JPH01281672A

JPH01281672A - 筒形アルカリ電池用正極合剤

Info

Publication number: JPH01281672A
Application number: JP63111969A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shinoda; 健一篠田; Masatake Nishio; 西尾　昌武; Kuniyoshi Nishida; 西田　国良; Katsuhiro Yamashita; 勝博山下
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1988-05-09
Filing date: 1988-05-09
Publication date: 1989-11-13
Anticipated expiration: 2010-11-15
Also published as: JPH07107853B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）この発明は、筒形アルカリ電池に用いる正極合剤の改良
に関し、特に成形性と電池性能向上を図った技術に関す
る。

（発明の背景）筒形アルカリ電池に用いる正極合剤の製造方法としては
、まず二酸化マンガン、黒鉛の素材に少量のバインダー
を加えてミキシングした後、シート状に圧延した上で粉
砕し、平均粒径が２０〜８０メツシュ程度の粒を得て、
こののちに金型内で成形することで円筒形の正極合剤を
得るようにしている。

このとき、従来ではＣＭＣなどのバインダーを少量添加
することと、合剤を適当な粒度に揃えることで成形性を
上げるようにしている。

ところで、筒形アルカリ電池の高容量化を図るための手
段の一つとして、前記正極合剤中の主剤である二酸化マ
ンガンの含有量を増加する方法が望まれている。この高
容量化対策の１つとして、黒鉛の含有量を減ずれば相対
的に二酸化マンガンの含ａ量が増加する。

しかしながら、二酸化マンガンそれ自体では導電性が乏
しく、また成形性も悪いので、ある程度の黒鉛の量は不
可欠である。

また、バインダの存在も二酸化マンガンの含有比率を落
とし、電池性能向上の阻害要因となるため、出来ればバ
インダも無添加状態で成形することが望ましい。

（発明が解決しようとする問題点）正極合剤に混合される黒鉛として、粒度の大きな黒鉛を
用いた場合には造形性は向上し、バインダの添加量を減
少または無添加状態とすることができ、その９二酸化マ
ンガンの量を増すことができる。

このメカニズムははっきりとは分からないが、成形時に
於ける合剤の滑りが粒度の小さいものよりも良好で、よ
り圧縮密度が増し、造形性が向上するものと思われる。

また、金型からの離型時にも良好に滑りが作用し、摩擦
が小さくなることで割れ等が生じに（いと考えられる。

しかし、粒度の大きい黒鉛を用いた場合には一粒一粒の
表面積が小さくなることから、粒度の小さな黒鉛を使用
した場合に比べて導電性が低下し、電池性能に影響を与
え、限られた容積中での電池性能の低下要因となる。

一方、その逆に、粒度の小さな黒鉛を用いた場合には、
筒形に成形した場合に強度が不足し、金型からの離型時
に割れが生じたり、これを正極缶に嵌合した場合には欠
けなどにより合剤の剥落が生じたりする。

この発明は以上の問題点を克服し、成形時における造形
性を向上するとともに、電池性能の向上を図るようにし
た筒形アルカリ電池用正極合剤を提供するものである。

（問題点を解決するための手段）前記目的を達成するため、この発明は、従来の単一の粒
度分布をもつ黒鉛を用いるよりも、微粒状黒鉛による導
電性と粗粒状黒鉛による造形性に着目し、両者を適度に
ブレンドして二酸化マンガンに添加することで、両者の
弱点を補完でき、総合性能の向上が達成できる点を着目
した。

本発明は、以上の着眼に基づきなされたもので、以下の
構成となっている。

すなわち本発明は、二酸化マンガンを主剤として、これ
に黒鉛を分散混合し、筒形に成形してなる筒形アルカリ
電池用正極合剤において：前記黒鉛を粒度分布の異なる
微粒子状の黒鉛と粗粒状の黒鉛の二種類で構成してなり
、かつ前記微粒子状の黒鉛としてその平均粒径が５〜３
０μの鱗状または人造黒鉛を用いるとともに、前記粗粒
状の黒鉛としてその平均粒径が１００〜７００μのフレ
ーク状または鱗状黒鉛を用いたことを要旨とするもので
ある。

前記二酸化マンガンに対する前記形状の微粒子状黒鉛の
配合比の好ましい範囲は、３〜７重量％、前記形状の粗
粒状黒鉛の配合比の好ましい範囲は１〜５重量％であり
、黒鉛全体としての二酸化マンガンに対する配合比率は
、４〜１２重量％である。

また、微粒子状黒鉛と粗粒状黒鉛との配合比率は６０〜
４０ないし９０〜１０重量％（以下単に％と略記する）
である。

そして、黒鉛全体の二酸化マンガンに対する配合比が、
その上限である１２％を越えた場合には、従来と同様に
主剤である二酸化マンガンの絶対量不足によって、電池
性能に影響を与え、その逆に下限である４％を下回った
場合には今度はプレス成形時の成形性が低下し、また、
導電性の低下に伴い、電池性能は悪化する。

したがって、前記の範囲の添加量が望ましく、より好ま
しくは５〜８％の範囲内が最もよい結果を与える。

また、微粒子状黒鉛に対する粗粒状黒鉛の配合比率は、
その上限である、４０％を越えると成形性は良好となる
が、導電性が低下し、また下限である１０％を下回ると
逆の結果である成形性が低下し、造形後の成形体が崩れ
たり、割れや欠けなどが発生し易くなる。

したがって、前記配合比の範囲内にすることが必要であ
り、更に好ましくは、７０〜３０％ないしは９０〜１０
％が最も好ましい結果を与える。

以上の二種類の黒鉛を用いた合剤の製造方法は、従来と
同様の配合工程で二酸化マンガンに対して前記範囲内に
混合し、これを圧延・粉砕後、適当な粒度に揃えて、通
常のプレス成形工程で成形すれば筒形の成形合剤に成形
される。

なお、ブレンドの際には、ＣＭＣなどのバインダを少量
添加してもよいが、前記粗粒状の黒鉛の造形作用によっ
て十分な造形性が付与されるため、バインダは無添加状
態でもよく、その分生剤である二酸化マンガンの絶対量
を増すことができる。

成形後は、この筒形正極合剤を正極缶に嵌合し、内周側
にセパレータを介して負極ゲル、集電棒を充填し、封口
ガスケットを介して負極端子板をカシメ付ければ、筒形
アルカリ電池を完成する。

なお、本発明に用いた黒鉛に比較する従来の黒鉛は、単
一の粒度分布をもつものでその平均粒径は１５〜２５μ
のものである。

（作　用）前記微粒子状の黒鉛が導電性を高め、電池性能の向上に
寄与する一方で、粗粒状の黒鉛は正極合剤のプレス成形
時における造形性向上に寄与し、バインダなどの添加量
の減少または無添加状態とすることができ、その分二酸
化マンガンを増量できる。

（実　施　例）次に本発明の具体的実施例につき説明する。

なお、本発明は以下の実施例のみに限定されるものでな
く、前述した範囲内で種々変更可能である。

以下の表１．に示すように二酸化マンガンに対する各種
粒度の黒鉛の配合比率で正極合剤を作った。

なお、いずれの例においても二酸化マンガンに対して黒
鉛の配合比が７重量％となるように調製している。また
サンプルＮ０１１は従来の単一の粒度分布をもつもの、
Ｎ０９２は微粒子状黒鉛単体を、Ｎｏ７は粗粒状黒鉛単
体を示している。

したがって、本発明の範囲に含まれる試作品はＮｏ、３
〜６までである。

但し、黒鉛Ａの平均粒径・・・７．５μ黒鉛Ｂの平均粒
径・・・４２０μ 黒鉛Ｃ（従来品）の平均粒径・・・２０μ次に以上の組
成の成形合剤の強度および放電性能を測定したところ以
下の表２．に示す結果を得られた。

表２゜＊終止電圧−９，９ｖこの表２．からも明らかなように、比較例に示す微粒子
状黒鉛単体では放電性能にすぐれるが、合剤強度が試作
品生鰻も低下し、逆に粗粒状黒鉛単体を用いた場合には
、合剤強度が最も高いが、放電性能は劣っている。しか
しながら、両者を配合した本発明の成形合剤はいずれも
従来品に比べて強度および放電性能を上回っていること
が確認された。

（効　果）以上実施例によって詳細に説明したように、この発明に
あっては、正極合剤の造形性および電池性能の向上を図
ることができる。

Claims

【特許請求の範囲】

（１）二酸化マンガンを主剤として、これに黒鉛を分散
混合し、筒形に成形してなる筒形アルカリ電池用正極合
剤において：前記黒鉛を粒度分布の異なる微粒子状のものと粗粒状の
ものの二種類で構成してなり、かつ前記微粒子状の黒鉛
としてその平均粒径が５〜３０μの鱗状または人造黒鉛
を用いるとともに、前記粗粒状の黒鉛としてその平均粒
径が１００〜７００μのフレーク状または鱗状黒鉛を用
いたことを特徴とする筒形アルカリ電池用正極合剤。
（２）前記二酸化マンガンに対する微粒子状の黒鉛の配
合比が３〜７重量％、粗粒状の黒鉛の配合比が１〜５重
量％であることを特徴とする特許請求の範囲第１項に記
載の筒形アルカリ電池用正極合剤。