JPS5916274A - ボタン形アルカリマンガン電池 - Google Patents
ボタン形アルカリマンガン電池Info
- Publication number
- JPS5916274A JPS5916274A JP57124643A JP12464382A JPS5916274A JP S5916274 A JPS5916274 A JP S5916274A JP 57124643 A JP57124643 A JP 57124643A JP 12464382 A JP12464382 A JP 12464382A JP S5916274 A JPS5916274 A JP S5916274A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- positive electrode
- graphite
- specific surface
- surface area
- battery
- 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
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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
- H01M4/62—Selection of inactive substances as ingredients for active masses, e.g. binders, fillers
- H01M4/624—Electric conductive fillers
- H01M4/625—Carbon or graphite
-
- 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
- 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、二酸化マンガンに導電材として、黒鉛粉末を
混合したアルカリマンガン電池、特にボタン形電池に関
するもので、電池の保存性能の安定化と低温での間欠急
放電特性および一般の低率放電容量を改良するものであ
る。
混合したアルカリマンガン電池、特にボタン形電池に関
するもので、電池の保存性能の安定化と低温での間欠急
放電特性および一般の低率放電容量を改良するものであ
る。
従来例の構成とその問題点
二酸化マンガンは、電池の正極活物質として安価である
ことから広く使用されている。最近では、電子機器の消
費電流が次第に小さくなってきていることもあり、これ
まで酸化銀電池を使用していた用途にもボタン形アルカ
リマンガン電池が適用されるようになってきた。
ことから広く使用されている。最近では、電子機器の消
費電流が次第に小さくなってきていることもあり、これ
まで酸化銀電池を使用していた用途にもボタン形アルカ
リマンガン電池が適用されるようになってきた。
これ壕でのアルカリマンガン電池は、正極合剤として天
然黒鉛を１０〜１５．ｍｔ％混ばしたものを加圧成形し
て使用していた。このように黒鉛添加量が多い場合は、
合剤の成形性は良くなるが、種々のキ害が生じていた。
然黒鉛を１０〜１５．ｍｔ％混ばしたものを加圧成形し
て使用していた。このように黒鉛添加量が多い場合は、
合剤の成形性は良くなるが、種々のキ害が生じていた。
すなわち、天然黒鉛の場合、不純物として重金属例えば
Ｆ ｅ 、 Ｃｒ、 Ｍｇなどを含有する灰分が１重量
％以上あり、窒素吸着法による通常の測定法での比表面
積が１４ｍ２／ｙ以上であった。このため、二酸化マン
ガンと混合し、成形後、電池に組み込んだ場合、二酸化
マンガン粒子との接触面が増えることと、不純物の影響
でアルカリ電解液中で局部電池作用による自己放電が促
進され、その結果、保存中の開路電圧が低下する不都合
があった。この現象は、黒鉛の添加量に比例して大きく
なる。また、天然黒鉛の場合は、不純物の灰分を０．５
重量％以下に除去することは不可能であるし、比表面積
をより小さくすることは歩留シなと工程的に問題がある
とされている。
Ｆ ｅ 、 Ｃｒ、 Ｍｇなどを含有する灰分が１重量
％以上あり、窒素吸着法による通常の測定法での比表面
積が１４ｍ２／ｙ以上であった。このため、二酸化マン
ガンと混合し、成形後、電池に組み込んだ場合、二酸化
マンガン粒子との接触面が増えることと、不純物の影響
でアルカリ電解液中で局部電池作用による自己放電が促
進され、その結果、保存中の開路電圧が低下する不都合
があった。この現象は、黒鉛の添加量に比例して大きく
なる。また、天然黒鉛の場合は、不純物の灰分を０．５
重量％以下に除去することは不可能であるし、比表面積
をより小さくすることは歩留シなと工程的に問題がある
とされている。
最近、ピッチコークスや、タールコークスを原料とした
人造黒鉛が開発されてきている。この人造黒鉛は、純度
が高く灰分が０．２重量％以下で、比表面積も比較的容
易に調整できることから、二酸化マンガ、ンと混合する
導電材として極めて好都合である。
人造黒鉛が開発されてきている。この人造黒鉛は、純度
が高く灰分が０．２重量％以下で、比表面積も比較的容
易に調整できることから、二酸化マンガ、ンと混合する
導電材として極めて好都合である。
一般に、導電材として加える黒鉛粉末の比表面積が大き
くなると、二酸化マンガンに対する分散は均一になりや
すく、成形性もよくなるが、揮発分である吸着ガスや水
分を含みやすくなり、自己放電の原因となって保存後の
性能が悪くなる。又逆に比表面積が小さくなると、二酸
化マンガンに対する分散が不均一になシやすく、成形性
が悪くなって成形の歩留りが落ちる欠点がある。
くなると、二酸化マンガンに対する分散は均一になりや
すく、成形性もよくなるが、揮発分である吸着ガスや水
分を含みやすくなり、自己放電の原因となって保存後の
性能が悪くなる。又逆に比表面積が小さくなると、二酸
化マンガンに対する分散が不均一になシやすく、成形性
が悪くなって成形の歩留りが落ちる欠点がある。
一方、正極における黒鉛粉末の添加割合が大きいと、電
圧特性及び急放電特性にすぐれるが、低率での放電容量
が小さくなる。
圧特性及び急放電特性にすぐれるが、低率での放電容量
が小さくなる。
以上のように高純度の人造黒鉛を導電材として用いる場
合においても、その比表面積添加割合について改良すべ
き点が多い。
合においても、その比表面積添加割合について改良すべ
き点が多い。
発明の目的
本発明は、正極の導電材として用いる人造黒鉛の比表面
積及び添加割合を適切にすることによって、保存性能が
安定で、急放電特性にすぐれ、低率放電容量の大きいボ
タン形アルカリマンガン電池を提供することを目的とす
る。
積及び添加割合を適切にすることによって、保存性能が
安定で、急放電特性にすぐれ、低率放電容量の大きいボ
タン形アルカリマンガン電池を提供することを目的とす
る。
発明の構成
本発明は比表面積８〜１２ ｍ”／ ｇの人造黒鉛を４
〜６重量％の割合で加えた正極を用いることを実施例の
説明 まず、比表面積の異なる黒鉛の成形性についての比較結
果を示す。
〜６重量％の割合で加えた正極を用いることを実施例の
説明 まず、比表面積の異なる黒鉛の成形性についての比較結
果を示す。
人造黒鉛粉末２りを断面積２ｃＴｌのシリンダーに入れ
、万能試験機で１００ Ｋｙ ／ ｔ＃ｆの圧力を加え
て成形したときの成形体の高さを第１表に示す。また、
電解二酸化マンガン粉末９５重量部と黒鉛粉末５Ｍ量部
とを混合した合剤１０りを上記と同様にして１ｏｏ ｏ
Ｋｙ ／ ｃｎｆの圧力で成形したときの成形体の高さ
の比較を第２表に示す。
、万能試験機で１００ Ｋｙ ／ ｔ＃ｆの圧力を加え
て成形したときの成形体の高さを第１表に示す。また、
電解二酸化マンガン粉末９５重量部と黒鉛粉末５Ｍ量部
とを混合した合剤１０りを上記と同様にして１ｏｏ ｏ
Ｋｙ ／ ｃｎｆの圧力で成形したときの成形体の高さ
の比較を第２表に示す。
第１表
第２表
上述の成形体の高さは、低いほど成形性がよいことにな
るが、比表面積が７ ｍ２／ ｙ以下のものを用いると
明らかに成形性が落ちる。
るが、比表面積が７ ｍ２／ ｙ以下のものを用いると
明らかに成形性が落ちる。
次に、黒鉛の比表面積と電池の開路電圧との関係を説明
する。
する。
電解二酸化マンガン９５重量部と灰分。、２重量％以下
の人造黒鉛５重量部を混合した合剤を用いて、後述のよ
うなＬＲ４４型のボタン形電池を各１００個試作し、６
０ｃで４０日間保存後、２０Ｃで測定しグζ開路電圧の
度数分布金弟３表に示す。
の人造黒鉛５重量部を混合した合剤を用いて、後述のよ
うなＬＲ４４型のボタン形電池を各１００個試作し、６
０ｃで４０日間保存後、２０Ｃで測定しグζ開路電圧の
度数分布金弟３表に示す。
第３表
第３表より、黒鉛の比表面積が１３ｍ’／ｙ以上の場合
、開路電圧の点で不満足であることが明らかである。
、開路電圧の点で不満足であることが明らかである。
次に電池について各種性能を比較した結果を説明する。
第１図はＬＲ４４型アルマンガン電池を示す。
１は二酸化マンガンと黒鉛粉末を混合した合剤を成形し
た正極で、ニッケルメッキした鉄製容器２に密接されて
いる。３は正極集電リングである。
た正極で、ニッケルメッキした鉄製容器２に密接されて
いる。３は正極集電リングである。
４はセロハンよシなる牛透膜のセパレータで、正極１の
上面に密接している。５は負極側の含液材で、ナイロン
不織布からなる。６は氷化亜鉛粉末と１ｏｏ〜２００メ
ツシユのポリアクリル酸ソーダと電解液を練合したゲル
状負極である。７は負極端子を兼ねる封口板、８はナイ
ロン製のガスケツ トである。
上面に密接している。５は負極側の含液材で、ナイロン
不織布からなる。６は氷化亜鉛粉末と１ｏｏ〜２００メ
ツシユのポリアクリル酸ソーダと電解液を練合したゲル
状負極である。７は負極端子を兼ねる封口板、８はナイ
ロン製のガスケツ トである。
この電池は、直径１１−６１１ａ ＋高さ５．４Ｍで、
公称容量１ｏｏｍＡｈ である。なお、電解液には、が
性カリの４０重量％水溶液にＺｎＯを飽和近く溶解した
ものを用いた。
公称容量１ｏｏｍＡｈ である。なお、電解液には、が
性カリの４０重量％水溶液にＺｎＯを飽和近く溶解した
ものを用いた。
第４表はここに用いた黒鉛の純度（灰分）と比表面積を
示す。
示す。
それぞれの黒鉛を用いて、二酸化マンガンに対する混合
割合が２〜１０重量％の合剤を作シ、上述の電池を試作
した。
割合が２〜１０重量％の合剤を作シ、上述の電池を試作
した。
第４表
その後４５Ｃで約１印間熟成し、セパレータ層及び正負
極界面に電解液をバランスよく保持させかつ負極封口板
内面に対し均一な水化現象を促進させた。
極界面に電解液をバランスよく保持させかつ負極封口板
内面に対し均一な水化現象を促進させた。
この様にして試作した電池について、−２００において
、２６Ωの抵抗を負荷とし、２秒間放電し、１秒間休止
する間欠急放電（パルス放電）をして、電池電圧が０．
７５Ｖに達するまでの時間を調べた。又、１５にΩの抵
抗を負荷として連続放電を行い、放電作動電圧が１．３
ｏｖに達するまでの低率放電時間も調べた。
、２６Ωの抵抗を負荷とし、２秒間放電し、１秒間休止
する間欠急放電（パルス放電）をして、電池電圧が０．
７５Ｖに達するまでの時間を調べた。又、１５にΩの抵
抗を負荷として連続放電を行い、放電作動電圧が１．３
ｏｖに達するまでの低率放電時間も調べた。
第２図は正極の黒鉛含量と一２０Ｃでの間欠急放電時間
の関係を示す。この図で、実線はすべて試作直後の放電
時間を示し、点線は６０Ｃで４゜日間保存後の放電時間
を示す。
の関係を示す。この図で、実線はすべて試作直後の放電
時間を示し、点線は６０Ｃで４゜日間保存後の放電時間
を示す。
又、第５表は、代表的な黒鉛含有割合（低温での保存後
の間欠急放電時間の最大値を示す領域）の部分にしぼっ
て直後およびｅｏｃで４０日間保存後について、開路電
圧と１５にΩ連続放電時間を示した。
の間欠急放電時間の最大値を示す領域）の部分にしぼっ
て直後およびｅｏｃで４０日間保存後について、開路電
圧と１５にΩ連続放電時間を示した。
第６表
今後における間欠急放電時間の最大値がある。この領域
では黒鉛の含量が大きいため、正極の理論充填容量が減
り、低率１５にΩ負荷放電ではその放電時間が初期より
著しく短くなり、保存後の劣化も著しい。この原因は黒
鉛中の不純物（灰分）によるもので、開路電圧の低下が
促進されている。
では黒鉛の含量が大きいため、正極の理論充填容量が減
り、低率１５にΩ負荷放電ではその放電時間が初期より
著しく短くなり、保存後の劣化も著しい。この原因は黒
鉛中の不純物（灰分）によるもので、開路電圧の低下が
促進されている。
一方１人造黒鉛Ｂは、比表面積が１１．３ｍ’／９で灰
分もｏ、１ｓ ％と低く、保存後における低温の間欠急
放電時間の最大値が、添加率４〜５重量％にある。そし
て開路電圧、低率放電時間をも考慮すると４〜６重量％
が最適範囲である。この様に黒鉛Ｂはその添加率が小さ
くて良いため、正極の理論充填容量が増え低率放電時間
が長くなると共に開路電圧も直後１．６０Ｖと最も高く
、保存後においても劣化の小さい安定した性能を示して
いる。
分もｏ、１ｓ ％と低く、保存後における低温の間欠急
放電時間の最大値が、添加率４〜５重量％にある。そし
て開路電圧、低率放電時間をも考慮すると４〜６重量％
が最適範囲である。この様に黒鉛Ｂはその添加率が小さ
くて良いため、正極の理論充填容量が増え低率放電時間
が長くなると共に開路電圧も直後１．６０Ｖと最も高く
、保存後においても劣化の小さい安定した性能を示して
いる。
同じ人造黒鉛でもＣの場合は、比表面積が１８．１ｍ’
／ ｙと大きいため、二酸化マンガンとの混合でその
接触面積が多くなることと、比表面が大きくなると揮発
分である吸着ガスや水分などが必然的に増し、これらが
一種の不純物として働き、自己放電の促進があるため、
開路電圧の低下が同じ人造黒鉛であるＢより大きく低率
放電時間も短くなっている。
／ ｙと大きいため、二酸化マンガンとの混合でその
接触面積が多くなることと、比表面が大きくなると揮発
分である吸着ガスや水分などが必然的に増し、これらが
一種の不純物として働き、自己放電の促進があるため、
開路電圧の低下が同じ人造黒鉛であるＢより大きく低率
放電時間も短くなっている。
発明の効果
以上のように、本発明によれば保存性能が安定で狗裁電
特性の陵れた高容量のボタン形アルカリマンガン電池が
得られる。
特性の陵れた高容量のボタン形アルカリマンガン電池が
得られる。
第１図は実施例のボタン形電池の要部′を断面した側面
図、第２図は正極の各種黒鉛含有割合と低温での間欠急
放電時間の関係を示す。 １・・・・・・正極、４・・・・・・セパレータ、５・
・・・・・含液材、６・・・・・負極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏男 ほか１名第１図
図、第２図は正極の各種黒鉛含有割合と低温での間欠急
放電時間の関係を示す。 １・・・・・・正極、４・・・・・・セパレータ、５・
・・・・・含液材、６・・・・・負極。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏男 ほか１名第１図
Claims (1)
- 二酸化マンガンを活物質とし導電材として 黒鉛を含む
正極を備え、前記黒鉛が比表面積８〜１２ｍ” ／ ９
の人造黒鉛であり、正極の黒鉛含量が４〜６重量％であ
るボタン形アルカリマンガン電池。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57124643A JPS5916274A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | ボタン形アルカリマンガン電池 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP57124643A JPS5916274A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | ボタン形アルカリマンガン電池 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5916274A true JPS5916274A (ja) | 1984-01-27 |
Family
ID=14890477
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP57124643A Pending JPS5916274A (ja) | 1982-07-16 | 1982-07-16 | ボタン形アルカリマンガン電池 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5916274A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020017391A (ja) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解液電池 |
-
1982
- 1982-07-16 JP JP57124643A patent/JPS5916274A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2020017391A (ja) * | 2018-07-25 | 2020-01-30 | パナソニックＩｐマネジメント株式会社 | 非水電解液電池 |
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