本發(fā)明專利技術(shù)提供一種堿性一次電池，其包含，有底圓筒形的電池盒；與所述電池盒的內(nèi)壁相接地配置的、且含有二氧化錳的中空?qǐng)A筒形的正極；被配置于所述正極的中空部?jī)?nèi)、且含有鋅或者鋅合金的凝膠狀的負(fù)極；被配置于所述正極和所述負(fù)極間的隔膜；以及堿性電解液，所述正極具有電氣容量C1和高度L1，所述負(fù)極具有電氣容量C2和高度L2，所述電氣容量C1和C2滿足關(guān)系式(1)：1.05≦C2/Cl≦1.25(1)，所述高度L1和L2滿足關(guān)系式(2)：0.85≦L2/L1≦f(C2/Cl)(2)，其中，f(C2/Cl)=-0.3058×C2/Cl+1.3153。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】
本專利技術(shù)涉及堿性一次電池，進(jìn)ー步詳細(xì)的是涉及堿性一次電池的正極以及負(fù)極的改良。
技術(shù)介紹
歷來(lái)，堿性一次電池被使用在各種各樣的設(shè)備中。近些年，伴隨著使用堿性一次電池的設(shè)備的負(fù)荷増大，希望出現(xiàn)強(qiáng)負(fù)荷放電特性優(yōu)良的電池。關(guān)于堿性一次電池，存在通過(guò)放電反應(yīng)，在作為負(fù)極活性物質(zhì)的鋅的表面形成包含鋅氧化物的高電阻的覆膜，在放電反應(yīng)中無(wú)法有效地利用內(nèi)部的鋅這樣的問(wèn)題。因此，耗盡規(guī)定的電氣容量，設(shè)備不工作后，也殘存有未反應(yīng)的鋅(以下，稱為殘余鋅)。殘余鋅在電池內(nèi)產(chǎn)生氣體，由此有堿性電解液的漏出(以下，僅稱為漏液)的情 況。特別地，耗盡規(guī)定的電氣容量，設(shè)備不工作后，如果持續(xù)保持將電池安裝在電源輸入的狀態(tài)的設(shè)備上這樣的情況的話，則進(jìn)行電池的過(guò)放電，產(chǎn)生較多的氣體，容易引起漏液。放電時(shí)的負(fù)荷越大，越容易在鋅的表面形成高電阻的覆膜，且鋅的有效利用越難以實(shí)現(xiàn)。因此，在現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)使負(fù)極的電氣容量比正極的電氣容量大，以實(shí)現(xiàn)電池的強(qiáng)負(fù)荷放電特性以及放電容量的提高。但是，將負(fù)極的電氣容量相對(duì)于正極的電氣容量設(shè)定得較大的情況下，耗盡電池的規(guī)定的電氣容量后的殘余鋅量變得極多。因此，進(jìn)入過(guò)放電狀態(tài)的話，在電池內(nèi)產(chǎn)生非常多的氣體，抑制堿性電解液的漏出變得困難。在此，為了回避這樣的漏液的問(wèn)題，要求減少過(guò)放電時(shí)的剩余鋅含量，降低在電池內(nèi)的氣體產(chǎn)生量。例如，在專利文獻(xiàn)I中，在負(fù)極使用通過(guò)200目的篩孔而得到的比例為1(T80質(zhì)量％的鋅合金粒子，將負(fù)極的電氣容量相對(duì)于正極的電氣容量的比(負(fù)極的電氣容量/正極的電氣容量)設(shè)為1.05 1. 10。像這樣，在專利文獻(xiàn)I中，通過(guò)使用反應(yīng)性高的鋅合金粒子，且使負(fù)極的電氣容量相對(duì)于正極的電氣容量的比減小，能夠盡可能地降低放電結(jié)束時(shí)的殘余鋅含量，且能夠抑制過(guò)放電時(shí)的氣體產(chǎn)生。在專利文獻(xiàn)2中，使用不包含鋅或者銅的鋅合金制的負(fù)極集電體，且將負(fù)極的電氣容量相對(duì)于正極的電氣容量的比(負(fù)極的電氣容量/正極的電氣容量)設(shè)為1.0(Tl.25。在專利文獻(xiàn)2中，通過(guò)使用上述的負(fù)極集電體，抑制氣體產(chǎn)生。這是基于以下考慮堿性電池進(jìn)入過(guò)放電狀態(tài)的話，從歷來(lái)的負(fù)極集電體溶出作為其結(jié)構(gòu)元素之一的銅離子，在未反應(yīng)的鋅上析出，以此為起點(diǎn)，促進(jìn)氣體產(chǎn)生。現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)I:日本特開(kāi)2009-151958號(hào)公報(bào)專利文獻(xiàn)2:日本特開(kāi)2009-43417號(hào)公報(bào)
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
專利技術(shù)要解決的課題在專利文獻(xiàn)I和專利文獻(xiàn)2中，進(jìn)行關(guān)于I個(gè)堿性一次電池的過(guò)放電試驗(yàn)，且對(duì)其氣體產(chǎn)生進(jìn)行評(píng)價(jià)。但是，實(shí)際上，將堿性一次電池安裝在設(shè)備上時(shí)，往往將多個(gè)電池例如2 8個(gè)，尤其是4個(gè)電池串聯(lián)連接而使用。在串聯(lián)連接多個(gè)堿性一次電池而使用的情況下，在過(guò)放電吋，從電氣容量大的電池向電氣容量小的電池施加更大的負(fù)荷。即，在這樣的情況下，與使用I個(gè)堿性一次電池的情況相比，將被置于更加苛刻的環(huán)境中。因此，即使對(duì)于I個(gè)堿性一次電池能夠通過(guò)過(guò)放電試驗(yàn)來(lái)抑制氣體產(chǎn)生，但是在多個(gè)相同電池串聯(lián)連接的情況下，在過(guò)放電時(shí)，存在無(wú)法抑制氣體的產(chǎn)生，且產(chǎn)生漏液的情況。即，為了實(shí)現(xiàn)堿性一次電池的耐漏液性的進(jìn)ー步提高，需要在不串聯(lián)多個(gè)堿性一次電池的狀態(tài)下，進(jìn)行過(guò)放電試驗(yàn)。 又，在專利文獻(xiàn)2中，存在必須使用特定的負(fù)極集電體、該負(fù)極集電體中所包含的鋅容易作為活性物質(zhì)參與反應(yīng)這樣的問(wèn)題。這時(shí)，負(fù)極集電體表面由被氧化了的鋅覆蓋，因此導(dǎo)電率降低，引起放電性能的降低。像這樣，關(guān)于堿性一次電池，在有關(guān)過(guò)放電時(shí)的漏液的抑制的方面，殘留了不少應(yīng)該改善的技術(shù)課題。解決課題的手段本專利技術(shù)的目的是提供ー種即使將多個(gè)電池串聯(lián)連接而使用的情況下，也能夠有效地抑制過(guò)放電時(shí)的漏液的堿性一次電池。本專利技術(shù)涉及的堿性一次電池包含，有底圓筒形的電池盒；與所述電池盒的內(nèi)壁相接配置的、且含有ニ氧化錳的中空?qǐng)A筒形的正扱；被配置于所述正極的中空部?jī)?nèi)、且含有鋅或者鋅合金的凝膠狀的負(fù)極；被配置于所述正極和所述負(fù)極之間的隔膜；以及堿性電解液，所述正極具有電氣容量Cl和高度LI，所述負(fù)極具有電氣容量C2和高度L2，所述電氣容量Cl和C2滿足關(guān)系式(1):1.05きC2/C1きI. 25;所述高度LI和L2滿足關(guān)系式(2):0. 85 ^ L2/L1 含 f (C2/C1)，其中，f (C2/C1) =-0. 3058XC2/C1+1. 3153。專利技術(shù)效果根據(jù)本專利技術(shù)，關(guān)于堿性一次電池，能夠確保充分的放電性能，且能夠降低負(fù)極中的殘余鋅含量，因此即使在將多個(gè)電池串聯(lián)連接而使用的情況下，也能夠有效地抑制過(guò)放電時(shí)的漏液。將本專利技術(shù)的新特征記載在所附上的權(quán)利要求書中，但本專利技術(shù)涉及構(gòu)成及內(nèi)容兩個(gè)方面，通過(guò)與本專利技術(shù)的其他的目的及特征相結(jié)合的、參照附圖的以下的詳細(xì)說(shuō)明，可以更好的理解本專利技術(shù)。附圖說(shuō)明圖I是將本專利技術(shù)的一個(gè)實(shí)施形態(tài)的5號(hào)堿性一次電池的一部分作為截面的主視圖。圖2是表示在實(shí)施例2的一部分的電池中的、負(fù)極的電氣容量相對(duì)于正極的電氣容量的比C2/C1與負(fù)極的高度相對(duì)于正極的高度的比L2/L1的關(guān)系的圖表。圖3是表示將實(shí)施例2的電池Vl以及電池V5分別以4個(gè)串聯(lián)連接，使其以16歐姆的電阻放電時(shí)的放電時(shí)間和閉路電壓的關(guān)系的圖。具體實(shí)施例方式本專利技術(shù)者們著眼于采用過(guò)放電時(shí)的耐漏液性優(yōu)良的現(xiàn)有的堿性一次電池的話，SP使在作為單電池使用的情況下不產(chǎn)生漏液，但是多個(gè)串聯(lián)連接的情況下產(chǎn)生漏液這樣的情形。而且，研究導(dǎo)致過(guò)放電時(shí)的漏液的主要原因時(shí)發(fā)現(xiàn)，負(fù)極的電氣容量C2相對(duì)于正極的電氣容量Cl的比C2/C1増大的話，即使在單電池中在過(guò)放電時(shí)不產(chǎn)生漏液，也會(huì)在多個(gè)電池串聯(lián)連接的情況下，見(jiàn)到在過(guò)放電時(shí)易產(chǎn)生漏液的傾向。又，本專利技術(shù)者們注意到，在堿性一次電池中，正極和負(fù)極通過(guò)放電反應(yīng)膨脹，和正極不相対的負(fù)極體積增加，以此為原因?qū)е職堄噤\含量増加這樣的情況。特別地，在過(guò)放電時(shí)，負(fù)極膨脹比正極的膨脹大，且負(fù)極膨脹主要在負(fù)極的高度方向顯著，因 此負(fù)極的高度超過(guò)正極的高度而變高。另ー方面，為了更加高效地使設(shè)備動(dòng)作，使放電中的正極的高度和負(fù)極的高度盡可能地一致的方法是有利的。但是，采用這樣的設(shè)計(jì)的話，可知在過(guò)放電中，和正極不相對(duì)的負(fù)極的體積增加，在負(fù)極中殘余鋅含量明顯地増大。在此，本專利技術(shù)者們發(fā)現(xiàn)，預(yù)先假定在堿性一次電池的放電時(shí)的正極和負(fù)極的膨脹，將負(fù)極的高度L2相對(duì)于正極的高度LI的比L2/L1控制在特定的范圍，就能抑制過(guò)放電時(shí)的漏液。又，還發(fā)現(xiàn)將高度比L2/L1控制在特定的范圍的話，即使電氣容量比C2/C1較大的情況下，也能夠抑制過(guò)放電時(shí)的漏液。雖然被確認(rèn)了電氣容量比C2/C1増大的話，有過(guò)放電時(shí)的漏液易于產(chǎn)生的傾向，但是已知電氣容量比C2/C1和漏液的產(chǎn)生的關(guān)系還受到高度比L2/L1的值的影響。在此，本專利技術(shù)的堿性一次電池包含有有底圓筒形狀的電池盒；與所述電池盒的內(nèi)壁接連配置、且包含ニ氧化錳的中空?qǐng)A筒形狀的正扱；配置在所述正極的中空部?jī)?nèi)、且包含鋅或鋅合金的凝膠狀的負(fù)極；配置在所述正極和所述負(fù)極間的隔膜；和堿性電解液，在該堿性一次電池中，將負(fù)極的電氣容量相對(duì)于正極的電氣容量的比和負(fù)極的高度相對(duì)于正極的高度的比分別控制在特定的范圍。具體地說(shuō)，在正極具有電氣容量Cl和高度LI時(shí)，負(fù)極具有電氣容量C2和高度L2時(shí)，本專利技術(shù)的堿性一次電池的容量Cl和C2滿足關(guān)系式(I):I. 05 含 C2/C1本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
【技術(shù)特征摘要】
【國(guó)外來(lái)華專利技術(shù)】...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：宇塚俊介，住山真一，小路安彥，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社，
類型：
國(guó)別省市：
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