JPH08213030A - マンガン乾電池 - Google Patents

マンガン乾電池

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JPH08213030A
JPH08213030A JP1678395A JP1678395A JPH08213030A JP H08213030 A JPH08213030 A JP H08213030A JP 1678395 A JP1678395 A JP 1678395A JP 1678395 A JP1678395 A JP 1678395A JP H08213030 A JPH08213030 A JP H08213030A
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JP
Japan
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separator
zinc
battery
dry battery
paste
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Pending
Application number
JP1678395A
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English (en)
Inventor
Kazunari Kobayashi
一成 小林
Mutsuhiro Maeda
睦宏 前田
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FDK Twicell Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Battery Co Ltd
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Publication date
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    • Y02E60/12

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  • Cell Separators (AREA)
  • Primary Cells (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】マンガン乾電池において、重負荷特性を維持し
ながら、軽負荷放電中の内部抵抗の上昇を抑制して、貯
蔵特性を向上させることを目的とする。 【構成】負極である亜鉛または亜鉛合金と正極合剤とが
セパレータを介して対向して配置されているマンガン乾
電池において、セパレータに塗布する糊剤に馬尿酸ナト
リウムを含有させたことによって、軽負荷放電中の内部
抵抗の上昇を抑制したことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、貯蔵後の内部抵抗の上
昇を抑制し、軽負荷放電特性を改良したマンガン乾電池
に関する。
【0002】
【従来の技術】正極活物質として二酸化マンガン、負極
活物質として亜鉛または亜鉛合金、電解液として塩化亜
鉛を主成分とする水溶液を用いたマンガン乾電池が知ら
れている。このようなマンガン乾電池は、一般にセパレ
ータとしてクラフト紙などの紙に天然澱粉や加工澱粉、
合成糊剤などを塗布したものが使用されており、電池内
では糊剤側が亜鉛面に接するようになっている。
【0003】上記の塩化亜鉛を電解液主成分としたマン
ガン電池では、放電の進行に伴って電解液組成が徐々に
変化して難溶性のZnCl2 ・4Zn(OH)2 が生成
し、内部抵抗を増加させる原因となっている。
【0004】従来、これらの放電生成物による内部抵抗
を抑制する手段としては、電池内の電解液量を増やした
り、塩化アンモニウムの添加で亜鉛イオンにジアンミン
錯イオンを形成させ、これを合剤内に拡散させて、セパ
レータ近傍での放電生成物の蓄積を軽減させるなどの検
討がなされてきた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、電解液
量を増やすことは電池内の活物質量を減らすことでもあ
り、その結果、重負荷放電性能の寿命が短くなるという
問題が生ずる。また、セパレータ糊剤中への塩化アンモ
ニウムの添加は、その製造工程内で塩化アンモニウム中
の塩素が問題となっている。その一方、電池内の内部抵
抗を抑制することは近年特に電池性能上重要となってお
り、例えば近年使用頻度の増加しているポケベルやリモ
コンに使用された場合、それらの性能を大きく左右させ
ている。
【0006】本発明は上記状況に対処してなされたもの
で、従来の重負荷特性を維持しながら、軽負荷放電中の
内部抵抗の上昇を抑制し、さらに貯蔵特性を向上させた
マンガン乾電池を提供することを目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は、セパレータ
糊剤中に馬尿酸ナトリウムを添加することによって達成
された。すなわち本発明は、負極である亜鉛または亜鉛
合金と正極合剤とがセパレータを介して対向して配置さ
れているマンガン乾電池において、前記セパレータに馬
尿酸ナトリウムを含有する糊剤を塗布したことを特徴と
する。なお、馬尿酸ナトリウムの添加量は、セパレータ
基材に対し0.01mg/cm2 〜0.2mg/cm2
が好ましい。
【0008】
【作用】軽負荷放電時の内部抵抗の増加は、前述したよ
うに難溶性のZnCl2 ・4Zn(OH)2 が生成して
セパレータ近傍に蓄積することが主原因である。本発明
における馬尿酸ナトリウムの作用効果については不明な
点が多いが、次のように考えることができる。すなわ
ち、電池内において馬尿酸ナトリウムのナトリウムが遊
離して亜鉛缶のカソーディックエリアに入り込み、該エ
リアをよりアノーデックにするか、またはカソーディッ
クエリアに入り込んだ水素イオンを不活性にして亜鉛缶
を防蝕する。つまり亜鉛缶の腐食反応を軽減すること
で、亜鉛缶の均一反応を導き、その結果局部的な反応生
成物の蓄積を抑制する。
【0009】さらに、馬尿酸ナトリウムはベンズアミド
とモノクロル酢酸とから合成されており、その分子中に
ペプチド結合を有するので、酸、アルカリに可溶でかつ
安定であるという特性をもっている。
【0010】また、馬尿酸ナトリウムは電池の放電過程
において次のように内部抵抗の上昇抑制に寄与するもの
と思われる。すなわち、電池が放電されると、 MnO2 +H+ +e- →MnOOH よりMnOOH濃度が大きくなっていき電圧が徐々にさ
がっていく。MnOOHが過剰に増えると、 MnOOH+2H+ →MnO2 +Mn2++2H2 O となりMn2+の溶出が起こる。生成したMn2+は 4MnO2 +8OH- +5ZnCl2→4MnCl2 +
ZnCl2 ・4Zn(OH)2 という反応をたどり全反応としては 4MnO2 +4Zn+6ZnCl2 +8H2 O→4Mn
Cl2 +2〔ZnCl2 ・4Zn(OH)2 〕 となる。しかしながら、上記反応では電解液の消費量が
多く継続が困難となり、その後 MnO2 +MnCl2 +2OH- +Zn2+→ZnO・M
n2 O3 +2Cl という反応に変化していく。
【0011】ここで馬尿酸ナトリウムは初期放電のH+
により徐々に分解され、放電の進行に伴い、HClや先
の反応で生成したH2 Oによりさらに加水分解されて安
息香酸とグリシンになる。ここで安息香酸が亜鉛と金属
塩を形成し、合剤内部に拡散していくため、セパレータ
近傍での放電生成物の拡散に寄与する。また、遊離した
ナトリウムイオンは、MnO2 ポア内のH+ と置換し、
Znイオンを取り込みやすくしていると思われ、結果的
にZnイオンの拡散を良好にするるものと考えられる。
【0012】以上説明したように、Znイオンの拡散や
放電生成物の合剤内の拡散を良好にすることで、軽負荷
放電中の内部抵抗が低く抑えられる。また、馬尿酸ナト
リウムの添加量は、0.01mg/cm2 より少ない量
では効果的でなく、0.2mg/cm2 を越える量では
重負荷放電性能が低下するので好ましくない。
【0013】本発明に使用されるセパレータ基剤として
は、例えばクラフト紙が挙げられるが、乾電池用に使用
できるものであれば特にその材質を選ばない。また、糊
剤としては、例えば天然澱粉、加工澱粉、植物の種子種
および寒天や、化学合成糊剤、例えばアクリル酸ソー
ダ、カルボキシメチルセルロースやその誘導体など、電
池用に使えるものであれば特に問題なく使用できる。
【0014】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照して説明する。
図1は本発明の一実施例であるマンガン乾電池の断面図
である。この図において、1は負極亜鉛缶であり、この
負極亜鉛缶1の内部にはセパレータ2が収納されてい
る。セパレータ2には糊層が形成されており、糊層が亜
鉛缶1に接触するようになっている。セパレータ2の内
側には炭素棒4を中央に埋設した正極合剤3が充填され
ている。この正極合剤3は二酸化マンガンとアセチレン
ブラックなどの導電剤と塩化亜鉛を主成分とする電解液
とを混合した成型体からなっている。5はプラスチック
封口体で、中央の透孔に炭素棒4を挿入している。6は
炭素棒4の頂部に嵌着した金属製の正極端子板、7は亜
鉛缶1の外底部に当接した金属製の負極端子板である。
8は亜鉛缶外周壁を被包している熱収縮性でかつ柔軟性
のポリオレフィンの絶縁チューブ、9は金属外装缶で上
下短を内方向へ折曲して乾電池全体を封口している。1
0はシール剤である。
【0015】上記セパレータ2はクラフト紙に糊剤ペー
ストを塗布して乾燥させたもので、糊剤ペーストはポリ
ビニルアルコール、加工澱粉および界面活性剤の水溶液
からなる糊ペーストに馬尿酸ナトリウムを添加してよく
攪拌し、均一にしたものである。馬尿酸ナトリウムの添
加量は以下の表に示すとうり、0.01mg/cm2
0.1mg/cm2 、0.2mg/cm2 、0.005
mg/cm2 、0.3mg/cm2 とした。
【0016】このようにしてR20(単1)型の水銀無
添加マンガン乾電池を製作し、これらについて電池製作
後20℃7日間、45℃90日間貯蔵後の電池を300
Ω連続放電して内部抵抗を1kHzの周波数で測定し
た。また、かかる貯蔵後の電池を重負荷放電として2Ω
JIS放電を行い、0.9Vまでの持続時間を評価し
た。これらを実施例1〜20とした。
【0017】次に比較例として、糊剤ペーストに馬尿酸
ナトリウムを添加しないものについて同様にR2型水銀
無添加マンガン乾電池を作製し、上記と同様の実験を行
った。これらの結果を以下の表に示す。なお、上記の測
定はそれぞれ10個づつについて行いその平均値を求め
た。また、放電温度は20℃±2℃であった。
【0018】
【表1】
【0019】
【表2】
【0020】
【表3】
【0021】
【表4】
【0022】上記表から明らかなように、糊剤ペースト
に馬尿酸ナトリウムを添加した場合は、従来の重負荷特
性を維持しつつ軽負荷放電中の内部抵抗の上昇を抑制す
ることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
マンガン乾電池において従来の重負荷特性を維持しなが
ら、軽負荷放電中の内部抵抗の上昇を抑制することがで
き、貯蔵特性の向上したマンガン乾電池を提供すること
ができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例であるマンガン乾電池の断面
図。
【符号の説明】
1…負極亜鉛缶、2…セパレータ、3…正極合剤、4…
炭素棒、5…プラスチック封口体、6…正極端子板、7
…負極端子板、8…絶縁チューブ、9…金属外装缶。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 負極である亜鉛または亜鉛合金と正極合
    剤とがセパレータを介して対向して配置されているマン
    ガン乾電池において、前記セパレータに馬尿酸ナトリウ
    ムを含有する糊剤が塗布されていることを特徴とするマ
    ンガン乾電池。
  2. 【請求項2】 馬尿酸ナトリウムの添加量がセパレータ
    基材に対して0.01〜0.2mg/cm2 である請求
    項1記載のマンガン乾電池。
JP1678395A 1995-02-03 1995-02-03 マンガン乾電池 Pending JPH08213030A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023110062A (ja) * 2017-06-20 2023-08-08 ダラミック エルエルシー 電池セパレータおよび鉛酸電池

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2023110062A (ja) * 2017-06-20 2023-08-08 ダラミック エルエルシー 電池セパレータおよび鉛酸電池
KR20240013847A (ko) * 2017-06-20 2024-01-30 다라믹 엘엘씨 개선된 납축전지 분리기, 전지, 및 관련 방법

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