JPWO2019181029A1 - アルカリ乾電池 - Google Patents
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Abstract
Description
負極活物質としては、亜鉛、亜鉛合金などが挙げられる。亜鉛合金は、耐食性の観点から、インジウム、ビスマスおよびアルミニウムからなる群より選択される少なくとも一種を含んでもよい。亜鉛合金中のインジウム含有量は、例えば、0.01〜0.1質量%であり、ビスマス含有量は、例えば、0.003〜0.02質量%である。亜鉛合金中のアルミニウム含有量は、例えば、0.001〜0.03質量%である。亜鉛合金中において亜鉛以外の元素が占める割合は、耐食性の観点から、0.025〜0.08質量%であるのが好ましい。
ゲル状負極に挿入される負極集電体の材質としては、例えば、金属、合金などが挙げられる。負極集電体は、好ましくは、銅を含み、例えば、真鍮などの銅および亜鉛を含む合金製であってもよい。負極集電体は、必要により、スズメッキなどのメッキ処理がされていてもよい。
正極は、通常、正極活物質である二酸化マンガンに加え、導電剤および電解液を含む。また、正極は、必要に応じて、さらに結着剤を含有してもよい。
セパレータの材質としては、例えば、セルロース、ポリビニルアルコールなどが例示できる。セパレータは、上記材料の繊維を主体として用いた不織布であってもよく、セロファンやポリオレフィン系などの微多孔質フィルムであってもよい。不織布と微多孔質フィルムとを併用してもよい。不織布としては、セルロース繊維およびポリビニルアルコール繊維を主体として混抄した不織布、レーヨン繊維およびポリビニルアルコール繊維を主体として混抄した不織布などが例示できる。
電解液は、正極、負極およびセパレータ中に含まれる。電解液としては、例えば、水酸化カリウムを含むアルカリ水溶液が用いられる。電解液中の水酸化カリウムの濃度は、30〜50質量%が好ましい。電解液に、さらに酸化亜鉛を含ませてもよい。電解液中の酸化亜鉛の濃度は、例えば、1〜5質量%である。
ガスケットの材質としては、ポリアミド、ポリエチレン、ポリプロピレンなどが挙げられる。ガスケットは、例えば、上記材質を用いて所定の形状に射出成型することにより得られる。水素を透過しやすくする観点から、ガスケットの材質は、6,10−ナイロン、6,12−ナイロン、およびポリプロピレンが好ましい。なお、ガスケットは、通常、防爆用の薄肉部を有する。水素の透過量を増やすために、薄肉部は環状に設けられていることが好ましい。図1のガスケット5は、環状の薄肉部5aを有する。
電池ケースには、例えば、有底円筒形の金属ケースが用いられる。金属ケースには、例えば、ニッケルめっき鋼板が用いられる。正極と電池ケースとの間の密着性を良くするためには、金属ケースの内面を炭素被膜で被覆した電池ケースを用いるのが好ましい。
下記の(1)〜(3)の手順に従って、図1に示す単3形の円筒形アルカリ乾電池(LR6)を作製した。
正極活物質である電解二酸化マンガン粉末(平均粒径(D50)35μm)に、導電剤である黒鉛粉末(平均粒径(D50)8μm)を加え、混合物を得た。電解二酸化マンガン粉末および黒鉛粉末の質量比は92.4:7.6とした。なお、電解二酸化マンガン粉末は、比表面積が41m2/gであるものを用いた。混合物に電解液を加え、充分に攪拌した後、フレーク状に圧縮成形して、正極合剤を得た。混合物および電解液の質量比は100:1.5とした。電解液には、水酸化カリウム(濃度35質量%)および酸化亜鉛(濃度2質量%)を含むアルカリ水溶液を用いた。
負極活物質である亜鉛合金粉末(平均粒径(D50)130μm)と、添加剤である無水マレイン酸と、電解液と、ゲル化剤と、テレフタル酸と、を混合し、ゲル状の負極3を得た。亜鉛合金としては、0.02質量%のインジウムと、0.01質量%のビスマスと、0.005質量%のアルミニウムとを含む亜鉛合金を用いた。電解液には、正極の作製で用いた電解液と同じものを用いた。ゲル化剤には、架橋分岐型ポリアクリル酸および高架橋鎖状型ポリアクリル酸ナトリウムの混合物を用いた。無水マレイン酸の添加量は、電解液100質量部あたり2質量部とした。負極活物質と、電解液と、ゲル化剤との質量比は、100:50:1とした。テレフタル酸の添加量は、電解液99.85質量部に対して0.15質量部とした。
ニッケルめっき鋼板製の有底円筒形の電池ケース(外径13.80mm、円筒部の肉厚0.15mm、高さ50.3mm)の内面に、日本黒鉛(株)製のバニーハイトを塗布して厚み約10μmの炭素被膜を形成し、電池ケース1を得た。電池ケース1内に正極ペレットを縦に2個挿入した後、加圧して、電池ケース1の内壁に密着した状態の正極2を形成した。有底円筒形のセパレータ4を正極2の内側に配置した後、電解液を注入し、セパレータ4に含浸させた。電解液には、正極の作製で用いた電解液と同じものを用いた。この状態で所定時間放置し、電解液をセパレータ4から正極2へ浸透させた。その後、6gのゲル状負極3を、セパレータ4の内側に充填した。
上記で作製した電池A1を用いて、以下の評価試験を行った。
負極の作製において、添加剤として無水マレイン酸の代わりにマレイン酸を用いた以外は、実施例1と同様にしてアルカリ乾電池A2を作製し、評価した。
負極の作製において、添加剤を用いなかったこと以外は、実施例1と同様にしてアルカリ乾電池X1を作製し、評価した。
負極の作製において、無水マレイン酸の添加量(負極の作製に用いる電解液100質量部あたりの量)を表1に示す値とした以外は、実施例1と同様にしてアルカリ乾電池A3〜A6を作製し、評価した。
2 正極
3 負極
4 有底円筒形のセパレータ
4a 円筒型のセパレータ
4b 底紙
5 ガスケット
5a 薄肉部
6 負極集電体
7 負極端子板
8 外装ラベル
9 封口ユニット
Claims (4)
- 正極と、負極と、前記正極と前記負極との間に配されたセパレータと、前記正極、前記負極、および前記セパレータ中に含まれるアルカリ電解液と、を備え、
前記負極は、亜鉛を含む負極活物質と、添加剤と、を含み、
前記添加剤は、マレイン酸、無水マレイン酸、およびマレイン酸塩よりなる群から選択される少なくとも1種を含む、アルカリ乾電池。 - 前記負極中に含まれる前記添加剤の量は、前記負極中に含まれる前記電解液100質量部あたり0.2質量部以上4質量部以下である、請求項1に記載のアルカリ乾電池。
- 前記添加剤は、無水マレイン酸を含む、請求項1または2に記載のアルカリ乾電池。
- 前記正極は、前記添加剤を含む、請求項1〜3のいずれか1項に記載のアルカリ乾電池。
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Citations (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2002298862A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-11 | Toshiba Corp | アルミニウム電池 |
JP2008117577A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Fdk Energy Co Ltd | アルカリ乾電池及びその製造方法 |
JP2009110153A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-05-21 | Toshiba Corp | 交通情報提供システムおよび交通情報提供方法 |
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JP2711880B2 (ja) * | 1989-01-23 | 1998-02-10 | 三洋化成工業株式会社 | 乾電池の電解液ゲル化剤及びゲル状電解液 |
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JP5694833B2 (ja) * | 2010-09-22 | 2015-04-01 | 富士フイルム株式会社 | 非水二次電池用電解液及びリチウム二次電池 |
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JP2016103417A (ja) * | 2014-11-28 | 2016-06-02 | 東洋インキScホールディングス株式会社 | 蓄電材料、蓄電デバイス用電極、及び蓄電デバイス |
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Patent Citations (3)
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---|---|---|---|---|
JP2002298862A (ja) * | 2001-03-29 | 2002-10-11 | Toshiba Corp | アルミニウム電池 |
JP2008117577A (ja) * | 2006-11-02 | 2008-05-22 | Fdk Energy Co Ltd | アルカリ乾電池及びその製造方法 |
JP2009110153A (ja) * | 2007-10-29 | 2009-05-21 | Toshiba Corp | 交通情報提供システムおよび交通情報提供方法 |
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