JPS585968A - 二酸化マンガン乾電池 - Google Patents

二酸化マンガン乾電池

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JPS585968A
JPS585968A JP57109669A JP10966982A JPS585968A JP S585968 A JPS585968 A JP S585968A JP 57109669 A JP57109669 A JP 57109669A JP 10966982 A JP10966982 A JP 10966982A JP S585968 A JPS585968 A JP S585968A
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JP
Japan
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manganese dioxide
dry battery
dry
battery according
carbon black
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JP57109669A
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English (en)
Inventor
ジヤンポ−ル・マニエ
モ−リス・ガルサン
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SOSHIETSUTO RE PIRE UONDE SA
Original Assignee
SOSHIETSUTO RE PIRE UONDE SA
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Publication date
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/06Electrodes for primary cells
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/62Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
    • H01M4/624Electric conductive fillers
    • H01M4/625Carbon or graphite
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/04Cells with aqueous electrolyte
    • H01M6/06Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二酸化マンガン乾電池の改良に係り、より詳し
くは二酸化マンガン乾電池の正極物質に係る。
公知のように二酸化マンガン乾電池の正極は活物質たる
二酸化マンガン(天然活性のもの或いは人工的に精製さ
れた化学マンカン又#′i電解二酸化マンガン)とカー
ボンブラックを主成分とする混合物、より形成され、こ
の混合物中にいわゆるルクランシュ型マンガン乾電池の
場合には水、塩化亜鉛及び塩化アンモニウムを主成分と
する電解液(3)が吸収され、塩化亜鉛乾電池の場合に
は水及び塩化亜鉛を主成分とし塩化アンモニウム含有量
の著しく少ない電解液(H)が吸収される。
本発明の目的は上記のような乾電池の製造技術f変える
ことなく又その製造コストヲ上昇させることなしに、正
極物質の性能を向上せしめることにある。換言すれば、
正極混合物の組成會変えることにより乾電池の放電寿命
の姑艮を図り、しかもこれにより該混合物のコスト上昇
を招くことなくかえってコスト減ともなり得ることを目
的とすする。
乾電池の性能、即ち放電寿命は一糀的には正極における
二酸化マンガンの量に比例する。従って本発明において
は、正適における他の重要成分であるカーボンブラック
の量を減らすことにより二酸化マンガン蓋の増大を図る
こととし、従来の乾電池に通常用いられていたカーボン
ブラックよりも優れた導電率及び吸収作用を有する特定
のカーボンブラック、例えばアセチレンブラック又はベ
ンゼンブランク等を用いることにより上記目的の達成に
成功した。
即ち、上記したアセチレンブラック等の%足のカーボン
ブラックは炭素含有率が99−以上であり、6.3X1
0’Pαで測定した電気抵抗率が0.350Ω個未満、
フタル酸ジプチル吸収指数(DBp指数)が100gの
ブラックに対して350gIt以上の各性能を有するも
のであり、このようなカーボンブラックを用いることに
より乾電池正極混合物における二酸化マンガン対カーボ
ンブラックの重量化を大幅に増大することができる。上
記のようなアセチレンブラックの千例はフランス特許第
7706894号に記載されている通りであって、これ
によりば電気抵抗率(6,5x 10”Paで側足)は
0.270〜0.350Ω国でありDBP指数は100
Iに対[2て400〜500−である。
このような優れた性能を有する特定のカーボンブランク
を用いるならばカーボンブラックの量を従来、よりも減
少することができ、その減少分を二酸化マンガンで書換
することにより二酸化マンガンの重1比増大が達成され
、しかもこの場合においても従来の乾電池におけると同
等の導電率及びtm液吸収作作用得られる。
既述したように乾電池に用いられる電解液には2つのタ
イプがある。即ち、いわゆるルクランシュ型乾電池にお
いては水、塩化亜鉛及び比較的高濃度の塩化アンモニウ
ムより成る電解液(イ)?用いるが、この場合の乾電池
正極における二酸化マンガン対カーボンブラックの重量
比は従来3〜8程度であったが、本発明によれば該比率
はこれを大幅に上回り10〜25とすることができる。
主として水及び塩化曲鉛より成り塩化アンモニウムの含
有雪が電、m液(湧よりも着しくぐ少ない(通常3−未
られるが、この場合の二酸化マンガン対カーボンブラッ
クの重量比も本発明によれば従来のものより著しく大と
することができ、即ち従来は71〜7程度の重量比であ
ったのが本発明によれば15@度の重量比を達成するこ
とが可能である。
以上欽明したように、本発明によればアセチレンブラッ
ク郷の%5Zのカーボンブラックを用いることKより従
来より少量のカーボンブラックで従来と同程度の導電率
及び電解液吸収作用を得ることができる。史にこのカー
ボンブラックの減少分を二酸化マンガンの付加分とする
ことにより二酸化マンガン量増大を図り、これにより放
電寿命及び容量の向上を実現する。しかも二酸化→ンカ
ンはカーボンブラックよりも安価に得られるので経済性
にも優れ、高性能乾電池正極めて低コストで得ることが
できる。
本発明の理解を容易にするため以下に実施例を記す。実
施例1及び2は特に本発明による一方の利点、即ち乾電
池の放電性能の向上を農付けるものであり、実施例6及
び4は臀に他方のオリ点である経済性向上1)実証する
ものとして理解することができる。
実施例1 炭素含有率991以上、粒子の平均直径約2751比表
9面積約10On?/11、電気抵抗率(6,3x 1
0”Paで側足)約0.3000cm、P温指数100
. DBP吸収指数(100,90プラ7りK[L)4
00+d(7)アセチレンブラックと、化孝的又Fi、
電気化学的に合成した二酸化マンガンを用いて正極混合
物とした。即ち、56〜64%(重tチ、以下同じ)、
例えF!59mの合成二酸化マンカンと6.8〜6%(
例えば4−)の上記アセチレンブラックに加え、12〜
15チ(例えば12.5 % )の塩化アンモニウム(
乾*)、2〜10’lbC例えば8.5チ)の塩化亜鉛
(乾燥)及び16〜20%、(例えば16嘩)の水を混
合して正極物質とした(電解液(4の場合)。
本実施例で狗られた乾電池の放電容量は、単に正極中の
二酸化マンガン量が増大したことから推定されるよりも
はるかに大きな上昇1示した。即ちこの結果は第1図及
び第2図に示される通りであって、とtら図面に示す曲
線はCEI規格によるモジュールRoe 、R□、R1
4及びR9に対応するものであるが、本発明による乾電
池の放電容量(実線で示す)tilt従来のもの(破線
で示す)よりも50〜100%もの増大を示している。
このような著しい容量増大が達成されたにもかかわらず
、本実施例で用いた正極物質の価格Fi従来のものと同
程度か或いはやや安価に止まるものであった。即ち、本
実施例による乾電池のコストパーフォーマンスは非常に
良好であった。
実施例2 合成二酸化マンガン60〜69−1実施例1で用いたと
同じアセチレンブラック2.5〜4.0%。
塩化アンモニウム(乾燥)10〜15%、塩化亜鉛(乾
燥)2〜11%及び水13〜17チを混合して正極物質
を形成し九(電解液(4の場合)。より具体的な配合比
率は下記の通りである。
上記した2つの正極物質による乾電池の答tは、実施例
1における同じモジュールのものよりも更に10〜15
チの増大を示した。又本実施例においては高価なアセチ
レンブラックをより広範囲において安価な二酸化マンガ
ンと代替して正極を製造したので、その製造コストは実
施例1より更に低くすることができた。
実施例3 本実施例においては活物質として天然の(例えばガボン
やギリシャの鉱山で産出した)二酸化マンガンを用い、
アセチレンブラックは前記実施例1及び2で用いたもの
と同じとした。即ち、54〜64チ(例えば61チ)の
天然産二酸化マンガン及び3.8〜6%(例えば4.3
16)のアセチレンブラックに12〜15チ(例えば1
4.7 % )の塩化アンモニウム(乾燥)、2〜10
チ(例えば5.5チ)の塩化亜鉛(乾燥)及び14〜2
0%(例えば14.5チ)の水を加えて正極混合物とし
た(電解液(,4の場合)。
本実施例においては二酸化マンガンとして人工のものよ
りもはるかに安価な天然産のもの管用いたので、高価な
アスレチックブラックの一部を安価な二酸化マンガンと
置換することによる本発明の経済的有利性がより一部に
発揮され極めて安価な乾電池を製造することができた。
この場合も二酸化マンガンの高配合により乾電池として
必要な性能は十分に満足され、コストパーフォーマンス
は前記実施例におけると同様好ましいものであった。
実施例4 電解液(勾の場合として、二酸化マンカン49〜62チ
、前記実施例1〜3に用いたのと四じアセチレンブラッ
ク4〜7%、乾燥塩化アンモニウム0〜3嘩、乾燥塩化
亜鉛9〜11%及び水25〜30−f混合し2て塩化亜
鉛電池の正極物質を製造した。得られた乾電池の放電寿
命は少なくとも従来の塩化亜鉛電池と同程度であるか若
しくはそれ以上であり、カーボンブラック量の一部をよ
り安価な二酸化マンガン、特に天然の二酸化マンガンで
置換することにより原料コストの大幅な低減を図ること
ができた。
乾を池における正極は円形断面の仲秋とされているのが
通常であるが本発明の通用はこれに限られるものではな
く、薄板状としてもよいことは勿論である。例えば電解
質ゲルの薄層コーティングを施したクラフト紙等で両極
を分離するようにしたペーパーラインド方式、或いはペ
ーストラインド方式の如きにも本発明を適用することが
できる。
以上述べたような本発明の正極混合物に対して#i更に
酸化曲鉛や塩化水錯(It)等を添加してもよいことは
従来と同様であるが、如何なる場合にも既述した本発明
による乾電池の優れた%質を阻害するものであってはな
らない。本発明による乾電池の製造にあたっては従来法
と同様でよく何ら特別の設備婢管必要としない。
【図面の簡単な説明】
添附図面第1図及び第2図は本発明による乾電池の谷i
#を従来のものとの比較において示す図表であって、第
1図はCEI規格のモジュールね及びR11に対応する
ものを、また第2図けCEI規格のモジュールR84及
びR7K対応するものをそれぞh示す。こtら図面にお
いて実線は本発明による乾電池の容量を示し破線は従来
の乾電池の谷tを示す。 特許出願人  ソシエット・し・ビレ・ウォンデ・ソシ
エテ・アノニム

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (11正極が二酸化マンカン及びカーボンブラックを、
    主体とする混合物より成るものにおいて、該カーボンブ
    ラックとして、炭素含有率99−以上、6.3 X 1
    06 Pegで測定した電気抵抗率0.350Ω1未満
    であり且つ100I!当たりのDHp 吸収指数650
    −以上であるカーボンブラックを用い、且つ二酸化マン
    ガンのカーボンブラックに対する重量比全従来の二酸化
    マンガン乾電池における該比率よりも大きくすること′
    fr特徴とする二酸化マンガン乾電池。 (2)ルクランシュ型の二酸化マンガン乾電池において
    、二酸化マンガンのカーボンブラックに対する重量比が
    8以上である特許請求の範囲第1項に記載の二酸化マン
    ガン乾電池。 (3)二酸化マンガンのカーボンブラックに対する重量
    比が8〜25の範囲内である特許請求の範囲第2項に記
    載の二酸化マンガン乾電池。 (4)塩化亜鉛乾電池において、二酸化マンガンのカー
    ボンブラックに対する重量比が7以上である特許請求の
    範囲第1項に記載の二酸化マンガン乾電池。 (5)二酸化マンガンのカーボンブラックに対する重量
    比が7〜15の範囲内である特許請求の範囲第4項に記
    載の二酸化マンガン乾電池。 (6)前記カーボンブラックがアセチレンブラックより
    成る特許請求の範囲第1項に記載の二酸化マンガン乾電
    池。 (η 6.3 X 10”Ptxでの電気抵抗率が0.
    270〜0.350であり、10011当たりのDBP
    M収指数が400〜500−のアセチレンブラックを用
    いる特許請求の範囲第6項に記載の二酸化マンガン乾電
    池。 (8)炭素含有率99%以上、粒子の平1I9ii[径
    約275.4.比表面積的100 d/11.6.3 
    xlo”Pαでの電気抵抗率約0.300Ωtx、P温
    指数100であり且つ100I当九りのDBP@収指数
    400−のアセチレンブランクを用いる特許請求の範囲
    第7項に記載の二酸化マンガン乾電池。 (9)  前記二酸化マンガンとして化学的又は電気化
    学的に合成された二酸化マンガンを用いる特許請求の範
    囲第1項乃至第8項のいずれかに記載の二酸化マンガン
    乾電池。 00  前記二酸化マンガンとして天然活性二酸化マン
    ガンケ用いる特許請求の範囲第1項乃至第8項のいずれ
    かに記載の二酸化マンガン乾電池。 Ol  ルクランシュ型の二酸化マンガン乾電池におい
    て、その正極が56〜64 urt、%の合成二酸化マ
    ンガン、648〜6wt、%のアセチレンブラック、1
    2〜15wt、−の乾燥塩化アンモニウム、2〜1ow
    t、sの乾燥塩化亜鉛及び16〜2CJI)t、%の水
    より成る特許請求の範囲第8項に記載の二酸化マンガン
    乾電池。 G′lJ  ルクランシュ型の二酸化マンガン乾電池に
    おいて、その正極が60〜69uJt、*の合成二酸化
    マンガン、2.5〜4wt、%のアセチレンブラック、
    10〜15wt、−の乾燥塩化アンモニウム、2〜11
     Kt、%の乾燥塩化亜鉛及び13〜17wt、%の水
    より成る特許請求の範囲第8項に記載の二酸化マンガン
    乾電池。 031  ルクランシュ型の二酸化マンガン乾電池にお
    いて、その正極が54〜(S 4 wt、−の天然活性
    二酸化マンガン、6.8〜6wt、%のアセチレンブラ
    ック、12〜15 lat、sの乾燥塩化アンモニウム
    、2〜10 tilt、 Toの乾燥塩化亜鉛及び14
    〜2011rt、fbの水より成る特許請求の範囲第8
    項に記載の二酸化マンガン乾電池。 04  塩化亜鉛乾電池において、その正極が49〜6
    2 ult−’16の二酸化マンガン、4〜7 wt、
    %のアセチレンブラック、0〜5wt、%の乾燥塩化ア
    ンモニウム、9〜1i wt、qbの乾燥塩化亜鉛及び
    25〜5 Q wt、%の水より成る特許請求の範囲第
    8項に記載の二酸化マンカン乾電池。
JP57109669A 1981-06-26 1982-06-25 二酸化マンガン乾電池 Pending JPS585968A (ja)

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FR8112690 1981-06-26
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