JPH0412454A

JPH0412454A - マンガン乾電池用正極合剤の製造方法

Info

Publication number: JPH0412454A
Application number: JP11173190A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Shinoda; 健一篠田; Akihide Izumi; 泉　彰英; Mitsuyoshi Murai; 村井　光良; Takaoki Takeshima; 竹島　隆興; Chihiro Murata; 村田　千洋
Original assignee: FDK Corp
Current assignee: FDK Corp
Priority date: 1990-05-01
Filing date: 1990-05-01
Publication date: 1992-01-17
Anticipated expiration: 2013-09-03
Also published as: JP2793694B2

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）この発明はマンガン乾電池用正極合剤の改良に関する。

（従来の技術）マンガン乾電池の高性能化にともない正極合剤の導電剤
を構成する炭素分として、表面積の非常に大きなアセチ
レンブラックなどが採用されている。

この大表面積炭素分は、ＢＥＴ測定法による表面積が一
般の炭素分の表面積の２倍近い数値である１１０＃／ｇ
程度の表面積を持つものであり、この大表面積炭素分を
用いることによって、従来の一般のカーボンブラックや
アセチレンブラックなどを用いた場合に比べて放電性能
（特に、高負荷放電性能）が向上し、その結果、電池の
高性能化が得られる。

（発明が解決しようとする課題）ところが、この種の大表面積炭素分を正極合剤に用いた
電池では、長期間高温貯蔵するとはほぞの４割にガスが
発生し、外装を構成するメタルジャケットに膨らみが生
していた。

分析の結果、このガス成分は主に空気であり、他に原因
がないことから、前記大表面積炭素分の多孔質内部に含
まれている空気が合剤の混合工程で完全に脱気されず、
空気を含んだまま成形され、その後高温貯蔵による圧力
上昇によって多孔質内部より徐々に抜は出るためと考え
られる。

なお、以上のように空気が残留したままの状態で成形さ
れると、合剤の成形密度が十分に上がらず、目的とする
高容量化の妨げにもなり、電池製造後においては、前述
のガスの抜は出しによって正極合剤とセパレータ及び亜
鉛缶相互の密着性を妨げ、放電性能を低下させる原″因
になる。

空気が残留する理由としては、前記アセチレンブラック
は、ベンゼンなどの有機溶媒に対する親和性は良好であ
るが、水に対しては親和性が少なく、疎水性を示すため
、このままの状態で前記電解質溶液と混和した場合には
、その時点で炭素の多孔質内部に蓄えられている空気が
十分に溶液と置換されないためであると推定される。

この発明は以上の問題を解決するものであって、炭素分
と電解液との接触を大きくして残留空気を除去し、含有
空気量の少ない正極合剤を得られ、高温での貯蔵性能を
向上し、安全性を高めたマンガン乾電池用正極合剤を提
供することを目的とする。

（課題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、二酸化マンガン
を主剤としてこれに導電剤として、炭素分及び電解液を
分散混合して所定形状に成形する正極合剤を用いたマン
ガン乾電池において、前記炭素分は、予め界面活性剤に
より表面処理されたものであることを特徴とする。

この発明の導電剤に用いられる炭素分としては、従来の
ものより更に多孔質化したアセチレンブラック、あるい
はカーボンブラックなどの大表面積炭素分である。

また、これら大表面積炭素分は、一般に疎水性であり、
ベンゼンなどの有機溶剤には分散し易く吸液性があるが
、水に対しては親和性が乏しく分散性が悪い特徴を持っ
ている。

前記炭素分の表面処理に用いられる界面活性剤としては
、アニオン系またはノニオン系界面活性剤が望ましい。

処理方法は、前記界面活性剤を前記炭素分に霧状にスプ
レーした状態で常温で放置することにより、界面活性剤
は、炭素分中に含浸され、親水性を持った炭素分に改質
される。

また、その含浸量は炭素分の表面積に対し１分子層分の
盆が適切であり、それを越え、２分子層に近づく程疎水
性を示し、またこれを下回ると充分な親水性を・付与で
きない。

前記電解液としては、一般に用いられている塩化亜鉛３
０％前後、塩化アンモニウム１０％以下のものである。

この電解液に前述の表面処理をした炭素分と主剤である
二酸化マンガンを投入し、混合分散した後、プレス成形
によって筒状の正極合剤が得られる。

次に常法により集電体となる炭素棒を合剤中に装着し、
包紙にくるんだ状態で電解液を満たした亜鉛缶内部に組
込み、封口及びメタルジャケットの装着作業を行えばマ
ンガン乾電池が完成する。

（作　用）得られた乾電池を高温貯蔵してもメタルジャケットの膨
れなどがない。このことは、電解液に混合分散した状態
で炭素分中に含有される空気が、完全に脱気され、炭素
分中の空気含有量が極めて小さくなっているからであろ
うと推察できる。

また長期貯蔵後の放電性能の低下も小さいが、貯蔵状態
での空気の抜は出しによる正、負極の接触面に対する悪
影響がなくなるからであると推察される。

（発明の効果）以上説明したようにこの発明のマンガン乾電池用正極合
剤にあっては、高温貯蔵中のメタルジャケットの変形が
なく、また貯蔵後における放電性能の低下度合いも小さ
くなるため、正極合剤に用いられる導電剤として大表面
積炭素分を採用したことによる利点である高性能化を享
有できると同時に、欠点であった高温での貯蔵性能低下
を防止できる。

（実　施　例）次にこの発明の詳細な説明する。なお、この発明は以下
の実施例に限定されるものでない。

（実施例及び比較例）Ｂ　Ｅ　Ｔ　？ＩＰＪ定法ニヨル表面ｖ５１１０ｒｒｆ
／ｇｔ７）大表面アセチレンジ５フ２１活性剤であるアルスコープＤＢＳ５　（東邦化学社製、
商品名）をそれぞれ０％（比較例）及び、実施例■０．
７９６＋　実施例■２．０％、実施例■６゜５％を吹き
付は常温で放置したものを炭素分として、これを電解液
中で二酸化マンガンとともに混合分散し５０％の圧縮比
でプレス成形して円筒形の正極合剤を得た。

次いでこれを常法によって亜鉛缶内部に装填しＲ６形（
単３）マンガン乾電池を得た。

そして、それぞれの乾電池を一年間貯蔵し、貯蔵後の放
電持続時間の低下度合いを調査した結果、以下の表１に
示す測定結果が得られた。

なお、放電条件としては、１０Ω負荷で連続放電した場
合であり、その数値は初度を１００とした貯蔵後の指数
で示されている。

表１（連続放電性能）この結果から、本発明の正極合剤を用いた電池では、比
較例に比べて保存後の性能低下が小さく、長期貯蔵後で
も十分に性能を高く維持できることが確認された。

次に比較例と実施例■の高温貯蔵時における変形を調査
するために、８０℃で一ケ月貯蔵後の変形数を調べた結
果、比較例では１００ケについて６７ケの膨らみが目視
されたにもかかわらず、実施例■の電池は０ケであり、
ガス発生が全くないことが確認された。

次に、界面活性剤の違いによる効果上の相違を調査する
ために、前記アルスコープに代えて同ネ１製のアニオン
系界面活性剤の他の組成であるゾニール（実施例■）、
及びノニオン系界面活性剤であるニューロン（実施例■
）とし、実施例■と同じく２％の吹き付は量で前処理し
た場合の一年貯蔵後の性能比較を行ったところ、以下の
表２に示す結果が得られた。

なお測定条件は表１と同様である。

表２（連続放電性能）この結果からは、同じアニオン系界面活性剤でも種類に
より有意差が生じており、アルスコープが最も良い結果
を示し、またノニオン系界面活性剤であっても未処理に
比べて性能が約１０％程度向上し、十分な効果を得られ
ることが確認された。

Claims

【特許請求の範囲】

二酸化マンガンを主剤として、これに導電剤として炭素
分及び電解液を分散混合して所定形状に成形する正極合
剤を用いたマンガン乾電池において、前記炭素分は、予
め界面活性剤により表面処理されたものであることを特
徴とするマンガン乾電池用正極合剤。