JPS62128441A - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
- Publication number
- JPS62128441A JPS62128441A JP26788885A JP26788885A JPS62128441A JP S62128441 A JPS62128441 A JP S62128441A JP 26788885 A JP26788885 A JP 26788885A JP 26788885 A JP26788885 A JP 26788885A JP S62128441 A JPS62128441 A JP S62128441A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- gel
- negative pole
- battery
- sodium polyacrylate
- alkaline
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- 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
- H01M4/621—Binders
-
- 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
- H01M4/08—Processes of manufacture
- H01M4/12—Processes of manufacture of consumable metal or alloy electrodes
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/22—Immobilising of electrolyte
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Primary Cells (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。
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
本発明は、アルカリ電池のゲル状陰極に使用されるゲル
化剤に関するものである。
化剤に関するものである。
従来の技術
従来からアルカリ電池に用いられているゲル状陰極のゲ
ル化剤として、一般的にカルボキシメチルセルロースや
ポリアクリル酸ナトリウム等が広く用いられてきた。こ
れは、ゲル化剤として以下の条件を具備しなければなら
ないからである。
ル化剤として、一般的にカルボキシメチルセルロースや
ポリアクリル酸ナトリウム等が広く用いられてきた。こ
れは、ゲル化剤として以下の条件を具備しなければなら
ないからである。
（１）アルカリ電解液に対して安定であること。
（２）アルカリ電解液中でゲル状態を呈し、陰極活物質
を分散したとき分散状態を充分保持しうること。
を分散したとき分散状態を充分保持しうること。
（３） ゲル状陰極状態で極力曳糸性のないこと。
発明が解決しようとする問題点
しかしカルボキシメチルセルロースをゲル化剤として用
い、粉末状の陰極活物質を分散した場合、初期において
は、曳糸性のほとんどない良好なゲル状態を保持してい
るが、時間の経過と共に、カルボキシメチルセルロース
が離漿し、ゲル状陰極状態を保持し得す、放電性能が低
下する。また、アルカリ電解液中でのカルボキシメチル
セルロースの分解に伴い、電池の開路電圧の低下が著し
い。
い、粉末状の陰極活物質を分散した場合、初期において
は、曳糸性のほとんどない良好なゲル状態を保持してい
るが、時間の経過と共に、カルボキシメチルセルロース
が離漿し、ゲル状陰極状態を保持し得す、放電性能が低
下する。また、アルカリ電解液中でのカルボキシメチル
セルロースの分解に伴い、電池の開路電圧の低下が著し
い。
一方、直鎖型ポリアクリル酸ナトリウムは、アルカリ電
解液に対して安定であり、長期間にわたり良好なゲル状
態を保持するが、ゲル状陰極に用いた場合、粘着性を帯
びた曳糸性の高いゲル状陰極となる。
解液に対して安定であり、長期間にわたり良好なゲル状
態を保持するが、ゲル状陰極に用いた場合、粘着性を帯
びた曳糸性の高いゲル状陰極となる。
また、架橋分枝型ポリアクリル酸ナトリウムは、アルカ
リ電解液に対して安定であり、曳糸性もほとんどなく、
良好な分散状態を長期間保持することができる。しかし
、電池に強い衝撃（例えば、落下や強い振動）が加わる
とゲル状陰極が流動しやすく、原状に復帰しにくいため
、ゲル状陰極に分散されている活物質粒子と陰極集電体
との接触にずれを生じ、集電効果が不完全あるいは不安
定となりやすい。この結果、電池の短絡電流や放電初期
の端子間電圧が著しく低下したり変動をきたす場合があ
る。この欠点を防止するため、ゲル状陰極中への陰極活
物質の比率を増して、集電体との接触確率を増すのも一
つの手段であるが、アルカリ電池の持つ重要な特性の一
つである強負荷放電性能の低下につながるため得策とは
いえない。
リ電解液に対して安定であり、曳糸性もほとんどなく、
良好な分散状態を長期間保持することができる。しかし
、電池に強い衝撃（例えば、落下や強い振動）が加わる
とゲル状陰極が流動しやすく、原状に復帰しにくいため
、ゲル状陰極に分散されている活物質粒子と陰極集電体
との接触にずれを生じ、集電効果が不完全あるいは不安
定となりやすい。この結果、電池の短絡電流や放電初期
の端子間電圧が著しく低下したり変動をきたす場合があ
る。この欠点を防止するため、ゲル状陰極中への陰極活
物質の比率を増して、集電体との接触確率を増すのも一
つの手段であるが、アルカリ電池の持つ重要な特性の一
つである強負荷放電性能の低下につながるため得策とは
いえない。
本発明は、上記従来の問題点を解決するもので、（１）
長期常温保存及び高温保存中の電池性能劣化率の低減、 （２）落下、振動に対する電池性能の安定化、（３）電
池内に充填する作業を容易にする曳糸性のないゲル状陰
隠の作成、 を同時に満足することができる優れたアルカリ電池を提
供することを目的とする。
長期常温保存及び高温保存中の電池性能劣化率の低減、 （２）落下、振動に対する電池性能の安定化、（３）電
池内に充填する作業を容易にする曳糸性のないゲル状陰
隠の作成、 を同時に満足することができる優れたアルカリ電池を提
供することを目的とする。
問題点を解決するための手段
この目的を達成するために本発明のアルカリ電池のゲル
化剤は、架橋分枝型ポリアクリル酸ナトリウムとグアー
ガムを併用したものである。
化剤は、架橋分枝型ポリアクリル酸ナトリウムとグアー
ガムを併用したものである。
作 用
グアーガムは、インド、パキスタンに産するグアー豆の
種子より抽出され、多糖類を主成分とする植物性樹脂で
あるが、アルカリ電解液に対して安定であり、そのゲル
状電解液は、長期間にわたり高粘性を保持し、粉末状の
陰極活物質を分散させてゲル状陰極とした場合でも、比
重の大きな粉末状陰極活物質の沈降を防止し、良好な分
散状態を長期間にわたり保持することができる。
種子より抽出され、多糖類を主成分とする植物性樹脂で
あるが、アルカリ電解液に対して安定であり、そのゲル
状電解液は、長期間にわたり高粘性を保持し、粉末状の
陰極活物質を分散させてゲル状陰極とした場合でも、比
重の大きな粉末状陰極活物質の沈降を防止し、良好な分
散状態を長期間にわたり保持することができる。
実施例
以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
明する。
第１図は、グアーガムを添加したゲル状アルカり電解液
の常温での粘度特性曲線図である。第１図に示すように
、グアーガムを添加したゲル状アルカリ電解液は、はと
んど粘度低下を示さない。
の常温での粘度特性曲線図である。第１図に示すように
、グアーガムを添加したゲル状アルカリ電解液は、はと
んど粘度低下を示さない。
第２図はこのゲル状アルカリ電解液を用いた円筒形アル
カリ電池の断面図を示す。陽極ケース１内に二酸化マン
ガンと黒鉛とからなる陽極合剤２を予め円筒状に成型し
て設置し、その中央にカップ状セパレータ３を挿入した
後、ゲル状陰極４をカップ状セパレータ３内に注入する
。この後、ガスケット６を伴った陰極集電体６をゲル状
陰極４の中央部に差し込み、素電池を成形する。７は陽
極端子、８は陰極端子、９は外装缶、１ｏは絶縁チュー
ブである。
カリ電池の断面図を示す。陽極ケース１内に二酸化マン
ガンと黒鉛とからなる陽極合剤２を予め円筒状に成型し
て設置し、その中央にカップ状セパレータ３を挿入した
後、ゲル状陰極４をカップ状セパレータ３内に注入する
。この後、ガスケット６を伴った陰極集電体６をゲル状
陰極４の中央部に差し込み、素電池を成形する。７は陽
極端子、８は陰極端子、９は外装缶、１ｏは絶縁チュー
ブである。
上記ゲル状陰極は、水酸化カリウムと酸化亜鉛と水から
なるアルカリ電解液と、ゲル化剤と、陰極活物質である
粉末状亜鉛から構成されている。
なるアルカリ電解液と、ゲル化剤と、陰極活物質である
粉末状亜鉛から構成されている。
このアルカリ電解液に、ゲル化剤として架橋分校型ポリ
アクリル酸ナトリウム及び／又はグアーガムを溶解させ
たゲル状陰極を用いて、第２図に示す構造の単玉型アル
カリマンガン電池を作成し、耐落下特性試験、保存性能
試験を行なった。
アクリル酸ナトリウム及び／又はグアーガムを溶解させ
たゲル状陰極を用いて、第２図に示す構造の単玉型アル
カリマンガン電池を作成し、耐落下特性試験、保存性能
試験を行なった。
表１は、１ｍの高さから６回落下させた後、１Ω閉路電
圧を１０秒間測定した時に現れる放電曲線の異常（不安
定性）の有無を示している。なお、表中の○は異常の発
生しない領域、△は異常の発生するおそれのある領域、
×は異常の発生した領域を示す。
圧を１０秒間測定した時に現れる放電曲線の異常（不安
定性）の有無を示している。なお、表中の○は異常の発
生しない領域、△は異常の発生するおそれのある領域、
×は異常の発生した領域を示す。
表 １
［
「
ｌ−
「
「
この表１が示すように、ゲル状電解液に対して、分校型
ポリアクリル酸ナトリウム０〜４Ｍ量％、グアーガム０
．２５〜３重量％の領域では、電池の耐落下特性は、総
じて安定している。
ポリアクリル酸ナトリウム０〜４Ｍ量％、グアーガム０
．２５〜３重量％の領域では、電池の耐落下特性は、総
じて安定している。
表２に、電池作成直後の開路電圧と常温１力月保存後の
開路電圧の差を示す。
開路電圧の差を示す。
表 ２
表２に示した配合比よりゲル化剤が少ない領域において
は、ゲル状電解液の粘度が低いため、陰極活物質粒子の
安定した分散状態を保持できない。
は、ゲル状電解液の粘度が低いため、陰極活物質粒子の
安定した分散状態を保持できない。
その結果、電池特性に重大な支障をきたす。
一方、表２に示した配合比よりゲル化剤が多い領域にお
いては、ゲル状電解液の粘度が高すぎるため、ゲル状陰
極を調部する際に、気泡の抱き込みが著しくなり、電池
へのゲル状陰極充填量が不十分となり、電池特性及び製
造上重大な支障をきたす。
いては、ゲル状電解液の粘度が高すぎるため、ゲル状陰
極を調部する際に、気泡の抱き込みが著しくなり、電池
へのゲル状陰極充填量が不十分となり、電池特性及び製
造上重大な支障をきたす。
また、グアーガムの配合比を高めるとグアーガム自体の
アルカリ電解液への溶解性が悪くなるとともに、ゲル状
陰極での曳糸性が現れ、電池に充填する作業が極めて困
難となることから、３ｗｔ％以上の添加は好ましくない
ものと思われる。
アルカリ電解液への溶解性が悪くなるとともに、ゲル状
陰極での曳糸性が現れ、電池に充填する作業が極めて困
難となることから、３ｗｔ％以上の添加は好ましくない
ものと思われる。
以上の耐落下特性試験、保存性能試験、アルカリ電解液
に対する安定性、電池生産における作業性等を考慮しゲ
ル状陰極としての好適範囲を図示すると第３図のように
なる。
に対する安定性、電池生産における作業性等を考慮しゲ
ル状陰極としての好適範囲を図示すると第３図のように
なる。
以上のように、本実施例によれば、アルカリ電池のゲル
状陰極のゲル化剤に、分校型ポリアクリル酸ナトリウム
とグアーガムとを併用し、ゲル状電解液に対する濃度を
分枝型ポリアクリル酸ナトリウムで０．５〜４．０重量
％、グアーガムで０．２５〜３．０重量％の範囲にて用
いることにより、耐落下特性、保存性能、電池生産にお
ける作業性等に優れたアルカリ電池を提供することがで
きる。
状陰極のゲル化剤に、分校型ポリアクリル酸ナトリウム
とグアーガムとを併用し、ゲル状電解液に対する濃度を
分枝型ポリアクリル酸ナトリウムで０．５〜４．０重量
％、グアーガムで０．２５〜３．０重量％の範囲にて用
いることにより、耐落下特性、保存性能、電池生産にお
ける作業性等に優れたアルカリ電池を提供することがで
きる。
発明の効果
以上のように本発明は、アルカリ電池のゲル化剤として
、分校型ポリアクリル酸ナトリウムと、グアーガムとを
併用したことにより、長期常温保存及び高部保存中の電
池性能劣化率の低減ができ、落下、振動に対し安定した
電池性能が得られ、電池生産に支障をきたさなく曳糸性
のないゲル状陰極を備えたアルカリ電池を実現できるも
のである。
、分校型ポリアクリル酸ナトリウムと、グアーガムとを
併用したことにより、長期常温保存及び高部保存中の電
池性能劣化率の低減ができ、落下、振動に対し安定した
電池性能が得られ、電池生産に支障をきたさなく曳糸性
のないゲル状陰極を備えたアルカリ電池を実現できるも
のである。
第１図は本発明の一実施例におけるゲル状アルカリ電解
液の粘度特性曲線を示す図、第２図は単三型アルカリマ
ンガ／電池の断面図、第３図はゲル化剤濃度の好適領域
を示す図である。 １・・・・陽極ケース、２・・・・・・陽極合剤、３・
・・・・セパレータ、４・・・・・・ゲル状陰極、６・
・・・・・ガスケット、６・・・・・・陰極集電体、７
・・・・・・陽極端子、８・・・・・・陰極端子、９・
・・・・・外装缶、１０・・・・・・絶縁チューブ。 第１図 ０ １０ ２ρ ３０
４０ ．５θ常逼Ａ表８Ｂ数〔勾〕 ３−−− ヤバレータ 第３図
液の粘度特性曲線を示す図、第２図は単三型アルカリマ
ンガ／電池の断面図、第３図はゲル化剤濃度の好適領域
を示す図である。 １・・・・陽極ケース、２・・・・・・陽極合剤、３・
・・・・セパレータ、４・・・・・・ゲル状陰極、６・
・・・・・ガスケット、６・・・・・・陰極集電体、７
・・・・・・陽極端子、８・・・・・・陰極端子、９・
・・・・・外装缶、１０・・・・・・絶縁チューブ。 第１図 ０ １０ ２ρ ３０
４０ ．５θ常逼Ａ表８Ｂ数〔勾〕 ３−−− ヤバレータ 第３図
Claims (1)
- アルカリ電解液とゲル化剤とからなるゲル状電解液に陰
極活物質を分散させたゲル状陰極を備え、前記ゲル化剤
としてゲル状電解液に対する濃度を０．５〜４．０重量
％とした架橋分枝型ポリアクリル酸ナトリウムと、同濃
度を０．２５〜３．０重量％としたグァーガムとを併用
したことを特徴とするアルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26788885A JPS62128441A (ja) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP26788885A JPS62128441A (ja) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62128441A true JPS62128441A (ja) | 1987-06-10 |
Family
ID=17451017
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP26788885A Pending JPS62128441A (ja) | 1985-11-28 | 1985-11-28 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS62128441A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001060458A (ja) * | 1999-08-23 | 2001-03-06 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ電池 |
| US6794078B1 (en) * | 1999-12-06 | 2004-09-21 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Fuel cell, fuel cell separator, and method of manufacture thereof |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57152677A (en) * | 1981-03-16 | 1982-09-21 | Hitachi Maxell Ltd | Alkaline battery |
| JPS57191958A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Alkaline battery |
| JPS5887759A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池 |
| JPS5978452A (ja) * | 1982-10-28 | 1984-05-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池 |
-
1985
- 1985-11-28 JP JP26788885A patent/JPS62128441A/ja active Pending
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS57152677A (en) * | 1981-03-16 | 1982-09-21 | Hitachi Maxell Ltd | Alkaline battery |
| JPS57191958A (en) * | 1981-05-19 | 1982-11-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Alkaline battery |
| JPS5887759A (ja) * | 1981-11-18 | 1983-05-25 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池 |
| JPS5978452A (ja) * | 1982-10-28 | 1984-05-07 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | アルカリ電池 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001060458A (ja) * | 1999-08-23 | 2001-03-06 | Toshiba Battery Co Ltd | アルカリ電池 |
| US6794078B1 (en) * | 1999-12-06 | 2004-09-21 | Hitachi Chemical Company, Ltd. | Fuel cell, fuel cell separator, and method of manufacture thereof |
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