JPH0512823B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPH0512823B2 JPH0512823B2 JP58165622A JP16562283A JPH0512823B2 JP H0512823 B2 JPH0512823 B2 JP H0512823B2 JP 58165622 A JP58165622 A JP 58165622A JP 16562283 A JP16562283 A JP 16562283A JP H0512823 B2 JPH0512823 B2 JP H0512823B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- zinc powder
- negative electrode
- axis diameter
- particle size
- weighing
- Prior art date
- Legal status (The legal status 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 status listed.)
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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
- H01M4/00—Electrodes
- H01M4/02—Electrodes composed of, or comprising, active material
- H01M4/36—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids
- H01M4/38—Selection of substances as active materials, active masses, active liquids of elements or alloys
- H01M4/42—Alloys based on zinc
-
- H—ELECTRICITY
- 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
- H01M4/06—Electrodes for primary cells
- H01M4/08—Processes of manufacture
- H01M4/12—Processes of manufacture of consumable metal or alloy electrodes
-
- 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
- Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02E60/10—Energy storage using batteries
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
この発明は亜鉛粉を負極活物質としたアルカリ
電池に関する。 従来のこの種の電池では、負極活物質としての
亜鉛粉として重量当りの放電反応面積を増やすた
め一般に32〜200メツシユの粒度を有する不規則
で細長い形状の粒子が用いられてきた。しかる
に、かかる粒子は流動性に劣り、ホツパーを介し
たマス秤量の如き容積かき取りによる秤量を行う
場合に、秤量された亜鉛粉の重量にばらつきを生
じやすく、これが原因で安定した電池特性を得に
くいという問題があつた。特に近年では、電池の
小型化が進められこれに伴つて活物質の使用量が
少なくなつているため、秤量精度の問題が電池特
性の安定化を阻害する大きな原因となつてある。 一方、上記問題を克服するために、負極活物質
として48〜80メツシユの一定範囲の粒度を有しそ
の長軸径／短軸径の比が1.5以下となるようなほ
ぼ球状の亜鉛粒子を用いてなるアルカリ電池の提
案がなされており（特開昭55−117869号公報）、
この電池によれば、確かに秤量精度の向上に起因
した電池特性の安定化を期待できる。 この発明者らは、上記提案の亜鉛粒子に較べて
さらに秤量精度を改善できこれによつて電池特性
の安定化に一段と寄与できしかも閉路電圧特に放
電末期での閉路電圧を向上しうるような亜鉛粉を
探究することを目的として鋭意検討した結果、特
定の粒子状を有してかつ特定の粒度を有する亜鉛
粉が上記目的にきわめて適したものであることを
知り、この発明をなすに至つた。 すなわち、この発明は、亜鉛粉を負極活物質と
したアルカリ電池において、上記亜鉛粉の90重量
％以上が100〜200メツシユの粒度を有しその長軸
径／短軸径の比が1.1以下の球状の亜鉛粒子から
なることを特徴とするアルカリ電池に係るもので
ある。 この発明において使用する亜鉛粉の90重量％以
上は、その長軸径／短軸径の比が1.1以下、つま
り1.0〜1.1の範囲にある球状の粒子形状を持つも
のである。上記軸比が1.5以下とされた前記提案
に係る亜鉛粒子によつても流動性の向上に基づく
秤量精度の改善はある程度期待できる。しかしな
がら、この発明者の実験検討によれば、上記軸比
が1.1以下となつたとき上記改善効果がきわめて
顕著となり、電池の小型化に伴つて活物質量が10
mg程度の少量となつても非常に高い秤量精度が得
られ、上記小型化に充分に対処しうるものである
ことが見い出された。 なお、この明細書において、亜鉛粉の長軸径お
よび短軸径とは、粉体の一般的概念にしたがうも
のであつて、亜鉛粒子を２本の平行線ではさんだ
ときにその平行線の間隔が最小となる粒子の幅が
短軸径、上記間隔が最大となる粒子の幅が長軸径
である。 この発明においては上記特定の軸比を有する亜
鉛粉の粒度が100〜200メツシユの範囲にあること
を大きな特徴とする。すなわち、この亜鉛粉は前
記提案の亜鉛粉に較べて粒径が小さいことが特徴
とされ、これによつて閉路電圧を高くできる、特
に放電末期における閉路電圧を高くできるという
効果が得られることが見い出された。この原因に
ついては必ずしも明らかではないが、粒径が小さ
くなつた分だけ放電反応面積が大きくなり（約３
倍程度）、これが閉路電圧に好結果を持たらした
ものと思われる。 しかし、亜鉛粉の粒度が200メツシユを越える
ような小さな粒径になりすぎると前記秤量精度に
問題を生じ、不適当である。亜鉛粉は使用に際し
つまり秤量に際し予めアマルガム化される。この
とき上記粒度が200メツシユを越えてしまうとア
マルガム化後に粒子の凝集がおこり、流動性が悪
くなつて秤量精度を損なうためである。 この発明の上記特定の亜鉛粉を製造するには、
たとえばアルカリ水を内填させた回転ドラム内に
溶融亜鉛を空気とともに強制的に噴霧して、ドラ
ム壁面に当てながら冷却し粒状化する方法を採用
すればよい。ここで粒度を調整するためには、噴
霧ノズルの径、噴霧速度が関係し、球状度を調整
するにはドラム回転数、噴霧量、アルカリ水の量
など諸条件が関係するため、これら条件を適宜設
定することにより、前記軸比および粒度を有する
この発明の亜鉛粉を容易に得ることができる。 つぎに、この発明の上記亜鉛粉を用いたことに
よる効果を明らかにするために、実施例および比
較例を挙げてより具体的に説明する。 実施例 前述の回転ドラム法で製造した長軸径／短軸径
の比が1.1以下で100〜200メツシユの粒度を有す
る亜鉛粒子が全体の90重量％以上を占める亜鉛粉
を、この亜鉛粉100重量部に対して10重量部の水
銀を用いてアマルガム化した。このアマルガム化
亜鉛粉を負極剤として図面に示されるようなボタ
ン型の酸化銀電池を作製した。 すなわち、まず酸化第一銀185mgと黒鉛15mgと
を５トン／cm2の圧力で加圧成形して直径７mm、厚
み1.0mmの正極剤１をつくり、この正極剤１をア
ルカリ電解液の一部が注入された正極缶２に挿入
し、この正極剤１上にセパレータ３および電解液
吸収体４を順次載置した。一方、周縁部に環状ガ
スケツト５を嵌着させてなる負極缶６に前記負極
剤７をマス秤量によつて54mg秤量して内填させ、
さらに残り大半部のアルカリ電解液を加えた。こ
の負極缶６と前記状態の正極缶２とを嵌合し、正
極缶２の開口部を内方へ締め付けわん曲させてそ
の内周面を環状ガスケツト５に圧接させて封口す
ることにより、ボタン型の酸化銀電池を作製し
た。 なお、使用した正極缶２は鉄製で表面をニツケ
ルメツキしたものであり、負極缶６は銅−ステン
レス鋼−ニツケルクラツド板製である。セパレー
タ３としてはセロハンの両側にグラフトフイルム
（架橋低密度ポリエチレンフイルムにメタクリル
酸をグラフト重合させたグラフトフイルム）をラ
ミネートした複合膜を用い、電解液吸収体４とし
てはビニロンとレーヨンとの混抄紙を使用した。
さらに、アルカリ電解液として35重量％の水銀化
カリウム水溶液に酸化亜鉛を溶解させたものを用
いた。この電池の直径（外径）は7.9mm、高さは
3.6mmである。 比較例 １ 32〜200メツシユの粒度を有し、長軸径／短軸
径の比が1.8〜2.8の範囲にある不規則で細長い形
状の従来の亜鉛粉を負極活物質とし、これを実施
例と同様にしてアマルガム化して負極剤となし、
以下実施例と全く同様にしてボタン型の酸化銀電
池を作製した。 比較例 ２ 48〜80メツシユの粒度を有し、長軸径／短軸径
の比が1.2〜1.5の範囲にあるほぼ球状の亜鉛粒子
が全体の90％以上を占める亜鉛粉を負極活物質と
し、これを実施例と同様にしてアマルガム化して
負極剤となし、以下実施例と全く同様にしてボタ
ン型の酸化銀電池を作製した。 上記実施例および比較例の各電池につき、放電
初期および放電末期（放電深度80％）における−
10℃，100Ω，５秒後の閉路電圧を調べた結果は、
下記の表に示されるとおりであつた。また、各電
池の作製における負極剤のマス秤量時の秤量精度
を調べた結果は、下記の表に併記されるとおりで
あつた。 なお、上記秤量精度は、ｎ回の秤量を行つたと
きの標準偏差(S)＝√（−o）2−１〔Xoは
各回の秤量値、はｎ回の平均秤量値である〕を
算出し、この標準偏差(S)を平均秤量値(X)で除して
なる変動係数（Ｓ／）を求めて、秤量精度の高
低を判定した。すなわち、上記変動係数が小さい
ほど秤量精度が高いことを意味する。
電池に関する。 従来のこの種の電池では、負極活物質としての
亜鉛粉として重量当りの放電反応面積を増やすた
め一般に32〜200メツシユの粒度を有する不規則
で細長い形状の粒子が用いられてきた。しかる
に、かかる粒子は流動性に劣り、ホツパーを介し
たマス秤量の如き容積かき取りによる秤量を行う
場合に、秤量された亜鉛粉の重量にばらつきを生
じやすく、これが原因で安定した電池特性を得に
くいという問題があつた。特に近年では、電池の
小型化が進められこれに伴つて活物質の使用量が
少なくなつているため、秤量精度の問題が電池特
性の安定化を阻害する大きな原因となつてある。 一方、上記問題を克服するために、負極活物質
として48〜80メツシユの一定範囲の粒度を有しそ
の長軸径／短軸径の比が1.5以下となるようなほ
ぼ球状の亜鉛粒子を用いてなるアルカリ電池の提
案がなされており（特開昭55−117869号公報）、
この電池によれば、確かに秤量精度の向上に起因
した電池特性の安定化を期待できる。 この発明者らは、上記提案の亜鉛粒子に較べて
さらに秤量精度を改善できこれによつて電池特性
の安定化に一段と寄与できしかも閉路電圧特に放
電末期での閉路電圧を向上しうるような亜鉛粉を
探究することを目的として鋭意検討した結果、特
定の粒子状を有してかつ特定の粒度を有する亜鉛
粉が上記目的にきわめて適したものであることを
知り、この発明をなすに至つた。 すなわち、この発明は、亜鉛粉を負極活物質と
したアルカリ電池において、上記亜鉛粉の90重量
％以上が100〜200メツシユの粒度を有しその長軸
径／短軸径の比が1.1以下の球状の亜鉛粒子から
なることを特徴とするアルカリ電池に係るもので
ある。 この発明において使用する亜鉛粉の90重量％以
上は、その長軸径／短軸径の比が1.1以下、つま
り1.0〜1.1の範囲にある球状の粒子形状を持つも
のである。上記軸比が1.5以下とされた前記提案
に係る亜鉛粒子によつても流動性の向上に基づく
秤量精度の改善はある程度期待できる。しかしな
がら、この発明者の実験検討によれば、上記軸比
が1.1以下となつたとき上記改善効果がきわめて
顕著となり、電池の小型化に伴つて活物質量が10
mg程度の少量となつても非常に高い秤量精度が得
られ、上記小型化に充分に対処しうるものである
ことが見い出された。 なお、この明細書において、亜鉛粉の長軸径お
よび短軸径とは、粉体の一般的概念にしたがうも
のであつて、亜鉛粒子を２本の平行線ではさんだ
ときにその平行線の間隔が最小となる粒子の幅が
短軸径、上記間隔が最大となる粒子の幅が長軸径
である。 この発明においては上記特定の軸比を有する亜
鉛粉の粒度が100〜200メツシユの範囲にあること
を大きな特徴とする。すなわち、この亜鉛粉は前
記提案の亜鉛粉に較べて粒径が小さいことが特徴
とされ、これによつて閉路電圧を高くできる、特
に放電末期における閉路電圧を高くできるという
効果が得られることが見い出された。この原因に
ついては必ずしも明らかではないが、粒径が小さ
くなつた分だけ放電反応面積が大きくなり（約３
倍程度）、これが閉路電圧に好結果を持たらした
ものと思われる。 しかし、亜鉛粉の粒度が200メツシユを越える
ような小さな粒径になりすぎると前記秤量精度に
問題を生じ、不適当である。亜鉛粉は使用に際し
つまり秤量に際し予めアマルガム化される。この
とき上記粒度が200メツシユを越えてしまうとア
マルガム化後に粒子の凝集がおこり、流動性が悪
くなつて秤量精度を損なうためである。 この発明の上記特定の亜鉛粉を製造するには、
たとえばアルカリ水を内填させた回転ドラム内に
溶融亜鉛を空気とともに強制的に噴霧して、ドラ
ム壁面に当てながら冷却し粒状化する方法を採用
すればよい。ここで粒度を調整するためには、噴
霧ノズルの径、噴霧速度が関係し、球状度を調整
するにはドラム回転数、噴霧量、アルカリ水の量
など諸条件が関係するため、これら条件を適宜設
定することにより、前記軸比および粒度を有する
この発明の亜鉛粉を容易に得ることができる。 つぎに、この発明の上記亜鉛粉を用いたことに
よる効果を明らかにするために、実施例および比
較例を挙げてより具体的に説明する。 実施例 前述の回転ドラム法で製造した長軸径／短軸径
の比が1.1以下で100〜200メツシユの粒度を有す
る亜鉛粒子が全体の90重量％以上を占める亜鉛粉
を、この亜鉛粉100重量部に対して10重量部の水
銀を用いてアマルガム化した。このアマルガム化
亜鉛粉を負極剤として図面に示されるようなボタ
ン型の酸化銀電池を作製した。 すなわち、まず酸化第一銀185mgと黒鉛15mgと
を５トン／cm2の圧力で加圧成形して直径７mm、厚
み1.0mmの正極剤１をつくり、この正極剤１をア
ルカリ電解液の一部が注入された正極缶２に挿入
し、この正極剤１上にセパレータ３および電解液
吸収体４を順次載置した。一方、周縁部に環状ガ
スケツト５を嵌着させてなる負極缶６に前記負極
剤７をマス秤量によつて54mg秤量して内填させ、
さらに残り大半部のアルカリ電解液を加えた。こ
の負極缶６と前記状態の正極缶２とを嵌合し、正
極缶２の開口部を内方へ締め付けわん曲させてそ
の内周面を環状ガスケツト５に圧接させて封口す
ることにより、ボタン型の酸化銀電池を作製し
た。 なお、使用した正極缶２は鉄製で表面をニツケ
ルメツキしたものであり、負極缶６は銅−ステン
レス鋼−ニツケルクラツド板製である。セパレー
タ３としてはセロハンの両側にグラフトフイルム
（架橋低密度ポリエチレンフイルムにメタクリル
酸をグラフト重合させたグラフトフイルム）をラ
ミネートした複合膜を用い、電解液吸収体４とし
てはビニロンとレーヨンとの混抄紙を使用した。
さらに、アルカリ電解液として35重量％の水銀化
カリウム水溶液に酸化亜鉛を溶解させたものを用
いた。この電池の直径（外径）は7.9mm、高さは
3.6mmである。 比較例 １ 32〜200メツシユの粒度を有し、長軸径／短軸
径の比が1.8〜2.8の範囲にある不規則で細長い形
状の従来の亜鉛粉を負極活物質とし、これを実施
例と同様にしてアマルガム化して負極剤となし、
以下実施例と全く同様にしてボタン型の酸化銀電
池を作製した。 比較例 ２ 48〜80メツシユの粒度を有し、長軸径／短軸径
の比が1.2〜1.5の範囲にあるほぼ球状の亜鉛粒子
が全体の90％以上を占める亜鉛粉を負極活物質と
し、これを実施例と同様にしてアマルガム化して
負極剤となし、以下実施例と全く同様にしてボタ
ン型の酸化銀電池を作製した。 上記実施例および比較例の各電池につき、放電
初期および放電末期（放電深度80％）における−
10℃，100Ω，５秒後の閉路電圧を調べた結果は、
下記の表に示されるとおりであつた。また、各電
池の作製における負極剤のマス秤量時の秤量精度
を調べた結果は、下記の表に併記されるとおりで
あつた。 なお、上記秤量精度は、ｎ回の秤量を行つたと
きの標準偏差(S)＝√（−o）2−１〔Xoは
各回の秤量値、はｎ回の平均秤量値である〕を
算出し、この標準偏差(S)を平均秤量値(X)で除して
なる変動係数（Ｓ／）を求めて、秤量精度の高
低を判定した。すなわち、上記変動係数が小さい
ほど秤量精度が高いことを意味する。
【表】
上表から明らかなように、この発明のアルカリ
電池は、負極剤の秤量精度が従来のアルカリ電池
（比較例１）はもちろんのこと前記既提案のアル
カリ電池（比較例２）に較べても非常に高く、放
電性の安定化を高度に図りうるとともに、従来の
電池（比較例１）に匹敵しうるような放電初期お
よび放電末期での高い閉路電圧が得られるもので
あることがわかる。 なお、上記実施例において亜鉛粉の長軸径／短
軸径の比を1.2以下および1.3以下（粒度は100〜
200メツシユ）に変更したときには、負極剤の秤
量精度が前記変動係数でそれぞれ0.0125および
0.0380となつた。この結果からも、高度の秤量精
度を得るためには、上記軸比を1.1以下に設定し
なければならないことが判る。
電池は、負極剤の秤量精度が従来のアルカリ電池
（比較例１）はもちろんのこと前記既提案のアル
カリ電池（比較例２）に較べても非常に高く、放
電性の安定化を高度に図りうるとともに、従来の
電池（比較例１）に匹敵しうるような放電初期お
よび放電末期での高い閉路電圧が得られるもので
あることがわかる。 なお、上記実施例において亜鉛粉の長軸径／短
軸径の比を1.2以下および1.3以下（粒度は100〜
200メツシユ）に変更したときには、負極剤の秤
量精度が前記変動係数でそれぞれ0.0125および
0.0380となつた。この結果からも、高度の秤量精
度を得るためには、上記軸比を1.1以下に設定し
なければならないことが判る。
図面はこの発明の特定の亜鉛粉を用いてなるア
ルカリ電池の一例を示す断面図である。 １……正極剤、２……正極缶、３……セパレー
タ、４……電解液吸収体、６……負極缶、７……
負極剤。
ルカリ電池の一例を示す断面図である。 １……正極剤、２……正極缶、３……セパレー
タ、４……電解液吸収体、６……負極缶、７……
負極剤。
Claims (1)
- １ 亜鉛粉を負極活物質としたアルカリ電池にお
いて、上記亜鉛粉の90重量％以上が100〜200メツ
シユの粒度を有しその長軸径／短軸径の比が1.1
以下の球状の亜鉛粒子からなることを特徴とする
アルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58165622A JPS6056366A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP58165622A JPS6056366A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6056366A JPS6056366A (ja) | 1985-04-01 |
| JPH0512823B2 true JPH0512823B2 (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=15815856
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP58165622A Granted JPS6056366A (ja) | 1983-09-07 | 1983-09-07 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6056366A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006228503A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Sony Corp | アルカリ電池 |
-
1983
- 1983-09-07 JP JP58165622A patent/JPS6056366A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6056366A (ja) | 1985-04-01 |
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