JPH05144428A - アルカリ電池 - Google Patents
アルカリ電池Info
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- JPH05144428A JPH05144428A JP3309437A JP30943791A JPH05144428A JP H05144428 A JPH05144428 A JP H05144428A JP 3309437 A JP3309437 A JP 3309437A JP 30943791 A JP30943791 A JP 30943791A JP H05144428 A JPH05144428 A JP H05144428A
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- Japan
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- battery
- positive electrode
- separator
- negative electrode
- alkaline
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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
- H01M4/36—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
- H01M6/00—Primary cells; Manufacture thereof
- H01M6/04—Cells with aqueous electrolyte
- H01M6/06—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid
- H01M6/08—Dry cells, i.e. cells wherein the electrolyte is rendered non-fluid with cup-shaped 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
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- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Cell Separators (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 アルミニウム配合の亜鉛を負極に用いるアル
カリ電池の軽負荷の放電特性を改善する。 【構成】 底部が正極端子を兼ねる電池缶体１内に正極
２、負極３、セパレータ４及びアルカリ電解液を収納
し、負極端子を兼ねる封口部材にて封止してなるアルカ
リ電池において、負極３に用いる亜鉛中のアルミニウム
の配合比を１００ｐｐｍ〜３００ｐｐｍとし、セパレー
タ４の底部を電池缶体１より離すと共に、その離間した
電池缶体底部の空間に正極２ｂを充填して構成する。
カリ電池の軽負荷の放電特性を改善する。 【構成】 底部が正極端子を兼ねる電池缶体１内に正極
２、負極３、セパレータ４及びアルカリ電解液を収納
し、負極端子を兼ねる封口部材にて封止してなるアルカ
リ電池において、負極３に用いる亜鉛中のアルミニウム
の配合比を１００ｐｐｍ〜３００ｐｐｍとし、セパレー
タ４の底部を電池缶体１より離すと共に、その離間した
電池缶体底部の空間に正極２ｂを充填して構成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、アルカリ電池に関す
る。
る。
【０００２】
【従来の技術】近年、ビデオカメラやヘッドフォンステ
レオ等の電子機器の高性能化、小型化には目ざましいも
のがあり、これらの電子機器の電源となる電池の高容量
化への要求も強まってきている。こうした用途の電池と
しては、マンガン乾電池が従来用いられてきており、更
に、より大きな容量が得られるものとして、水酸化カリ
ウム等のアルカリ電解液を用いたアルカリ電池が多用さ
れるようになってきている。
レオ等の電子機器の高性能化、小型化には目ざましいも
のがあり、これらの電子機器の電源となる電池の高容量
化への要求も強まってきている。こうした用途の電池と
しては、マンガン乾電池が従来用いられてきており、更
に、より大きな容量が得られるものとして、水酸化カリ
ウム等のアルカリ電解液を用いたアルカリ電池が多用さ
れるようになってきている。
【０００３】このアルカリ電池を図４を用いてその製法
と共に説明する。
と共に説明する。
【０００４】まず、二酸化マンガンとグラファイトと水
酸化カリウム水溶液からなる正極合剤を中空円筒状に圧
縮成形し、これらを数個金属からなる電池缶体に挿入
し、再び圧縮成形して正極（いわゆる正極剤）２とす
る。この正極内側に不織布からなる筒状セパレータ４を
挿入して、これに水酸化カリウム水溶液を電解液として
滴下する。更にこの筒状セパレータ４の内側に亜鉛と水
酸化カリウム水溶液と酸化亜鉛と増粘剤からなるゲル状
の負極（いわゆる負極剤）３を注入する。そして電池缶
体１の開口部に集電ピン５、負極端子６、シール部材
７、補強部材８からなる封口部材を載せ固定した後、缶
体の径を絞り、かしめ封口する。電池缶体１の底部１Ａ
は、正極端子を兼ねており、電池缶体１の円筒外周面
は、外装ラベル９によって覆われている。
酸化カリウム水溶液からなる正極合剤を中空円筒状に圧
縮成形し、これらを数個金属からなる電池缶体に挿入
し、再び圧縮成形して正極（いわゆる正極剤）２とす
る。この正極内側に不織布からなる筒状セパレータ４を
挿入して、これに水酸化カリウム水溶液を電解液として
滴下する。更にこの筒状セパレータ４の内側に亜鉛と水
酸化カリウム水溶液と酸化亜鉛と増粘剤からなるゲル状
の負極（いわゆる負極剤）３を注入する。そして電池缶
体１の開口部に集電ピン５、負極端子６、シール部材
７、補強部材８からなる封口部材を載せ固定した後、缶
体の径を絞り、かしめ封口する。電池缶体１の底部１Ａ
は、正極端子を兼ねており、電池缶体１の円筒外周面
は、外装ラベル９によって覆われている。
【０００５】従来こうしたアルカリ電池には、耐漏液性
向上のために負極に用いれる亜鉛に水銀を配合してい
た。しかし、最近このアルカリ電池中の水銀が社会的に
問題視されるようになり、水銀を使用しないアルカリ電
池の開発要求が高まってきている。この水銀を使用しな
いアルカリ電池の負極に用いられる亜鉛として、アルミ
ニウムが配合されたものが提案され、耐漏液性向上効果
が確認されている。
向上のために負極に用いれる亜鉛に水銀を配合してい
た。しかし、最近このアルカリ電池中の水銀が社会的に
問題視されるようになり、水銀を使用しないアルカリ電
池の開発要求が高まってきている。この水銀を使用しな
いアルカリ電池の負極に用いられる亜鉛として、アルミ
ニウムが配合されたものが提案され、耐漏液性向上効果
が確認されている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従来の製造方法による
アルカリ電池においては、セパレータ４の底部が直接電
池缶体１に接触している。このような構造のアルカリ電
池の負極３に水銀を添加しないアルミニウム配合の亜鉛
を用いると、軽負荷で放電させた場合、放電途中に導電
性の反応生成物がセパレータ４の底部に異常析出し、こ
れが電池缶体と接触し内部短絡を引き起こし、電池の放
電時間、従って寿命が異常に短くなると言う欠点を有し
ている。
アルカリ電池においては、セパレータ４の底部が直接電
池缶体１に接触している。このような構造のアルカリ電
池の負極３に水銀を添加しないアルミニウム配合の亜鉛
を用いると、軽負荷で放電させた場合、放電途中に導電
性の反応生成物がセパレータ４の底部に異常析出し、こ
れが電池缶体と接触し内部短絡を引き起こし、電池の放
電時間、従って寿命が異常に短くなると言う欠点を有し
ている。
【０００７】本発明は、上述の点に鑑み、負極にアルミ
ニウム配合の亜鉛を用いたアルカリ電池において、耐漏
液性に優れ、且つ電池寿命が延びるアルカリ電池を提供
するものである。
ニウム配合の亜鉛を用いたアルカリ電池において、耐漏
液性に優れ、且つ電池寿命が延びるアルカリ電池を提供
するものである。
【０００８】
【０００９】本発明者らは、鋭意研究の結果、セパレー
タ底部が直接電池缶体に接触した場合に内部短絡しやす
く、このセパレータ底部を電池缶体より離すようにすれ
ば、内部短絡が起こりにくくなるという知見を得た。本
発明はこの知見に基づくものである。
タ底部が直接電池缶体に接触した場合に内部短絡しやす
く、このセパレータ底部を電池缶体より離すようにすれ
ば、内部短絡が起こりにくくなるという知見を得た。本
発明はこの知見に基づくものである。
【００１０】本発明は、底部が正極端子を兼ねる電池缶
体１内に正極２、負極３、セパレータ４及びアルカリ電
解液を収納し、負極端子を兼ねる封口部材にて封止して
なるアルカリ電池であって、負極３に用いる亜鉛中に１
００ｐｐｍ以上で３００ｐｐｍ以下のアルミニウムを配
合し、セパレータの底部を電池缶体より離れるようにし
て構成する。
体１内に正極２、負極３、セパレータ４及びアルカリ電
解液を収納し、負極端子を兼ねる封口部材にて封止して
なるアルカリ電池であって、負極３に用いる亜鉛中に１
００ｐｐｍ以上で３００ｐｐｍ以下のアルミニウムを配
合し、セパレータの底部を電池缶体より離れるようにし
て構成する。
【００１１】また、本発明は、上記アルカリ電池におい
て、電池缶体よりセパレータ４の底部が離れた空間に正
極２ｂ又は絶縁体を充填して構成する。
て、電池缶体よりセパレータ４の底部が離れた空間に正
極２ｂ又は絶縁体を充填して構成する。
【００１２】正極２は、例えば二酸化マンガンとグラフ
ァイトと水酸化カリウム水溶液からなる材料を用いる。
負極３は、例えば亜鉛と水酸化カリウム水溶液と酸化亜
鉛と増粘剤からなる材料を用いる。
ァイトと水酸化カリウム水溶液からなる材料を用いる。
負極３は、例えば亜鉛と水酸化カリウム水溶液と酸化亜
鉛と増粘剤からなる材料を用いる。
【００１３】
【作用】第１の発明においては、負極３に用いる亜鉛中
のアルミニウムの配合比を１００ｐｐｍ〜３００ｐｐｍ
にし、且つセパレータ４の底部を電池缶体１に直接接触
させず、電池缶体１より離すことにより、軽負荷放電時
の内部短絡を防ぐことができる。また漏液の発生もな
い。
のアルミニウムの配合比を１００ｐｐｍ〜３００ｐｐｍ
にし、且つセパレータ４の底部を電池缶体１に直接接触
させず、電池缶体１より離すことにより、軽負荷放電時
の内部短絡を防ぐことができる。また漏液の発生もな
い。
【００１４】第２の発明においては、さらに電池缶体１
よりセパレータ４の底部が離れた空間に正極２ｂを充填
することにより、電池容量の増大が図れる。また電池缶
体１よりセパレータ４の底部が離れた空間に絶縁体１１
を充填することにより、更に確実に内部短絡が防止され
る。
よりセパレータ４の底部が離れた空間に正極２ｂを充填
することにより、電池容量の増大が図れる。また電池缶
体１よりセパレータ４の底部が離れた空間に絶縁体１１
を充填することにより、更に確実に内部短絡が防止され
る。
【００１５】
【実施例】以下、図１〜図３を参照して本発明によるア
ルカリ電池の実施例を説明する。
ルカリ電池の実施例を説明する。
【００１６】本発明の効果を確認するために図１に示す
単三型アルカリ電池を作成した。
単三型アルカリ電池を作成した。
【００１７】まず二酸化マンガンとグラファイトと３７
％水酸化カリウム水溶液を混合して正極合剤を造った。
次に、この正極合剤を中空円筒状にプレス成形し、これ
らを４個電池缶体（金属缶体）１に挿入し、再びプレス
成形して電池缶体１との密着を高め側部正極（いわゆる
側部正極剤）２ａとした。また前述の正極合剤を電池缶
体底部に入れ、プレス形成して電池缶体１との密着を高
め底部正極（いわゆる底部正極剤）２ｂとした。この側
部正極２ａと底部正極２ｂで正極２が形成される。次
に、不織布からなる筒状セパレータ４を挿入し、これに
底部３７％水酸化カリウム水溶液を滴下した。そしてこ
の筒状セパレータ４の内側にアルミニウム５００ｐｐｍ
配合された亜鉛と水酸化カリウム水溶液と酸化亜鉛と増
粘剤からなるゲル状の負極（いわゆる負極剤）３を注入
した。そして電池缶体１の開口部に集電ピン５、負極端
子６、シール部材７、補強部材８からなる封口部材を載
せ固定した後、缶体の径を絞り、かしめ封口した。電池
缶体１の底部１Ａは正極端子を兼ねている。最後に電池
缶体１を外装ラベル１０によって覆った。この電池を電
池Ａとする。
％水酸化カリウム水溶液を混合して正極合剤を造った。
次に、この正極合剤を中空円筒状にプレス成形し、これ
らを４個電池缶体（金属缶体）１に挿入し、再びプレス
成形して電池缶体１との密着を高め側部正極（いわゆる
側部正極剤）２ａとした。また前述の正極合剤を電池缶
体底部に入れ、プレス形成して電池缶体１との密着を高
め底部正極（いわゆる底部正極剤）２ｂとした。この側
部正極２ａと底部正極２ｂで正極２が形成される。次
に、不織布からなる筒状セパレータ４を挿入し、これに
底部３７％水酸化カリウム水溶液を滴下した。そしてこ
の筒状セパレータ４の内側にアルミニウム５００ｐｐｍ
配合された亜鉛と水酸化カリウム水溶液と酸化亜鉛と増
粘剤からなるゲル状の負極（いわゆる負極剤）３を注入
した。そして電池缶体１の開口部に集電ピン５、負極端
子６、シール部材７、補強部材８からなる封口部材を載
せ固定した後、缶体の径を絞り、かしめ封口した。電池
缶体１の底部１Ａは正極端子を兼ねている。最後に電池
缶体１を外装ラベル１０によって覆った。この電池を電
池Ａとする。
【００１８】また、表１に示すように、アルミニウムの
配合比が異なる亜鉛を用いた図と同じ構造の電池Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅを作成し、さらに、底部正極２ｂを設けない
構造の電池で、アルミニウムの配合比が異なる亜鉛を用
いた電池Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊも作成した。
配合比が異なる亜鉛を用いた図と同じ構造の電池Ｂ，
Ｃ，Ｄ，Ｅを作成し、さらに、底部正極２ｂを設けない
構造の電池で、アルミニウムの配合比が異なる亜鉛を用
いた電池Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉ，Ｊも作成した。
【００１９】
【表１】
【００２０】これら１０種類の電池Ａ〜Ｊそれぞれ１０
０個を温度６０℃、湿度９０％のオーブンに６０日間保
存して漏液の発生率を調べた。この結果を表２に示す。
また、これら１０種類の電池Ａ〜Ｊそれぞれ１０個を２
５０オームの負荷で放電させて、電池の電圧が０．９Ｖ
になるまでの放電時間を調べた。それぞれ１０個の平均
値も表２に示す。
０個を温度６０℃、湿度９０％のオーブンに６０日間保
存して漏液の発生率を調べた。この結果を表２に示す。
また、これら１０種類の電池Ａ〜Ｊそれぞれ１０個を２
５０オームの負荷で放電させて、電池の電圧が０．９Ｖ
になるまでの放電時間を調べた。それぞれ１０個の平均
値も表２に示す。
【００２１】
【表２】
【００２２】表２のうち電池Ａ，Ｆ，Ｇ，Ｈ，Ｉの放電
時間が短いのは、放電途中で内部短絡が起こったためで
あり、電池Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ及びＪでは、こうした現象は
起こらなかった。このことからアルミニウムの配合比は
３００ｐｐｍ以下とし、かつ底部正極２ｂを設けること
により軽負荷放電時の内部短絡を防げることがわかる。
また耐漏液性では電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｆ，Ｇ，Ｈで漏液の
発生が認められず、アルミニウムの配合比として１００
ｐｐｍ以上添加していれば良いことがわかる。
時間が短いのは、放電途中で内部短絡が起こったためで
あり、電池Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ及びＪでは、こうした現象は
起こらなかった。このことからアルミニウムの配合比は
３００ｐｐｍ以下とし、かつ底部正極２ｂを設けること
により軽負荷放電時の内部短絡を防げることがわかる。
また耐漏液性では電池Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｆ，Ｇ，Ｈで漏液の
発生が認められず、アルミニウムの配合比として１００
ｐｐｍ以上添加していれば良いことがわかる。
【００２３】以上の結果より、亜鉛中のアルミニウムの
配合比を１００ｐｐｍ以上３００ｐｐｍ以下のものを用
い、かつ正極２を有底中空円筒状にして、セパレータ４
が直接電池缶体１と接触しないようにすると、耐漏液性
に優れ、軽負荷放電時に異常に電池寿命が短くなること
のない水銀を使用しないアルカリ電池を得ることができ
る。そして、底部正極２ｂを有することにより電池容量
の増大を図ることができる。
配合比を１００ｐｐｍ以上３００ｐｐｍ以下のものを用
い、かつ正極２を有底中空円筒状にして、セパレータ４
が直接電池缶体１と接触しないようにすると、耐漏液性
に優れ、軽負荷放電時に異常に電池寿命が短くなること
のない水銀を使用しないアルカリ電池を得ることができ
る。そして、底部正極２ｂを有することにより電池容量
の増大を図ることができる。
【００２４】なお、セパレータ４と電池缶体１との離間
間隔ｄは０．５ｍｍ程度あれば十分である。
間隔ｄは０．５ｍｍ程度あれば十分である。
【００２５】図１の実施例では、側部正極２ａ及び底部
正極２ｂを有するいわゆる有底中空円筒状の正極２を用
いたが、その他、図２に示すように底部正極２ａを絶縁
体１１で置換えてアルカリ電池を構成することもでき
る。この構成では絶縁体１１によって電極缶体１とセパ
レータ４間の隔離がより確実になり、内部短絡がより確
実に防止でき、上例と同様に、耐漏液性に優れ、電池寿
命の長いアルカリ電池が得られる。
正極２ｂを有するいわゆる有底中空円筒状の正極２を用
いたが、その他、図２に示すように底部正極２ａを絶縁
体１１で置換えてアルカリ電池を構成することもでき
る。この構成では絶縁体１１によって電極缶体１とセパ
レータ４間の隔離がより確実になり、内部短絡がより確
実に防止でき、上例と同様に、耐漏液性に優れ、電池寿
命の長いアルカリ電池が得られる。
【００２６】さらに、図３に示すように底部正極２ａを
省略し、その部分を空間１２として残すようにしてアル
カリ電池を構成することもできる。この構成において
も、耐漏液性に優れ、電池寿命の長いアルカリ電池が得
られる。
省略し、その部分を空間１２として残すようにしてアル
カリ電池を構成することもできる。この構成において
も、耐漏液性に優れ、電池寿命の長いアルカリ電池が得
られる。
【００２７】尚、図１の実施例において、電池缶体１内
に正極合剤を入れ、プレス成形して有底中空円筒状の正
極２を形成することも可能である。
に正極合剤を入れ、プレス成形して有底中空円筒状の正
極２を形成することも可能である。
【００２８】
【発明の効果】本発明によれば、セパレータが直接電池
缶体と接触しないように構成すると共に、負極に用いる
亜鉛中のアルミニウム配合比を特定することにより、軽
負荷放電時に異常に電池寿命が短くなることが防止でき
る。そして、これによりアルミニウム配合亜鉛の欠点が
補え、水銀を使用しない耐漏液性に優れたアルカリ電池
を供給できる。
缶体と接触しないように構成すると共に、負極に用いる
亜鉛中のアルミニウム配合比を特定することにより、軽
負荷放電時に異常に電池寿命が短くなることが防止でき
る。そして、これによりアルミニウム配合亜鉛の欠点が
補え、水銀を使用しない耐漏液性に優れたアルカリ電池
を供給できる。
【００２９】また、正極端子を兼ねる電池缶体底部の内
側に、従来なにも充填されない空間があったが、この空
間にも正極又は絶縁体を配置することにより、空間の有
効利用となり、電池容量の増大又はより確実な内部放電
の防止を図ることができる。
側に、従来なにも充填されない空間があったが、この空
間にも正極又は絶縁体を配置することにより、空間の有
効利用となり、電池容量の増大又はより確実な内部放電
の防止を図ることができる。
【図１】本発明のアルカリ電池の一実施例を示す断面図
である。
である。
【図２】本発明のアルカリ電池の他の実施例を示す断面
図である。
図である。
【図３】本発明のアルカリ電池の他の実施例を示す断面
図である。
図である。
【図４】従来のアルカリ電池の断面図である。
１ 電池缶体 ２ 正極 ２ａ 側部正極 ２ｂ 底部正極 ３ 負極 ４ セパレータ ５ 集電ピン ６ 負極端子 ７ シール部材 ８ 補強部材 ９ 外装ラベル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 大矢 邦泰 東京都渋谷区渋谷２−22−３渋谷東口ビル 10階株式会社ソニー・エナジー・テツク内
Claims (2)
- 【請求項１】 底部が正極端子を兼ねる電池缶体内に正
極、負極、セパレータ及びアルカリ電解液が収納され、
負極端子を兼ねる封口部材にて封止されてなるアルカリ
電池であって、 前記負極に用いられる亜鉛中に１００ｐｐｍ以上で３０
０ｐｐｍ以下のアルミニウムが配合され、 前記セパレータの底部が前記電池缶体より離れて成るこ
とを特徴とするアルカリ電池。 - 【請求項２】 電池缶体よりセパレータの底部が離れた
空間に正極又は絶縁体が充填されて成ることを特徴とす
る請求項１記載のアルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30943791A JP3235143B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30943791A JP3235143B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | アルカリ電池 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05144428A true JPH05144428A (ja) | 1993-06-11 |
| JP3235143B2 JP3235143B2 (ja) | 2001-12-04 |
Family
ID=17992992
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30943791A Expired - Fee Related JP3235143B2 (ja) | 1991-11-25 | 1991-11-25 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3235143B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4226816B2 (ja) | 2001-09-28 | 2009-02-18 | 株式会社東芝 | マイクロプロセッサ |
| AU2021273919A1 (en) | 2020-05-22 | 2022-10-06 | Duracell U.S. Operations, Inc. | Seal assembly for a battery cell |
-
1991
- 1991-11-25 JP JP30943791A patent/JP3235143B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3235143B2 (ja) | 2001-12-04 |
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