[发明专利]碱性电池

说明书

技术领域

本发明涉及以电解二氧化锰为正极活性物质的碱性电池。

背景技术

碱性电池由于每单位重量的能量密度高，所以伴随着近年来的便携式电 子设备的迅速普及，作为其电源被广泛使用。作为碱性电池的正极活性物质 的代表性物质，已知电解二氧化锰(EMD)。一般地说，电解二氧化锰含有 水分、灰分、其它不可避免的成分，电解二氧化锰中的净的(作为活性物质 起作用)二氧化锰(MnO₂)纯度为百分之九十几。另外，为了提高放电性能， 还已知提高二氧化锰的电位(典型的是270mV以上)的技术(参照专利文献 1)。

但是，一般已经知道，使用高电位的电解二氧化锰作为正极活性物质时， 尽管初期的放电性能得以提高，但保存后的放电性能却下降。

表1中表示了本申请发明者使用高电位的电解二氧化锰制作单3形碱性 电池后，分别测定初期的放电性能、保存后的放电性能以及保存特性(残存 率)所得到的结果。

表1

这里，初期的放电性能是在制作电池后1个月以内，进行高负荷脉冲放 电(用1.5W放电2秒钟后，用0.65W放电28秒钟，这样的工序在每1小时 中进行10个循环)，然后评价闭路电压达到1.05V时的放电持续时间(循环)， 保存后的放电性能是在60℃的温度下保存电池1周(相当于常温下的1年)， 然后在与初期的放电性能相同的高负荷脉冲放电的条件下评价闭路电压达到 1.05V时的放电持续时间(循环)。另外，保存特性用保存后放电性能相对于 初期放电性能的比例(残存率)来评价。

如表1所示，随着电解二氧化锰的电位增高，尽管初期的放电性能提高， 但保存特性(残存率)却大幅劣化，EMD电位为275mV～320mV的电池2～ 5的保存后的放电性能产生了比EMD电位为265mV的电池1的保存后的放 电性能更低的逆转现象。

这种保存特性劣化的原因被认为是，在长时间保存使用了270mV以上的 高电位的电解二氧化锰的碱性电池时，二氧化锰的晶体发生变形(参照专利 文献2)。

因此，在专利文献2中公开了如下技术：作为正极活性物质，使用晶体 结构稳定的电位低于270mV的电解二氧化锰，并使用相对于正极活性物质向 其中添加了规定比例(5～7wt％)的石墨的正极合剂，从而在提高初期的放 电性能的同时，可抑制保存后的放电性能的下降。

但是，即使说通过添加规定比例的石墨可提高初期的放电性能，但只要 是使用电位低于270mV的电解二氧化锰作为正极活性物质，就难以确保初期 放电性能的优势性。

专利文献1：特开2004-47445号公报

专利文献2：特开2007-188714号公报

专利文献3：特开平7-183032号公报

发明内容

本发明是鉴于该点而完成的，其主要目的在于提供一种高性能的碱性电 池，其即使在使用高电位的电解二氧化锰作为正极活性物质的情况下，也能 够抑制保存后的放电性能的下降。

为了实现上述目的，本发明的碱性电池是在使用高电位(275～320mV) 的电解二氧化锰作为正极活性物质的碱性电池中采用如下构成：使在电池壳 体内收纳的正极和负极与垫圈之间形成的封闭空间的容积相对于电池壳体和 封口板形成的电池内容积为2.0～6.0％的范围。

即，本发明涉及一种碱性电池，其是将正极和负极隔着隔膜收纳于电池 壳体内而成的，所述碱性电池的特征在于：电池壳体的开口部经由垫圈而被 封口板封口，正极含有电解二氧化锰，该电解二氧化锰的电位相对于氧化汞 (Hg/HgO)的参比电极为275～320mV的范围，负极含有锌，在电池壳体内 的正极和负极与垫圈之间形成的封闭空间的容积相对于电池壳体和封口板形 成的电池内容积为2.0～6.0％的范围。

在某个优选的实施方式中，上述电池壳体内收纳的负极的高度比正极的 高度高。

在某个优选的实施方式中，上述正极中的二氧化锰(MnO₂)(电解二氧 化锰中作为活性物质起作用的净的二氧化锰)的密度为2.55～2.70g/cm³的范 围。

在某个优选的实施方式中，上述隔膜的透气度为4.0～10.0cc/cm²/sec的 范围。