JPS5897263A - アルカリマンガン電池の製造方法 - Google Patents

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】 この発明は正極合剤の製造工程を改喪したアルカリマン
ガン電池の製造方法に関する。

最近、この種のアルカリマンガン電池は小形、高性能な
電池として電卓やカメラ用ストロボなどに多く用いられ
る傾向にある。

ところで、このような電池は正極合剤の製造工程によっ
て電池特性に大きな影響を与えることが知られている。

しかして、従来正極合剤を得る方法として（ａ）　　二
酸化マンガンと、リン状黒鉛などの炭素質電導剤とを混
合したのちバインダーとして舎虞高分子檎脂例えばポリ
スチロールの有機濤剤−液を加えて混線し、こののち攪
拌しながら加熱乾燥して正極合剤を得る方法。

伽）　二酸化マンガンとリン状黒鉛などの炭素質電導剤
とを混合したのち水を加えてスリラー状とし、こののち
噴霧造粒乾燥して正極合剤を得る方法。

（Ｃ）　　二酸化マンガンとリン状黒鉛などの炭素質電
導剤とを混合したのちアルカリ電解液を加え拠練し１．
こののち例えば流動層加熱乾燥機により所定水分量才で
乾燥して正極合剤を得る方法。

などが用いられている。

ところが（１）の方法によると、アルカリ電解液を保持
してないので空気中の炭素ガスを吸収せず作業性が良好
で充填量の均一な合剤が得られるが。

この反面プラスチックバインダーのため正極合剤中にア
ルカリ電解液が浸透しずらく１合剤中に保持される電解
液の量がわずかである。このため放電反応面積が小さく
なり放電中の作動電圧が低く。

ｍｌこ急放電特性や低＠特性が劣化する欠点があった。

またｆｂ）の方法によってもアルカリ電解液を保持して
ないので空気中の炭酸ガスを吸収せず作業性が良好で充
填量の均一な合剤が得られ、しかも（ｌＩ＞で述べたプ
ラスチックバインダーを用いるより正極合剤中へのアル
カリ電解液の浸透を良好ｌこできるが、やはり多量には
アルカリ電解液を浸透させることが離しく（ａ）と同様
特性が劣化する欠点があった。更に（Ｃ）の方法による
と、アルカリ電解液の浸透はｆａｌ（ｂ）に比べ良好で
あるが、アルカリ電解液を添加するため加熱乾燥時に空
気中の炭酸ガスを吸収してし才い、この炭酸ガスにより
電池の内部抵抗が増大したり、あるいは負極活物質であ
る亜鉛の不動態化を促進してしまい電池の低温特性急放
電特性が劣化する欠点があった。

この発明は上記欠点を除去するためなされた−ので、正
極合剤の製造工程を藏良することＩこより正極合剤中ｌ
こ多量のアルカリ電解液を保持で命。

急放電特性および低ａ特性を含め電池特性の向上を図り
得るアルカリマンガン電池の製造方決を提供することを
目的とする。

以下、この発明の一実施例をａ明する。

まず、この発明ｌこより得られるアルカリマンガン電池
の概略構成について述べると１図画において１は正極端
子を兼ねた正極容器で、この正極容器１に正極合剤を加
圧充填して正極２を得ている。

正極２の内側に不織布のセパレータ３を介してゲル状負
極剤４を収納している。５は合成樹脂製の絶縁バッキン
グ、６は負極端子を兼ねた宵口［。

７は集電棒、♂は絶縁底板、９は正極容器の開口部で宵
口榎６を絶縁バッキング５を介して開口部９を内方へ折
−して締め付は密封口して１円筒層アルカリマンガン乾
電池を構成している。

この場合、このように構成されるアルカリマンガン電°
池はその製造工程において正極合剤を次の各工１１にで
得るようにしている。

（１）　　実施態様に 酸化マンガンとリン状黒鉛などの炭素質電導剤を混合し
たのちアルカリ電解液を添加して均一な１合体を調製し
、これを凍結乾燥して適当な水分量（３〜９慢）の正極
合剤を得るようにした。

ここで、凍結乾燥は合剤中の水分を凍結させ、減圧下で
氷を昇華させて水分を水蒸気として除去し乾燥させる方
法である。また、水分量の範囲は合剤を１０５℃で２時
間乾燥したときの加熱減量心ら算出した値であり配合し
た二酸化マンガンの付着水（約１優）も含まれている。

このようにすると、アルカリ電解液を添加した合剤は減
圧下で凍結乾燥されるため空気中の炭酸ガスを吸収する
ことがなく、炭酸ガスの吸収により生ずる電池内部抵抗
の増大がなく、低温時性、急放電特性の劣化を防止でき
る。また凍結乾燥により微細な多孔体の状態が得られる
ので、正極容器に充填後アルカリ電解液を注入した場合
も多量の電解液を保持することができ。

これにより放電反応面積を大きく得られ、低温特性や急
放電特性の著しい向上を図ることができる。Ｉ！に凍結
乾燥後の水分を３〜９１Ｇ＜規制することにより以下述
べる不都合も除去で會る。

力（ 傍から反応してしｔう。つまり電池の放電反応が合剤内
で均一に起らなくなり、このため低温特性、急放電特性
が劣化する。一方、ｓ優より水分が多くな−ると１合剤
の流動性が悪くなり成形機などへの自動供給が麹しくな
り作業性が悪化し１重た成形合剤の重量のバラ・キが大
−くなったり成形合剤＃ｃＩｋ！ｌｌ！が生じ馬くもな
り、放電特性のパラツキが大きくなり、更には合剤中の
電子電導の回路網の抵抗が大きくなり集電体近傍から反
応してしまいこのため低！特性、龜款電特性が劣化する
。しかして、凍結乾燥後の水分を３〜ｓ嘔に規制するこ
とによりこのような不都合を全て除去できることになる
。

（２）実施１様■ 二酸化マンガンとリン状黒鉛などの炭素質電導剤を混入
したのちアルカリ電解液を添加して均一な温合体をｖ４
１１ｔ、、これを押出し造粒しながら凍結乾燥によりて
適当な水分量（３〜９慢）の正極合剤を得るようにした
。

このよう１こすると、実施ｍａｒと同様の効果が期待で
き、これに加え押出し造粒により合剤の粒形、粒度が略
均−に禰うので正極容器への充填のための礒扱が容易に
なるとと−に充填時の重量精度を高めること本できる。

（３）実施１１４１１１１［ 液を添加し均一な混合体を調製し、こののち凍結乾燥又
は押出し造粒しながら凍結乾燥によって遣鴫な水分（３
〜９慢）の正極合剤を得るようにした。

ここで、合成水溶性高分子の優は０．２％から２ｓの範
囲であることが奸才しい。これはｕ涜以下だとバインダ
ーとしての効果がなくなり２慢以上だと合剤の抵抗が大
きくなってしまうためである。

このようにすると、実施態様Ｉ又はＨの効果が期待でき
るのに加えバインダーによる結着効果化より正極合剤の
成形性を良好にできる。

しかして、いま具体例として実施態様■をアルカリマン
ガン電池ＬＲ６（外径１４．Ｏｔｎｍ、高専４９．８ｍ
ｍ）に適用した場合と、従来品とについて下記の項目に
ついて比較した。

黒鉛）９．７部１合成水溶性高分子（ポリアクリル酸ソ
ーダ）０，４部およびアルカリ電解液（Ｓ−苛性カリ溶
液、比重１０７）１９３１１を轡閉容器中で攪拌混合し
均一な合剤を調製し、こののち訪メＶシ、のスクリーン
から押出し造粒しながら一２０’ＣＫ冷却するとともに
ＣＬＩＴｏｒｒに減圧して水分が５−になるまで乾燥し
正極合剤を得、これを正極容ａに所定量充填しアルカリ
電郷液を注加したのち負極容器側と壷金して電池を組立
てた。また、従来品は二酸化マンガン（電解二酸化マン
ガン）　７０３部、炭素質電導剤（リン状黒鉛）９，８
部およびアルカリ電解液（８−苛性カリ＃ｌ液比重１．
０７）　１９．３部を密閉容器で攪拌混合して均一な合
剤を調製し、２８メツシ、のスクリーンから押出し造粒
しながら９０℃で水分が５−になるまで乾燥して正極合
剤を得、これを正極容器に所定量充填し、アルカリ電解
液を注加したのち負極容器側と嵌合して電池を組立てた
。

まず負荷抵抗２Ωで、５秒放電、Ｓ秒体止のパルス放電
を行ない終止電圧ｏ、ｓｖ　Ｋ、なるまでの持続時間を
調べたところ第１表の結果が得られた。この場合の測定
温度は２０℃と一２０℃で試験個数９１１の平均値を示
している。また人は本発明品、Ｂは従来品である。

第　　１　　表 この表によると、この発明により得られた電池は成好な
急放電特性および低＠特性が得られることが判明した。

次に１本発明品人と従来品Ｂを１００の負荷抵抗で、２
０℃、−２０℃初度および４５℃、３ケ月後における夫
々の連続放電について終止電圧へ９ｖまでの持続時間を
１べたところ第２表の結果が得られた。この場合、第２
表は試験個数９個の平均値を示している。

以下余白 ＃Ｉ２表 この表によると、この発Ｆ！４＃こより得られた電電池
は曳好な放電特性が得られることが判明した。

以と述べたようにこの発明によれば正極合剤の製造工椙
を改良することｋより正極合剤中〈多量のアルカリ電解
液を保持でき、急放電特性および低温特性を含め電池特
性の向上を図り得るアルカリマンガン電池を提供できる
。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明により得られた電池の概略的構成図であ
る。 １・・・正極容！ｓ　　　　　２・・・正極３・・・セ
パレータ　　　　４・・・ゲル状負極剤特許庁長官　　
島　１）春　樹　　　殿１、事件の表示 畳願昭５６−１９３８３４号 ２、発明の名称 アルカリマンガン電池の製造方法 ３、補正をする者 事件との関係特許出願人 （３５３）東芝電池株式金社 ４代理人 ５、自発補正 補正の内容 （１）本願明細書中鎖１買目に記載の特許請求の範囲を
別紙のように訂正する。 （２）同願明細書中第１１真下ふら６行乃至７行目に記
載の「アルカリマンガン電池」を「アルカリマンガン電
池の製造方法」と訂正する・２、特許請求の範囲 （１）　　二酸化マンガン、炭素質電導剤詔よびアルカ
リ電解液を有する混合体を凍結乾燥して正極合剤を得る
工程を有することを特徴とするアルカリマンガン電池の
製造方法。 （２）上記正極合剤を得る工程は温合体を押出し造粒す
る工程を有することを特徴とする特許請求の範囲＠１項
紀載のアルカリマンガン電池の製造方法。 （３）上記混合体はバインダーとして合成水溶性高分子
を有することを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第
２項記載のアルカリマンガン電池の製造方法。 （４）上記正極合剤を得る工程は乾燥後の水分量を３〜
９−にしたことを特徴とする特許請求の範Ｗｉ嬉１ｍ乃
至第３項のいずれかに記載の一アルカリマンガン電池の
製造方法。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）　　二酸化マンガン、炭素質電導剤およびアルカ
   リ電解液を有する混合体を凍結乾燥して正極合剤を得る
   工程を有することを特徴とするアルカＩＪ　ｗンガン電
   池の製造方法。
2. （２）上記正極合剤を得る工徨は温合体を押出し造粒す
   る工程を有することを特徴とする特許請求の範ｉ［第１
   項記載のアルカリマンガン電池の製造方法。
3. （３）上記温合体はバインダーとして合成水溶性高分子
   を有することを特徴とする特許請求の範囲第ｉ１１又は
   第２項記載のアルカリマンガン電池。
4. （４）上記正極合剤を得る工程は乾燥後の水分量を３〜
   ９１Ｇにしたことを特徴とする特許請求の範圓ＩＥＩ項
   乃至第３項のいずれｉｙｈ＃ｃ記載のアルカリマンガン
   電池。