JPS62136770A - アルカリ電池 - 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】 〈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、ゲル状負極
に用いるゲル化剤の組成を改良することで艮期保存にお
ける電池性能劣化低減並びに電池内へのゲル状負極充填
時の作業容易化を図ったものに関する。

〈従来の技術〉 筒形、ボタン形等のアルカリ電池では、ＺｎＯを飽和さ
せた３０〜４０唄量％濶度のＫＯＨ水溶液などのアルカ
リ水溶液をアルカリ電解液として用い、このアルカリ電
解液にＣＭＣ（カルポギシメチルセルロース）やポリア
クリル酸もしくはその塩類（ポリアクリル酸ソーダ等）
などのゲル化剤を混入し溶解して得たゲル状電解液に、
扮末亜鉛（通常は水化亜鉗）を分散せしめたゲル伏角、
価を用いている。

〈発明か解決しようとする問題点〉 ところで、アルカリ電池のゲル伏角）車に用いられるゲ
ル化剤のうら、ＣＭＣは、アルカリ電解液と混合された
直後においてはアルカ１ノ電解液を吸収し膨潤した状態
におるものの、時間経過と共に離梨してアルカリ電解液
をはなずｌ’ｌ−買があるため、ゲル化状態を保持でき
なくなり、比重の人ぎな扮末亜鉛が沈降して亜鉛の反応
有効表ｉＴｉ積か著しく減少するので放電性能の低下を
招く他、正極合剤中の活物質（二酸化マンノコン等）を
還元することから開路電圧の劣化が大きい等といった問
題が必る。

一方、ゲル化剤として用いられるポリアクリル酸あるい
はその塩類としては、直鎖型あるいは架）□！型のもの
等が知られている。このうち直鎖型のものは一般に曳糸
１生が大きく、それ故、ゲル状負極の秤量並びに電池内
への充填時等における作業性の低下をＪＢ　＜という問
題がある。

更に、通常使用される分子ｍ１１０万〜２００万の直鎖
型あるいは架橋型のポリアクリル酸またはその塩類は、
ゲル強度が小さく、所定のゲル強度を１ｑるためにはゲ
ル状電解液に対して添加量を５単量％以上としなければ
ならず、添加量の増大により内部抵抗が上昇し、電池放
電性能の低下を招く等といった問題がある。

〈問題点を解決するための手段〉 本発明化は、ゲル状負極に用いるゲル化剤の組成を改良
することで、ＣＭＣを用いた場合のような長期保存時に
あける゛心電放電は能の劣化低減等がなく、且つ、ポリ
アクリル酸またはその塩類を用いた時のような作業性の
低下等がないアルカリ電池を提供せんと研究した所、次
の手段を用いた場合に所期の目的を達成できることを知
ｉ１てこの発明を完成した。

即ち、この発明のアルカリ電池は、平均分子量が３００
万一、　４００万の栗橋分岐型ポリアクリル酸８０〜４
０ｆｆｌｉ％とカルボキシメチルセルロースルカリ電解
液に混入し溶解して得たゲル状電解液を用いたゲル状負
極を有してなり、ゲル状電解液中のゲル化剤の含有■か
１．５〜２．５手足％であることを要旨とする。

上記の如き栗，矯分岐型ポリアクリル酸としては、例え
ば、（３ｏｏｄｒｉｃｈ社製の商品名「ｃａｒｂｏｐｏ
ｌ」が挙げられる。

また、ゲル状電解液におけるゲル化剤の含有量を上記範
囲内としたのは、この範囲より少ないとゲル状電解液か
所望の強度を有したゲル状態にならない一方、この範囲
内より多い場合にはゲル強度か大きくなりすぎて硬い状
態となるために充填作業性の著しい低下や内部抵抗の増
大による放電性能低下をＪ？３＜等といった不都合かで
てくるためでおる。

更に、ゲル化剤における本発明に係るポリアクリル酸、
ＣＭＣの含有量が上記範囲外であると、ゲル状電解液が
所望強度のゲル状態にならないことか知得されている。

〈作　用〉 上記組成のゲル化剤を用いることにより、ＣＭＣを用い
た場合のような離漿現象に起因する放電性能の劣化低減
並びにポリアクリル酸等を用いた場合のような充填時の
作業性低下も生じることもないゲル状負極を提供するこ
とができる。また、本発明で用いるポリアクリル酸はそ
の平均分子量が従来のポリアクリル酸より大きいことか
ら、朱子の添７Ｊａ＝で必要なゲル状態を確保でき、上
記のようにＣ　Ｍ　Ｃとの混合状態において１．５〜２
．５重量％とその添加量を低減でき、その分電池内部抵
抗を小さくできて放電性能を向上させることかできると
いう利点もめる。

〈実施例〉 平均分子量が３００万〜４００万の架橋分岐型ポリアク
リル酸（Ｇｏｏｄｒｉｃｈ社製の［ｃａｒｂｏｐｏｌ　
Ｊ　；以下ｒＰＡＪという＞６０重量％と０Ｍ０４０重
量％とからなるゲル化剤を用い、このゲル化剤を３０ｆ
ｆｌ量％）開度のＫＯＨ水溶液からなるアルカリ電解液
に混入し溶解してなるゲル状電解液であって、ゲル状電
解液中のゲル化剤の含有量を０．５，　　１．０，　　
１．５，　　２．０，　　２．５，　　３．０重量％と
夫々変えたものを作り、それぞれのゲル化状態を観察し
た。また、アルカリ電解液として３５．４０重最％淵度
のＫＯＨ水溶液を用いて夫々同様にゲル化剤の含有量を
代えたゲル状電解液を作り、これらについてもゲル化状
態を観察した。これらの結果を第１表に示す。同表より
、ゲル化剤の含有ｉが１．５〜２、５重量％の範囲の時
にゲル状電解液は良好なゲル状態となることかわかる。

第１表 注）×・・・ゲル状態にならない（軟らかすぎる）○・
・・良好 △・・・問題がおこる（硬づぎる） また、ＰＡ６０虫量％と０ＭＣ４０張量％とからなるゲ
ル化剤を４０臣伍％濃度のＫ　ＯＨ水溶液からなるアル
カリ電解液に２．０重足％混入し溶解してなるゲル状電
解液に粉末亜鉛を分散せしめてゲル状負極を作り、第１
図に示すように、このゲル状負極５を二酸化マンガンを
主成分とする正（へ合剤１やポリプロピレン不ｆＡ　ｆ
ｆｉ　製のセパレータ４等と組合ゼて正極缶２内に収納
するなどしてＬ［６タイプのアルカリマンカン電池（本
発明品Ａ）を作製した。尚、６は角面集電体、７は負）
つ端子板、８は１］ロ力スケツトである。

一方、ゲル化剤としてＣＭ　Ｃ２、０重Ｓ％（従来品Ｂ
）、直鎖のポリアクリル酸を６．Ｏｔ［量％（従来品Ｃ
）用いた以外は同様にしてＬＲ６タイプのアルカリマン
カン電池（従来品Ｂ、Ｃ）を作製した。

以上の３つの電池について、製造直後の開路電圧を夫々
１００とし、温度６０’Ｃで保存した時の開路電圧の経
時変化を調べた。結果は第２表に示す通りで必る。

第２表 上表においてＣＭＣを用いてなる従来品Ｂの経時変化が
大きいのは、ゲル化剤として用いたＣＭＣにより正極合
剤中の二酸化マンガンが還元される度合か大きいためと
思われる。また、本発明品Ａの経時変化が従来型のポリ
アクリル酸を用いてなる従来品Ｃよりやや大きいのは、
本発明品△で用いたゲル化剤中にＣＭＣが含有されてい
ることに依るものであるが、本発明品△の場合、電池内
へのゲル状負極の充填時における作業性が非常に良好で
あるのに対し、従来品Ｃの場合は、曳糸性のために作業
性が非常に悪かった。

また直鎖型のかわりに架（器壁ポリアクリル酸を６．０
重子％（アルカリ電解液にλ［シ）用い作製した電池（
従来品Ｄ）と、本発明品へ、従来品Ｂを温度６０°Ｃで
保存した時の放電性能（１０Ω連続放電、温度２０’Ｃ
，終止電圧０．９Ｖ）を調べた。結果は、従来品Ｂの製
造直後の持続時間を１００とし、第３表に示す通りであ
る。

第３表において架橋型ポリアクリル酸を用いてなる従来
品りの経時変化が大きいのは、ゲル化剤の添加量が本発
明品Ａ、従来品已に較べ多いことにより、内部抵抗の上
背を招いて放電［生能が低下したためと思われる。

更に、ゲル化剤におけるＰ△、ＣＭＣの○イ（はを変化
させた時のゲル状電解液のゲル状態を、電解液として３
０，３５．４０重量％のＫＯ）（水溶液を各々用いた場
合について調べた。尚、ゲル状電解液中のゲル化剤の含
有量は１．５重量％とした。

結果は第２図に示１通りである。尚、同図において、×
はゲル状態にならない（軟らかすぎる）、○は良好、△
は問題がおこる（硬ずぎる）、を意味する。同図より、
ＰＡ含有吊、ＣＭＣ含有旦を夫々８０〜４０重子％、２
０〜６０重串％とじた間合に良好なゲル状態となること
がわかる。

〈発明の効果〉 以上の一二うに渦成されるこの発明のアルカリ電池によ
れば、長期保存口４における電池性能劣化を低減できる
と共に電池内にゲル状負極を充填する際の作業性の容易
化を図れる等という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示した断面図、第２図は）フ
ルカリ電解液の濃度並びにゲル化剤中（７）ＰＡとＣＭ
Ｃの含有量を変化させた時のゲル状電解液のゲル状態を
示したグラフである。 １・・・正）舅合剤、２・・・正極缶、４・・・セパレ
ータ、５・・・ゲル状負極。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、平均分子量が３００万〜４００万の架橋分岐型ポリ
   アクリル酸８０〜４０重量％とカルボキシメチルセルロ
   ース２０〜６０重量％とからなるゲル化剤をアルカリ電
   解液に混入し溶解して得たゲル状電解液を用いたゲル状
   負極を有してなり、ゲル状電解液中のゲル化剤の含有量
   が１．５〜２．５重量％であることを特徴とするアルカ
   リ電池。 ２、アルカリ電解液としてＫＯＨ溶液を用い、ゲル状電
   解液のＫＯＨ温度が３０〜４０重量％であることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載のアルカリ電池。