PL237725B1 - Method for producing positive electrode for dry manganese battery, a positive electrode for dry manganese battery and method for producing the dry manganese battery - Google Patents

Method for producing positive electrode for dry manganese battery, a positive electrode for dry manganese battery and method for producing the dry manganese battery Download PDF

Info

Publication number
PL237725B1
PL237725B1 PL417569A PL41756914A PL237725B1 PL 237725 B1 PL237725 B1 PL 237725B1 PL 417569 A PL417569 A PL 417569A PL 41756914 A PL41756914 A PL 41756914A PL 237725 B1 PL237725 B1 PL 237725B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
positive electrode
manganese
carbon material
manganese dioxide
dry
Prior art date
Application number
PL417569A
Other languages
Polish (pl)
Other versions
PL417569A1 (en
Inventor
Yasuo Mukai
Koji Inokuchi
Original Assignee
Panasonic Ip Man Co 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
Priority claimed from JP2013187922A external-priority patent/JP2016197486A/en
Priority claimed from JP2013199553A external-priority patent/JP2016197487A/en
Application filed by Panasonic Ip Man Co Ltd filed Critical Panasonic Ip Man Co Ltd
Publication of PL417569A1 publication Critical patent/PL417569A1/en
Publication of PL237725B1 publication Critical patent/PL237725B1/en

Links

Classifications

    • 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
    • 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
    • H01M4/08Processes of manufacture
    • 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
    • H01M6/00Primary cells; Manufacture thereof
    • H01M6/52Reclaiming serviceable parts of waste cells or batteries, e.g. recycling
    • 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
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies
    • Y02W30/84Recycling of batteries or fuel cells

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Sustainable Development (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
  • Primary Cells (AREA)

Description

Opis wynalazkuDescription of the invention

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej.The present invention relates to a method of manufacturing a positive electrode for a manganese dry battery.

W przeszłości, suche baterie manganowe lub suche baterie alkaliczne były szeroko stosowane jako źródła energii do urządzeń elektronicznych (urządzeń przenośnych i urządzeń informatycznych) i przenośnych lampek elektrycznych. W dodatniej elektrodzie dla tych suchych baterii, dwutlenek manganu był stosowany jako materiał aktywny oraz materiał węglowy (np. sadza, grafit) był stosowany jako materiał przewodzący. W elektrodzie ujemnej, cynk był stosowany jako materiał aktywny.In the past, manganese dry batteries or dry alkaline batteries have been widely used as energy sources for electronic devices (portable devices and computing devices) and portable electric lamps. In the positive electrode for these dry batteries, manganese dioxide was used as the active material and a carbonaceous material (e.g., carbon black, graphite) was used as the conductive material. In the negative electrode, zinc was used as the active material.

Ponieważ suche baterie uważano za jednorazowe, byłoby użyteczne, aby składniki źródłowe mogły być odzyskane z zużytych suchych baterii. W tym świetle, próbowano różnych technicznych rozwiązań.Since dry batteries were considered disposable, it would be useful if the source components could be recovered from used dry batteries. In this light, various technical solutions have been tried.

Literatura Patentowa 1, Japońska, wyłożeniowa publikacja patentowa nr 2007-12527, proponuje sposób rozdzielania, a następnie zbierania, jako metalurgiczny materiał surowcowy, mieszaniny zawierającej dwutlenek manganu i materiał węglowy z zużytej suchej baterii manganowej i zużytej suchej baterii alkalicznej.Patent Literature 1, Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2007-12527 proposes a method for separating and then collecting, as a metallurgical raw material, a mixture containing manganese dioxide and carbon material from a spent manganese dry battery and a spent alkaline dry battery.

Literatura Patentowa 2, Japońska, wyłożeniowa publikacja patentowa nr Sho 61-74692, proponuje sposób zbierania pyłu manganowego z zużytej suchej baterii manganowej i zużytej suchej baterii alkalicznej.Patent Literature 2, Japanese Patent Laid-open Publication No. Sho 61-74692 proposes a method of collecting manganese dust from a spent manganese dry battery and a spent alkaline dry battery.

Materiały zebrane z zużytych suchych baterii manganowych i zużytych suchych baterii alkalicznych obejmują mangan i materiały węglowe. Zatem, będzie korzystne, jeśli takie materiały będą mogły być wykorzystane na materiał dodatniej elektrody do suchych baterii manganowych. Jednakże, odnośnie materiałów zebranych z zużytych suchych baterii, aktywność i/lub cecha charakterystyczna, taka jak możliwość przechowywania, są zredukowane.Materials collected from used dry manganese batteries and used dry alkaline batteries include manganese and carbon materials. Thus, it would be of advantage if such materials could be used as a positive electrode material for manganese dry batteries. However, with regard to the materials collected from used dry batteries, the activity and / or characteristic, such as storageability, is reduced.

Zwykle jest trudne przemysłowe i całkowite poddanie recyclingowi zużytych materiałów. Na przykład, jeśli mieszanina zebrana sposobem według Literatury Patentowej 1 jest faktycznie stosowana jako materiał dodatniej elektrody, problemy łatwo wystąpią w procesie mieszania materiałów i/lub procesie formowania do postaci dodatniej elektrody. Zatem, to będzie trudne uformować trwale i jednorodnie dodatnią elektrodę, a wydajność może być zmniejszona.It is usually difficult to industrially and completely recycle used materials. For example, if the mixture collected by the method of Patent Literature 1 is actually used as a positive electrode material, problems will readily arise in the mixing of the materials and / or the forming process into a positive electrode. Thus, it will be difficult to form a permanently and uniformly positive electrode, and the efficiency may be reduced.

Poniżej przedstawiono powody występowania trudności, gdy materiały zebrane z zużytych suchych baterii są stosowane do dodatniej elektrody do suchych baterii manganowych.The following are the reasons for the difficulties when materials collected from used dry batteries are applied to the positive electrode for manganese dry batteries.

Powyższą mieszaninę jest trudno zgranulować. Zatem, mieszanina nie uzyskuje rozmiaru cząstek odpowiedniego dla jednorodnego zmieszania materiału dodatniej elektrody, a może przybierać postać dużych brył. Gdy granulacja jest niewystarczająca, materiał dodatniej elektrody ma słabą płynność, a zatem, nie może być z łatwością jednorodnie zmieszany z innymi składnikami. Zatem, staje się trudne ciągłe, stabilne podawanie/zasilanie materiału do urządzenia wytwarzającego dla jednorodnego formowania.The above mixture is difficult to granulate. Thus, the mixture does not obtain a suitable particle size for homogeneous mixing of the positive electrode material, and may take the form of large lumps. When the granulation is insufficient, the positive electrode material has poor fluidity and therefore cannot readily be homogeneously blended with the other ingredients. Thus, it becomes difficult to continuously, stably feed / feed material into the manufacturing machine for uniform molding.

W świetle powyższego, przedmiotem niniejszego wynalazku jest zapewnienie dodatniej elektrody po niskich kosztach, poprzez wytworzenie mieszaniny materiału dodatniej elektrody, która może być jednorodnie zmieszana, w przypadku, gdzie materiały zebrane z zużytej suchej baterii manganowej i/lub zużytej suchej baterii alkalicznej są zastosowane na materiał dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej.In view of the above, it is an object of the present invention to provide a positive electrode at low cost by making a mixture of the positive electrode material that can be homogeneously mixed in the case where the materials collected from the spent dry manganese battery and / or the spent dry alkaline battery are applied to the material. positive electrode for dry manganese battery.

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej, przy czym dodatnia elektroda zawiera dwutlenek manganu, materiał węglowy i elektrolit, dwutlenek manganu zawiera pierwszy dwutlenek manganu odzyskany z co najmniej jednej zużytej suchej baterii manganowej i zużytej suchej baterii alkalicznej, materiał węglowy zawiera pierwszy materiał węglowy odzyskany razem z pierwszym dwutlenkiem manganu i nieużywany drugi materiał węglowy, przy czym sposób obejmuje:The present invention relates to a method of manufacturing a positive electrode for a manganese dry battery, the positive electrode comprises manganese dioxide, carbon material and electrolyte, the manganese dioxide comprises a first manganese dioxide recovered from at least one spent manganese dry battery and a spent alkaline dry battery, the carbon material contains the first carbon material recovered with the first manganese dioxide and unused second carbon material, the method comprising:

pierwszy etap wytwarzania mieszaniny materiału dodatniej elektrody poprzez mieszanie zmieszanej kompozycji zawierającej pierwszy dwutlenek manganu i pierwszy materiał węglowy, drugi materiał węglowy, i elektrolit; i drugi etap formowania mieszaniny materiału dodatniej elektrody, przy czym proporcja Rsc drugiego materiału węglowego, gdy ilość zmieszanej kompozycji wynosi 100% wag., wynosi 1% wag. lub więcej,a first step of producing a positive electrode material mixture by mixing a mixed composition comprising a first manganese dioxide and a first carbon material, a second carbon material, and an electrolyte; and a second step of forming a positive electrode material mixture wherein the Rsc ratio of the second carbon material when the mixed composition amount is 100 wt% is 1 wt%. or more,

PL 237 725 B1 charakteryzujący się tym, że sposób spełnia co najmniej jeden z poniższych warunków (a1), (a2) i (a3):Characterized in that the method meets at least one of the following conditions (a1), (a2) and (a3):

(a1) gdy proporcja manganu w zmieszanej kompozycji wynosi Rm i w % wag., proporcja Rsc drugiego materiału węglowego w % wag., ilość zmieszanej kompozycji wynosi 100% wag., spełnia równanie (1): -0,0215 Rm2 + 3,1077 Rm - 92,572 < Rsc < 0,0243 Rm2 - 1,2459 Rm + 22,959;(a1) when the manganese ratio of the blended composition is Rm and wt%, the Rsc ratio of the second carbon material in wt%, the amount of the mixed composition is 100 wt%, satisfies the equation (1): -0.0215 Rm 2 + 3, 1077 Rm - 92.572 < Rsc < 0.0243 Rm 2 - 1.2459 Rm + 22.959;

(a2) gdy proporcja zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym w zmieszanej kompozycji wynosi Ra i w % wag., proporcja Rsc drugiego materiału węglowego w % wag., ilość zmieszanej kompozycji wynosi 100% wag., spełnia równanie (2):(a2) when the proportion of hydrochloric acid insoluble in the blended composition is Ra and wt%, the Rsc proportion of the second carbon material in wt%, the amount of the mixed composition is 100 wt%, satisfies equation (2):

-0,0499 Ra2 + 0,7681 Ra + 8,0355 < Rsc < 0,0239 Ra2 - 1, 8621 Ra + 44,074, i zawartość nierozpuszczalna w kwasie chlorowodorowym stanowi pozostałość wynikającą z obróbki cieplnej zmieszanej kompozycji w kwasie chlorowodorowym o stężeniu 6 mol/1; i (a3) dwutlenek manganu dodatkowo zawiera nieużywany drugi dwutlenek manganu, i w pierwszym etapie, zmieszana kompozycja, drugi dwutlenek manganu i drugi materiał węglowy są zmieszane.-0.0499 Ra 2 + 0.7681 Ra + 8.0355 <Rsc <0.0239 Ra 2 - 1, 8621 Ra + 44.074, and the content insoluble in hydrochloric acid is the residue resulting from the heat treatment of the mixed composition in hydrochloric acid with a concentration of 6 mol / 1; and (a3) the manganese dioxide additionally comprises unused second manganese dioxide, and in the first step, the mixed composition, the second manganese dioxide and the second carbon material are mixed.

W sposobie wytwarzania dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej według wynalazku korzystnie proporcja Rfc pierwszego materiału węglowego w zmieszanej kompozycji wynosi 6 do 30% wag.In the method for producing a positive electrode for a manganese dry battery of the invention, preferably the Rfc ratio of the first carbon material in the blended composition is 6 to 30 wt%.

W sposobie wytwarzania dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej według wynalazku korzystnie proporcja Rsc drugiego materiału węglowego wynosi 2 do 30% wag.In the method for producing a positive electrode for a manganese dry battery according to the invention, preferably the proportion Rsc of the second carbon material is 2 to 30 wt%.

W sposobie wytwarzania dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej według wynalazku korzystnie zmieszaną kompozycję otrzymuje się poprzez prowadzenie:In the method for producing a positive electrode for a manganese dry battery according to the invention, preferably the blended composition is obtained by conducting:

procesu kruszenia elektrody, która była zawarta w co najmniej jednej zużytej suchej baterii manganowej i zużytej suchej baterii alkalicznej w celu otrzymania granulek, i procesu działania na granulki rozcieńczonym kwasem obejmującym co najmniej jeden z kwasu chlorowodorowego i kwasu siarkowego.a process for crushing the electrode that was contained in at least one spent dry manganese battery and a spent dry alkaline battery to obtain granules, and a process for treating the granules with a dilute acid comprising at least one of hydrochloric acid and sulfuric acid.

W sposobie wytwarzania dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej według wynalazku korzystnie drugi dwutlenek manganu jest co najmniej jednym wybranym z grupy składającej się z elektrolitycznego dwutlenku manganu, naturalnego dwutlenku manganu i chemicznego dwutlenku manganu.In the method for producing a positive electrode for a manganese dry battery according to the invention, preferably the second manganese dioxide is at least one selected from the group consisting of electrolytic manganese dioxide, natural manganese dioxide and chemical manganese dioxide.

Według niniejszego wynalazku, w przypadku, gdy dodatnia elektroda do suchej baterii manganowej jest wytwarzana z zastosowaniem materiałów zebranych z zużytej suchej baterii manganowej i/lub zużytej suchej baterii alkalicznej, materiał dodatniej elektrody może być jednorodnie zmieszany za pomocą prostego sposobu. To również może poprawić wydajność dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej, jak również wydajność suchej baterii manganowej.According to the present invention, in the case where the positive electrode for the manganese dry battery is produced using materials collected from the spent dry manganese battery and / or the spent dry alkaline battery, the positive electrode material can be homogeneously mixed by a simple method. It also can improve the performance of the positive electrode for the dry manganese battery as well as the performance of the dry manganese battery.

Krótki Opis RysunkówBrief Description of Drawings

Fig. 1 stanowi schematyczny widok sekcyjny w częściowym odcięciu suchej baterii manganowej o rozmiarze D.Fig. 1 is a schematic sectional view in a partial cut off of a size D manganese dry battery.

Fig. 2 stanowi wykres pokazujący relację pomiędzy proporcją Rm manganu i proporcją Rsc drugiego materiału węglowego w Przykładzie 6.Fig. 2 is a graph showing the relationship between the Rm ratio of manganese and the Rsc ratio of the second carbon material in Example 6.

Fig. 3 stanowi wykres pokazujący relację pomiędzy proporcją Ra zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym i proporcją Rsc drugiego materiału węglowego w Przykładzie 7.Fig. 3 is a graph showing the relationship between the Ra ratio of the hydrochloric acid insoluble content and the ratio Rsc of the second carbon material in Example 7.

W sposobie wytwarzania dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej według wynalazku dodatnia elektroda zawiera dwutlenek manganu, materiał węglowy i elektrolit, przy czym dwutlenek manganu zawiera pierwszy dwutlenek manganu odzyskany z zużytej suchej baterii manganowej i/lub zużytej suchej baterii alkalicznej, a materiał węglowy zawiera pierwszy materiał węglowy odzyskany razem z pierwszym dwutlenkiem manganu i nieużywany drugi materiał węglowy. Sposób wytwarzania dodatniej elektrody obejmuje: pierwszy etap wytwarzania mieszaniny materiału dodatniej elektrody poprzez mieszanie zmieszanej kompozycji zawierającej pierwszy dwutlenek manganu i pierwszy materiał węglowy, drugi materiał węglowy, i elektrolit; i drugi etap formowania mieszaniny materiału dodatniej elektrody. Tutaj, proporcja Rsc drugiego materiału węglowego wynosi 1% wag. lub więcej, gdy ilość zmieszanej kompozycji wynosi 100% wag.In the method of manufacturing a positive electrode for a manganese dry battery of the invention, the positive electrode comprises manganese dioxide, a carbon material and an electrolyte, the manganese dioxide containing the first manganese dioxide recovered from the spent manganese dry battery and / or spent alkaline dry battery, and the carbon material comprises the first material. carbon recovered with the first manganese dioxide and unused second carbon material. The method of producing a positive electrode comprises: a first step of producing a positive electrode material mixture by mixing a mixed composition comprising a first manganese dioxide and a first carbon material, a second carbon material, and an electrolyte; and a second step of forming the positive electrode material mixture. Here, the Rsc proportion of the second carbon material is 1 wt%. % or more when the amount of the mixed composition is 100 wt.%.

Odnośnie zebranych baterii: zużytych suchych baterii manganowych i/lub zużytych suchych baterii alkalicznych, stosunek pomiędzy suchymi bateriami manganowymi i suchymi bateriami alkalicznymi różni się w zależności od kraju lub obszaru, gdzie zostały zebrane, i nie jest definitywny. Ponadto, kompozycja materiałów (materiały elektrod, takie jak materiał dodatniej elektrody) w suchych bateriach różniRegarding collected batteries: spent dry manganese batteries and / or spent dry alkaline batteries, the ratio between dry manganese batteries and dry alkaline batteries varies according to the country or area where they are collected and is not definitive. Moreover, the composition of materials (electrode materials such as positive electrode material) in dry batteries is different

PL 237 725 B1 się w zależności od producenta i/lub klasyfikacji (sortu) suchych baterii. W wyniku czego, kompozycja materiałów odzyskanych z zebranych baterii nie jest jednorodna.Depending on the manufacturer and / or the grade of dry batteries. As a result, the composition of the materials recovered from the collected batteries is not homogeneous.

Ponieważ materiał dodatniej elektrody odzyskany z zebranych baterii był formowany w dodatnią elektrodę, był w kontakcie z elektrolitem, był rozładowany, i był poddany procesowi odzysku, jest różnica we właściwościach pomiędzy takim materiałem dodatniej elektrody i nieużywanym materiałem dodatniej elektrody. Odzyskany materiał dodatniej elektrody ma niską ziarnistość, może przybierać postać grudek, występuje trudność w uzyskaniu średniego rozmiaru cząstek (około 1 do 3 mm) odpowiedniego dla formowania dodatniej elektrody, i ma niską płynność. Zatem, gdy taki materiał dodatniej elektrody jest zmieszany z innymi składnikami dodatniej elektrody, aby wytworzyć nową dodatnią elektrodę, będą tu występowały trudności w jednorodnym zmieszaniu mieszaniny, a ponadto, w stabilnym podawaniu mieszaniny w procesie formowania w postać dodatniej elektrody.Since the positive electrode material recovered from the harvested batteries was formed into a positive electrode, has been in contact with the electrolyte, has been discharged, and has undergone a recovery process, there is a difference in properties between such positive electrode material and the unused positive electrode material. The recovered positive electrode material has low graininess, may take the form of lumps, it is difficult to obtain an average particle size (about 1 to 3 mm) suitable for positive electrode formation, and it has low flowability. Thus, when such a positive electrode material is mixed with other components of the positive electrode to form a new positive electrode, it will be difficult to mix the mixture homogeneously and, moreover, to stably feed the mixture into a positive electrode molding process.

W sposobie według niniejszego wynalazku, specyficzna ilość nieużywanego drugiego materiału węglowego jest zmieszana do zmieszanej kompozycji zawierającej pierwszy dwutlenek manganu i pierwszy materiał węglowy odzyskany z zużytej suchej baterii manganowej i/lub zużytej suchej baterii alkalicznej. To ułatwia jednorodne zmieszanie w przygotowaniu mieszaniny materiału dodatniej elektrody, ponieważ staje się łatwiejsze dopuszczenie różnorodności w formulacji zmieszanej kompozycji i możliwe zmniejszenie trudności w procesie formowania, takich trudności pochodzących od redukcji w płynności mieszaniny materiału dodatniej elektrody lub podobnych. Dzięki znacząco prostej technice wmieszania nieużywanego drugiego materiału węglowego do zmieszanej kompozycji, dodatnia elektroda do suchej baterii manganowej może być na nowo wytworzona z odzyskanego materiału dodatniej elektrody (powyższa zmieszana kompozycja). Zatem, powyższa metoda jest o niskim koszcie.In the method of the present invention, a specific amount of unused second carbon material is mixed into a mixed composition comprising a first manganese dioxide and a first carbon material recovered from a spent manganese dry battery and / or a spent alkaline dry battery. This facilitates homogeneous mixing in the preparation of the positive electrode material mixture as it becomes easier to accommodate variability in the formulation of the mixed composition and possibly reduce the difficulty of the forming process, such difficulties deriving from a reduction in the fluidity of the positive electrode material mixture or the like. By virtue of the considerably simple technique of mixing unused second carbon material into the blended composition, the positive electrode for the manganese dry battery can be re-fabricated from the recovered positive electrode material (mixed composition above). Thus, the above method is low cost.

Sposób wytwarzania dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej według niniejszego wynalazku obejmuje: pierwszy etap wytwarzania mieszaniny materiału dodatniej elektrody; i drugi etap formowania mieszaniny materiału dodatniej elektrody. W pierwszym etapie, zmieszana kompozycja zawierająca pierwszy dwutlenek manganu i pierwszy materiał węglowy (również prosto odnoszący się do jako zmieszanej kompozycji), drugi materiał węglowy, i elektrolit są zmieszane z wytworzeniem mieszaniny materiału dodatniej elektrody. Pierwszy dwutlenek manganu jest odzyskany z zużytej suchej baterii manganowej i/lub zużytej suchej baterii alkalicznej, i pierwszy materiał węglowy jest odzyskany razem z pierwszym dwutlenkiem manganu. Drugi materiał węglowy nie jest odzyskany z zużytego produktu, jak w przypadku pierwszego materiału węglowego, ale jest nieużywanym, świeżym, materiałem węglowym.The method of producing a positive electrode for a manganese dry battery according to the present invention comprises: a first step of producing a positive electrode material mixture; and a second step of forming the positive electrode material mixture. In the first step, a mixed composition comprising a first manganese dioxide and a first carbon material (also referred to simply as the mixed composition), a second carbon material, and an electrolyte are mixed to form a positive electrode material mixture. The first manganese dioxide is recovered from the spent manganese dry battery and / or the spent alkaline dry battery, and the first carbon material is recovered along with the first manganese dioxide. The second carbon material is not recovered from the spent product as with the first carbon material, but is unused fresh carbon material.

Zwykle, dodatnia elektroda do suchych baterii manganowych obejmuje dwutlenek manganu jako aktywny materiał dodatniej elektrody, materiał węglowy jako materiał przewodzący, i elektrolit. Dwutlenek manganu w dodatniej elektrodzie obejmuje pierwszy dwutlenek manganu, i materiał węglowy, który to obejmuje pierwszy materiał węglowy i drugi materiał węglowy.Typically, the positive electrode for manganese dry batteries includes manganese dioxide as the active material of the positive electrode, carbon material as the conductive material, and electrolyte. The manganese dioxide in the positive electrode includes the first manganese dioxide, and the carbon material, which includes the first carbon material and the second carbon material.

W pierwszym etapie, zmieszana kompozycja, drugi materiał węglowy, i elektrolit są zmieszane z wytworzeniem mieszaniny materiału dodatniej elektrody. Tutaj, ważne jest, aby zmieszanie dawało proporcję Rsc drugiego materiału węglowego wynoszącą 1 % wag. lub więcej, gdy ilość zmieszanej kompozycji wynosi 100% wag. Według powyższego, składniki mieszaniny materiału dodatniej elektrody mogą być jednorodnie zmieszane pomimo zastosowania zmieszanej kompozycji, która została odzyskana, i formowanie mieszaniny materiału dodatniej elektrody może być poprawione. Ponadto, ponieważ płynność mieszaniny materiału dodatniej elektrody wzrasta, wydajność dodatniej elektrody, jak również suchej baterii manganowej może również być poprawiona.In the first step, the mixed composition, the second carbon material, and the electrolyte are mixed to form a positive electrode material mixture. Here, it is important that blending results in an Rsc proportion of the second carbon material of 1 wt%. % or more when the amount of the mixed composition is 100 wt.%. Accordingly, the components of the positive electrode material mixture can be homogeneously mixed despite using the mixed composition that has been recovered, and the formation of the positive electrode material mixture can be improved. Moreover, as the flowability of the positive electrode material mixture increases, the performance of the positive electrode as well as the manganese dry battery can also be improved.

Zwykle, dodatnia elektroda do suchych baterii manganowych lub suchych baterii alkalicznych obejmuje dwutlenek manganu jako aktywny materiał dodatniej elektrody. Dwutlenek manganu (pierwszy dwutlenek manganu) odzyskany z zużytej suchej baterii manganowej i/lub zużytej suchej baterii alkalicznej jest zastosowany jako aktywny materiał dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej.Typically, the positive electrode for dry manganese batteries or dry alkaline batteries includes manganese dioxide as the active material of the positive electrode. The manganese dioxide (first manganese dioxide) recovered from the spent manganese dry battery and / or the spent dry alkaline battery is used as the active positive electrode material for the manganese dry battery.

Zwykle, dodatnia elektroda do suchych baterii manganowych obejmuje sadzę jako materiał przewodzący (materiał węglowy), a dodatnia elektroda do suchej baterii alkalicznej obejmuje grafit jako materiał przewodzący (materiał węglowy). Zatem, zmieszana kompozycja obejmuje grafit, sadzę, i/lub podobne, jako pierwszy materiał węglowy. Przykłady grafitu obejmują węglowy materiał mający strukturę krystaliczną typu grafitu na obszernej powierzchni. Przykłady sadzy obejmują sadzę acetylenową, sadzę piecową i sadzę termiczną. Zmieszana kompozycja może obejmować jeden pierwszy materiał węglowy lub dwa lub więcej pierwszych materiałów węglowych.Typically, the positive electrode for manganese dry batteries includes carbon black as the conductive material (carbon material) and the positive electrode for dry alkaline batteries includes graphite as the conductive material (carbon material). Thus, the mixed composition includes graphite, carbon black, and / or the like as the first carbon material. Examples of graphite include carbonaceous material having a graphite-type crystalline structure over a large surface area. Examples of carbon black include acetylene black, furnace black, and thermal black. The blended composition can include one first carbon material or two or more first carbon materials.

Zwykle, dodatnia elektroda do suchych baterii manganowych obejmuje dwutlenek manganu i materiał przewodzący (np. sadza) w stosunku wagowym mieszczącym się w zakresie od 3:1 do 8:1. ZwyTypically, the positive electrode for manganese dry batteries comprises manganese dioxide and a conductive material (e.g., carbon black) in a weight ratio ranging from 3: 1 to 8: 1. Zwy

PL 237 725 B1 kle, dodatnia elektroda do suchych baterii alkalicznych obejmuje dwutlenek manganu i materiał przewodzący (np. grafit) w stosunku wagowym mieszczącym się w zakresie od 10:1 do 25:1. Te stosunki różnią się ze względu na producenta suchej baterii i na klasyfikację suchych baterii (rodzaj) i również różnią się w zależności od państwa lub obszaru, gdzie zużyte suche baterie są zebrane.The positive electrode for dry alkaline batteries comprises manganese dioxide and a conductive material (e.g., graphite) in a weight ratio ranging from 10: 1 to 25: 1. These ratios vary according to the manufacturer of the dry battery and the classification of dry batteries (type) and also vary depending on the country or area where the waste dry batteries are collected.

Proporcja Rfc pierwszego materiału węglowego w zmieszanej kompozycji może wynosić, na przykład, od 6 do 30% wag., od 8 do 25% wag. lub od 10 do 20% wag. Zmieszana kompozycja, mająca proporcję Rfc mieszczącą się w powyższym zakresie, jest łatwa do uzyskania.The Rfc proportion of the first carbon material in the blended composition may be, for example, from 6 to 30 wt%, from 8 to 25 wt%. or from 10 to 20 wt.%. A mixed composition having an Rfc ratio within the above range is easy to obtain.

Proporcja Rfm pierwszego dwutlenku manganu w zmieszanej kompozycji może wynosić, na przykład, od 30 do 90% wag., od 50 do 88% wag. lub od 65 do 85% wag. Zmieszana kompozycja, mająca proporcję Rfm mieszczącą się w powyższym zakresie, jest łatwa do uzyskania.The proportion Rfm of the first manganese dioxide in the blended composition may be, for example, 30 to 90 wt%, 50 to 88 wt%. or from 65 to 85 wt.%. A mixed composition having an Rfm ratio within the above range is easy to obtain.

W zmieszanej kompozycji odzyskanej z suchych baterii, gdzie proporcja Rfc i/lub proporcja Rfm bardzo różni się pomiędzy partiami, proporcja Rfc i/lub proporcja Rfm może być dostosowana poprzez połączenie wielu partii.In a mixed composition recovered from dry batteries, where the Rfc ratio and / or the Rfm ratio varies greatly between batches, the Rfc ratio and / or the Rfm ratio can be adjusted by combining multiple batches.

Proporcja Rfc i proporcja Rfm może być otrzymana jak poniżej. Po pierwsze, zmieszana kompozycja jest traktowana ciepłem (ogrzewana, na przykład w 100 do 200°C (np. 160°C) przez od 0,5 do 3 godzin (np. 1 godzinę)) w kwasie chlorowodorowym o stężeniu 6 mol/l (około 18,5% wag.), aby rozdzielić ją na zawartość nierozpuszczalną (zawartość nierozpuszczalna w kwasie chlorowodorowym) i roztwór. Zawartość nierozpuszczalna w kwasie chlorowodorowym może być suszona, a następnie poddana analizie termograwimetrycznej w celu otrzymania procentowej utraty masy (zwłaszcza, procentowej utraty masy w od 400 do 900°C) zawartości węgla, która może następnie być przekształcona do proporcji Rfc (% wag.) pierwszego materiału węglowego w zmieszanej kompozycji.The Rfc ratio and the Rfm ratio can be obtained as below. First, the mixed composition is treated with heat (heated, e.g., 100 to 200 ° C (e.g., 160 ° C) for 0.5 to 3 hours (e.g., 1 hour)) in 6 mol / L hydrochloric acid. % (about 18.5 wt.%) to separate it into an insoluble content (content insoluble in hydrochloric acid) and a solution. The hydrochloric acid-insoluble content can be dried and then subjected to thermogravimetric analysis to obtain the percent weight loss (especially, percent weight loss from 400 to 900 ° C) of the carbon content, which can then be converted to the Rfc (wt%) ratio. the first carbon material in the mixed composition.

Pozostały roztwór po oddzieleniu od zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym może być poddany atomowej spektroskopii emisyjnej indukowanej sprzężoną plazmą o wysokiej częstotliwości (ICP), w celu otrzymania proporcji Rm (% wag.) manganu w zmieszanej kompozycji, która może następnie być przekształcona do proporcji Rfm (% wag.) pierwszego dwutlenku manganu. Należy zauważyć, że zawartość nierozpuszczalna w kwasie chlorowodorowym w zmieszanej kompozycji może odnosić się do pozostałości wynikającej ze zmieszanej kompozycji traktowanej ciepłem w kwasie chlorowodorowym o stężeniu 6 mol/l.The remaining solution after separation from the hydrochloric acid insoluble content can be subjected to coupled plasma induced atomic emission spectroscopy (ICP) to obtain the Rm (wt%) ratio of manganese in the blended composition, which can then be converted to the Rfm ratio ( wt.%) of the first manganese dioxide. It should be noted that the hydrochloric acid insoluble content of the mixed composition may refer to the residue resulting from the mixed composition treated with heat in 6 mol / L hydrochloric acid.

Zmieszana kompozycja może być otrzymana za pomocą znanej metody. Na przykład, może być prowadzony sposób, w którym zmieszana kompozycja jest tutaj otrzymana poprzez prowadzenie procesu odzysku zużytej suchej baterii manganowej i/lub zużytej suchej baterii alkalicznej. Tak długo jak zmieszana kompozycja zawiera dwutlenek manganu i węglowy materiał przewodzący (pierwszy materiał węglowy), metoda odzysku nie jest szczególnie ograniczona. Materiał wynikowy zbierania tylko dodatnich elektrod z suchych baterii i następnie prowadzenie procesu odzysku z nich może być stosowany jako zmieszana kompozycja; lub materiał wynikowy prowadzenia procesu odzysku z zawartości suchych baterii może być stosowany jako zmieszana kompozycja.The mixed composition can be obtained by a known method. For example, there may be a method in which the mixed composition is obtained here by carrying out a recovery process for a spent manganese dry battery and / or a spent dry alkaline battery. As long as the mixed composition comprises manganese dioxide and a carbon conductive material (the first carbon material), the recovery method is not particularly limited. The resulting material of collecting only positive electrodes from dry batteries and then carrying out a recovery process from them can be used as a blended composition; or the resultant material of the recovery process from the content of dry batteries can be used as a blended composition.

W korzystnej postaci wykonania, zmieszana kompozycja, która będzie stosowana, może być otrzymana poprzez prowadzenie etapu kruszenia elektrod (dodatnie elektrody, lub dodatnie elektrody i ujemne elektrody), które znajdowały się w zużytej suchej baterii manganowej i/lub zużytej suchej baterii alkalicznej, w celu otrzymania granulek; i etapu traktowania (lub przemywania) granulek za pomocą rozcieńczonego kwasu zawierającego kwas chlorowodorowy i/lub kwas siarkowy. Zwłaszcza, zmieszana kompozycja odzyskana za pomocą sposobu ujawnionego w Literaturze Patentowej 1 lub 2, na przykład, może być użyta. Szczególnie, zmieszana kompozycja odzyskana za pomocą sposobu ujawnionego w Literaturze Patentowej 1 jest korzystnie użyta. W ujemnych elektrodach w suchej baterii manganowej i suchej baterii alkalicznej, cynk jest stosowany jako materiał aktywny elektrody ujemnej. Nawet, gdy materiały zebrane z takich suchych baterii zawierają cynk, cynk może być rozpuszczony i usunięty poprzez obróbkę rozcieńczonym kwasem i materiał dodatniej elektrody może być odzyskany w ten sposób. Zmieszana kompozycja jest korzystnie w postaci cząstek lub proszku.In a preferred embodiment, the mixed composition to be used can be obtained by carrying out the step of crushing the electrodes (positive electrodes, or positive electrodes and negative electrodes) that were in the spent manganese dry battery and / or spent alkaline dry battery to obtaining granules; and a step of treating (or washing) the granules with a dilute acid containing hydrochloric acid and / or sulfuric acid. Especially, the mixed composition recovered by the method disclosed in Patent Literature 1 or 2, for example, can be used. Particularly, the mixed composition recovered by the method disclosed in Patent Literature 1 is preferably used. In negative electrodes in dry manganese battery and dry alkaline battery, zinc is used as the active material of the negative electrode. Even when the materials collected from such dry batteries contain zinc, the zinc can be dissolved and removed by dilute acid treatment and the positive electrode material can be recovered in this way. The blended composition is preferably in the form of particles or a powder.

Stężenie kwasu chlorowodorowego w rozcieńczonym kwasie wynosi korzystnie 14% wag. lub mniej i może wynosić od 1 do 10% wag. lub od 2 do 8% wag. Stężenie kwasu siarkowego w rozcieńczonym kwasie wynosi korzystnie 45% wag. lub mniej i może wynosić od 1 do 30% wag. lub od 4 do 20% wag. Gdy stężenie kwasu chlorowodorowego lub stężenie kwasu siarkowego w rozcieńczonym kwasie mieści się w powyższym zakresie, łatwiej jest zwiększyć szybkość zbierania dwutlenku manganu.The concentration of hydrochloric acid in the dilute acid is preferably 14 wt.%. % or less and may be from 1 to 10 wt.%. or from 2 to 8 wt.%. The concentration of the sulfuric acid in the dilute acid is preferably 45% by weight. % or less and may be from 1 to 30 wt.%. or from 4 to 20 wt.%. When the concentration of hydrochloric acid or the concentration of sulfuric acid in the dilute acid is within the above range, it is easier to increase the collection rate of manganese dioxide.

Drugi materiał węglowy może być arbitralnie wybrany z przykładów, które zostały wymienione dla pierwszego materiału węglowego. Jako drugi materiał węglowy może być użyty jeden lub dwa lub więcejThe second carbon material may be arbitrarily selected from the examples that have been mentioned for the first carbon material. One or two or more may be used as the second carbon material

PL 237 725 B1 materiałów może być użytych w połączeniu. Z uwagi na przewodnictwo i/lub retencję elektrolitu, drugi materiał węglowy korzystnie obejmuje sadzę; a z uwagi na wysokie przewodnictwo, drugi materiał węglowy korzystnie obejmuje sadzę acetylenową. Drugi materiał węglowy jest w postaci proszku.The materials can be used in combination. For reasons of electrolyte conductivity and / or retention, the second carbon material preferably comprises carbon black; and because of its high conductivity, the second carbon material preferably comprises acetylene carbon black. The second carbon material is in the form of a powder.

Zwykle, materiał dodatniej elektrody jest zmieszany z elektrolitem, a następnie formowany w dodatnią elektrodę. Obecnie, z uwagi na deformację pod naciskiem formowanego produktu i/lub przywieranie materiału dodatniej elektrody do formy podczas formowania, jest wymagane, aby materiał dodatniej elektrody miał odpowiedni stopień retencji elektrolitu. Jednakże, zmieszana kompozycja odzyskana z suchych baterii różni się od nieużywanego materiału dodatniej elektrody jeśli chodzi o właściwości i ma niższą retencję elektrolitu. Zatem, w formowaniu, wyjmowanie z formy w odniesieniu do materiału dodatniej elektrody staje się utrudnione, a forma staje się zanieczyszczona, w ten sposób łatwo o zmniejszenie wydajności. Należy zauważyć, że retencja elektrolitu jest niska w zmieszanej kompozycji, która jest odzyskana, prawdopodobnie ponieważ czynniki formowania materiału dodatniej elektrody w dodatnią elektrodę, kontakt jej z elektrolitem, jej rozładowanie w czasie w suchych bateriach, a również, proces odzysku, taki jak jej obróbka poprzez chemiczną konwersję (np. obróbka kwasowa), powoduje, że materiał węglowy ulega degradacji lub powierzchnia materiału węglowego staje się osłabiona.Typically, the positive electrode material is mixed with the electrolyte and then formed into the positive electrode. Presently, due to the deformation under pressure of the molded article and / or the sticking of the positive electrode material to the mold during molding, it is required that the positive electrode material has an appropriate degree of electrolyte retention. However, the mixed composition recovered from dry batteries differs from the unused positive electrode material in properties and has a lower electrolyte retention. Thus, in molding, demoulding with respect to the positive electrode material becomes difficult and the mold becomes contaminated, thus easily reducing productivity. It should be noted that the electrolyte retention is low in the mixed composition that is recovered, possibly because the factors of forming the positive electrode material into the positive electrode, its contact with the electrolyte, its discharge over time in dry batteries, and also a recovery process such as its treatment by chemical conversion (e.g. acid treatment) causes the carbonaceous material to degrade or the surface of the carbon material to become weakened.

Według niniejszego wynalazku proporcja Rsc drugiego materiału węglowego wynosi 1% wag. lub więcej. Gdy proporcja Rsc mieści się w powyższym zakresie, staje się łatwiejsze jednorodne zmieszanie mieszaniny materiału dodatniej elektrody i zapewnienie wysokiej płynności; zatem, dodatnia elektroda może być wytwarzana ze spójną jakością oraz z dużą wydajnością. Ponadto, poprzez dodanie drugiego materiału węglowego, nadaje się hydrofilowość mieszaninie materiału dodatniej elektrody i może wzrosnąć retencja elektrolitu.According to the present invention, the Rsc proportion of the second carbon material is 1 wt%. or more. When the Rsc ratio is within the above range, it becomes easier to homogeneously mix the positive electrode material mixture and ensure high fluidity; thus, the positive electrode can be manufactured with consistent quality and high efficiency. Moreover, by adding the second carbon material, the positive electrode material mixture is rendered hydrophilic and the electrolyte retention may increase.

Proporcja Rsc drugiego materiału węglowego wynosi 1% wag. lub więcej, a korzystnie 2% wag. lub więcej lub 3% wag. lub więcej. Proporcja Rsc wynosi korzystnie 50% wag. lub mniej, i może wynosić 40% wag. lub mniej lub 30% wag. lub mniej. Te niższe granice i wyższe granice mogą być arbitralnie połączone. Proporcja Rsc może wynosić od 1 do 50% wag., od 1 do 40% wag. lub od 2 do 30% wag.The Rsc proportion of the second carbon material is 1 wt%. % or more and preferably 2 wt.%. % or more or 3 wt.%. or more. The proportion of Rsc is preferably 50 wt.%. % or less, and may be 40 wt.%. % or less or 30 wt.%. or less. These lower limits and higher limits can be arbitrarily combined. The proportion of Rsc may be from 1 to 50% by weight, from 1 to 40% by weight. or from 2 to 30 wt.%.

Korzystnie zakres dla proporcji Rsc (% wag.) drugiego materiału węglowego może być wyznaczony w połączeniu z proporcją Rm (% wag.) manganu w zmieszanej kompozycji lub proporcją Ra (% wag.) zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym zawartej tutaj.Preferably, a range for the proportion Rsc (wt%) of the second carbon material may be determined in combination with the proportion Rm (wt%) of the manganese in the blended composition or the proportion Ra (wt%) of the hydrochloric acid insoluble content contained herein.

Należy zauważyć, że, jak podano powyżej, zawartość nierozpuszczalna w kwasie chlorowodorowym jest pozostałością wynikającą z faktu, że zmieszana kompozycja jest poddana obróbce cieplnej w kwasie chlorowodorowym o stężeniu 6 mol/l i proporcja Ra (% wag.) odpowiada zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym w zmieszanej kompozycji. Proporcja Ra zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym jest otrzymana poprzez wystarczające wysuszenie zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym, która była oddzielona w procedurze opisanej powyżej, w celu otrzymania masy wysuszonej zawartości, a następnie obliczenie proporcji (% wag.) uzyskanej masy w zmieszanej kompozycji.It should be noted that, as noted above, the hydrochloric acid insoluble content is the residue resulting from the fact that the blended composition is heat treated in 6 mol / l hydrochloric acid and the ratio Ra (wt%) corresponds to the hydrochloric acid insoluble content in mixed composition. The ratio Ra of the hydrochloric acid insoluble content is obtained by sufficiently drying the hydrochloric acid insoluble content that has been separated in the procedure described above to obtain the weight of the dried content, and then calculating the proportion (wt%) of the obtained weight in the blended composition.

Zwłaszcza, po pierwsze, wiele partii jest wytworzonych, każda mająca inną proporcję Rm manganu; i dla każdej partii proporcja Rsc drugiego materiału węglowego wmieszanego w zmieszanej kompozycji jest inna, a mieszalność i formowalność mieszaniny materiału dodatniej elektrody są oszacowane. Następnie, dla każdej partii, zakres (wartość górnej granicy i wartość dolnej granicy) Rsc, który pozwala na wysokie poziomy tych właściwości, jest poszukiwany. Dla Rm każdej partii, wartości górnej granicy i wartości dolnej granicy Rsc, które pozwalają na wysokie wartości tych właściwości, są wyrysowane. Wyrysowanie wartości górnej granicy i wyrysowanie wartości dolnej granicy Rsc może być przybliżone za pomocą równania liniowej regresji; i Rsc wykazuje wysoką korelację z Rm. Punkty, które odbiegają w górę od równania liniowej regresji (linia U) dla wartości górnej granicy oraz punkty, które odbiegają w dół od równania liniowej regresji (linia L) dla wartości dolnej granicy mieszczą się w uprzednio wyznaczonym przedziale współczynnika ufności ich odpowiednich równań liniowej regresji. Uprzednio wyznaczony przedział współczynnika ufności na górnej części linii U i uprzednio wyznaczony przedział współczynnika ufności na dolnej części linii L, otrzymane jak powyżej, odnoszą się do jako górna granica i dolna granica Rsc, odpowiednio. Tutaj uprzednio wyznaczone przedziały współczynników ufności są korzystnie 95% przedziałami współczynnika ufności.Especially first, many batches are produced, each having a different proportion of Rm of manganese; and for each batch, the Rsc proportion of the second carbon material mixed in the blended composition is different, and the miscibility and formability of the positive electrode material blend are estimated. Then, for each batch, a range (upper bound value and lower bound value) of Rsc that allows for high levels of these properties is searched for. For the Rm of each batch, the high limit values and the low Rsc values that allow high values for these properties are plotted. The plotting of the upper bound value and plotting the lower bound Rsc value can be approximated using a linear regression equation; and Rsc shows a high correlation with Rm. Points that deviate upstream from the linear regression equation (line U) for the upper bound value and points that deviate downstream from the linear regression equation (line L) for the lower bound value fall within the previously determined confidence interval of their respective linear regression equations . The previously determined confidence level interval on the upper part of the U line and the previously determined confidence ratio interval on the lower part of the L line, obtained as above, refer to the upper limit and lower limit of Rsc, respectively. Here, the predetermined confidence intervals are preferably 95% confidence intervals.

Gdy uprzednio wyznaczone przedziały współczynników ufności są 95% przedziałem współczynnika ufności, od górnej granicy i dolnej granicy otrzymanych jak powyżej, proporcja Rsc (% wag.) drugiego materiału węglowego korzystnie spełnia równanie (1a) jak poniżej:When the predetermined confidence intervals are 95% confidence intervals, from the upper limit and lower limit obtained as above, the Rsc ratio (wt%) of the second carbon material preferably satisfies equation (1a) as follows:

Rml - t x S < Rsc < Rmu + t x S (1a)Rml - t x S <Rsc <Rmu + t x S (1a)

PL 237 725 B1PL 237 725 B1

W równaniu (1 a), Rmu i Rmi oznaczają proporcje Rm manganu otrzymane z linii U i linii L, odpowiednio, i t oznacza wartość t (= 3,182) dla 5% poziomu ufności w rozkładzie t z 3 stopniami swobody. S oznacza odchylenie standardowe i jest wyrażone jako [Ve x {(1/n) + (X+Y)}]1/2. Tutaj, Ve oznacza wariancję błędu, n jest liczbą danych, X oznacza kwadrat wartości odchylenia dla wartości Rmu lub Rml, a Y jest sumą kwadratów wartości odchyleń dla wszystkich danych dla Rsc.In equation (1 a), Rmu and Rmi denote the proportions Rm of manganese obtained from the U line and the L line, respectively, and t is the t value (= 3.182) for the 5% confidence level in the t distribution with 3 degrees of freedom. S is the standard deviation and is expressed as [Ve x {(1 / n) + (X + Y)}] 1/2 . Here, Ve is the error variance, n is the number of data, X is the square of the deviation values for Rmu or Rml, and Y is the sum of the squared deviation values for all data for Rsc.

W związku z powyższym, zakres proporcji Rsc (% wag.) drugiego materiału węglowego może być wyznaczony w połączeniu z proporcją Ra (% wag.) zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym. W tym przypadku, zakres Rsc (% wag.) może być otrzymany zgodnie z przypadkiem według równania (1a). Jednakże, zamiast proporcji Rm manganu, proporcja Ra zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym jest zmieniana, aby określić mieszalność i formowalność mieszaniny materiału dodatniej elektrody. Wyrysowanie wartości górnej granicy i wyrysowanie wartości dolnej granicy Rsc może być przybliżone za pomocą równania liniowej regresji, i Rsc wykazuje wysoką korelację również z Ra.Accordingly, the range of the Rsc (wt%) ratio of the second carbon material may be determined in combination with the Ra ratio (wt%) of the hydrochloric acid insoluble content. In this case, the Rsc range (wt%) can be obtained according to the case of equation (1a). However, instead of the Rm proportion of the manganese, the Ra proportion of the hydrochloric acid insoluble content is changed to determine the miscibility and formability of the positive electrode material mixture. The plotting of the upper bound value and plotting the lower bound value of Rsc can be approximated by a linear regression equation, and Rsc shows a high correlation with Ra as well.

Dla górnej granicy i dolnej granicy otrzymanych jak powyżej, proporcja Rsc (% wag.) drugiego materiału węglowego korzystnie spełnia równanie (2a) jak poniżej:For the upper limit and lower limit obtained as above, the proportion Rsc (wt%) of the second carbon material preferably satisfies equation (2a) as follows:

Ral - t x S < Rsc < Rau + t x S (2a)Ral - t x S <Rsc <Rau + t x S (2a)

W równaniu (2a), Rau i Ral są proporcjami Ra zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym otrzymanymi z równania liniowej regresji (linia U) wartości górnej granicy Rsc i równania liniowej regresji (linia L) wartości dolnej granicy Rsc, odpowiednio, w odniesieniu do Ra; a t i S mają takie same znaczenia, jak w równaniu (1a). Jednakże, w S, X oznacza kwadrat wartości odchylenia dla wartości Rau lub Ral.In equation (2a), Rau and Ral are the proportions Ra of the hydrochloric acid insoluble content obtained from the linear regression equation (line U) of the upper limit of Rsc and the linear regression equation (line L) of the lower limit value of Rsc, respectively, with respect to Ra; and t and S have the same meanings as in equation (1a). However, in S, X is the square of the deviation value for the Rau or Ral values.

Proporcja Rsc (% wag.) drugiego materiału węglowego korzystnie spełnia równanie (1a) i/lub równanie (2a).The proportion Rsc (wt%) of the second carbon material preferably satisfies equation (1a) and / or equation (2a).

Poprzez zastosowanie drugiego materiału węglowego w proporcji, która spełnia powyższe równanie (1 a) i/lub powyższe równanie (2a), formowalność mieszaniny materiału dodatniej elektrody może być poprawiona, w dodatku do jej mieszalności. Szczególnie, właściwy stopień retencji elektrolitu jest uzyskiwany dla mieszaniny materiału dodatniej elektrody i występowanie przerw i/lub ukruszeń jest zmniejszone w uformowanej dodatniej elektrodzie. Ponadto, wyciekanie elektrolitu podczas formowania jest zmniejszone, w ten sposób pozwala się na redukcję zanieczyszczenia urządzeń produkcyjnych z uwagi na redukcję w uwalnianiu produktu z formy w odniesieniu do cząstek otrzymanych poprzez granulację i/lub zmniejszenie odchyleń masy dodatniej elektrody.By using a second carbon material in a proportion that satisfies equation (1a) above and / or equation (2a) above, the formability of the positive electrode material mixture can be improved, in addition to its miscibility. In particular, a proper degree of electrolyte retention is achieved with the positive electrode material mixture and the occurrence of gaps and / or chipping is reduced in the formed positive electrode. In addition, electrolyte leakage during molding is reduced, thereby allowing a reduction in fouling of the manufacturing equipment due to a reduction in product release from the mold with respect to particles obtained by granulation and / or a reduction in positive electrode mass variation.

W świetle dalszej poprawy mieszalności i formowalności mieszaniny materiału dodatniej elektrody, w równaniu (1 a), zakres Rsc jest korzystnie wyznaczony poprzez zastosowanie wielu partii zmieszanych kompozycji, z których każda ma różną wartość Rm, co jest łatwo uzyskać. W przypadku równania (2a) również, zakres Rsc jest korzystnie wyznaczony za pomocą zastosowania wielu partii zmieszanych kompozycji, które są łatwe do uzyskania, przy czym każda ma inną wartość Ra.In view of further improving the miscibility and formability of the positive electrode material mixture, in equation (1a), the Rsc range is preferably determined by using multiple batches of blended compositions each having a different Rm value, which is easily achieved. In the case of equation (2a) also, the Rsc range is preferably determined by using multiple batches of mixed compositions that are readily obtainable, each having a different Ra value.

Chociaż opis szczegółowy będzie podany dalej w poniższych Przykładach, na przykład, gdy Rsc jest zmieniana, aby należała do zakresu od 0 do 27% wag. w odniesieniu do wielu partii, przy czym każda partia ma Rm mieszczący się w zakresie od 44,7 do 51,3% wag., a następnie mieszalność i formowalność mieszaniny materiału dodatniej elektrody są oszacowane, Rsc (% wag.) korzystnie spełnia równanie (1) jak poniżej:Although a detailed description will be given further in the Examples below, for example, when Rsc is changed to be in the range of 0 to 27 wt.%. for multiple batches where each batch has an Rm ranging from 44.7 to 51.3 wt%, then the miscibility and formability of the positive electrode material mixture are estimated, Rsc (wt%) preferably satisfies equation ( 1) as below:

-0,0215 Rm2 + 3,1077 Rm - 92,572 < Rsc < 0,0243 Rm2 - 1,2459 Rm + 22,959 (1)-0.0215 Rm 2 + 3.1077 Rm - 92.572 <Rsc <0.0243 Rm 2 - 1.2459 Rm + 22.959 (1)

Należy zauważyć, że partia mająca Rm jak powyżej jest relatywnie łatwa do uzyskania.Note that a batch having an Rm as above is relatively easy to obtain.

Ponadto, odnośnie wielu partii, każda z partii mająca Ra mieszczący się w zakresie od 14,2 do 20,9% wag., jako wynik zmiany Rsc, aby należał do zakresu od 0 do 27% wag. , a następnie szacując mieszalność i formowalność mieszaniny materiału dodatniej elektrody, Rsc (% wag.) korzystnie spełnia równanie (2) jak poniżej :Moreover, for multiple batches, each batch having a Ra ranging from 14.2 to 20.9 wt.% As a result of changing the Rsc to fall within the range of 0 to 27 wt.%. and then estimating the miscibility and formability of the positive electrode material mixture, Rsc (wt%) preferably satisfies equation (2) as follows:

-0,0499 Ra2 + 0,7681 Ra + 8,0355 < Rsc < 0,0239 Ra2 - 1,8621 Ra + 44,074 (2)-0.0499 Ra 2 + 0.7681 Ra + 8.0355 <Rsc <0.0239 Ra 2 - 1.8621 Ra + 44.074 (2)

Rsc (% wag.) może spełniać albo jedno albo oba: równanie (1) i równanie (2).Rsc (wt%) can satisfy either or both of equation (1) and equation (2).

Należy zauważyć, że producent suchych baterii może zakupić zmieszaną kompozycję od producenta materiałów. Obecnie, producent materiałów może analizować proporcję Rm manganu i/lub proporcję Ra zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym, i producent suchych baterii może otrzymać wartości wynikające z analizy. Te wynikowe wartości mogą być zastosowane do niniejszego wynalazku. Gdy partie zmieszanej kompozycji są zmieniane, wartości Rm i/lub wartości Ra tych zmieszanych kompozycji mogą się różnić. W tym przypadku, wartość Rsc, która była już wyznaczona możeIt should be noted that the manufacturer of dry batteries can purchase the mixed composition from the manufacturer of the materials. At present, the material manufacturer can analyze the manganese Rm ratio and / or the Ra proportion of the hydrochloric acid insoluble content, and the dry battery manufacturer can obtain the values from the analysis. These resulting values can be applied to the present invention. When batches of the mixed compositions are changed, the Rm and / or Ra values of the mixed compositions may be different. In this case, the Rsc value that has already been determined may

PL 237 725 B1 zmienić się według wariancji, lub może nie ulec zmianie tak długo, jak powyższe równania są spełnione dla każdej partii.The variance may vary according to the variance, or it may not change as long as the above equations are satisfied for each batch.

W pierwszym etapie, co najmniej, zmieszana kompozycja i drugi materiał węglowy są mieszane. Jednakże, jeśli jest to potrzebne, nieużywany dwutlenek manganu (drugi dwutlenek manganu) może być dodatkowo domieszany. W przypadku zastosowania drugiego dwutlenku manganu, dwutlenek manganu w dodatniej elektrodzie obejmuje pierwszy dwutlenek manganu i drugi dwutlenek manganu.In the first step, at least, the mixed composition and the second carbon material are mixed. However, if needed, unused manganese dioxide (second manganese dioxide) can be further admixed. When a second manganese dioxide is used, the manganese dioxide in the positive electrode includes the first manganese dioxide and the second manganese dioxide.

Jako drugi dwutlenek manganu, znany może być użyty. Przykłady drugiego dwutlenku manganu obejmują elektrolityczny dwutlenek manganu, naturalny dwutlenek manganu i chemiczny dwutlenek manganu. Drugi dwutlenek manganu może być użyty pojedynczo lub w połączeniu dwóch lub więcej. Aby poprawić wydajność suchej baterii manganowej według potrzeb użytkownika, może być zastosowany elektrolityczny dwutlenek manganu. Aby zmniejszyć koszty, można zastosować naturalny dwutlenek manganu i/lub chemiczny dwutlenek manganu. W świetle równowagi pomiędzy wydajnością a kosztem, te dwutlenki manganu mogą być arbitralnie zmieszane. Drugi dwutlenek manganu jest korzystnie w postaci proszku.As the second manganese dioxide, known can be used. Examples of the second manganese dioxide include electrolytic manganese dioxide, natural manganese dioxide, and chemical manganese dioxide. The second manganese dioxide may be used singly or in combination of two or more. Electrolytic manganese dioxide may be used to improve the performance of the manganese dry battery according to the user's needs. To reduce costs, natural manganese dioxide and / or chemical manganese dioxide can be used. In view of the balance between yield and cost, these manganese dioxide can be arbitrarily mixed. The second manganese dioxide is preferably in the form of a powder.

Proporcja Rsm drugiego dwutlenku manganu, gdy ilość zmieszanej kompozycji wynosi 100% wag. może być arbitralnie wybrana według potrzeb użytkownika, i na przykład, może być wyznaczona w świetle równowagi pomiędzy wydajnością a kosztem. Aby zredukować koszty, jest korzystnie zredukować proporcję Rsm, i na przykład, Rsm może wynosić 0% wag. Aby poprawić wydajność, jest korzystnie zwiększyć proporcję Rsm, i na przykład, Rsm może być zwiększona do około 90% wag.The Rsm ratio of the second manganese dioxide when the amount of the mixed composition is 100 wt%. it can be arbitrarily selected according to the needs of the user, and, for example, can be determined in light of a balance between performance and cost. To reduce costs, it is preferable to reduce the proportion Rsm, and for example, Rsm may be 0 wt.%. To improve the yield, it is preferable to increase the proportion of Rsm, and for example, Rsm may be increased to about 90 wt%.

Mieszanie może być przeprowadzone za pomocą znanych metod mieszania, i na przykład, można użyć znany mikser i/lub ugniatacz .Mixing may be performed by known mixing methods, and for example, a known mixer and / or kneader may be used.

Mieszanie może być poprzez albo mieszanie na sucho albo mieszanie na mokro, lub poprzez ich kombinację. Na przykład, zmieszana kompozycja, drugi materiał węglowy, i jeśli jest to potrzebne, drugi dwutlenek manganu mogą być zmieszane na sucho; a następnie, elektrolit może być dodany do mieszaniny za pomocą zraszania lub podobnie, w ten sposób, aby dalej prowadzić mieszanie na mokro. Połączenie mieszania na sucho i mieszania na mokro może spowodować dalszy wzrost dyspersyjności składników, i może być uzyskana mieszanina materiału dodatniej elektrody, która jest bardziej jednorodnie zmieszana.The mixing can be by either dry blending or wet blending, or a combination thereof. For example, the blended composition, the second carbon material, and, if desired, the second manganese dioxide, may be dry blended; and then, the electrolyte may be added to the mixture by spraying or the like, thus to further effect wet mixing. The combination of dry blending and wet blending can further increase the dispersibility of the ingredients, and a positive electrode material mixture that is more uniformly blended can be obtained.

Według niniejszego wynalazku, poprzez zastosowanie drugiego materiału węglowego w specyficznych ilościach mogą być jednorodnie zmieszane zmieszana kompozycja, drugi materiał węglowy, i jeśli jest to potrzebne, drugi dwutlenek manganu, a płynność otrzymanej mieszaniny materiału dodatniej elektrody może wzrosnąć. Należy zauważyć, że podczas mieszania, stałe składniki (np. dwutlenek manganu, materiał węglowy) wśród składników mieszaniny materiału dodatniej elektrody, z elektrolitem zawartym w niej, są granulowane do właściwego stopnia. Poprzez zastosowanie drugiego materiału węglowego w specyficznych ilościach granulacja staje się łatwiejsza w mieszaniu, a to również pozwala na wzrost płynności i poprawę formowalności.According to the present invention, by using the second carbon material in specific amounts, the blended composition, the second carbon material, and the second manganese dioxide, if needed, can be mixed homogeneously, and the flowability of the resulting positive electrode material mixture increased. It should be noted that during mixing, the solid components (e.g., manganese dioxide, carbon material) among the components of the mixture of the positive electrode material with the electrolyte contained therein are granulated to the appropriate degree. By using the second carbon material in specific amounts, granulation becomes easier to blend, and this also allows an increase in flowability and improved formability.

Średni rozmiar cząstek (granulek) otrzymanych w mieszaniu wynosi, na przykład, korzystnie od 1 do 10 mm i korzystniej od 1 do 3 mm. Gdy średni rozmiar cząstek granulatu mieści się w powyższym zakresie, składniki mieszaniny materiału dodatniej elektrody mogą być bardziej jednorodnie zmieszane. Poprzez otrzymanie mieszaniny materiału dodatniej elektrody, która jest jednorodnie zmieszana, formowalność mieszaniny materiału dodatniej elektrody może również być poprawiona.The average size of the particles (granules) obtained by mixing is, for example, preferably 1 to 10 mm and more preferably 1 to 3 mm. When the mean particle size of the granules is within the above range, the components of the positive electrode material mixture can be mixed more uniformly. By obtaining a positive electrode material mixture that is homogeneously mixed, the formability of the positive electrode material mixture can also be improved.

Przykłady elektrolitu obejmują wodny roztwór zawierający chlorek cynku. Zawartość chlorku cynku w elektrolicie wynosi, na przykład, od 20 do 40% wag.Examples of the electrolyte include an aqueous solution containing zinc chloride. The zinc chloride content of the electrolyte is, for example, from 20 to 40% by weight.

Do elektrolitu może być dodany chlorek amonu w niewielkich ilościach. Zawartość chlorku amonu w elektrolicie wynosi, na przykład, od 0,5 do 10% wag. lub od 1 do 10% wag.Ammonium chloride may be added to the electrolyte in small amounts. The ammonium chloride content of the electrolyte is, for example, from 0.5 to 10% by weight. or from 1 to 10 wt.%.

Proporcja Re elektrolitu użytego w pierwszym etapie wynosi, na przykład, od 50 do 90% wag. i korzystnie od 60 do 85% wag., gdy ilość zmieszanej kompozycji wynosi 100% wag. Gdy proporcja Re elektrolitu mieści się w powyższym zakresie, płynność mieszaniny materiału dodatniej elektrody może bardziej wzrosnąć, co jest korzystne jeśli chodzi o poprawę formowalności.The proportion Re of the electrolyte used in the first step is, for example, from 50 to 90% by weight. and preferably from 60 to 85 wt.% when the amount of the mixed composition is 100 wt.%. When the ratio Re of the electrolyte is within the above range, the flowability of the positive electrode material mixture may increase more, which is beneficial to improve formability.

W drugim etapie, mieszanina materiału dodatniej elektrody wytworzona w pierwszym etapie jest formowana z wytworzeniem dodatniej elektrody.In a second step, the positive electrode material mixture produced in the first step is formed to form a positive electrode.

Formowanie może być przeprowadzone za pomocą znanej metody. Na przykład, mieszanina materiału dodatniej elektrody może być wprowadzana do formy i następnie formowana pod naciskiem z wytworzeniem dodatniej elektrody. Alternatywnie, jeśli jest to potrzebne, mieszanina materiału dodatniej elektrody może być wprowadzana do puszki elektrody ujemnej z separatorem i dolnym papieremMolding can be carried out by a known method. For example, a positive electrode material mixture may be introduced into a mold and then pressure molded to form a positive electrode. Alternatively, if needed, the positive electrode material mixture can be introduced into the negative electrode can with a separator and bottom paper

PL 237 725 B1 rozłożonym pomiędzy materiałem mieszaniny i puszką, a następnie sprasowana, jeśli jest to odpowiednie do uformowania dodatniej elektrody.The mixture is dispersed between the mixture material and the can and then compressed if suitable to form a positive electrode.

Kształt dodatniej elektrody może być określony zgodnie z kształtem suchej baterii manganowej, i jest to, na przykład, okrągły cylinder lub wielokątny cylinder.The shape of the positive electrode can be defined according to the shape of the manganese dry battery, and is, for example, a round cylinder or a polygonal cylinder.

Według niniejszego wynalazku, ponieważ płynność mieszaniny materiału dodatniej elektrody może być poprawiona, nawet z zastosowaniem materiałów odzyskanych z zużytych baterii, mieszanina materiału dodatniej elektrody może być łatwo dostarczana do drugiego etapu i/lub łatwo wprowadzana do formy. Zatem, wysoka wydajność może być utrzymana.According to the present invention, since the flowability of the positive electrode material mixture can be improved, even with the use of materials recovered from spent batteries, the positive electrode material mixture can be easily fed to the second step and / or easily introduced into the mold. Thus, high efficiency can be maintained.

Ponadto, ponieważ elektrolit może również być właściwie zatrzymany w mieszaninie materiału dodatniej elektrody, może również być zmniejszone przywieranie mieszaniny materiału dodatniej elektrody do formy. W tym przypadku, w świetle możliwości zmniejszenia zanieczyszczenia również formy, wydajność może być poprawiona. Ponadto, mogą być również zmniejszone pęknięcia i/lub ukruszenia w dodatniej elektrodzie. Zatem, niedoskonałości w jakości dodatniej elektrody mogą być skutecznie zmniejszone.Moreover, since the electrolyte can also be properly retained in the positive electrode material mixture, adhesion of the positive electrode material mixture to the mold can also be reduced. In this case, in view of the possibility of reducing the contamination of the mold as well, the efficiency can be improved. Moreover, cracks and / or chips in the positive electrode can also be reduced. Thus, the imperfections in the quality of the positive electrode can be effectively reduced.

Jak powyżej, według niniejszego wynalazku, materiał odzyskany z zużytych suchych baterii może być poddany recyklingowi w materiał dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej. Zatem, może powstać sieć recyklingu dla suchych baterii manganowych, czyniąc możliwym udział w redukcji ilości zużytych jednorazowych suchych baterii manganowych.As above, according to the present invention, the material recovered from the spent dry batteries can be recycled into the positive electrode material for the dry manganese battery. Thus, a recycling network for dry manganese batteries can be developed, making it possible to contribute to reducing the amount of used disposable dry manganese batteries.

Sposób wytwarzania suchej baterii manganowej obejmuje: etap A wytwarzania dodatniej elektrody; i etap B umieszczania składników baterii, łącznie z dodatnią elektrodą, w puszce elektrody ujemnej.The method of manufacturing a manganese dry battery comprises: step A of producing a positive electrode; and step B of placing the battery components, including the positive electrode, in the negative electrode can.

W etapie A, wytwarzana jest dodatnia elektroda zawierająca dwutlenek manganu, materiał węglowy i elektrolit. Zwłaszcza, etap A obejmuje pierwszy etap i drugi etap opisane powyżej. Odnośnie szczegółów etapu A, są podane powyżej szczegóły sposobu wytwarzania dodatniej elektrody.In step A, a positive electrode is produced containing manganese dioxide, carbon material and electrolyte. In particular, step A comprises the first step and the second step described above. Regarding the details of step A, the details of the method for producing the positive electrode are given above.

W etapie B, dodatnia elektroda otrzymana w etapie A jest użyta do budowy suchej baterii manganowej. Szczególnie, w puszce elektrody ujemnej, dodatnia elektroda i separator są wstawione pomiędzy dodatnią elektrodę a puszkę elektrody ujemnej. W środkowej części dodatniej elektrody jest wstawiony kolektor prądu dodatniej elektrody w postaci pręta (np. pręt węglowy), równolegle do kierunku wzdłużnej osi dodatniej elektrody.In step B, the positive electrode obtained in step A is used to build a dry manganese battery. Specifically, in the negative electrode can, a positive electrode and a separator are inserted between the positive electrode and the negative electrode can. In the central part of the positive electrode a current collector of the positive electrode in the form of a rod (e.g. a carbon rod) is inserted parallel to the direction of the longitudinal axis of the positive electrode.

Następnie, część otwarta puszki elektrody ujemnej jest zaklejana pokrywką, która również służy jako dodatni biegun, z izolacyjną uszczelką umieszczoną pomiędzy, w ten sposób pozwalając na otrzymanie suchej baterii manganowej. Należy zauważyć, że pokrywka jest elektrycznie połączona do kolektora prądu dodatniej elektrody.Then, the open part of the negative electrode can is sealed with a lid, which also serves as the positive pole, with an insulating gasket placed in between, thus allowing a dry manganese battery to be obtained. Note that the cover is electrically connected to the current collector of the positive electrode.

Sposób wytwarzania suchej baterii manganowej będzie teraz opisany w odniesieniu do Fig. 1. Fig. 1 jest widokiem sekcyjnym w częściowym przekroju suchej baterii manganowej o rozmiarze D (R20).A method of producing a manganese dry battery will now be described with reference to Fig. 1. Fig. 1 is a cutaway sectional view of a size D (R20) manganese dry battery.

Na początku, cylindryczna dodatnia elektroda 1 jest umieszczona w zamkniętej od dołu cylindrycznej puszce elektrody ujemnej 4, z separatorem 3 wykonanym w postaci tuby i od dołu okrągłym papierem 13 umieszczonym pomiędzy. Kolumnowy kolektor prądu dodatniej elektrody 2 jest umieszczony w wydrążonej środkowej części wytworzonej w osiowej centralnej części dodatniej elektrody 1, a okrągły papierowy kołnierz 9 jest użyty w górnej części dodatniej elektrody 1. Okrągły otwór jest wytwarzany w środkowej części papierowego kołnierza 9, a jeden koniec części kolektora prądu dodatniej elektrody 2 przechodzi przez ten otwór, tak, że wystaje do góry z górnej powierzchni dodatniej elektrody 1 (lub z papierowego kołnierza 9) . Uszczelka 5 mająca otwór w jej środkowej części jest umieszczona na otwartej części puszki elektrody ujemnej 4. Obecnie, jeden koniec części kolektora prądu dodatniej elektrody 2 przechodzi przez otwór uszczelki 5 w sposób dopasowany i wystaje z górnej powierzchni uszczelki 5.Initially, the cylindrical positive electrode 1 is housed in a cylindrical negative electrode 4 box closed at the bottom, with a separator 3 made in the form of a tube and a circular paper 13 at the bottom between. A columnar collector of positive electrode 2 is positioned in the hollow middle part produced in the axial central part of the positive electrode 1, and a circular paper collar 9 is used in the upper part of the positive electrode 1. A circular hole is produced in the middle part of the paper collar 9 and one end of the part the current collector of the positive electrode 2 passes through this hole so as to project upwards from the top surface of the positive electrode 1 (or from the paper collar 9). A gasket 5 having an opening in its central part is placed on the open part of the negative electrode can 4. Now, one end of the current collector part of the positive electrode 2 passes through the gasket opening 5 in a mating manner and projects from the upper face of the gasket 5.

Następnie, biegun ujemny utworzony z płytki cynowej w kształcie dysku jest umieszczany w dolnej części (zewnętrznej dolnej powierzchni) puszki elektrody ujemnej 4. Peryferyjna część brzegowa bieguna ujemnego 6 ma kształt podobny do ronda kapelusza, a biegun ujemny 6 jest umieszczony tak, aby peryferyjna część brzegowa była w kontakcie z zewnętrzną dolną powierzchnią puszki elektrody ujemnej 4. Następnie, pierścień klejący 7 wykonany z papieru impregnowanego za pomocą parafiny jest umieszczony na części peryferyjnego brzegu części bieguna ujemnego 6.Then, the negative pole formed by the disc-shaped tin plate is placed in the lower part (outer lower surface) of the negative electrode can 4. The peripheral edge part of the negative pole 6 has a shape similar to the brim of a hat, and the negative pole 6 is positioned so that the peripheral part is the lip is in contact with the outer bottom surface of the negative electrode can 4. Next, an adhesive ring 7 made of paraffin impregnated paper is placed on a part of the peripheral edge of the negative pole part 6.

Wewnętrzna strona powierzchni puszki elektrody ujemnej 4 staje się pokryta kurczliwą pod wpływem ciepła tubą z żywicy 8, strona powierzchni rozpoczynająca się od pierścienia klejącego 7 umieszczonego na zewnętrznej dolnej powierzchni puszki elektrody ujemnej 4, aż do uszczelki 5 umieszczonej na otwartej części puszki elektrody ujemnej 4. Następnie, dodatni biegun 11 utworzony z płytki cynowejThe inner side of the negative electrode can 4 becomes covered with a heat shrinkable resin tube 8, the surface side starts with the adhesive ring 7 on the outer bottom surface of the negative electrode 4 can, up to the gasket 5 on the open part of the negative electrode 4 can. Then, the positive pole 11 is formed of a tin plate

PL 237 725 B1 jest umieszczony na górnej części uszczelki 5, tak że wystający jeden koniec części kolektora prądu dodatniej elektrody 2 staje się pokryty tutaj. Dodatni biegun 11 ma wnękę zawierającą jeden koniec części (górnej części) kolektora prądu dodatniej elektrody 2, w środkowej części w kontakcie z jednym końcem części kolektora prądu dodatniej elektrody 2; i ma płaski (o kształcie dysku) kołnierz części, która wystaje z peryferyjnej części brzegowej wnęki. Górna część kolektora prądu dodatniej elektrody 2 jest dopasowana do wnęki dodatniego bieguna 11, a kolektor prądu dodatniej elektrody 2 i dodatni biegun 11 są elektrycznie połączone.The PL 237 725 B1 is positioned on the top of the seal 5 so that the protruding one end of the current collector portion of the positive electrode 2 becomes covered here. The positive pole 11 has a cavity including one end of the positive electrode current collector portion 2 in a central portion in contact with one end of the positive electrode current collector portion 2; and has a flat (disk-shaped) portion flange which protrudes from a peripheral edge portion of the recess. The upper part of the current collector of the positive electrode 2 is mated with the cavity of the positive pole 11, and the current collector of the positive electrode 2 and the positive pole 11 are electrically connected.

Struktura otrzymana jak powyżej jest umieszczona w metalowej puszce zewnętrznego opakowania 10 w kształcie tuby, a pierścień izolacyjny 12 jest umieszczony na peryferyjnym brzegu części dodatniego bieguna 11. Następnie, górny koniec części metalowej puszki zewnętrznego opakowania 10 jest skręcony wewnętrznie. Frontowy koniec tej górnej części końcowej jest przyczepiony do dodatniego bieguna 11, z pierścieniem izolacyjnym 12 umieszczonym pomiędzy nimi, w ten sposób formowana jest sucha bateria manganowa.The structure obtained as above is placed in the metal can of the outer package 10 in the shape of a tube, and the insulating ring 12 is placed on the peripheral edge of the positive pole part 11. Next, the upper end of the metal can part of the outer package 10 is internally twisted. The front end of this upper end portion is attached to the positive pole 11, with an insulating ring 12 disposed therebetween, thereby forming a dry manganese battery.

Puszka elektrody ujemnej może być utworzona z cynku lub stopu zawierającego cynk. Stop cynku może być, na przykład, jednym z tych, które zawierają ołów lub podobne.The negative electrode can be made of zinc or an alloy containing zinc. The zinc alloy may, for example, be one that contains lead or the like.

Jako separator i dolny papier można zastosować, na przykład, te znane jako separatory lub dolne papiery dla suchych baterii manganowych, takie jak papier kreślarski, na który nałożono materiał pasty klejącej, a następnie wysuszono. Jako materiał pasty klejącej można zastosować, na przykład, produkt zawierający lepiszcze głównie złożone z octanu poliwinylu, sieciowanej skrobi i ich wodnego rozpuszczalnika. Materiał pasty klejącej może być nakładany na jedną powierzchnię papieru kreślarskiego i powierzchnia z nałożonym materiałem pasty klejącej może być umieszczona naprzeciw wewnętrznej powierzchni puszki elektrody ujemnej.As the separator and the bottom paper, for example, those known as separators or bottom papers for dry manganese batteries, such as drawing paper, to which the adhesive paste material has been applied and then dried, can be used. As the material of the adhesive paste, for example, a product containing a tackifier mainly composed of polyvinyl acetate, cross-linked starch and their aqueous solvent can be used. The adhesive paste material may be applied to one face of the drawing paper and the surface with the adhesive paste material applied may be placed against the inner surface of the negative electrode can.

Elektrolit jest zawarty w dodatniej elektrodzie, i jeśli jest to potrzebne, elektrolit może być dalej dodawany w etapie B konstrukcji baterii. Jako elektrolit dodawany w etapie B może być użyty przykładowo z wymienionych dla elektrody i użyty w mieszaniu mieszaniny materiału dodatniej elektrody. Jako elektrolit może być użyty ten, mający taki sam skład (np. takie same składniki i/lub takie same stężenie) jak użyty podczas mieszania mieszaniny materiału dodatniej elektrody, lub, inny mający inną kompozycję.The electrolyte is contained in the positive electrode, and if needed, the electrolyte can be further added in step B of the battery construction. As the electrolyte to be added in step B, it may be used, for example, from those mentioned for the electrode, and used in the mixing of the positive electrode material mixture. The electrolyte used may be one having the same composition (e.g. same components and / or the same concentration) as that used in mixing the positive electrode material mixture, or one having a different composition.

PrzykładyExamples

Przykłady Wytwarzania 1 do 5 (1) Wytwarzanie zmieszanej kompozycjiPreparation Examples 1 to 5 (1) Preparation of the blended composition

Po pierwsze, zużyte baterie zużytych suchych baterii manganowych i zużytych suchych baterii alkalicznych były przygotowane, pierwsze i drugie zmieszano w 5 różnych stosunkach.First, the spent batteries of the spent manganese dry battery and the spent alkaline dry battery were prepared, the first and the second were mixed in 5 different ratios.

Następnie, za pomocą sposobu ujawnionego w Literaturze Patentowej 1 otrzymano 5 partii (5 rodzajów) zmieszanych kompozycji, każda zawierająca pierwszy dwutlenek manganu i pierwszy materiał węglowy. Dalej, po skruszeniu zużytych suchych baterii z zastosowaniem maszyny do kruszenia, oddzielono substancje magnetyczne (np. metalowe puszki zewnętrznego opakowania, dodatnie bieguny, bieguny ujemne) za pomocą oddzielenia magnetycznego, ciała stałe o dużym rozmiarze (np. puszki cynkowe, materiał papierowy, materiał plastikowy) były usunięte z zastosowaniem sita, a następnie pozostałe granulki były zebrane. Zebrane granulki były dodane do rozcieńczonego kwasu siarkowego (stężenie: 1,8 mol/l), a otrzymana mieszanina była mieszana w 60°C przez około 60 minut, w ten sposób przekazując dwutlenek manganu i materiał węglowy (pierwszy materiał węglowy) do procesu odzysku. Następnie, obrabiane granulki były zebrane. Zebrane granulki były dalej dodane do rozcieńczonego kwasu siarkowego (stężenie: 1,8 mol/l), po poprzednim procesie odzysku jak podano powyżej, a operacja zbierania granulek była powtarzana wiele razy. Zebrane granulki były przemywane wodą, a następnie suszone, w ten sposób otrzymano zmieszaną kompozycję.Then, 5 batches (5 kinds) of mixed compositions were obtained using the method disclosed in Patent Literature 1, each containing a first manganese dioxide and a first carbon material. Further, after crushing the used dry batteries using a crushing machine, the magnetic substances (e.g. metal cans of the outer packaging, positive poles, negative poles) were separated by magnetic separation, large-sized solids (e.g. zinc cans, paper material, plastic) were removed using a sieve and then the remaining granules were collected. The collected granules were added to dilute sulfuric acid (concentration: 1.8 mol / l) and the resulting mixture was stirred at 60 ° C for about 60 minutes, thus passing the manganese dioxide and carbon material (first carbon material) to the recovery process . Then, the treated granules were collected. The collected granules were further added to dilute sulfuric acid (concentration: 1.8 mol / L), after the previous recovery operation as stated above, and the operation of collecting the granules was repeated many times. The collected granules were washed with water and then dried, thus obtaining a mixed composition.

(2) Analiza zmieszanej kompozycji(2) Analysis of the blended composition

Odpowiednie kompozycje 5 partii zmieszanych kompozycji były analizowane za pomocą poniższej procedury. Wyniki analizy podano w Tabeli 1.The respective batch compositions of the blended compositions were analyzed using the following procedure. The results of the analysis are given in Table 1.

<Proporcja Ra zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym, proporcja Rfc pierwszego materiału węglowego, proporcja Rm manganu i proporcja Rfm pierwszego dwutlenku manganu><Ra proportion of the content of the hydrochloric acid insoluble, proportion Rfc of the first carbon material, proportion Rm of manganese and proportion Rfm of the first manganese dioxide>

Z każdej partii zmieszanej kompozycji poprano próbkę 0,5 g, 20 ml kwasu chlorowodorowego o stężeniu 6 mol/l dodano do próbki, a następnie, to co otrzymano, ogrzewano w 160°C przez 1 godzinę. Otrzymaną mieszaninę przesączono przez filtr szklany, a jej zawartość nierozpuszczalną (zawartość nierozpuszczalna w kwasie chlorowodorowym) zebrano, wysuszono w 110°C przez 3 godziny, a następnie zważono na wadze. Następnie obliczono proporcję Ra (% wag.) zawartości nierozpuszczalnejFrom each batch of the mixed composition, a 0.5 g sample was drawn, 20 mL of 6 mol / L hydrochloric acid was added to the sample, and then, what was obtained, was heated at 160 ° C for 1 hour. The resulting mixture was filtered through a glass filter and its insoluble content (the content insoluble in hydrochloric acid) was collected, dried at 110 ° C for 3 hours and then weighed on a balance. The proportion Ra (wt%) of the insoluble content was then calculated

PL 237 725 Β1 w kwasie chlorowodorowym w zmieszanej kompozycji. Ponadto, zawartość nierozpuszczalna w kwasie chlorowodorowym była analizowana za pomocą analizy termograwimetrycznej (urządzenie: Q5000IR, dostępne z T.A. Instruments) i otrzymano procentową utratę masy w zakresie temperatury od 400°C do 900°C, co odpowiada proporcji RfC (% wag.) pierwszego materiału węglowego w zmieszanej kompozycji.PL 237 725 Β1 in hydrochloric acid in the mixed composition. Moreover, the content insoluble in hydrochloric acid was analyzed by thermogravimetric analysis (device: Q5000IR, available from TA Instruments) and a percentage weight loss was obtained in the temperature range from 400 ° C to 900 ° C, corresponding to the ratio Rf C (wt%). the first carbon material in the mixed composition.

Pozostały filtrat po oddzieleniu zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym rozcieńczono, a następnie analizowano za pomocą analizy emisyjnej spektroskopii ICP (urządzenie: iCAP6300, dostępne z Thermo Fisher Scientific), w ten sposób otrzymano proporcję Rm (% wag.) manganu w zmieszanej kompozycji.The remaining filtrate after separation of the hydrochloric acid insoluble content was diluted and then analyzed by ICP emission spectroscopy analysis (device: iCAP6300, available from Thermo Fisher Scientific), thus obtaining the proportion R m (wt%) of manganese in the blended composition.

Ze stosunku pomiędzy masą atomową manganu (54,94) i masą cząsteczkową dwutlenku manganu (86,94), przekształcono proporcję Rm manganu do proporcji Rfm (% wag.) pierwszego dwutlenku manganu w zmieszanej kompozycji.From the ratio between the manganese atomic weight (54.94) and the manganese dioxide molecular weight (86.94), the ratio R m manganese to the ratio R f m (wt%) of the first manganese dioxide in the blended composition was converted.

Tabela 1Table 1

Proporcj a Proportion Proporcja Ra za- Ra proportion for Proporcja Proportion Proporcja Proportion Rfm pierw- Rfm first wartości nieroz- un- RfC pierw-Rf C first Rm man- Rm man- szego his puszczalnej w permissible in szego ma- my mother Inne Other Partia Party ganu ganu dwutlenku dioxide kwasie chlorowo- chlorine acid teriału material manganu manganese dorowym cod węglowego carbon (% wag.) (wt%) (% wag.) (wt%) (% wag.) (wt%) (% wag.) (wt%) (S wag. ) (S. wt. ) 1 1 44,7 44.7 70,7 70.7 20,9 20.9 17, 6 17, 6 10,8 10.8 2 2 45, 4 45, 4 71,8 71.8 20,0 20.0 17,2 17.2 10,2 10.2 3 3 47, 5 47, 5 75, 2 75, 2 17,5 17.5 15,0 15.0 8, 9 8, 9 4 4 48, 9 48, 9 77,4 77.4 15, 8 15, 8 13,4 13.4 8, 3 8, 3 5 5 51, 3 51, 3 81,2 81.2 14,2 14.2 12, 6 12, 6 5, 4 5, 4

Jak pokazano w Tabeli 1, w zmieszanych kompozycjach wszystkich partii, stosunek wagowy pierwszego dwutlenku manganu do pierwszego materiału węglowego mieści się w zakresie od 4:1 do 6,4:1. Ten stosunek wagowy jest w zakresie stosunku wagowego dwutlenku manganu do materiału węglowego w dodatniej elektrodzie dla typowych suchych baterii manganowych.As shown in Table 1, in the mixed compositions of all batches, the weight ratio of the first manganese dioxide to the first carbon material ranges from 4: 1 to 6.4: 1. This weight ratio is in the range of the weight ratio of manganese dioxide to carbon material in the positive electrode for typical manganese dry batteries.

Przykład Odniesienia 1Reference Example 1

Mieszaninę materiału dodatniej elektrody wytworzono poprzez zastosowanie nieużywanego dwutlenku manganu i nieużywanego materiału węglowego za pomocą poniższej procedury.The positive electrode material mixture was prepared by using unused manganese dioxide and unused carbon material using the following procedure.

A szczegółowo, nieużywany dwutlenek manganu i nieużywany materiał węglowy były wprowadzane do bębnowego mieszalnika rotacyjnego o pojemności 15 litrów i były mieszane (mieszane na sucho) z prędkością 20 obrotów na minutę przez 5 minut. Następnie, mieszano z prędkością 15 obrotów na minutę, podczas gdy uprzednio wyznaczoną ilość elektrolitu natryskiwano tutaj przez 5 minut. Ponadto, mieszanie (mieszanie na mokro) przeprowadzono przy 20 obrotach na minutę przez 1 minutę, w ten sposób otrzymując mieszaniny materiału dodatniej elektrody (R-1). Jako elektrolit zastosowano wodny roztwór zawierający 1% wag. chlorku amonu i 30% wag. chlorku cynku.Specifically, unused manganese dioxide and unused carbon material were introduced into a 15 L drum rotary mixer and mixed (dry blended) at 20 rpm for 5 minutes. Thereafter, it was stirred at 15 rpm while the predetermined amount of electrolyte was sprayed here for 5 minutes. In addition, mixing (wet mixing) was performed at 20 rpm for 1 minute, thus obtaining positive electrode material mixtures (R-1). As the electrolyte, an aqueous solution containing 1 wt. % ammonium chloride and 30 wt. zinc chloride.

Należy zauważyć, że stosunek wagowy nieużywanego dwutlenku manganu do nieużywanego materiału węglowego wynosił 5:1, będąc średnim stosunkiem wagowym pierwszego dwutlenku manganu do pierwszego materiału węglowego dla zmieszanych kompozycji z Przykładów Wytwarzania 1 do 5. Całkowita ilość dwutlenku manganu i materiału węglowego wynosiła 1500 g, a 1250 g elektrolitu zużyto dla osiągnięcia jednorodnego zmieszania.Note that the weight ratio of unused manganese dioxide to unused carbon material was 5: 1, being the average weight ratio of the first manganese dioxide to the first carbon material for the mixed compositions of Preparation Examples 1 to 5. The total amount of manganese dioxide and carbon material was 1500 g. and 1250 g of electrolyte was used to achieve homogeneous mixing.

Przykłady Porównawcze 1 do 5Comparative Examples 1 to 5

Poprzez zastosowanie zmieszanych kompozycji otrzymanych w Przykładach Wytwarzania 1 do 5 odpowiednio wytworzono mieszaniny materiału dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej.By using the mixed compositions obtained in Preparation Examples 1 to 5, mixtures of the positive electrode material for the manganese dry battery were suitably prepared.

Dalej, z wyjątkiem dla zastosowania zmieszanych kompozycji otrzymanych w Przykładach Wytwarzania 1 do 5 zamiast nieużywanego dwutlenku manganu i nieużywanego materiału węglowego,Further, except for the use of the blended compositions obtained in Production Examples 1 to 5 in place of unused manganese dioxide and unused carbon material,

PL 237 725 Β1 mieszaniny materiału dodatniej elektrody (Tr—1) do (Tr-5) były wytworzone jak w Przykładzie Odniesienia 1.PL 237 725 Β1 mixtures of positive electrode material (Tr-1) to (Tr-5) were prepared as in Reference Example 1.

Ocena mieszalnościAssessment of miscibility

Stany mieszanin materiału dodatniej elektrody otrzymanych w Przykładzie Odniesienia 1 i Przykładach Porównawczych 1 do 5 były ocenione na podstawie poniższych kryteriów służących jako indeks dla mieszalności.The states of the positive electrode material mixtures obtained in Reference Example 1 and Comparative Examples 1 to 5 were assessed on the basis of the following criteria serving as an index for miscibility.

A: Zadowalający. Granulacja była możliwa i dała w wyniku średni rozmiar cząstek od 1 do 3 mm.A: Satisfactory. Granulation was possible and resulted in an average particle size of 1 to 3 mm.

B: Granulacja była możliwa, ale w wyniku średni rozmiar cząstek przekraczał 3 mm i wynosi 10 mm lub mniej.B: Granulation was possible but as a result the mean particle size was over 3mm and is 10mm or less.

C1: W wyniku otrzymano duże bryły o średnim rozmiarze cząstek 10 mm lub większym.C1: As a result, large lumps were obtained with an average particle size of 10 mm or greater.

C2: Granulacja nie była możliwa, a otrzymany stan był bliski oryginalnej postaci proszku.C2: Granulation was not possible and the obtained state was close to the original powder form.

C3: Granulacja nie była możliwa, a otrzymany stan nie był płynny z powodu nadmiernej zawartości wody.C3: Granulation was not possible and the obtained state was not fluid due to the excessive water content.

Należy zauważyć, że C1 do C3 są to poziomy, na których formowanie dodatniej elektrody, tj. następny etap, nie jest możliwy.Note that C1 to C3 are levels at which formation of a positive electrode, ie the next step, is not possible.

Ocenę rezultatów dla mieszanin materiału dodatniej elektrody z Przykładu Odniesienia 1 i Przykładów Porównawczych 1 do 5 podano w Tabeli 2. W Tabeli 2 odpowiednie kompozycje mieszanin materiału dodatniej elektrody są również podane.The evaluation of the results for the positive electrode material mixtures of Reference Example 1 and Comparative Examples 1 to 5 is given in Table 2. In Table 2, the respective positive electrode material mixture compositions are also given.

Tabela 2Table 2

Mieszanina materiału dodatniej elektrody Positive electrode material mixture Partia zmieszanej kompozycji A batch of mixed composition Masa zmieszanej kompozycji (g) Weight of mixed composition (g) Masa nieużywanego dwutlenku manganu Mass of unused manganese dioxide Masa nieużywanego materiału węglowego (g) Mass of unused carbon material (g) Masa elektrolitu (g) Electrolyte weight (g) Mie- szalność I have madness R-1 R-1 - - - 1250 1250 250 250 1250 1250 A AND Tr-1 Tr-1 1 1 1500 1500 - - - - Cl Cl Tr-2 Tr-2 2 2 1500 1500 - - - - Cl Cl Tr-3 Tr-3 3 3 1500 1500 - - - - C2 C2 Tr-4 Tr-4 4 4 1500 1500 - - - - C3 C3 Tr-5 Tr-5 5 5 1500 1500 - - - - C3 C3

Jak pokazano w Tabeli 2, odnośnie mieszaniny materiału dodatniej elektrody R-1 z Przykładu Odniesienia, w którym użyto nieużywany dwutlenek manganu i nieużywany materiał węglowy, zadowalająca granulacja była możliwa, dająca właściwy rozmiar cząstek; a składniki były jednorodnie zmieszane. Przeciwnie, odnośnie wszystkich mieszanin materiału dodatniej elektrody Tr-1 do Tr-5, które użyto, granulacja zmieszanych kompozycji odzyskanych z zużytych suchych baterii, odpowiednio, była gorsza i jednorodne zmieszanie nie było możliwe. Ponadto, w zależności od partii, ocena wyników bardzo się różniła od C1 do C3, a stan (lub właściwości) mieszanin materiału dodatniej elektrody bardzo różnił się jeden od drugiego.As shown in Table 2, regarding the mixture of positive electrode material R-1 of Reference Example, using unused manganese dioxide and unused carbon material, satisfactory granulation was possible, giving the correct particle size; and the ingredients were homogeneously mixed. In contrast, for all the positive electrode material mixtures Tr-1 to Tr-5 that were used, the granulation of the mixed compositions recovered from spent dry batteries, respectively, was inferior and uniform mixing was not possible. Moreover, depending on the batch, the evaluation of the results varied greatly from C1 to C3 and the condition (or properties) of the positive electrode material mixtures was very different from one another.

Przykłady Odniesienia 2 do 6 (1) Wytwarzanie mieszaniny materiału dodatniej elektrody i formowanie dodatniej elektrody.Reference Examples 2 to 6 (1) Preparation of the positive electrode material mixture and formation of the positive electrode.

Poprzez zastosowanie zmieszanych kompozycji otrzymanych w Przykładach Wytwarzania 1 do 5, odpowiednio mieszaniny materiału dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej były wytwoPL 237 725 Β1 rzone. Dalej, z wyjątkiem dla zastosowania zmieszanych kompozycji otrzymanych w Przykładach Wytwarzania 1 do 5, zamiast nieużywanego dwutlenku manganu i nieużywanego materiału węglowego, i dla zmiany proporcji elektrolitu jak pokazano w Tabeli 3, mieszaniny materiału dodatniej elektrody były wytworzone jak w Przykładzie Odniesienia 1.By using the blended compositions obtained in Preparation Examples 1 to 5, suitably mixtures of the positive electrode material for the manganese dry battery were prepared. Further, except for using the blended compositions obtained in Preparation Examples 1 to 5, instead of unused manganese dioxide and unused carbon material, and for changing the electrolyte ratio as shown in Table 3, positive electrode material mixtures were prepared as in Reference Example 1.

Otrzymane mieszaniny materiału dodatniej elektrody były odpowiednio wprowadzane do formy, sprasowane, jeśli było to odpowiednie, i formowane w dodatnie elektrody w cylindrycznej formie.The resulting positive electrode material mixtures were suitably introduced into the mold, compressed as appropriate, and formed into positive electrodes in a cylindrical mold.

(2) Ocena(2) Assessment

Poprzez zastosowanie otrzymanych mieszanin materiału dodatniej elektrody, mieszalność oceniono w podobny sposób, jak powyżej.By using the obtained positive electrode material mixtures, the miscibility was assessed in a similar manner as above.

Stany otrzymanych mieszanin materiału dodatniej elektrody w czasie formowania i stany otrzymanych dodatnich elektrod były ocenione na podstawie poniższych kryteriów służących jako indeks formowalności.The states of the obtained positive electrode material mixtures during forming and the states of the obtained positive electrodes were assessed on the basis of the following criteria serving as the formability index.

a: Zadowalający. Formowanie było możliwe we właściwy sposób.a: Satisfactory. Molding was possible in the right way.

b: Pęknięcia i płatki były obserwowane w dodatniej elektrodzie, która była formowana.b: Cracks and flakes were observed in the positive electrode that was formed.

c: Ciśnienie podczas formowania powodowało, że elektrolit wyciekał, co powodowało zanieczyszczenie urządzenia produkcyjnego i/lub widoczne różnice w masie dodatniej elektrody. Wyniki podano w Tabeli 3.c: Pressure during forming caused the electrolyte to leak, resulting in fouling of the manufacturing equipment and / or visible weight differences in the positive electrode. The results are given in Table 3.

Tabela 3Table 3

Mieszanina materiału dodatniej elektrody Positive electrode material mixture Partia zmieszanej kompozycji A batch of mixed composition Masa elektrolitu (g) Electrolyte weight (g) Mieszal- ność Mix- nity Formowal- ność Forming- nity R-2-1 R-2-1 1 1 1375 1375 C2 C2 - - R-2-2 R-2-2 1250 1250 Cl Cl - - R-2-3 R-2-3 1125 1125 B B c c R-2-4 R-2-4 1000 1000 A AND b b R-3-1 R-3-1 2 2 1375 1375 C2 C2 - - R-3-2 R-3-2 1250 1250 Cl Cl - - R-3-3 R-3-3 1125 1125 B B G G. R-3-4 R-3-4 1000 1000 A AND b b R-4-1 R-4-1 3 3 1375 1375 C3 C3 - - R-4-2 R-4-2 1250 1250 C2 C2 - - R-4-3 R-4-3 1125 1125 B B c c R-4-4 R-4-4 1000 1000 A AND b b R-5-1 R-5-1 4 4 1375 1375 C3 C3 - - R-5-2 R-5-2 1250 1250 C3 C3 - - R-5-3 R-5-3 1125 1125 Cl Cl - - R-5-4 R-5-4 1000 1000 B B c c R-6-1 R-6-1 5 5 1375 1375 C3 C3 - - R-6-2 R-6-2 1250 1250 C3 C3 R-6-3 R-6-3 1125 1125 C2 C2 - - R-6-4 R-6-4 1000 1000 Cl Cl - -

PL 237 725 Β1PL 237 725 Β1

Jak pokazano w Tabeli 3, gdy użyto zmieszane kompozycje odzyskane z zużytych suchych baterii, w zależności od partii, były przypadki, gdzie mieszalność była poprawiona poprzez redukcję proporcji elektrolitu. Jednakże, taka redukcja w proporcji elektrolitu zmniejszyła wydajność dodatniej elektrody (zwłaszcza, wydajność rozładowania baterii) i obniżono praktyczność dodatniej elektrody. Ponadto, nawet z zastosowaniem mieszanin materiału dodatniej elektrody mających poprawioną mieszalność, formowalność była niska.As shown in Table 3, when mixed compositions recovered from spent dry batteries were used, depending on the batch, there were cases where the miscibility was improved by reducing the electrolyte ratio. However, such a reduction in the electrolyte ratio reduced the efficiency of the positive electrode (especially the discharge efficiency of the battery) and the practicality of the positive electrode was lowered. Moreover, even using mixtures of positive electrode material having improved miscibility, the formability was low.

Ponadto, w zależności od partii zmieszanej kompozycji, nawet z dopasowaniem proporcji elektrolitu w suchej baterii manganowej, były tu przypadki, gdzie jednorodne zmieszanie nie było możliwe.Moreover, depending on the batch of the blended composition, even with the adjustment of the electrolyte ratio of the manganese dry battery, there were cases where homogeneous mixing was not possible.

Jak widać z wyników w Tabelach 2 i 3, nawet z zastosowaniem zmieszanej kompozycji odzyskanej z zużytej suchej baterii manganowej i zużytej suchej baterii alkalicznej, jako materiał dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej, było trudne otrzymanie wykonalnej dodatniej elektrody i wykonalnej suchej baterii manganowej.As can be seen from the results in Tables 2 and 3, even using the mixed composition recovered from the spent dry manganese battery and the spent dry alkaline battery as the positive electrode material for the manganese dry battery, it was difficult to obtain a workable positive electrode and a workable dry manganese battery.

Przykłady 1do5Examples 1to5

Poprzez zastosowanie zmieszanych kompozycji (partie 1 do 5) otrzymanych w Przykładach Wytwarzania 1 do 5 i nieużywanego materiału węglowego (drugi materiał węglowy) wytworzono odpowiednio mieszaniny materiału dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej.By using the mixed compositions (batches 1 to 5) obtained in Preparation Examples 1 to 5 and unused carbon material (second carbon material), mixtures of positive electrode material for the manganese dry battery were respectively prepared.

Dalej, w dodatku do 1500 g odpowiednich zmieszanych kompozycji zastosowano drugi materiał węglowy w ilościach pokazanych w Tabeli 4. Z wyjątkiem powyższego, mieszaniny materiału dodatniej elektrody były wytworzone jak w Przykładach Porównawczych 1 do 5. Jako drugi materiał węglowy zastosowano sadzę acetylenową (dostępną z Denki Kagaku Kogyo K.K., czystość: sadza Denka 50% sprasowania); a ten materiał węglowy dodano do miksera razem z odpowiednimi zmieszanymi kompozycjami. Dla wytwarzania odpowiednich mieszanin materiału dodatniej elektrody zastosowano 1250 g elektrolitu.Further, in addition to 1500 g of the respective blended compositions, a second carbon material was used in the amounts shown in Table 4. Except above, positive electrode material mixtures were prepared as in Comparative Examples 1 to 5. Acetylene carbon black (available from Denki) was used as the second carbon material (available from Denki). Kagaku Kogyo KK, purity: Denka carbon black 50% compressed); and this carbon material was added to the mixer along with the respective blended compositions. 1250 g of electrolyte was used to prepare the respective mixtures of the positive electrode material.

Odpowiednie otrzymane mieszaniny materiału dodatniej elektrody były wprowadzane do formy, sprasowane, jeśli było to odpowiednie, i formowane w dodatnie elektrody w formie cylindrycznej.The respective obtained positive electrode material mixtures were introduced into the mold, compressed as appropriate, and formed into positive electrodes in a cylindrical form.

Odpowiednie otrzymane mieszaniny materiału dodatniej elektrody były użyte, aby określić mieszalność, jak to uczyniono z tymi z Przykładów Porównawczych 1 do 5.Appropriate positive electrode material mixtures obtained were used to determine miscibility, as was done with those of Comparative Examples 1 to 5.

Stany mieszanin materiału dodatniej elektrody w czasie formowania i stany otrzymanych dodatnich elektrod były ocenione, jak te z Przykładów Odniesienia 2 do 6.The states of the positive electrode material mixtures during molding and the states of the obtained positive electrodes were assessed as in Reference Examples 2 to 6.

Wyniki podano w Tabeli 4. W Tabeli 4 są również pokazane wyniki w przypadkach, gdzie ilość elektrolitu wynosiła 1250 g w Tabeli 3.The results are given in Table 4. Table 4 also shows the results for the cases where the amount of electrolyte was 1250 g in Table 3.

Tabela 4Table 4

Miesza- nina ma- teriału dodatniej elektrody Mixes- nina ma- material positive electrode Partia zmieszanej korapozycj i A lot of mixed parties Masa drugiego materiału węglowego (g) Weight of the second carbon material (g) Proporcja Rsc dru- giego materiału węglowego (% wag.) Proportion Rsc dru- second carbon material (wt.%) Mieszal- ność Mix- nity Formo- walność Formo- valor R-2-2 R-2-2 1 1 0 0 0 0 Cl Cl - - Prz-1-1 Prov-1-1 45,0 45.0 3, 0 thirty A AND c c

PL 237 725 Β1PL 237 725 Β1

Prz-1-2 Prov-1-2 60,0 60.0 4,0 4.0 A AND a and Prz-1-3 Prov-1-3 135,0 135.0 9,0 9.0 A AND a and Prz-1-4 Prov-1-4 225,0 225.0 15,0 15.0 A AND a and Prz-1-5 Prov-1-5 240,0 240.0 16, 0 16, 0 A AND b b Prz-1-6 Prov-1-6 270,0 270.0 18,0 18.0 B B b b R-3-2 R-3-2 2 2 0 0 0 0 Cl Cl - - Prz-2-1 Prov-2-1 60,0 60.0 4,0 4.0 A AND c c Prz-2-2 Prov-2-2 67, 5 67, 5 4,5 4.5 A AND a and Prz-2-3 Prov-2-3 150, 0 150.0 10, 0 10, 0 A AND a and Prz-2-4 Prov-2-4 240, 0 240.0 16,0 16.0 A AND a and Prz-2-5 Prov-2-5 255, 0 255.0 17,0 17.0 A AND b b Prz-2-6 Prov-2-6 285,0 285.0 19,0 19.0 B B b b R-4-2 R-4-2 3 3 0 0 0 0 C2 C2 - - Prz-3-1 Prov-3-1 90,0 90.0 6, 0 6, 0 A AND c c Prz-3-2 Prov-3-2 105, 0 105.0 7,0 7.0 A AND a and Prz-3-3 Prov-3-3 180, 0 180.0 12,0 12.0 A AND a and Prz-3-4 Prov-3-4 270, 0 270.0 18,0 18.0 A AND a and Prz-3-5 Prov-3-5 285,0 285.0 19,0 19.0 A AND b b Prz-3-6 Prov-3-6 315,0 315.0 21,0 21.0 B B b b R-5-2 R-5-2 4 4 0 0 0 0 C3 C3 - - Prz-4-1 Prov-4-1 105,0 105.0 7,0 7.0 A AND c c Prz-4-2 Prov-4-2 120,0 120.0 8,0 8.0 A AND a and Prz-4-3 Prov-4-3 210,0 210.0 14,0 14.0 A AND a and Prz-4-4 Prov-4-4 300, 0 300.0 20, 0 20, 0 A AND a and Prz-4-5 Prov-4-5 330, 0 330.0 22, 0 22, 0 A AND b b Prz-4-6 Prov-4-6 375, 0 375.0 25, 0 25.0 B B b b R-6-2 R-6-2 5 5 0 0 0 0 C3 C3 - Prz-5-1 Prov-5-1 150,0 150.0 10,0 10.0 A AND c c Prz-5-2 Prov-5-2 165,0 165.0 11, 0 11, 0 A AND a and Prz-5-3 Prov-5-3 240,0 240.0 16, 0 16, 0 A AND a and Prz-5-4 Prov-5-4 330,0 330.0 22,0 22.0 A AND a and Prz-6-5 Prov-6-5 360,0 360.0 24,0 24.0 A AND b b Prz-7-6 Prov-7-6 405,0 405.0 27,0 27.0 B B b b

PL 237 725 Β1PL 237 725 Β1

Jak pokazano w Tabeli 4, jest ewidentnym, że poprzez dodanie drugiego materiału węglowego w uprzednio wyznaczonej ilości, granulacja mieszaniny materiału dodatniej elektrody jest poprawiona, a jej mieszanie było możliwe do przeprowadzenia bardziej jednorodnie. Gdy mieszaniny materiału dodatniej elektrody z Przykładów Odniesienia były użyte, formowanie dodatniej elektrody nie było możliwe. Jednakże, przeciwnie, mieszaniny materiału dodatniej elektrody z Przykładów były formowane w dodatnią elektrodę, i formowalność była również zadowalająca.As shown in Table 4, it is evident that by adding the second carbon material in a predetermined amount, the granulation of the positive electrode material mixture is improved and the mixing thereof was made more homogeneous. When the positive electrode material mixtures of the Reference Examples were used, the formation of a positive electrode was not possible. However, on the contrary, the positive electrode material mixtures of the Examples were formed into a positive electrode, and the formability was also satisfactory.

Przykład 6Example 6

W obecnych Przykładach, w świetle mieszalności i formowalności, sprawdzano relację pomiędzy proporcją Rsc (% wag.) drugiego materiału węglowego i proporcją Rm (% wag.) manganu w zmieszanej kompozycji.In the present Examples, in view of the miscibility and formability, the relationship between the proportion R sc (wt%) of the second carbon material and the proportion R m (wt%) of the manganese in the blended composition was checked.

Dalej, po pierwsze, dla każdej partii użytej w Przykładach 1 do 5, wartości górnej granicy i wartości dolnej granicy proporcji Rsc drugiego materiału węglowego ocenione jako „A” dla mieszalności i „a” dla formowalności były zebrane. Te wartości górnej granicy i wartości dolnej granicy razem z proporcją Rm manganu dla każdej partii podano w Tabeli 5.Further, first, for each batch used in Examples 1 to 5, the upper limit values and the lower limit R sc values of the second carbon material rated as "A" for miscibility and "a" for formability were collected. These high limit values and low limit values together with the R m manganese ratio for each batch are given in Table 5.

Tabela 5Table 5

Partia zmieszanej kompozycj i A batch of mixed composition Proporcja Rm manganu (¾ wag.) Proportion Manganese rm (¾ wt.) Proporcja Rsc drugiego materiału węglowego zapewniająca zadowalającą mieszalność i formowalność (% wag.) R sc proportion of the second carbon material for satisfactory miscibility and formability (wt%) Wartość dolnej granicy Value lower bound Wartość górnej granicy Upper bound value 1 1 44,7 44.7 4,0 4.0 15,0 15.0 2 2 45, 4 45, 4 4,5 4.5 16,0 16.0 3 3 47,5 47.5 7,0 7.0 18,0 18.0 4 4 48,9 48.9 8,0 8.0 20,0 20.0 5 5 51,3 51.3 11,0 11.0 22,0 22.0

Wartości górnej granicy i wartości dolnej granicy Rsc pokazane w Tabeli 5 wykreślono w funkcji Rm. Fig. 2 jest wykresem pokazującym relację pomiędzy proporcją Rm manganu i proporcją Rsc drugiego materiału węglowego. Na Fig. 2, wartości górnej granicy pokazano jako czarne trójkąty, a wartości dolnej granicy pokazano jako czarne kółka.The upper limit and lower limit values of R sc shown in Table 5 are plotted as a function of R m . Fig. 2 is a graph showing the relationship between an R m manganese ratio and an R sc ratio of a second carbon material. In Fig. 2, upper bound values are shown as black triangles and lower bound values are shown as black circles.

Następnie, przeprowadzono regresje liniowe dla wartości górnej granicy i wartości dolnej granicy, odpowiednio. W wyniku czego, jak pokazano na Fig. 2, otrzymano regresje liniowe: linia Ui i linia Li, pokazujące wysoką korelację wartości górnej granicy i wartości dolnej granicy Rsc, odpowiednio, w odniesieniu do Rm.Then, linear regressions were performed for the upper bound value and the lower bound value, respectively. As a result, as shown in Fig. 2, linear regressions were obtained: Ui line and Li line showing a high correlation of the high limit value and the low limit value R sc , respectively, with respect to Rm.

Należy zauważyć, że w niniejszym opisie, analiza regresji była przeprowadzona z zastosowaniem arkusza oprogramowania „Microsoft Office Excel”, dostępnego z Microsoft Corporation.It should be noted that in this specification, regression analysis was performed using the "Microsoft Office Excel" software sheet available from Microsoft Corporation.

Równanie liniowej regresji (2-1) linii Ui otrzymane poprzez analizę regresji i równanie liniowej regresji (3-1) linii Li otrzymane w ten sam sposób, są jak poniżej:The linear regression equation (2-1) of the Ui line obtained by regression analysis and the linear regression equation (3-1) of the Li line obtained in the same way are as below:

linia Ui: Rsc = 1,0666 Rm-32,529 (2-1) linia Li: Rsc = 1,0576 Rm-43,397 (3-1)Ui line: Rsc = 1.0666 R m -32.529 (2-1) Li line: Rsc = 1.0576 R m -43.397 (3-1)

PL 237 725 B1PL 237 725 B1

Jak pokazano na Fig. 2, ponieważ kompozycje wykazujące doskonalą mieszalność i formowalność były obecne na górnej części linii Ui i dolnej części linii Li również, 95% przedział współczynnika ufności na górnej części linii Ui i 95% przedział współczynnika ufności na dolnej części linii Li były otrzymane.As shown in Fig. 2, since the compositions exhibiting excellent miscibility and formability were present on the top of the Ui line and the bottom of the Li line as well, the 95% confidence interval at the top of the Ui line and the 95% confidence interval at the bottom of the Li line were received.

Dla każdej linii regresji liniowej, 95% przedział współczynnika ufności otrzymano z zastosowaniem równania Rm ± t x S. Tutaj, Rm oznacza proporcję manganu otrzymaną z każdego równania liniowej regresji, a t oznacza wartość t (= 3,182) dla 5% poziomu ufności w rozkładzie t z 3 stopniami swobody. S oznacza odchylenie standardowe i jest wyrażone jako [Ve x {(i/n) + (X+Y)}]1/2. Tutaj, Ve oznacza wariancję błędu, n oznacza liczbę danych, X oznacza kwadrat wartości odchylenia w Rm, a Y oznacza sumę wartości kwadratów odchyleń dla wszystkich danych dla Rsc.For each linear regression line, the 95% confidence interval was obtained using the Rm ± tx S equation. Here, Rm is the manganese ratio obtained from each linear regression equation, and t is the t value (= 3.182) for the 5% confidence level in the tz distribution of 3 degrees of freedom. S is the standard deviation and is expressed as [Ve x {(i / n) + (X + Y)}] 1/2 . Here, Ve is the error variance, n is the number of data, X is the square of the deviation value in Rm, and Y is the sum of the squared error value for all data for Rsc.

Dalej, na górnej części linii Ui, Ve = 0,0750, n = 5, X = (Rm - 47,56)2, a Y = 28,63; i na dolnej części linii Li, Ve = 0,05905, n = 5, X = (Rm - 47,56)2, a Y = 28,63.Further, on the top of the line Ui, Ve = 0.0750, n = 5, X = (Rm - 47.56) 2 , and Y = 28.63; and on the lower part of the line Li, Ve = 0.05905, n = 5, X = (Rm - 47.56) 2 , and Y = 28.63.

Z uwagi na powyższe, 95% przedział współczynnika ufności na górnej części linii Ui można było wyrazić poprzez równanie (4-1) , a 95% przedział współczynnika ufności na dolnej części linii Li można było wyrazić poprzez równanie (5-i).Therefore, the 95% confidence interval on the upper part of the Ui line could be expressed by equation (4-1), and the 95% confidence interval interval on the lower part of the Li line could be expressed by the equation (5-i).

Rsc = 0,0243 Rm2 - i ,2459 Rm + 22,959 (4-i)Rsc = 0.0243 Rm 2 - i, 2459 Rm + 22.959 (4th)

Rsc = -0,02i5 Rm2 + 3,i077 Rm - 92,572 (5-i)Rsc = -0.02i5 Rm 2 + 3, i077 Rm - 92.572 (5-i)

Na Fig. 2, te 95% przedziały współczynnika ufności są wyrażone poprzez krzywą Ui i krzywą Li, odpowiednio.In Fig. 2, these 95% confidence intervals are expressed by the Ui curve and the Li curve, respectively.

Z Fig. 2 wynika, że wartości górnej granicy dające zadowalającą mieszalność i formowalność są umieszczone po stronie poniżej krzywej Ui, wartości dolnej granicy dające to samo, są umieszczone po stronie powyżej krzywej Li. Zatem, jest udowodnione, że w obszarze pomiędzy 95% przedziałem współczynnika ufności po górnej stronie linii liniowej regresji wartości górnej granicy i 95% przedziałem współczynnika ufności po dolnej stronie linii liniowej regresji wartości dolnej granicy, mieszalność i formowalność były zadowalające i otrzymano wysoką wydajność. Dalej, na Fig. 2, ten obszar jest pomiędzy krzywą Ui i krzywą Li. Co oznacza, w świetle zagwarantowania zarówno mieszalności, jak i formowalności na wysokim poziomie, drugi materiał węglowy jest korzystnie użyty w proporcji, która spełnia równanie (2).From Fig. 2 it can be seen that the upper limit values giving satisfactory miscibility and formability are placed on the side below the Ui curve, the lower limit values giving the same are placed above the Li curve. Thus, it is proved that in the region between the 95% confidence interval on the upper side of the linear regression line of the upper limit and the 95% confidence interval on the lower side of the linear regression line of the lower limit value, the miscibility and formability were satisfactory and high yields were obtained. Further in Fig. 2, this area is between the Ui curve and the Li curve. Which means, in view of guaranteeing both miscibility and high formability, the second carbon material is preferably used in a proportion that satisfies equation (2).

Ponadto, w świetle możliwości przeciętnego uzyskiwania wysokiego poziomu mieszalności i formowalności, obszar pomiędzy linią liniowej regresji wartości górnej granicy i linią liniowej regresji wartości dolnej granicy, jest korzystny. Zwłaszcza, w odniesieniu do Fig. 2, drugi materiał węglowy może być użyty taki, który pozwala, aby powyższy obszar znajdował się pomiędzy linią Ui i linią Li.Moreover, in view of the possibility of achieving high levels of miscibility and formability on average, the area between the high limit linear regression line and the low limit linear regression line is advantageous. Especially with reference to Fig. 2, a second carbon material may be used which allows the above region to be between the Ui line and the Li line.

Jeśli jest to potrzebne, drugi materiał węglowy może być użyty tak, aby powyższy obszar mieścił się pomiędzy (dolna granica) 95% przedziałem współczynnika ufności na dolnej części linii liniowej regresji wartości górnej granicy i (górna granica) 95% przedziałem współczynnika ufności na górnej części linii liniowej regresji wartości dolnej granicy.If necessary, the second carbon material may be used so that the above area falls between the (lower bound) 95% confidence interval at the bottom of the linear regression line of the upper bound value and (upper bound) the 95% confidence interval at the upper end. linear regression line of lower bound values.

Należy zauważyć, że w niniejszych Przykładach były ujawnione przykłady otrzymania, awansem, zawartości manganu w zmieszanej kompozycji. Alternatywnie, jest możliwe w celu otrzymania zawartości pierwszego materiału węglowego i oznaczenia odpowiedniego obszaru jako korelację, co jest analizowane jako obszar opisany powyżej. Jednakże, rozważając trudności prowadzenia analizy składu zmieszanej kompozycji, jest korzystnie zastosować prosty i dokładny sposób uzyskiwania zawartości manganu.It should be noted that the present Examples disclosed examples of obtaining, advancing, the manganese content in the blended composition. Alternatively, it is possible to obtain the content of the first carbon material and designate the corresponding area as correlation, which is analyzed as the area described above. However, considering the difficulties of analyzing the composition of the blended composition, it is preferable to use a simple and accurate method to obtain the manganese content.

Poprzez skupienie uwagi na proporcji Rm manganu w zmieszanej kompozycji, zmieszana kompozycja może być skutecznie recyklingowana, wysokie poziomy mieszalności i formowalności można otrzymać, a trudności w procesie produkcyjnym można zmniejszyć.By focusing attention on the proportion of Rm of manganese in the blended composition, the blended composition can be efficiently recycled, high levels of miscibility and formability can be obtained, and difficulties in the manufacturing process can be reduced.

P r z y k ł a d 7P r z k ł a d 7

W niniejszym Przykładzie, w świetle mieszalności i formowalności, sprawdzana jest relacja pomiędzy proporcją Rsc (% wag.) drugiego materiału węglowego i proporcją Ra (% wag.) zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym w zmieszanej kompozycji.In this Example, in view of the miscibility and formability, the relationship between the proportion Rsc (wt%) of the second carbon material and the proportion Ra (wt%) of the hydrochloric acid insoluble content of the blended composition is checked.

Dalej, po pierwsze, dla każdej partii użytej w Przykładach 1 do 5, wartość górnej granicy i wartość dolnej granicy proporcji Rsc drugiego materiału węglowego ocenione jako „A” dla mieszalności i jako „a” dla formowalności były zebrane. Te wartości górnej granicy i wartości dolnej granicy podano w Tabeli 6, razem z proporcją Ra zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym dla każdej partii.Further, first, for each batch used in Examples 1 to 5, the upper limit value and the lower limit Rsc value of the second carbon material rated as "A" for miscibility and "a" for formability were collected. These high limit values and low limit values are given in Table 6, together with the proportion of Ra of the hydrochloric acid insoluble content for each batch.

PL 237 725 Β1PL 237 725 Β1

Tabela 6Table 6

Partia zmieszanej kompozycji A batch of mixed composition Proporcja Rd zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym wag.)Proportion R d of the content insoluble in hydrochloric acid by weight) Proporcja RSc drugiego materiału węglowego zdolnego uzyskać zadowalającą mieszalność i formowalność wag.) R S c proportion of the second carbon material capable of satisfactory miscibility and weight formability) Wartość dolnej granicy Value lower bound Wartość górnej granicy Upper bound value 1 1 20, 9 20, 9 4,0 4.0 15,0 15.0 2 2 20 twenty 4,5 4.5 16,0 16.0 3 3 17,5 17.5 7,0 7.0 18,0 18.0 4 4 15, Θ 15, Θ 8,0 8.0 20,0 20.0 5 5 14,2 14.2 11,0 11.0 22,0 22.0

Wartości górnej granicy i wartości dolnej granicy proporcji Rsc pokazane w Tabeli 6 były wyrysowane względem Ra. Fig. 3 jest wykresem pokazującym relację pomiędzy proporcją Ra zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym i proporcją Rsc drugiego materiału węglowego. Na Fig. 3, wartości górnej granicy zaznaczono jako czarne trójkąty i wartości dolnej granicy zaznaczono jako czarne kółka.The upper limit and lower limit values of R sc shown in Table 6 were plotted against R a . Fig. 3 is a graph showing the relationship between a ratio R and the hydrochloric acid insoluble content and the ratio R sc of a second carbon material. In Fig. 3, upper bound values are marked with black triangles and lower bound values are marked with black circles.

Następnie, regresje liniowe były przeprowadzone dla wartości górnej granicy i wartości dolnej granicy, odpowiednio. W wyniku czego, jak pokazano na Fig. 3, otrzymano regresje liniowe: linię U2 i linię L2 pokazujące wysokie korelacje z wartościami górnej granicy i wartościami dolnej granicy Rsc, odpowiednio, w odniesieniu do Ra.Then, linear regressions were performed for the upper limit value and the lower limit value, respectively. As a result, as shown in Fig. 3, a linear regression was obtained: U2 line and line L2 showing a high correlation with the upper limit values and lower limit values Rsc, respectively, with respect to R a.

Równanie liniowej regresji (2-2) linii U2 otrzymano poprzez analizę regresji i równanie liniowej regresji (3-2) linii L2 otrzymano w ten sposób, że są jak poniżej:The linear regression equation (2-2) of the U2 line was obtained by regression analysis and the linear regression equation (3-2) of the L2 line was obtained as follows:

linia U2: Rsc =-1,0176 Ra + 36,191 (2-2) linia L2: Rsc = -0,9947 Ra + 24,485 (3-2)line U 2 : Rsc = -1.0176 R a + 36.191 (2-2) line L 2 : Rsc = -0.9947 R a + 24.485 (3-2)

Jak pokazano na Fig. 3, ponieważ kompozycje wykazujące doskonałą mieszalność i formowalność były obecne na górnej części linii U2 i dolnej części linii L2 również, 95% przedział współczynnika ufności na górnej części linii U2 i 95% przedział współczynnika ufności na dolnej części linii L2 były dalej otrzymane.As shown in Fig. 3, since the compositions exhibiting excellent miscibility and formability were present on the top of the U2 line and the bottom of the L2 line as well, the 95% confidence interval at the top of the U2 line and the 95% confidence interval at the bottom of the L2 line were further received.

Dla każdej linii liniowej regresji, 95% przedział współczynnika ufności otrzymano z zastosowaniem równania Ra±txS. Tutaj, Ra oznacza proporcję zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym, otrzymaną z każdego równania liniowej regresji, a t i S były takie same, jak te w Przykładzie 6. Jednakże, w odniesieniu do odchylenia standardowego S, X był kwadratem wartości odchylenia Ra.For each linear regression line, the 95% confidence interval interval was obtained using the equation R a ± txS. Here, Ra is the ratio of the content of insoluble in hydrochloric acid, obtained from each equation of linear regression, ati S were the same as those in Example 6. However, with respect to standard deviation S, X was a square of the deviation R a.

Zwłaszcza, na górnej części linii U2, Ve = 0,0861, n = 5, X = (Ra - 17,68)2 i Y = 31,43; a na dolnej części linii L2, Ve = 0,3690, n = 5, X = (Ra - 17,68)2 i Y = 31,43.Especially, at the top of the line U2, Ve = 0.0861, n = 5, X = (R a - 17.68) 2 and Y = 31.43; and on the lower part of the line L 2 , Ve = 0.3690, n = 5, X = (Ra - 17.68) 2 and Y = 31.43.

Z powyższego, 95% przedział współczynnika ufności na górnej części linii U2 może być wyrażony poprzez równanie (4-2), a 95% przedział współczynnika ufności na dolnej części linii L2 może być wyrażony poprzez równanie (5-2).From the above, the 95% confidence interval at the top of line U2 can be expressed by equation (4-2), and the 95% confidence interval at the bottom of line L2 can be expressed by equation (5-2).

Rsc = 0,0239 Ra 2 - 1,8621 Ra + 44,074 (4-2)Rsc = 0.0239 R a 2 - 1.8621 R a + 44.074 (4-2)

Rsc = -0,0499 Ra 2 + 0,7681 Ra + 8,0355 (5-2)Rsc = -0.0499 R a 2 + 0.7681 R a + 8.0355 (5-2)

Na Fig. 3 te 95% przedziały współczynnika ufności są wyrażone odpowiednio poprzez krzywą U2 i krzywą L2.In Fig. 3, these 95% confidence intervals are expressed by the U2 curve and the L2 curve, respectively.

Z Fig. 3 jasno wynika, że wartości górnej granicy dające zadowalającą mieszalność i formowalność są umieszczone po stronie poniżej krzywej U2, a wartości dolnej granicy zapewniające to samo sąIt is clear from Fig. 3 that the upper limit values giving satisfactory miscibility and formability are located on the side below the U2 curve, and the lower limit values giving the same are

PL 237 725 B1 umieszczone na stronie powyżej krzywej L2. Zatem, jasne jest to, że w obszarze pomiędzy 95% przedziałem współczynnika ufności na górnej części linii liniowej regresji wartości górnej granicy i 95% przedziałem współczynnika ufności na dolnej części linii liniowej regresji wartości dolnej granicy, mieszalność i formowalność były zadowalające i otrzymano wysoką wydajność. Zwłaszcza, na Fig. 3, ten obszar jest pomiędzy krzywą U2 i krzywą L2. Zatem, w świetle zagwarantowania zarówno mieszalności, jak i formowalności na wysokim poziomie, drugi materiał węglowy jest korzystnie użyty w proporcji, która spełnia równanie (3).PL 237 725 B1 placed on the page above curve L2. Thus, it is clear that in the region between the 95% confidence interval at the top of the upper bound linear regression line and the 95% confidence interval at the bottom of the lower bound linear regression line, the miscibility and formability were satisfactory and high yield was obtained. Especially in Fig. 3, this area is between the U2 curve and the L2 curve. Thus, in view of guaranteeing both miscibility and high formability, the second carbon material is preferably used in a proportion that satisfies equation (3).

Ponadto, w świetle zapewnienia statystycznie wysokich poziomów mieszalności i formowalności, korzystny jest obszar pomiędzy linią liniowej regresji wartości górnej granicy i linią liniowej regresji wartości dolnej granicy. Zwłaszcza, w odniesieniu do Fig. 3, drugi materiał węglowy może być użyty, tak aby powyższy obszar znajdował się pomiędzy linią U2 i linią L2.Further, in view of providing statistically high levels of miscibility and formability, the area between the high-limit linear regression line and the low-limit linear regression line is preferred. Especially with reference to Fig. 3, a second carbon material may be used such that the above region is between the line U2 and the line L2.

Jeśli jest to potrzebne, drugi materiał węglowy może być użyty tak, aby powyższy obszar znajdował się pomiędzy (dolna granica) 95% przedziałem współczynnika ufności na dolnej części linii liniowej regresji wartości górnej granicy i (górna granica) 95% przedziałem współczynnika ufności na górnej części linii liniowej regresji wartości dolnej granicy.If necessary, the second carbon material may be used so that the above area is between the (lower bound) 95% confidence interval at the lower end of the linear regression line of the upper bound value and (upper bound) the 95% confidence interval at the upper end. linear regression line of lower bound values.

W niniejszych Przykładach, ujawniono przykłady otrzymywania, awansem, zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym w zmieszanej kompozycji. Alternatywnie, jest możliwe otrzymanie zawartości pierwszego materiału węglowego i oznaczenie odpowiedniego obszaru jako korelację, co jest analizowane w obszarze opisanym powyżej. Jednakże, rozważając trudności prowadzenia analizy składu zmieszanej kompozycji, jest korzystnie zastosować prosty i dokładny sposób uzyskiwania zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym, taki sposób nie wymaga zastosowania drogich urządzeń analitycznych.In these Examples, examples are disclosed for the preparation, in advance, of hydrochloric acid insoluble content in the blended composition. Alternatively, it is possible to obtain the content of the first carbon material and designate the corresponding area as the correlation, which is analyzed in the area described above. However, considering the difficulties of analyzing the composition of the mixed composition, it is advantageous to use a simple and accurate method for obtaining the hydrochloric acid insoluble content, such a method does not require the use of expensive analytical equipment.

Poprzez skupienie uwagi na proporcji Ra zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym w zmieszanej kompozycji, zmieszana kompozycja może być skutecznie recyklingowana, otrzymywane są wysokie poziomy mieszalności i formowalności, a trudności w sposobie produkcji mogą być zmniejszone.By focusing attention on the proportion of Ra insoluble in hydrochloric acid in the blended composition, the blended composition can be efficiently recycled, high levels of miscibility and formability are obtained, and process difficulties can be reduced.

Zastosowanie przemysłoweIndustrial use

Materiały odzyskane z zużytej suchej baterii manganowej i/lub zużytej suchej baterii alkalicznej mogą być recyklingowane w materiał dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej w prosty sposób. Zatem, jest możliwe utworzenie sieci recyklingu i możliwa jest redukcja zużytej ilości jednorazowych suchych baterii manganowych; a również, zmniejszenie kosztów produkcji suchych baterii manganowych.The materials recovered from the spent dry manganese battery and / or the spent dry alkaline battery can be recycled into the positive electrode material for the dry manganese battery in an easy way. Thus, it is possible to establish a recycling network and it is possible to reduce the amount of disposable dry manganese batteries used; and also, reducing the production cost of dry manganese batteries.

Objaśnienie odnośników liczbowych dodatnia elektroda kolektor prądu dodatniej elektrody separator puszka elektrody ujemnej uszczelka biegun ujemny pierścień klejący tuba żywiczna papierowy kołnierz metalowa puszka zewnętrznego opakowana dodatni biegun pierścień izolacyjny dolnym papierExplanation of numerical references positive electrode positive current collector electrode separator negative electrode box seal negative pole adhesive ring resin tube paper flange metal tin outer wrapped positive pole insulating ring bottom paper

Claims (5)

1. Sposób wytwarzania dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej, przy czym dodatnia elektroda zawiera dwutlenek manganu, materiał węglowy i elektrolit, dwutlenek manganu zawiera pierwszy dwutlenek manganu odzyskany z co najmniej jednej zużytej suchej baterii manganowej i zużytej suchej baterii alkalicznej, materiał węglowy zawiera pierwszy materiał węglowy odzyskany razem z pierwszym 1. A method of producing a positive electrode for a dry manganese battery, the positive electrode comprises manganese dioxide, carbon material and electrolyte, the manganese dioxide comprises a first manganese dioxide recovered from at least one spent manganese dry battery and a spent alkaline dry battery, the carbon material comprises the first material carbon recovered with the first PL 237 725 B1 dwutlenkiem manganu i nieużywany drugi materiał węglowy, przy czym sposób obejmuje:Manganese dioxide and an unused second carbon material, the method comprising: pierwszy etap wytwarzania mieszaniny materiału dodatniej elektrody poprzez mieszanie zmieszanej kompozycji zawierającej pierwszy dwutlenek manganu i pierwszy materiał węglowy, drugi materiał węglowy, i elektrolit; i drugi etap formowania mieszaniny materiału dodatniej elektrody, przy czym proporcja Rsc drugiego materiału węglowego, gdy ilość zmieszanej kompozycji wynosi 100% wag., wynosi 1% wag. lub więcej, znamienny tym, że sposób spełnia co najmniej jeden z poniższych warunków (a1), (a2) i (a3): (a1) gdy proporcja manganu w zmieszanej kompozycji wynosi Rm i w % wag., proporcja Rsc drugiego materiału węglowego w % wag., ilość zmieszanej kompozycji wynosi 100% wag., spełnia równanie (1):a first step of producing a positive electrode material mixture by mixing a mixed composition comprising a first manganese dioxide and a first carbon material, a second carbon material, and an electrolyte; and a second step of forming a positive electrode material mixture wherein the Rsc ratio of the second carbon material when the mixed composition amount is 100 wt% is 1 wt%. or more, characterized in that the process meets at least one of the following conditions (a1), (a2) and (a3): (a1) when the proportion of manganese in the blended composition is Rm and wt%, the proportion Rsc of the second carbon material in% wt.%, the amount of mixed composition is 100 wt.%, satisfies equation (1): -0,0215 Rm2 + 3,1077 Rm - 92,572 < Rsc < 0,0243 Rm2 - 1,2459 Rm + 22,959;-0.0215 Rm 2 + 3.1077 Rm - 92.572 <Rsc <0.0243 Rm 2 - 1.2459 Rm + 22.959; (a2) gdy proporcja zawartości nierozpuszczalnej w kwasie chlorowodorowym w zmieszanej kompozycji wynosi Ra i w % wag., proporcja Rsc drugiego materiału węglowego w % wag., ilość zmieszanej kompozycji wynosi 100% wag., spełnia równanie (2):(a2) when the proportion of hydrochloric acid insoluble in the blended composition is Ra and wt%, the Rsc proportion of the second carbon material in wt%, the amount of the mixed composition is 100 wt%, satisfies equation (2): -0,0499 Ra2 + 0,7681 Ra + 8,0355 < Rsc < 0,0239 Ra2 - 1,8621 Ra + 44,074, i zawartość nierozpuszczalna w kwasie chlorowodorowym stanowi pozostałość wynikającą z obróbki cieplnej zmieszanej kompozycji w kwasie chlorowodorowym o stężeniu 6 mol/l; i (a3) dwutlenek manganu dodatkowo zawiera nieużywany drugi dwutlenek manganu, i w pierwszym etapie, zmieszana kompozycja, drugi dwutlenek manganu i drugi materiał węglowy są zmieszane.-0.0499 Ra 2 + 0.7681 Ra + 8.0355 <Rsc <0.0239 Ra 2 - 1.8621 Ra + 44.074, and the content insoluble in hydrochloric acid is the residue resulting from the heat treatment of the mixed composition in hydrochloric acid with a concentration of 6 mol / l; and (a3) the manganese dioxide additionally comprises unused second manganese dioxide, and in the first step, the mixed composition, the second manganese dioxide and the second carbon material are mixed. 2. Sposób wytwarzania dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej według zastrz. 1, znamienny tym, że proporcja Rfc pierwszego materiału węglowego w zmieszanej kompozycji wynosi 6 do 30% wag.2. A method for producing a positive electrode for a manganese dry battery according to claim 1; The process of claim 1, wherein the Rfc proportion of the first carbon material in the blended composition is 6 to 30 wt%. 3. Sposób wytwarzania dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że proporcja Rsc drugiego materiału węgłowego wynosi 2 do 30% wag.3. The method of producing a positive electrode for a manganese dry battery according to claim 1; The method of claim 1 or 2, characterized in that the proportion Rsc of the second carbonate material is 2 to 30 wt.%. 4. Sposób wytwarzania dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że zmieszaną kompozycję otrzymuje się poprzez prowadzenie: procesu kruszenia elektrody, która była zawarta w co najmniej jednej zużytej suchej baterii manganowej i zużytej suchej baterii alkalicznej w celu otrzymania granulek, i procesu działania na granulki rozcieńczonym kwasem obejmującym co najmniej jeden z kwasu chlorowodorowego i kwasu siarkowego.4. The method of producing a positive electrode for a manganese dry battery according to claim 1; A process according to claim 1 or 2, characterized in that the mixed composition is obtained by carrying out: a process of crushing the electrode that was contained in at least one spent dry manganese battery and a spent dry alkaline battery to obtain granules, and a process of treating the granules with a dilute acid comprising at least one of hydrochloric acid and sulfuric acid. 5. Sposób wytwarzania dodatniej elektrody do suchej baterii manganowej według zastrz. 1 albo 2, znamienny tym, że drugi dwutlenek manganu jest co najmniej jednym wybranym z grupy składającej się z elektrolitycznego dwutlenku manganu, naturalnego dwutlenku manganu i chemicznego dwutlenku manganu.5. The method of producing a positive electrode for a manganese dry battery according to claim 1; The process of claim 1 or 2, wherein the second manganese dioxide is at least one selected from the group consisting of electrolytic manganese dioxide, natural manganese dioxide, and chemical manganese dioxide.
PL417569A 2013-09-11 2014-07-18 Method for producing positive electrode for dry manganese battery, a positive electrode for dry manganese battery and method for producing the dry manganese battery PL237725B1 (en)

Applications Claiming Priority (5)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013187922A JP2016197486A (en) 2013-09-11 2013-09-11 Method of manufacturing manganese battery
JP2013-187922 2013-09-11
JP2013199553A JP2016197487A (en) 2013-09-26 2013-09-26 Method of manufacturing manganese dry battery
JP2013-199553 2013-09-26
PCT/JP2014/003820 WO2015037174A1 (en) 2013-09-11 2014-07-18 Method for manufacturing positive electrode for manganese dry cell, positive electrode for manganese dry cell, and method for manufacturing manganese dry cell

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL417569A1 PL417569A1 (en) 2017-03-27
PL237725B1 true PL237725B1 (en) 2021-05-17

Family

ID=52665310

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL417569A PL237725B1 (en) 2013-09-11 2014-07-18 Method for producing positive electrode for dry manganese battery, a positive electrode for dry manganese battery and method for producing the dry manganese battery

Country Status (4)

Country Link
BR (1) BR112016005328B1 (en)
PE (1) PE20160236A1 (en)
PL (1) PL237725B1 (en)
WO (1) WO2015037174A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2016181589A1 (en) * 2015-05-14 2016-11-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 Cathode material, manufacturing method therefor and manganese dry cell using same

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS62145658A (en) * 1985-12-18 1987-06-29 Yozo Ishizuka Recycling art for main constituent of run-down dry cell with manganese (iv) oxide
JP2818602B2 (en) * 1989-10-06 1998-10-30 富士電気化学株式会社 Method for producing positive electrode mixture in manganese dry battery
JPH0636767A (en) * 1992-07-21 1994-02-10 Matsushita Electric Ind Co Ltd Nonaqueous electrolyte battery and manufacture of its active material
JPH0660870A (en) * 1992-08-05 1994-03-04 Toshiba Battery Co Ltd Manufacture of dry battery
JP2825058B2 (en) * 1994-04-04 1998-11-18 富士電気化学株式会社 Positive electrode mixture for cylindrical alkaline batteries
JP2007012527A (en) * 2005-07-01 2007-01-18 Jfe Kankyo Corp Collecting method of metallurgic raw material from waste dry battery
JP5568977B2 (en) * 2009-12-17 2014-08-13 東ソー株式会社 Method for recovering manganese from batteries

Also Published As

Publication number Publication date
PL417569A1 (en) 2017-03-27
BR112016005328A2 (en) 2017-08-01
WO2015037174A1 (en) 2015-03-19
BR112016005328B1 (en) 2021-11-09
PE20160236A1 (en) 2016-04-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69514678T2 (en) NON-AQUEOUS SECONDARY CELL AND THEIR PRODUCTION PROCESS
KR20180117611A (en) A process for producing carboxymethylcellulose or a salt thereof, and a binder for electrodes
CN1188924C (en) Active material for anode of secondary cell and its making and non-aqueous electrolyte secondary cell, and recycled electronic functional material and method for recycling such material
CN104037401B (en) Nickel-cobalt-lithium manganate ternary anode material suitable for application under high voltage
CN105307979B (en) Lithium titanate, its preparation method and use its electrical storage device
CN106784795B (en) Single-crystal spherical lithium manganate material, preparation method thereof and positive electrode material
CN106410118A (en) Preparation method of cathode material lithium nickel cobalt manganese oxide of lithium battery
CN102067360B (en) Carbon negative electrode material for lithium secondary battery, production method thereof and lithium secondary battery using the same
CN103199319A (en) Method for recycling lithium cobalt oxide from waste positive electrode of lithium cobalt oxide battery
CN111422918A (en) High nickel carbonate precursor and preparation method and application thereof
CN111430701A (en) Lithium-rich carbonate precursor and preparation method and application thereof
PL237725B1 (en) Method for producing positive electrode for dry manganese battery, a positive electrode for dry manganese battery and method for producing the dry manganese battery
CN113166275B (en) Carboxymethyl cellulose or salt thereof for nonaqueous electrolyte secondary battery
CN104934572B (en) A kind of preparation method of nickel cobalt aluminium lithium/titanium dioxide composite positive pole
JP5626387B2 (en) The evaluation method of the coating adhesiveness of the coating nickel hydroxide powder for alkaline secondary battery positive electrode active materials and a coating nickel hydroxide powder.
KR100544844B1 (en) Method of producing an electrode for non-aqueous electrolytic secondary cells
JP6869581B2 (en) Granulation method of electrolyte for lithium batteries
US20040170894A1 (en) Positive electrode active material for secondary cell and nonaqueous electrolyte secondary cell using the same, and method for analysis of positive electrode active material for secondary cell
CN207016489U (en) System of processing applied to the composite graphite negative electrode material of electronic equipment
US3830661A (en) Process for preparation of cathode mix for alkaline cell
JP2000011998A (en) Manufacture of positive electrode for lithium battery and the lithium battery
CN109216658A (en) A kind of preparation method of the lithium-sulphur cell positive electrode of the additive containing nanometer aluminium powder
JP2000040505A (en) Positive electrode body for lithium secondary battery
JPS5990364A (en) Manufacture of positive electrode for battery
JP2019040685A (en) Method for manufacturing trilithium phosphate for nonaqueous secondary battery