JPS6231951A - アルカリ電池 - Google Patents
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- JPS6231951A JPS6231951A JP60170750A JP17075085A JPS6231951A JP S6231951 A JPS6231951 A JP S6231951A JP 60170750 A JP60170750 A JP 60170750A JP 17075085 A JP17075085 A JP 17075085A JP S6231951 A JPS6231951 A JP S6231951A
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Classifications
-
- 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
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- 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
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- Y02E60/10—Energy 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。
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〕
本発明は負極剤の充填精度を低下させずに重負荷放電特
性を向上させ得るアルカリ電池に関する。
性を向上させ得るアルカリ電池に関する。
従来、亜鉛粒子とアルカリ電解液を混線したゲル状亜鉛
陰極活物質を用いるアルカリ電池においては、重量当り
の放電反応表面積を増大させるうえで不規則で細長い形
状の亜鉛粒子を用いていた。
陰極活物質を用いるアルカリ電池においては、重量当り
の放電反応表面積を増大させるうえで不規則で細長い形
状の亜鉛粒子を用いていた。
こζで用いられる亜鉛粒子は第３図に示すように粒子の
短軸径Ｗと長軸径ｊとの比（／／ｗ）が１．８以上とな
る細長い形状のものである。具体的には粒度４８〜２０
０メツシュのものが大部分で、その内長袖径／短軸径の
比（Ｊ／ｖＪ）が１．９〜２．５のものが９０襲含まれ
ている。
短軸径Ｗと長軸径ｊとの比（／／ｗ）が１．８以上とな
る細長い形状のものである。具体的には粒度４８〜２０
０メツシュのものが大部分で、その内長袖径／短軸径の
比（Ｊ／ｖＪ）が１．９〜２．５のものが９０襲含まれ
ている。
この亜鉛粒子をカルボキシメチルセルロース（ａＭＯ）
やポリアクリル酸等の合成糊料もしくはデンプン等の天
然糊料と混合し、との混合粉を所定量秤取して陰極容器
に充填した後、アルカリ電解液を注液して亜鉛負極活物
質を作っていた。
やポリアクリル酸等の合成糊料もしくはデンプン等の天
然糊料と混合し、との混合粉を所定量秤取して陰極容器
に充填した後、アルカリ電解液を注液して亜鉛負極活物
質を作っていた。
しかしながら、長軸径／短軸径の比（Ｊ／ｌｔ ）が１
．８〜２．５の亜鉛粒子を用いると、負極容器に所定量
の亜鉛粒子を正確に充填することが難しく、アルカリ電
池の小型化に伴い活物質の量が少なくなるほど亜鉛粒子
の充填量のバラツキが大きくなってしまう問題が生じる
。
．８〜２．５の亜鉛粒子を用いると、負極容器に所定量
の亜鉛粒子を正確に充填することが難しく、アルカリ電
池の小型化に伴い活物質の量が少なくなるほど亜鉛粒子
の充填量のバラツキが大きくなってしまう問題が生じる
。
このように、亜鉛粒子の充填量にバラツキが生じると正
極の電気容量と負極の電気容量のバラン □スを取るこ
とが難しくなる。すなわち、亜鉛粒子が多過ぎると負極
がまだ残っているうちに正極が完全に反応してしまうた
め、正極から水素ガスが発生して電池が膨らみ漏液を引
き起すことになる。
極の電気容量と負極の電気容量のバラン □スを取るこ
とが難しくなる。すなわち、亜鉛粒子が多過ぎると負極
がまだ残っているうちに正極が完全に反応してしまうた
め、正極から水素ガスが発生して電池が膨らみ漏液を引
き起すことになる。
また、亜鉛粒子が少な過ぎると電池の放電容量が減少し
てしまうととになる。
てしまうととになる。
以上のことから、アルカリ電池においては正極の電極容
量に対して負極の電気容量を若干少なくし、負極が全部
反応した後に正極が少し残っているようにすることが必
要条件となる０ そこで、特開昭５５−１１７８６９号では第４図に示す
ように亜鉛粒子の長軸径／短軸径の比（ｊ／ｗ’）が１
．０〜１．５ の範囲内にある粒子が９０％以上占める
亜鉛粒子を用いることによシ、負極の充填精度を向上せ
しめ、放電容量のバラツキが小さい電池を得ることを試
みている。
量に対して負極の電気容量を若干少なくし、負極が全部
反応した後に正極が少し残っているようにすることが必
要条件となる０ そこで、特開昭５５−１１７８６９号では第４図に示す
ように亜鉛粒子の長軸径／短軸径の比（ｊ／ｗ’）が１
．０〜１．５ の範囲内にある粒子が９０％以上占める
亜鉛粒子を用いることによシ、負極の充填精度を向上せ
しめ、放電容量のバラツキが小さい電池を得ることを試
みている。
その結果、充填精度のバラツキ割合を４％以下に抑える
ことができ、従来のバラツキ割合６３−９．６チに対し
て顕著な効果を得ることができた。しかも、９０％以上
を占める亜鉛粒子の粒度を４８−８０メツシュにすると
とによシ、バラツキ割合を３チ以下に抑えられ秤量精度
を向上させるととができる。
ことができ、従来のバラツキ割合６３−９．６チに対し
て顕著な効果を得ることができた。しかも、９０％以上
を占める亜鉛粒子の粒度を４８−８０メツシュにすると
とによシ、バラツキ割合を３チ以下に抑えられ秤量精度
を向上させるととができる。
これにより、小型アルカリ電池の負極の充填精度は極め
て高いものとなり、放電電気容量のバラツキを小さくで
きることから、放電性能を向上させるととができる。
て高いものとなり、放電電気容量のバラツキを小さくで
きることから、放電性能を向上させるととができる。
長軸径／短軸径の比が１．０〜１，５ の範囲内にあ
る粒子を９０−以上占める亜鉛粒子を用いることで、負
極の充填精度を向上させることができるが、放電性能に
おいては大電流をと夛出すととができず、長袖径／短軸
径の比が１．９〜２．５の亜鉛粒子を用いて構成したア
ルカリ電池に比べて重負荷特性が劣る問題が生じる。
る粒子を９０−以上占める亜鉛粒子を用いることで、負
極の充填精度を向上させることができるが、放電性能に
おいては大電流をと夛出すととができず、長袖径／短軸
径の比が１．９〜２．５の亜鉛粒子を用いて構成したア
ルカリ電池に比べて重負荷特性が劣る問題が生じる。
との発明はこのような問題点に着目してなされたもので
、長軸径／短軸径の比が１．０〜１．５の範囲 ｉ内で
ある粒子を９０−以上有する球状亜鉛粒子に扁平状亜鉛
を加えて負極剤を構成することで充填精度を低下させず
に重負荷放電特性に優れたアルカリ電池を提供するとと
を目的とする。
、長軸径／短軸径の比が１．０〜１．５の範囲 ｉ内で
ある粒子を９０−以上有する球状亜鉛粒子に扁平状亜鉛
を加えて負極剤を構成することで充填精度を低下させず
に重負荷放電特性に優れたアルカリ電池を提供するとと
を目的とする。
この発明は長軸径／短軸径の比が１．０〜１．５の範囲
内にある球状亜鉛粒子を９０％以上有する亜鉛粒子に、
扁平状亜鉛を加えて負極剤を構成したものである。
内にある球状亜鉛粒子を９０％以上有する亜鉛粒子に、
扁平状亜鉛を加えて負極剤を構成したものである。
とこで、充填精度を高める意味から９０ｔｓ以上占める
亜鉛粒子の粒度を４８〜８０メ、シュにする必要がある
。
亜鉛粒子の粒度を４８〜８０メ、シュにする必要がある
。
また、扁平状亜鉛については球状亜鉛粒子との面接触が
円滑に行なわれる形状のものを一部い、具体的には表面
の少なくとも一部が扁平形状の亜鉛粒または亜鉛箔を示
す。この扁平形亜鉛は全表面積に対して扁平状部分の表
面積を２０チ以上による必要があシ、特に５０チ以上に
することによシ効果が顕蓄に現れる。この場合、扁平状
亜鉛の添加量は負極亜鉛全体の重量に対して５〜５０重
量％にすることが望ましい。
円滑に行なわれる形状のものを一部い、具体的には表面
の少なくとも一部が扁平形状の亜鉛粒または亜鉛箔を示
す。この扁平形亜鉛は全表面積に対して扁平状部分の表
面積を２０チ以上による必要があシ、特に５０チ以上に
することによシ効果が顕蓄に現れる。この場合、扁平状
亜鉛の添加量は負極亜鉛全体の重量に対して５〜５０重
量％にすることが望ましい。
この発明では、９０チ以上有する球状亜鉛粒子の長軸径
／短軸径の比を１．０〜１．５ にすることで、球状
亜鉛粒子の形状をほぼ同程度に整えることができる。
／短軸径の比を１．０〜１．５ にすることで、球状
亜鉛粒子の形状をほぼ同程度に整えることができる。
このような球状亜鉛粒子を９０９６以上含有させること
で、亜鉛粒子を正確に秤量することが可能となシ、負極
剤の充填精度を高めることができる。
で、亜鉛粒子を正確に秤量することが可能となシ、負極
剤の充填精度を高めることができる。
また、これに扁平状亜鉛を加えた場合には球状亜鉛粒子
の間に良好に分散されるため、結果として従来の亜鉛粒
子（粒度３２〜１００メッシ瓢、長軸径／短軸径の比が
１．９〜２．５のものが９０％以上）に比べて充填精度
が高くなる。
の間に良好に分散されるため、結果として従来の亜鉛粒
子（粒度３２〜１００メッシ瓢、長軸径／短軸径の比が
１．９〜２．５のものが９０％以上）に比べて充填精度
が高くなる。
更に、９０ｑ６以上を占める球状亜鉛粒子を４８〜８０
メツシュの粒度にするととで、はぼ均一な大きさの粒子
が得られることから充填精度を更に高めることができる
。
メツシュの粒度にするととで、はぼ均一な大きさの粒子
が得られることから充填精度を更に高めることができる
。
一方、球状亜鉛粒子に扁平状亜鉛を加えることで、球状
亜鉛粒子のみを用いた場合に起とる亜鉛粒子の放電反応
表面積が減少すること、また亜鉛粒子同士の相互接触点
が減少することによる電子電導性の低下を防ぐことがで
きる。これは扁平状亜鉛を加えることによシ亜鉛粒子同
士の面接触が良好にな９、亜鉛粒子間の電子電導性およ
び放電反応表面積が増大するためと思われる。
亜鉛粒子のみを用いた場合に起とる亜鉛粒子の放電反応
表面積が減少すること、また亜鉛粒子同士の相互接触点
が減少することによる電子電導性の低下を防ぐことがで
きる。これは扁平状亜鉛を加えることによシ亜鉛粒子同
士の面接触が良好にな９、亜鉛粒子間の電子電導性およ
び放電反応表面積が増大するためと思われる。
以下、この発明の第一実施例を図面に従い説明する。
第１図はこの発明を小型でしかも重負荷特性に優れだＬ
ＲＯ３アルカリマンガン電池に適用したものである。図
中１は全面にニッケルメッキを施した鉄製容器で正極端
子を兼ねている。２は二酸化マンガンに導電剤として黒
鉛を添加して加圧成形した正極合剤である。３は正極合
剤２の上にセパレータ４を介して配設され酸化亜鉛を溶
解させたアルカリ電解液にゲル化剤とともに本発明の亜
鉛粒子を分散させて成るゲル状負極剤である。５は黄銅
製の負極集電体であり、６は負極金属端子板で負極集電
体５と接触している。７は絶縁バッキングで、鉄製容器
１と負極金属端子６との間を絶縁するとともに、その間
を密封口するものである。
ＲＯ３アルカリマンガン電池に適用したものである。図
中１は全面にニッケルメッキを施した鉄製容器で正極端
子を兼ねている。２は二酸化マンガンに導電剤として黒
鉛を添加して加圧成形した正極合剤である。３は正極合
剤２の上にセパレータ４を介して配設され酸化亜鉛を溶
解させたアルカリ電解液にゲル化剤とともに本発明の亜
鉛粒子を分散させて成るゲル状負極剤である。５は黄銅
製の負極集電体であり、６は負極金属端子板で負極集電
体５と接触している。７は絶縁バッキングで、鉄製容器
１と負極金属端子６との間を絶縁するとともに、その間
を密封口するものである。
上記ゲル状負極剤３は亜鉛粒子の粒度が４８−８０メツ
シーで、粒子の長軸径／短軸径の比が１．０〜１．５の
範囲内にある粒子を９０９６以上有する球状亜鉛粒子に
扁平状亜鉛を負極亜鉛全体の重量に対して５〜５０重量
％添加して構成したものである。
シーで、粒子の長軸径／短軸径の比が１．０〜１．５の
範囲内にある粒子を９０９６以上有する球状亜鉛粒子に
扁平状亜鉛を負極亜鉛全体の重量に対して５〜５０重量
％添加して構成したものである。
ことで用いられる扁平状亜鉛は扁平状部分の表面積が全
表面積の２０チ以上であることが望まれる。この扁平状
亜鉛は次のようにして製造される。
表面積の２０チ以上であることが望まれる。この扁平状
亜鉛は次のようにして製造される。
第１の方法としては、気体噴霧法により所定粒径の球状
または涙滴状の噴霧亜鉛粒を調製し、これをローラプレ
ス機に通して圧延するととによシ、ローラとの接触面が
第２図（ａ）に示すように扁平状に変形した扁平状亜鉛
が得られる。
または涙滴状の噴霧亜鉛粒を調製し、これをローラプレ
ス機に通して圧延するととによシ、ローラとの接触面が
第２図（ａ）に示すように扁平状に変形した扁平状亜鉛
が得られる。
第２の方法としては、溶融噴霧時に溶融滴を平滑な板面
等に噴きつけて、板面と接触した部分を扁平状に変形さ
せることで扁平状亜鉛が得られる。
等に噴きつけて、板面と接触した部分を扁平状に変形さ
せることで扁平状亜鉛が得られる。
第３の方法としては、溶融亜鉛を平滑板や回転ドラム上
に流し、圧延などの手段を用いて薄い亜鉛を 板または亜鉛箔に形成し、これを細かく裁断することで
第２図６）に示すような扁平状亜鉛が得られる。
に流し、圧延などの手段を用いて薄い亜鉛を 板または亜鉛箔に形成し、これを細かく裁断することで
第２図６）に示すような扁平状亜鉛が得られる。
ちなみに、粒度３２〜１００メツシーで長軸径／短軸径
の比が１．８〜２．８の範囲内である亜鉛粒子を９０チ
以上含む負極剤をＬＲＯ３アルカリマンガン電源に充填
した従来品人と、粒度４８〜８０メツシ。
の比が１．８〜２．８の範囲内である亜鉛粒子を９０チ
以上含む負極剤をＬＲＯ３アルカリマンガン電源に充填
した従来品人と、粒度４８〜８０メツシ。
で長軸径／短軸径の比が１．０〜１．５の範囲内である
球状亜鉛粒子を９０％以上含みｇｔの方法で製造した扁
平亜鉛粒を負極亜鉛全体の重量に対して２０重量％添加
した負極剤をＬＲＯ３アルカリマンガン電池に充填した
本発明品Ｂと、本発明品Ｂと同じ球状亜鉛粒子を９０９
ｇ以上含み第３の方法で製造した１００μｍの亜鉛箔を
０．３ｎ角に細かく切断した扁平状亜鉛を負極亜鉛全体
の重量に対して２０重量％添加した負極剤をＬＲＯ３ア
ルカリマンガン電池に充填した本発明品Ｃとをそれぞれ
１００個試作し、充填平均重量（Ｘ）、バラツキ（３σ
）、充填量バラツキ率（３σ／Ｘ）Ｘｉｏｏを調べたと
ころ第１表に示す結果が得られた。
球状亜鉛粒子を９０％以上含みｇｔの方法で製造した扁
平亜鉛粒を負極亜鉛全体の重量に対して２０重量％添加
した負極剤をＬＲＯ３アルカリマンガン電池に充填した
本発明品Ｂと、本発明品Ｂと同じ球状亜鉛粒子を９０９
ｇ以上含み第３の方法で製造した１００μｍの亜鉛箔を
０．３ｎ角に細かく切断した扁平状亜鉛を負極亜鉛全体
の重量に対して２０重量％添加した負極剤をＬＲＯ３ア
ルカリマンガン電池に充填した本発明品Ｃとをそれぞれ
１００個試作し、充填平均重量（Ｘ）、バラツキ（３σ
）、充填量バラツキ率（３σ／Ｘ）Ｘｉｏｏを調べたと
ころ第１表に示す結果が得られた。
表１
この表によると、本発明品Ｂ、Ｏけ従来品Ａに比べ充填
量のバラツキ・、率が小さくなっていることがわかる。
量のバラツキ・、率が小さくなっていることがわかる。
次に、本発明品Ｂ、Ｏと、粒度４８〜８０メツシュで長
軸径／短軸径の比が１．０〜１．５の範囲内である球状
亜鉛粒子を９０９６以上含む負極剤をＬＲＯ３アルカリ
マンガン電池に充填した従来品りとをそれぞれ５０個試
作し、初度２０℃で５０の抵抗にて閉路電圧および短絡
電流を調べるとともに、５Ωの定抵抗にて放電持続時間
を調べたところ第２表に示す結果が得られた。
軸径／短軸径の比が１．０〜１．５の範囲内である球状
亜鉛粒子を９０９６以上含む負極剤をＬＲＯ３アルカリ
マンガン電池に充填した従来品りとをそれぞれ５０個試
作し、初度２０℃で５０の抵抗にて閉路電圧および短絡
電流を調べるとともに、５Ωの定抵抗にて放電持続時間
を調べたところ第２表に示す結果が得られた。
表 ２
この表によると本発明品Ｂ、Ｏは従来品りに比べて大き
な短絡電流をとシ出すことができ、かつ優れた重負荷放
電特性を有することが判明した。
な短絡電流をとシ出すことができ、かつ優れた重負荷放
電特性を有することが判明した。
なお、この発明は上記実施例に限定されるものではなく
、要旨を変更しない範囲において種々変形して実施する
ことができる。
、要旨を変更しない範囲において種々変形して実施する
ことができる。
この発明によれば長軸径／短軸径の比が１．０〜１．５
の範囲内である粒子を９０−以上有する球状亜鉛粒子に
扁平状亜鉛を加えて負極剤を構成するととで、充填量の
バラツキ巾を小さくでき、しかも大きな短絡電流をとシ
出せるとともに重負荷特性に優れたアルカリ電池を得る
ことができる。特に、小型、薄型電池においては負極剤
の秤量精度が高まるため、正極と負極の電気容量のバラ
ンスをとり、電池の放電特性を均一にすることができる
。
の範囲内である粒子を９０−以上有する球状亜鉛粒子に
扁平状亜鉛を加えて負極剤を構成するととで、充填量の
バラツキ巾を小さくでき、しかも大きな短絡電流をとシ
出せるとともに重負荷特性に優れたアルカリ電池を得る
ことができる。特に、小型、薄型電池においては負極剤
の秤量精度が高まるため、正極と負極の電気容量のバラ
ンスをとり、電池の放電特性を均一にすることができる
。
第１図は本発明の一実施例を示す断面図、第２図（ａ）
、（ｂ）は同実施例に用いられるそれぞれ異なる扁平状
亜鉛を示す拡大図、第３図は従来のアルカリ電池に用い
られる亜鉛粒子の代表的な形状を示す拡大図、第４図は
従来および本発明のアルカリ電池に用いられる球状亜鉛
粒子の代表的な形状を示す拡大図である。 １・・・鉄製容器 ２・・・正極合剤３・・・ゲ
ル状負極剤 ４・・・セパレータ５・・・負極集電体
６・・・負極金属端子板７・・・絶縁バッキング 第１図 第２図 （ａ）（ｂ） 第３図 第４図
、（ｂ）は同実施例に用いられるそれぞれ異なる扁平状
亜鉛を示す拡大図、第３図は従来のアルカリ電池に用い
られる亜鉛粒子の代表的な形状を示す拡大図、第４図は
従来および本発明のアルカリ電池に用いられる球状亜鉛
粒子の代表的な形状を示す拡大図である。 １・・・鉄製容器 ２・・・正極合剤３・・・ゲ
ル状負極剤 ４・・・セパレータ５・・・負極集電体
６・・・負極金属端子板７・・・絶縁バッキング 第１図 第２図 （ａ）（ｂ） 第３図 第４図
Claims (3)
- （１）長軸径／短軸径の比が１．０〜１．５の範囲内で
ある粒子を９０％以上有する球状亜鉛粒子に扁平状亜鉛
を加えて負極剤を構成したことを特徴とするアルカリ電
池。 - （２）球状亜鉛粒子の９０％以上が４８〜８０メッシュ
の粒度であることを特徴とする特許請求の範囲第１項記
載のアルカリ電池。 - （３）扁平状亜鉛は負極亜鉛粒子全体の重量に対して５
〜５０重量％にしたことを特徴とする特許請求の範囲第
１項記載のアルカリ電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60170750A JPS6231951A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | アルカリ電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60170750A JPS6231951A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | アルカリ電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6231951A true JPS6231951A (ja) | 1987-02-10 |
Family
ID=15910692
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60170750A Pending JPS6231951A (ja) | 1985-08-02 | 1985-08-02 | アルカリ電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6231951A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
| JP2006228503A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Sony Corp | アルカリ電池 |
| JP2007287627A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Fdk Energy Co Ltd | アルカリ乾電池 |
-
1985
- 1985-08-02 JP JP60170750A patent/JPS6231951A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6284410B1 (en) | 1997-08-01 | 2001-09-04 | Duracell Inc. | Zinc electrode particle form |
| JP2006228503A (ja) * | 2005-02-16 | 2006-08-31 | Sony Corp | アルカリ電池 |
| JP2007287627A (ja) * | 2006-04-20 | 2007-11-01 | Fdk Energy Co Ltd | アルカリ乾電池 |
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