[发明专利]碱性电池

说明书

技术领域

本发明涉及一种保存特性优良的碱性电池。

背景技术

如果长时间保存碱性电池，则作为负极活性物质的锌在电解液中腐蚀，从而在电池内部产生氢气。其结果是，产生的氢气使电池内的压力上升，从而电解液有可能产生漏液。于是，作为其对策，负极活性物质一般使用含有铟等金属（抑制剂）的锌合金。

另外，作为保存特性的劣化，为人所知的问题是：如果长时间保存碱性电池，则电池罐的母材中的铁发生腐蚀，其结果是，内部阻抗增大，从而放电性能降低。作为其对策，专利文献1记载着在正极中添加含有钛的氧化物等的技术。在铁发生腐蚀之前，添加剂与铁发生氧化还原反应，其结果是，通过在电池罐的内表面析出反应产物，电池罐的内表面的腐蚀便受到抑制。

然而，为人所知的是在正极中添加的含有钛的氧化物除上述的防锈效果以外，还具有抑制放电性能降低的效果。

例如，可以认为锐钛矿型二氧化钛具有提高放电中的离子移动性的效果，在专利文献2中，记载着通过在正极中添加锐钛矿型二氧化钛，使放电中的极化受到抑制，从而可以抑制放电性能的降低。

另外，一般认为Ti（OH）₄或者TiO（OH）₂具有提高正极活性物质中的电解液的保持性的效果，在专利文献3中，记载着通过在正极中添加Ti（OH）₄或者TiO（OH）₂，使与放电末期中的电解液的枯竭相伴的内部阻抗的上升受到抑制，从而可以抑制放电末期的电压降低。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2005-166419号公报

专利文献2：日本特表平8-510355号公报

专利文献3：日本特开2003-203635号公报

发明内容

发明所要解决的课题

作为防备地震和台风等自然灾害的备用电源，要求即使长时间保存，也不会发生电解液的漏液的碱性电池。然而，即便是负极活性物质使用了含有铟等金属（抑制剂）的锌合金的碱性电池，也只能实现3～5年的保存特性，从而在具有10年以上的保存特性的碱性电池的商品化中，新的技术开发是不可或缺的。

本发明在于提供一种即使保存10年也不会产生电解液的漏液、从而保存特性优良的碱性电池。

用于解决课题的手段

本发明涉及一种碱性电池，其特征在于，具备含有锌的负极、含有二氧化锰的正极、以及碱性电解液，其中，正极包含含有基面（basal plane）和棱面（edge plane）的石墨粒子、以及锐钛矿型二氧化钛粒子，石墨粒子的棱面的高度大于0.01μm，锐钛矿型二氧化钛粒子的平均粒径大于石墨粒子的棱面的高度。

发明的效果

根据本发明，可以提供一种即使保存10年也不会产生电解液的漏液、从而保存特性优良的碱性电池。

附图说明

图1是示意表示碱性电池的构成的半剖视图。

具体实施方式

本发明人为了评价碱性电池的保存特性，进行了与10年的保存特性的评价相当的加速试验（在80℃下保存3个月），对发生漏液的电池进行了分析，结果判明在负极析出了铁。

作为铁析出的原因，可以认为是电池罐的腐蚀，但本试验中使用的碱性电池是用在树脂粘结剂中混合分散石墨、碳黑和钛化合物（锐钛矿型TiO₂）所得到的碳覆盖膜覆盖电池罐的内表面而成的碱性电池，实际上，即使调查发生了漏液的碱性电池，也没有看到电池罐的内表面生锈的迹象，从而难以认为从电池罐溶出的铁向负极发生了转移。

于是，作为电池罐以外的铁的出处的可能性，本发明人着眼于在作为正极活性物质的二氧化锰的制造工序中，铁作为杂质将不可避免地进入。

通常，碱性电池的正极活性物质所使用的电解二氧化锰是经由将锰矿石溶解于硫酸中而得到硫酸锰水溶液，将该硫酸锰水溶液电解而得到块状的二氧化锰，然后将该二氧化锰粉碎而加工成粉末状的工序而制造的，但在该制造工序中，来源于锰矿石的铁、或者粉碎时混入的铁作为杂质将不可避免地进入二氧化锰中。

如果在二氧化锰中存在铁的杂质，则可以认为铁从正极向电解液溶出，并通过隔膜向负极侧移动，从而在负极析出铁。如果在作为负极活性物质的锌上析出铁，则可以认为从负极产生氢气，电池内的压力上升而导致漏液。在二氧化锰中作为杂质存在的铁典型的量为50～200ppm左右，因而可以认为在以前的3～5年的保存特性下，其影响小到没有被发觉的程度，而在10年的保存特性下，其影响变得显著。