JPS58175263A - 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
- JPS58175263A JPS58175263A JP57056636A JP5663682A JPS58175263A JP S58175263 A JPS58175263 A JP S58175263A JP 57056636 A JP57056636 A JP 57056636A JP 5663682 A JP5663682 A JP 5663682A JP S58175263 A JPS58175263 A JP S58175263A
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- JP
- Japan
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- graphite
- acetylene black
- positive electrode
- alkaline manganese
- manganese battery
- Prior art date
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- Pending
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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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明はアルカリマンガン電池に関し、詳しくは正極合
剤中の導電補助剤である黒鉛の一部をアセチレンブラッ
クで代替えすることによシ、さらには正極合剤に水酸化
カリウム溶液に酸化亜鉛を溶解した二次電解液を一定量
添加することによシ、飛躍的に放電性能を向上せしめた
アルカリマンガン電池に関する。
剤中の導電補助剤である黒鉛の一部をアセチレンブラッ
クで代替えすることによシ、さらには正極合剤に水酸化
カリウム溶液に酸化亜鉛を溶解した二次電解液を一定量
添加することによシ、飛躍的に放電性能を向上せしめた
アルカリマンガン電池に関する。
アルカリマンガン電池は水化亜鉛粉末を水酸化カリウム
溶液とカルがキシメチルセルロース（ＣＺ）などのグル
化剤を加えて混練し充填した負極、および二酸化マンガ
ンに導電補助剤等を練合した正極合剤からなる正極を有
し、正極と負極とは七ノやレータで短絡しないようにさ
れている。従来の正極合剤中の導電補助剤は黒鉛がもっ
ばら使用され、アセチレンブラックは充填密度が小さく
、混練時に加える電解液（以下、−次電解液という）の
吸収が悪い等の理由でアセチレンブラックの使用につい
てはほとんど詳しい検討がなされていなかった。す゛な
わち、正極合剤中の導電補助剤に全量アセチレンブラッ
クを使用する場合、アセチレンブラックは吸液量が大き
いので導電補助剤に全量黒鉛を使用する場合に適当であ
った混線液量では少量に過ぎるため放電途中で急激な電
圧降下現象があシ放電性能が低下する。例えば正極合剤
３Ｉ（この内二酸化マンガン２．４＃）のテストセルに
おいて、二酸化マンガンと導電補助剤の配合比率を９：
１とし正極合剤中の導電補助剤を全量黒鉛にした場合と
、全量アセチレンブラ、２りにした場合とで同一の一次
電解液量において放電持続時間を同一放電条件で相対的
に駄較してみると第１図のようになった。点線は正極合
剤中の導電補助剤に全量黒鉛を使用した放電曲線で、実
線は正極合剤中の導電補助剤に全量アセチレンブラック
を使用した放電曲線である。正極合剤中の導電補助剤に
全量アセチレンブラックを使用したアルカリマンガン電
池の放電曲線は閉路電圧１．０５Ｖ附近より急激な電圧
降下を示す。ところが正極合剤中の導電補助剤に全量黒
鉛を使用した場合、同一電解液量においてその様な放電
途中での急激な電圧降下を示さない。このため、従来は
アセチレンブラックはアルカリマンガン電池用には不向
きと単純にされてきた。一方、アルカリマンガン電池は
負荷の大きいポータ２ルテレビやテープレコーダー等の
電源として使用されて近年ますます高性能化が求められ
ておシ、導電補助剤として黒鉛を用いたアルカリマンガ
ン電池は必ずしもこの要求を十分に満足するものではな
かった。
溶液とカルがキシメチルセルロース（ＣＺ）などのグル
化剤を加えて混練し充填した負極、および二酸化マンガ
ンに導電補助剤等を練合した正極合剤からなる正極を有
し、正極と負極とは七ノやレータで短絡しないようにさ
れている。従来の正極合剤中の導電補助剤は黒鉛がもっ
ばら使用され、アセチレンブラックは充填密度が小さく
、混練時に加える電解液（以下、−次電解液という）の
吸収が悪い等の理由でアセチレンブラックの使用につい
てはほとんど詳しい検討がなされていなかった。す゛な
わち、正極合剤中の導電補助剤に全量アセチレンブラッ
クを使用する場合、アセチレンブラックは吸液量が大き
いので導電補助剤に全量黒鉛を使用する場合に適当であ
った混線液量では少量に過ぎるため放電途中で急激な電
圧降下現象があシ放電性能が低下する。例えば正極合剤
３Ｉ（この内二酸化マンガン２．４＃）のテストセルに
おいて、二酸化マンガンと導電補助剤の配合比率を９：
１とし正極合剤中の導電補助剤を全量黒鉛にした場合と
、全量アセチレンブラ、２りにした場合とで同一の一次
電解液量において放電持続時間を同一放電条件で相対的
に駄較してみると第１図のようになった。点線は正極合
剤中の導電補助剤に全量黒鉛を使用した放電曲線で、実
線は正極合剤中の導電補助剤に全量アセチレンブラック
を使用した放電曲線である。正極合剤中の導電補助剤に
全量アセチレンブラックを使用したアルカリマンガン電
池の放電曲線は閉路電圧１．０５Ｖ附近より急激な電圧
降下を示す。ところが正極合剤中の導電補助剤に全量黒
鉛を使用した場合、同一電解液量においてその様な放電
途中での急激な電圧降下を示さない。このため、従来は
アセチレンブラックはアルカリマンガン電池用には不向
きと単純にされてきた。一方、アルカリマンガン電池は
負荷の大きいポータ２ルテレビやテープレコーダー等の
電源として使用されて近年ますます高性能化が求められ
ておシ、導電補助剤として黒鉛を用いたアルカリマンガ
ン電池は必ずしもこの要求を十分に満足するものではな
かった。
本発明は放電性能を向上せしめたアルカリマンガン電池
を提供することを目的とする。
を提供することを目的とする。
本発明者等は、アルカリマンガン電池にはこの様に不向
きとされているアセチレンブラックの問題点を種々検討
した結果、その原因が二酸化マンガン量と、アセチレン
ブラック量、混線液量との比率に起因していることを究
明し、とくに黒鉛とアセチレンブラックの混合比率を適
当に選ぶことにより、放電性能の飛躍的向上が可能であ
ることを見い出し、本発明に到達した。
きとされているアセチレンブラックの問題点を種々検討
した結果、その原因が二酸化マンガン量と、アセチレン
ブラック量、混線液量との比率に起因していることを究
明し、とくに黒鉛とアセチレンブラックの混合比率を適
当に選ぶことにより、放電性能の飛躍的向上が可能であ
ることを見い出し、本発明に到達した。
すなわち本発明は二酸化マンガンを主体とした正極合剤
と、水化亜鉛負極と、アルカリ電解液とン を主構成とするアルカリマンガン電池であって、前記正
極合剤中の導電補助剤である黒鉛の一部をアセチレン！
う、りで代替したことを特徴とするアルカリマンガン電
池である。
と、水化亜鉛負極と、アルカリ電解液とン を主構成とするアルカリマンガン電池であって、前記正
極合剤中の導電補助剤である黒鉛の一部をアセチレン！
う、りで代替したことを特徴とするアルカリマンガン電
池である。
本発明における黒鉛とアセチレンプラ、りの好ましい配
合割合は重量比で８＝２〜２：８であり、この範囲でア
ルカリマンガン電池性能が最大となる。
合割合は重量比で８＝２〜２：８であり、この範囲でア
ルカリマンガン電池性能が最大となる。
更に本発明に、あっては、水酸化カリウム溶液、好まし
くは濃度約１０モル程度の溶液に、酸化亜鉛を溶解した
二次電解液を加圧成形した正極合剤の１０〜２０重量％
、好ましくは１４〜１５重量％を更に添加することによ
ってアルカリマンガン電池の放電性能が更に向上する。
くは濃度約１０モル程度の溶液に、酸化亜鉛を溶解した
二次電解液を加圧成形した正極合剤の１０〜２０重量％
、好ましくは１４〜１５重量％を更に添加することによ
ってアルカリマンガン電池の放電性能が更に向上する。
以下、本発明を実施例および比較例に基づいて具体的に
説明する。
説明する。
実施例１〜３および比較例１〜２
第２図に示すアルカリマンガン電池テストセルを用いて
試験を行った。第２図のテストセルは負極白金集電体１
、負極押え棒２、内枠ホビン３、セパレーター 剤６、正極ニッケル集電体７、外枠８で構成されている
。電解二酸化マンガンと酸化亜鉛を飽和した約１０モル
の水酸化カリウム溶液及び導電補助剤炭素よシなる正極
合剤中の導電補助剤として黒鉛とアセチレンの配合重量
比を第１表のごとく添加した正極合剤３ｇをテストセル
に装入、加圧成形した後、セパレーターを挿入し、さら
に水化亜鉛粉末を約１０モルの水酸化カリウム溶液にＣ
ＭＣでｒル化して装入した。次に負極白金集電体を付帯
した負極押え棒を挿入し、放電装置にセットし、２００
連続放電を行ない、終止電圧０．９ｖまでの持続時間を
測定した結果を第３図に示す。
試験を行った。第２図のテストセルは負極白金集電体１
、負極押え棒２、内枠ホビン３、セパレーター 剤６、正極ニッケル集電体７、外枠８で構成されている
。電解二酸化マンガンと酸化亜鉛を飽和した約１０モル
の水酸化カリウム溶液及び導電補助剤炭素よシなる正極
合剤中の導電補助剤として黒鉛とアセチレンの配合重量
比を第１表のごとく添加した正極合剤３ｇをテストセル
に装入、加圧成形した後、セパレーターを挿入し、さら
に水化亜鉛粉末を約１０モルの水酸化カリウム溶液にＣ
ＭＣでｒル化して装入した。次に負極白金集電体を付帯
した負極押え棒を挿入し、放電装置にセットし、２００
連続放電を行ない、終止電圧０．９ｖまでの持続時間を
測定した結果を第３図に示す。
第 １ 表
第３図に示されるように黒鉛とアセチレンブラ、りの配
合割合の変化により放電性能が順次変化する。この実施
例１〜３および比較例１〜酉■えて、黒鉛とアセチレン
ブラックの配合重量比を８＝２および２：８として測定
した放電性能を終正電圧０．９ｖで切りた放電持続時間
をプロットしてグラフとすると第４図の実線のごとくな
る。この結果から黒鉛とアセチレンシラ、りを８：２〜
２：８の配合重量比で添加したアルカリマンガン電池が
黒鉛またはアセチレンブラックを単独配合したアルカリ
マンガン電池に比べ放電性能が良好であることがわかる
。特に黒鉛とアセチレンブラックを等量配合した導電補
助剤を正極合剤とした実施例２のアルカリマンガン電池
は、正極合剤中の導電補助剤に黒鉛を全量とした比較例
１および全量をアセチレンブラックとした比較例２のア
ルカルマンガン電池よシも放電性能においてそれぞれ約
１５チおよび約６０チの向上を示す。
合割合の変化により放電性能が順次変化する。この実施
例１〜３および比較例１〜酉■えて、黒鉛とアセチレン
ブラックの配合重量比を８＝２および２：８として測定
した放電性能を終正電圧０．９ｖで切りた放電持続時間
をプロットしてグラフとすると第４図の実線のごとくな
る。この結果から黒鉛とアセチレンシラ、りを８：２〜
２：８の配合重量比で添加したアルカリマンガン電池が
黒鉛またはアセチレンブラックを単独配合したアルカリ
マンガン電池に比べ放電性能が良好であることがわかる
。特に黒鉛とアセチレンブラックを等量配合した導電補
助剤を正極合剤とした実施例２のアルカリマンガン電池
は、正極合剤中の導電補助剤に黒鉛を全量とした比較例
１および全量をアセチレンブラックとした比較例２のア
ルカルマンガン電池よシも放電性能においてそれぞれ約
１５チおよび約６０チの向上を示す。
実施例４〜６および比較例３〜４
実施例１と同様のアルカリマンガン電池テストセルを用
い、正極合剤中の活物質二酸化マンガンと導電補助剤の
配合重量比を９＝１に維持しながら、導電補助剤中の黒
鉛とアセチレンブラックを第２表のごとく添加した正極
合剤３Ｉを加圧成形し、更に正極合剤の１４〜１５重量
優に相当する酸化亜鉛飽和の約１０モルの水酸化カリウ
ム溶液の二次電解液を添加した後、セパレーターを挿入
し、さらに水化亜鉛粉末を約１０モルの水酸化カリウム
溶液にＣＭＣでグル化して装入した。次いで、負極白金
集電体を付帯した負極押え棒を挿入し、放電装置にセッ
トし、２０Ω連続放電を行ない、終止電圧０．９ｖまで
の持続時間を測定した結果を第５図に示す。
い、正極合剤中の活物質二酸化マンガンと導電補助剤の
配合重量比を９＝１に維持しながら、導電補助剤中の黒
鉛とアセチレンブラックを第２表のごとく添加した正極
合剤３Ｉを加圧成形し、更に正極合剤の１４〜１５重量
優に相当する酸化亜鉛飽和の約１０モルの水酸化カリウ
ム溶液の二次電解液を添加した後、セパレーターを挿入
し、さらに水化亜鉛粉末を約１０モルの水酸化カリウム
溶液にＣＭＣでグル化して装入した。次いで、負極白金
集電体を付帯した負極押え棒を挿入し、放電装置にセッ
トし、２０Ω連続放電を行ない、終止電圧０．９ｖまで
の持続時間を測定した結果を第５図に示す。
第 ２ 表
第５図に示されるように黒鉛とアセチレンシラ、りの配
合割合の変化により放電性能が順次変化するが、二次電
解液を添加することによりいずれもアルカリマンガン電
池の放電性能は最少５チ、最大４０チ向上する。この実
施例４〜６および比較例３〜４に加えて、黒鉛とアセチ
レンブラックの配合重量比を８：２および２：８として
測定した放電性能を終止電圧０．９Ｖで切った放電持続
時間をプロットしてグラフとすると第４図の点線のごと
くなる。この結果から黒鉛とアセチレンブラックを８＝
２〜２：８の割合で導電補助剤とした実施例４〜６のア
ルカリマンガン電池は黒鉛のみを導電補助剤とした比較
例３のアルカリマンガン電池に比べ放電性能が２０〜２
５％向上する。
合割合の変化により放電性能が順次変化するが、二次電
解液を添加することによりいずれもアルカリマンガン電
池の放電性能は最少５チ、最大４０チ向上する。この実
施例４〜６および比較例３〜４に加えて、黒鉛とアセチ
レンブラックの配合重量比を８：２および２：８として
測定した放電性能を終止電圧０．９Ｖで切った放電持続
時間をプロットしてグラフとすると第４図の点線のごと
くなる。この結果から黒鉛とアセチレンブラックを８＝
２〜２：８の割合で導電補助剤とした実施例４〜６のア
ルカリマンガン電池は黒鉛のみを導電補助剤とした比較
例３のアルカリマンガン電池に比べ放電性能が２０〜２
５％向上する。
以上のごとく、導電補助剤である黒鉛の一部をアセチレ
ンブラックで代替し、さらに正極合剤に一定量の二次電
解液を添加した本発明のアルカリマンガン電池は従来の
アルカリマンガン電池に比し放電性能が著しく向上する
。
ンブラックで代替し、さらに正極合剤に一定量の二次電
解液を添加した本発明のアルカリマンガン電池は従来の
アルカリマンガン電池に比し放電性能が著しく向上する
。
第１図は正極合剤の導電補助剤として黒鉛またはアセチ
レンブラックを用いた場合のアルカリマンガン電池の放
電曲線を示すグラフ、 第２図は放電性能測定用テストセルの断面図、第３図は
正極合剤の導電補助剤として用いた黒鉛とアセチレンブ
ラックの配合重量比によるアルカリマンガン電池の放電
曲線を示すグラフ、第４図は正極合剤の導電補助剤とし
て用いた黒鉛とアセチレンブラックの配合重量比および
これに加えて二次電解液を添加した場合のアルカリマン
ガン電池の０．９Ｖまでの持続時間を示すグラフ、およ
び、 第５図は正極合剤に二次電解液を加えた場合の導電補助
剤として用いた黒鉛とアセチレンブラックの配合重量比
によ名アルカリマンガン電池の放電曲線例を示すグラフ
。 ｌ・・・負極白金集電体、２・・・負極押え棒、３・・
・内枠ホビン、４・・・セパレーター、５・・・ダル状
永化亜鉛粉末、６・・・正極合剤、７・・・正極二、ノ
ケル集電体、８・・・外枠。 特許出願人 三井金属鉱業株式会社 代理人弁理士 伊 東 辰 雄 代理人弁理士 伊 東 哲 也
レンブラックを用いた場合のアルカリマンガン電池の放
電曲線を示すグラフ、 第２図は放電性能測定用テストセルの断面図、第３図は
正極合剤の導電補助剤として用いた黒鉛とアセチレンブ
ラックの配合重量比によるアルカリマンガン電池の放電
曲線を示すグラフ、第４図は正極合剤の導電補助剤とし
て用いた黒鉛とアセチレンブラックの配合重量比および
これに加えて二次電解液を添加した場合のアルカリマン
ガン電池の０．９Ｖまでの持続時間を示すグラフ、およ
び、 第５図は正極合剤に二次電解液を加えた場合の導電補助
剤として用いた黒鉛とアセチレンブラックの配合重量比
によ名アルカリマンガン電池の放電曲線例を示すグラフ
。 ｌ・・・負極白金集電体、２・・・負極押え棒、３・・
・内枠ホビン、４・・・セパレーター、５・・・ダル状
永化亜鉛粉末、６・・・正極合剤、７・・・正極二、ノ
ケル集電体、８・・・外枠。 特許出願人 三井金属鉱業株式会社 代理人弁理士 伊 東 辰 雄 代理人弁理士 伊 東 哲 也
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、二酸化マンガンを主体とした正極合剤と、氷化亜鉛
負極と、アルカリ電解液とを主構成とするアルカリマン
ガン電池であって、前記正極合剤中の導電補助剤である
黒鉛の一部をアセチレンブラックで代替したことを特徴
とするアルカリマンガン電池。 ２、前記黒鉛とアセチレンブラックの重量比が８：２〜
２：８である前記特許請求の範囲第１項記載のアルカリ
マンガン電池。 ３、前記正極合剤に、水酸化カリウム溶液に酸化亜鉛を
溶解した二次電解液を１０〜２０重量％添加した前記特
許請求の範囲第１項または第２項記載のアルカリマンガ
ン電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57056636A JPS58175263A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | アルカリマンガン電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57056636A JPS58175263A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | アルカリマンガン電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS58175263A true JPS58175263A (ja) | 1983-10-14 |
Family
ID=13032808
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57056636A Pending JPS58175263A (ja) | 1982-04-07 | 1982-04-07 | アルカリマンガン電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS58175263A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0978889A1 (en) * | 1997-06-18 | 2000-02-09 | Wilson Greatbatch Ltd. | Conductive additive and discharge promotor mixture for reducing cell swelling in alkali metal electrochemical cells |
| JP2008261376A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 圧力釜の密封方法 |
-
1982
- 1982-04-07 JP JP57056636A patent/JPS58175263A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0978889A1 (en) * | 1997-06-18 | 2000-02-09 | Wilson Greatbatch Ltd. | Conductive additive and discharge promotor mixture for reducing cell swelling in alkali metal electrochemical cells |
| JP2008261376A (ja) * | 2007-04-10 | 2008-10-30 | Toyo Seikan Kaisha Ltd | 圧力釜の密封方法 |
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