JPH1197005A - アルカリマンガン乾電池 - Google Patents
アルカリマンガン乾電池Info
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- JPH1197005A JPH1197005A JP10200759A JP20075998A JPH1197005A JP H1197005 A JPH1197005 A JP H1197005A JP 10200759 A JP10200759 A JP 10200759A JP 20075998 A JP20075998 A JP 20075998A JP H1197005 A JPH1197005 A JP H1197005A
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- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- acid
- fixed
- negative electrode
- battery
- 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.)
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-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/48—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides
- H01M4/50—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of inorganic oxides or hydroxides of manganese
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 アルカリマンガン乾電池の放電電圧を高め、
電池の放電容量を増大させるための、新規な正極材料を
提案する。 【解決手段】 硫酸マンガン及び硫酸溶液に、硫酸より
相対粘度の高い酸またはその塩を添加して電解し、水洗
処理して電解二酸化マンガンとする。そして、これを正
極とし、汞化亜鉛からなる負極と、アルカリ電解液とで
電池を構成する。
電池の放電容量を増大させるための、新規な正極材料を
提案する。 【解決手段】 硫酸マンガン及び硫酸溶液に、硫酸より
相対粘度の高い酸またはその塩を添加して電解し、水洗
処理して電解二酸化マンガンとする。そして、これを正
極とし、汞化亜鉛からなる負極と、アルカリ電解液とで
電池を構成する。
Description
【０００１】
【発明の対象とする技術分野】本発明は、二酸化マンガ
ンを正極活物質に用い、アルカリ電解液を使用したアル
カリマンガン乾電池に関するものである。
ンを正極活物質に用い、アルカリ電解液を使用したアル
カリマンガン乾電池に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】近年、各種電池が各種用途に応じて開発
されており、例えば一般的な用途のマンガン乾電池、前
記マンガン乾電池よりもより電池特性に優れたアルカリ
マンガン乾電池、時計やカメラに用いられるリチウム一
次電池、メモリーバックアップ用電源として使用される
リチウム二次電池等がある。そしてこれらの電池の正極
に用いられる活物質の一例として、二酸化マンガンが挙
げられる。
されており、例えば一般的な用途のマンガン乾電池、前
記マンガン乾電池よりもより電池特性に優れたアルカリ
マンガン乾電池、時計やカメラに用いられるリチウム一
次電池、メモリーバックアップ用電源として使用される
リチウム二次電池等がある。そしてこれらの電池の正極
に用いられる活物質の一例として、二酸化マンガンが挙
げられる。
【０００３】一般に電池は、作動電圧が高く、単位体積
当りのエネルギー密度の高いものが望まれるが、高率放
電時には電池電圧が低下するという傾向にあるものが多
い。これは電池内部抵抗の増大に起因するものであり、
この解決策として高導電率の電解液が研究されたり、電
池反応に関与せるイオン種の移動をスムーズにするため
の、低粘度の電解液が開発されている。また、二酸化マ
ンガンと種々活物質の混合や、正極活物質である二酸化
マンガンに添加せる導電剤の検討が行われている。
当りのエネルギー密度の高いものが望まれるが、高率放
電時には電池電圧が低下するという傾向にあるものが多
い。これは電池内部抵抗の増大に起因するものであり、
この解決策として高導電率の電解液が研究されたり、電
池反応に関与せるイオン種の移動をスムーズにするため
の、低粘度の電解液が開発されている。また、二酸化マ
ンガンと種々活物質の混合や、正極活物質である二酸化
マンガンに添加せる導電剤の検討が行われている。
【０００４】しかしながら、これらの方法においても、
電池電圧上昇の効果は十分でなく、改善する余地がある
と考えられる。
電池電圧上昇の効果は十分でなく、改善する余地がある
と考えられる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は前記問題点に
鑑みてなされたものであって、電池特性、特に電池の放
電電圧を向上しうる正極活物質である二酸化マンガンを
有する電池を提供するものである。
鑑みてなされたものであって、電池特性、特に電池の放
電電圧を向上しうる正極活物質である二酸化マンガンを
有する電池を提供するものである。
【０００６】また本発明は、前記二酸化マンガンを使用
し、放電電圧及び放電容量大なるアルカリマンガン乾電
池を提供しようとするものである。
し、放電電圧及び放電容量大なるアルカリマンガン乾電
池を提供しようとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明のアルカリマンガ
ン乾電池は、硫酸マンガン及び硫酸溶液に、硫酸より相
対粘度の高い酸またはその塩を添加して電解し、水洗処
理して得た電解二酸化マンガンからなる正極と、汞化亜
鉛からなる負極と、アルカリ電解液とからなることを特
徴とするものである。ここでアルカリ電解液としては、
水酸化カリウム水溶液を用いるのが望ましい。
ン乾電池は、硫酸マンガン及び硫酸溶液に、硫酸より相
対粘度の高い酸またはその塩を添加して電解し、水洗処
理して得た電解二酸化マンガンからなる正極と、汞化亜
鉛からなる負極と、アルカリ電解液とからなることを特
徴とするものである。ここでアルカリ電解液としては、
水酸化カリウム水溶液を用いるのが望ましい。
【０００８】そして本発明のアルカリマンガン乾電池、
硫酸より相対粘度の高い酸またはその塩としては、リン
酸もしくはヒ酸またはこれらの塩を用いるのが望まし
い。
硫酸より相対粘度の高い酸またはその塩としては、リン
酸もしくはヒ酸またはこれらの塩を用いるのが望まし
い。
【０００９】本発明の如く、硫酸マンガン及び硫酸溶液
を電解液として電解二酸化マンガンを作製する際、硫酸
より相対粘度の高い酸またはその塩を前記電解液中に添
加して電解を行うことにより、二酸化マンガンが電析す
る時、前記硫酸より相対粘度の高い酸またはその塩より
生じたイオン種が前記二酸化マンガンに吸着し、従来と
は異なる結晶構造を有する電解二酸化マンガンが生成す
ると考えられる。そして、この二酸化マンガンは粒径が
小さく且つ非表面積が大きいので、アルカリ電池用二酸
化マンガンとして好適である。
を電解液として電解二酸化マンガンを作製する際、硫酸
より相対粘度の高い酸またはその塩を前記電解液中に添
加して電解を行うことにより、二酸化マンガンが電析す
る時、前記硫酸より相対粘度の高い酸またはその塩より
生じたイオン種が前記二酸化マンガンに吸着し、従来と
は異なる結晶構造を有する電解二酸化マンガンが生成す
ると考えられる。そして、この二酸化マンガンは粒径が
小さく且つ非表面積が大きいので、アルカリ電池用二酸
化マンガンとして好適である。
【００１０】ここで、硫酸の相対粘度は1mol／リットル
の時、109であるが、この硫酸よりも相対粘度の高い酸
またはその塩としては、具体的には、リン酸（1mol／リ
ットルの相対粘度129）、ヒ酸（1mol／リットルの相対
粘度127）、またはこれらの塩を用いるのが、生成せる
電解二酸化マンガンから容易に除去しうるので、特に好
ましい。
の時、109であるが、この硫酸よりも相対粘度の高い酸
またはその塩としては、具体的には、リン酸（1mol／リ
ットルの相対粘度129）、ヒ酸（1mol／リットルの相対
粘度127）、またはこれらの塩を用いるのが、生成せる
電解二酸化マンガンから容易に除去しうるので、特に好
ましい。
【００１１】本発明のアルカリマンガン乾電池は、前記
せる電解二酸化マンガンを水洗処理を行って不純物を除
去する必要があり、その結果、比表面積即ち反応面積が
増大することに加えてアルカリ電解液との反応性が向上
する。そして、この電池の内部抵抗が小さくなって放電
電圧が高くなると共に、電池容量を増大させることがで
きる。
せる電解二酸化マンガンを水洗処理を行って不純物を除
去する必要があり、その結果、比表面積即ち反応面積が
増大することに加えてアルカリ電解液との反応性が向上
する。そして、この電池の内部抵抗が小さくなって放電
電圧が高くなると共に、電池容量を増大させることがで
きる。
【００１２】ここで用いるアルカリ電解液としては、水
酸化カリウム水溶液が好ましい。
酸化カリウム水溶液が好ましい。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下に、アルカリマンガン乾電池
を作製し、本発明の実施例と比較例との対比に言及し、
詳述する。
を作製し、本発明の実施例と比較例との対比に言及し、
詳述する。
【００１４】（実施例）硫酸マンガンの水溶液（濃度0.
5mol／リットル）と硫酸（濃度0.5mol／リットル）及び
リン酸（濃度0.01mol／リットル）からなる電解浴に、
陽極として黒鉛を用いて、電解二酸化マンガンを生成さ
せた。この時の電解温度は90℃であり、陽極電流密度を
1A／dm2とした。
5mol／リットル）と硫酸（濃度0.5mol／リットル）及び
リン酸（濃度0.01mol／リットル）からなる電解浴に、
陽極として黒鉛を用いて、電解二酸化マンガンを生成さ
せた。この時の電解温度は90℃であり、陽極電流密度を
1A／dm2とした。
【００１５】このようにして得た電解二酸化マンガンを
水洗処理することにより不純物を除去した。
水洗処理することにより不純物を除去した。
【００１６】この水洗処理を施した二酸化マンガンと、
導電剤としての黒鉛粉末を、それぞれ90：10の重量比で
混合する。次に、この混合物を加圧成型することによ
り、正極を作製した。
導電剤としての黒鉛粉末を、それぞれ90：10の重量比で
混合する。次に、この混合物を加圧成型することによ
り、正極を作製した。
【００１７】一方、負極は汞化亜鉛にゲル化剤を混合す
ることにより作製した。また電解液としては、濃度８mo
l／の水酸化カリウム水溶液を用いた。このような正
極、負極及び電解液を用いて、以下に説明する扁平型非
水電解液電池を作製した（第１図参照）。負極２は負極
集電体７の内面に圧着されており、この負極集電体７は
フェライト系ステンレス鋼（SUS430）から成る断面が略
コの字状の負極缶５の内底面に固着されている。上記負
極缶５の周端は、ポリプロピレン性の絶縁パッキング８
の内部に固定されており、絶縁パッキング８の外周に
は、ステンレスから成り上記負極缶５とは反対方向に断
面が略コの字状をなす正極缶４が固定されている。この
正極缶４の内低面には、正極集電体６が固定されてお
り、この正極集電体６の内面には正極１が固定されてい
る。この正極１と前記負極２との間には、電解液が含浸
されたセパレータ３が介装されている。
ることにより作製した。また電解液としては、濃度８mo
l／の水酸化カリウム水溶液を用いた。このような正
極、負極及び電解液を用いて、以下に説明する扁平型非
水電解液電池を作製した（第１図参照）。負極２は負極
集電体７の内面に圧着されており、この負極集電体７は
フェライト系ステンレス鋼（SUS430）から成る断面が略
コの字状の負極缶５の内底面に固着されている。上記負
極缶５の周端は、ポリプロピレン性の絶縁パッキング８
の内部に固定されており、絶縁パッキング８の外周に
は、ステンレスから成り上記負極缶５とは反対方向に断
面が略コの字状をなす正極缶４が固定されている。この
正極缶４の内低面には、正極集電体６が固定されてお
り、この正極集電体６の内面には正極１が固定されてい
る。この正極１と前記負極２との間には、電解液が含浸
されたセパレータ３が介装されている。
【００１８】尚、この扁平型電池の電池径11.6mm、高さ
5.4mmのアルカリマンガン乾電池を作製し、本発明電池
Ａとした。
5.4mmのアルカリマンガン乾電池を作製し、本発明電池
Ａとした。
【００１９】（比較例）前記実施例において、リン酸を
添加しない以外は同様にして電解二酸化マンガンを得、
比較電池Ｘを作製した。
添加しない以外は同様にして電解二酸化マンガンを得、
比較電池Ｘを作製した。
【００２０】このようにして得た電池の放電特性を比較
した、この時の条件は、電池を組立後直ちに温度25℃、
負荷100Ωで放電するというものである。
した、この時の条件は、電池を組立後直ちに温度25℃、
負荷100Ωで放電するというものである。
【００２１】この結果を、２図に示す。図２は、電池の
放電特性図である。これより、本発明電池Ａは、比較電
池Ｘに比べて、電池電圧が高く、放電容量も大きく、放
電特性において優れたものであることがわかる。
放電特性図である。これより、本発明電池Ａは、比較電
池Ｘに比べて、電池電圧が高く、放電容量も大きく、放
電特性において優れたものであることがわかる。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、上述した二酸化マンガ
ンを正極活物質としアルカリマンガン乾電池を構成する
ことにより、電池の放電電圧を上昇させ、更には放電容
量の増大が計れるものであって、その工業的価値は極め
て大きい。
ンを正極活物質としアルカリマンガン乾電池を構成する
ことにより、電池の放電電圧を上昇させ、更には放電容
量の増大が計れるものであって、その工業的価値は極め
て大きい。
【図１】電池の縦断面図である。
【図２】電池の放電特性図である。
Ａ……本発明電池、 Ｘ……比較電池。
Claims (3)
- 【請求項１】 硫酸マンガン及び硫酸溶液に、硫酸より
相対粘度の高い酸またはその塩を添加して電解し、水洗
処理して得た電解二酸化マンガンからなる正極と、汞化
亜鉛からなる負極と、アルカリ電解液とからなることを
特徴とするアルカリマンガン乾電池。 - 【請求項２】 前記硫酸より相対粘度の高い酸またはそ
の塩は、リン酸もしくはヒ酸またはその塩であることを
特徴とする請求項１記載のアルカリマンガン乾電池。 - 【請求項３】 前記アルカリ電解液が、水酸化カリウム
水溶液であることを特徴とする請求項１記載のアルカリ
マンガン乾電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10200759A JPH1197005A (ja) | 1989-03-28 | 1998-07-15 | アルカリマンガン乾電池 |
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1076921A JPH0770316B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 電 池 |
| JP10200759A JPH1197005A (ja) | 1989-03-28 | 1998-07-15 | アルカリマンガン乾電池 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1076921A Division JPH0770316B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 電 池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH1197005A true JPH1197005A (ja) | 1999-04-09 |
Family
ID=13619171
Family Applications (2)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1076921A Expired - Lifetime JPH0770316B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 電 池 |
| JP10200759A Pending JPH1197005A (ja) | 1989-03-28 | 1998-07-15 | アルカリマンガン乾電池 |
Family Applications Before (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1076921A Expired - Lifetime JPH0770316B2 (ja) | 1989-03-28 | 1989-03-28 | 電 池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (2) | JPH0770316B2 (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100429115B1 (ko) * | 2000-09-29 | 2004-04-29 | 가부시끼가이샤 도시바 | 알루미늄을 음극에 사용한 전지 |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP3995484B2 (ja) | 2002-01-24 | 2007-10-24 | 三洋電機株式会社 | リチウム一次電池 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02175886A (ja) * | 1988-12-28 | 1990-07-09 | Mitsui Mining & Smelting Co Ltd | リチウム一次電池およびその陽極活物質、並びに該陽極活物質に用いられる二酸化マンガンの製造方法 |
-
1989
- 1989-03-28 JP JP1076921A patent/JPH0770316B2/ja not_active Expired - Lifetime
-
1998
- 1998-07-15 JP JP10200759A patent/JPH1197005A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100429115B1 (ko) * | 2000-09-29 | 2004-04-29 | 가부시끼가이샤 도시바 | 알루미늄을 음극에 사용한 전지 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH02256163A (ja) | 1990-10-16 |
| JPH0770316B2 (ja) | 1995-07-31 |
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