JPH02276152A - マンガン乾電池 - Google Patents
マンガン乾電池Info
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- JPH02276152A JPH02276152A JP1097149A JP9714989A JPH02276152A JP H02276152 A JPH02276152 A JP H02276152A JP 1097149 A JP1097149 A JP 1097149A JP 9714989 A JP9714989 A JP 9714989A JP H02276152 A JPH02276152 A JP H02276152A
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
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- H—ELECTRICITY
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- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
- H01M50/40—Separators; Membranes; Diaphragms; Spacing elements inside cells
- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
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- H01M50/00—Constructional details or processes of manufacture of the non-active parts of electrochemical cells other than fuel cells, e.g. hybrid cells
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- H01M50/409—Separators, membranes or diaphragms characterised by the material
- H01M50/44—Fibrous material
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01M—PROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
- H01M2300/00—Electrolytes
- H01M2300/0002—Aqueous electrolytes
- H01M2300/0014—Alkaline electrolytes
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- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
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- Y02E60/10—Energy storage using batteries
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- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Primary Cells (AREA)
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。
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、マンガン乾電池に関するものである。
〈従来の技術〉
マンガン乾電池は、二酸化マンガンとアセチレンブラッ
クを主成分とする混合粉体に塩化亜鉛溶液や塩化アンモ
ニウム溶液などからなる電解液を加え、またこれらを混
合し成形して作った正極合剤を、紙材に糊材を塗布した
セパレータを介゛して、負極亜鉛缶内に収納する（Ｒ成
を採っている。
クを主成分とする混合粉体に塩化亜鉛溶液や塩化アンモ
ニウム溶液などからなる電解液を加え、またこれらを混
合し成形して作った正極合剤を、紙材に糊材を塗布した
セパレータを介゛して、負極亜鉛缶内に収納する（Ｒ成
を採っている。
ところで、このマンガン乾電池では、正極合剤中の二酸
化マンガンとして、コストが比較的に安価な天然二酸化
マンガンが電解二酸化マンガンなどと混合して使用され
ているが、例えばこの天然二酸化マンガン中には、鉄や
銅などの不純物が含まれることから、これらの不純物と
亜鉛及び乾電池内の電解液により局部電池が形成され、
このためストック中において亜鉛缶が腐蝕を受けて消費
（自己放電）するという欠点がある。
化マンガンとして、コストが比較的に安価な天然二酸化
マンガンが電解二酸化マンガンなどと混合して使用され
ているが、例えばこの天然二酸化マンガン中には、鉄や
銅などの不純物が含まれることから、これらの不純物と
亜鉛及び乾電池内の電解液により局部電池が形成され、
このためストック中において亜鉛缶が腐蝕を受けて消費
（自己放電）するという欠点がある。
そして、この腐蝕が進行すると亜鉛缶の孔食が生じるし
、またその際発生する水素ガスによって乾７１／ｌｌ！
の内圧が上昇するので漏液の発生率が高まり、更にほこ
の亜鉛缶消費により乾電池の放電性能が低下するなどの
不都合がある。
、またその際発生する水素ガスによって乾７１／ｌｌ！
の内圧が上昇するので漏液の発生率が高まり、更にほこ
の亜鉛缶消費により乾電池の放電性能が低下するなどの
不都合がある。
この現象は高温時において顕著に起こり、従って高温貯
蔵後における乾電池の性能低下が特に大きい。
蔵後における乾電池の性能低下が特に大きい。
このような性能の低下を抑制して乾電池の貯蔵性能の向
上を図るための手段としては、通常、水銀を用いたアマ
ルガム化処理が行なわれている。即ち、この処理では、
例えばセパレータ紙材に塗布する糊材に可溶性の水銀（
ＨｇＣｇ２）を混入・添加することで、亜鉛缶内面をア
マルガム化してその水素過電圧を高め、亜鉛缶の腐蝕（
自己放電）を抑制するようにしている。
上を図るための手段としては、通常、水銀を用いたアマ
ルガム化処理が行なわれている。即ち、この処理では、
例えばセパレータ紙材に塗布する糊材に可溶性の水銀（
ＨｇＣｇ２）を混入・添加することで、亜鉛缶内面をア
マルガム化してその水素過電圧を高め、亜鉛缶の腐蝕（
自己放電）を抑制するようにしている。
〈発明が解決しようとする課題〉
しかしながら、上記のアマルガム化処理の場合、乾電池
に微量といえども人体に有害な水銀が含まれる。このた
め、水銀が社会問題として取上げられている現在、マン
ガン乾電池においても無水銀化が強く望まれている。
に微量といえども人体に有害な水銀が含まれる。このた
め、水銀が社会問題として取上げられている現在、マン
ガン乾電池においても無水銀化が強く望まれている。
この発明は、亜鉛防蝕性能が優れた特定のインヒビター
を用いることで、水銀による亜鉛缶内面のアマルガム化
処理なしに乾電池の上記貯蔵性能の低下を有効に抑制す
ることのできるマンガン乾電池を提供することを目的と
する。
を用いることで、水銀による亜鉛缶内面のアマルガム化
処理なしに乾電池の上記貯蔵性能の低下を有効に抑制す
ることのできるマンガン乾電池を提供することを目的と
する。
く課題を解決するための手段〉
この発明のマンガン乾電池は、亜鉛缶内にセパレータを
介して正極合剤を収納してなるマンガン乾電池において
、前記セパレータとして、エチレンオキサイドの付加モ
ル数が８以上でエステル型のポリエチレングリコール系
非イオン界面活性剤を添加した糊材を紙材に塗布したも
のを用いたことを要旨とする。
介して正極合剤を収納してなるマンガン乾電池において
、前記セパレータとして、エチレンオキサイドの付加モ
ル数が８以上でエステル型のポリエチレングリコール系
非イオン界面活性剤を添加した糊材を紙材に塗布したも
のを用いたことを要旨とする。
上記の界面活性剤としては、例えば次式で示されるもの
が挙げられる。これは、例えば、東邦化学工業■の「ベ
グノール」として入手することができる。
が挙げられる。これは、例えば、東邦化学工業■の「ベ
グノール」として入手することができる。
Ｒ−Ｃ−０−（ＥＯ） Ｈ
上式において、ＥＯはエチレンオキサイド。
ｍは８以上の整数をそれぞれ表す。
一方、Ｒはアルキル基を表し、具体的には、例えばＣＨ
−（Ｃ２Ｈ４）。（ｎは好ましくは５〜８の整数）を指
す。
−（Ｃ２Ｈ４）。（ｎは好ましくは５〜８の整数）を指
す。
また、上記のように糊材に添加することに代え、この界
面活性剤を、正極合剤に混合する電解液中に、添加する
構成としても良い。
面活性剤を、正極合剤に混合する電解液中に、添加する
構成としても良い。
そして、この界面活性剤の好ましい添加量は、糊材に添
加する場合は糊材の組成物に対して０２５〜０．５重量
％、また電解液に添加する場合には電解液の組成物に対
して０．ＱＯ５〜０．ロー重量％とすればよい。この範
囲より少ないと亜鉛の防蝕性が不十分となり、またこの
範囲を越えて必要以上にいれた場合、防蝕性に変化はな
いものの、放電性能が大きく低下する虞がある。
加する場合は糊材の組成物に対して０２５〜０．５重量
％、また電解液に添加する場合には電解液の組成物に対
して０．ＱＯ５〜０．ロー重量％とすればよい。この範
囲より少ないと亜鉛の防蝕性が不十分となり、またこの
範囲を越えて必要以上にいれた場合、防蝕性に変化はな
いものの、放電性能が大きく低下する虞がある。
本発明において、正極合剤に用いる二酸化マンガンとし
ては、電解二酸化マンガン、天然二酸化マンガンあるい
は化学二酸化マンガンなどを用いることができる。また
、正極合剤に混合する導電材には、コークカーボン粉、
黒鉛、アセチレンブラックなどが使用され、特に電解液
保持力の高いアセチレンブラックが好ましい。
ては、電解二酸化マンガン、天然二酸化マンガンあるい
は化学二酸化マンガンなどを用いることができる。また
、正極合剤に混合する導電材には、コークカーボン粉、
黒鉛、アセチレンブラックなどが使用され、特に電解液
保持力の高いアセチレンブラックが好ましい。
また、正極合剤や糊材に用いる電解液には、Ｚ ｎＣＩ
Ｉ Ｎ Ｈ４Ｃｉ！の他、耐寒電池用としてはＭｇ
Ｃ２ＬｉＣΩ、 Ｃａ Ｃ，９２などを２′ 用いれば良い。
Ｉ Ｎ Ｈ４Ｃｉ！の他、耐寒電池用としてはＭｇ
Ｃ２ＬｉＣΩ、 Ｃａ Ｃ，９２などを２′ 用いれば良い。
一方、セパレータに用いる糊材中の澱粉としては、トウ
モロコシ澱粉、小麦澱粉、ジャガイモ澱粉などを用いる
ことができるが、耐漏液特性を重視する場合には、トウ
モロコシ澱粉をホルマール化処理した架橋澱粉が使用さ
れる。
モロコシ澱粉、小麦澱粉、ジャガイモ澱粉などを用いる
ことができるが、耐漏液特性を重視する場合には、トウ
モロコシ澱粉をホルマール化処理した架橋澱粉が使用さ
れる。
く作用〉
上記の界面活性剤を糊材や電解液に添加することで、亜
鉛缶内面にこの界面活性剤が付着する。つまり、亜鉛缶
側にはこの界面活性剤の非イオン系親水基が強力に吸着
し、一方界面活性剤の疎水基Ｒ−が電解液を遮蔽するよ
うに機能する。
鉛缶内面にこの界面活性剤が付着する。つまり、亜鉛缶
側にはこの界面活性剤の非イオン系親水基が強力に吸着
し、一方界面活性剤の疎水基Ｒ−が電解液を遮蔽するよ
うに機能する。
そして、上記のようにエチレンオキサイドの付加モル数
を８以上とすることで、長期にわたり安定した防蝕効果
が得られる。
を８以上とすることで、長期にわたり安定した防蝕効果
が得られる。
この結果、ストック中の亜鉛缶の腐蝕が抑制され、貯蔵
性能の低下が有効に防止される。
性能の低下が有効に防止される。
〈実施例〉
実施例１
天然二酸化マンガン３０重量部と電解二酸化マンガン５
０重量部及びアセチレンブラック２０重量部との混合物
を主成分とする混合粉体に、水ｔｏｏ重量部と塩化亜鉛
（Ｚ ｎ Ｃｆｌ ２） ３５重量部並びに塩化アンモ
ニウム（ＮＨ４１？）５重量部からなる電解液を加え、
これらを混合後に円筒状に成形して、正極合剤（合剤型
ｆｆｉ５５ｇ）を作った。
０重量部及びアセチレンブラック２０重量部との混合物
を主成分とする混合粉体に、水ｔｏｏ重量部と塩化亜鉛
（Ｚ ｎ Ｃｆｌ ２） ３５重量部並びに塩化アンモ
ニウム（ＮＨ４１？）５重量部からなる電解液を加え、
これらを混合後に円筒状に成形して、正極合剤（合剤型
ｆｆｉ５５ｇ）を作った。
また、糊材として、トウモロコシ澱粉２０重量部 ５０
％塩化亜鉛水溶液５重量部、２５％塩化アンモニウム水
溶液５重量部、水７０重量部の組成のものを混練し、ま
た下式に示すエステル型のポリエチレングリコール系非
イオン界面活性剤（エチレンオキサイドの付加モル数ｍ
がそれぞれ５．８．１０．１５ ）を、この組成物に対
してそれぞれ０．２５ｆｆｔｍ％添加したものを作った
。
％塩化亜鉛水溶液５重量部、２５％塩化アンモニウム水
溶液５重量部、水７０重量部の組成のものを混練し、ま
た下式に示すエステル型のポリエチレングリコール系非
イオン界面活性剤（エチレンオキサイドの付加モル数ｍ
がそれぞれ５．８．１０．１５ ）を、この組成物に対
してそれぞれ０．２５ｆｆｔｍ％添加したものを作った
。
そして、添附図面の通り、正極合剤１を、上記糊材を塗
布した紙セパレータ２を介して亜鉛缶３内に収納して、
Ｒ２０の本発明に係わるマンガン乾電池を作製した（本
発明乾電池１）。図において４〜１０は、それぞれ、炭
素棒、封ロガスケット、正極端子板、負極端子板、熱収
縮性樹脂チューブ、外装缶、底紙を指す。
布した紙セパレータ２を介して亜鉛缶３内に収納して、
Ｒ２０の本発明に係わるマンガン乾電池を作製した（本
発明乾電池１）。図において４〜１０は、それぞれ、炭
素棒、封ロガスケット、正極端子板、負極端子板、熱収
縮性樹脂チューブ、外装缶、底紙を指す。
また、糊材における上記界面活性剤の添加量を０．５重
量％とした他は同様にして、Ｒ２０の本発明に係わるマ
ンガン乾電池を作製した（本発明乾電池２）。
量％とした他は同様にして、Ｒ２０の本発明に係わるマ
ンガン乾電池を作製した（本発明乾電池２）。
更に、この界面活性剤に代えて、塩化水銀を糊材に対し
０゜２５％添加した他は同様にして、Ｒ２０の比較用の
マンガン乾電池（比較乾電池１）を、また界面活性剤や
塩化水銀などの添加剤を使用しない他は同様にして、Ｒ
２０の比較用のマンガン乾電池（比較乾電池２）をそれ
ぞれ作った。
０゜２５％添加した他は同様にして、Ｒ２０の比較用の
マンガン乾電池（比較乾電池１）を、また界面活性剤や
塩化水銀などの添加剤を使用しない他は同様にして、Ｒ
２０の比較用のマンガン乾電池（比較乾電池２）をそれ
ぞれ作った。
これらの乾電池について、製造後に環境温度４５℃にて
３ケ月保存した後、それらの開路電圧（Ｖ）、並びに亜
鉛缶の減量（ｍｇ ）をそれぞれ７１Ｆ＋定した。本発
明乾電池１．２の結果は第１表に、また比較乾電池１．
２の結果は第２表にそれぞれ示した。
３ケ月保存した後、それらの開路電圧（Ｖ）、並びに亜
鉛缶の減量（ｍｇ ）をそれぞれ７１Ｆ＋定した。本発
明乾電池１．２の結果は第１表に、また比較乾電池１．
２の結果は第２表にそれぞれ示した。
第１表
第２表
実施例２
一方、紙セパレータに塗布する糊材にトウモロコシ澱粉
２０重量部、５０％塩化亜鉛水溶液５重量部、２５％塩
化アンモニウム水溶液５重量部、水７０重量部の組成の
ものを用いる一方、正極合剤に混合する電解液として、
水１００重量部と塩化亜鉛３５重量部並びに塩化アンモ
ニウム５重量部の組成のものに、上式に示した界面活性
剤（エチレンオキサイドの付加モル数ｍがそれぞれ５．
８．１０．１５ ）を、この組成物に対しそれぞれ０
．００５重量％添加した電解液を用いた他は上記と同様
にして、Ｒ２０のマンガン乾電池（本発明乾電池３）を
作った。
２０重量部、５０％塩化亜鉛水溶液５重量部、２５％塩
化アンモニウム水溶液５重量部、水７０重量部の組成の
ものを用いる一方、正極合剤に混合する電解液として、
水１００重量部と塩化亜鉛３５重量部並びに塩化アンモ
ニウム５重量部の組成のものに、上式に示した界面活性
剤（エチレンオキサイドの付加モル数ｍがそれぞれ５．
８．１０．１５ ）を、この組成物に対しそれぞれ０
．００５重量％添加した電解液を用いた他は上記と同様
にして、Ｒ２０のマンガン乾電池（本発明乾電池３）を
作った。
また、電解液中への上記界面活性剤の添加量を０．０１
重量％とした他は同様にして、Ｒ２０のマンガン乾電池
（本発明乾電池４）を作製した。
重量％とした他は同様にして、Ｒ２０のマンガン乾電池
（本発明乾電池４）を作製した。
これらの乾電池を、実施例１と同じく環境温度４５℃で
３ケ月間保存後における開路電圧（Ｖ）並びに亜鉛缶減
量（ａｇ ）をそれぞれ測定した。
３ケ月間保存後における開路電圧（Ｖ）並びに亜鉛缶減
量（ａｇ ）をそれぞれ測定した。
この結果を第３表に示した。
第３表
〈発明の効果〉
以上の通り、この発明によれば、水銀によるアマルガム
化処理をすることなしに、ストック時における亜鉛の腐
蝕を実用上十分な程度に抑制することができ、従って無
水化でも貯蔵性能の優れたマンガン乾電池を提供するこ
とができる。
化処理をすることなしに、ストック時における亜鉛の腐
蝕を実用上十分な程度に抑制することができ、従って無
水化でも貯蔵性能の優れたマンガン乾電池を提供するこ
とができる。
添付図面は、実施例で用いた乾電池の断面図である。
１・・・正極合剤、２・・・紙セパレータ、３・・・亜
鉛缶。
鉛缶。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、亜鉛缶内にセパレータを介して正極合剤を収納して
なるマンガン乾電池において、前記セパレータとして、
エチレンオキサイドの付加モル数が８以上でエステル型
のポリエチレングリコール系非イオン界面活性剤を添加
した糊材を紙材に塗布したものを用いたことを特徴とす
るマンガン乾電池。 ２、二酸化マンガンを主成分とする活物質を電解液とと
もに混合してなる正極合剤を、セパレータを介して亜鉛
缶内に収納して構成されるマンガン乾電池において、前
記電解液に請求項１記載の界面活性剤を添加したことを
特徴とするマンガン乾電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1097149A JPH02276152A (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | マンガン乾電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1097149A JPH02276152A (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | マンガン乾電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02276152A true JPH02276152A (ja) | 1990-11-13 |
Family
ID=14184515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1097149A Pending JPH02276152A (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | マンガン乾電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH02276152A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002043169A3 (en) * | 2000-11-22 | 2002-08-29 | Electric Fuel Ltd | Metal-alkaline battery cells with reduced corrosion rates |
| WO2019181050A1 (ja) * | 2018-03-23 | 2019-09-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | アルカリ乾電池 |
-
1989
- 1989-04-17 JP JP1097149A patent/JPH02276152A/ja active Pending
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2002043169A3 (en) * | 2000-11-22 | 2002-08-29 | Electric Fuel Ltd | Metal-alkaline battery cells with reduced corrosion rates |
| WO2019181050A1 (ja) * | 2018-03-23 | 2019-09-26 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | アルカリ乾電池 |
| CN111587504A (zh) * | 2018-03-23 | 2020-08-25 | 松下知识产权经营株式会社 | 碱性干电池 |
| US11581549B2 (en) | 2018-03-23 | 2023-02-14 | Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. | Alkaline dry batteries |
| CN111587504B (zh) * | 2018-03-23 | 2023-05-02 | 松下知识产权经营株式会社 | 碱性干电池 |
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