碱性一次电池制造技术

本发明专利技术提供一种碱性一次电池，其包含，有底圆筒形的电池盒；与所述电池盒的内壁相接地配置的、且含有二氧化锰的中空圆筒形的正极；被配置于所述正极的中空部内、且含有锌或者锌合金的凝胶状的负极；被配置于所述正极和所述负极间的隔膜；以及碱性电解液，所述正极具有电气容量C1和高度L1，所述负极具有电气容量C2和高度L2，所述电气容量C1和C2满足关系式(1)：1.05≦C2/Cl≦1.25(1)，所述高度L1和L2满足关系式(2)：0.85≦L2/L1≦f(C2/Cl)(2)，其中，f(C2/Cl)=-0.3058×C2/Cl+1.3153。

【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一次电池，进ー步详细的是涉及碱性一次电池的正极以及负极的改良。
技术介绍
历来，碱性一次电池被使用在各种各样的设备中。近些年，伴随着使用碱性一次电池的设备的负荷増大，希望出现强负荷放电特性优良的电池。关于碱性一次电池，存在通过放电反应，在作为负极活性物质的锌的表面形成包含锌氧化物的高电阻的覆膜，在放电反应中无法有效地利用内部的锌这样的问题。因此，耗尽规定的电气容量，设备不工作后，也残存有未反应的锌(以下，称为残余锌)。残余锌在电池内产生气体，由此有碱性电解液的漏出(以下，仅称为漏液)的情 况。特别地，耗尽规定的电气容量，设备不工作后，如果持续保持将电池安装在电源输入的状态的设备上这样的情况的话，则进行电池的过放电，产生较多的气体，容易引起漏液。放电时的负荷越大，越容易在锌的表面形成高电阻的覆膜，且锌的有效利用越难以实现。因此，在现有技术中，通过使负极的电气容量比正极的电气容量大，以实现电池的强负荷放电特性以及放电容量的提高。但是，将负极的电气容量相对于正极的电气容量设定得较大的情况下，耗尽电池的规定的电气容量后的残余锌量变得极多。因此，进入过放电状态的话，在电池内产生非常多的气体，抑制碱性电解液的漏出变得困难。在此，为了回避这样的漏液的问题，要求减少过放电时的剩余锌含量，降低在电池内的气体产生量。例如，在专利文献I中，在负极使用通过200目的筛孔而得到的比例为1(T80质量％的锌合金粒子，将负极的电气容量相对于正极的电气容量的比(负极的电气容量/正极的电气容量)设为1.05 1. 10。像这样，在专利文献I中，通过使用反应性高的锌合金粒子，且使负极的电气容量相对于正极的电气容量的比减小，能够尽可能地降低放电结束时的残余锌含量，且能够抑制过放电时的气体产生。在专利文献2中，使用不包含锌或者铜的锌合金制的负极集电体，且将负极的电气容量相对于正极的电气容量的比(负极的电气容量/正极的电气容量)设为1.0(Tl.25。在专利文献2中，通过使用上述的负极集电体，抑制气体产生。这是基于以下考虑碱性电池进入过放电状态的话，从历来的负极集电体溶出作为其结构元素之一的铜离子，在未反应的锌上析出，以此为起点，促进气体产生。现有技术文献专利文献专利文献I:日本特开2009-151958号公报专利文献2:日本特开2009-43417号公报
技术实现思路
专利技术要解决的课题在专利文献I和专利文献2中，进行关于I个碱性一次电池的过放电试验，且对其气体产生进行评价。但是，实际上，将碱性一次电池安装在设备上时，往往将多个电池例如2 8个，尤其是4个电池串联连接而使用。在串联连接多个碱性一次电池而使用的情况下，在过放电吋，从电气容量大的电池向电气容量小的电池施加更大的负荷。即，在这样的情况下，与使用I个碱性一次电池的情况相比，将被置于更加苛刻的环境中。因此，即使对于I个碱性一次电池能够通过过放电试验来抑制气体产生，但是在多个相同电池串联连接的情况下，在过放电时，存在无法抑制气体的产生，且产生漏液的情况。即，为了实现碱性一次电池的耐漏液性的进ー步提高，需要在不串联多个碱性一次电池的状态下，进行过放电试验。 又，在专利文献2中，存在必须使用特定的负极集电体、该负极集电体中所包含的锌容易作为活性物质參与反应这样的问题。这时，负极集电体表面由被氧化了的锌覆盖，因此导电率降低，引起放电性能的降低。像这样，关于碱性一次电池，在有关过放电时的漏液的抑制的方面，残留了不少应该改善的技术课题。解决课题的手段本专利技术的目的是提供ー种即使将多个电池串联连接而使用的情况下，也能够有效地抑制过放电时的漏液的碱性一次电池。本专利技术涉及的碱性一次电池包含，有底圆筒形的电池盒；与所述电池盒的内壁相接配置的、且含有ニ氧化锰的中空圆筒形的正扱；被配置于所述正极的中空部内、且含有锌或者锌合金的凝胶状的负极；被配置于所述正极和所述负极之间的隔膜；以及碱性电解液，所述正极具有电气容量Cl和高度LI，所述负极具有电气容量C2和高度L2，所述电气容量Cl和C2满足关系式(1):1.05きC2/C1きI. 25;所述高度LI和L2满足关系式(2):0. 85 ^ L2/L1 含 f (C2/C1)，其中，f (C2/C1) =-0. 3058XC2/C1+1. 3153。专利技术效果根据本专利技术，关于碱性一次电池，能够确保充分的放电性能，且能够降低负极中的残余锌含量，因此即使在将多个电池串联连接而使用的情况下，也能够有效地抑制过放电时的漏液。将本专利技术的新特征记载在所附上的权利要求书中，但本专利技术涉及构成及内容两个方面，通过与本专利技术的其他的目的及特征相结合的、參照附图的以下的详细说明，可以更好的理解本专利技术。附图说明图I是将本专利技术的一个实施形态的5号碱性一次电池的一部分作为截面的主视图。图2是表示在实施例2的一部分的电池中的、负极的电气容量相对于正极的电气容量的比C2/C1与负极的高度相对于正极的高度的比L2/L1的关系的图表。图3是表示将实施例2的电池Vl以及电池V5分别以4个串联连接，使其以16欧姆的电阻放电时的放电时间和闭路电压的关系的图。具体实施例方式本专利技术者们着眼于采用过放电时的耐漏液性优良的现有的碱性一次电池的话，SP使在作为单电池使用的情况下不产生漏液，但是多个串联连接的情况下产生漏液这样的情形。而且，研究导致过放电时的漏液的主要原因时发现，负极的电气容量C2相对于正极的电气容量Cl的比C2/C1増大的话，即使在单电池中在过放电时不产生漏液，也会在多个电池串联连接的情况下，见到在过放电时易产生漏液的倾向。又，本专利技术者们注意到，在碱性一次电池中，正极和负极通过放电反应膨胀，和正极不相対的负极体积增加，以此为原因导致残余锌含量増加这样的情況。特别地，在过放电时，负极膨胀比正极的膨胀大，且负极膨胀主要在负极的高度方向显著，因 此负极的高度超过正极的高度而变高。另ー方面，为了更加高效地使设备动作，使放电中的正极的高度和负极的高度尽可能地一致的方法是有利的。但是，采用这样的设计的话，可知在过放电中，和正极不相对的负极的体积增加，在负极中残余锌含量明显地増大。在此，本专利技术者们发现，预先假定在碱性一次电池的放电时的正极和负极的膨胀，将负极的高度L2相对于正极的高度LI的比L2/L1控制在特定的范围，就能抑制过放电时的漏液。又，还发现将高度比L2/L1控制在特定的范围的话，即使电气容量比C2/C1较大的情况下，也能够抑制过放电时的漏液。虽然被确认了电气容量比C2/C1増大的话，有过放电时的漏液易于产生的倾向，但是已知电气容量比C2/C1和漏液的产生的关系还受到高度比L2/L1的值的影响。在此，本专利技术的碱性一次电池包含有有底圆筒形状的电池盒；与所述电池盒的内壁接连配置、且包含ニ氧化锰的中空圆筒形状的正扱；配置在所述正极的中空部内、且包含锌或锌合金的凝胶状的负极；配置在所述正极和所述负极间的隔膜；和碱性电解液，在该碱性一次电池中，将负极的电气容量相对于正极的电气容量的比和负极的高度相对于正极的高度的比分别控制在特定的范围。具体地说，在正极具有电气容量Cl和高度LI时，负极具有电气容量C2和高度L2时，本专利技术的碱性一次电池的容量Cl和C2满足关系式(I):I. 05 含 C2/C1本文档来自技高网...

【技术保护点】

【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：宇塚俊介，住山真一，小路安彦，
申请(专利权)人：松下电器产业株式会社，
类型：
国别省市：