无汞碱性干电池制造技术

本发明专利技术提供一种通过提高作为负极活性物质的锌的利用率而提高放电特性的无汞碱性干电池。其是具备正极、负极和隔膜的无汞碱性干电池，负极活性物质中含有巴旦杏仁形状的锌粒子（２１）。巴旦杏仁形状的锌粒子（２１）的长轴方向的长度为１ｍｍ～５０ｍｍ，长轴方向的一端的顶端部分（２２）为锐角形状。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及无汞碱性干电池。
技术介绍
作为正极采用二氧化锰、负极采用锌、电解液采用碱性水溶液的碱性锰干电池，由 于通用性较高而且廉价，所以作为各种设备的电源而得到广泛普及。在碱性干电池中，负极活性物质正在使用由气体雾化法等得到的无定形的锌粉。 以前，为了充分确保锌粉相互之间的接触及锌粉和集电体的接触而提高集电效率，在负极 中加入汞而在锌粉表面形成汞齐。但是，从对环境的角度考虑，在1980 1990年左右，进 行了碱性干电池的无汞化，由此使碱性干电池的耐蚀性及放电特性下降。有关耐蚀性的问题，例如通过采用专利文献1所述的技术即采用含有少量铟、铝、 铋等的高耐蚀性的锌合金粉而得到了解决。另一方面，关于放电特性，如专利文献2所述，进行了通过在锌粉末中适量混入锌 薄片来充分确保锌粉末相互之间及锌粉末与集电体的接触的尝试。关于电解液，使用凝胶 状电解液，以便不使锌粉末因无汞化而产生沉淀，从而与电解液分离，但在凝胶状电解液 中，与周围的锌粉末以及集电体的接触并不充分的锌粉末的凝集体未进行充分的反应，就 这样处于没有作为负极活性物质而加以利用的状态，但专利文献2所述的技术是要预防此 现象的技术。先行技术文献专利文献专利文献1 日本特公平3-71737号公报专利文献2 日本特表2000-503467号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题但是，在专利文献2所述的技术中，作为实施例只记载了 0. 61X0. 61X0. 025mm的 矩形的锌薄片，但这种形状及厚度的锌薄片容易变圆而成块，存在不能充分确保锌粉末相 互之间及锌粉末和集电体的接触的问题。再者，由于专利文献2所述的锌薄片为矩形的薄 片，因此还存在因其矩形面而妨碍电解液扩散，从而使放电特性恶化的问题。用于解决课题的手段本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于提供一种无汞碱性干电池，其通过 提高作为负极活性物质的锌的利用率而使放电特性得以提高。为解决上述课题，本专利技术涉及一种无汞碱性干电池，其具备正极、负极和隔膜，所 述负极含有作为负极活性物质的巴旦杏仁形状(almondshape)的锌粒子，所述巴旦杏仁形 状的锌粒子的构成是长轴方向的长度为0. 5mm 50mm，长轴方向的两端中的至少一端为 锐角的顶端形状。这里所谓粒子，指的是小片(particle)。另外，所谓巴旦杏仁形状的锌粒子的长轴方向的两端中的至少一端为锐角的顶端形状，指的是在巴旦杏仁形状的锌粒子的 长轴方向的两端中的至少一方的端部，由包含该长轴的面切取的顶端部分在该面内所成的 角度为锐角。此外，负极中的巴旦杏仁形状的锌粒子能够以原有的形态存在，也能够以弯曲 或螺旋的方式存在。在某实施方式中，巴旦杏仁形状的锌粒子的比表面积为160cm2/g 1500cm2/g。在某实施方式中，巴旦杏仁形状的锌粒子的结晶粒径为1 μ m 50 μ m。在某实施方式中，在与巴旦杏仁形状的锌粒子的长轴垂直的断面中具有0. 1領 径/长径彡1的关系。在某实施方式中，负极含有作为分散介质的凝胶状碱性电解液。在某实施方式中，作为负极活性物质还含有最大直径为500μπι以下的锌微粒，所 述巴旦杏仁形状的锌粒子的量为负极活性物质总量的2质量％ 80质量％。这里，所谓微 粒子，是指在与上述粒子的比较中比粒子更小的微粒，优选在最大直径的比较中小一个数 量级以上的微粒。这里，在与巴旦杏仁形状的锌粒子的长轴垂直的断面中具有3/20 <短径 /长径< 1的关系，所述锌微粒的最大直径优选为250 μ m以下。在某实施方式中，负极的密度为2. 3g/cm3 3. 8g/cm3。在某实施方式中，在巴旦杏仁形状的锌粒子中添加有选自Al、Bi、In、Ca及Mg之 中的至少1种物质。在某实施方式中，在巴旦杏仁形状的锌粒子及锌微粒中添加有选自Al、Bi、In, Ca 及Mg之中的至少1种物质。专利技术的效果在本专利技术的无汞碱性干电池中，作为负极活性物质具有长轴方向的两端中的至少 一端为锐角的巴旦杏仁形状的锌粒子，因而可使负极活性物质的锌小片相互之间切实地进 行电接触，而且电解液容易扩散，因此，负极利用率增大，放电特性得以提高。附图说明图1是巴旦杏仁形状的锌粒子的示意图。图2(a)是熔纺法中使用的辊的外形图，图2(b)是槽部分的放大图。图3是记载制作的锌小块的性质的图表。图4是表示实施例1、比较例1 3的评价结果的图表。图5是表示实施例2 8的评价结果的图表。图6是表示实施例9 16的评价结果的图表。图7是表示实施例17 --25的评价结果的图表。图8是表示实施例沈--41的评价结果的图表。图9是表示实施例42 --49的评价结果的图表。图10是表示实施例50 58的评价结果的图表。图11是实施方式的碱性干电池的局部剖视图。具体实施例方式首先，就无汞碱性干电池的负极中使用的锌小块进行说明。这里所说的所谓锌小块，是与形状无关、且最大直径为几ym到IOmm左右的作为负极活性物质使用的锌的小块 和小片，概念上包含上述锌粒子及锌微粒。这里的锌也包括含有除锌以外的少量金属(汞 除外)的锌合金。填充在以往的市售碱性干电池中的锌小块，是利用气体雾化法制作的粉体，是形 状如马铃薯那样的无定形的块，是用筛子进行分级从而使平均粒径达到180 μ m左右的块。 作为例子可列举出三井金属株式会社制作的锌粉末(批号No. 70SA-H，含有Al :50ppm、Bi 50ppm、In :200ppm)。在以下的实施方式中，利用熔纺法制作了巴旦杏仁形状的锌粒子。所谓熔纺法，是 使熔融金属喷在或滴在旋转的单辊上，利用离心力将其吹散从而形成金属小块的方法。通 过调整熔融金属的喷射量或辊的转速，可以制作从带状金属到粉体的各种形状的金属。此 外，本申请的锌粒子的制作方法并不局限于熔纺法。巴旦杏仁形状的锌粒子的形状为图1所示的形状。在巴旦杏仁形状的锌粒子21 中，其长轴方向23的一方的端部为尖的锐角的顶端部分22。另一方的端部为钝角的顶端部 分24。此外，锌粒子的表面无论是光滑的表面还是粗糙的表面都没有关系。这样的巴旦杏 仁形状的锌粒子21可采用通常的圆筒形或圆板形状的辊来制造，但也可采用图2所示的辊 30来制造。在此情况下，在离旋转轴32最远的圆柱侧面部形成有槽31，通过将熔融金属喷 射在该槽31上，便能够制作出与长轴方向23垂直的断面上的短径/长径的值较大的巴旦 杏仁形状的锌粒子21。此外，该短径/长径的值由槽31的宽度m和深度h两者的值来决 定。槽31的形状不局限于横断面为三角形的，横断面也可以为矩形或U字状等。(实施方式)-锌小块的制作_为了制作碱性干电池，采用上述的三井金属株式会社制作的锌粉末，用熔纺法制 作了多种形状的锌小块。图3的图表中示出了制作条件和制成的锌小块的形状及性质。所 谓喷嘴是将锌粉末加热后喷射在辊上时所用的喷嘴。槽形状h/m为零表示采用没有槽的平 坦的辊。此外，由于即使制作条件固定、制成的锌小块的形状也不固定，因此图表中示出的 形状表示在该制作条件下形成最多的小块的平均。另外，锌小块的最大直径也同样表示平 均，在No. 4 观的巴旦杏仁形状的锌粒子中，最大直径在0. 5mm 50mm的范围内。在此， 形状为薯状(No. 1)的，是原料锌粉末本身的形状。形本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种无汞碱性干电池，其具备正极、负极和隔膜，其中，所述负极含有作为负极活性物质的巴旦杏仁形状的锌粒子，所述巴旦杏仁形状的锌粒子是：长轴方向的长度为０．５ｍｍ～５０ｍｍ，长轴方向的两端中的至少一端为锐角的顶端形状。

【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：岛村治成，
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