碱性干电池制造技术

提供一种碱性干电池，具备：有底圆筒形的电池壳体；正极，其填充于电池壳体，并且包括n个中空圆筒形的粒料；负极，其配置在粒料的中空部内；隔离件，其配置在正极与负极之间；以及碱性电解液。正极包含二氧化锰以及导电剂，n为1以上的整数，正极中的二氧化锰的平均密度为2.80～3.00g/cm3。正极的高度方向上的中央部中的二氧化锰的密度dc为两个端部各自中的二氧化锰的密度的平均值de的98％以下。

Alkaline dry cell

Provides an alkaline dry battery with a bottom cylindrical battery shell; a positive pole filled with the shell of the battery, and includes N hollow cylindrical pellets; the anode is arranged in the hollow part of the granular material; the isolator is arranged between the cathode and the negative electrode; and the alkaline electrolyte. The positive electrode contains manganese dioxide and conductive agent, n is more than 1 integers, and the average density of manganese dioxide in the positive electrode is 2.80 to 3.00g/cm3. The density of MnO2 in the central part of the cathode in the height direction is DC, the average density of MnO2 in each of the two ends is less than 98% of de.

【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中的正极的改良。
技术介绍
碱性干电池(碱性锰干电池)的容量大，能够导出大的电流，因此被广泛利用。碱性干电池的正极包括粒料(pellet)，粒料包含作为正极活性物质的二氧化锰粉末和作为导电剂的石墨粉末。从高容量化的观点出发，可认为提高正极中的二氧化锰的密度是有利的。但是，在放电时，由于二氧化锰膨胀，从而正极整体膨胀。在专利文献1中，为了在确保高容量的同时抑制放电后的电池的外径尺寸的增大，提出了调整正极材料中的石墨密度。在专利文献1中，通过将石墨密度设为特定的范围，从而使由二氧化锰的膨胀造成的应力分散。在先技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-158257号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在碱性干电池中，若从高容量化的观点出发而提高正极中的二氧化锰密度，则放电时的正极的膨胀变得显著。在电池的高度方向上的中央附近(或高度方向上的两端部以外的区域)，正极的膨胀变得特别显著，存在电池的外径增大的情况。本公开的目的在于，在碱性干电池中，在确保高容量的同时抑制电池外径的增大。用于解决课题的手段本公开的一个方法涉及一种碱性干电池，具备：有底圆筒形的电池壳体；正极，其填充于电池壳体，并且包括n个中空圆筒形的粒料；负极，其配置在粒料的中空部内；隔离件，其配置在正极与负极之间；以及碱性电解液，正极包含二氧化锰以及导电剂，n为1以上的整数，正极中的二氧化锰的平均密度为2.80～3.00g/cm3，正极的高度方向上的中央部中的二氧化锰的密度dc为正极的高度方向上的两个端部各自中的二氧化锰的密度的平均值de的98％以下。本公开的另一个方法涉及一种碱性干电池，具备：有底圆筒形的电池壳体；正极，其填充于电池壳体，并且包括n个中空圆筒形的粒料；负极，其配置在粒料的中空部内；隔离件，其配置在正极与负极之间；以及碱性电解液，正极包含二氧化锰以及导电剂，n为1以上的整数，正极中的二氧化锰的平均密度为2.80～3.00g/cm3，正极的高度方向上的中央部中的正极的表面硬度Hc为正极的高度方向上的两个端部各自中的正极的表面硬度的平均值He的48％以下。专利技术效果在本公开涉及的碱性干电池中，能够确保高容量，并且能够抑制电池外径的增大。附图说明图1是概略性地示出本专利技术的第一实施方式涉及的碱性干电池的纵剖视图。图2是示意性地示出图1的碱性干电池包含的正极的概略纵剖视图。图3是用于说明表面硬度的测定位置相当于粒料间的界面的情况下的表面硬度的实际的测定位置的概略纵剖视图。图4是示意性地示出本专利技术的第二实施方式涉及的碱性干电池包含的正极的概略纵剖视图。图5是示意性地示出本专利技术的第三实施方式涉及的碱性干电池包含的正极的概略纵剖视图。图6是示意性地示出本专利技术的第四实施方式涉及的碱性干电池包含的正极的概略纵剖视图。图7是用于说明正极的粒料的制作方法的剖面示意图。图8是用于说明实施例中的成型后的粒料的表面硬度的测定位置的概略纵剖视图。图9是示出正极的粒料中的表面硬度与二氧化锰的密度的相关关系的一个例子的图。具体实施方式[碱性干电池]本公开涉及的碱性干电池具备：有底圆筒形的电池壳体；填充到电池壳体，并且包括n个中空圆筒形的粒料的正极；配置在粒料的中空部内的负极；配置在正极与负极之间的隔离件；以及碱性电解液。正极包含二氧化锰以及导电剂，n为1以上的整数，正极中的二氧化锰的平均密度为2.80～3.00g/cm3。正极满足下述的(1)和/或(2)。(1)正极的高度方向上的中央部中的二氧化锰的密度dc为正极的高度方向上的两个端部各自中的二氧化锰的密度的平均值de的98％以下。(2)正极的高度方向上的中央部中的正极的表面硬度Hc为正极的高度方向上的两个端部各自中的正极的表面硬度的平均值He的48％以下。为了将碱性干电池高容量化，一般来说，提高作为正极活性物质的二氧化锰在正极中的密度是有效的。但是，若提高正极中的二氧化锰密度，则放电时的正极的膨胀变得显著，电池的外径增大。正极的膨胀在电池的高度方向上的中央部特别显著。作为其理由，是因为，在电池的两端，由于罐底以及封口，产生对电池壳体向外周方向的变形的束缚力，但是随着朝向电池中央部，束缚力变弱，从而电池壳体容易向外周方向变形。若电池的外径增大，则电池卡在设备的电池固定器、电池箱中，或者电池变得拆不下来。如上所述，本公开将正极中的二氧化锰的平均密度为2.80～3.00g/cm3这样的高密度的碱性干电池作为对象。一般来说，这样的碱性干电池虽然是高容量，但是正极的膨胀容易变大。但是，在本公开中，将正极的高度方向上的中央部和两个端部中的二氧化锰密度的平均值de设为像上述(1)那样。因此，通过该密度的差异，即使正极在高度方向上的中央部大幅膨胀，也能够吸收与膨胀相伴的应力。此外，在本公开中，将正极的高度方向上的中央部和两个端部中的正极的表面硬度的平均值He设为像上述(2)那样。在正极中，具有二氧化锰密度高的区域的表面硬度变高的倾向。因此，通过正极的高度方向上的中央部与两个端部中的表面硬度的差异，即使正极在中央部膨胀，也能够吸收与膨胀相伴的应力。另外，在正极包含多个粒料的情况下，有意地不在粒料间形成间隙而填充到电池壳体。更具体地，向电池壳体填充粒料，使得成为在电池内相邻的粒料间的对置的端面彼此接触的状态。像这样，在本公开中，通过对二氧化锰密度、表面硬度的分布状态设置差异，从而尽管电池是高容量的，也能够抑制正极的外径增大。正极只要满足上述(1)以及(2)中的任一者即可，也可以满足(1)以及(2)这两者。以下，参照附图对本公开涉及的碱性干电池的结构、粒料中的表面硬度的测定顺序以及二氧化锰密度的计算顺序进行说明。另外，本专利技术并不限定于以下的实施方式。此外，在不脱离实现本专利技术的效果的范围的范围内，能够适当地进行变更。进而，也能够与其他实施方式进行组合。图1是将本专利技术涉及的碱性干电池(第一实施方式)的横向半部分作为剖面的主视图。图2是示意性地示出图1的碱性干电池包含的正极2的概略纵剖视图。如图1以及图2所示，碱性干电池包括中空圆筒形的正极2、配置在正极2的中空部内的负极3、配置在它们之间的隔离件4、以及碱性电解液(未图示)，它们收容在兼作正极端子的有底圆筒形的电池壳体1内。正极2填充到电池壳体1，在正极2的中空部内隔着隔离件4填充有凝胶状的负极3。在图示例子中，正极2包括具有中空部11的中空圆筒形的两个粒料2a的堆叠体。如图2所示，两个粒料2a制作为成为大致相同的大小(或高度)。隔离件4为有底圆筒形，配置在正极2的中空部的内表面，将正极2和负极3隔离，并且将负极3和电池壳体1隔离。正极2包含二氧化锰以及导电剂。负极3除了包含锌的负极活性物质以外，通常还包含碱性电解液和凝胶剂。电池壳体1的开口部由封口单元9进行封口。封口单元9包含垫片5、兼作负极端子的负极端子板7、以及负极集电体6。负极集电体6插入到负极3内。负极集电体6为具有头部和躯体部的钉状的形态，躯体部插入到设置于垫片5的中央筒部的贯通孔，负极集电体6的头部与负极端子板7的中央部的平坦部焊接。电池壳体1的开口端部经由垫片5的外周端部与负极端子板7的周缘部的凸缘部铆接。在电池壳体1的外表面被覆有外部包装标签8。以下，对正极高度方向上的表面硬度分布以本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种碱性干电池，具备：有底圆筒形的电池壳体；正极，其填充于所述电池壳体，并且包括n个中空圆筒形的粒料；负极，其配置在所述粒料的中空部内；隔离件，其配置在所述正极与所述负极之间；以及碱性电解液，所述正极包含二氧化锰以及导电剂，n为1以上的整数，所述正极中的二氧化锰的平均密度为2.80～3.00g/cm3，所述正极的高度方向上的中央部中的二氧化锰的密度dc为所述正极的高度方向上的两个端部各自中的二氧化锰的密度的平均值de的98％以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.01.08 JP 2016-0030181.一种碱性干电池，具备：有底圆筒形的电池壳体；正极，其填充于所述电池壳体，并且包括n个中空圆筒形的粒料；负极，其配置在所述粒料的中空部内；隔离件，其配置在所述正极与所述负极之间；以及碱性电解液，所述正极包含二氧化锰以及导电剂，n为1以上的整数，所述正极中的二氧化锰的平均密度为2.80～3.00g/cm3，所述正极的高度方向上的中央部中的二氧化锰的密度dc为所述正极的高度方向上的两个端部各自中的二氧化锰的密度的平均值de的98％以下。2.根据权利要求1所述的碱性干电池，其中，所述密度dc为所述密度的平均值de的75％以上。3.一种碱性干电池，具备：有底圆筒形的电池壳体；...

【专利技术属性】
技术研发人员：大和贤治，
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