JPS6329796B2 - - Google Patents
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- Publication number
- JPS6329796B2 JPS6329796B2 JP55160145A JP16014580A JPS6329796B2 JP S6329796 B2 JPS6329796 B2 JP S6329796B2 JP 55160145 A JP55160145 A JP 55160145A JP 16014580 A JP16014580 A JP 16014580A JP S6329796 B2 JPS6329796 B2 JP S6329796B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- active material
- battery case
- battery
- outer diameter
- rod
- 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.)
- Expired
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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
- 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
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Primary Cells (AREA)
- Battery Electrode And Active Subsutance (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は電池用活物質の成形方法に関するもの
である。従来より非圧縮状態の活物質と、圧縮状
態の活物質とを備えた円筒型電池、例えば二酸化
マンガン電池、ニツケル亜鉛電池、酸化水銀電池
などのアルカリ水溶液を電解液としたアルカリ−
亜鉛系電池、さらにはγ−ブチロラクトン、ジメ
トキシエタン、プロピレンカーボネートなどの非
プロトン性有機溶媒に、過塩素酸リチウム、ホウ
弗化リチウムなどのイオン解離性塩を溶解してイ
オン電導性を持たせた有機電解液を用いた二酸化
マンガンリチウム電池、酸化銅リチウム電池など
の製造にあたつては、主に非圧縮状態の活物質中
の空隙に電解液の大半を注入し、電池を組立て構
成するのが常であつた。
である。従来より非圧縮状態の活物質と、圧縮状
態の活物質とを備えた円筒型電池、例えば二酸化
マンガン電池、ニツケル亜鉛電池、酸化水銀電池
などのアルカリ水溶液を電解液としたアルカリ−
亜鉛系電池、さらにはγ−ブチロラクトン、ジメ
トキシエタン、プロピレンカーボネートなどの非
プロトン性有機溶媒に、過塩素酸リチウム、ホウ
弗化リチウムなどのイオン解離性塩を溶解してイ
オン電導性を持たせた有機電解液を用いた二酸化
マンガンリチウム電池、酸化銅リチウム電池など
の製造にあたつては、主に非圧縮状態の活物質中
の空隙に電解液の大半を注入し、電池を組立て構
成するのが常であつた。
この場合電池の起電反応を、例えば二酸化マン
ガン電池を例にとつて説明すると、次の反応式が
成り立つ。
ガン電池を例にとつて説明すると、次の反応式が
成り立つ。
負極側 Zn＋40H-→Zn（OH）2- 4
（非圧縮系）
正極側 2MnO2＋2H2O→2MnOOH＋2OH-＋
2e- （圧縮系） 上式の如く、負極においてはOH-イオンの消
費、水生成反応であり、正極においては水消費、
OH-イオン性反応であり、このことより電解液
量が多い程、放電容量が大きいことになる。換言
すれば正，負両極活物質の電気化学的エネルギー
を100％近く利用、活用できるものである。この
ような観点より、従来にあつては非圧縮状態の活
物質中に電解液の大半を投入している訳である
が、ある限度を超えると、電解液が電池封口時な
どにおいて外部へ漏液することが知られている。
2e- （圧縮系） 上式の如く、負極においてはOH-イオンの消
費、水生成反応であり、正極においては水消費、
OH-イオン性反応であり、このことより電解液
量が多い程、放電容量が大きいことになる。換言
すれば正，負両極活物質の電気化学的エネルギー
を100％近く利用、活用できるものである。この
ような観点より、従来にあつては非圧縮状態の活
物質中に電解液の大半を投入している訳である
が、ある限度を超えると、電解液が電池封口時な
どにおいて外部へ漏液することが知られている。
また電池の放電が進行するに従つて、正極にあ
つては、還元反応部分における起電反応が電極表
面より徐々に悪くなり、いわゆる濃度分極により
電圧降下現象を生じ、かつまた正極付近における
水不足のため正極とセパレータとの密着状態が悪
くなり、内部抵抗が急激に増大することにより急
速な電圧降下がみられる。従つて、活物質を100
％有効に利用する前に電池が使用不能状態とな
る。
つては、還元反応部分における起電反応が電極表
面より徐々に悪くなり、いわゆる濃度分極により
電圧降下現象を生じ、かつまた正極付近における
水不足のため正極とセパレータとの密着状態が悪
くなり、内部抵抗が急激に増大することにより急
速な電圧降下がみられる。従つて、活物質を100
％有効に利用する前に電池が使用不能状態とな
る。
本発明は上記したような圧縮状態の活物質の成
形方法を改良することにより、起電反応に必要な
電解液を圧縮状態の活物質中に保持し得る活物質
を提供するものである。つまり正極活物質の粉末
をその内径においては棒状芯型の外径よりも大き
く、その外径においてはケースの内径よりも小さ
い状態でしかも内、外径が異なつた短管状に予備
成形し、この予備成形体を複数個、規定の重量と
なるよう棒状芯型（コア）に遊嵌して電池ケース
中に挿入し、その後、コアの外側を移動するスリ
ーブ状パンチで予備成型体を加圧しケース内で円
筒状に加圧再成形することにより、電解液吸収能
にすぐれた圧縮系合剤を得るものである。
形方法を改良することにより、起電反応に必要な
電解液を圧縮状態の活物質中に保持し得る活物質
を提供するものである。つまり正極活物質の粉末
をその内径においては棒状芯型の外径よりも大き
く、その外径においてはケースの内径よりも小さ
い状態でしかも内、外径が異なつた短管状に予備
成形し、この予備成形体を複数個、規定の重量と
なるよう棒状芯型（コア）に遊嵌して電池ケース
中に挿入し、その後、コアの外側を移動するスリ
ーブ状パンチで予備成型体を加圧しケース内で円
筒状に加圧再成形することにより、電解液吸収能
にすぐれた圧縮系合剤を得るものである。
次に本発明の実施例につき、図とともに詳述す
る。第１図は本発明の方法により円筒状正極活物
質を成形した二酸化マンガン−亜鉛アルカリ電池
を示し、図において１は有底筒状の金属製電池ケ
ースで、耐食性の良好な鋼板よりない、その内周
面には正極活物質２である二酸化マンガンと伝導
助剤である黒鉛、あるいはアセチレンブラツクと
の混合粉末を円筒状に加圧々接している。３は正
極活物質２の内側に挿入された有底筒型のセパレ
ータで、保液性に優れるコツトン、再生セルロー
ス、合成繊維等よりなり、その内部にはか性アル
カリ水溶液からなる電解液と、負極活物質４であ
る亜鉛粉末を充填している。５は導電性部材より
なる封口板で、その中央部には封口板５に電気的
に導通した負極集電体６を配している。７は封口
板５と電池ケース１との開口部を閉塞する封口パ
ツキングで、合成ゴム、合成樹脂、あるいはそれ
らの複合材よりなる。次に本発明の円筒状正極活
物質の成形方法の具体例につき、第２図とともに
説明する。
る。第１図は本発明の方法により円筒状正極活物
質を成形した二酸化マンガン−亜鉛アルカリ電池
を示し、図において１は有底筒状の金属製電池ケ
ースで、耐食性の良好な鋼板よりない、その内周
面には正極活物質２である二酸化マンガンと伝導
助剤である黒鉛、あるいはアセチレンブラツクと
の混合粉末を円筒状に加圧々接している。３は正
極活物質２の内側に挿入された有底筒型のセパレ
ータで、保液性に優れるコツトン、再生セルロー
ス、合成繊維等よりなり、その内部にはか性アル
カリ水溶液からなる電解液と、負極活物質４であ
る亜鉛粉末を充填している。５は導電性部材より
なる封口板で、その中央部には封口板５に電気的
に導通した負極集電体６を配している。７は封口
板５と電池ケース１との開口部を閉塞する封口パ
ツキングで、合成ゴム、合成樹脂、あるいはそれ
らの複合材よりなる。次に本発明の円筒状正極活
物質の成形方法の具体例につき、第２図とともに
説明する。
図において、２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄは正極活
物質２である二酸化マンガン（95重量％）と黒鉛
（５重量％）との混合粉末を、その内径において
コアＡの外径よりも大きく、外径においてはケー
ス１の内径よりも小さくし、かつ各々の内，外径
を異にした４個の短管状の予備成形活物質であ
る。これらはいずれも成形密度が1.2〜2.0程度に
前記の合剤を予備成形し、これらの予備成形活物
質をケース１内に規定量挿入する。この際あるい
はこの後、予備成形活物質の内径部にコアＡを遊
嵌し、次にコアＡの外周に摺動自在に装着された
スリーブ状パンチＢで予備成形活物質を上部から
押圧粉砕し、予備成形活物質をケース１とコアＡ
との間で加圧再成形する。この再成形時の活物質
成形密度は、予備成形時の密度よりも10％程度大
きくなるようにすることによつて、円筒状に圧縮
再成形された正極活物質を得ることができる。こ
のような方法で得た成形正極活物質は電解液の保
持量が従来に比べて15〜20％増大できる。これは
加圧再成形時に、積重した予備成形活物質相互間
に空隙部があるため、スリーブ状パンチで押圧さ
れた時に荷重（力）の加わりかたがまばらにな
り、活物質表面にその成形密度の不均一な部分、
つまり粗な部分が多く発生するためである。一
方、従来における方式、つまり予備成形活物質の
内外径を同一とした方式の場合にあつては、押圧
時における荷重の加わり方が均一となるため、前
述の不均一な部分の発生が極めて小さくなり、吸
液性が乏しくなるためである。
物質２である二酸化マンガン（95重量％）と黒鉛
（５重量％）との混合粉末を、その内径において
コアＡの外径よりも大きく、外径においてはケー
ス１の内径よりも小さくし、かつ各々の内，外径
を異にした４個の短管状の予備成形活物質であ
る。これらはいずれも成形密度が1.2〜2.0程度に
前記の合剤を予備成形し、これらの予備成形活物
質をケース１内に規定量挿入する。この際あるい
はこの後、予備成形活物質の内径部にコアＡを遊
嵌し、次にコアＡの外周に摺動自在に装着された
スリーブ状パンチＢで予備成形活物質を上部から
押圧粉砕し、予備成形活物質をケース１とコアＡ
との間で加圧再成形する。この再成形時の活物質
成形密度は、予備成形時の密度よりも10％程度大
きくなるようにすることによつて、円筒状に圧縮
再成形された正極活物質を得ることができる。こ
のような方法で得た成形正極活物質は電解液の保
持量が従来に比べて15〜20％増大できる。これは
加圧再成形時に、積重した予備成形活物質相互間
に空隙部があるため、スリーブ状パンチで押圧さ
れた時に荷重（力）の加わりかたがまばらにな
り、活物質表面にその成形密度の不均一な部分、
つまり粗な部分が多く発生するためである。一
方、従来における方式、つまり予備成形活物質の
内外径を同一とした方式の場合にあつては、押圧
時における荷重の加わり方が均一となるため、前
述の不均一な部分の発生が極めて小さくなり、吸
液性が乏しくなるためである。
第３図はこのような本発明によつて得られた二
酸化マンガン−亜鉛アルカリ電池、JIS品番AM
−１電池を負荷抵抗２Ωで連続放電を行なつた時
の放電特性を示したもので、アは本発明品、イは
従来品であり、放電特性においてアはイよりも約
30％向上している。
酸化マンガン−亜鉛アルカリ電池、JIS品番AM
−１電池を負荷抵抗２Ωで連続放電を行なつた時
の放電特性を示したもので、アは本発明品、イは
従来品であり、放電特性においてアはイよりも約
30％向上している。
以上の如く、本発明は電池性能を向上させる上
で極めて有効な方法であり、電池は実施例の二酸
化マンガン−亜鉛電池に限られるものではなく同
種の構成よりなる他の電池系にも適用可能であ
る。
で極めて有効な方法であり、電池は実施例の二酸
化マンガン−亜鉛電池に限られるものではなく同
種の構成よりなる他の電池系にも適用可能であ
る。
第１図は本発明の一実施例に基づいた二酸化マ
ンガン−亜鉛アルカリ電池の半截側面図、第２図
は本発明の円筒状成形活物質の成形状態を示す略
図、第３図は本発明による電池と、従来の方法に
よる電池との放電特性を示す図である。 １……電池ケース、２……成形正極活物質、２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ……短管状予備成形活物
質、３……セパレータ、４……負極活物質、Ａ…
…棒状芯型（コア）、Ｂ……スリーブ状パンチ。
ンガン−亜鉛アルカリ電池の半截側面図、第２図
は本発明の円筒状成形活物質の成形状態を示す略
図、第３図は本発明による電池と、従来の方法に
よる電池との放電特性を示す図である。 １……電池ケース、２……成形正極活物質、２
ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ……短管状予備成形活物
質、３……セパレータ、４……負極活物質、Ａ…
…棒状芯型（コア）、Ｂ……スリーブ状パンチ。
Claims (1)
- １ 円筒型電池ケースの内周面に活物質を円筒状
に圧着成形する方法において、前記電池ケース内
の中央に配置する棒状芯型の外径よりも内径が大
きく、かつ外径が前記電池ケース内径よりも小さ
い短管状予備成形活物質をその内外径寸法を異に
して複数種用意し、これらを前記棒状芯型に遊嵌
させて電池ケース内に配置した後、棒状芯型の外
側を移動するスリーブ状パンチにより電池ケース
内周面に圧着するよう円筒状に加圧再成形するこ
とを特徴とする電池用活物質の成形方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55160145A JPS5784572A (en) | 1980-11-13 | 1980-11-13 | Molding method of active material for battery |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP55160145A JPS5784572A (en) | 1980-11-13 | 1980-11-13 | Molding method of active material for battery |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5784572A JPS5784572A (en) | 1982-05-26 |
| JPS6329796B2 true JPS6329796B2 (ja) | 1988-06-15 |
Family
ID=15708835
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP55160145A Granted JPS5784572A (en) | 1980-11-13 | 1980-11-13 | Molding method of active material for battery |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5784572A (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100416321B1 (ko) * | 2001-08-20 | 2004-01-31 | 제노에너지(주) | Ｌｉ 분말을 이용한 Ｌｉ 전지용 음극의 성형방법 |
-
1980
- 1980-11-13 JP JP55160145A patent/JPS5784572A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS5784572A (en) | 1982-05-26 |
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