12-24 | 纳米技术仪器公司 | 具有能够高容量和高倍率的阴极的铝二次电池和制造方法 |
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