JPS614159A - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
- Publication number
- JPS614159A JPS614159A JP12471384A JP12471384A JPS614159A JP S614159 A JPS614159 A JP S614159A JP 12471384 A JP12471384 A JP 12471384A JP 12471384 A JP12471384 A JP 12471384A JP S614159 A JPS614159 A JP S614159A
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- JP
- Japan
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- positive electrode
- powder
- carbon
- average particle
- content
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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
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
-
- 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
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】
〈産業上の利用分野〉
この発明はアルカリ電池に関し、詳しくは正極活物質と
しての二酸化マンガンと、導電剤としてのカーボンを混
合後に成形して正極合剤とするアルカリ電池であって、
正極合剤中の二酸化マンガン含量を増やすことで、その
放電性能を向上させたアルカリ電池に関するものである
。
しての二酸化マンガンと、導電剤としてのカーボンを混
合後に成形して正極合剤とするアルカリ電池であって、
正極合剤中の二酸化マンガン含量を増やすことで、その
放電性能を向上させたアルカリ電池に関するものである
。
〈従来の技術〉
アルカリマンガン電池の如き電池では二酸化マンガン（
通常は電解二酸化マンガン（ＥＭＤ）を用いるので以下
はｒＥＭＤＪという）粉末にアセチレンブラックやカー
ボングラファイトなどの炭素粉末を混合したものを正極
合剤として用いている。現用の電池ではこれらの正極構
成材料のうち、カーボン粉末の含量はＥＭＤとカーボン
を足してなる正極合剤量（以下同じ）に対して１０〜２
０重量％と多（、このためにＥＭＤ粉末の含量が制限さ
れてしまっている。
通常は電解二酸化マンガン（ＥＭＤ）を用いるので以下
はｒＥＭＤＪという）粉末にアセチレンブラックやカー
ボングラファイトなどの炭素粉末を混合したものを正極
合剤として用いている。現用の電池ではこれらの正極構
成材料のうち、カーボン粉末の含量はＥＭＤとカーボン
を足してなる正極合剤量（以下同じ）に対して１０〜２
０重量％と多（、このためにＥＭＤ粉末の含量が制限さ
れてしまっている。
カーボンは正極合剤中で正極活物質たるＥＭＤ粒子間の
導電剤であるから、その含有量はできるだけ少なくする
のがＥＭＤの含量が増大して電池の放電性能が向上する
ので好ましい。しかし現用電池においてカーボン含量を
上記範囲より少なくした場合には電気抵抗が極端に高く
なってしまうことからこのような範囲にせざるを得ない
のが現状である。この原因について本発明石が研究した
所、正極構成材料の粒径に問題があることがわかった。
導電剤であるから、その含有量はできるだけ少なくする
のがＥＭＤの含量が増大して電池の放電性能が向上する
ので好ましい。しかし現用電池においてカーボン含量を
上記範囲より少なくした場合には電気抵抗が極端に高く
なってしまうことからこのような範囲にせざるを得ない
のが現状である。この原因について本発明石が研究した
所、正極構成材料の粒径に問題があることがわかった。
つまり、現用電池ではＥＭＤ粉末として平均粒径が４０
〜５０μのものが、またカーボン粉末としてはＥＭＤ粉
末と同程度の３５〜５０μのものが用いられている。
〜５０μのものが、またカーボン粉末としてはＥＭＤ粉
末と同程度の３５〜５０μのものが用いられている。
そして、両粉末の平均粒径がこのような範囲では導電剤
であるカーボン粉末がＥＭＤ粒子間にうまく入り込まな
いので、カーボン含ｍが１０〜２ｏ重量％より少ない状
態ではＥＭＤ粒子間の電気伝導が悪くなり、これが電気
抵抗上昇の原因となっていたのである。
であるカーボン粉末がＥＭＤ粒子間にうまく入り込まな
いので、カーボン含ｍが１０〜２ｏ重量％より少ない状
態ではＥＭＤ粒子間の電気伝導が悪くなり、これが電気
抵抗上昇の原因となっていたのである。
一方、現用電池において正極合剤を成形する場合には、
ＥＭＤ粉末とカーボン粉末及びバインダーとしてＣＭＣ
等の耐アルカリ性結着剤を混合し、これらを薄いアルカ
リ溶液中に分散させてスラリー状態とし、爾後これをス
プレード−ライヤーで噴霧して落下する間に乾燥させて
粉体状の正極合剤成形材料とする、所謂湿式噴霧造粒法
が主に用いられているが、この造粒法も正極合剤中のＥ
ＭＤ含量低下の一因となっている。即ち、湿式噴ｎ＠粒
法から得られた粉体は、内部に空洞を有するがためにポ
ロシティ−が高く、それ故に外比が１．０〜１．２と低
い。従って、このような粉体を成形して作られた正極合
剤は充填密度が低いことから、正極合剤のＥＭＤ含量増
加の妨げになる。
ＥＭＤ粉末とカーボン粉末及びバインダーとしてＣＭＣ
等の耐アルカリ性結着剤を混合し、これらを薄いアルカ
リ溶液中に分散させてスラリー状態とし、爾後これをス
プレード−ライヤーで噴霧して落下する間に乾燥させて
粉体状の正極合剤成形材料とする、所謂湿式噴霧造粒法
が主に用いられているが、この造粒法も正極合剤中のＥ
ＭＤ含量低下の一因となっている。即ち、湿式噴ｎ＠粒
法から得られた粉体は、内部に空洞を有するがためにポ
ロシティ−が高く、それ故に外比が１．０〜１．２と低
い。従って、このような粉体を成形して作られた正極合
剤は充填密度が低いことから、正極合剤のＥＭＤ含量増
加の妨げになる。
〈発明が解決しようとする問題点〉
この発明はアルカリ電池において、上記のように正極合
剤中のカーボン粉末の平均粒径が不適当な大きさである
こと、及び正極合剤用粉体の造粒状態によって正極合剤
の充填密度が低下すること、によって正極合剤中のＥＭ
Ｄ含邑を増大できない問題点を解決し、正極合剤中のＥ
ＭＤ含量を増すことにより、その性能向上を図ることを
目的とする。
剤中のカーボン粉末の平均粒径が不適当な大きさである
こと、及び正極合剤用粉体の造粒状態によって正極合剤
の充填密度が低下すること、によって正極合剤中のＥＭ
Ｄ含邑を増大できない問題点を解決し、正極合剤中のＥ
ＭＤ含量を増すことにより、その性能向上を図ることを
目的とする。
〈問題点解決のための手段〉
この発明のアルカリ電池は、二酸化マンガンとカーボン
粉末を含んでなる正極合剤を有するアルカリ電池におい
て、カーボン粉末の平均粒径を二酸化マンガン粉末の平
均粒径の５０％以下にすると共にカーボンの含量を正極
合剤量の２〜１０重量％とじ且つこれらの粉末を含む正
極構成材料を乾式造粒して得られた粉体を成形して正極
合剤としたことを要旨とする。
粉末を含んでなる正極合剤を有するアルカリ電池におい
て、カーボン粉末の平均粒径を二酸化マンガン粉末の平
均粒径の５０％以下にすると共にカーボンの含量を正極
合剤量の２〜１０重量％とじ且つこれらの粉末を含む正
極構成材料を乾式造粒して得られた粉体を成形して正極
合剤としたことを要旨とする。
〈実施例〉
第１図において１は鉄にニッケルメッキを施してなる正
極缶、２はＥＭＤ粉末及び炭素粉末をＣＭＣ等の結着剤
で固めた正極合剤であって、これらの正極構成材料を正
極合剤２の最終水分である２％程度の水分で混合した後
、ローうで圧延してこれを粉砕して所定粒度の粉体とな
し、これを成形して正極合剤となず、所謂乾式造粒によ
って作られている。また３はビニロン不織布を界面活性
剤で処理するなどしたセパレータ、４は吸水性セルロー
ス！ｉＩｉ帷などに苛性カリ溶液等の電解液を滲み込ま
せた電解液保持層、５はゲル化あるいはペースト化した
電解液に粉末亜鉛を分散させただ亜鉛負極であって中央
部には一体が負極端子板６に溶接された金属集電棒７が
嵌入されている。そして８はＰＰ、、ＰＥなどの合成樹
脂からできた負極封口パッキング、９は負極封口バッキ
ング８のボス部に嵌着された金属リング、１０はメタル
ジャケットであって、図示しない熱収縮性チューブや絶
縁リング等を介して正極缶１に装着される。
極缶、２はＥＭＤ粉末及び炭素粉末をＣＭＣ等の結着剤
で固めた正極合剤であって、これらの正極構成材料を正
極合剤２の最終水分である２％程度の水分で混合した後
、ローうで圧延してこれを粉砕して所定粒度の粉体とな
し、これを成形して正極合剤となず、所謂乾式造粒によ
って作られている。また３はビニロン不織布を界面活性
剤で処理するなどしたセパレータ、４は吸水性セルロー
ス！ｉＩｉ帷などに苛性カリ溶液等の電解液を滲み込ま
せた電解液保持層、５はゲル化あるいはペースト化した
電解液に粉末亜鉛を分散させただ亜鉛負極であって中央
部には一体が負極端子板６に溶接された金属集電棒７が
嵌入されている。そして８はＰＰ、、ＰＥなどの合成樹
脂からできた負極封口パッキング、９は負極封口バッキ
ング８のボス部に嵌着された金属リング、１０はメタル
ジャケットであって、図示しない熱収縮性チューブや絶
縁リング等を介して正極缶１に装着される。
以上の構成であるこのアルカリ電池にあっては、正極合
剤２中のカーボン粉末の平均粒径がＥＭＤ粉末の平均粒
径の５，０％以下に規定されており、またカーボンの含
量は正極合剤量の２〜１０重量％となっている。カーボ
ン粉末の平均粒径を上記のように規定したのは次の理由
による。即ち、カーボン粉末の平均粒径が５０％より大
きいと、カーボン粒子が正極活物質であるＥＭＤ粒子間
にうまく入り込んでくれず、このため、正極合剤中のカ
ーボン含量を現用電池と同様にしな峻と電気抵抗を低く
できないからである。一方、カーボン粉末の平均粒径が
上記範囲である条件下では、ＥＭＤ粒子の回りにカーボ
ン粒子が均一に分布し、またＥＭＤ粒子間にカーボン粒
子がうまく入り込むから、少量のカーボンでＥＭＤの集
電効果を上げることが可能となる。従って、この条件下
ではカーボン含量を現用電池より少なくしても電池の電
気抵抗にはさしたる変化がない訳である。そこでどの程
度少なくできるかについて本発明者が実験した所、ノコ
−ボン含量としては２〜ｉｏ重量％の範囲が適当である
ことがわかった。当然ながらこの範囲はカーボン粉末の
平均粒径（ＥＭＤ粉末の平均粒径の何％であるか）によ
って変わるものであるが、カーボン含量を２小量％より
少なくした場合には、カーボン粉末の平均粒径を如何に
小さくしてもＥＭＤの集電効果を改善するに足りる顕著
な結果は得られなかった。因みに、ＬＲ６電池について
カーボン粉末の平均粒径をＥＭＤ粉末の平均粒径の５０
％以下にした条件下でカーボンの含量を変えていった場
合の短絡電流の変化を第２図に示す。同図から明ら（か
なように、カーボン含量が２重量％以上であれば、短絡
電流値は充分に満足のいく値となり、従って、電気伝導
を損うことなくカーボン含量を低くできることがわかる
。
剤２中のカーボン粉末の平均粒径がＥＭＤ粉末の平均粒
径の５，０％以下に規定されており、またカーボンの含
量は正極合剤量の２〜１０重量％となっている。カーボ
ン粉末の平均粒径を上記のように規定したのは次の理由
による。即ち、カーボン粉末の平均粒径が５０％より大
きいと、カーボン粒子が正極活物質であるＥＭＤ粒子間
にうまく入り込んでくれず、このため、正極合剤中のカ
ーボン含量を現用電池と同様にしな峻と電気抵抗を低く
できないからである。一方、カーボン粉末の平均粒径が
上記範囲である条件下では、ＥＭＤ粒子の回りにカーボ
ン粒子が均一に分布し、またＥＭＤ粒子間にカーボン粒
子がうまく入り込むから、少量のカーボンでＥＭＤの集
電効果を上げることが可能となる。従って、この条件下
ではカーボン含量を現用電池より少なくしても電池の電
気抵抗にはさしたる変化がない訳である。そこでどの程
度少なくできるかについて本発明者が実験した所、ノコ
−ボン含量としては２〜ｉｏ重量％の範囲が適当である
ことがわかった。当然ながらこの範囲はカーボン粉末の
平均粒径（ＥＭＤ粉末の平均粒径の何％であるか）によ
って変わるものであるが、カーボン含量を２小量％より
少なくした場合には、カーボン粉末の平均粒径を如何に
小さくしてもＥＭＤの集電効果を改善するに足りる顕著
な結果は得られなかった。因みに、ＬＲ６電池について
カーボン粉末の平均粒径をＥＭＤ粉末の平均粒径の５０
％以下にした条件下でカーボンの含量を変えていった場
合の短絡電流の変化を第２図に示す。同図から明ら（か
なように、カーボン含量が２重量％以上であれば、短絡
電流値は充分に満足のいく値となり、従って、電気伝導
を損うことなくカーボン含量を低くできることがわかる
。
〈効 果〉
この発明は、正極合剤中のカーボン粉末の平均粒径及び
含量を上記のように規定したから、電池内の正極合剤収
容量は同一のままで正極合剤中のＥＭＤ含量を増やすこ
とができる。また、正極合剤は乾式造粒により得られた
、ポロシティ−が低く、従って外比が１，４〜１゜５と
高い粉体から作られており、この粉体を用いることによ
って正極合剤内の正極構成材料の充填密度は向上する。
含量を上記のように規定したから、電池内の正極合剤収
容量は同一のままで正極合剤中のＥＭＤ含量を増やすこ
とができる。また、正極合剤は乾式造粒により得られた
、ポロシティ−が低く、従って外比が１，４〜１゜５と
高い粉体から作られており、この粉体を用いることによ
って正極合剤内の正極構成材料の充填密度は向上する。
以上の相乗効果としてこの発明のアルカリ電池はその正
極合剤中のＥＭＤ含量が従来電池に較べて著しく増大し
、このため電池の放電性能を飛躍的に高めことができる
という優れた効果がある。
極合剤中のＥＭＤ含量が従来電池に較べて著しく増大し
、このため電池の放電性能を飛躍的に高めことができる
という優れた効果がある。
また、正極合剤は乾式造粒により得られた粉体から構成
されており、このような粉体造粒時にはスプレードライ
などのように熱エネルギーを多量に消費する乾燥工程は
不要であるから、電池製造時の省エネルギー化を図れる
という利点もある。
されており、このような粉体造粒時にはスプレードライ
などのように熱エネルギーを多量に消費する乾燥工程は
不要であるから、電池製造時の省エネルギー化を図れる
という利点もある。
第１図はこの発明の実施例を示しｌ〔断面図、第２図は
この発明と同様の電池において正極合剤中のカーボン含
量を変えた時の短絡電流の変化を示したグラフである。 ２・・・正極合剤、３・・・セパレータ、５・・・亜鉛
負極、６・・・負極端子板。 特許出願人 富士電気化学株式会社代 理 人
尾 股 行 離開
荒 木 友之助第２図 カーボン含量（％）
この発明と同様の電池において正極合剤中のカーボン含
量を変えた時の短絡電流の変化を示したグラフである。 ２・・・正極合剤、３・・・セパレータ、５・・・亜鉛
負極、６・・・負極端子板。 特許出願人 富士電気化学株式会社代 理 人
尾 股 行 離開
荒 木 友之助第２図 カーボン含量（％）
Claims (1)
- １、二酸化マンガンとカーボン粉末を含んでなる正極合
剤を有するアルカリ電池において、カーボン粉末の平均
粒径を二酸化マンガン粉末の平均粒径の５０％以下にす
ると共にカーボンの含量を正極合剤量（二酸化マンガン
＋カーボン）の２〜１０重量％とし且つこれらの粉末を
含む正極構成材料を乾式造粒して得られた粉体を成形し
て正極合剤とするアルカリ電池。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124713A JPH0644481B2 (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 筒形アルカリ電池 |
| FR8419205A FR2568726B1 (fr) | 1984-05-14 | 1984-12-14 | Pile alcaline au manganese |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59124713A JPH0644481B2 (ja) | 1984-06-18 | 1984-06-18 | 筒形アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS614159A true JPS614159A (ja) | 1986-01-10 |
| JPH0644481B2 JPH0644481B2 (ja) | 1994-06-08 |
Family
ID=14892262
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59124713A Expired - Fee Related JPH0644481B2 (ja) | 1984-05-14 | 1984-06-18 | 筒形アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0644481B2 (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02150132A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-08 | Yokogawa Electric Corp | プロセス信号伝送装置 |
| EP0694215A4 (en) * | 1993-04-12 | 1997-05-07 | Duracell Inc | ELECTROCHEMICAL CELL WITH ZINC ANODE |
| US5727110A (en) * | 1995-09-29 | 1998-03-10 | Rosemount Inc. | Electro-optic interface for field instrument |
| US5771114A (en) * | 1995-09-29 | 1998-06-23 | Rosemount Inc. | Optical interface with safety shutdown |
| WO2009107716A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | 日本ゼオン株式会社 | 電気化学素子電極の製造方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59142656A (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-15 | Mitsubishi Electric Corp | ハイブリツド型デイスクフアイル装置 |
-
1984
- 1984-06-18 JP JP59124713A patent/JPH0644481B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59142656A (ja) * | 1983-02-03 | 1984-08-15 | Mitsubishi Electric Corp | ハイブリツド型デイスクフアイル装置 |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02150132A (ja) * | 1988-12-01 | 1990-06-08 | Yokogawa Electric Corp | プロセス信号伝送装置 |
| EP0694215A4 (en) * | 1993-04-12 | 1997-05-07 | Duracell Inc | ELECTROCHEMICAL CELL WITH ZINC ANODE |
| US5727110A (en) * | 1995-09-29 | 1998-03-10 | Rosemount Inc. | Electro-optic interface for field instrument |
| US5771114A (en) * | 1995-09-29 | 1998-06-23 | Rosemount Inc. | Optical interface with safety shutdown |
| WO2009107716A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2009-09-03 | 日本ゼオン株式会社 | 電気化学素子電極の製造方法 |
| JPWO2009107716A1 (ja) * | 2008-02-27 | 2011-07-07 | 日本ゼオン株式会社 | 電気化学素子電極の製造方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0644481B2 (ja) | 1994-06-08 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |