碱性干电池制造技术

碱性干电池具备：正极；负极；配置在正极与负极之间的分隔件；和包含于正极、负极及分隔件中的电解液，电解液包含碱性水溶液。负极包含含锌的负极活性物质和添加剂，添加剂包含选自由苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸及它们的盐组成的组中的至少1种。负极中所含的负极活性物质的量相对于电解液所含的水100质量份为176～221质量份。负极中所含的添加剂的量相对于负极活性物质100质量份为0.1～1.0质量份。

Alkaline dry cell

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】碱性干电池
本专利技术涉及碱性干电池的负极的改良。
技术介绍
碱性干电池(碱性锰干电池)由于比锰干电池容量大且能够取出大的电流，因此得到广泛利用。碱性干电池具备：正极；负极；配置在正极与负极之间的分隔件；和包含于正极、负极及分隔件的碱性电解液。负极包含含锌的负极活性物质。对于这样的碱性干电池进行了各种研究。例如，提出在负极中添加芳基羧酸作为负极活性物质的防腐剂的方案(参照专利文献1)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开昭61-208753号公报
技术实现思路
为了在不改变电池尺寸(电池内容积)的前提下延长放电时间，需要增加活性物质、特别是负极活性物质的量，但另一方面则不得不减少电解液的量。这种情况下，负极活性物质量相对于电池内的电解液(水)量的比变大。另一方面，对于碱性干电池而言，提高中速率间歇放电性能很重要。但是，在中速率间歇放电中，放电深度变大，要求高的活性物质利用率。因此，在中速率间歇放电中增大负极活性物质量相对于电池内的电解液量的比时，由于在放电末期负极内的电解液不足，因而负极活性物质的颗粒表面被氧化覆膜覆盖，负极活性物质容易钝化。即，在放电末期，电池电压容易急剧下降。另外，水从负极向正极的供给(移动)也出现问题。由于这些因素而存在如下的问题：在中速率间歇放电中，即使增加负极活性物质，放电时间也不会延长。需要说明的是，专利文献1中对于芳基羧酸与中速率间歇放电性能的关系未进行研究。对电解液(水)量和负极活性物质量的平衡与中速率间歇放电性能的关系也未进行研究。本公开的一方面的碱性干电池具备：正极；负极；配置在前述正极与前述负极之间的分隔件；和包含于前述正极、前述负极及前述分隔件的电解液，前述电解液包含碱性水溶液。前述负极包含含锌的负极活性物质和添加剂，前述添加剂包含选自由苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸及它们的盐组成的组中的至少1种。前述负极中所含的前述负极活性物质的量相对于前述电解液(电池内的电解液)中所含的水100质量份为176～221质量份，前述负极中所含的前述添加剂的量相对于前述负极活性物质100质量份为0.1～1.0质量份。根据本公开，可以提供中速率间歇放电性能优异的碱性干电池。附图说明图1是将本专利技术的一个实施方式的碱性干电池的一部分作为截面而得到的正视图。具体实施方式本专利技术的实施方式的碱性干电池具备：正极；负极；配置在正极与负极之间的分隔件；和包含于正极、负极及分隔件中的电解液，电解液包含碱性水溶液。负极包含含锌的负极活性物质和添加剂A。添加剂A包含选自由苯甲酸、邻苯二甲酸(邻位体)、间苯二甲酸(间位体)及它们的盐组成的组中的至少1种。负极中所含的添加剂A的量相对于负极活性物质100质量份为0.1～1.0质量份。负极中所含的负极活性物质的量相对于电解液(电池内的电解液)中所含的水100质量份为176～221质量份。上述的电池内的电解液是指包含于正极、负极及分隔件中的电解液。通过使负极包含特定量的添加剂A而使负极中所含的负极活性物质的量增加至相对于电解液中所含的水100质量份为176～221质量份时，能够提高中速率间歇放电性能。使负极包含特定量的添加剂A时，负极活性物质颗粒间的电解液(水)的循环性、及电解液从负极向正极的循环性得到提高。即，电解液在负极活性物质颗粒间移动、或电解液从负极向正极移动变得容易。因此，即使在电解液量相对较少的情况下，在中速率间歇放电的放电末期也能够高效地利用负极内的电解液。与此相伴地，通过使中速率间歇放电时的负极活性物质的利用率提高等，从而能够提高中速率间歇放电性能。负极中所含的添加剂A的量相对于负极活性物质100质量份小于0.1质量份时，添加剂A所产生的效果变小。负极中所含的添加剂A的量相对于负极活性物质100质量份超过1.0质量份时，负极中所含的负极活性物质的量减少，因此中速率间歇放电性能下降。负极中所含的添加剂A的量优选相对于负极活性物质100质量份为0.1～0.5质量份，更优选相对于负极活性物质100质量份为0.15～0.50质量份。负极中所含的负极活性物质的量相对于电池内的电解液所含的水100质量份小于176质量份时，负极中所含的负极活性物质的量减少，因此中速率间歇放电性能下降。负极中所含的负极活性物质的量相对于电池内的电解液中所含的水100质量份超过221质量份时，负极中所含的电解液(水)的量减少，因此中速率间歇放电性能下降。负极中所含的负极活性物质的量优选相对于电池内的电解液中所含的水100质量份为184～214质量份。负极中所含的负极活性物质的量例如如下求出：对将电池拆解并取出的负极，进行利用ICP(高频电感耦合等离子体)发射光谱法的测定，从而求出。电池内的电解液中所含的水的量例如可以通过以下方法求出。首先，将电池拆解并取出内容物(包含电解液的负极、正极及分隔件)，求出内容物的质量W1。然后将取出的内容物干燥，求出该内容物的各材料(包含电解液中除水以外的成分的负极、正极及分隔件)中所含的元素的量，基于该量求出各材料的质量。例如，作为正极活性物质的二氧化锰的量基于锰量来求出，电解液中所含的氢氧化钾的量基于钾量来求出。求出从上述质量W1减去将各材料的质量相加而得到的质量W2而得到的值，作为电池内的电解液中所含的水的量。作为添加剂A，使用选自由苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸及它们的盐组成的组中的至少1种。作为上述盐，可例示例如碱金属盐、碱土金属盐、铵盐、鏻盐、胺盐等。作为碱金属盐，可例示钠盐、钾盐等。作为碱土金属盐，可例示镁盐、钙盐等。从得到优异的中速率间歇放电性能的角度出发，其中优选使用苯甲酸作为添加剂A。负极中所含的添加剂A的量例如如下求出：将电池拆解并取出负极后，通过离子色谱法测定负极中的苯甲酸离子、邻苯二甲酸离子、或间苯二甲酸离子的量，从而求出。负极优选还包含相对于负极活性物质100质量份为0.05～0.5质量份的、选自由氟化钾及对苯二甲酸(对位体)组成的组中的至少1种作为添加剂B。通过包含添加剂B，从而使由添加剂A带来的高效利用负极中的电解液(水)的效果进一步得到提高，使中速率间歇放电性能进一步得到提高。对苯二甲酸与邻苯二甲酸(邻位体)、间苯二甲酸(间位体)不同，在凝胶状的负极中难以溶解。负极包含颗粒状的对苯二甲酸时，在负极中，对苯二甲酸的颗粒仅表面极少地溶解，其几乎全部以不溶解的状态存在。负极中所含的氟化钾的量例如如下求出：将电池拆解并取出负极后，通过离子色谱法测定负极中的氟化物离子的量，由此而求出。负极中所含的对苯二甲酸的量例如如下求出：将电池拆解并取出负极后，对负极充分地加水而使对苯二甲酸溶解，利用离子色谱法测定通过溶解而产生的对苯二甲酸离子的量，由此而求出。正极优选包含相对于电池内的电解液所含的水100质量份为457～507质量份的二氧化锰。这种情况下，如果使用添加剂A，则电解液(水)能够在电池内适度地移动，即使在放电末期也均衡地包含在正负极内。因此，能够充分提高正极活性物质的利用率，能够充分提高中速率间歇放电性能。正极中所含的二氧化锰的量例如如下求出：对于将电池拆解并取出的正极，通过容量分析法(例如螯合滴定)测定锰量，由此而求出。负极中所含的负极活性物质的量优选相对于负极中的电解液中所含的水100质量份为350～394质量本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碱性干电池，其具备：正极；负极；配置在所述正极与所述负极之间的分隔件；和包含于所述正极、所述负极及所述分隔件中的电解液，所述电解液包含碱性水溶液，所述负极包含含锌的负极活性物质和添加剂，所述添加剂包含选自由苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸及它们的盐组成的组中的至少1种，所述负极中所含的所述负极活性物质的量相对于所述电解液中所含的水100质量份为176～221质量份，所述负极中所含的所述添加剂的量相对于所述负极活性物质100质量份为0.1～1.0质量份。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2017.03.09 JP 2017-0453961.一种碱性干电池，其具备：正极；负极；配置在所述正极与所述负极之间的分隔件；和包含于所述正极、所述负极及所述分隔件中的电解液，所述电解液包含碱性水溶液，所述负极包含含锌的负极活性物质和添加剂，所述添加剂包含选自由苯甲酸、邻苯二甲酸、间苯二甲酸及它们的盐组成的组中的至少1种，所述负极中所含的所述负极活性物质的量相对于所述电解液中所含的水100质量份为176～221质量份，所述负极中所含的所述添加剂的量相对于所述负极活性物质100质量份为0.1～1.0质量份。2.根据权利要求1所述的碱性干电池，其中，所述添加剂包含苯甲酸...

【专利技术属性】
技术研发人员：高桥康文，福井厚史，
申请(专利权)人：松下知识产权经营株式会社，
类型：发明
国别省市：日本,JP