WO2016117127A1 - アルカリ電池 - Google Patents

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祐紀 夏目
武男 野上
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Definitions

  • the present invention relates to an improvement in the discharge performance, particularly heavy load discharge performance, of an alkaline battery.
  • Patent Document 1 discloses a negative electrode including a zinc alloy powder containing 20 to 50% by weight of a fine powder having a particle size of 75 ⁇ m or less, a positive electrode, a negative electrode, and a positive electrode.
  • the alkaline battery is configured so that the time when the potential of the negative electrode rises is shorter than the time when the potential of the positive electrode falls. ing.
  • the heavy load discharge characteristics are improved by using a zinc alloy powder containing 20 to 50% by weight of a fine powder having a particle size of 75 ⁇ m or less as the negative electrode material. Even when a fine powder is used, the heavy load discharge characteristics may not be improved. This is thought to be because the fine powder with a small particle size has a large specific surface area, so that the electrolyte is easily held on the negative electrode side, thereby reducing the electrolyte on the positive electrode side and increasing the electrical resistance on the positive electrode side. It is done.
  • An object of the present invention is to provide an alkaline battery with improved discharge performance of the alkaline battery, in particular, excellent heavy load discharge performance.
  • a positive electrode mixture loaded in a bottomed cylindrical positive electrode can, a separator provided on an inner peripheral side of the positive electrode mixture, and the separator
  • An alkaline battery comprising an alkaline electrolyte, wherein the positive electrode mixture includes manganese dioxide and a conductive material, and the powder includes particles having a particle size of 75 ⁇ m or less in a range of 25 to 40% by mass.
  • the positive electrode mixture is composed of a plurality of hollow cylindrical pellets that are stacked and loaded coaxially with the positive electrode can in the positive electrode can, a gap is provided between the pellets, and the gap
  • the total length s along the axial direction of the cathode can Is characterized in that it is 1-14% of the total d of Tsu bets each said shaft length along the direction of.
  • Another aspect of the present invention is the alkaline battery, wherein the density of the pellets is in the range of 3.0 to 3.7 g / cm 3 .
  • Another aspect of the present invention is the alkaline battery described above, wherein the pellet includes graphite as the conductive material in a range of 5 to 20% by mass with respect to the manganese dioxide.
  • an alkaline battery excellent in discharge performance, particularly heavy load discharge performance, can be provided.
  • FIG. 1 shows a configuration of a general cylindrical alkaline battery (LR6 type (AA) alkaline battery) to which the present invention is applied (hereinafter referred to as alkaline battery 1).
  • the alkaline battery 1 is shown as a longitudinal sectional view (a sectional view when the extending direction of the cylindrical axis of the alkaline battery 1 is the vertical (vertical) direction).
  • the alkaline battery 1 includes a bottomed cylindrical metal battery can (hereinafter referred to as a positive electrode can 11), a positive electrode mixture 21 inserted into the positive electrode can 11, and a positive electrode mixture 21.
  • a bottomed cylindrical separator 22 provided on the inner peripheral side, a negative electrode mixture 23 filled on the inner peripheral side of the separator 22, and a negative electrode fitted into the opening of the positive electrode can 11 via a resin sealing gasket 35
  • a terminal plate 32 and a rod-shaped negative electrode current collector 31 made of a material such as brass, which is fixed inside the negative electrode terminal plate 32 by spot welding or the like, are provided.
  • the positive electrode mixture 21, the separator 22, and the negative electrode mixture 23 constitute the power generation element 20 of the alkaline battery 1.
  • the positive electrode can 11 is conductive and is formed, for example, by pressing a metal material such as a nickel-plated steel plate.
  • the positive electrode can 11 also functions as a positive electrode current collector and a positive electrode terminal, and a convex positive electrode terminal portion 12 is integrally formed at the bottom thereof.
  • the positive electrode mixture 21 is a mixture of electrolytic manganese dioxide (EMD) as a positive electrode active material, graphite as a conductive material, and an electrolytic solution mainly composed of potassium hydroxide (KOH) together with a binder such as polyacrylic acid,
  • EMD electrolytic manganese dioxide
  • KOH potassium hydroxide
  • the mixture is processed in steps such as rolling, crushing, granulating, and classifying, and then compressed and formed into an annular shape.
  • a plurality of hollow cylindrical pellets 21 a, 21 b, 21 c constituting the positive electrode mixture 21 have a cylindrical axis coaxial with the cylindrical axis of the positive electrode can 11. In such a manner, they are stacked in the vertical direction and press-fitted.
  • each pellet 21a, 21b, 21c The length along the axial direction of each positive electrode can 11 of each pellet 21a, 21b, 21c is d1, d2, d3 in order.
  • gaps 51 and 52 are provided between the pellet 21a and the pellet 21b and between the pellet 21b and the pellet 21c.
  • the length along the axial direction of the positive electrode can 11 of the gap 51 between the pellet 21a and the pellet 21b is s1
  • the length along the axial direction of the positive electrode can 11 of the gap 52 between the pellet 21b and the pellet 21c.
  • the length is s2.
  • the surface of the pellet 21 c on the positive electrode terminal portion 12 side is in close contact with the positive electrode can 11.
  • the negative electrode mixture 23 is a gelled zinc alloy powder as a negative electrode active material.
  • Zinc alloy powder is powdered by gas atomization method or centrifugal spray method, zinc, alloy components added for the purpose of suppressing gas generation (leakage prevention), etc. (bismuth, aluminum, indium, etc.), And potassium hydroxide as an electrolyte.
  • the negative electrode current collector 31 is inserted into the central portion of the negative electrode mixture 23.
  • Test 1 the particle size of the zinc alloy powder of the negative electrode mixture 23 and the particle size of the zinc alloy powder of the negative electrode mixture 23 are verified in order to verify an appropriate range as the gaps 51 and 52 between the pellets constituting the positive electrode mixture 21.
  • the ratio of particles of 75 ⁇ m or less in the range of 20.0 to 45.0 mass
  • a plurality of alkaline batteries 1 were produced, and the discharge performances were compared.
  • the positive electrode mixture 21 has a density (hereinafter, also referred to as “positive electrode mixture density”) of 3.2 g / cm 3 , and manganese dioxide contained in the positive electrode mixture 21.
  • a graphite having a ratio (hereinafter also referred to as “graphite / manganese dioxide”) of 10.0% by mass was used.
  • Comparison of discharge performance is based on a cycle discharge test assuming heavy load discharge when using a digital camera (2 discharges at 1500 mW, 28 discharges at 650 mW 10 times per hour (the rest period per hour is About 55 minutes)), and the number of cycles up to the end voltage (1.05 V) was counted and compared.
  • Table 1 shows the result of comparing the discharge performance of each alkaline battery 1.
  • the numerical value showing the discharge performance in Table 1 is a relative value when the discharge performance of the alkaline battery 1 of Comparative Example 3 is 100.
  • Table 1 As shown in Table 1, the zinc alloy powder of the negative electrode mixture 23 contains particles having a particle size of 75 ⁇ m or less in the range of 25 to 40% by mass, and the total s of the gaps 51 and 52 and the axial length of the pellets It was confirmed that the discharge performance of the alkaline battery 1 in which the ratio (gap / mixture height) to the total d was 1 to 14% was high (Examples 1 to 7).
  • the zinc alloy powder of the negative electrode mixture 23 a powder containing particles having a particle size of 75 ⁇ m or less in a range of 30% by mass, and the total s of the gaps 51 and 52 and the total d of the axial lengths of the pellets It was confirmed that the discharge performance was particularly improved when the ratio (gap / mixture height) was 8.0% (Example 5).
  • the ratio (gap / mixture height) of the total s of the gaps 51 and 52 to the total d of the axial lengths of the pellets was 5.0%.
  • a positive electrode mixture 21 having a ratio of manganese dioxide to graphite contained therein (graphite / manganese dioxide) of 10.0% by mass was used. The discharge performance was determined by the same method as in Test 1.
  • Table 2 shows the results of comparing the discharge performance of each alkaline battery 1.
  • the numerical value showing the discharge performance in Table 2 is a relative value when the discharge performance of the alkaline battery 1 of Comparative Example 3 shown in Table 1 is 100.
  • Table 2 As shown in Table 2, it was confirmed that the discharge performance of the alkaline battery 1 was high when the density of the positive electrode mixture 21 (positive electrode mixture density) was in the range of 3.0 to 3.7 g / cm 3 (Examples). 8, 9). Further, it was confirmed that the discharge performance was particularly improved when the density of the positive electrode mixture 21 was 3.0 g / cm 3 (Example 8).
  • the ratio (gap / mixture height) of the total s of the gaps 51 and 52 to the total d of the axial lengths of the pellets was 5.0%.
  • a battery in which the density of the positive electrode mixture 21 (positive electrode mixture density) was 3.2 g / cm 3 was used.
  • Table 3 shows the results of comparing the discharge performance of the alkaline batteries 1.
  • the numerical value showing the discharge performance in Table 3 is a relative value when the discharge performance of the alkaline battery 1 of Comparative Example 3 shown in Table 1 is 100.
  • Table 3 As shown in Table 3, it was confirmed that the discharge performance was enhanced when the ratio of manganese dioxide to graphite (graphite / manganese dioxide) contained in the positive electrode mixture 21 was in the range of 5 to 20% by mass (Example 10). ⁇ 12). Further, it was confirmed that discharge performance was particularly improved when the ratio of manganese dioxide to graphite (graphite / manganese dioxide) contained in the positive electrode mixture 21 was 15.0 mass% (Example 11).
  • the zinc alloy powder of the negative electrode mixture 23 contains particles having a particle size of 75 ⁇ m or less in the range of 25 to 40% by mass, and the total s of the gaps 51 and 52 and the total d of the axial length of the pellets When the ratio is 1 to 14%, the discharge performance of the alkaline battery 1 is enhanced.
  • the zinc alloy powder of the negative electrode mixture 23 containing particles having a particle size of 75 ⁇ m or less in the range of 30% by mass, and It was found that good results were obtained when the ratio of the total s of the gaps 51 and 52 to the total length d of the pellets in the axial direction was 8.0%.
  • the discharge performance is high when the density of the positive electrode mixture 21 is in the range of 3.0 to 3.7 g / cm 3 , and particularly good when the density of the positive electrode mixture 21 is 3.0 g / cm 3. It was found that a good result was obtained.
  • the discharge performance was enhanced when the ratio of manganese dioxide to graphite (graphite / manganese dioxide) contained in the positive electrode mixture 21 was in the range of 5 to 20% by mass, and in particular, the dioxide dioxide contained in the positive electrode mixture 21. It was found that good results were obtained when the ratio of manganese to graphite (graphite / manganese dioxide) was 15.0% by mass.
  • the number of pellets constituting the positive electrode mixture 21 is three, but the number of pellets may be two or four or more.
  • the ratio of the total length s along the axial direction of the positive electrode can 11 of the gap between the pellets to the total length d along the axial direction of the pellets should satisfy the above condition. By doing so, the above effect can be obtained.
  • 11 positive electrode can, 12 positive electrode terminal, 20 power generation element, 21 positive electrode mixture, 21a, 21b, 21c pellet, 22 separator, 23 negative electrode mixture, 31 negative electrode current collector, 32 negative electrode terminal plate, 35 sealing gasket , 51,52 gap

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Abstract

本発明の目的は、負極材料に粒度が７５μｍ以下の微粉末を２５～４０質量％含む亜鉛合金粉末を用いても、正極側に十分な量の電解液を保持し、重負荷放電特性を改善するアルカリ電池を提供することである。本発明のアルカリ電池（１）は、有底筒状の正極缶（１１）内に二酸化マンガン及び導電材を含む正極合剤（２１）を充填し、正極合剤（２１）の内周側に設けたセパレータ（２２）の内周側に亜鉛粉末を含む負極合剤（２３）を充填し、負極合剤（２３）は粒度が７５μｍ以下の亜鉛粒子を２５～４０質量％含み、正極合剤（２１）は、正極缶（１１）内に同軸に積層される複数の中空円筒状のペレット（２１ａ），（２１ｂ），（２１ｃ）からなり、各ペレット間の隙間（５１），（５２）の長さの合計ｓを、各ペレットの夫々の長さの合計ｄに対して１～１４％として、正極側のペレット間の隙間（５１），（５２）に十分な量の電解液を保持することを特徴とする。

Description

アルカリ電池
　本発明は、アルカリ電池の放電性能、とくに重負荷放電性能の改善に関する。
　昨今、デジタルカメラ、ビデオカメラ、携帯電話機、スマートフォン等の電子機器の高性能化及び小型化が進んでおり、こうした電子機器の電源として用いられるアルカリ電池に対する性能向上、とくに重負荷放電性能（高負荷放電特性）の改善に対する要求が高まっている。
　アルカリ電池の高負荷放電特性を改善に関する技術として、例えば、特許文献１には、粒径７５μｍ以下の微粉末を２０～５０重量％含む亜鉛合金粉末を含む負極と、正極と、負極と正極との間に配されるセパレータと、電解液とを具備し、定抵抗放電において、負極の電位が立ち上がる時間が正極の電位が立ち下がる時間よりも短くなるようにアルカリ電池を構成することが記載されている。
特許第５１７２１８１号公報
　ここで上記の特許文献１では、負極材料として粒径７５μｍ以下の微粉末を２０～５０重量％含む亜鉛合金粉末を用いることで重負荷放電特性の向上を図っているが、このように負極材料として微粉末を用いた場合でも、重負荷放電特性が改善されないことがある。これは小粒径の微粉末は比表面積が大きいために負極側に電解液が保持されやすくなり、それにより正極側の電解液が減少して正極側の電気抵抗が上昇するためであると考えられる。
　本発明はアルカリ電池の放電性能の向上、とくに重負荷放電性能に優れたアルカリ電池を提供することを目的としている。
　上記目的を達成するための本発明のうちの一つは、有底筒状の正極缶内に装填される正極合剤と、前記正極合剤の内周側に設けられるセパレータと、前記セパレータの内周側に充填される、亜鉛を主成分とする粉末を含む負極合剤と、前記負極合剤に挿入される負極集電体と、前記正極缶の開口部を封口する負極端子板と、アルカリ性の電解液と、を備えて構成されるアルカリ電池であって、前記正極合剤は、二酸化マンガン及び導電材を含み、前記粉末は、粒度が７５μｍ以下の粒子を２５～４０質量％の範囲で含み、前記正極合剤は、前記正極缶内に前記正極缶と同軸に積層されて装填される複数の中空円筒状のペレットからなり、前記ペレットの間に隙間が設けられ、前記隙間の前記正極缶の軸方向に沿った長さの合計ｓが、前記ペレットの夫々の前記軸方向に沿った長さの合計ｄに対して１～１４％であることを特徴としている。
　また本発明の他の一つは、上記アルカリ電池であって、前記ペレットの密度が３．０～３．７ｇ／ｃｍ3の範囲であることを特徴としている。
　また本発明の他の一つは、上記アルカリ電池であって、前記ペレットは、前記導電材となる黒鉛を前記二酸化マンガンに対して５～２０質量％の範囲で含むことを特徴としている。
　その他、本願が開示する課題、及びその解決方法は、発明を実施するための形態の欄、及び図面により明らかにされる。
　本発明によれば、放電性能、とくに重負荷放電性能に優れたアルカリ電池を提供することができる。
一般的な円筒形アルカリ電池の構造を示す図である。
　図１に本発明の適用対象となる一般的な円筒形アルカリ電池（ＬＲ６型（単三形）アルカリ電池）の構成（以下、アルカリ電池１と称する。）を示している。尚、図１ではアルカリ電池１を縦断面図（アルカリ電池１の円筒軸の延長方向を上下（縦）方向としたときの断面図）として示している。
　図１に示すように、アルカリ電池１は、有底筒状の金属製の電池缶（以下、正極缶１１と称する。）、正極缶１１に挿入される正極合剤２１、正極合剤２１の内周側に設けられる有底円筒状のセパレータ２２、セパレータ２２の内周側に充填される負極合剤２３、正極缶１１の開口部に樹脂製の封口ガスケット３５を介して嵌着される負極端子板３２、及び負極端子板３２の内側にスポット溶接等によって固設される、真鍮等の素材からなる棒状の負極集電子３１を備えている。正極合剤２１、セパレータ２２、及び負極合剤２３は、アルカリ電池１の発電要素２０を構成している。
  正極缶１１は導電性であり、例えば、ニッケルメッキ鋼板等の金属材をプレス加工することにより形成したものである。正極缶１１は、正極集電体並びに正極端子としての機能を兼ねており、その底部に凸状の正極端子部１２が一体形成されている。
　正極合剤２１は、正極活物質としての電解二酸化マンガン（ＥＭＤ）、導電材としての黒鉛、及び水酸化カリウム（ＫＯＨ）を主成分とする電解液を、ポリアクリル酸などのバインダーとともに混合し、その混合物を圧延、解砕、造粒、分級等の工程にて処理した後、圧縮し環状に成形したものである。図１に示すように、正極缶１１内には、正極合剤２１を構成する複数の中空円筒状の３つのペレット２１ａ，２１ｂ，２１ｃが、その円筒軸が正極缶１１の円筒軸と同軸となるように上下方向に積層されて圧入されている。各ペレット２１ａ，２１ｂ，２１ｃの夫々の正極缶１１の軸方向に沿った長さは、順にｄ１，ｄ２，ｄ３である。本実施形態では各ペレット２１ａ，２１ｂ，２１ｃの長さを一致（ｄ１＝ｄ２＝ｄ２）させているが、これらは一致していなくてもよい。
　図１に示すように、ペレット２１ａとペレット２１ｂとの間、及びペレット２１ｂとペレット２１ｃとの間には隙間５１，５２が設けられている。ペレット２１ａとペレット２１ｂとの間の隙間５１の正極缶１１の軸方向に沿った長さはｓ１であり、ペレット２１ｂとペレット２１ｃとの間の隙間５２の正極缶１１の軸方向に沿った長さはｓ２である。ペレット２１ｃの正極端子部１２側の面は正極缶１１に密着している。
　負極合剤２３は、負極活物質としての亜鉛合金粉末をゲル化したものである。亜鉛合金粉末は、ガスアトマイズ法や遠心噴霧法によって造粉されたものであり、亜鉛、ガスの発生の抑制（漏液防止）等を目的として添加される合金成分（ビスマス、アルミニウム、インジウム等）、及び電解液としての水酸化カリウムを含む。負極集電子３１は、負極合剤２３の中心部に貫入されている。
　以上の構成からなるアルカリ電池１について、放電性能、とくに重負荷放電性能の改善効果を検証すべく、以下の試験１～３を行った。
＜試験１＞
　試験１では、負極合剤２３の亜鉛合金粉末の粒度、並びに正極合剤２１を構成するペレット間の隙間５１，５２として適切な範囲を検証すべく、負極合剤２３の亜鉛合金粉末の粒度を変える（粒度が７５μｍ以下の粒子の含有率（以下、「７５μｍ以下の粒子の割合」とも称する。）を２０．０～４５．０質量％の範囲で変える）とともに、隙間５１，５２の大きさを変えた（隙間５１，５２の正極缶１１の軸方向に沿った長さの合計ｓ＝ｓ１＋ｓ２と上記ペレットの夫々の正極缶１１の軸方向に沿った長さの合計ｄ＝ｄ１＋ｄ２＋ｄ３との比（以下、「隙間／合剤高さ」とも称する。）を変えた）、複数のアルカリ電池１を作製し、夫々の放電性能を比較した。尚、いずれのアルカリ電池１についても、正極合剤２１として、密度（以下、「正極合剤密度」とも称する。）が３．２ｇ／ｃｍ3であり、正極合剤２１に含まれる二酸化マンガンと黒鉛との比（以下、「黒鉛／二酸化マンガン」とも称する。）が１０．０質量％であるものを用いた。
　放電性能の比較は、デジタルカメラの使用時等における重負荷放電を想定したサイクル放電試験（１５００ｍＷで２秒放電、６５０ｍＷで２８秒放電のサイクルを１時間当たり１０回（一時間当たりの休止期間は約５５分））を行い、終止電圧（１．０５Ｖ）に至るまでのサイクル数を計数し、これを比較することにより行った。
　表１に各アルカリ電池１の放電性能を比較した結果を示す。尚、表１中における放電性能を表す数値は、比較例３のアルカリ電池１の放電性能を１００としたときの相対値である。
表１
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000001
　表１に示すように、負極合剤２３の亜鉛合金粉末として粒度が７５μｍ以下の粒子を２５～４０質量％の範囲で含み、かつ、隙間５１，５２の合計ｓとペレットの軸方向長さの合計ｄとの比（隙間／合剤高さ）を１～１４％としたアルカリ電池１について、放電性能が高くなることが確認された（実施例１～７）。また、負極合剤２３の亜鉛合金粉末として粒度が７５μｍ以下の粒子を３０質量％の範囲で含むものを用い、かつ、隙間５１，５２の合計ｓとペレットの軸方向長さの合計ｄとの比（隙間／合剤高さ）を８．０％とした場合に、放電性能がとくに高くなることが確認された（実施例５）。
　また、比較例２から、負極合剤２３の微粉末の量が多すぎると放電性能が改善されないことがわかった。これは比表面積が大きい小粒径の微粉末によって負極側に電解液が保持されやすくなり、それにより正極側の電解液が減少して正極側の電気抵抗が上昇したためであると考えられる。
　また、比較例３，４から、隙間５１，５２が小さすぎると放電性能が改善されないことがわかった。これは隙間５１，５２が小さすぎると正極側に十分な量の電解液が保持されなくなるからであると考えられる。
　また、比較例５から、隙間５１，５２が大きすぎると放電性能が改善されないことがわかった。これは隙間５１，５２が大きすぎると正極活物質に対向する負極活物質の量が減少し電流密度が高まるからであると考えられる。
＜試験２＞
　続いて、正極合剤２１の密度（正極合剤密度）として適切な範囲を検証すべく、正極合剤２１の密度を変えた（正極合剤２１の密度を２．８～３．７ｇ／ｃｍ3の範囲で変えた）複数のアルカリ電池１を作製し、夫々の放電性能を比較した。尚、いずれのアルカリ電池１についても、隙間５１，５２の合計ｓとペレットの軸方向長さの合計ｄとの比（隙間／合剤高さ）は５．０％とした。また、いずれのアルカリ電池１についても、正極合剤２１として、これに含まれる二酸化マンガンと黒鉛との比（黒鉛／二酸化マンガン）が１０．０質量％のものを用いた。放電性能については試験１と同様の方法で求めた。
　表２に各アルカリ電池１の放電性能を比較した結果を示す。尚、表２中における放電性能を表す数値は、表１に示した比較例３のアルカリ電池１の放電性能を１００としたときの相対値である。
表２
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000002
　表２に示すように、正極合剤２１の密度（正極合剤密度）が３．０～３．７ｇ／ｃｍ3の範囲においてアルカリ電池１の放電性能が高くなることが確認された（実施例８，９）。また正極合剤２１の密度が３．０ｇ／ｃｍ3の場合に、とくに放電性能が高くなることが確認された（実施例８）。
　また、正極合剤２１の密度が高すぎると割れが生じやすくなって圧縮成型が困難となり、ペレットを作製することができなかった（比較例６）。
　また、正極合剤２１の密度が低すぎると十分な放電性能が得られなかった（比較例７）。これは正極合剤２１の密度が低すぎると正極合剤２１内部で導電性が不十分になるためであると考えられる。
＜試験３＞
　続いて、正極合剤２１に含まれる二酸化マンガンと黒鉛との比（黒鉛／二酸化マンガン）として適切な範囲を検証すべく、上記比を変えた（上記比を２．０～２５．０質量％の範囲で変えた）複数のアルカリ電池１を作製し、夫々の放電性能を比較した。放電性能については前述と同様の方法で求めた。尚、いずれのアルカリ電池１についても、隙間５１，５２の合計ｓとペレットの軸方向長さの合計ｄとの比（隙間／合剤高さ）は５．０％とした。また、いずれのアルカリ電池１についても、正極合剤２１の密度（正極合剤密度）が３．２ｇ／ｃｍ3であるものを用いた。
　表３に各アルカリ電池１の放電性能を比較した結果を示す。尚、表３中における放電性能を表す数値は、表１に示した比較例３のアルカリ電池１の放電性能を１００としたときの相対値である。
表３
Figure JPOXMLDOC01-appb-I000003
　表３に示すように、正極合剤２１に含まれる二酸化マンガンと黒鉛との比（黒鉛／二酸化マンガン）が５～２０質量％の範囲において放電性能が高くなることが確認された（実施例１０～１２）。また正極合剤２１に含まれる二酸化マンガンと黒鉛との比（黒鉛／二酸化マンガン）が１５．０質量％の場合に、とくに放電性能が高くなることが確認された（実施例１１）。
　また、黒鉛の割合が少なすぎると十分な放電性能が得られなかった（比較例８）。これは正極合剤２１内部で導電性が不十分になるためであると考えられる。
　また、黒鉛の割合が多すぎても十分な放電性能が得られなかった（比較例９）。これは撥水性の黒鉛の影響により正極合剤２１内の電解液の量が減少したためであると考えられる。
＜効果＞
　以上の通り、負極合剤２３の亜鉛合金粉末として粒度が７５μｍ以下の粒子を２５～４０質量％の範囲で含み、かつ、隙間５１，５２の合計ｓとペレットの軸方向長さの合計ｄとの比を１～１４％とした場合にアルカリ電池１の放電性能が高くなり、とくに負極合剤２３の亜鉛合金粉末として粒度が７５μｍ以下の粒子を３０質量％の範囲で含むものを用い、かつ、隙間５１，５２の合計ｓとペレットの軸方向長さの合計ｄとの比を８．０％とした場合に良好な結果が得られることがわかった。
　また、正極合剤２１の密度が３．０～３．７ｇ／ｃｍ3の範囲において放電性能が高くなることが確認され、とくに正極合剤２１の密度が３．０ｇ／ｃｍ3の場合に良好な結果が得られることがわかった。
　また、正極合剤２１に含まれる二酸化マンガンと黒鉛との比（黒鉛／二酸化マンガン）が５～２０質量％の範囲において放電性能が高くなることが確認され、とくに正極合剤２１に含まれる二酸化マンガンと黒鉛との比（黒鉛／二酸化マンガン）が１５．０質量％の場合に良好な結果が得られることがわかった。
　尚、以上の説明は本発明の理解を容易にするためのものであり、本発明を限定するものではない。本発明はその趣旨を逸脱することなく、変更、改良され得ると共に本発明にはその等価物が含まれることは勿論である。
　例えば、以上の実施形態では、正極合剤２１を構成するペレットの数を３つとしたが、ペレットの数は２つもしくは４つ以上であってもよい。要は他の必要条件とともに、ペレット間の隙間の正極缶１１の軸方向に沿った長さの合計ｓとペレットの軸方向に沿った長さの合計ｄとの比が上記の条件を満たすようにすることで、上記の効果を得ることができる。
１　アルカリ電池、１１　正極缶、１２　正極端子部、２０　発電要素、２１　正極合剤、２１ａ，２１ｂ，２１ｃ　ペレット、２２　セパレータ、２３　負極合剤、３１　負極集電子、３２　負極端子板、３５　封口ガスケット、５１，５２　隙間

Claims (3)

  1. 　有底筒状の正極缶内に装填される正極合剤と、前記正極合剤の内周側に設けられるセパレータと、前記セパレータの内周側に充填される、亜鉛を主成分とする粉末を含む負極合剤と、前記負極合剤に挿入される負極集電体と、前記正極缶の開口部を封口する負極端子板と、アルカリ性の電解液と、を備えて構成されるアルカリ電池であって、
    　前記正極合剤は、二酸化マンガン及び導電材を含み、
    　前記粉末は、粒度が７５μｍ以下の粒子を２５～４０質量％の範囲で含み、
    　前記正極合剤は、前記正極缶内に前記正極缶と同軸に積層されて装填される複数の中空円筒状のペレットからなり、
    　前記ペレットの間に隙間が設けられ、前記隙間の前記正極缶の軸方向に沿った長さの合計ｓが、前記ペレットの夫々の前記軸方向に沿った長さの合計ｄに対して１～１４％である
    　ことを特徴とするアルカリ電池。
  2. 　前記ペレットの密度が３．０～３．７ｇ／ｃｍ3の範囲であることを特徴とする請求項１に記載のアルカリ電池。
  3. 　前記ペレットは、前記導電材となる黒鉛を前記二酸化マンガンに対して５～２０質量％の範囲で含むことを特徴とする請求項１または２に記載のアルカリ電池。
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