JPH1083811A - アルカリ乾電池 - Google Patents
アルカリ乾電池Info
- Publication number
- JPH1083811A JPH1083811A JP24021596A JP24021596A JPH1083811A JP H1083811 A JPH1083811 A JP H1083811A JP 24021596 A JP24021596 A JP 24021596A JP 24021596 A JP24021596 A JP 24021596A JP H1083811 A JPH1083811 A JP H1083811A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gelling agent
- zinc
- electrolyte
- alkaline dry
- electrolytic liquid
- 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—
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- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】無水銀化、無鉛化されたアルカリ乾電池におい
て、ゲル負極中の亜鉛量を多くしなくても、ショック後
の電流値の低下や、放電カーブのふらつき等の現象のな
い性能のよいアルカリ乾電池を提供すること。 【解決手段】ゲル化した電解液中に無水銀および無鉛の
亜鉛合金を含有するゲル負極を用いたアルカリ乾電池に
おいて、亜鉛／電解液の重量比が１．７５〜１．９０で
あり、ゲル化剤として電解液に可溶なゲル化剤と電解液
を吸収して膨潤するゲル化剤の２種を使用し、かつ前者
／後者の重量比が０．９〜２．５であり、ゲル化剤の和
が電解液重量に対して１．２９〜１．４９％の範囲であ
ることを特徴とする。
て、ゲル負極中の亜鉛量を多くしなくても、ショック後
の電流値の低下や、放電カーブのふらつき等の現象のな
い性能のよいアルカリ乾電池を提供すること。 【解決手段】ゲル化した電解液中に無水銀および無鉛の
亜鉛合金を含有するゲル負極を用いたアルカリ乾電池に
おいて、亜鉛／電解液の重量比が１．７５〜１．９０で
あり、ゲル化剤として電解液に可溶なゲル化剤と電解液
を吸収して膨潤するゲル化剤の２種を使用し、かつ前者
／後者の重量比が０．９〜２．５であり、ゲル化剤の和
が電解液重量に対して１．２９〜１．４９％の範囲であ
ることを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はゲル負極に改良を加
えたアルカリ乾電池に関する。
えたアルカリ乾電池に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、アルカリ乾電池のゲル負極は、苛
性カリ等からなる電解液にゲル化剤を加えてゲル状とし
た中に、負極作用物質である亜鉛を分散させたものが用
いられている。ゲル化剤としては、電解液に可溶な、例
えばカルボキシメチルセルロース、非架橋ポリアクリル
酸またはそのナトリウム塩等が用いられている。
性カリ等からなる電解液にゲル化剤を加えてゲル状とし
た中に、負極作用物質である亜鉛を分散させたものが用
いられている。ゲル化剤としては、電解液に可溶な、例
えばカルボキシメチルセルロース、非架橋ポリアクリル
酸またはそのナトリウム塩等が用いられている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、環境問
題により亜鉛合金の無水銀化および無鉛化が進み、それ
にともなって、亜鉛間のネットワーク能力が低下し、従
来仕様のゲルでは種々の不具合が生じてきた。例えば、
電池にショックを与えると取り出せる電流の量が低下す
るとか、超負荷放電（例えば１Ω連続放電）で放電カー
ブにふらつきが発生する等の現象が生ずる。
題により亜鉛合金の無水銀化および無鉛化が進み、それ
にともなって、亜鉛間のネットワーク能力が低下し、従
来仕様のゲルでは種々の不具合が生じてきた。例えば、
電池にショックを与えると取り出せる電流の量が低下す
るとか、超負荷放電（例えば１Ω連続放電）で放電カー
ブにふらつきが発生する等の現象が生ずる。
【０００４】これらの現象は、亜鉛／電解液の比を亜鉛
リッチ側へ移動させることである程度改善はできるが、
そうすると電解液量が少なくなるため、亜鉛の利用率が
下がり、放電性能が悪くなるという問題があった。
リッチ側へ移動させることである程度改善はできるが、
そうすると電解液量が少なくなるため、亜鉛の利用率が
下がり、放電性能が悪くなるという問題があった。
【０００５】本発明は上記問題に対処してなされたもの
で、無水銀化、無鉛化されたアルカリ乾電池において、
ゲル負極の亜鉛／電解液の比を変化させなくても、また
は逆に電解液の量を多くしても、上記のような電流値の
低下とか、放電カーブのふらつきの生じないアルカリ乾
電池を提供することを目的とする。
で、無水銀化、無鉛化されたアルカリ乾電池において、
ゲル負極の亜鉛／電解液の比を変化させなくても、また
は逆に電解液の量を多くしても、上記のような電流値の
低下とか、放電カーブのふらつきの生じないアルカリ乾
電池を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】本発明は、無水銀化、無
鉛化されたアルカリ乾電池において、ゲル負極のゲル化
剤、亜鉛／電解液の比、ゲル化剤／電解液の比、等に改
良を加えて上記問題を解決したものであって、すなわ
ち、本発明は、ゲル化した電解液中に無水銀および無鉛
の亜鉛合金を含有するゲル負極を用いたアルカリ乾電池
において、亜鉛／電解液の重量比が１．７５〜１．９０
であり、ゲル化剤として電解液に可溶なゲル化剤と電解
液を吸収して膨潤するゲル化剤の２種を使用し、かつ前
者／後者の重量比が０．９〜２．５であり、ゲル化剤の
重量の総和が電解液重量に対して１．２９〜１．４９％
の範囲であることを特徴とする。
鉛化されたアルカリ乾電池において、ゲル負極のゲル化
剤、亜鉛／電解液の比、ゲル化剤／電解液の比、等に改
良を加えて上記問題を解決したものであって、すなわ
ち、本発明は、ゲル化した電解液中に無水銀および無鉛
の亜鉛合金を含有するゲル負極を用いたアルカリ乾電池
において、亜鉛／電解液の重量比が１．７５〜１．９０
であり、ゲル化剤として電解液に可溶なゲル化剤と電解
液を吸収して膨潤するゲル化剤の２種を使用し、かつ前
者／後者の重量比が０．９〜２．５であり、ゲル化剤の
重量の総和が電解液重量に対して１．２９〜１．４９％
の範囲であることを特徴とする。
【０００７】無水銀化、無鉛化されたアルカリ乾電池で
電池にショックを与えると取り出せる電流値が低下する
のは、亜鉛間の電子伝導のネットワーク能力が低下する
ためと考えられる。膨潤性のゲル化剤を使用すると、亜
鉛を部分的に集中させ、亜鉛同士の接触点を増やして、
このネットワーク能力を確保することができる。しか
し、膨潤性のゲル化剤のみでは全く水気のないゲルとな
り、ゲル粘度が高すぎて作業性が悪くなる。したがっ
て、可溶性のゲル化剤と膨潤性のゲル化剤との両方を用
い、その割合が、可溶性のゲル化剤／膨潤性のゲル化剤
の重量比が０．９〜２．５の時好ましいものとなること
が分かった。
電池にショックを与えると取り出せる電流値が低下する
のは、亜鉛間の電子伝導のネットワーク能力が低下する
ためと考えられる。膨潤性のゲル化剤を使用すると、亜
鉛を部分的に集中させ、亜鉛同士の接触点を増やして、
このネットワーク能力を確保することができる。しか
し、膨潤性のゲル化剤のみでは全く水気のないゲルとな
り、ゲル粘度が高すぎて作業性が悪くなる。したがっ
て、可溶性のゲル化剤と膨潤性のゲル化剤との両方を用
い、その割合が、可溶性のゲル化剤／膨潤性のゲル化剤
の重量比が０．９〜２．５の時好ましいものとなること
が分かった。
【０００８】また、ゲル化剤の総量を電解液重量に対し
て１．２９〜１．４９％の範囲に限定したのは、上記範
囲以上では粘度が上がり過ぎて作業性が悪くなり、また
内部抵抗が上がって電流値が低下し、上記範囲以下では
電解液と亜鉛との分離が起こるからである。
て１．２９〜１．４９％の範囲に限定したのは、上記範
囲以上では粘度が上がり過ぎて作業性が悪くなり、また
内部抵抗が上がって電流値が低下し、上記範囲以下では
電解液と亜鉛との分離が起こるからである。
【０００９】なお、膨潤性ゲル化剤は、ＫＯＨ３５％濃
度水溶液中の膨潤率が３０〜５０倍であり、膨潤前の粒
径が５０〜２００μｍであることが好ましい。膨潤後の
粒径が大きすぎると作業性が悪くなり、また電解液と亜
鉛との分離も起きやすい。膨潤後の粒径が小さすぎると
例えば亜鉛粒子の中に入り込んでしまい、ゲル化剤の機
能を果たさない。そのため、上記のような条件が好まし
いことになる。
度水溶液中の膨潤率が３０〜５０倍であり、膨潤前の粒
径が５０〜２００μｍであることが好ましい。膨潤後の
粒径が大きすぎると作業性が悪くなり、また電解液と亜
鉛との分離も起きやすい。膨潤後の粒径が小さすぎると
例えば亜鉛粒子の中に入り込んでしまい、ゲル化剤の機
能を果たさない。そのため、上記のような条件が好まし
いことになる。
【００１０】
【発明の実施の形態】本発明の実施の態様を以下に示
す。負極ゲルを以下のようにして作製した。表１に示す
ように、まず、亜鉛を１０ｋｇ、電解液を５．２６ｋｇ
使用して、亜鉛／電解液の比を一定（１．９）とし、こ
れに膨潤性ゲル化剤（架橋型ポリアクリル酸またはその
アルカリ金属塩、粒度５０〜２００μｍ）と可溶性ゲル
化剤（非架橋型ポリアクリル酸またはそのアルカリ金属
塩）とをそれぞれ添加量を変化させて添加し、テスト１
〜７の負極ゲルを作製した。
す。負極ゲルを以下のようにして作製した。表１に示す
ように、まず、亜鉛を１０ｋｇ、電解液を５．２６ｋｇ
使用して、亜鉛／電解液の比を一定（１．９）とし、こ
れに膨潤性ゲル化剤（架橋型ポリアクリル酸またはその
アルカリ金属塩、粒度５０〜２００μｍ）と可溶性ゲル
化剤（非架橋型ポリアクリル酸またはそのアルカリ金属
塩）とをそれぞれ添加量を変化させて添加し、テスト１
〜７の負極ゲルを作製した。
【００１１】
【表１】
【００１２】これらについて、粘度を測定し、さらにこ
れらをＬＲ６電池に組み込んだ時の初期の電流値および
ショック後の電流値を測定して電流維持率を算出した。
電流維持率は次の式により算出したものである。
れらをＬＲ６電池に組み込んだ時の初期の電流値および
ショック後の電流値を測定して電流維持率を算出した。
電流維持率は次の式により算出したものである。
【００１３】電流維持率（％）＝（ショック後の電流値
／初期の電流値）×１００ 結果を図１に示す。図１において、黒点をプロットした
実線は各テストの負極ゲルの粘度を示し、白点をプロッ
トした破線は各テストの電流維持率を示す（図２および
図３においても同じ）。
／初期の電流値）×１００ 結果を図１に示す。図１において、黒点をプロットした
実線は各テストの負極ゲルの粘度を示し、白点をプロッ
トした破線は各テストの電流維持率を示す（図２および
図３においても同じ）。
【００１４】膨潤性ゲル化剤は単独では電解液ゲル化効
果が低いので、膨潤性ゲル化剤の割合が高い場合にはゲ
ル化剤総量は多くなっている。負極ゲルの粘度はコント
ロールを基準にしてテスト３〜５が良好であった。ま
た、電流維持率は膨潤性ゲル化剤の量に比例してよくな
っていることが分かる。
果が低いので、膨潤性ゲル化剤の割合が高い場合にはゲ
ル化剤総量は多くなっている。負極ゲルの粘度はコント
ロールを基準にしてテスト３〜５が良好であった。ま
た、電流維持率は膨潤性ゲル化剤の量に比例してよくな
っていることが分かる。
【００１５】次に、ゲル化剤をテスト４の仕様で一定と
し、亜鉛／電解液の比を変化させていった（表１のテス
ト８〜１４）。このときの負極ゲルの粘度と電流維持率
を図２に示す。亜鉛／電解液の比が１．８８（テスト１
０）以下の時、ゲル粘度はコントロールよりも低くな
る。また電流維持率は、亜鉛／電解液の比が１．７７
（テスト１２）以上の時コントロールに比べて改善効果
が認められた。したがって亜鉛／電解液の比は、テスト
１０〜１２（亜鉛／電解液の比で１．７７〜１．８８）
で良好な結果が得られた。
し、亜鉛／電解液の比を変化させていった（表１のテス
ト８〜１４）。このときの負極ゲルの粘度と電流維持率
を図２に示す。亜鉛／電解液の比が１．８８（テスト１
０）以下の時、ゲル粘度はコントロールよりも低くな
る。また電流維持率は、亜鉛／電解液の比が１．７７
（テスト１２）以上の時コントロールに比べて改善効果
が認められた。したがって亜鉛／電解液の比は、テスト
１０〜１２（亜鉛／電解液の比で１．７７〜１．８８）
で良好な結果が得られた。
【００１６】次に膨潤性ゲル化剤の粒度の関係を調べ
た。ゲル化剤をテスト４の仕様で一定とし、亜鉛／電解
液の比をテスト１０の仕様で一定にして、膨潤性ゲル化
剤の粒度を変化させていった（表１のテスト１５〜１
７）。このときの負極ゲルの粘度と電流維持率を図３に
示す。テスト１５（粒度２０〜５０μｍ）では電流維持
率が低く改善効果がない。また、テスト１７（粒度２０
０〜５００μｍ）ではゲル粘度が高すぎて作業性が悪化
してしまう。したがって、膨潤性ゲル化剤の粒度は、５
０〜２００μｍの場合が良好であった。
た。ゲル化剤をテスト４の仕様で一定とし、亜鉛／電解
液の比をテスト１０の仕様で一定にして、膨潤性ゲル化
剤の粒度を変化させていった（表１のテスト１５〜１
７）。このときの負極ゲルの粘度と電流維持率を図３に
示す。テスト１５（粒度２０〜５０μｍ）では電流維持
率が低く改善効果がない。また、テスト１７（粒度２０
０〜５００μｍ）ではゲル粘度が高すぎて作業性が悪化
してしまう。したがって、膨潤性ゲル化剤の粒度は、５
０〜２００μｍの場合が良好であった。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
無水銀、無鉛の亜鉛合金を使用したアルカリ乾電池にお
いても、ショックによる電流低下現象の少ない高性能の
電池を提供することができる。
無水銀、無鉛の亜鉛合金を使用したアルカリ乾電池にお
いても、ショックによる電流低下現象の少ない高性能の
電池を提供することができる。
【図１】可溶性のゲル化剤／膨潤性のゲル化剤の重量比
とゲル亜鉛粘度および電流維持率との関係を示すグラ
フ。
とゲル亜鉛粘度および電流維持率との関係を示すグラ
フ。
【図２】亜鉛／電解液の比とゲル亜鉛粘度および電流維
持率との関係を示すグラフ。
持率との関係を示すグラフ。
【図３】膨潤性のゲル化剤の粒度とゲル亜鉛粘度および
電流維持率との関係を示すグラフ。
電流維持率との関係を示すグラフ。
Claims (3)
- 【請求項１】 ゲル化した電解液中に無水銀および無鉛
の亜鉛合金を含有するゲル負極を用いたアルカリ乾電池
において、亜鉛／電解液の重量比が１．７５〜１．９０
であり、ゲル化剤として電解液に可溶なゲル化剤と電解
液を吸収して膨潤するゲル化剤の２種を使用し、かつ前
者／後者の重量比が０．９〜２．５であり、ゲル化剤の
重量の総和が電解液重量に対して１．２９〜１．４９％
の範囲であることを特徴とするアルカリ乾電池。 - 【請求項２】 電解液を吸収して膨潤するゲル化剤のＫ
ＯＨ３５％濃度水溶液中の膨潤率が、３０〜５０倍であ
り、膨潤前の粒径が５０〜２００μｍである請求項１記
載のアルカリ乾電池。 - 【請求項３】 電解液に可溶なゲル化剤が非架橋型ポリ
アクリル酸またはそのアルカリ金属塩であり、電解液を
吸収して膨潤するゲル化剤が架橋型ポリアクリル酸また
はそのアルカリ金属塩である請求項１記載のアルカリ乾
電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24021596A JPH1083811A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | アルカリ乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24021596A JPH1083811A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | アルカリ乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1083811A true JPH1083811A (ja) | 1998-03-31 |
Family
ID=17056169
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24021596A Pending JPH1083811A (ja) | 1996-09-11 | 1996-09-11 | アルカリ乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH1083811A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000223113A (ja) * | 1999-02-02 | 2000-08-11 | Toshiba Battery Co Ltd | 亜鉛アルカリ電池 |
| JP2001006680A (ja) * | 1999-06-18 | 2001-01-12 | Toshiba Battery Co Ltd | 亜鉛アルカリ電池 |
| WO2005104277A1 (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | アルカリ電池 |
| JP2006331767A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Hitachi Maxell Ltd | アルカリ電池 |
| JP2007515757A (ja) * | 2003-12-12 | 2007-06-14 | エヴァレディ・バッテリー・カンパニー・インコーポレイテッド | 電気化学セル |
| JP2016173936A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | Ｆｄｋエナジー株式会社 | アルカリ電池 |
-
1996
- 1996-09-11 JP JP24021596A patent/JPH1083811A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000223113A (ja) * | 1999-02-02 | 2000-08-11 | Toshiba Battery Co Ltd | 亜鉛アルカリ電池 |
| JP2001006680A (ja) * | 1999-06-18 | 2001-01-12 | Toshiba Battery Co Ltd | 亜鉛アルカリ電池 |
| JP2007515757A (ja) * | 2003-12-12 | 2007-06-14 | エヴァレディ・バッテリー・カンパニー・インコーポレイテッド | 電気化学セル |
| WO2005104277A1 (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-03 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | アルカリ電池 |
| JP2005310616A (ja) * | 2004-04-23 | 2005-11-04 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池 |
| US7553586B2 (en) | 2004-04-23 | 2009-06-30 | Panasonic Corporation | Alkaline battery |
| JP4736345B2 (ja) * | 2004-04-23 | 2011-07-27 | パナソニック株式会社 | アルカリ電池 |
| JP2006331767A (ja) * | 2005-05-25 | 2006-12-07 | Hitachi Maxell Ltd | アルカリ電池 |
| JP2016173936A (ja) * | 2015-03-17 | 2016-09-29 | Ｆｄｋエナジー株式会社 | アルカリ電池 |
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