JPH103915A - Positive electrode active material for alkaline-manganese battery, and alkaline-manganese battery - Google Patents

Positive electrode active material for alkaline-manganese battery, and alkaline-manganese battery

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JPH103915A
JPH103915A JP8154585A JP15458596A JPH103915A JP H103915 A JPH103915 A JP H103915A JP 8154585 A JP8154585 A JP 8154585A JP 15458596 A JP15458596 A JP 15458596A JP H103915 A JPH103915 A JP H103915A
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JP
Japan
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active material
electrode active
tin oxide
positive electrode
electrolyte
Prior art date
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Withdrawn
Application number
JP8154585A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Shoji Tachibana
昇二 橘
Hiroya Yamashita
博也 山下
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Tokuyama Corp
Original Assignee
Tokuyama Corp
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Publication date
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    • Y02E60/12

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a battery having a high capacity and a high utilization factor, allowing an electric discharge for a long time, and suppressing a self-discharge even if the added quantity of carbon powder is small by containing tin oxide fibers in manganese dioxide serving as a positive electrode active material. SOLUTION: Zinc oxide of 2% is dissolved in a potassium hydroxide having the concentration of 35% for use as an electrolyte. Tin oxide fibers or graphite powder of 10wt.% and the electrolyte of 4wt.% are added to electrolytic manganese dioxide and kneaded to mold hollow pellets, the hollow pellets are inserted into a nickel-plated steel cylinder can container and pressurized, a separator made of a bag-like polyamide fiber nonwoven fabric is inserted into a hollow section, the electrolyte is injected, and a positive electrode active material is impregnated with the electrolyte. The electrolyte and polyacrylic sodium are added to zinc powder and kneaded to obtain a negative electrode active material, the negative electrode active material is injected into the separator, a nickel wire is inserted into the center section as a current collector, one end is guided to the outside, and the mouth of the separator is bound with a nylon thread to form a simplified test battery.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、新規なアルカリマ
ンガン電池用正極活物質、及びこれを使用したアルカリ
マンガン電池に関する。
The present invention relates to a novel positive electrode active material for an alkaline manganese battery and an alkaline manganese battery using the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】今日、急速に普及する携帯用音響機器、
携帯用端末などの携帯用機器の電源として、高容量で、
長時間稼働させることができる電池が要求されている。
電池には、消費者が買ってすぐに使用できる乾電池など
の一次電池と、充電によって繰り返し使用できる二次電
池があり、携帯用機器の種類、またそれらの機器を使用
する状況によって、それぞれの電池が使い分けらてい
る。一次電池の中でもアルカリマンガン電池は、マンガ
ン電池と比較して高容量で、携帯用機器などを長時間稼
働させることができる電池として需要が伸びている。
2. Description of the Related Art Portable audio equipment, which is rapidly spreading today,
As a power source for portable devices such as portable terminals, high capacity,
There is a demand for a battery that can be operated for a long time.
There are two types of batteries, primary batteries such as dry batteries that consumers can use immediately after purchase, and secondary batteries that can be used repeatedly by recharging. Is used properly. Among primary batteries, an alkaline manganese battery has a higher capacity than a manganese battery, and its demand is growing as a battery that can operate a portable device or the like for a long time.

【0003】アルカリマンガン電池は、電解液にアルカ
リ水溶液を、また正極活物質には二酸化マンガン(以下
MnO2ともいう)を用いる。該アルカリマンガン電池
における放電反応は一般に次式のように進行する。
In an alkaline manganese battery, an alkaline aqueous solution is used as an electrolyte and manganese dioxide (hereinafter also referred to as MnO 2 ) is used as a positive electrode active material. The discharge reaction in the alkaline manganese battery generally proceeds according to the following equation.

【0004】 負極…Zn+4OH- →Zn(OH)4 2-+2e- (1) 正極…2MnO2+2H2O+2e-→2MnOOH+2OH- (2) 即ち、正極では正極活物質の二酸化マンガン(Mn
2)がアルカリ水溶液中の水(H2O)と反応し、オキ
シ水酸化マンガンとなり、水酸基(OH-)を生じる。
また負極では、正極で生じた水酸基及びアルカリ水溶液
中の水酸基が負極活物質である亜鉛(Zn)と反応し、
Zn(OH)4 2-になり、電子(e-)を生じる。
Negative electrode: Zn + 4OH → Zn (OH) 4 2− + 2e (1) Positive electrode: 2MnO 2 + 2H 2 O + 2e → 2MnOOH + 2OH (2) That is, in the positive electrode, manganese dioxide (Mn) as a positive electrode active material
O 2 ) reacts with water (H 2 O) in the aqueous alkali solution to form manganese oxyhydroxide, generating a hydroxyl group (OH ).
In the negative electrode, a hydroxyl group generated in the positive electrode and a hydroxyl group in an alkaline aqueous solution react with zinc (Zn), which is a negative electrode active material,
It becomes Zn (OH) 4 2− and generates electrons (e ).

【0005】放電後に正極で生じるオキシ水酸化マンガ
ンの電気伝導率は非常に悪いため、理論容量の3分の1
程度まで放電が進行し、オキシ水酸化マンガンの生成量
が増加すると、未反応の二酸化マンガンに電子が到達し
にくくなり、起電力が低下し、それ以上の高負荷放電が
できなくなり、正極活物質の利用率が低下してしまうと
いう課題があった。
[0005] Since the electrical conductivity of manganese oxyhydroxide generated at the positive electrode after discharge is very poor, it is one-third of the theoretical capacity.
When the discharge proceeds to the extent that the amount of manganese oxyhydroxide generated increases, it becomes difficult for electrons to reach unreacted manganese dioxide, the electromotive force is reduced, and it is not possible to perform high-load discharge any more. There is a problem that the utilization rate of the garbage is reduced.

【0006】そこで、正極活物質の利用率を向上させる
ために、導電剤として黒鉛粉末、アセチレンブラックな
どの炭素粉末をおよそ5〜15重量%含有させることが
提案されている(例えば、特開平7−245109、特
開平7−272715など)。
Therefore, in order to improve the utilization rate of the positive electrode active material, it has been proposed to contain about 5 to 15% by weight of a carbon powder such as graphite powder or acetylene black as a conductive agent (see, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. -245109, JP-A-7-272715).

【0007】しかしながら、アルカリ水溶液の電解液中
では、正極活物質中に含有する炭素粉末が二酸化マンガ
ンによって徐々に酸化、消耗され、二酸化炭素あるいは
炭酸カリウムなどの炭酸塩が生成してアルカリ水溶液中
のアルカリ濃度が減少し、自己放電が進行し、長時間の
放電ができなくなるという課題があった。この自己放電
は、炭素粉末の種類を変えても、十分に抑制することが
できなかった。
However, in the alkaline aqueous electrolyte solution, the carbon powder contained in the positive electrode active material is gradually oxidized and consumed by manganese dioxide, and carbon dioxide or a carbonate such as potassium carbonate is formed to form a carbon dioxide in the alkaline aqueous solution. There has been a problem that the alkali concentration decreases, self-discharge proceeds, and long-term discharge cannot be performed. This self-discharge could not be sufficiently suppressed even if the type of carbon powder was changed.

【0008】また正極活物質に中の炭素粉末の含有量を
多くすると、正極活物質の電気伝導率は向上するが、炭
素粉末の比重は軽くてかさ高いため、アルカリマンガン
電池などのように乾電池として大きさが制限されている
電池では、二酸化マンガンの充填量が減少し、電池の容
量が低下してしまう。一方、正極活物質に中の炭素粉末
の含有量を少なくすると、正極活物質の電気伝導率が低
下し、利用率が低下してしまう。このように二酸化マン
ガンの充填量をできるだけ多くして高容量とし、かつ正
極活物質の電気伝導率を向上させて利用率を向上させる
ことによって、長時間の放電を可能とすることには限界
があった。
When the content of the carbon powder in the positive electrode active material is increased, the electric conductivity of the positive electrode active material is improved, but the specific gravity of the carbon powder is light and bulky. In a battery whose size is limited as described above, the filling amount of manganese dioxide is reduced, and the capacity of the battery is reduced. On the other hand, when the content of the carbon powder in the positive electrode active material is reduced, the electric conductivity of the positive electrode active material decreases, and the utilization rate decreases. As described above, there is a limit to the possibility of discharging for a long time by increasing the filling amount of manganese dioxide as much as possible to increase the capacity and improve the electric conductivity of the positive electrode active material to improve the utilization factor. there were.

【0009】[0009]

【発明が解決しようとする課題】そこで、炭素粉末の添
加量が少なくても高い容量と高い利用率を有し、長時間
の放電を可能とし、かつ自己放電を抑制するようなアル
カリマンガン電池用正極活物質の開発が強く望まれてい
た。
Accordingly, an alkaline manganese battery which has a high capacity and a high utilization rate even with a small amount of carbon powder added, enables a long-time discharge and suppresses self-discharge. The development of a positive electrode active material has been strongly desired.

【0010】[0010]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記技術
課題を解決すべく、鋭意研究を行ってきた。その結果、
酸化スズ繊維が含有された正極活物質をアルカリマンガ
ン電池用正極活物質として用いることによって、炭素粉
末の添加量が少なくても高い容量と高い利用率を有し、
長時間の放電が可能であり、かつ自己放電が抑制される
ことを見い出して、本発明を完成し、ここに提案するに
至った。
Means for Solving the Problems The present inventors have intensively studied to solve the above technical problems. as a result,
By using a positive electrode active material containing tin oxide fibers as a positive electrode active material for an alkaline manganese battery, it has a high capacity and a high utilization even with a small amount of carbon powder added,
The present inventors have found that long-term discharge is possible and that self-discharge is suppressed, and have completed the present invention and have proposed the present invention.

【0011】即ち、本発明は、二酸化マンガン中に酸化
スズ繊維が含有されていることを特徴とするアルカリマ
ンガン電池用正極活物質に関する。他の発明は、該アル
カリマンガン電池用正極活物質を集電体に充填した正極
と、負極とがセパレーターを介して電解液とともに容器
内に収納されていることを特徴とするアルカリマンガン
電池に関する。
That is, the present invention relates to a positive electrode active material for an alkaline manganese battery, characterized in that manganese dioxide contains tin oxide fibers. Another invention relates to an alkaline manganese battery, wherein a positive electrode in which a current collector is filled with the positive electrode active material for an alkaline manganese battery and a negative electrode are housed in a container together with an electrolytic solution via a separator.

【0012】以下、本発明を詳細に説明する。Hereinafter, the present invention will be described in detail.

【0013】本発明におけるアルカリマンガン電池と
は、アルカリ水溶液からなる電解液を有することを特徴
とし、その他に二酸化マンガンを含有してなる正極活物
質を有する正極、亜鉛を含有する負極活物質を有する負
極、負極集電体、セパレーター、及びこれらを収納する
容器などから構成された一次電池のことである。電池反
応は、前記式1及び式2に示した通りである。該アルカ
リマンガン電池は、日本工業規格(JIS)によって、
単1型(LR03)、単5型(LR20)などの規格で
市販されている。
The alkaline manganese battery of the present invention is characterized in that it has an electrolyte solution composed of an aqueous alkali solution, and further has a positive electrode having a positive electrode active material containing manganese dioxide and a negative electrode active material containing zinc. It refers to a primary battery composed of a negative electrode, a negative electrode current collector, a separator, a container for accommodating them, and the like. The battery reaction is as shown in Equations 1 and 2. According to Japanese Industrial Standards (JIS), the alkaline manganese battery is
It is commercially available under specifications such as a single type 1 (LR03) and a single type 5 (LR20).

【0014】本発明におけるアルカリマンガン電池用正
極活物質とは、一般に放電によって式2の反応が起こる
二酸化マンガンを含有する物質のことである。二酸化マ
ンガンには、電解二酸化マンガン、化学調整二酸化マン
ガンなどがあるが、電解二酸化マンガンの方が一般に利
用率が高いのでよく利用される。また正極活物質中に
は、電池内に封入しやすいようにメチルセルロースなど
の結合剤を添加することもある。本発明においては、当
該二酸化マンガンからなる正極活物質中に酸化スズ繊維
を含有することに特徴がある。
The positive electrode active material for an alkaline manganese battery according to the present invention is generally a material containing manganese dioxide in which the reaction of the formula 2 is caused by discharge. Manganese dioxide includes electrolytic manganese dioxide and chemically adjusted manganese dioxide, and electrolytic manganese dioxide is generally used because of its higher utilization. Further, a binder such as methylcellulose may be added to the positive electrode active material so as to be easily sealed in the battery. The present invention is characterized in that the positive electrode active material comprising manganese dioxide contains tin oxide fibers.

【0015】酸化スズ繊維を含有する正極活物質は、通
常、以下のようにして製造される。まず混練機、混合機
などを用いて、二酸化マンガンの粉末、酸化スズ繊維、
及び/又は結合剤などを水あるいは電解液などの溶媒と
混練し、酸化スズ繊維を含有する正極活物質のペースト
あるいは団粒を製造する。先に二酸化マンガンと溶媒を
混練後、酸化スズ繊維を混練しても構わない。このとき
溶媒は少なくし、団粒状にした方が後の成形を行いやす
い。ペーストあるいは団粒を製造後、ダイスとプレス機
を用いて、ペレット状に成形し、乾燥する。円筒型アル
カリマンガン電池の場合は、中空状の円形ペレット(直
径数mm〜数cm、長さ数mm〜数cm)に成形し、こ
の円形ペレットをいくつかを重ね、中空状の長いチュー
ブとし、その空間に負極活物質及び/又は負極集電体を
挿入することが多い。またぺレット製造時に酸化スズ繊
維が若干、粉砕又は切断されることがあるが別に構わな
い。
The positive electrode active material containing tin oxide fibers is usually produced as follows. First, manganese dioxide powder, tin oxide fiber,
And / or kneading a binder or the like with a solvent such as water or an electrolytic solution to produce a paste or aggregate of a positive electrode active material containing tin oxide fibers. After kneading manganese dioxide and a solvent first, tin oxide fibers may be kneaded. At this time, if the amount of the solvent is small and the particles are aggregated, the subsequent molding is easier. After the paste or aggregate is manufactured, it is formed into pellets using a die and a press, and dried. In the case of a cylindrical alkaline manganese battery, it is formed into a hollow circular pellet (several mm to several cm in diameter, several mm to several cm in length), and several of these circular pellets are stacked to form a hollow long tube. In many cases, a negative electrode active material and / or a negative electrode current collector are inserted into the space. Further, tin oxide fibers may be slightly crushed or cut during the production of pellets.

【0016】負極活物質には通常、亜鉛粉末、又は亜鉛
粉末に電解液とゲル化剤を混合、撹拌してゲル化したも
のを用いる。亜鉛粉末とゲル化剤と混合した後、電解液
を注入することもある。また亜鉛が電解液中に溶解し、
水素ガスを発生しないように、インジウム、鉛、アルミ
ニウムなどの合金元素を含有する亜鉛粉末を用いること
が多い。
As the negative electrode active material, zinc powder or a material obtained by mixing an electrolytic solution and a gelling agent with zinc powder and gelling the mixture by stirring is used. After mixing the zinc powder and the gelling agent, the electrolyte may be injected. Zinc dissolves in the electrolyte,
A zinc powder containing an alloy element such as indium, lead, or aluminum is often used so as not to generate hydrogen gas.

【0017】電解液であるアルカリ水溶液には、通常、
約35〜40%の濃度の水酸化カリウム水溶液を使用す
る。また、水酸化ナトリウム(NaOH)などの他のア
ルカリ、あるいは酸化亜鉛(ZnO)などが溶解された
水酸化カリウム水溶液を用いる場合もある。該電解液は
それぞれの活物質をペースト状に混練するときに混合し
たり、あるいはそれぞれの活物質を容器内に挿入した後
に注入したりするなどの方法によって、それぞれの活物
質に含浸させる。
An alkaline aqueous solution as an electrolytic solution is usually
An aqueous solution of potassium hydroxide having a concentration of about 35 to 40% is used. Further, another alkali such as sodium hydroxide (NaOH) or an aqueous potassium hydroxide solution in which zinc oxide (ZnO) or the like is dissolved may be used. The electrolytic solution is impregnated into each active material by a method such as mixing each active material when kneading it into a paste, or injecting each active material after inserting it into a container.

【0018】セパレーターには、ポリアミド繊維、ビニ
ロン繊維(アセタール化ポリビニルアルコール)、ビニ
ヨン繊維(塩化ビニルと酢酸ビニルの共重合体)、ポリ
オレフィン繊維、天然繊維、レーヨン繊維などからなる
不織布が用いられる。また上記不織布とセロハンの組み
合わせなどのように、2種類以上の物質を併用すること
もある。
As the separator, a nonwoven fabric made of polyamide fiber, vinylon fiber (acetalized polyvinyl alcohol), vinylon fiber (copolymer of vinyl chloride and vinyl acetate), polyolefin fiber, natural fiber, rayon fiber and the like is used. In addition, two or more kinds of substances may be used in combination, such as the combination of the nonwoven fabric and cellophane.

【0019】正極及び負極はセパレーターを介し、電解
液などとともに容器内に収納される。アルカリマンガン
電池には、円筒型やボタン型などの種類があり、種類に
よって容器が正極容器、負極容器、及び外装缶などに分
かれていたり、容器が集電体の役割をしたりすることが
ある。
The positive electrode and the negative electrode are housed in a container together with an electrolyte and the like via a separator. There are types of alkaline manganese batteries such as cylindrical type and button type, and depending on the type, the container may be divided into a positive electrode container, a negative electrode container, an outer can, etc., or the container may serve as a current collector .

【0020】円筒型アルカリマンガン電池においては、
通常、セパレーターは袋状のものを使用し、このセパレ
ーターに負極活物質と棒状の負極集電体を挿入し、セパ
レーターの周囲に正極活物質が設置されるように正極容
器内に収納され、さらに外装缶などに挿入される。この
とき負極集電体にはニッケル線、黄銅線などが用いら
れ、負極容器は使用せず、また正極容器が正極集電体に
相当する。
In a cylindrical alkaline manganese battery,
Usually, the separator is a bag-shaped separator, a negative electrode active material and a rod-shaped negative electrode current collector are inserted into the separator, and the separator is housed in a positive electrode container so that the positive electrode active material is installed around the separator. It is inserted into an outer can. At this time, a nickel wire, a brass wire, or the like is used for the negative electrode current collector, the negative electrode container is not used, and the positive electrode container corresponds to the positive electrode current collector.

【0021】一方、ボタン型アルカリマンガン電池にお
いては、通常、正極容器に正極活物質、セパレーター、
負極活物質を順に充填し、負極容器で蓋をする。このと
きそれぞれの容器が集電体の役割をする。円筒型あるい
はボタン型のいずれのアルカリマンガン電池において
も、正極容器、負極容器には通常、ニッケルメッキを施
した鋼製やニッケル製のものが用いられることが多い。
On the other hand, in a button-type alkaline manganese battery, a positive electrode container usually contains a positive electrode active material, a separator,
The negative electrode active material is sequentially filled, and the container is covered with a negative electrode container. At this time, each container serves as a current collector. In both the cylindrical and button type alkaline manganese batteries, the positive electrode container and the negative electrode container are usually made of nickel-plated steel or nickel in many cases.

【0022】本発明において使用する好適な酸化スズ繊
維としては、50モル%以上の酸化スズからなるアスペ
クト比が10以上の繊維形状物が挙げられる。
Suitable tin oxide fibers for use in the present invention include fibrous shaped articles of 50 mol% or more of tin oxide having an aspect ratio of 10 or more.

【0023】該酸化スズ繊維の形状は、特に限定されな
く、繊維の断面はどのような形状でも構わない。該酸化
スズ繊維の作製方法、条件などによっても異なるが、通
常、繊維の断面は円形、楕円形、あるいは三角形、四角
形などの多角形などである。断面が円形の場合は直径が
短径に相当し、楕円形の場合は短い方の径と長い方の径
の平均が短径に相当し、さらには多角形の場合は最も短
い対角線と最も長い対角線の平均が短径に相当するもの
とする。但し、断面が三角形の場合は、最も短い辺と最
も長い辺の平均が短径に相当するものとする。
The shape of the tin oxide fiber is not particularly limited, and the cross section of the fiber may have any shape. The cross section of the fiber is usually circular, elliptical, or polygonal such as triangular or quadrangular, although it varies depending on the production method and conditions of the tin oxide fiber. If the cross section is circular, the diameter is equivalent to the minor axis, if the ellipse is the average of the shorter and longer diameters is equivalent to the minor axis, and if the polygon is the shortest diagonal and the longest The average of the diagonal lines corresponds to the minor axis. However, when the cross section is a triangle, the average of the shortest side and the longest side corresponds to the minor axis.

【0024】該酸化スズ繊維の短径はより小さい方が、
引張り強度などの機械的強度が大きく、柔軟性が向上す
るため好ましいが、短径があまりにも小さい酸化スズ繊
維は製造が困難となる。該酸化スズ繊維の短径は0.5
〜100μmが望ましく、また1〜60μmがより好ま
しく、さらには1〜40μmがより好ましい。
The smaller the minor axis of the tin oxide fiber is,
It is preferable because the mechanical strength such as the tensile strength is large and the flexibility is improved, but tin oxide fiber having a too small short diameter is difficult to produce. The minor diameter of the tin oxide fiber is 0.5
-100 μm is desirable, 1-60 μm is more preferred, and 1-40 μm is more preferred.

【0025】また該酸化スズ繊維における長径とは、繊
維断面の法線方向の長さ、即ち繊維の長手方向の長さと
する。該酸化スズ繊維の長径があまり短すぎ、アスペク
ト比が小さくなると、正極活物質に添加した際に電気伝
導性を付与する効果が少なく、また長径が長すぎ、アス
ペクト比が大きくなると、正極活物質中に不均一に分散
する可能性が高く、電気伝導性を付与する効果が低下す
る恐れがある。したがって該酸化スズ繊維のアスペクト
比は、10〜20000が好ましく、20〜1000が
より望ましい。
The major axis of the tin oxide fiber is defined as the length of the fiber cross section in the normal direction, that is, the length of the fiber in the longitudinal direction. When the major axis of the tin oxide fiber is too short and the aspect ratio is small, the effect of imparting electric conductivity when added to the positive electrode active material is small, and when the major axis is too long and the aspect ratio is large, the positive electrode active material is reduced. There is a high possibility that the particles are dispersed non-uniformly therein, and the effect of imparting electric conductivity may be reduced. Therefore, the aspect ratio of the tin oxide fiber is preferably from 10 to 20,000, and more preferably from 20 to 1,000.

【0026】上記短径及び長径の値は、少なくとも10
本以上の酸化スズ繊維の平均値とする。短径及び長径の
値の測定は、写真撮影装置を付属した走査型電子顕微
鏡、光学顕微鏡などで撮影された該酸化スズ繊維の写真
を用いて容易に行うことができる。
The values of the minor axis and major axis are at least 10
The average value of tin oxide fibers or more is used. The values of the minor axis and major axis can be easily measured using a photograph of the tin oxide fiber taken with a scanning electron microscope, an optical microscope, or the like, to which a photographing device is attached.

【0027】該酸化スズ繊維中の酸化スズは、二酸化ス
ズ(SnO2)、一酸化スズ(SnO)、酸素欠陥を有
する酸化スズ(SnO2-X、但し0<X<1)などのス
ズの酸化物として存在し、これら化学組成の異なる酸化
スズがが複数混在していることもある。酸化スズ繊維中
にどのような化学組成の酸化スズが含有されるかは、焼
成時の雰囲気など製造条件によって変わる。例えば、焼
成時に酸素、空気などの酸化性雰囲気であれば、酸化ス
ズのほとんどが二酸化スズであったり、二酸化スズの含
有量が多い酸化スズ繊維となり、またアルゴンガス、ヘ
リウムガスなどの不活性雰囲気、あるいは一酸化炭素な
どの還元性雰囲気などの非酸化性雰囲気であれば、二酸
化スズの他に一酸化スズ、酸素欠陥を有する酸化スズが
含有されたり、酸化スズのほとんどが一酸化スズあるい
は酸素欠陥を有する酸化スズである酸化スズ繊維とな
る。中でも酸化スズのほとんどが二酸化スズである酸化
スズ繊維は、機械的強度が高いため、好ましい。
The tin oxide in the tin oxide fiber is a tin oxide such as tin dioxide (SnO 2 ), tin monoxide (SnO), or tin oxide having an oxygen deficiency (SnO 2-x , where 0 <X <1). There is a case where a plurality of tin oxides having different chemical compositions exist as oxides. What kind of chemical composition of tin oxide is contained in the tin oxide fiber varies depending on manufacturing conditions such as the atmosphere during firing. For example, if the atmosphere is an oxidizing atmosphere such as oxygen or air at the time of firing, most of the tin oxide is tin dioxide or tin oxide fibers having a high content of tin dioxide, and an inert atmosphere such as argon gas or helium gas is used. Or a non-oxidizing atmosphere such as a reducing atmosphere such as carbon monoxide, contains tin monoxide and tin oxide having oxygen defects in addition to tin dioxide, and most of tin oxide is tin monoxide or oxygen. The tin oxide fiber is a tin oxide having defects. Among them, tin oxide fibers in which most of tin oxide is tin dioxide are preferable because of their high mechanical strength.

【0028】該酸化スズ繊維中の酸化スズの量は、機械
的強度、電気伝導率を向上させるため、60モル%以上
が好ましく、さらには70モル%以上が望ましい。
The amount of tin oxide in the tin oxide fiber is preferably at least 60 mol%, more preferably at least 70 mol%, in order to improve mechanical strength and electric conductivity.

【0029】該酸化スズ繊維には、酸化スズ以外の他の
成分として、電気抵抗率を制御するためにドーピング成
分を添加したり、また機械的強度をさらに向上させるた
めに添加成分などを添加した方が良い。但し、複数のド
ーピング成分又は添加成分を同時に添加しても構わな
い。
As a component other than tin oxide, a doping component was added to the tin oxide fiber to control electric resistivity, and an additional component was added to further improve mechanical strength. Is better. However, a plurality of doping components or additive components may be added at the same time.

【0030】ドーピング成分や添加成分などの酸化スズ
以外の他の成分の合計量は、酸化スズの量を超えないよ
うに、即ち割合が50モル%未満とすることが好まし
い。但し、Sb25など一般式Mmn(M;陽イオン、
m≧2、n≧1)で示されるようなm個の陽イオンを含
有する酸化物が酸化スズ繊維中に存在する場合は、酸化
スズ繊維中に含まれる陽イオンあるいは元素のモル数に
よってドーピング成分や添加成分の割合を算出する。例
えば、酸化スズ繊維中にSn/Sb(モル比)=9/1
で含まれる場合は、SbがSb25の状態で存在してい
たとしても、Sbは10モル%含有するものとする。
It is preferable that the total amount of components other than tin oxide such as doping components and additive components does not exceed the amount of tin oxide, that is, the ratio is less than 50 mol%. However, generally such Sb 2 O 5 type M m O n (M; cation,
When an oxide containing m cations represented by m ≧ 2 and n ≧ 1) is present in the tin oxide fiber, doping is performed depending on the number of moles of the cations or elements contained in the tin oxide fiber. Calculate the proportions of the components and additional components. For example, Sn / Sb (molar ratio) = 9/1 in tin oxide fiber
In the case where Sb is present, even if Sb exists in the state of Sb 2 O 5 , it is assumed that Sb is contained at 10 mol%.

【0031】ドーピング成分としては、アンチモン、ビ
スマスなどの周期表第15族(新IUPAC方式)元素
を含む酸化物、あるいはバナジウム、ニオブなどの第5
族元素を含む酸化物などがある。これらの中でも、アン
チモンの酸化物は、電気抵抗率を低下させる効果が非常
に高いため、好ましい。
As the doping component, an oxide containing an element of Group 15 of the periodic table (new IUPAC method) such as antimony and bismuth, or a fifth element such as vanadium and niobium is used.
There is an oxide containing a group element. Among these, antimony oxide is preferable because the effect of lowering the electrical resistivity is extremely high.

【0032】またドーピング成分の量は、アルカリ二次
電池の性能とコストに応じてその都度、最適な量が選択
されるが、一般にあまりにも少な過ぎると電気抵抗率低
下の効果が少なく、またあまりにも多過ぎるとコストの
上昇を招いたり、あるいは分相などが起こり、機械的強
度を低下させるなどの不都合が起こる。よってドーピン
グ成分の量はスズとドーピング成分の合計モル数に対し
て0.1〜30モル%が望ましく、その中でも3〜10
モル%がより好ましい。
The optimum amount of the doping component is selected each time according to the performance and cost of the alkaline secondary battery. However, if the amount is too small, the effect of lowering the electrical resistivity is generally small, and the amount is too small. If the number is too large, the cost will increase, or phase separation will occur, causing inconvenience such as lowering the mechanical strength. Therefore, the amount of the doping component is desirably 0.1 to 30 mol% based on the total number of moles of tin and the doping component.
Molar% is more preferred.

【0033】一方、添加成分としては、カルシウム、マ
グネシウムなどの第2族元素を含有する酸化物、イット
リウム、ランタノイド(ランタン、セリウムなどの原子
番号57〜71までの元素)などの第3族元素を含有す
る酸化物、チタン、ジルコニウムなどの第4族元素を含
有する酸化物、バナジウム、ニオブなどの第5族元素を
含有する酸化物、クロムなどの第6族元素を含有する酸
化物、マンガンなどの第7族元素を含有する酸化物、亜
鉛などの第12族元素を含有する酸化物、アルミニウ
ム、インジウムなどの第13族元素を含有する酸化物、
ケイ素、ゲルマニウムなどの第14族元素を含有する酸
化物、アンチモン、ビスマスなどの周期表第15族元素
を含有する酸化物などがある。この中で、アルミニウ
ム、インジウムなどの第13族元素を含有する酸化物、
あるいはチタン、ジルコニウムなどの第4族元素を含有
する酸化物は、機械的強度を向上させる効果が高いため
好ましい。
On the other hand, as the additional components, Group 3 elements such as oxides containing Group 2 elements such as calcium and magnesium, yttrium and lanthanoids (elements having an atomic number of 57 to 71 such as lanthanum and cerium) are used. Oxides containing, oxides containing Group 4 elements such as titanium and zirconium, oxides containing Group 5 elements such as vanadium and niobium, oxides containing Group 6 elements such as chromium, manganese, etc. An oxide containing a Group 12 element such as zinc, an oxide containing a Group 12 element such as zinc, an oxide containing a Group 13 element such as aluminum or indium,
Examples of the oxide include an oxide containing a Group 14 element such as silicon and germanium, and an oxide containing a Group 15 element of the periodic table such as antimony and bismuth. Among them, oxides containing Group 13 elements such as aluminum and indium,
Alternatively, an oxide containing a Group 4 element such as titanium or zirconium is preferable because it has a high effect of improving mechanical strength.

【0034】添加成分の量はアルカリマンガン電池の性
能とコストに応じてその都度、最適な量が選択される。
一般に量が多いほど機械的強度を向上させる効果が高い
が、多過ぎると分相などが起こり、かえって機械的強度
を低下させるなどの不都合が起こる。よって添加成分の
量はスズと添加成分の合計モル数に対して40モル%以
下が望ましく、30モル%以下がより好ましい。但し、
SiO2などのけい素の酸化物はアルカリ水溶液に溶解
しやすいので、本発明の酸化スズ繊維中に添加成分とし
て含有される場合は、30モル%以下が望ましく、15
モル%以下がより好ましい。
The optimum amount of the additive component is selected each time according to the performance and cost of the alkaline manganese battery.
In general, the larger the amount, the higher the effect of improving the mechanical strength. However, if the amount is too large, phase separation or the like will occur, and on the contrary, the mechanical strength will be lowered. Therefore, the amount of the additional component is desirably 40 mol% or less, more preferably 30 mol% or less, based on the total number of moles of tin and the additional component. However,
Since silicon oxide such as SiO 2 is easily dissolved in an aqueous alkali solution, when it is contained as an additional component in the tin oxide fiber of the present invention, the content is preferably 30 mol% or less, and 15 mol% or less.
Mole% or less is more preferable.

【0035】該酸化スズ繊維は、製造条件によっても異
なるが、非晶質、又は多結晶、又は単結晶の酸化スズか
らなる。但し、ドーピング成分、添加成分などの酸化ス
ズ以外の他の成分の添加量が少ない場合は、他の成分が
酸化スズ中に固溶することが多いが、他の成分の添加量
が多い場合は酸化スズから分相して別の相を形成して存
在することもある。該酸化スズ繊維の微細構造は、エッ
クス線回折分析などによって確認することができる。例
えば、非晶質の場合、エックス線回折パターンはハロー
となる。また多結晶の場合には酸化スズあるいは分相し
たドーピング成分又は添加成分からの複数の回折ピーク
が現れる。
The tin oxide fiber is made of amorphous, polycrystalline, or single crystal tin oxide, depending on the production conditions. However, when the addition amount of other components other than tin oxide such as doping components and additional components is small, the other components often form a solid solution in tin oxide, but when the addition amount of other components is large, In some cases, the phase is separated from tin oxide to form another phase. The fine structure of the tin oxide fiber can be confirmed by X-ray diffraction analysis or the like. For example, in the case of amorphous, the X-ray diffraction pattern becomes halo. In the case of a polycrystal, a plurality of diffraction peaks appear from tin oxide or a separated doping component or additive component.

【0036】該酸化スズ繊維の電気抵抗率は、ドーピン
グ成分の種類、添加量、製造条件などによって大きく変
化する。通常、104〜10-2Ω・cmの値を有するこ
とが多く、このような電気抵抗率を有する酸化スズ繊維
は、正極活物質の電気伝導性を維持する添加剤として好
ましい。
The electrical resistivity of the tin oxide fiber varies greatly depending on the type of the doping component, the amount added, the manufacturing conditions, and the like. Usually, it often has a value of 10 4 to 10 −2 Ω · cm, and a tin oxide fiber having such an electric resistivity is preferable as an additive for maintaining the electric conductivity of the positive electrode active material.

【0037】正極活物質中の該酸化スズ繊維の含有量は
特に限定されないが、あまりにも少量であると、電気伝
導性を付与する効果が少なく、またあまりにも多量であ
ると二酸化マンガンの量の割合が低下し、アルカリマン
ガン電池の容量はかえって低下する。酸化スズ繊維の含
有量は、酸化スズ繊維と二酸化マンガンの合計量に対し
て、0.1〜30重量%が望ましく、また1〜15重量
%がより好ましい。
The content of the tin oxide fiber in the positive electrode active material is not particularly limited. If the content is too small, the effect of imparting electric conductivity is small. If the content is too large, the amount of manganese dioxide is reduced. The ratio decreases, and the capacity of the alkaline manganese battery decreases. The content of the tin oxide fiber is preferably 0.1 to 30% by weight, more preferably 1 to 15% by weight, based on the total amount of the tin oxide fiber and manganese dioxide.

【0038】該酸化スズ繊維の製造する場合、どのよう
な方法を用いても構わない。例えば、酸化スズの前駆体
を含む溶液から製造する溶液法、または酸化スズを含有
するターゲットをアルゴンプラズマ下でスパッタリング
し、溝を有する基板上に酸化スズを堆積させるスパッタ
法、さらには一酸化スズなどのスズ化合物又はスズを密
閉容器中又は密閉状態に近い容器中で加熱、昇華させ、
酸化スズ(酸化第二スズ)のウィスカーとして再結晶さ
せる析出法などによって製造される。この中で溶液法
は、酸化スズ繊維の短径と長径を簡単に制御でき、大量
生産性に優れ、歩留まりも高いなどの理由から好まし
い。
In producing the tin oxide fiber, any method may be used. For example, a solution method in which a solution containing a precursor of tin oxide is produced, or a sputtering method in which a target containing tin oxide is sputtered under argon plasma and tin oxide is deposited on a substrate having a groove, and further, tin monoxide Heat and sublimate tin compounds or tin such as in a closed container or a container close to a closed state,
It is manufactured by a precipitation method of recrystallizing tin oxide (stannic oxide) as a whisker. Among them, the solution method is preferable because the short diameter and the long diameter of the tin oxide fiber can be easily controlled, the mass productivity is excellent, and the yield is high.

【0039】溶液法としては、以下の方法が挙げられ
る。ハロゲン化スズなどのスズ化合物あるいは金属スズ
と、ドーピング成分及び添加成分を含む化合物をメタノ
ールなどのアルコールに順次溶解する。溶解後、不要な
アルコールを減圧下で濃縮し、粘稠な紡糸液とする。直
径数μm〜数mm程度の直径の穴を多数有するノズルか
ら紡糸液を押し出すか、又は吸い出して、紡糸を行い、
ゲル繊維とした後、500〜1000℃程度の温度で焼
成を行う。
The solution method includes the following methods. A tin compound such as tin halide or metal tin, and a compound containing a doping component and an additional component are sequentially dissolved in an alcohol such as methanol. After dissolution, unnecessary alcohol is concentrated under reduced pressure to obtain a viscous spinning solution. The spinning solution is extruded from a nozzle having a large number of holes having a diameter of about several μm to several mm or sucked out, and spinning is performed.
After the gel fibers are formed, baking is performed at a temperature of about 500 to 1000 ° C.

【0040】[0040]

【発明の効果】本発明の酸化スズ繊維が含有されたアル
カリマンガン電池用正極活物質は、炭素粉末の添加量が
少なくても高い容量と高い利用率を有し、長時間の放電
が可能であり、かつ自己放電が抑制されるという効果を
有する。また上記効果によってアルカリマンガン電池中
の炭素粉末の添加量を低減すること可能となり、該電地
中の正極活物質の充填量を増加させることが可能とな
り、さらに長時間の放電を行うことができる。
The positive electrode active material for an alkaline manganese battery containing the tin oxide fiber of the present invention has a high capacity and a high utilization rate even with a small amount of carbon powder, and can be discharged for a long time. And has the effect of suppressing self-discharge. Further, the above effect makes it possible to reduce the addition amount of the carbon powder in the alkaline manganese battery, it is possible to increase the filling amount of the positive electrode active material in the electric field, and it is possible to perform discharge for a longer time. .

【0041】炭素粉末の添加量が少なくても、長時間の
放電が可能である理由は、アルカリ水溶液中における放
電反応という過酷な条件においても、酸化スズ繊維が酸
化あるいは分解もせず、安定した耐食性を有し、放電進
行後にオキシ水酸化マンガンが生成しても、酸化スズ繊
維が正極活物質の電気伝導性を維持したためと考えられ
る。
The reason why a long-time discharge is possible even when the amount of the carbon powder added is small is that the tin oxide fiber does not oxidize or decompose even under the harsh conditions of a discharge reaction in an alkaline aqueous solution, resulting in stable corrosion resistance. It is considered that the tin oxide fiber maintained the electrical conductivity of the positive electrode active material even when manganese oxyhydroxide was generated after the progress of discharge.

【0042】また自己放電が抑制された理由は、炭素粉
末を添加した正極活物質では二酸化マンガンが徐々に炭
素粉末と反応して消費されたのに対して、酸化スズ繊維
が含有されたアルカリマンガン電池用正極活物質では、
二酸化マンガンは酸化スズ繊維とは反応しなかったため
と考えられる。
The reason why the self-discharge was suppressed was that, in the positive electrode active material to which carbon powder was added, manganese dioxide gradually reacted with the carbon powder and was consumed, whereas alkali manganese containing tin oxide fibers was used. In battery positive electrode active materials,
It is considered that manganese dioxide did not react with the tin oxide fiber.

【0043】[0043]

【実施例】以下、実施例を示すが、なんらこれに限定さ
れない。
EXAMPLES Examples are shown below, but the invention is not limited to them.

【0044】以下の実施例及び比較例において、以下に
示すような簡易型電池を用いてアルカリマンガン電池の
放電試験を行った。
In the following Examples and Comparative Examples, a discharge test of an alkaline manganese battery was performed using a simplified battery as shown below.

【0045】電解液には、35%の濃度の水酸化カリウ
ム水溶液に2%の酸化亜鉛を溶解したものを用いた。電
池の容器には、ニッケルメッキを施した鋼製の円筒缶
(φ約14mm×60mm、蓋なし)を使用し、セパレ
ーターには袋状のポリアミド繊維の不織布を使用した。
As the electrolytic solution, a solution prepared by dissolving 2% of zinc oxide in a 35% aqueous solution of potassium hydroxide was used. A nickel-plated steel cylindrical can (φ14 mm × 60 mm, no lid) was used as a battery container, and a bag-shaped nonwoven fabric of polyamide fiber was used as a separator.

【0046】電解二酸化マンガン9.0gに各酸化スズ
繊維又は黒鉛粉末(いずれも10重量%)及び4重量%
の電解液を加えて混練した後、ダイスとプレス機を用い
て中空状のペレットに成形した。この正極活物質を上記
円筒缶に入れ、中棒付きのパンチでさらに加圧した。中
棒を取り除き、中空部にセパレーターを挿入し、セパレ
ーターの中に電解液を注入し、電解液を正極活物質に含
浸させた。亜鉛粉末(Zn−Bi0.2%−In0.0
5%−Al0.1%)10gに対して電解液5ml及び
ポリアクリル酸ナトリウムを加えて混練したゲル状の負
極活物質とし、この負極活物質をスポイトでセパレータ
ー中に注入した。注入した負極活物質中の亜鉛粉末の量
は約4gであった。セパレーターの中央部に集電体(ニ
ッケル線、φ約2mm×80mm)を挿入し、集電体の
端部約30mmだけ外に出るようにしてナイロン製の糸
でセパレーターの口を縛り、簡易型電池を構成した。な
お、この簡易型電池の上部に流動パラフィンをのせて電
解液の蒸発を防止した。
Into 9.0 g of electrolytic manganese dioxide, tin oxide fiber or graphite powder (both 10% by weight) and 4% by weight
Was added and kneaded, and then formed into hollow pellets using a die and a press. The positive electrode active material was placed in the cylindrical can, and further pressurized with a punch having a middle rod. The center rod was removed, a separator was inserted into the hollow portion, an electrolyte was injected into the separator, and the electrolyte was impregnated with the positive electrode active material. Zinc powder (Zn-Bi0.2% -In0.0
5 g of an electrolyte solution and sodium polyacrylate were added to 10 g of (5% -Al 0.1%) to obtain a kneaded gel-like negative electrode active material, and this negative electrode active material was injected into a separator with a dropper. The amount of zinc powder in the injected negative electrode active material was about 4 g. Insert a current collector (nickel wire, φ about 2 mm x 80 mm) into the center of the separator, wrap the end of the current collector about 30 mm outside, tie the mouth of the separator with a nylon thread, A battery was configured. Liquid paraffin was placed on top of the simplified battery to prevent the electrolyte from evaporating.

【0047】この簡易型電池を1Aの定電流で、終止電
圧0.9Vになるまで放電させ、放電持続時間を測定し
た。但し、前記電池は2つずつ作製し、簡易型電池を作
製した直後の放電持続時間と、作製して60℃で1ヶ月
間保存した後の放電持続時間(常温で約1.5年の保存
に相当)を測定した。後者の60℃、1ヶ月保存後の放
電持続時間の長さによって、自己放電特性の優劣を判断
した。
This simple battery was discharged at a constant current of 1 A until the final voltage reached 0.9 V, and the discharge duration was measured. However, the above-mentioned batteries were produced two by two, and the discharge duration immediately after producing the simplified type battery and the discharge duration after producing and storing at 60 ° C. for one month (storage at room temperature for about 1.5 years) Was measured. The superiority of the self-discharge characteristic was determined based on the length of the discharge duration after storage at 60 ° C. for one month.

【0048】実施例1 塩化第一スズ(SnCl2)639.0g、金属スズ5
49.6g、塩化アンチモン(SbCl3)95.8g
をメタノール3942g中に順次溶解した。得られた溶
液をロータリーエバポレーターによって濃縮し、紡糸液
Aを得た。この紡糸液Aを多数の穴を有するノズルから
紡糸し、ゲル繊維を作製した。このゲル繊維を700℃
で2時間焼成した後、切断し、平均繊維径27μm、ア
スペクト比370の酸化スズ繊維Aを得た。蛍光エック
ス線を用いた検量線による元素分析の結果、Sn/Sb
モル比=94.9/5.1であった。
Example 1 639.0 g of stannous chloride (SnCl 2 ), 5 of tin metal
49.6 g, antimony chloride (SbCl 3 ) 95.8 g
Was sequentially dissolved in 3942 g of methanol. The obtained solution was concentrated by a rotary evaporator to obtain a spinning solution A. The spinning solution A was spun from a nozzle having many holes to produce a gel fiber. 700 ° C
After firing for 2 hours, tin oxide fibers A having an average fiber diameter of 27 μm and an aspect ratio of 370 were obtained. As a result of elemental analysis by a calibration curve using a fluorescent X-ray, Sn / Sb
The molar ratio was 94.9 / 5.1.

【0049】電解二酸化マンガン9.0g、酸化スズ繊
維A1g、及び電解液0.4gを加えて混練したものを
正極活物質とした。前記のように簡易型電池を組立て、
放電持続時間を測定した。その結果を表1に示す。
A positive electrode active material was prepared by adding 9.0 g of electrolytic manganese dioxide, 1 g of tin oxide fiber A, and 0.4 g of an electrolytic solution and kneading them. Assembling the simple battery as described above,
The discharge duration was measured. Table 1 shows the results.

【0050】実施例2 塩化第一スズ(SnCl2)639.0g、金属スズ5
49.6g、塩化アンチモン(SbCl3)95.8g
をメタノール3942g中に順次溶解した。その後、テ
トラエトキシシラン(Si(OC254)238.2
gを加えた。得られた溶液をロータリーエバポレーター
によって濃縮し、紡糸液Bを得た。この紡糸液Bを多数
の穴を有するノズルから紡糸し、ゲル繊維を作製した。
このゲル繊維を700℃で2時間焼成した後、切断し、
平均繊維径33μm、アスペクト比303の酸化スズ繊
維Bを得た。蛍光エックス線を用いた検量線による元素
分析の結果、Sn/Sb/Siモル比=83.5/4.
5/12.0であった。
Example 2 639.0 g of stannous chloride (SnCl 2 ), 5 of tin metal
49.6 g, antimony chloride (SbCl 3 ) 95.8 g
Was sequentially dissolved in 3942 g of methanol. Thereafter, tetraethoxysilane (Si (OC 2 H 5 ) 4 ) 238.2
g was added. The obtained solution was concentrated by a rotary evaporator to obtain a spinning solution B. The spinning solution B was spun from a nozzle having a large number of holes to produce a gel fiber.
After firing this gel fiber at 700 ° C. for 2 hours, it is cut,
Tin oxide fibers B having an average fiber diameter of 33 μm and an aspect ratio of 303 were obtained. As a result of elemental analysis by a calibration curve using a fluorescent X-ray, a Sn / Sb / Si molar ratio = 83.5 / 4.
5 / 12.0.

【0051】電解二酸化マンガン9.0g、酸化スズ繊
維B1g、及び電解液0.4gを加えて混練したものを
正極活物質とした。前記のように簡易型電池を組立て、
放電持続時間を測定した。その結果を表1に示す。
A positive electrode active material was prepared by adding 9.0 g of electrolytic manganese dioxide, 1 g of tin oxide fiber B, and 0.4 g of an electrolytic solution and kneading them. Assembling the simple battery as described above,
The discharge duration was measured. Table 1 shows the results.

【0052】実施例3 塩化第一スズ(SnCl2)639.0g、金属スズ5
49.6g、塩化アンチモン(SbCl3)95.8g
をメタノール3840g中に順次溶解した。その後、こ
の溶液に、メタノール102g中に塩化アルミニウム
(AlCl3)133.3g溶解したものを加えた。得
られた溶液をロータリーエバポレーターによって濃縮
し、紡糸液Cを得た。この紡糸液Cを多数の穴を有する
ノズルから紡糸し、ゲル繊維を作製した。このゲル繊維
を700℃で2時間焼成した後、切断し、平均繊維径3
2μm、アスペクト比313の酸化スズ繊維Cを得た。
蛍光エックス線を用いた検量線による元素分析の結果、
Sn/Sb/Alモル比=83.3/4.5/12.2
であった。
Example 3 639.0 g of stannous chloride (SnCl 2 ), 5 of tin metal
49.6 g, antimony chloride (SbCl 3 ) 95.8 g
Was sequentially dissolved in 3840 g of methanol. Thereafter, to this solution was added 133.3 g of aluminum chloride (AlCl 3 ) dissolved in 102 g of methanol. The obtained solution was concentrated by a rotary evaporator to obtain a spinning solution C. The spinning solution C was spun from a nozzle having a large number of holes to produce a gel fiber. This gel fiber is fired at 700 ° C. for 2 hours, and then cut to obtain an average fiber diameter of 3
Tin oxide fibers C having a size of 2 μm and an aspect ratio of 313 were obtained.
As a result of elemental analysis by a calibration curve using a fluorescent X-ray,
Sn / Sb / Al molar ratio = 83.3 / 4.5 / 12.2.
Met.

【0053】電解二酸化マンガン9.0g、酸化スズ繊
維C1g、及び電解液0.4gを加えて混練したものを
正極活物質とした。前記のように簡易型電池を組立て、
放電持続時間を測定した。その結果を表1に示す。
A positive electrode active material was obtained by adding 9.0 g of electrolytic manganese dioxide, 1 g of tin oxide fibers, and 0.4 g of an electrolytic solution and kneading them. Assembling the simple battery as described above,
The discharge duration was measured. Table 1 shows the results.

【0054】実施例4 塩化第一スズ(SnCl2)639.0g、金属スズ5
49.6g、塩化アンチモン(SbCl3)95.8g
をメタノール3840g中に順次溶解した。その後、こ
の溶液に、メタノール102g中にテトラブトキシチタ
ネート(Ti(OC494)389.2g溶解したも
のを加えた。得られた溶液をロータリーエバポレーター
によって濃縮し、紡糸液Dを得た。この紡糸液Dを多数
の穴を有するノズルから紡糸し、ゲル繊維を作製した。
このゲル繊維を700℃で2時間焼成した後、切断し、
平均繊維径32μm、アスペクト比313の酸化スズ繊
維Dを得た。蛍光エックス線を用いた検量線による元素
分析の結果、Sn/Sb/Tiモル比=83.3/4.
4/12.3であった。
Example 4 639.0 g of stannous chloride (SnCl 2 ) and 5 of tin metal
49.6 g, antimony chloride (SbCl 3 ) 95.8 g
Was sequentially dissolved in 3840 g of methanol. Thereafter, 389.2 g of tetrabutoxytitanate (Ti (OC 4 H 9 ) 4 ) dissolved in 102 g of methanol was added to this solution. The obtained solution was concentrated by a rotary evaporator to obtain a spinning solution D. The spinning solution D was spun from a nozzle having a large number of holes to produce a gel fiber.
After firing this gel fiber at 700 ° C. for 2 hours, it is cut,
Tin oxide fibers D having an average fiber diameter of 32 μm and an aspect ratio of 313 were obtained. As a result of elemental analysis by a calibration curve using a fluorescent X-ray, the Sn / Sb / Ti molar ratio was 83.3 / 4.
4 / 12.3.

【0055】電解二酸化マンガン9.0g、酸化スズ繊
維D1g、及び電解液0.4gを加えて混練したものを
正極活物質とした。前記のように簡易型電池を組立て、
放電持続時間を測定した。その結果を表1に示す。
A positive electrode active material was prepared by adding 9.0 g of electrolytic manganese dioxide, 1 g of tin oxide fiber D, and 0.4 g of an electrolytic solution and kneading them. Assembling the simple battery as described above,
The discharge duration was measured. Table 1 shows the results.

【0056】実施例5 塩化第一スズ(SnCl2)639.0g、金属スズ5
49.6g、塩化アンチモン(SbCl3)95.8g
をメタノール3840g中に順次溶解した。その後、こ
の溶液に、メタノール102g中にテトラブトキシジル
コネート(Zr(OC494)438.7g溶解した
ものを加えた。得られた溶液をロータリーエバポレータ
ーによって濃縮し、紡糸液Eを得た。この紡糸液Eを多
数の穴を有するノズルから紡糸し、ゲル繊維を作製し
た。このゲル繊維を700℃で2時間焼成した後、切断
し、平均繊維径34μm、アスペクト比294の酸化ス
ズ繊維Eを得た。蛍光エックス線を用いた検量線による
元素分析の結果、Sn/Sb/Zrモル比=83.3/
4.3/12.4であった。
Example 5 639.0 g of stannous chloride (SnCl 2 ), 5 of tin metal
49.6 g, antimony chloride (SbCl 3 ) 95.8 g
Was sequentially dissolved in 3840 g of methanol. Thereafter, 438.7 g of tetrabutoxyzirconate (Zr (OC 4 H 9 ) 4 ) dissolved in 102 g of methanol was added to this solution. The obtained solution was concentrated by a rotary evaporator to obtain a spinning solution E. The spinning solution E was spun from a nozzle having a large number of holes to produce a gel fiber. The gel fiber was fired at 700 ° C. for 2 hours and then cut to obtain a tin oxide fiber E having an average fiber diameter of 34 μm and an aspect ratio of 294. As a result of elemental analysis by a calibration curve using a fluorescent X-ray, a Sn / Sb / Zr molar ratio = 83.3 /
4.3 / 12.4.

【0057】電解二酸化マンガン9.0g、酸化スズ繊
維E1g、及び電解液0.4gを加えて混練したものを
正極活物質とした。前記のように簡易型電池を組立て、
放電持続時間を測定した。その結果を表1に示す。
A positive electrode active material was obtained by adding 9.0 g of electrolytic manganese dioxide, 1 g of tin oxide fiber E, and 0.4 g of an electrolytic solution and kneading them. Assembling the simple battery as described above,
The discharge duration was measured. Table 1 shows the results.

【0058】比較例1 電解二酸化マンガン9.0g、黒鉛粉末1g、及び電解
液0.4gを加えて混練したものを正極活物質とした。
前記のように簡易型電池を組立て、放電持続時間を測定
した。その結果を表1に示す。
COMPARATIVE EXAMPLE 1 9.0 g of electrolytic manganese dioxide, 1 g of graphite powder and 0.4 g of electrolytic solution were added and kneaded to obtain a positive electrode active material.
A simple battery was assembled as described above, and the discharge duration was measured. Table 1 shows the results.

【0059】比較例2 電解二酸化マンガン9.0gと電解液0.4gを加えて
混練したものを正極活物質とした。前記のように簡易型
電池を組立て、放電持続時間を測定した。その結果を表
1に示す。
Comparative Example 2 9.0 g of electrolytic manganese dioxide and 0.4 g of an electrolytic solution were added and kneaded to obtain a positive electrode active material. A simple battery was assembled as described above, and the discharge duration was measured. Table 1 shows the results.

【0060】[0060]

【表1】 [Table 1]

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 二酸化マンガン中に酸化スズ繊維が含有
されていることを特徴とするアルカリマンガン電池用正
極活物質。
1. A positive electrode active material for an alkaline manganese battery, characterized in that manganese dioxide contains tin oxide fibers.
【請求項2】 酸化スズ繊維が50モル%以上の酸化ス
ズからなることを特徴とする請求項1記載のアルカリマ
ンガン電池用正極活物質。
2. The positive electrode active material for an alkaline manganese battery according to claim 1, wherein the tin oxide fiber is composed of 50 mol% or more of tin oxide.
【請求項3】 請求項1又は請求項2記載のアルカリマ
ンガン電池用正極活物質を集電体に充填した正極と、負
極とがセパレーターを介して電解液とともに容器内に収
納されていることを特徴とするアルカリマンガン電池。
3. A method according to claim 1, wherein the positive electrode filled with the positive electrode active material for an alkaline manganese battery according to claim 1 or 2 and a negative electrode are contained in a container together with an electrolytic solution via a separator. Features alkaline manganese battery.
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