JPS5893165A - 一次電池およびその製造法 - Google Patents

一次電池およびその製造法

Info

Publication number
JPS5893165A
JPS5893165A JP56191496A JP19149681A JPS5893165A JP S5893165 A JPS5893165 A JP S5893165A JP 56191496 A JP56191496 A JP 56191496A JP 19149681 A JP19149681 A JP 19149681A JP S5893165 A JPS5893165 A JP S5893165A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
positive electrode
ruthenium
pellet
manganese dioxide
ruthenium oxide
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.)
Pending
Application number
JP56191496A
Other languages
English (en)
Inventor
Akira Sadamura
定村 章
Atsushi Nishino
敦 西野
Akihiko Yoshida
昭彦 吉田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Priority to JP56191496A priority Critical patent/JPS5893165A/ja
Publication of JPS5893165A publication Critical patent/JPS5893165A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01MPROCESSES OR MEANS, e.g. BATTERIES, FOR THE DIRECT CONVERSION OF CHEMICAL ENERGY INTO ELECTRICAL ENERGY
    • H01M4/00Electrodes
    • H01M4/02Electrodes composed of, or comprising, active material
    • H01M4/06Electrodes for primary cells
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10Energy storage using batteries

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Electrochemistry (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Battery Electrode And Active Subsutance (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。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、−次電池の正極尋電材を改良することにより
、正極充填量を増加するとともに、正極の製造を従莱よ
り容易にしようとするものである。
従来、−次電池においては、正極部導電材として、各種
カーボンやアセチレンブラック等の炭素系物質・を、正
極活物質に対して1〜10重閂%程度混合して用いてい
たが、これには次に述べるような問題があった。
一つは、炭素系物質の嵩比重が小さいために生じる正極
充填量の問題で・ある。例えば電子ウォッチ、電卓等、
ボタン型アルカリ−次電池を使用する小型電子機器は、
小型、薄型化が進んでおり、自らその中に収納する電池
用の空間も容積が限られてくるので、電池の小型化、薄
型化への要望が高まっているのが現状である。一方、そ
うした小型電子機器の消費電流は年々減少してきている
ものの、例えば電子腕時計では、文字盤照明やアラーム
等の付加機能が追加されて、その付加価値をル五める動
き、すなわち消費電流か増加するような動きもあるため
、電池の容量増加への要望もある。
電池の小型化と容量増加を成し遂げるには、活物質の充
填間を増加すれば良いが、負極部は比較的容積的に余裕
があるのに対して、正極部の充績量増加は容易ではない
。何故なら、市極部の配合として正極活物質が主体であ
ることは勿論であるが、導電性を付与する目的で、黒鉛
等を混合すると、IE極会合剤嵩比重が小さくなる。通
常、導電材の混合比率は1〜10重問%程度で・あるが
、比率をこれより小さくすると、電池の内部抵抗が上昇
したり、正極活物質の利用効率が減少したりして、好ま
しくない。
他の一つは、正極合剤の成形性の問題である。
前述のように、内部抵抗を小さくするためには、黒鉛等
の導電材比率を増せば良いのであるが、この比率を増加
すると、正極合剤中の部位により、+E極導電材の偏在
か起こって配合比のばらつきが生じ易(なったり、嵩比
重が小さくなるので成形圧力を大きくしたりする為、正
極ペレットにひび割れや欠けが生じ易くなる。特に、ア
セチレンブラックやカーボンブラック等を使用した場合
はこの傾向がひどく、ボタン型電池なとては、正極密度
を相当高くせねばならぬことなどもあって、はとんど使
用されてない程である。
以上のような問題点を解決するために、本発明では、−
次電池の正極導電材として、゛酸化ルテニウムを用いる
ことにより、正極充填量の飛躍的な増加を可能にすると
ともに、正極の製造番従来より容易にするものである。
以下、本発明の゛実施例を、ボタン型アルカリマンガン
電池について説明する。
第1図は、本発明の正極を用いたボタン型アルカリマン
ガン電池の縦断面図である。1は主として、二酸化マン
ガンと酸化ルテニウムの混合物からなる正極で、正極ケ
ース2の中に圧着、固定しである。3は親水処珈した微
孔性ポリプロピレンシートからなるセパレータ、4はセ
ロファンのようなセルロース系セパレータ、6はポリプ
ロピレンやナイロンなどの耐アルカリ性の合成樹脂不織
布からなる含液材、6は主として氷化亜鉛粉末と、カル
ボキシメチルセルロースやポリアクリル酸ソーダ又はコ
ツトン粉末などのアルカリ電解液を吸収保持する粉末と
の混合物からなる負極、7は絶縁バッキング、8は封口
板である。なお、電解液は図示されていないが、密封す
る前に、主として11:、極1.負極6に注入され、熟
成中に電池内部に均一に分散される。次に、正極におけ
る、二酸化マンガンと酸化ルテニウムの混合物の製法に
関し゛て、実施例を示す。
実施例1 −1酸化マンガン800■を直径10.1st、厚さ2
.41の円板状ペレットに成形したのち、601)の濃
度の硝酸ルテニウム水溶液の中に浸漬し、常温で1 m
Hgまで減圧して10分間真空脱泡する。
なお、硝酸ルテニウムは、塩化ルテニウムに濃硝酸を混
合して調整する。このペレットを浸潤状態のまま引上げ
、soQ’cに設定された排気孔のある電気炉に投入し
て10分間放置する。ここで、設定温度と時間は、ペレ
ットの大きさ、蓋により調整する必要がある。硝酸ルテ
ニウムは、以下に示す1式に従って熱分解して、酸化ル
テニウムになるか、熱分解に最適な温度は350°C近
辺であり、最低250’C程度の温度がないと、硝酸根
か残留して、−電池に組んだ場合に、ガス発生の原因に
なる。一方、二酸化マンガンは、200′C近辺から分
解が始ま゛す、低級酸化物化するため4500C付近で
は三二酸化マンガンになってしまう。この双方の反応速
度は、ペレット内部への熱伝導速度に依るため、ペレッ
トの大きさと址により、熱分解温度と時間を調整する必
要か生じる訳である。
Ru(NO3) 2 μ4Ru02 +2NO2↑・・
・・・・・・・(1)硝酸ルテ°ニウムの熱分解を終え
たペレットを、電気炉から取出して放埒する。このよう
にしてできた正極ペレ、7 トにおいては、二酸化マン
ガンtO子の周囲を酸化ルテニウムが覆った状態になる
実施例2 二酸化マングン粉末を300メツシユのナイロン製金網
に包んでsot/iの硝酸ルテニウム水溶 。
液の中に浸漬し、常温で1.Hgまで減圧して10分間
真空脱泡する。金網を引上けたのち、中の二酸化マンガ
ンをルツボに移し、260°Cに設定された排気孔のあ
る電気炉に投入して10分間放置する。熱分解終了後、
ルツボを取出して放々する。
こうして得られた二酸化マンガンは、その粒子周囲か酸
化ルテニウムに覆われている。これ!820ηずつ採取
し、直径10.1 ym、厚さ2.4 wmの円板状ペ
レットに成形する。
実施例3 硝酸マンガンと硝、酸−ルテニウムと水とが重量比て4
5:5:50になるような水溶液を調整し、ト分に混合
、攪拌したのち、100fずつ採取してルツボに移し、
260°Gに設定された排気孔のある電気炉に投入して
、30分間放置する。すると、硝酸マンガンは2式に従
、って熱分解して二酸化マンガンになり、硝酸ルテニウ
ムは1式に従って酸化ルテニウムになる。  t) Mn(NO4)2−−→MnO21−2NO2↑・・・
・・・・・・(2)熱分解 熱分解終了後、ルツボを取出して放冷したのち、乳鉢に
移して細粉化する。こうして得られた二酸化マンガンは
、酸化ルテニウムと互いに均一に混合された状態になっ
ている。これを82oIlyずつ採取し、直径10.1
m、厚さ2.4mの円板状ペレットに成形する。
なお、実−例1と2については、特に述べなかったが、
二酸化→ンガン周囲への均一な酸化ルテニウムの生成を
、より確実にするために、硝酸ルテニウム溶液の濃度を
低くして二酸化マンガンの微孔部にも浸入できるように
調整したうえで、硝酸ルテニウム溶液浸漬から熱分解ま
での工程を数回繰り返す方が、更に効果的である。この
他上記で使用した熱分解性のルテニウム塩以外にも、酸
化ルテニウム粉末その他、黒鉛との混合使用など、″正
極導電材として使用することもできる。
上記の実施例1.2.3の各正極を用いて構成、二酸化
マンガンと黒鉛とを重量比90:10の割1、合で混合
したものを成形した正極を用いた電池dめ特性も示した
。なお、表中正・負極の比は、正枠容)itの最小値の
負極容量の最大値に対する比を表す。
また、第2図は酸化ルテニウム及び二酸化マンガンを9
モル/!のか性カリ水溶液中において、1mムの定電流
で放電したときの電位の変化を示す。
上記の実施例からも明らかなように、本発明によれば、
更1に正極充填量の大幅な増加により、電池の容社増加
が可能になる。すなわち、正極の導電材として、従来の
嵩比重の小さい各種カーボ゛ ンやアセチレンブラック
等の炭素系物質に代えて、酸化ルテニウムを使用してい
るので、前記の表のように、正極充填量や放電持続時間
が大幅に増加する。本発明で使用した導電材としての酸
化ルテ1 。
ニウムは、抵抗値が10−40・cm以下であり、強放
電用に使用した場合は、炭素系物質を使用した従来の電
池に比べて正極の利用効率が若干低下するが、電子ウォ
ッチ、電卓等の低消費電流の小型電子機器を対−象にし
た場合は、十分に実用性があり、長期間め使用を保障で
きるものである。
第2に、正極活物質と導電材が均一に混合するため、正
極合剤成形時のトラブルがない。従来は、正極活物質と
導電材の真比重に大きな差があったため、どのような手
段を採っても、これらを均一に混合することは困難であ
り、成形の際に正極ペレット端部にひび割れや、はがれ
が生じたり、重量ばらつきの発生等が避けられなかった
。万一、それらのトラブルに気付かずに電池を構成した
場合は、次のような事故に結びつくおそれがあった。
先ず、ひび割れやはがれがあると、本来は高密度に成形
され、表面が鏡面に近いような正極状態のため、電解液
は正極内部に浸透するのに長時間を要していたのに、そ
の時間が不均一になる。−万、重油構成は通常、各工程
間のタイミングを考えて11 、一定時間内で行われるため、正極の吸液時間のばらつ
きは、製造工程のタイミング番狂わすことになり、吸液
時間のばらつきを無視すれば直後漏液や初期の内部抵抗
ばらつきを生むもとになる。次に、IN′L14にばら
つきは、当然のことながら、容量や・」法はらつきに通
ずるものであり、いずれにしても何らかの特性ばらつき
は避けられなかった。
第3に、正極導電材としての酸化ルさラム自体が金属酸
化物であるから、正、負極の容量比率を同じにしても、
過放電時に酸化ルテニウムが還元されることにより正極
からの酸素発生がなく、電池の膨張や破裂に至るおそれ
かない。従来は、そうした事態を避けるため、−次電池
は負極律速にせさるを得ず、設計上の限界として、活物
質の電気容量比は、正極容量の最小値が負極容量の最大
値より大きくなるようにする必要があったので、比較的
封口板内容積に余裕ケあるにもかかわらず、負極充填量
は規制されていた。しかし、本発明によれば、正極元、
填量が増加する上に、前記の理由により負極の充填容量
を、その正極の充填容量差みに引き上げ得るため、電池
の電気容量の大幅な増加が可能になる。
また、酸化ルテニウムが電池反応により消耗した場合、
その電位により、放電カーブか二段にならないかという
不安もあったか、第2図より分かるように、酸化ルテニ
ウムの単極電位は、二酸化マンガンに比べて0.4V程
度低く、電池の電圧に換算して1.2v以下にならない
と、Rub、、/Znの電位は表れないので、負極を亜
鉛にし、酸化銀。
オキシ水酸化ニッケル、二酸化マンガン、酸化水銀等を
正極にする電池では問題にならず、負極がカドミウムの
ように亜鉛より単極電位が高い場合のみ注意すれば良い
。しかし、そのような場合も、酸化ルテニウムは重量当
りの電気容量が小さい上に、配合比率が少なくて済むた
め、実用上の問題はほとんどない。
以上述べたように造本発明により、電気容量の増加もし
くは電池の小型、薄型化が可能になるとともに、正極の
製造が容易になるという効果かあ′蚤。1 3 なお、実施例では、ボタン型アルカリマンガン電池を示
したが、本発明は円筒形9箱形、ペーパー状等の全ての
形状の一次電池に適用可能であり、電池系もヤンガンー
亜鉛系の電池に限らない。
【図面の簡単な説明】
ン′市池の縦断面図、第2図は酸化ルテニウム及び二酸
化マンガンをか性カリ水溶液中で1’llムの定電流放
電した場合の酸化水銀電極に対す゛る電位カーブである
。 1・・・・・・正極、3,4・・・・・パセパレータ、
6・・・・・・含障材、6・・・・・・負極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)導電極として酸化ルテニウムを含む正極を有する
    ことを特徴とする一次電池。 f2j+E極活物質力也二酸化マンガンである特許請求
    の範囲第1項記載の一次電池。 (3)酸化ルテニウムを含む正極を有する一次電池の製
    造法であって、ルテニウムの熱分解性塩をIF極活物質
    との共存下で熱分解して酸化ルテニウムを生成させる工
    程を有する一次電池の製造法。 (41正極活物質が二酸化マンガンであり、前記熱分解
    温度が25 o0c以上460’C未満である特許請求
    の範囲第3項記載の一次電池の製造法。 (6)  酸化ルテニウムを含む二酸化マンガン正極を
    有する一次電池の製造法であって、硝酸マンガンと硝酸
    ルテニ、づムとの混合物を熱分解して二酸化マンガンと
    酸化ルテニウムを生成させる工程を有する一次電池の製
    造法。
JP56191496A 1981-11-27 1981-11-27 一次電池およびその製造法 Pending JPS5893165A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56191496A JPS5893165A (ja) 1981-11-27 1981-11-27 一次電池およびその製造法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP56191496A JPS5893165A (ja) 1981-11-27 1981-11-27 一次電池およびその製造法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS5893165A true JPS5893165A (ja) 1983-06-02

Family

ID=16275606

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP56191496A Pending JPS5893165A (ja) 1981-11-27 1981-11-27 一次電池およびその製造法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS5893165A (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009281070A (ja) * 2008-05-23 2009-12-03 Olis Kk 引き違い戸の案内装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2009281070A (ja) * 2008-05-23 2009-12-03 Olis Kk 引き違い戸の案内装置

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Pan et al. Synthesis, characterization and electrochemical performance of battery grade NiOOH
CN1307739C (zh) 镍氢电池的制造方法
US2542710A (en) Alkaline dry cell
US2542574A (en) Alkaline dry cell
US3288643A (en) Process for making charged cadmium electrodes
US3108910A (en) Process for making electrodes or electrode elements for alkaline storage batteries an articles thus obtained
JPWO2006064979A1 (ja) アルカリ二次電池用ニッケル電極及びその製造方法並びにアルカリ二次電池
JPH1126013A (ja) 密閉形金属酸化物−亜鉛蓄電池およびその製造法
JP2002216752A (ja) コバルト化合物およびその製造方法ならびにそれを用いたアルカリ蓄電池用正極板およびアルカリ蓄電池
JPS5893165A (ja) 一次電池およびその製造法
US5514497A (en) Paste nickel electrode plate and a storage battery including an electroconductive material
CN114388831B (zh) 一种碱性锌锰电池
JPH0221098B2 (ja)
JP2003017078A (ja) 亜鉛アルカリ電池
JP2003142087A (ja) アルカリ蓄電池用正極およびそれを用いたアルカリ蓄電池
JPH0261095B2 (ja)
JP2008066100A (ja) アルカリ電池
JPS6151749A (ja) 非水電解液電池
JP2003077469A (ja) ニッケル電極材料、その製造方法、ニッケル電極、及びアルカリ蓄電池
JPH0576745B2 (ja)
JP3414184B2 (ja) アルカリ蓄電池用正極板の製造方法
CN118899434A (zh) 一种正极组合饼和纽扣电池
JPH024103B2 (ja)
JPH0234433B2 (ja)
JPS6155739B2 (ja)