JPS5928025B2 - アルカリ電池の製法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は二酸化マンガン、酸化水銀、酸化銀、酸化銅な
どの減極剤とリン状黒鉛、アセチレンブラックなどの電
導補助剤を主成分とする混合物に、ワックスまたはパラ
フィンの懸濁液からなる造粒こ助剤を、ワックスまたは
パラフィンの固形分すなわち造粒助剤の固形分として電
導補助剤１００重量部に対して０．０５〜０．３重量部
加えて顆粒状とし、つぎにこれを所定の形状に加圧成形
して陽極会則とするアルカリ電池の製法に係ク、電池性
能の向上を目的とする。

従来この種の電池において、陽極会則の成形作業の簡素
化ならびに会則中の電解質の分布を均一にするため、二
酸化マンガンなどの減極剤とリン状黒鉛などの電導補助
剤を主成分とする混合物に、アルカリ金属の硅酸塩から
なる造粒助剤とアルカリ性電解液とを添加して混和し、
つぎにこれを顆粒状にして乾燥したのち、所定量を自動
的に成形機に供給し加圧成形して陽極会則とする方法が
採用されていた。

このように顆粒状にした配合物は、その流動性が良好で
あるため成形機へ自動的に供給することが容易となシ、
従来の配合物に比べて成形能率が向上されるばかヤでな
＜、成形作業時における環境衛生なども改善され、また
会則中における電解質の分布状態が均一になＤ、放電性
能に有利になるなどの科但を有しているが、前述したよ
うな造粒方法にはつぎのような欠点がある。

アルカυ金属の硅酸塩ならびにアルカリ性電解液はとも
に空気中の炭酸ガスを吸収する性質があり、そのため陽
極会則の内部抵抗を増大する要因となるばかクでな＜、
亜鉛などの陰極活物質の不働態化を促進する。

またアルカリ金属の硅酸塩はアルカリ性電解液に対する
耐抗性が十分でなく電解液によつて膨潤するため、会則
粒子間の接触が悪くなるなどの欠点がある。上記欠点を
解消するため、ポリビニルアルコールと水の懸濁液を造
粒剤として使用することが提案された。

この結果空気中の炭酸ガスを吸収することにより生じる
陽極会則の内部抵抗の増大、亜鉛などの陰極活物質の不
働態化は抑制されたが、電池性能の面から十分ではなか
つた。すなわちポリビニルアルコールは、粉体の造粒剤
としてはきわめて優れた性能を示すが耐酸化力がきわめ
て低いため減極剤と接することによりポリビニルアルコ
ールは減極剤により酸化され、逆に減極剤は還元されて
、電池の端子電圧を減少させるばかヤでなく放電容量の
減小もきたす欠点がある。またポリビニルアルコールは
親水性であるため電池を長期間保存することによシポリ
ビニルアルコールが合剤中の電解液を吸収して膨潤する
この結果陽極合剤中の電解波が不足することにより陰極
側の電解液が陽極合剤中に移動してしまい陰極側の電解
液量が不足して電池の内部抵抗を高めたり陰極活物質の
利用率を減少させたｖする欠点があつた。本発明はこれ
らの欠点を解除するため、二酸化マンガンなどの減極剤
とリン状黒鉛、アセチレンブラツクなどの電導補助剤を
主成分とする混合物に、ワツクスまたはパラフインの懸
濁液からなる造粒剤を、造粒助剤の固形分として電導補
助剤１００重量部に対して０．０５〜０．３重量部混和
して顆粒状とし、つぎにこれを所定の形状に加圧成形し
て陽極合剤としたものである。ワツクスあるいはパラフ
インは絶縁性物質であム陽極合剤に多量に添加すると電
導補助剤の働きが阻害されて電池注能が低下するため、
造粒助剤の添加量は電導補助剤の量に対比して選定する
必要がある。

電導補助剤（リン状黒鉛）１００重量部に対するパラフ
イン懸濁液からなる造粒助剤の固形分としての添加量を
種々変えて造粒、成形した場極合剤を用いた単２形アル
カリマンガン電池の短絡電流値を測定してその結果をつ
ぎの表に示す。

この表から明らかなように、電導補助剤１００重量部に
対して造粒助剤の固形分が０．４重量部以上になると、
短絡電流値が小さく電池性能上好ましくない。第１図は
電導補助剤（リン状黒鉛）１００重量部に対するパラフ
イン懸濁液からなる造粒助剤の固形分としての添加量と
、できあがつた合剤顆粒物の流動性を定性的に示す曲線
図で、この図から明らかなように電導補助剤１００重量
部に対して造粒助剤の固形分が０．０５重量部よジ少な
いと、造粒効果が十分に発揮されずいつたん造粒したも
のが解粒して微粉末となわ、流動性が悪くなつて成形機
への自動供給が困難となるうえ、充填量のバラツキが大
きくなる。

したがつてワツクスまたはパラフインの懸濁液からなる
造粒助剤の添加量の上限は電池性能によつて、一方下限
は合剤造粒物の流動性によつてそれぞれ決められ、短絡
電流値を低下することなく合成浩粒剤の自動供給を円滑
に行なうためには造粒助剤の固形分としての添加量を電
動補助剤１００重量部に対して０．０５〜０．３重量部
の範囲に規制するとよい。

この方法を採用することによジ、品質の安定化ならびに
性能の向上を計ることができる。

造粒助剤として用いるワツクスまたはパラフインの懸濁
液は造粒に適した粘性を有し、造粒の際減極剤や電導補
助剤などの微粉末を強固に結合して、造粒後に訃いても
造粒初期の物理的強度を維持して解粒することがなく、
成形機に供給する工程で微粉末となつて飛散する懸念が
ない。

また二酸化マガジンや酸化銀などの減極剤ならびにアル
カリ性電解液に対して安定した耐抗性を有しているため
、これらによつて変質して電池性能に悪影響を与えるこ
とはない。またワツクスまたパラフインは潤滑作用を有
しているため、顆粒状となつた粒子は流動性に優れてお
ジ、このため成形機秤量桝への供給が容易となｂ秤量性
の向上が計れると供に密度の均一な合剤が得られ、重量
バラツキの少７よい成形体の形成ができる。

上記作用効果を、ポリビニルアルコールを造粒助剤とし
た従来のものと比較検討した結果を第３図〜第４図に示
す。

な卦Ａは、ワツクスまたはパラフインの懸濁液からなる
造粒助剤を、造粒助剤の固形分として電導助剤１００重
量部に対し０．２重量部加えて顆粒状とｕこれを所定の
形状に加圧成形して陽極合剤とした本発明のアルカリマ
ンガン電池であジ。Ｂはポリビニルアルコール溶液（約
３．２％溶液）を加えて顆粒状とし、加圧成形して陽極
合剤とした従来のアルカリマンガン電池である。第３図
は、上記Ａ，Ｂのアルカリマンガン電池の開路電圧と保
存月数との関係を示したものであ）、ポリビニルアルコ
ールを使用した従来例のアルカリマンガン電池Ｂは保存
することにより開路電圧の低下が著しいことを示してい
るこれはポリビニルアルコールが減極剤である二酸化マ
ンガンによジ酸化され、逆に減極剤である：酸化マンガ
ンの表面が還元されるため開路電圧の低下が起こるもの
と考えられる。

また第４図は、保存月数と放電持続時間の関係を示した
もので、従来使用されていたポリビニルアルコールを造
粒助剤としたアルカリマンガン電池Ｂは、保存後の放電
持続時間が悪い、これは、二．酸化マンガンの表面がポ
リビニルアルコールで還元されることおよびポリビニル
アルコールが合剤中の電解液を吸収して膨潤しこの結果
陽極合剤の電解液が不足することによシ陰極側の電解液
量が不足して、電池の内部抵抗を高めたシ陰極活物質の
利用率が減少した）するためと考えられる。

なへ上記保存月数とは保存温度４５℃の条件で保存した
時の月数であシ、放電持続時間は、４Ω連続放電で終止
電圧が０．９Ｖになるまでの持続時間を測定したもので
ある。また使用したアルカリマンガン電池はＣサイズの
電池である。つぎに本発明の実施例について説明する。
二酸化マンガン８０重量部とリン状黒鉛１５重量部とア
セチレンブラツク３重量部を乾式で混合し、さらに固形
分を４０重量％含んだパラフイン懸濁液からなる造粒助
剤０．０９重量部と水１５重量部を加えて均一になるま
で攪拌混和する。

この調合物を造粒機の０．１ｍ径の多数の孔を有するク
スリーンから押し出して顆粒状とし、これを５０℃に保
持された乾燥器の中を通して乾燥し、所定量を採取して
形成機に供給し、筒状に加圧成形して陽極合剤とする。
この陽極合剤中Ｋ卦ける固形分としての造粒助剤の量は
、電導補助剤１００重量部に対して０．２重量部である
。

前記実施例のほかに陽極合剤の原料を回転する斜面を反
復して転落させて造粒する方法、あるいは上下左右振動
を与えて造粒する方法などがある。第２図は前記実施例
によつてつくられた陽極合剤を用いたアルカリマンガン
電池を示すもので、陽極缶１には筒状の陽極合剤２が挿
入され、陽極合剤２の中空部にはアルカリ性電解液を含
浸したセパレータ３を介して、亜鉛粉末とアルカリ性電
解液の混練物からなる陰極剤４が充填されて卦Ｄ１陽極
缶１の開口部はガスケツト５ならびに中央に集電体６を
固着した陰極端子板７によつて封口され、外装缶８によ
つて締めつけられている。

９はガスケツト５の周縁肩部に載置された合成ゴムなど
の軟質リング、１０は陽極缶１の頂面に載置固定された
陽極端子板である。

本発明は前述したような構成になつて卦ｂ１ワックスま
たはパラフインの懸濁液からなる造粒助剤は、合剤粒子
の相互間を強固に結合することができるため、作業能努
が向上し、また減極合剤ならびにアルカリ性電解液に対
して安定した耐抗性を有しているため、従来のポリビニ
ルアルコールのように変質して端子電圧や放電容量の減
少をきたす悪影響を与えることがな賎またワツクスまた
はくくラフイン懸濁液は―水性をおびているため、従来
のポリビニルアルコールのように電池の保存中に陰極側
の電解液が陽極合剤中に移動することがない。

また新たに陽極合剤を撥水処理する必要もない。さらに
従来のアルカリ金属の硅酸塩のように空気中の炭酸ガス
を吸収する性質が・ないため、陽極合剤の内部抵抗が増
大した９陰極活物質の不働態化を促進したシすることが
なくミ品質の安定したアルカリ電池が提供できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は造粒助剤の添加量と合剤顆粒物の流動性との関
係を示す曲線図、第２図は本発明によるアルカリマンガ
ンの半裁断面図、第３図は保存期間と開路電圧との関係
を示す曲線図、第４図は保存期間と放電持続時間との関
係を示す曲線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 二酸化マンガンなどの減極剤とリン状黒鉛、アセチ
   レンブラックなどの電導補助剤を主成分とする混合物に
   、ワックスまたはパラフィンの懸濁液からなる造粒助剤
   を、造粒助剤の固形分として電導補助剤１００重量部に
   対して０．０５〜０．３重量部加えて、顆粒状とし、つ
   ぎにこれを所定の形状に加圧成形して陽極合剤とするこ
   とを特徴とするアルカリ電池の製法。