碱性电池制造技术

本发明专利技术所涉及的碱性电池具有：正极，其含有电解二氧化锰；负极，其含有锌或锌合金；隔膜，其配置在所述正极和所述负极之间；以及碱性电解液。其中，所述正极相对于每１００重量份的电解二氧化锰含有０．１～０．７重量份的钠，以及相对于每１００重量份的电解二氧化锰含有０．００３～０．０５重量份的硅。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及碱性电池，更详细地说，涉及碱性电池的正极。
技术介绍
一般地说，碱性电池的构造是在兼作正极端子的正极壳体中以 与正极壳体密合的方式配置圆筒状的正极合剂，然后在其中央隔着隔 膜配置凝胶状负极。另外，正极合剂所包含的正极活性物质一般使用 电解二氧化锰。上述的电解二氧化锰采用如下的方法进行制作。即，在含有硫酸 锰溶液的电解槽内实施电解，由此在阳极上得到电解二氧化锰的析出 物。剥离该析出物并进行粗粉化，然后洗净并使其干燥。其后，粉碎 上述析出物并整理粒径，便得到电解二氧化锰的粉末。进而为除去在 上述粉末内残留的硫酸，清洗并中和上述粉末后使其干燥，最终可以 得到作为正极活性物质的电解二氧化锰的粉末。上述中和剂例如可以使用氢氧化钠水溶液和碳酸氢钠水溶液。为 此，在中和工序所使用的中和剂中包含的钠就会残留在电解二氧化锰 粉末内。在残留的钠量较多的情况下，往往在负极上生长出锌氧化物 的树枝状结晶且贯穿隔膜，以致上述树枝状结晶与正极接触，从而形 成内部短路。作为防止上述那样的因钠残留引起的内部短路的方法，例如在专利文献1中，提出了在压力容器中于100 250'C的温度下一边用水 蒸气加压和加热电解二氧化锰的粉末、 一边进行清洗以代替以前的清 洗和中和工序的方法。但是，上述电解二氧化锰粉末的制造方法由于不包括使用含有钠 的中和剂的中和工序，因而可以得到pH较低的电解二氧化锰粉末。如 果在正极合剂的制造工序中使用pH较低的电解二氧化锰粉末，则正极 合剂的成形所使用的模具往往容易腐蚀，从而产生制造工序上的不良 情况。另外，还存在必须频繁地将模具更换为新的模具，引起制造成 本增加的问题。另外，作为防止因负极的锌氧化物的树枝状结晶的生长引起的内部短路的方法，专利文献2提出了在负极中添加硅的方案，专利文献3 提出了使保持于隔膜中的电解液中含有硅的方案，但是，如果电解二 氧化锰粉末中的钠含量增加，则难以切实地防止内部短路，仍然还有 改善的余地。专利文献l:特开平9—115513号公报专利文献2:特开平9一35720号公报专利文献3:特开2004—139909号公报
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种可靠性优异的碱性电池，该电 池即使在正极活性物质所使用的电解二氧化锰粉末中残留的钠量较 多，也可以切实地抑制因锌氧化物的树枝状结晶的生长引起的内部短 路。本专利技术的碱性电池具有正极，其含有电解二氧化锰；负极，其 含有锌或锌合金；隔膜，其配置在所述正极和所述负极之间；以及碱 性电解液，所述碱性电池的特征在于所述正极相对于每100重量份的电解二氧化锰含有0.1 0.7重量 份的钠，以及相对于每100重量份的电解二氧化锰含有0.003 0.05 重量份的硅。所述隔膜的厚度优选为150 300ym。另外，所述碱性电解液优选的是浓度为33 40重量％的氢氧化 钾水溶液。此外，在正极中，钠例如以硫酸钠等盐、氢氧化物或氧化物等的形式存在，硅例如以Si02等氧化物的形式存在。另外，例如钠也可以包含在所述电解二氧化锰中。所述锌或所述锌合金优选具有110 200um的中值粒径。 根据本专利技术，可以提供一种可靠性优异的碱性电池，该碱性电池即使在正极活性物质所使用的电解二氧化锰粉末中残留的钠量较多， 也能切实地抑制因锌氧化物的树枝状结晶的生长引起的内部短路。附图说明图1是剖切本专利技术的碱性电池的一个实例的一部分的主视图。 具体实施例方式本专利技术涉及一种碱性电池，具有正极，其含有电解二氧化锰； 负极，其含有锌或锌合金；隔膜，其配置在所述正极和所述负极之间； 以及碱性电解液，所述碱性电池的特征在于-所述正极相对于每100重量份的电解二氧化锰含有0.1 0.7重量 份的钠，以及相对于每100重量份的电解二氧化锰含有0.003 0.05 重量份的硅。在以前的使用不含有硅的正极的碱性电池中，如果正极中的钠含 量相对于每100重量份的电解二氧化锰增加到0.1重量份左右，则往往 因锌氧化物树枝状结晶的生长而产生内部短路。与此相对照，在本发 明中，可以得到一种可靠性优异的碱性电池，该碱性电池使正极在上 述的范围含有硅，由此正极中的钠含量即使比以前多，相对于每100 重量份的电解二氧化锰为0.1 0.7重量份，也可以切实地抑制因锌氧 化物树枝状结晶的生长引起的内部短路。虽然详细的机理尚不清楚，但硅一方面可以防止因基于电池反应 生成的锌氧化物的结晶生长所引起的内部短路，另一方面在存在于锌 中或锌附近的情况下，具有在过放电时气体产生量增多的倾向。因此， 与负极和隔膜相比，使正极含有硅在可以抑制内部短路的同时，还可 以进一步降低过放电时的气体产生量。如果正极中的钠含量相对于每IOO重量份的电解二氧化锰低于O.I 重量份，则电解二氧化锰粉末的pH较低，因而容易产生正极合剂成形 用模具发生腐蚀、以及不能按规定的重量和尺寸向电池内填充正极合 剂等的制造工序上的不良情况。如果正极中的钠含量相对于每100重量 份的电解二氧化锰超过0.7重量份，则往往在负极生长树枝状结晶，从 而产生内部短路。另外，上述正极优选相对于每100重量份的电解二氧化锰，含有0.2 0.5重量份的钠。另外，如果正极中的硅含量相对于每100重量份的电解二氧化锰 低于0.003重量份，则抑制负极的树枝状结晶生长的效果减小，从而容 易产生内部短路。如果正极中的硅含量相对于每100重量份的电解二氧 化锰超过0.05重量份，则正极活性物质量减少，因而放电性能降低。 正极中的硅含量更优选的是，相对于每100重量份的电解二氧化锰为 0.01 0.02重量份。在此，以下就电解二氧化锰粉末的制造方法的一个实例进行说明。通过在含有硫酸锰溶液的电解槽内实施电解，电解二氧化锰便在 阳极(例如板状)上析出。剥离得到的析出物并使其粗粉化后，进行 清洗和干燥，然后通过粉碎整理粒径，便得到电解二氧化锰的粉末。 其后，为进一步除去在电解二氧化锰粉末内残留的硫酸，经过清洗工 序、中和工序和干燥工序，最终可以得到正极活性物质用电解二氧化 锰粉末。所得到的电解二氧化锰粉末的平均粒径例如为25 70um。另外，中和工序所采用的中和剂例如可以使用氢氧化钠水溶液和 碳酸氢钠水溶液。正极中的钠就是在电解二氧化锰粉末的制造过程中， 中和工序所使用的含有钠的中和剂在电解二氧化锰粉末中的残留。正 极中的钠量例如可以通过改变中和剂的量、浓度以及中和时间等而进 行调整。正极中的钠量例如可以采用原子吸光光度法进行测量。 本专利技术的正极含有硅，这样的正极在正极制作时，可以通过混合电解二氧化锰粉末、硅粉末或Si02等含硅的氧化物粉末而得到。也就是说，正极例如可以使用采用下述方法得到的正极合剂，即得到含有 钠的电解二氧化锰粉末、硅粉末或Si02等含硅的化合物粉末、以及作 为导电剂的石墨粉末和碱性电解液的混合物，然后将该混合物成形为 规定的形状。由于通过较多地含有钠而提高了电解二氧化锰粉末的pH，所以成 形正极合剂的工序所使用的模具的腐蚀受到抑制，不会发生因模具的 腐蚀而引起的制造工序上的不良情况。另外，还可以抑制因将模具频繁地更换为新的模具而导致的制造成本的增加。负极例如可以使用采用下述方法得到的凝胶状负极，即使用通过 混合作为负极活性物质的锌或锌合金的粉末、作为本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种碱性电池，具有：正极，其含有电解二氧化锰；负极，其含有锌或锌合金；隔膜，其配置在所述正极和所述负极之间；以及碱性电解液，所述碱性电池的特征在于：　所述正极相对于每１００重量份的电解二氧化锰含有０．１～０．７重量份的钠，以及相对于每１００重量份的电解二氧化锰含有０．００３～０．０５重量份的硅。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：虫贺贵司，山本贤尔，岩城浩文，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]