JPS612265A - アルカリ電池 - Google Patents

アルカリ電池

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Publication number
JPS612265A
JPS612265A JP59123466A JP12346684A JPS612265A JP S612265 A JPS612265 A JP S612265A JP 59123466 A JP59123466 A JP 59123466A JP 12346684 A JP12346684 A JP 12346684A JP S612265 A JPS612265 A JP S612265A
Authority
JP
Japan
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positive electrode
electrode mixture
film
battery
polyvinylpyrrolidone
Prior art date
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Pending
Application number
JP59123466A
Other languages
English (en)
Inventor
Koji Koide
小出 浩二
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Maxell Ltd
Original Assignee
Hitachi Maxell Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Maxell Ltd filed Critical Hitachi Maxell Ltd
Priority to JP59123466A priority Critical patent/JPS612265A/ja
Publication of JPS612265A publication Critical patent/JPS612265A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • 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
    • 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
    • H01M4/06Electrodes for primary cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔技術分野〕 本発明はアルカリ電池に関する。
〔背景技術〕
アルカリ乾電池として一般によく普及しているアルカリ
・マンガン電池の正極合剤にば、二酸化マンガンの微粉
末と黒鉛の微粉末とポリアクリル酸ナトリウム、カルボ
キシメチルセルロースなどのバインダーとを加液混合後
、押出し造粒して、顆粒状合剤となし、それをリング状
に加圧成形したものが用いられてきた。
このように正極合剤は微粉末の加圧成形体であるため、
電l+!lを長期間保存したり、振動が加わると、その
微粉末成分が成形体から遊離しセパレータの網目中を通
過して負極側に移行し、放電容量の低下を招き、ついに
は負極と正極との内部短絡を引き起こ4−という問題が
あった。
そのような正極合剤の粒子崩壊を極力防ぐために、ポリ
アクリル酸ナトリウムやカルボキシメチルセルロースな
どの粘性バインダーが正極合剤中に添加されているが、
それにもかかわらず充分な効果が得られず、上記のよう
な粒子崩壊に基づく放電容量の低Fや内部短絡などが生
じているのが現状である。
そこで、粒子崩壊を引き起こしやすい正極合剤の内周面
すなわちセパレータに接触して負極と対向する正極合剤
表面に前記のようなポリアクリル酸ナトリウムやカルボ
キシメチルセルロースなどの水溶性バインダー溶液を塗
布し、乾燥して正極合剤表面にポリアクリル酸ナトリウ
ムやカルボキシメチルセルロースの被膜を形成して正極
合剤表面の粒子崩壊を防止することが提案されているか
、それらのバインダーが長期保存中に電解液中に溶出゛
し粒子崩壊防止機能が低下して満足すべき結果が得られ
ていない。
〔発明の目的〕
本発明は上述した従来技術の欠点を解消するもので、正
極合剤の粒子崩壊や正極合剤粒子の負極側への移行を防
止して、長期保存性に優れたアルカリ電池を提供するこ
とを目的とするi〔発明の概要〕 本発明はポリビニルピロリドンを溶剤に溶解した溶液を
セパレータと接する正極合剤1面に塗布し、乾燥して正
極合剤表面にポリビニルピロリドンの被膜を形成し、該
ポリビニルピロリドンの被膜によって、正極合剤の粒子
崩壊や正極合剤粒子の負極側への移行を防止し、保存中
の粒子崩壊に基づく性能劣化や内部短絡の発生を防止し
て上記目的を達成したものである。
本発明において用いるポリビニルピロリドンは、水溶性
高分子であって弱アルカリ液には若干溶解するが、アル
カリ電池の電解液として使用されるような強アルカリ水
溶液に対してはその溶解は極微量で膨潤する程度にとど
まっており、また耐酸化性にも優れており、正極活物質
である二酸化マンガンなどの強酸化性物質に対しても化
学的に安定である。
ポリビニルピロリドンは上記のように水溶性高分子であ
って水に溶解するが、水辺外にも、メチルアルコールや
エチルアルコール、ブチルアルコールなどのアルコール
類にも可溶であり、また塩化メチレン、クロロホルムな
どのハロゲン化炭化水素にも可溶である。さらにアルコ
ールを助溶剤として、メチルエチルケトン、メチルイソ
ブチルケトンなどのケトン類やトルエン、キシレンなど
の芳香族炭化水素にも溶解するという特異な性質を有し
ている。
ポリビニルビ「+ IJトンはまた被膜形成能にも優れ
ていて、ポリビニルピロリドンを上記のような溶剤に溶
かし、乾燥すると透明で光沢のある丈夫な被膜が形成さ
れる。
本発明Lel十記のようなポリビニルピロリドンの特性
を活用し、ポリビニルピロリドンを溶剤に溶解した溶液
をセパレータと接する正極合剤表面に塗布し、乾燥して
上記正極合剤表面にポリビニルピロリドンの被膜を形成
させ、該ポリビニルピロリドンの被膜によって正極合剤
の粒子崩壊や正極合剤粒子の負極側への移行を防止して
、長期保存性に優れたアルカリ電池を提供したものであ
る。
ポリビニルピロリドンは低分子量から高分子量までの4
グレードに分かれ、粉末状で市販されている。市販品の
具体例としては、例えばゼイラル・アニリン・アンド・
フィルレム社(General  Aniline  
&Fi1m  Corp、 )またはバーディッシェ・
アニリン・アンド・ソーダ社(Badische  A
nilin  &  5oda  Fabrik)より
市販されているP VPK−15(平均分子量10,0
00) 、−P V P K −30(平均分子量40
,000) 、P V P K −60(平均分子量1
60.000 > 、P V P K −90(平均分
子量360,000)などがあげられる。これらは溶液
にしたとき高分子量のものほど高粘度であるが、低分子
量のものも使用量を多くすれば粘度を上げることができ
、他の特性に関しては高分子量のものとの間に大きな差
異はない。
ポリビニルビl」リドン溶液は、ポリビニルピロリドン
を前記の溶剤に溶解することによってつくられるが、そ
の際の濃度は、ポリビニルピロリドンの分子量やl容剤
の種類によっても異なるが、通常2〜15重晴%にされ
る。
上記ポリビニルピロリドン溶液の塗布は、正極合剤のセ
パレータと接する面、すなわち筒形アルカリ電池ではリ
ング状の正極合剤の内周面、ボタン形アルカリ電池では
正極合剤の上面に対して行なわれる。具体的な塗布方法
としては、通常ポリビニルピロリドン溶液をスプレーに
よって塗布するかまたは1.記溶液を正極缶内に収納さ
れたリング状の正極合剤の中空部に注入し余剰の溶液を
吸い出す方法が採用される。
乾燥は通常40〜80℃程度の温度で行なわれる。
ポリビニルビ[1リドンの被膜の厚さは正確な測定が困
難であるが、上記ポリビニルピロリドン溶液をリング状
の正極合剤の中空部に注入し、ただちに吸い出し乾燥し
て被膜を形成すると3〜30pm程度の厚さになるが、
そのような薄い被膜でも充分にその効果を発揮する。
そしてポリビニルピロリドンの被膜は、アルカリ電解液
との接触により膨潤するので、電解液が正極合剤のそば
に存在でき、電池反応を妨げるようなことはない。
〔実施例〕
つぎに実施例をあげて本発明をさらに詳細に説明する。
実施例1 下記に示すようにして第2図に示すアルカリ・マンガン
電池を作製した。
二酸化マンガン40重量部、黒鉛4重量部、ポリアクリ
ル酸ナトリウム0.2重量部および水1.8重量部から
なる顆粒状合剤を加圧してリング状に成形し、これを4
個積み重ねてLRG形の正極缶1に装填した。それら積
み重ねたリング状正極合剤の中空部にコアロッドを挿入
し、コアロッドの外周に摺動自在に装着したパンチを下
降させ正極合剤を上方から加圧して正極合剤を正極缶1
の内面に圧着さゼた。
圧着後、パンチを引き上げ、ついでコアロッドを引き抜
いた後、」二記リング状正極合剤2の中空部に、エチル
アルニJ−ル200重量部にポリビニルピロリドン(前
出のPVPK−90)10重量部を溶解したポリビニル
ピロリドンのアルコール溶液を正極合剤2の1一端を少
し越える程度まで注入した。
注入後、ただちに真空ポンプで余剰のポリビニルピロリ
ドン溶液を吸い出し、電池全体を60°Cの熱風乾燥炉
に5分間入れて、アルコールを蒸発させ、第1図に示す
ように正極合剤2の内周面にポリビニルビ1」す1′ン
の被膜3を形成した。ついで正極缶1の開口部を屈曲さ
せて、その開口端近傍に溝を形成したのち、ビニロン−
レーヨン混抄紙とビニロン紙で形成したセパレータ4を
挿入し、つぎに酸化亜鉛を溶解させた35重量%水酸化
カリウム水溶液よりなる電解液をセパレータ4の中空部
に注入してセパレータ4および正極合剤3に吸収させた
つぎに、正極缶1内のセパレータ4の中空部にペースト
状亜鉛よりなる負極剤5を充填し、ついで負極リード棒
6およびワッシャ7を装着した合成樹脂製封口体8を正
極缶lの開口部に挿入し、正極缶1の溝から先の部分を
半径方向に締め付けて封口体8に密着させ正極缶1の開
口部を封口した。以後、常法により外装を施し、第2図
に示すようなLR6形のアルカリ・マンガン電池を作製
した。第2図中、9は板ばねであり、lOは負極端子板
、11は絶縁リング、12.13は樹脂チプ、−ブ、1
4は正極端子板、15は金属外装缶、16は絶縁リング
である。
比較例1 正極合剤の内周面にポリビニルピロリドンの被膜を形成
しなかったほかは実施例1と同様にしてLR6形電池を
製造した。
比較例2 ポリビニルピロリドンの被膜に代え、濃度5%のポリア
クリル酸ナトリウム水溶液を正極合剤の内周面に実施例
1と同様の方法で塗布、乾燥して、正極合剤の内周面に
ポリアクリル酸す、トリウムの被膜を形成したほかは実
施例1と同様のLR6形電池を製造した。
比較例3 ポリビニルピロリドンの被膜に代え、ポリスチロール1
0重量部をトルエン200重量部に溶解したポリスチロ
ールのトルエンy8液を正極合剤の内周面に実施例1と
同様の方法で塗布、乾燥して、正極合剤の内周面にポリ
スチロールの被膜を形成したほかは実施例1と同様のL
R6形電池を製造した。
上記実施例1の電池および比較例1〜3の電池缶500
個ずつについて45℃で一定時間保存したのち、振動試
験を実施し、内部短絡した電池個数を調べ、その結果を
第1表に示した。なお、振動試験の条件は、振幅1.5
 inm、振動数50H2、振動時間60分、振動方向
は電池の軸方向および軸方向と垂直な方向の2方向とし
た。
また、実施例1の電池および比較例1〜3の電池缶10
0個の初度と45℃で所定期間保存後の短絡電流を測定
し、その結果を第2表に示した。
さらに、実施例1の電池および比較例1〜3の電池につ
いて10Ω連続放電(終止電圧0.9 V) ’L。
たときの放電持続時間を測定し、その結果を第3表に比
較例1の電池の初度放電持続時間を100として指数で
表示した。
第1表内部短絡発生個数 第2表短絡電流(A) 第3表放電持続時間 第1表〜第3表に示すように、本発明の実施例1の電池
は保存中の内部短絡発生がなく、また保存による放電持
続時間の低下が少なかった。これはポリビニルピロリド
ンの被膜により正極合剤の粒子崩壊や正極合剤粒子の負
極側への移行が防止された結果によるものと考えられる
。また本発明の実施例1の電池は、短絡電流も高く、ポ
リビニルピロリドン被膜の形成による電池反応の低下は
認められなかった。なおポリアクリル酸ナトリウムの被
膜ヲ正極合剤の内周面に形成した比較例2の電池は初度
特性はよいが、保存による性能劣化が大きく、1:ノこ
ポリスチロールの被膜を正極合剤の内周面6.7形成し
た比較例3の電池は該ポリスチロール被膜により電池反
応が妨げられ、内部抵抗の増加による短絡電流の低下や
、放電持続時間の減少が認められた。
〔発明のり1県〕 以上説明したように、本発明によれば正極合剤の粒子筋
j力寸J正極合剤粒子の負極側への移行が防止され、長
町保存性が向上した。
【図面の簡単な説明】
第1図お、1び第2図は本発明に係るアルカリ電池を示
す図で、第1図は製造中において正極合剤の内周面にポ
リビニルピロリドンの被膜を形成した状態を示す断面図
、第2図は製造後の状態を示す部分断面図である。 2・・・正極合剤、  3・・・ポリビニルピロリドン
の被膜、 4・・・セパレータ 第10 第2図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)ポリビニルピロリドンを溶剤に溶解してなる溶液
    をセパレータ4と接する正極合剤2の表面に塗布、乾燥
    してポリビニルピロリドンの被膜3を形成したことを特
    徴とするアルカリ電池。
JP59123466A 1984-06-14 1984-06-14 アルカリ電池 Pending JPS612265A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59123466A JPS612265A (ja) 1984-06-14 1984-06-14 アルカリ電池

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP59123466A JPS612265A (ja) 1984-06-14 1984-06-14 アルカリ電池

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS612265A true JPS612265A (ja) 1986-01-08

Family

ID=14861324

Family Applications (1)

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JP59123466A Pending JPS612265A (ja) 1984-06-14 1984-06-14 アルカリ電池

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JP (1) JPS612265A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007087917A (ja) * 2005-08-26 2007-04-05 Sanyo Electric Co Ltd 電池用極板及びそれを用いた電池の製造方法
JP2009129664A (ja) * 2007-11-22 2009-06-11 Fdk Energy Co Ltd アルカリ電池用正極缶、アルカリ電池及びその製造方法
JP2010062013A (ja) * 2008-09-04 2010-03-18 Fdk Energy Co Ltd アルカリ電池用正極缶及びアルカリ電池
US8262746B2 (en) 2005-08-26 2012-09-11 Sanyo Electric Co., Ltd. Method of producing electrode plate filled with active material, method of producing battery using thereof

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