JPS5931559A - 二酸化マンガン乾電池及びその製造方法 - Google Patents

二酸化マンガン乾電池及びその製造方法

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JPS5931559A
JPS5931559A JP57142265A JP14226582A JPS5931559A JP S5931559 A JPS5931559 A JP S5931559A JP 57142265 A JP57142265 A JP 57142265A JP 14226582 A JP14226582 A JP 14226582A JP S5931559 A JPS5931559 A JP S5931559A
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JP
Japan
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mixture
electrolyte
specific gravity
positive
manganese dioxide
Prior art date
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Pending
Application number
JP57142265A
Other languages
English (en)
Inventor
Hisashi Sudo
須藤 尚志
Tatsuzo Takano
高野 達三
Akira Tomonaga
朝長 朗
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.)
TOYO TAKASAGO KANDENCHI KK
Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
TOYO TAKASAGO KANDENCHI KK
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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    • 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
    • H01M4/08Processes of manufacture

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • 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】 この発明は電解液を含んだ陽極合剤をセパレータ7介し
て陰極缶(亜鉛缶)に封入したペーパーラインド式の二
酸化マンガン乾電池に関するものである。
第1図は従来のそのような乾旬、池及びこの発明にか\
わる乾電池の構造ケ示、す断面図で9図において(1)
は陰極缶である円筒形の亜鉛缶、(21は鰍鉛缶(1)
の内側に設けた1例えば和紙工Vなるセパレータ、(3
)は亜鉛缶tjlの底部に設けたカップ状の底紙−(4
)はセパレータ(2)及び底紙(3)ヲ介して即鉛缶(
1)に封入された陽極合説で、減極尊としての二酸化マ
ンガン、導電材としてのアセチレンブランク及び電解液
としての塩化亜鉛と塩化アンモニウムとの水溶液ケ主成
分としている。(5)は陽極合剤(4)中に挿入された
陽極導体としての炭素棒、(6)は陽極合剤(4)を榎
った蓋紙、(7)は蓋紙(6)上に配したピッチよりな
る封口材、(8)は上記亜鉛缶+11χ覆った合成樹脂
チューブ、(9)は炭素棒(5)の上端に嵌合した陽極
用金属キャップ、 01は亜鉛缶(1)の底外面に接触
した陰極用金属板、 +111に合成樹脂ワッシャー0
3、+13 )¥介して金属キャンプ(9)及び金属板
(ll’4緊締する金属外装缶、031は金属キャップ
(9)内方に設けた合成樹脂封口体である。
このような構成のペーパ−2インド式二酸化マンガン乾
電池の従来の製造方法tユ、亜鉛缶+11の内周面欠セ
パレータ(2)で覆った後、亜鉛缶+11の底面に底紙
(3)乞装填する。一方陽極合剤(4)としては。
先ず電解二酸化マンガンとアセチレンブラックと微指の
酸化1F鉛との混合体に、所俊晰の約V3の電解液火加
えて混尊すると、湿I帯びた粉状の合剤ができる。この
合剤ya′1〜3日熟成貯蔵してtm液ン均−化せしめ
るとともに空気ン逸出嘔せて嵩密度ヶ高めた後、その合
剤ケ加圧成形して柱状の合剤を造る。この柱状合剤を上
記亜鉛缶+11内に挿入した後残余の約1/4の電解液
欠注入浸透せしめ1次に柱状合剤の中央部に炭素棒(5
)欠圧入してセパレータ(21ヲ介して亜鉛缶(IIと
陽極合剤(4ンとの接触l良好にして乾電池Z製造して
いた。
上記のようにして製造した乾電池の第1の欠点は熟成後
においても合剤中に相当多量の空気が残留し、111解
液及びイオンの移動ン阻んで放電性能を低下爆ぜるとと
もに加圧成形後に膨張、ひび割れ1重Mのばらつき等が
発生して放電性能の安定がはかれないという点にあった
。普通に用いられる合剤の組成は電解二酸化マンガン(
比重4.4)が50重量%、アセチレンブラックC比t
2)が9重量%、酸−化亜鉛(比重5.5)が03重量
%。
■1M液(比重1.25;塩化亜鉛25束量チ、塩化ア
ンモニウム4重量%の水溶i)が40.7重量%であり
、その真比重は2.063.9/−となる。しかし実際
の完成品の陽極合剤(4)の比重は従来の方法では1.
98 g/6n5すなわち真比重996%にまで高める
ことは不可能で従来品の最高のものでも1.96910
n’。
程度であった。これは陽極合剤(41の脱気が不完全で
あるためで、放電性能ン悪化埒せる一つの原因となって
いた。
従来品の第2の欠点は陽極合剤(4)中の電解液の分布
が不均一で二酸化マンガンの利用率が悪いため放雷性6
ヒが低く且つばらつきが太きいという点にあつtoすな
わち従来の方法では柱状合剤を亜鉛缶(x)に挿入した
後残余の1ンM液を注入するため。
どうしても亜鉛缶(1)側の電解液が過剰となりその結
果炭外1棒(5)側の電解液が不足して上記のようなこ
とが起こる。
また第3の欠点は上記のように残余の1に層液を注入す
るため陽極合材7F11’f[Iの電解液が過剰である
ので、1M池紹立完成後特に高温条件下等において漏液
事故が起こりやすいという点にある。
第4の欠点はN、層液の注入の際電解液の飛びはね等が
発生することがあり、亜鉛缶(1)の内面や外面tU食
させて封口材(7)のシール會不完全にした91製造機
械金汚したすして好ましくないという点におる。、 wL5の欠点は生産性がよくないという点;乞あり。
その第1は電解液の注入時に製造ラインの汚れを招き作
票能率の低下をきたすということである。・その第2は
合剤の熟成のために貯蔵場所が必要となり、また貯11
. iQ・や貯蔵期間の問題で製造工程が13(雑とな
るということである。
この発明は最初に二酸化マンガン及び導電材と所璧の全
電解液とン混合して途中での電解液の注入工程ケ廃止し
、また電解液ン含んだ合剤ン衝軍ケカロえながら造粒す
ることによって上記合剤中の空気乞放出するとともにT
L電解液均一化を計り。
その後に粒状合剤ケ潰粒して陰極缶に封入することによ
り上記諸欠点を改善することケ目的とするものである。
次に実施例によって発明の詳細な説明する。
先ず電解二酸化マンガン84.5車量チ、導電材であゐ
アセチレンブランク15.0乗量係、11ケ化亜鉛0.
5重量%の固体材料100容量に、水11重量%。
塩化亜鉛25重量%、塩化アンモニウム4屯量チの電解
液ss′#3ン加えて混合攪拌すると水分25〜30%
、嵩密度08〜0.9 、!i’/ccの混合物ができ
る。この場合加える電1解液は従来法と異なV所安の全
量である。またこの合剤の組成は前記従来品と全く同様
である。
第2図はこの合剤ン衝撃ケ加えながら造粒する装置の一
例を示す破断斜視図で1図においてθ弔は中央にセンタ
チューブ09ン有する鋸状のコンテナ。
θeはコンテナ64ン支持する高張カスプリング、(I
ηは振動用モータである。
上記のようにしてできた合剤ヶ直ちにコンテナQ勾に入
れてモータfl?lY<動作坏せるとコンテナIには三
次元の高振動が加えられ1合剤は図の矢印で示したよう
にゆっくりと旋回運動ヶ開始し、4〜8分間で1荀径0
.5〜51の粒体に造粒される。この間合剤はコンテナ
α勾の壁部への衝突と、その際与えられる振動と合剤同
志の衝突とによる衝撃で脱気嘔れるとともに電解液が均
−化嘔れる。
第3図は上記のようにしてできた粒体合剤乞陰極缶(1
)に充填する工程ン示す断面図であり1図において0槌
は充填治具で、計量部(18a) 、造粒部(18t+
) 、及びガイド部(18c)に工V形成されている。
Ht;を計量部(18a)内ヶ上下に移動するピストン
、■は粒体合剤である。
この工程ではピストン(I!1ヶ引上げた後、計量部(
18a)に所定量の粒体合剤■l補填し、ピストンa9
ン計量部(18a)に圧入することにより、セパレータ
(2)及び底紙(3)ケ装填した亜鉛缶+11に陽極合
剤(4)乞充填する。この際亜鉛缶(1)はピストン0
9の移動に伴って下方に移動するようになっているが。
その移動は充填された陽極合剤(4)に適宜な圧力がか
\るように調整爆れている。従って陽極合剤(4)トセ
ハレータ(2)との接触及びセパレータ(2)への電解
液の浸透が均一におこなわnる。才た粒体合剤■は主と
して造粒部(18b)で造粒きれ、ガイド部(18c)
Y出るときは全く粒形を留めないようになっている。
上記のようにして陽極合剤(4)の充填が完了すると蓋
紙(61’Y亜鉛缶fi+に挿入し、蓋紙(6)の中央
に設けた孔から炭素棒(5)ン陽極合剤(4)中に圧入
する。
この炭素棒(5)の圧入により陽極合剤(4ンは更に脱
気されて比重が高まるとともに、セパレータ(2)ケ介
しての亜鉛缶+11との接触が更に良好となり、またセ
パレータ(2)への電解液の浸透もより完全なものとな
る。
このようにして製造した陽極合剤(4)の比重は約2.
0097Sであり、従来品の最高比重1.96.ji’
乙シCπ に比し極めて高い値のものが得られた。これらの値は前
記の組成から求めた真比重2,0639/−に対し夫々
9T%及び95チであV、この発明によって製造したも
のは極めてよく脱気されていることが判る。また従来品
のように電解液が陽極合剤(4)の表m」に偏在するよ
うなこともなく均一に分散し、i!たセパレータ(2)
にも均一に浸透していた。
上記のようにして製造したSUM−1型乾軍、池Bと従
来方法で製造した同一仕様の乾電池へとにつき放電性能
及び耐漏液性能の試験ケおこなった結果ケ第1表及び第
2表に示す。
第 1 表 第2表 紀1表は製造直後の各試料夫々10個の20℃における
放電持続時間の平均値及び標準偏差ケ示したもので、乾
電池Bが従来の乾電池Aに比し放電性能が平均的にも、
またばらつきにおいても極めて優れていることが判る。
第2表はやはり製造面後の各試料夫々50個の20℃に
おける2Ω負荷での3ケ月後の漏液発生数、及び、夫々
100個の60℃3ケ月保存後の漏液発生数7示したも
ので、耐漏液性能においても乾電池Bの改善効果は明ら
かである。
以上は本発明の製造方法によれば脱気が完全になりまた
電解液分布が均一になることの効果によるものであるが
1本発明では途中の工程での電解液の注入及び合剤の熟
成ケおこなわないので前記の第4の欠点や第5の欠点が
除去されることは自明である。
その久四に沖々央験ン重ねて検削し7た結果粒体合剤(
4)は、直径が051以上 s、 o 1m以−干、嶌
密IWが0.9J9/。。以上、120め4゜以下1粒
体比重が1.929乙−以上の@i(4囲が好適範囲で
あることが明らかになった。
& その理由は次のと歩りである。直径が05 より小てい
場合は脱気が不十分で、製造後の電解液の陰極側への移
動や動作中のイオンの秤部1が空気に、cv阻害嘔れて
放電性能が低く且つばらつきも太きくなり好捷しくない
。一方、直径が50″′7+′以上の場合に(は充填治
具O印の計量部(18a)に補填される粒体合剤(4)
の■テがばらつき、その結果叱鉛缶tl+に充填袋れる
!4極合剤(4)の童がばらついて奸才しくない。
才た嵩密度がo、sog/。。より小をい場合は造粒が
不完全で脱気が不十分となり、放電、性能が低く且つば
らつきが大きくなるとともに亜鉛缶(])に充填される
陽極合剤(4)の量のばらつきが犬きくなり。
放電性能及び耐漏液性能が劣る。−力、8密度が1、2
097.。。より大きい場合は造粒が過剰状態となり9
粒体表面に遊離の電解液が浸み出してくると同時に粒体
径も相当大きくなる。このため+ イj 7j’1ンn
11鉛缶+II K充填する工程で合剤の流れが悪くな
り、充填治具(1秒内に入る合剤のばらつきが大きくな
る。その結果、亜鉛缶(1)中に充填袋れた陽極合剤(
4)のばらつきが太きく々す、乾電池の製造上支障が生
じ好寸しくない。
また粒体比重が1.szg/c1n’ x v小沁い場
合(1□粒体合剤囚内の脱気が不十分となり、放電性能
が低く且つばらつきが大きくなる。
本発明の製造方法によって製造しf7c乾電池の陽極a
剤(4)の比重は何i1も1,9B、?/ 3 (7に
比重のC川 96襲)以上で、実験では、t、sl/ろ(真比重aη 0965%)から2.03g/crn5(真比重の98
.4係)の範囲のものが得られ、従来の乾電池に比し放
電、性能及び耐漏液性能の改善効果は明らかであった。
なお上記実施fllでは第2図のような三次元の高振動
による装置により合剤ケ造粒したが、衝撃ケ加えながら
造粒するような装置であれば、他の装置例えば二次元の
高振動による装置のようなものでも同様の効果が期待で
きる。
Jy’ この発明Fi以上説明したと9−v、全電解液と固体材
料と乞混合した合剤ン衝撃を加えなから造粒し、その粒
体合剤乞潰粒して陰極缶に充填することにより、陽極合
剤の比重が真比重の96%以上で、脱気及び電解液分布
の均一化が良好な乾電池が得られ、放電性能及び耐漏液
性能が大巾に向上するという効果が得られる。
またこの発明の製造方法では工程途中での電解液の注入
及び合剤の熟成乞おこなわないので、それらに伴う諸欠
点も解消できるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
第1図は従来品及びこの発明の一実施例を示す乾電池の
断面図、第2図及び第3図はこの発明の製造方法の一実
施例ケ示す破断斜視図及び断面図である。 図においてtl)は陰極缶、(2)はセパレータ、(4
)は陽極合剤、■は粒体合剤である。 なお各図中同一符号は同一または相当部分を示す。 代理人  葛 野 信 − 5、補正の対象 明細書の発明の詳細な説明の欄。 6、補正の内容 明細書の第2頁第10行目の1和紙」とあるのを「クラ
フト紙など」と訂正する。 以上

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 +11  陽極合剤の比重が、その組成から求めた真比
    重の96係以上であることヶ特徴とする二酸化マンガン
    乾電池。 (2)(イ)二酸化マンガン及び導電材と所衆の全電解
    液とを混合する工程 (ロラ (イ)の工程でできた混合物を衝撃欠加えなか
    ら造粒する工程 (ハ)幹)の工程でできた粒体合剤を潰粒する工程 に)(ハ)の工程で潰粒された合剤ン陰極缶に充填する
    工程 ケ含む二酸化マンガン乾電池の製造方法。 (31粒体合剤の直径が0.5″11以上 、、、a以
    下・嵩密度がo、 s o 9/。。以上、120g/
    cc以下1粒体比重がt 92 g/、、5以上である
    ことケ特徴とする特許請求の範囲第(2)項記載の二酸
    化マンガン乾電池の製造方法。
JP57142265A 1982-08-17 1982-08-17 二酸化マンガン乾電池及びその製造方法 Pending JPS5931559A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5382349A (en) * 1991-10-09 1995-01-17 Idemitsu Kosan Co., Ltd. Method of treatment of heavy hydrocarbon oil

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5732981A (en) * 1980-08-07 1982-02-22 Mitsubishi Electric Corp Heating element for printing

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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